1、有關功、機械效率和功率的計算 一、復習目標：1、了解各簡單機械杠桿、滑輪、斜面的特點 2、要做到容易解答簡單的關于機械效率的計 算 3、學會關于機械效率的綜合計算 二、知識儲備： 1.對于簡單機械來說，提升重物時，克服_所做的功為有用功,實際拉力做的功為_.那么機 械效率的計算公式可寫作 =_. 2、在力學中，功包含兩個必要的因素分別是 為 W= ，克服阻力做功的公式為 W= 。 3、計算機械效率的公式是 三、典例解析： 1、簡單的有關滑輪組的機械效率的計算 例 1：用如圖 1 所示滑輪組將重 6×102N 的物體勻速提高 2m，拉力所做的功為 2×103J，所用的時間為

2、20s。求： （1）有用功； （2）拉力的功率； （3）該滑輪組的機械效率。 。 和 ，計算功的公式 W= 。克服重力做功的公式 跟蹤練習：1、如圖 1 是伍實同學在測量滑輪組的機械效率實驗的圖形，重物的質量為 200g，每個滑輪的質量 都為 50g，不計繩子與滑輪、滑輪軸之間的摩擦，使用滑輪組使鉤碼勻速直線上升 10 ，則人的拉力大小為 N，有用功為 J，額外功為 J，機械效率為 2、用如下圖所示的滑輪組吊起重物，不計繩重和摩擦。 （1）當物重為 150N 時，繩端所用的拉力是 60N，此時滑輪組的機械效率是多少？ （2）當所吊重物為 300N 時，10s 內重物被勻速提高 2m 時，繩端拉

3、力做功的功率是多少？ 2、有關斜面的機械效率的計算 例題：如圖所示。斜面長 1m，搞 0.2m ；將 10N 重的物體 A 從斜面底端勻速拉到斜面頂端，需要用平行于斜面 的力 2.5N，那么： (1斜面的機械效率是多少? (2重物上升過程中克服摩擦做了多少額外功? (3為了提高該斜面的機械效率，同學們提出了一些建議： A、以較快的速度將重物勻速拉到斜面頂端 B、以較慢的速度將重物勻速拉到斜面頂端 C、改用光滑的、板長和高度均不變的斜面 其中建議_(填番號可以達到目的；理由是：_ 跟蹤練習：1、如圖所示裝置將重為 100N 的物體勻速從斜面的底端拉至頂端。已知斜面的長是 5m， 高是 2m，拉力

4、 F=50N，則該裝置的機械效率為（ ） 2、如圖所示，將體積為 2.0×10-3m3 的木塊，沿斜面勻速上拉時彈簧測力計的示數為 4N，松木沿斜 面移動 1m，上升的高度為 30cm。求： （1）松木塊的重力。 （2）斜面的機械效率。 （g=10N/kg， 木=0.5×10 kg/m ） 3 3 3、關于機械效率的綜合計算 例 3.一質量為 6kg 的石塊，沉在裝水的容器底部，某同學用一動滑輪將石塊從水中勻速提起 1m，但石塊沒有 露出水面，如圖所示，已知繩的自由端拉力為 25N，求石塊在上升過程中： （1）石塊受到的浮力為多少？ （2）繩的自由端拉力做功為多少？ （3）

5、動滑輪的機械效率為多少？ （ 石=3×103kg/m3，g=10N/kg） 達標測試 1、如圖 3 所示，物重 G 為 600N，用滑輪組將重物勻速提升 5m，所用的拉力 F 為 250N，滑輪組 的機械效率為 _；若不計摩擦，被提升的物重增加時，滑輪組的機械效率 將 _（選填“變大”“變小”或“不變”。 、 ） 2、一人師傅常利用斜面把重物搬運到汽車上。如圖 5，汽車車廂高度 h=1.5m，斜面長度 s=3m， 現用力 F 沿斜面把重籮筐 G=1800N 的重物勻速拉到車上。若不計摩擦，拉力 F 為_N；若實 際拉力 F=1200N，則該斜面的機械效率是_。 3、如圖 6 所示，用

6、一動滑輪拉一物體 A 以 0.5m/s 的速度在水平面上作勻速直線運 動，物體 A 重為 20N，受到的摩擦阻力是物重的 0.2 倍，水平拉力為 2.5N，則在 2s 內拉力做的功是_，滑輪的機械效率是_(不計滑輪重力 4、下列關于功率和機械效率的說法中，正確的是（ A功率大的機械，做功一定多 C效率高的機械，功率一定大 ） B做功快的機械，功率一定大 D做功多的機械，效率一定高 ） B.額外功越大，機械的機械效率就越低 5、關于機械效率，下列說法正確的是（ A.有用功越大，機械的機械效率就越高 C.總功越大，機械的機械效率就越低 D.有用功與總功的比值越大，機械的機械效率就越高 6、甲乙兩機

7、械，甲的機械效率是 70、乙的機械效率是 50，下列說法中正確的是： A、使用甲機械做功省力 B、甲機械做功快 C、相同時間內，甲機械完成的功多 D、乙機械的額外功在總功中占的比例大。 7、小雪和小紅在“測滑輪組機械效率”的實驗中，一起組裝好如圖 8 所示的實驗裝置，他們分別記下了鉤碼 和彈簧測力計的位置。 （1）小紅_向上拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，并由彈簧測力計讀出拉力為 0.5N,同時小雪用用刻 度尺測出鉤碼提升的高度為 0.1m，以上測量準確無誤，其他被測物理量和計算的數據如下表： 鉤碼重（N） 2 彈簧測力計提升的高度（m） 0.4 有用功（J） 0.2 總功（J） 0.2 機械效率

8、 100% （2）小雪和小紅測得滑輪組的機械效率為 100%，他們意識到出現了錯誤，請你幫助找出原因 _ (3該滑輪組的機械效率實際為_ (4若提升的鉤碼重增加到6N，則該滑輪組的機械效率將_（選填變大、變小、不 變） 8、如圖 9 所示，物體重 180N，動滑輪重 20N，繩重和摩擦不計.在拉力 F 的作用下，物 體正以 0.1m/s 的速度勻速上升.求： （1）拉力 F； （2）拉力做功的功率； （3）動滑輪的機械效率. 10、某人在河岸上， 借助岸邊的大樹， 利用滑輪組通過拉繩使停泊在水中的船勻速靠岸 已知滑輪 組 是 由 一 個 定 3 滑 輪 和 兩個 動 滑輪 組 成的 (滑 輪

9、和 拉繩 自 重不計，船的總質量為7 92×10 kg， 船勻速移動時受到水的阻 力是船重的0 01倍， 船受到滑輪組的拉力與人拉繩子的力始終水平，若人的拉力是220N，船靠岸的速度是03m S，(g=10Nkg求： (1滑輪組的機械效率 (2人拉繩的功率 有關密度、壓強及浮力的計算 一、復習目標 （1）熟記密度壓強浮力的計算公式 （2）學會有關密度、壓強及浮力的計算題的解題方法 二、知識儲備 1、密度的計算公式 2、壓強的計算公式 p 平面的壓強） 變形公式 m （適用于所有壓強） v p （適用于液體壓強和密度均勻的柱體對水 3、 計算浮力的公式有： （1） 浮 G 排 F （適

10、用于知道液體密度和能知道排開液體的體積時） （2） 浮 F （適用于知道物重和彈簧測力計的示數時，探究實驗中用得較多） （3）F 浮 （適用于漂浮和懸浮的 物體） （4）F 浮 （適用于知道壓力的題目中） 三、典例解析 1、有關密度的計算 例 1、一個容器裝滿水，總質量為 65 克，將 30 克的沙子投入容器中，有水溢出，此時容器及水、沙子的總質 量為 83 克，求沙的密度？ 針對性練習： 1、質量 0.9 千克的水結成冰后，體積增大了 0.1 升，求：（1）冰的質量是多少？（2）冰的密度是多少？ 2、純酒精的密度是 0.8×103 Kg/m3 ，某工廠生產的酒精要求含水量不超過 1

11、0%，用抽測密度的方法來檢驗， 則合格產品的密度應在什么范圍之內？ 2、有關壓強的計算 例 2、 如圖 1 所示， 一梯形截面容器重 10N， 容器底面積是 200cm2 ， 倒入 4 Kg 水的高度是 30cm。 （g10N/Kg ） 求： （1）容器底所受水的壓強（2）容器底所受水的壓力（3）容器對桌面的壓強 針對性練習： 1、通常情況下，物體壓在同樣的泥地上，如果壓強相同則壓痕深度相同。野生動物調查員在泥地上發現黑熊 剛留下的足印，為了估算黑熊的質量，他把底面積為 10 cm2 的容器放在足印旁邊的泥地上，再慢慢往容器中 倒沙子， 直到泥地上出現和黑熊足印相同的痕跡， 測出此時裝了沙子的

12、容器總質量為 1.25Kg，g10N/Kg ，求： （1）裝了沙的容器對泥地的壓強（2）量出黑熊與地接觸的足印痕總面積共 800cm2，估算黑熊的質量有多大？ 2、在日常生活中，為了提高烹煮食物的溫度，縮短烹煮的時間，人們利用水的沸點隨氣壓的升高而升高的性 質制造出了高壓鍋。某種規格的高壓鍋出氣口的直徑為 3.2mm，計算出它的面積為 8mm2 ，要使鍋內氣壓達到 2 個標準大氣壓，請計算該高壓鍋應配的限壓閥的質量為多少克？（外界氣壓為 1 標準大氣壓，1 標準大氣壓取 105 Pa，g10N/Kg ） 3、有關浮力的計算 例 3、將重為 4.5N，體積為 0.5dm3 的銅球浸沒在水中后放手

13、，銅球靜止后受到的浮力為多少？ 針對性練習： 1、如圖 2 所示的是棱長為 0.1m 的立方體鋁塊，它的每個正方形表面的面積是（ ）m2 ，如 果它下表面受到水向上的壓力是 20N，下表面受到水的壓強是（ ）Pa，上表面受到水的壓強 是 （ ） 上表面受到水向下的壓力是 Pa， （ ） 鋁塊受到水的浮力是 N， （ ） 。 N （g10N/Kg） 2、用手將一重為6N的物體全部壓入水中，物體排開的水重為10N，此時物體受到的浮力為 N；放手后物體將 （填“上浮”“下沉”或“懸浮”，待物體靜止時所受浮力為 、 ） N。 3、 古人稱黃河水是 “一石水， 六斗泥” 創意中學綜合實踐小組從黃河中取了

14、 2×10-3m3 的水， 。 稱得質量為 2.2kg， 由此可知含泥沙的黃河水的密度為 kg/m3。一條貨船在黃河中航行時，浸在水中的體積是 30m3。船受到的 浮力為 N。在碼頭將貨物卸下后，河水對船底壓強大小的變化情況是 （本題 g 取 10 N/kg） 。 4、密度、壓強及浮力的綜合計算 例 4、質量為 1.5kg 的木塊，漂浮在水面上，有 2/5 的體積露出水面則木塊所受的浮力為多少？木塊的密度為 多少？ 例 5、 （廈門市 2006）在彈簧測力計下掛一圓柱體，從盛水的燒杯上方某一高度緩慢下降，圓柱體浸沒后繼續 下降，直到圓柱體底面與燒杯底部接觸為止，如圖 17 所示是圓柱

15、體下降過程中彈簧測力計讀數 F 隨圓柱體下 降高度 h 變化的圖像。求： （1）分析圖像可知，圓柱體重力是_N； （2）圓柱體浸沒在水中時，受到的浮力是_N； （3）圓柱體的體積是_m3； （4）圓柱體的密度是_kg/m3； （5）分析圖像 BC 段，可得結論：物體浸沒液體 之前，浸入液體的深度越深，受到的浮力越_（選填“大”或“小”； ） （6）分析圖像 CD 段，可得結論：_。 例 6.一個重為 10N 的實心合金球，浸沒在水中時，排開了 4N 的水，則合金球受到水的浮力是多少？若將它放 入酒精中靜止時，合金球受到的浮力是多少？若將它放入水銀中靜止時，合金球受到的浮力是多少？（酒精的 密度

16、是 0.8×103 Kg/m3 水銀的密度是 13.6×103 Kg/m3 g10N/Kg ） 針對性練習： 1、 （黃岡市 2006） 在南極考察中使用的海洋破冰船，針對不同的冰層有不同的破冰方法。 其中一種破冰方法是： 接觸冰面前，船全速航行，船體大部分沖上冰面，就可以把冰壓碎。 (1當破冰船航行于海面時，它的排水體積約為 1500m3，求船自身的重力。 (2在一次破冰行動中，當船沖到冰面上時，船的排水體積變為原來的三分之一，船與冰層接觸面積為 5m2，此 時破冰船對冰層的壓強是多少?(海水的密度取 1.0×103kgm3 四、達標檢測 1、 （連云港市 20

17、06）李靜同學進行了如圖所示的實驗：她先測量出容器中水深為 20cm，然后將一掛在彈簧測 力計下的長方體物塊緩慢地浸入水中（完全浸沒時水不會溢出） 。實驗過程中，她記下彈簧測力計的示數 F，并 測量出對應情況下容器中水的深度 h，實驗數據如下表： 實驗次數 1 1.5 20.0 2 1.4 20.5 3 1.3 21.0 4 1.2 21.5 5 1.1 22.0 6 1.0 22.5 7 1.0 22.5 8 1.0 22.5 h F/N h/cm （g 取 10N/kg， 水1.0×103kg/m3） 在物塊未浸入水中時，水對容器底部的壓強為多少？在物塊完全浸入水中時，其受到的浮

18、力為多大？ 分析表中數據變化規律，你能得到什么結論？ 2、 （2005 江蘇南通）如圖所示，放在水平桌面上的圓柱形容器重 4N，底面積為 100 cm2 ，彈簧測力計的掛鉤 上掛著重為 10N 的物體，現將物體浸沒水中，容器的水面由 16cm 上升到 20cm (g 取 10N/kg求： （1）物塊放入 水中前，容器底受到水的壓強是多少？（2）物塊的密度是多少？（3）物塊受到的浮力（4）物塊浸沒水中后 容器對桌面的壓強。 3、 （2006 玉林市） 我們來對物體浮沉現象進行探究把一截圓柱體蠟燭豎直放入水中， 發現蠟燭漂浮在水面上(如 圖 19 所示 (1若要使蠟燭處于懸浮狀態，應該加入適量的食

19、鹽還是加入適量的酒精?請說明理由. (2蠟燭漂浮在水中時，測得露出水面的體積為總體積的1/10，求蠟燭的密度是多大 4、 （2006 眉山）木塊 A 的體積為 500 cm3，質量為 300g，用細線拉著浸沒于盛水的圓柱形容器中，容器的底面 積為 100 cm2，容器內水面高度為 30 cm，如圖所示，求：(1物體受到的浮力；(2水對容器底的壓強；(3繩 子的拉力 T；(4若剪斷繩子后，木塊靜止時，水對容器底的壓強。(g 取 10N/kg 跟蹤練習：一、1、0.5N，0.1J，0.05J，66.7 2、 （1）83.3 （2）66 二、1、40 2、 （1）10 （2）75三、1、1：5 2、

20、 （1）20N， （2）50J （3） 80 達標測試：180，變大 2。10，5 3。80，300J 4。900N，75 5。5J，80 6。B 7。D 8 D 9。B 10。 （1）勻速豎直（2）彈簧測力計提升的高度應是 0.5m （3）80（4）變大 11 （1）100N（2）20W（3）9012 （1）66.7， （2）470W （電動機消耗的電能是所做的機械能和產生的熱能的和） 13 （1）3×104N，最近（根據杠桿的平衡條件） （2）7×104J，50147×104Pa， 72000J 15(190，(2264W（據推導公式 P=Fv 計算） 16 （1）60， （2）1500W 17 參考答案 三、1、例 1：2.5×103kgm