题目
某工地上用如图所示的滑轮组，匀速提升质量为500kg的物体，在物体上升0.8m的过程中，拉力F的功率为2500W，此滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦．（g=10N/kg）求：
（1）滑轮组做的有用功；
（2）物体上升的速度；
（3）动滑轮的重力；
（4）若用该滑轮组吊起6250N的重物则拉力为多大？此时的机械效率为多少？ |
 |
题型：计算题难度：中档来源：月考题
所属题型：计算题
试题难度系数：中档
答案
解：（1）∵m=500kg，g=10N/kg
∴物体的重力为：G=mg=500kg×10N/kg=5000N而h=0.8m
∴滑轮组做的有用功为：W有=Gh=5000N×0.8m=4000J
（2）从图可知，该滑轮组有3段绳子吊着物体
∴拉力移动的距离为：S=3h=3×0.8m=2.4m；而此滑轮组的机械效率为η=80%
∴所做的总功为：W总= = =5000J
又∵拉力F的功率为P=2500W
∴做功的时间为：
t= = =2s
则物体上升的速度为：
v= = =0.4m/s
（3）∵W总=5000J，S=2.4m
∴拉力的大小为：
F= = = N
不计绳重和摩擦
F= （G+G动），即 N= ×（5000N+G动）
解得：G动=1250N
（4）用该滑轮组吊起6250N的重物时，拉力的大小为：
F'= （G'+G动）= （6250N+1250N）=2500N
∴滑轮组的机械效率为：η'= = = ≈83.3% |
考点梳理
初中二年级物理试题“ 某工地上用如图所示的滑轮组，匀速提升质量为500kg的物体，在”旨在考查同学们对
滑轮（组）的机械效率、
功的计算公式的应用、
功率的计算、
有用功和额外功、
速度的计算、
……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：
此练习题为精华试题，现在没时间做？添加到收藏夹，以后再看。
根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初二物理。
- 滑轮（组）的机械效率
- 功的计算公式的应用
- 功率的计算
- 有用功和额外功
- 速度的计算
考点名称：滑轮（组）的机械效率
滑轮组的机械效率：
测量滑轮组的机械效率:
①器材：弹簧测力计、刻度尺、滑轮组
②原理：
③步骤：先用弹簧测力计测出物体的重力G，再按要求组装滑轮组，用弹簧测力计提起绳端匀速上升，测出作用于绳端的作用力F，确定重物和绳自由端的始、末位置，用刻度尺测出物体上升的距离h和绳子末端移动的距离s，再用公式求出滑轮组的机械效率η ;
④注意事项：一是要用弹簧测力计提起绳端匀速上升，二是要让绳端竖直上升。
提高滑轮组机械效率的方法:
1.影响滑轮组机械效率的因素
滑轮组是人们经常使用的简单机械，用同一滑轮组提升物体G升高h时，滑轮组对物体做的功为有用功，而人对滑轮组的拉力F做的功为总功，F移动的距离s=nh(n为与动滑轮相连绳子的段数)，则滑轮组的机械效率：
若不计摩擦力，而动滑轮的重为G’，那么提升动滑轮做的功就是额外功，则滑轮组的机械效率还可表示为
讨论这个表达式可知，对于同一滑轮组(G’一定)，提升重物越重，滑轮组的机械效率越高;而提升相同重物时，动滑轮越少、越轻的滑轮组，机械效率越高。
2.提高滑轮组机械效率的方法
(1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。如可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率。
(2)增大有用功在总功中所占的比例，在额外功不变的情况下，增大有用功的大小。
(3)换用最简单的机械。
滑轮组机械效率有关因素：
1、被提物体的重量，G越大，机械效率越高。
2、滑轮自重，滑轮组如果越多，虽然省力但是无用功多，机械效率越小。
3、绳与滑轮之间的摩擦。
无关因素：1、绕线方式，2、物体被提高的距离，3、提物体的速度。
考点名称：功的计算公式的应用
功的定义：
“功”一词最初是法国数学家贾斯帕-古斯塔夫·科里奥利创造的。物理学中，必须有作用在物体上的力，且物体在这个力的方向上通过一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做功，是指力对距离的累积。国际单位制单位为焦耳(J)。
功的计算公式：
在物理学中，把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功，功=力*力的方向上移动的距离，公式为(W=Fscosα)(初中阶段，力方向与位移方向的夹角为0，即α=0°，cos0°=1，所以W=Fs)。
国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。
在利用该公式进行计算时的注意点：
(1)力与物体移动的距离在方向上必须一致;
(2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体;
(3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
功计算公式的应用
1、做功必须同时具备两个必要因素(作用在物体上的力和沿力的方向移动的距离)，在下列三种情况下力对物体不做功。
答：(1)物体在受力方向上没有受到力的作用，但因为惯性通过一段距离。如在光滑水平
冰面上匀速滑动的冰块。
(2)物体受到力的作用，但没有移动距离。如用力推木箱，但没有推动。
(3)物体受到力的作用，同时物体也运动了一段距离，但力的方向始终与运动方向垂直。如人抗面袋在水平路面上移动了一段距离。
2、功率表示做功快慢的物理量(对比法:速度是表示物体运动快慢的物理量),是机器主要技术指标,实际应该中要根据需要选择功率合适的机器.计算功率时，一定要明确是哪一段时间。
【例题】在水平地面上的物体，受到15N的水平推力前进了4m;撤去推力后，物体又前进1 m后停止。如果物体重40N，求推力、重力各做了多少功?
【解析】考虑做功问题时，可以按下面三个步骤进行：
(1)物体是否受到力的作用，不受力的物体不存在做功的问题;
(2)物体是否运动，不运动的物体也不存在做功的问题;
(3)物体既受力又运动时，判断二者之间方向的关系。若力、运动方向互相垂直，此力不做功。只有物体受到力的作用，并且物体沿力的方向运动了一段距离，力才对物体做了功。
【答案】推力做功：W推=Fs=15N×4m=60J
由于物体只是在水平地面上前进了一段距离，并没在重力方向上移动距离，所以重力对物体没有做功，或者说重力做功W重=0
考点名称：功率的计算
功率：单位时间里完成的，叫做功率，表示作功快慢程度的物理量，通常用P表示，故功率等于作用力与物体受力点速度的标量积。
功率的计算公式
功率可分为电功率，力的功率等，故计算公式也有所不同。
电功率计算公式：P=W/t =UI;在纯电阻电路中，根据欧姆定律U=IR代入P=UI中还可以得到：P=I²R=(U²)/R
在动力学中：功率计算公式：1.P=W/t(平均功率)2.P=FV;P=Fvcosa(瞬时功率)
因为W=F(f力)×S(s位移)(功的定义式)，所以求功率的公式也可推导出P=F·v：P=W /t=F*S/t=F*V(此公式适用于物体做匀速直线运动)
功率计算公式的应用
例：用杠杆来撬一重为2400 N的大石块，当手在5 s内用300 N的力按杠杆，将杠杆一端压下1.6 m，大石块被举高多少m?人做功的功率为多大?(不计杠杆的重力和摩擦)
思路导航：(1)解答此题的关键是能够想到功的原理，往往有同学会用杠杆原理来解答此题，存在这种错误的同学主要是没有正确理解什么是力臂，题中给出的1.6 m是动力沿动力的方向通过的距离，而不是动力臂，题中要求的大石块被举高的高度恰好就是阻力沿阻力方向通过的距离。人对杠杆做的功即动力对杠杆做的功W1=Fs=300 N×1.6 m=480 J(注意：F和s对应)，根据功的原理，W1=W2。
W2=G物h=2400 N×h. 480 J=2400×h，解得：h=0.2 m。
(2)人做功的功率就是动力做功的功率为96 W。
方法指导：利用杠杆做功时，在杠杆平衡的时候，根据功的原理和杠杆原理。
考点名称：有用功和额外功
有用功：物理学中的一种概念，是人们做的功中对人们有用的一部分，人们需要的有价值的功。做功中，有用功越大越好。
额外功：在物理学中，额外功与有用功是对立的，指其他无实用价值而又不得不做的功，叫额外功。
有用功和额外功的比较
有用功和额外功的区别
1、有用功是相对于总功来说的......
2、从做功的意义上来讲，就是人因需要而做的功叫做有用功，额外功是指人们在做功时，并不需要做，但是为了达到目的而不得不做的功.例如，人想要提水上楼，人对水做的功就是为了满足需要而做的，其大小等于水重乘以提升的高度。人在提水时，必须有盛水的容器，如水桶等，人在提升水的同时，也对容器做了功，而人对容器所做功并不是目的，但是又不得不做，因为没有容器，水是无法提升的，所以，人对容器所做的功是额外功，其大小等于 。
3、常见的额外功有：使用滑轮组时，克服轮与轴之间摩擦所做的功，还有克服滑轮的自重所做的功等。
4、克服摩擦所做的功并不一定都是额外功。
有用功和额外功计算公式归纳
考点名称：速度的计算
速度的计算公式：
公式v=s/t
速度是描述质点运动快慢和方向的物理量，等于位移和发生此位移所用时间的比值。[2]在匀速直线运动中，物体在单位时间内通过的路程叫做速度。
v：速度矢量，单位：m/s
s：位移矢量，单位：m
t：时间，单位：s
速度单位：
速度在国际单位制的最基本单位是米每秒 ，国际符号是m/s，中文符号是米/秒。[3]
常用单位：千米/时，国际符号是km/h。
单位换算：1 m/s=3.6 km/h
有关计算速度的试题：
1. 摩托车用90km/h的平均速度追赶在它前面120km的卡车。追了270km才赶上，求卡车的平均速度。
2. 一列车长160m，匀速通过一条长200m的隧道用了0.01h。若该列车以同样的速度通过一座长1040m的铁路桥要多长时间?
3. 在一次爆破中用一条96cm长的导火线来使炸药爆炸。导火线燃烧的速度是0.8cm/s。在点火者点燃导火线后，以5m/s的速度跑开。他能不能在爆炸前跑到距爆炸点500m远的安全区?
4. 小军乘坐一辆汽车行驶在限速为50km/h的公路上。他利用手表测得汽车每隔4s就驶过路边一根相距50m的电线杆。问：小军乘坐的这辆汽车是否超速?
5. 一列火车以54km/h的速度通过一座桥用了1.5min。已知火车长150m。桥长为多少?
6. A、B两地相距300m，甲、乙两人分别从两地骑自行车同时出发相向而行。他们的速度分别为V甲 = 6m/s、V乙 = 4m/s，假如有一只猎狗不知疲倦的以V = 8m/s的速度奔跑在甲、乙之间。问：在甲、乙两人出发至相遇时，猎狗跑了多少路程?
7.子弹在离人17m处以680m/s的速度离开枪口,若声音在空气中的速度为340m/s,当人听到枪声时,子弹己前进了多少?
8.飞机速度是声速的1.5倍，飞行高度为2720m,,当你听到飞机的轰鸣声时,抬头观看飞机已飞到你前方多远的地方?
9.一门反坦克炮瞄准一辆坦克,开炮后经过0.6s看到炮弹在坦克上爆炸,经过2.1s听到爆炸的声音,求:(1)大炮距坦克多远?(2)炮弹的飞行速度多大?
10.甲同学把耳朵贴在长铁管的某一端,乙同学在长铁管的另一端敲一下这根铁管,甲同学先后听到两次响声,其时间差0.7s,试计算铁管有多长(声音在铁中速度为5100m/s,空气的速度为340m/s)?
11.在一次爆破中,用一根长1m的导火线引爆炸药,导火线以0.5cm/s的速度燃烧,点火者点着导火线后以4m/s的速度跑开,他能否在爆炸前跑到离爆炸地点600m的安全地区?
12.一名同学骑自行车从家路过书店到学校上学，家到书店的路程为1800m，书店到学校的路程位3600m.当他从家出发到书店用时5min，在书店等同学用了1min，然后二人一起再经过了12min到达学校.求：(1)骑车从家到达书店这段路程中的平均速度是多少?(2)这位同学从家里出发到学校的全过程中的平均速度是多大?
