2019-06-21
为了方便残疾人出行,很多公共场所都专门设计了残疾人专用通道(如图所示),其实质是斜面。若将总重 700N 的人和轮椅沿 7m 长的斜面推上 1m 高的平台,沿斜面所用的推力为 120N ,试求:
⑴ 该斜面的机械效率;
⑵ 若斜面的机械效率为 η ,将轮椅匀速推上斜面时所需的推力为 F ,轮椅与斜面间的摩擦为 f ,试推导: f= ( 1 - η ) F
【思路分析】 ⑴ 计算斜面的机械效率,首先要判断有用功、额外功和总功,然后再根据 η=×100%= ×100% 进行计算。 ⑵ 由于轮椅与斜面间的摩擦力 f 与额外功有关,而推力 F 与总功有关,所以推导 f= ( 1 - η ) F 需要从额外功额外功和总功的关系作为突破口进行推导。
【解】 ⑴ η=×100%= ×100%=×100%=83.3%
⑵∵ W 总 =W 有 +W 额外 W 有 =ηW 总 =ηFS
∴ FS=ηFS+fS fS= FS-ηFS 即 f= ( 1 - η ) F
【命题规律与展望】力学计算、热学计算和电学计算是初中物理计算题的三大板块,其中力学计算主要包括密度的计算、压强的计算、浮力的计算、功和功率的计算、机械效率的计算等,在安徽中考中,作为重要题型之一的计算题中,力学计算是其重要的组成部分,在 2009 年 ~ 2013 安徽中考中,除 2013 年在第 22 题考查以外,其余四年都是在计算题的第 21 题考查,且每题考查的知识点涉及不同的力学内容,可以全面而细致的考查学生对力学计算的掌握情况。此外,在填空题和选择题部分,也都会或多或少的涉及力学的基本计算,所以, 2014 安徽中考中,力学计算依然会占据一定的比例,这就要求我们在平常的复习中需要对学生加强计算能力的训练,培养分析问题和解决问题的能力。
【知识链接】详见第 16 题的【知识链接】。
【题型攻】力学计算主要包括速度、密度、压强、浮力、简单机械、功和功率、机械效率等部分,现将力学计算公式总结如下:
一、速度公式: V = (变形公式: S = vt t = )
火车过桥(洞)时通过的路程 s = L 桥 + L 车
二、密度公式密度 ρ =(变形公式: m = ρv V =)
三、重力公式 :G = mg ( 通常 g 取 10N/kg ,题目未交待时 g 取 9.8N/kg)
四、杠杆平衡条件公式 :F 1 L 1 = F 2 L 2
五、动滑轮公式 : 不计绳重和摩擦时 F = (G 动 + G 物 ) s = 2h
六、滑轮组公式 : 不计绳重和摩擦时 F = (G 动 + G 物 ) s = nh
七、压强公式(普适) :P = ( 固体平放时 F = G = mg)
八、液体压强公式 :P = ρ 液 gh
九、浮力公式 :
( 1 ) F 浮 = F / - F ( 压力差法 );
( 2 ) F 浮 = G - F / ( 二次称重法 );
( 3 ) F 浮 = G ( 漂浮、悬浮法 ) ;
( 4 )阿基米德原理: F 浮 =G 排= ρ 液 gV 排 (排水法)。
十、功的公式: W = FS 把物体举高时 W = Gh W = Pt
十一、功率公式: P = P = = =Fv ( v =)
十二、有用功公式 :
举高 W 有 = Gh
水平 W 有 = Fs
W 有 = W 总 - W 额
十三、总功公式
W 总 = FS (S = nh); W 总 = ; W 总 = W 有 + W 额 ; W 总 = P 总 t.
十四、机械效率公式
( 1 )竖直组装的滑轮组机械效率:
η=×100%= ×100% ① ;
把 S=nh 带入 ① 式可得 η=×100% ② ;
再把 F= 带入 ② 式可得 η=×100% ③
( 2 )水平组装的滑轮组的机械效率:
η=×100%= ×100% ①
把 S=nS / 带入 ① 式得 η=×100% ② ;
η=×100%= ×100% 或者 η=×100%= ×100%
( 3 )斜面的机械效率: η=×100%= ×100%
( 4 )杠杆的解析效率: η=×100%= ×100%
【思路分析】 ⑴ 计算斜面的机械效率,首先要判断有用功、额外功和总功,然后再根据 η=×100%= ×100% 进行计算。 ⑵ 由于轮椅与斜面间的摩擦力 f 与额外功有关,而推力 F 与总功有关,所以推导 f= ( 1 - η ) F 需要从额外功额外功和总功的关系作为突破口进行推导。
【解】 ⑴ η=×100%= ×100%=×100%=83.3%
⑵∵ W 总 =W 有 +W 额外 W 有 =ηW 总 =ηFS
∴ FS=ηFS+fS fS= FS-ηFS 即 f= ( 1 - η ) F
【命题规律与展望】力学计算、热学计算和电学计算是初中物理计算题的三大板块,其中力学计算主要包括密度的计算、压强的计算、浮力的计算、功和功率的计算、机械效率的计算等,在安徽中考中,作为重要题型之一的计算题中,力学计算是其重要的组成部分,在 2009 年 ~ 2013 安徽中考中,除 2013 年在第 22 题考查以外,其余四年都是在计算题的第 21 题考查,且每题考查的知识点涉及不同的力学内容,可以全面而细致的考查学生对力学计算的掌握情况。此外,在填空题和选择题部分,也都会或多或少的涉及力学的基本计算,所以, 2014 安徽中考中,力学计算依然会占据一定的比例,这就要求我们在平常的复习中需要对学生加强计算能力的训练,培养分析问题和解决问题的能力。
【知识链接】详见第 16 题的【知识链接】。
【题型攻】力学计算主要包括速度、密度、压强、浮力、简单机械、功和功率、机械效率等部分,现将力学计算公式总结如下:
一、速度公式: V = (变形公式: S = vt t = )
火车过桥(洞)时通过的路程 s = L 桥 + L 车
二、密度公式密度 ρ =(变形公式: m = ρv V =)
三、重力公式 :G = mg ( 通常 g 取 10N/kg ,题目未交待时 g 取 9.8N/kg)
四、杠杆平衡条件公式 :F 1 L 1 = F 2 L 2
五、动滑轮公式 : 不计绳重和摩擦时 F = (G 动 + G 物 ) s = 2h
六、滑轮组公式 : 不计绳重和摩擦时 F = (G 动 + G 物 ) s = nh
七、压强公式(普适) :P = ( 固体平放时 F = G = mg)
八、液体压强公式 :P = ρ 液 gh
九、浮力公式 :
( 1 ) F 浮 = F / - F ( 压力差法 );
( 2 ) F 浮 = G - F / ( 二次称重法 );
( 3 ) F 浮 = G ( 漂浮、悬浮法 ) ;
( 4 )阿基米德原理: F 浮 =G 排= ρ 液 gV 排 (排水法)。
十、功的公式: W = FS 把物体举高时 W = Gh W = Pt
十一、功率公式: P = P = = =Fv ( v =)
十二、有用功公式 :
举高 W 有 = Gh
水平 W 有 = Fs
W 有 = W 总 - W 额
十三、总功公式
W 总 = FS (S = nh); W 总 = ; W 总 = W 有 + W 额 ; W 总 = P 总 t.
十四、机械效率公式
( 1 )竖直组装的滑轮组机械效率:
η=×100%= ×100% ① ;
把 S=nh 带入 ① 式可得 η=×100% ② ;
再把 F= 带入 ② 式可得 η=×100% ③
( 2 )水平组装的滑轮组的机械效率:
η=×100%= ×100% ①
把 S=nS / 带入 ① 式得 η=×100% ② ;
η=×100%= ×100% 或者 η=×100%= ×100%
( 3 )斜面的机械效率: η=×100%= ×100%
( 4 )杠杆的解析效率: η=×100%= ×100%