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初中三年级物理

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首页 初中三年级物理知识 功率的计算 机械效率的计算 其他简单机械：轮轴和斜面 试题正文
  • 计算题
    一辆小汽车正在匀速爬上六盘山一段坡长是1 000 m、坡高h是60 m的盘山路，小汽车的质量m是1 000 kg，小汽车的牵引力F是720 N．（计算结果保留两位小数）
    （1）如图所示，上山的路修成盘山弯曲的，目的是________．
    （2）如果小汽车上坡所用时间为60 s，求汽车牵引力做功的功率是多大？
    （3）这段盘山路的机械效率是多少？（取g＝10 N/kg）

    本题信息：2011年宁夏自治区中考真题物理计算题难度较难 来源:牛青丹
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本试题 “一辆小汽车正在匀速爬上六盘山一段坡长是1 000 m、坡高h是60 m的盘山路，小汽车的质量m是1 000 kg，小汽车的牵引力F是720 N．（计算结果保留两位小数）（1）...” 主要考查您对

功率的计算

机械效率的计算

其他简单机械：轮轴和斜面

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功率的计算公式：
（1）P=W/t，其中P代表功率，单位为W，W代表功，单位为J；t代表时间，单位为s。
（2）因为P=W/t，W=Fs，v=s/t，所以P=W/t=Fs/t=Fv，P=Fv是功率的又一表达式。

公式法计算功率：
     运用时一定要注意三个量的对应关系。“W”一定是对应“t”完成的，不能张冠李戴。单位要统一，P、W、t的单位分别为瓦、焦、秒。
例1 如图所示，铁明同学向上跳台阶进行晨练，铁明重500N，在10s内匀速连跳12个台阶，每个台阶的高度为0．2m。在这个过程中，已知铁明克服摩擦做功为2800J，求出此过程中：

(1)铁明竖直向上跳的平均速率多大?
(2)铁明克服重力做功是多少?
(3)铁明做功的总功率多大?
解析：竖直向上跳的平均速度可以通过向上跳的总高度与所用时间利用速度公式求出，克服重力做功等于重力与高度的乘积，即，总功率可以通过所做的总功和时间利用功率公式求得。
（1）0.24m/s
（2）
（3）

例2在打捞海底沉船时，常用水下机器人潜入水下打捞船上物品，已知ρ海水=1．03×103kg／m3。
(1)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大?
(2)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m3，密度为2.7×103kg/m3的物体静止不动，求该力的大小。
(3)若机器人在水下运动时，所受海水阻力与速度的关系如图所示，求机器人在水下以0．5m／s的水平速度匀速运动时，机器人水平推进力的功率。

解析：（1）由液体压强公式得，，
（2）物体在水下受平衡力的作用，则
则
（3）由题图可知，海水阻力与机器人的运动速度成正比，当机器人运动速度为0．5m/s时，f=175N 机器人匀速前进时，机器人水平推进力F=f
P=Fv=175N×0．5m/s=87．5W
答案：（1）7.21×105Pa（2）334N（3）87.5W


机械效率的定义：
有用功跟总功的比值叫做机械效率；

计算公式：
η=
机械效率的意义：
（1）机械效率的功率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，这个机械的性能越好。

（2）机械效率的高度并不决定使用机械是省力还是费力，效率高只说明有用功在总功所占的比例；省力还是费力是指做一定的有用功时，所用动力的大小。机械效率高不一定省力。
功，功率和机械效率的比较：
物理量 物理意义 定义 符号 公式 单位 说明
功 做功即能量的转化 有力作用在物体上，并且物体在力的方向上移动了一段距离，就说力对物体做了功 W W=Fs J l. 功率大小由功和时间共同决定，单独强调某一方面是错误的 2．功率和机械效率是两个不同的物理量，它们之问没有直接关系
功率 做功快慢 单位时间内完成的功 P W(国际单位)
kW，MW（常用单位）
机械效率 反映机械性能的物理量 有用功占总功的总值 η 无

汽车的机械效率和功率：
    机械效率与功率是两个完全不同的概念。
    这两个物理量是从不同方面反映机械性能的，它们之间没有必然的联系。
    功率大表示机械做功快；机械效率高表示机械对总功的利用率高。功率大的机械不一定机械效率高。内燃机车功率可以达到几千千瓦，但效率只有30％r～ 40%，反之，机械效率高的机械功率不一定大。安装在儿童玩具汽车里的电动机效率可达80%，但功率却只有凡瓦特。

轮轴定义：
由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为轮，小的称为轴。(如图)

斜面定义：
是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面：是一种省力的简单机械。


轮轴：
1．轮轴的实质：是—个可以连续转动的杠杆。(如图)

2．轮轴的特点：轮半径是轴半径的几倍，加在轮上的力就是加在轴上的力的几分之一。即：

3．轮轴的功能：一是改变用力的大小；二是改变物体的运动速度。
4．生活中的轮轴：如：辘轳、汽车方向盘、门把手、扳手等。

斜面：
 特点：因为斜面是一种省力的简单机械(如图所示)。若忽略摩擦，斜面长是斜面高的n倍，拉力就是物体所受重力的n分之一。即：
F一沿斜面拉力
G一物体重力
L一斜面长
h一斜面高
从公式中可知：斜面越长，越省力。
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