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如图为一装配线上的一个“机械手”，其固定点O为转轴，现它水平抓住

首页 > 考试 > 物理 > 初中物理 > 有用功和额外功/2008-12-12 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

题目

如图为一装配线上的一个“机械手”，其固定点O为转轴，现它水平抓住一只重40N的工件G，并在0.5s内匀速将这一工件提升了20cm，而动力机械的总功率为20W，求：
（1）动力机械M至少要施加的推力；
（2）机械手做的有用功及机械效率．

题型：计算题难度：偏难来源：0110 月考题

所属题型：计算题试题难度系数：偏难

答案

（1）200N；
（2）8J；80%

考点梳理

初中二年级物理试题“如图为一装配线上的一个“机械手”，其固定点O为转轴，现它水平抓住”旨在考查同学们对机械效率的计算、功率的计算公式的应用、有用功和额外功、 ……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。

机械效率的计算
功率的计算公式的应用
有用功和额外功

考点名称：机械效率的计算

机械效率

机械效率是指任何机械本身都受到力的作用，相对运动的零件间又存在摩擦，所以使用任何机械，除了做有用功外，都不可避免地要做额外功。这时动力所做的总功等于有用功加额外功。机械效率用来衡量机械对机械能有效利用的程度，只考虑机械能传递过程中的摩擦损失，而不考虑由非机械能转变成机械能过程中的能量损失。

机械效率的计算公式

机械效率指有用功与总功的比值，用符号η表示，计算公式为η=W有/W总*100%，用符号η表示。

功、功率和机械效率的比较

功、功率和机械效率的比较

影响机械效率的因素

1.从额外功考虑——机械自重、机械的摩擦影响机械效率。例如，我们用轻便的塑料桶打水，而不用很重的铁桶打水。

2.从有用功考虑——例如，在研究滑轮组的机械效率时，我们会发现同一个滑轮组，提起的重物越重，机械效率越高。

考点名称：功率的计算公式的应用

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。

功率的计算公式及单位

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)

功率单位为瓦特，简称“瓦”，符号是“W”。W表示功，单位是“焦耳”，简称“焦”，符号是“J”。“t”表示时间，单位是“秒”，符号是“s”。

功率计算公式的应用

例1：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。

例2：关于功、功率，下列说法正确的是[ ]

A.机械的效率越高，做功越多

B.机械的效率越高，做功越快

C.机械的功率越大，做功越多

D.机械的功率越大，做功越快

思路导航：功率是表示做功的快慢，而不是做功多少的物理量；机械效率是表示有用功在总功中的比值，与做功的多少及功率的大小无关；所以本题的正确答案为D。

方法指导：这道题目包含了这章内容的三个重要的概念：功、功率、机械效率，只有真正理解了这些概念，才能准确的完成这道题。

例3：功率为30 kW，机械效率为60%的水泵，1 h内能把多少t的水从100 m深的矿井中抽到地面？（g取10 N/kg)

思路导航：本题既考查了功、功率、时间的关系，又考查了总功、有用功和机械效率的关系，利用水泵的功率，工作时间可以求出所做的总功W_总=Pt，根据有用功、总功、机械效率的关系可以求出有用功W_有=W_总η，结合有用功的意义，在这里水泵对水所做的功就是有用功，即W_有=G_水h，这样就可以求出水的质量，解答过程如下：

W_总=Pt=3×10⁴ W×3600 s=1.8×10⁸ J

W_有=W_总η=1.08×10⁸ J×0.6=6.48×10⁷ J（注意单位时统一）

W_有=G_水h

G_水=6.48×10⁵ N

m_水=6.48×10⁴ kg=64.8 t

方法指导：根据题中所给的已知条件来确定要选用的公式，同一个物理量可以通过好多途径来求，这就要求我们把学过的知识要能紧紧地联系在一起，做到灵活运用，融会贯通。