中考总复习：功 功率 机械效率(提高)知识讲解(2)

【总结升华】本题在滑轮组的计算题中属于难度较高的，不仅滑轮组的使用方式与平常不同，而且涉及的物理量多，对机械效率、功率等公式都要求能进行熟练推导，值得注意的是对于滑轮组的机械效率，在机械装置和提升的重物都不变的条件下滑轮组的机械效率保持不变的，这是本题的解题关键。

6、（2012?安徽）如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端。已知物体受到斜面的摩擦力为f，则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是（ ）

【思路点拨】斜面是用来提高物体位置的，有用功等于物体重力和斜面高度的乘积，即W有用=Gh；总功等于物体沿斜面向上的拉力和斜面长的乘积，即W总=FS；机械效率就是有用功和总功的比值。使用斜面时，所做的额外功就是克服物体与斜面摩擦力做的功，总功等于有用功和额外功之和，据此进行分析和判断即可。 【答案】D

【解析】∵斜面的高为h，物体的重力为G， ∴有用功为：W有用=Gh，

又∵斜面长为L，拉力为F， ∴总功为：W总=FL， 则机械效率为：

，

而物体与斜面的摩擦力为f， ∴额外功为：W额外=fL，

则总功为：W总=W有用+W额外=Gh+fL， 故机械效率为：

，故D正确。

【总结升华】此题考查有关斜面机械效率的计算，容易出错的是摩擦力的计算，我们要知道使用斜面时

克服摩擦力做的功就是额外功，关键在于明确总功应等于有用功与额外功之和。 举一反三：

【变式】利用如图所示的动滑轮将重为G的物体匀速地拉上斜面，设斜面长为L，高为h，滑轮的重力及摩擦力均不计，根据功的原理，则拉力为（ ）

【答案】C

7、如图所示，用滑轮组提升水中的物体A，若物体的质量为140kg，体积为60dm3，滑轮组的机械效率为80%，取g=10N/kg，不计绳重及轮与轴的摩擦，求 （1）物体A在水中被匀速提升时，拉力F是多大？

（2）如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体A相连，而连接滑轮组的绳子所能承受的最大拉力为350N，当物体露出水的体积多大时绳子会断？

【思路点拨】（1）首先我们先来判断承担重物的绳子股数，很明显绳子股数是4，接着我们要思考，这4段绳子承担的是物重吗？物体A浸没在水中，必然要受到水对它的浮力，所以这4段绳子承担的是重力（包括动滑轮重、绳重及摩擦）和浮力的差值。这是解答本题的关键。然后根据滑轮组机械效率的计算公式

，推导得出得：

，

而F浮=ρ液V排g。

（2）“滑轮组绳索能承受到最大拉力为350N”也就告诉了我们绳子的拉力按350N进行计算。同样，根据上面的公式即可求出F浮，继而求出V排，再用V物减去V排即为露出水面的体积。 【答案与解析】

（1）物体A在水中受到的浮力

103kg/m3×10N/kg×60×10-3 m3＝600N F浮＝ρ水gV排＝1×

动滑轮上有四股绳子，提升时，绳子自由端移动距离是重物上升高度的4倍，即s=4h，因此在水中匀速提升时的机械效率

可得：

＝＝250N

（2）设动滑轮重为G0，由匀速上升的力的平衡条件有 4F＝G0＋G－F浮

得G0＝4F＋F浮－G＝4×250N+600N-1400N=200N

当绳子拉力达最大值Fm=350N时，设物体部分露出水面后浮力变为F浮′，同理 4Fm=G0+G-F浮′

得F浮′＝G0＋G－4Fm＝200N+1400N－4×350N=200N

由于 所以露出水面的体积为＝40dm

3

【总结升华】这道题是浮力和机械效率综合在一起的计算题，是我们初中力学中比较难的题目。

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