题目:
小明同学用滑轮组提升重物,已知物体重为600N,所用的拉力为250N,在10s内物体上升了2m,求:
(1)拉力所做的功;
(2)拉力的功率;
(3)该滑轮组的机械效率。
例题分析:
(1)首先分析题目中的有用功和总功,根据公式W=FS进行计算。
(2)根据功率公式P=W/t进行计算。
(3)根据机械效率公式η=W有用/W总进行计算。
答案:(1)拉力所做的功为W总=FS=250N × 2m=500J。
(2)拉力的功率为P总=W总/t=500J/10s=50W。
(3)该滑轮组的机械效率为η=W有用/W总 × 100%=600N × 2m/500J × 100%=24%。
解题思路:
在解决力学问题时,首先要明确有用功和总功,再根据公式进行计算。解题时要注意单位的换算和公式的正确使用。
相关知识点:
机械效率:有用功与总功的比值。
功率:单位时间内完成的功。
例题延伸:
如果使用动滑轮提升重物,则机械效率会如何变化?解题思路:使用动滑轮时,由于额外功增加,所以机械效率会降低。相关公式:η=G物/(G物+G动) × 100%。
以下是一道初中物理力学功率题的例题及解答:
题目:一个质量为50kg的物体在水平地面上受到一个大小为20N、方向水平向右的拉力,物体向右移动了5m,求该物体的功率。
解答:
根据功的公式,可得到拉力做的功:
W = Fs = 20N × 5m = 100J
又因为物体移动的速度为1m/s,所以功率为:
P = W/t = 100J / t = 20W
其中t为物体移动的时间,可根据速度公式求得,本题中物体做的是匀速直线运动,所以时间可由运动学公式求得,t = (s/v) = (5m/1m/s) = 5s
所以该物体的功率为20W。
初中物理力学功率题常见问题
一、功率的概念
功率是表示物体做功快慢的物理量,用符号P表示。单位时间内物体所做的功叫功率。
二、功率的计算公式
功率的计算公式为:P=W/t,其中W表示功,单位是焦耳;t表示时间,单位是秒。功率的国际单位是瓦特,简称瓦,用符号W表示。
三、功率的测量方法
测量功率通常采用功率表进行测量。功率表是一种专门用来测量功率的仪表。
例题:
【例1】一个重为50N的物体在水平地面上匀速运动,它受到的摩擦力为10N,则它受到的拉力为____N;若在运动过程中它受到的摩擦力变为原来的2倍,则它在水平地面上匀速运动的速度变为原来速度的____倍。
【分析】
物体在水平地面上匀速运动时,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等;当摩擦力变为原来的2倍时,根据二力平衡条件,拉力也变为原来的2倍,根据速度公式求速度的变化。
【解答】
解:物体在水平地面上匀速运动时,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以它受到的拉力为$10N$;若在运动过程中它受到的摩擦力变为原来的2倍,则物体受到的合力为$10N + 2 times 10N = 30N$,此时物体仍做匀速直线运动,所以它的速度变为原来的$3$倍。
故答案为:$10$;$3$。
【例2】小华同学骑着自行车在平直公路上匀速行驶$5text{ }km$所用时间为$1text{ }min$,若自行车的牵引力为$2text{ }N$,求这段时间内自行车受到的阻力。
【分析】
已知自行车的牵引力和行驶的路程,利用功的公式求出这段时间内自行车做的功;再利用二力平衡条件求出阻力的大小。
【解答】
解:这段时间内自行车做的功:$W = Fs = 2text{ }N times 5 times 10^{3}text{ }m = 1 times 10^{4}text{ }J$;因为自行车匀速行驶,所以阻力大小等于牵引力的大小:$f = F = 2text{ }N$。答:这段时间内自行车受到的阻力为$2text{ }N$。