南方新課堂金牌學(xué)案九年級(jí)物理滬粵版
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4.如圖所示，小明用滑輪組提升重物。若物體重400N，用250N的拉力將物體緩慢提升2m，用時(shí)20s，則此過(guò)程中有用功是
800
J，額外功是
200
J，拉力的功率是
50
W，若克服摩擦和繩重所做的功占額外功的40%，則小明所用的動(dòng)滑輪重為
60
N。
答案：800；200；50；60
解析：有用功$W_{有}=Gh=400N×2m=800J$；
由圖知$n=2$，拉力移動(dòng)距離$s=nh=2×2m=4m$，總功$W_{總}(cāng)=Fs=250N×4m=1000J$，額外功$W_{額}=W_{總}(cāng)-W_{有}=1000J - 800J=200J$；
功率$P=\frac{W_{總}(cāng)}{t}=\frac{1000J}{20s}=50W$；
克服摩擦和繩重做功$W_{f}=40\%W_{額}=0.4×200J=80J$，動(dòng)滑輪重做功$W_{動(dòng)}=W_{額}-W_{f}=120J$，動(dòng)滑輪重$G_{動(dòng)}=\frac{W_{動(dòng)}}{h}=\frac{120J}{2m}=60N$。
5.如圖甲所示，一木箱重400N，工人用沿斜面向上的拉力F將木箱勻速拉到高處。已知整個(gè)過(guò)程中工人做的有用功$W_{有用}$與木箱移動(dòng)距離s的關(guān)系如圖乙所示，整個(gè)過(guò)程的額外功是440J，則拉力F=
125
N，物體上升的高度h=
1.4
m，斜面的機(jī)械效率η=
56
%，木箱所受的摩擦力f=
55
N。
答案：125；1.4；56；55
解析：由圖乙知，當(dāng)$s=8m$時(shí)，$W_{有用}=560J$，$W_{總}(cāng)=W_{有用}+W_{額}=560J + 440J=1000J$，拉力$F=\frac{W_{總}(cāng)}{s}=\frac{1000J}{8m}=125N$；
$h=\frac{W_{有用}}{G}=\frac{560J}{400N}=1.4m$；
效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{總}(cāng)}\times100\%=\frac{560J}{1000J}\times100\%=56\%$；
額外功$W_{額}=fs$，摩擦力$f=\frac{W_{額}}{s}=\frac{440J}{8m}=55N$。
6.小宇想把一個(gè)重1000N的物體搬到高2m的車(chē)廂里，為了省力，他找了一塊長(zhǎng)5m的硬木板，搭在車(chē)廂上（銜接處的長(zhǎng)度忽略不計(jì)），如圖甲所示。小宇用力把物體拉至車(chē)廂上，物體沿木板移動(dòng)距離s與拉物體所用時(shí)間t的圖像如圖乙所示。則：
（1）30s內(nèi)做的有用功是多少？
（2）若物體與木板間的摩擦力為200N，斜面的機(jī)械效率是多少？（計(jì)算結(jié)果保留至0.1%）
（3）30s內(nèi)拉力的功率是多少？
答案：（1）2000J；（2）83.3%；（3）120W
解析：（1）由圖乙知30s內(nèi)物體移動(dòng)距離$s=5m$，恰好到達(dá)車(chē)廂，有用功$W_{有}=Gh=1000N×2m=2000J$；
（2）額外功$W_{額}=fs=200N×5m=1000J$，總功$W_{總}(cāng)=W_{有}+W_{額}=3000J$，效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{總}(cāng)}×100\%=\frac{2000J}{3000J}×100\%\approx83.3\%$；
（3）功率$P=\frac{W_{總}(cāng)}{t}=\frac{3000J}{30s}=120W$。
