第25页 - 创新优化学案九年级物理苏科版

对人们有用的功

$ W_有$

不得不做

$ W_额$

动力对机械所做

$ W_总$

$ W_总=W_有+W_额$

有用功

总功

$ η=\frac {W_有}{W_总}×100\%$

<

水

竹篮

低

B

解：$(1)$行李箱受到的重力为：

$G=mg=30\ \mathrm {kg}×10\ \mathrm {N/kg}=300\ \mathrm {N}$；

因为物体在水平面，

所以行李箱对水平地面的压力为：$F_{压}=G=300\ \mathrm {N}$，

行李箱对地面的压强：

$p=\frac {F_{压}}{S}=\frac {300\ \mathrm {N}}{4×10^{-4}\ \mathrm {m^2}}=7.5×10^5\ \mathrm {Pa}$；

$(2)$沿斜面拉物体时，所做有用功：

$W_{有}=Gh=300\ \mathrm {N}×1\ \mathrm {m}=300\ \mathrm {J}$，

总功为：

$W_{总}=Fs=125\ \mathrm {N}×3\ \mathrm {m}=375\ \mathrm {J}$，

斜面的机械效率为：

$η=\frac {W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac {300\ \mathrm {J}}{375\ \mathrm {J}}×100\%=80\%$；

$(3)$拉力$F $做功的功率：

$P=\frac {W_{总}}{t}=\frac {375\ \mathrm {J}}{10\ \mathrm {s}}=37.5\ \mathrm {W}.$

解：​$(1)$​由图可知​$n=2$​，因为不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，所以绳子自由端的拉力：

​$F=\frac {1}{n}G=\frac {1}{2}×300\ \mathrm {N}=150\ \mathrm {N}$​；

​$(2)$​由​$v=\frac {s}{t}$​可知，物体上升的高度：

​$h=vt=0.1\ \mathrm {m/s}×10\ \mathrm {s}=1\ \mathrm {m}$​，

拉力做的有用功：

​$W_{有}=Gh=300\ \mathrm {N}×1\ \mathrm {m}=300\ \mathrm {J}$​，

滑轮组的机械效率：

​$η=\frac {W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac {300\ \mathrm {J}}{400\ \mathrm {J}}×100\%=75\%$​；

拉力做的额外功：

​$W_{额}=W_{总}-W_{有}=400\ \mathrm {J}-300\ \mathrm {J}=100\ \mathrm {J}$​，

克服动滑轮重力做的额外功：

​$W_{动}=G_{动}\ \mathrm {h}=40\ \mathrm {N}×1\ \mathrm {m}=40\ \mathrm {J}$​，

则克服绳重和摩擦所做的额外功：

​$W_{f}=W_{额}-W_{动}=100\ \mathrm {J}-40\ \mathrm {J}=60\ \mathrm {J}.$​