1、专项训练(七)_功、功率、机械效率的计算与推导证明一、填空题12019兰州某同学在10 s内做了5个引体向上，他的质量为60 kg，每次上升的高度为40 cm。该同学做一次引体向上克服重力做的功是_J，10 s内做功的功率为_W。(g取10 N/kg)22019南充如图ZX71所示，在滑轮组的作用下，重为300 N的物体A以0.2 m/s的速度匀速上升，动滑轮重为60 N，不计绳重和摩擦，则绳子自由端的拉力F_N，拉力F做功的功率P_W。图ZX713有一斜面长4 m、高1 m，现把一重为600 N的物体匀速推上去，所用沿斜面方向的推力至少是_N，若实际所用推力为200 N，则斜面的机械效率为_
2、%，摩擦力为_N。二、选择题42019德阳一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动，物体运动的st图像如图ZX72所示，根据图像，下列判断正确的是()图ZX72A物体10 s时的速度大于4 s时的速度B06 s拉力对物体所做的功大于612 s拉力对物体所做的功C06 s拉力对物体做功的功率小于612 s拉力对物体做功的功率D06 s物体所受的拉力大于612 s物体所受的拉力52019杭州如图ZX73所示，在水平拉力F的作用下，物体M沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧测力计示数为10 N，物体M的运动速度为1 m/s(不计滑轮与绳重、绳子与滑轮间的摩擦以及滑轮与轴间的摩擦)，那么在此过程中(
3、)图ZX73A物体M与地面间的摩擦力为5 NB物体M与地面间的摩擦力为10 NC水平拉力F做功的功率为20 WD1 s内滑轮对物体M做功为10 J来源:1来源:1ZXXK三、计算与推导题62019福建一辆小轿车以15 m/s的速度在水平公路上匀速行驶，受到的阻力是1200 N。设行驶过程中小轿车的功率始终保持不变。(1)求小轿车在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力。(2)求小轿车在水平路面上行驶300 m的过程中，其牵引力所做的功。(3)要使小轿车的牵引力增大为原来的1.5倍，则其行驶速度应为多少？72019枣庄如图ZX74所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深10 m
4、，物体重G4103 N，汽车重G车3104 N，汽车匀速拉绳子时的拉力F2103 N，汽车受到的阻力为车重的0.05倍。求：(1)若汽车运动的速度为1.2 m/s，则将物体由井底拉至井口，需要多长时间。(2)滑轮组的机械效率是多少。(计算结果写成百分数的形式，小数点后保留一位小数)(3)汽车的牵引力是多大。(4)将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是多少。图ZX74来源:学.科.网Z.X.X.K8如图ZX75所示，用力F将重为G的物体匀速拉上高为h，斜边长为s的斜面，物体与斜面之间的摩擦力为f，很多同学都认为，物体匀速上升的过程中，拉力F与摩擦力f是一对平衡力，试根据有用功、额外功和总功之
5、间的关系，推导证明：fFGh/s，并说明拉力F与摩擦力f不是一对平衡力。来源:Zxxk.Com图ZX75来源:学*科*网参考答案1240120212072315075504B解析 由题图可知，06 s和612 s物体以不同的速度做匀速直线运动，而06 s通过的路程是3 m，612 s通过的路程为1 m，因为相同时间内通过的路程越多，速度越大，因此06 s过程中的速度大于612 s过程中的速度，即4 s时的速度大于10 s时的速度，故A错误。因为06 s和612 s物体均做匀速直线运动，所以两个阶段拉力相同；又因为06 s通过路程为3 m，612 s为1 m，由WFs可知，06 s拉力做功较多，
6、故B正确、D错误。由于物体速度发生了改变，且06 s过程中的速度大于612 s过程中的速度，根据PFv可知，06 s拉力对物体做功的功率大于612 s拉力对物体做功的功率，故C错误。5C解析 如题图所示，n2，物体做匀速直线运动，f2F210 N20 N，故A、B错误。物体移动的路程sv物t，绳子自由端移动的距离s2s2v物t21 m/s1 s2 m，则拉力做功WFs10 N2 m20 J，拉力做功功率P20 W，故C正确、D错误。6解：(1)小轿车在水平路面匀速行驶，牵引力Ff1200 N。(2)在水平路面行驶时小轿车牵引力所做的功WFs1200 N300 m3.6105 J。(3)行驶过程
7、中小轿车的功率始终保持不变，即PFvFv，所以v10 m/s。7解：(1)由题图可知，滑轮组由3段绳子承担物重，则物体上升的速度为v物v车1.2 m/s0.4 m/s，物体由井底拉至井口需要的时间t25 s。(2)滑轮组的机械效率为100%100%100%100%100%66.7%。(3)由题意可得，汽车受到的阻力f0.05G车0.053104 N1500 N，又因为汽车做匀速直线运动，受平衡力作用，在水平方向上汽车受到向右的牵引力、向左的拉力及向左的阻力作用。由力的平衡条件可得牵引力F牵Ff2103 N1500 N3500 N。(4)汽车运动的距离s车s绳3h310 m30 m，牵引力做功为W牵F牵s车3500 N30 m1.05105 J。8证明：有用功W有用Gh，总功W总Fs，克服摩擦做的额外功W额外fs，W总W有用W额外，即FsGhfs，所以摩擦阻力fF，由此可看出，fF，不能满足二力平衡的条件，所以拉力和摩擦力不是一对平衡力。第 3 页