(2)物体下表面与水面距离为3 m时,求物体下表面所受水的压强;
(3)若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦以及水对物体的阻力,当浸没在水中的物体被匀速提升时,求电动机对绳子的拉力;
(4)物体离开水面后,在电动机作用下匀速上升,若电动机的功率为9 kW,电动机对绳子的拉力为1.5×10 N,求物体上升的速度和滑轮组的机械效率(机械效率精确到0.1%)。
4.（2019齐齐哈尔）图甲是某起重船的示意图，A处为卷扬机，吊臂前端滑轮组如图乙所示。 在一次吊装施工中，当起重船从运输船上吊起重物时，起重船浸入海水中的体积增加了18m，重物在空中匀速竖直上升了3m，所用时间为30s。已知动滑轮总重为2×10N，不计钢丝绳重及摩擦。（ρ海水＝1.0×10kg/m） （1）求该重物的重力是多少？
（2）求钢丝绳拉力F做功的功率是多少？
（3）求该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率。
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备战2020中考物理重点知识强化训练
——专题十一：功、功率、机械效率的综合计算参考答案
考点一：功、功率综合计算
1.(2019惠阳)如图所示,某品牌太阳能汽车在景区接送游客。
(1)车轮与地面的总接触面积为2.0×10 m,该汽车对水平地面的压强为2.5×10 Pa,求该汽车对地面的压力多大?
(2)某次运送游客时,该车以18 km/h的速度在水平路面上匀速行驶3.6 km,此时该车的输出功率为800 W。求:此过程中该车受到的阻力多大?牵引力所做的功多大? 【答案】(1)5×10 N (2)160 N 5.76×10 J
【解析】(1)汽车对地面的压力F=pS=2.5×10 Pa×2.0×10 m=5×10 N;
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(2)汽车速度v=18 km/h=18× m/s=5 m/s,
由P===Fv得牵引力F===160 N;
因为车匀速运动,所以受到的阻力f=F=160 N; 牵引力做功W=Fs=160 N×3 600 m=5.76×10 J。
2.(2019厦门)“塔吊”是修建高层建筑常见的起重设备,又名“塔式起重机”。某“塔吊”以恒定功率24 kW将质量2 t的重物从静止开始竖直向上提升45 s,全程v-t关系如图。g取10 N/kg。
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(1)求t=30 s时重物所受的拉力。 (2)求整个过程重物的最大速度。
(3)若重物上升的总高度为60 m,则最后12 s拉力的平均功率为多大? 【答案】(1)2×10 N (2)1.2 m/s (3)1×10 W
【解析】(1)由图象可知,在15~45 s阶段重物竖直向上做匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,拉力与重力是一对平衡力,大小相等,所以t=30 s时,重物所受的拉力F=G=mg=2×10 kg×10 N/kg=2×10 N。
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(2)由题意知,0~45 s内,拉力的功率恒定不变,P=24 kW=2.4×10 W,由P===Fv得,整个过
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程重物的最大速度(即匀速运动时的速度)vm===1.2 m/s。
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(3)由题知,整个过程中重物上升的总高度为60 m,则全程塔吊对重物做功W=Gh=2×10 N×60 m=1.2×10 J,
前45 s“塔吊”对重物做的功: W1=Pt1=2.4×10 W×45 s=1.08×10 J, 最后12 s拉力做的功:
W2=W-W1=1.2×10 J-1.08×10 J=1.2×10 J, 则最后12 s拉力的平均功率:
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P'===1×10 W。
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3.(2019宁波江北)外卖小哥的忙碌也体现了现代生活的节奏。若摩托车自身质量为150 kg,静止时总着地面积约为240 cm,摩托车牵引力的功率为21 kW,某次订单他要把外卖从万达广场送到6 km远的西南大学附属小学,若始终以18 km/h的速度匀速行驶,求: (1)在这个过程中摩托车牵引力的大小; (2)在这个过程中摩托车的牵引力做的功。 【答案】(1)4 200 N (2)2.52×10 J
【解析】(1)摩托车的速度v=18 km/h=5 m/s,摩托车牵引力的功率为P=21 kW=2.1×10 W,
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在这个过程中摩托车牵引力的大小F===4 200 N;
(2)由v=得,摩托车行驶的时间t==功:W=Pt=2.1×10 W×1 200 s=2.52×10 J。 考点二：功、机械效率综合计算
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= h=1 200 s,则摩托车的牵引力做的
1.(2019德州)小强用如图所示装置在10 s内将重为450 N的货物匀速提升2 m,此过程中拉力F的功率为120 W。
求:(1)提升装置所做的有用功; (2)拉力F做的功; (3)该滑轮组的机械效率。
【答案】(1)900 J (2)1 200 J (3)75% 【解析】(1)提升装置所做的有用功: W有用=Gh=450 N×2 m=900 J;
(2)根据P=可得拉力F做的功: W总=Pt=120 W×10 s=1 200 J;
(3)滑轮组的机械效率η==×100%=75%。
2.（2019襄阳）工人师傅用如图所示的滑轮组将重为600N的货物匀速提升了2m,做了1500J的功。求:
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