初中功和机械能难题带答案Word格式文档下载.docx
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G滑=F/(1/n)-G物=500N/(1/2)-900N=100N
2)因为连动滑轮绳子是两股,所以由物体上升3m知绳子自由端下拉了6m
w=FS=500N·
6m=3000j
p=W/T=3000J/15S=200w
3)W有用=Gh=900N·
3m=2700J
W总=FS=500N·
6m=3000J
机械效率=2700J/3000J×
100%=90%
3、如图15-7是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。
已知货物的质量为600kg,所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍,滑轮组的机械效率为75%。
若人以0.5m/s的速度匀速前行,经100s将货物拉出仓库,g取10N/kg,。
求在此过程中:
(1)人做的有用功为多大?
(2)人的拉力为多大?
(3)人拉力的功率为多大?
(4)货物在100S内移动的距离?
人的位移s1=vt=0.5*100=50m货物的位移s2=s1/2=50/2=25
摩擦力f=umg=0.1*600*10=600N
(1)人做的有用功W=Fs1=600*25=15000J=15kJ.
(2)人的拉力F=f/2=600/2*75%=400N
(3)P=Fv=400*0.5=200
(4)货物在100S内移动的距离s2=s1/2=25m
4、有台起重吊车,带动吊车的电动机输出功率是5.5KW,5S内把重物提高了10米,吊车的效率是60%,求:
重物及30秒内吊车所做的总功。
G×
2m/s/5500W=60%G=1650N
W总=G·
V·
t=1650N×
2m/s×
30s=165000J
5、一台输出功率P出=10kW、效率为η1=80%的电动机,带动一台效率为η2=70%的起重机工作。
当起重机匀速提起1t货物时,货物上升的速度为多大?
在1秒钟内,电流对电动机做了多少功?
(取g=10N/kg)
所以在起重机工作时P=10KW*70%=7KW
v=P/mg=7000/1000*10==0.7m/s
P=10/80%=12.5kw,所以W=12.5*1=12.5kJ
6、小明提着10N的水桶,他一楼走向二楼,再从走廊上走3.5米,然后又到了第1楼,然后又上楼,循环10个周期,一层楼高4米,他每天做多少J的功?
小明提水桶克服重力做功,用力方向是竖起向上的,他每一个循环用10N竖直向上的力使水桶在竖起向上的方向上运动了4m,他每一个循环做功:
W=GH=10N×
4m=40J
他一天做功:
40J×
10=400J。
7、质量为2KG的物体在力F的作用下以4m/s的速度在水平桌面上作匀速直线运动,此时拉力为1.5N,则物体与地面的摩擦力为多少?
在5s内F做的功是多少?
拉力做功的功率为多少?
1.只有外力平衡物体才能做匀速直线运动所以摩擦力=1.5N
拉力做的总功W总=F*S=F*V*t=1.5X4X5=30J
拉力做功功率P=W/t=30/5=6W
8、用动力臂与阻力之比为5:
1的杠杆,在2S内将质量为20kg的物体匀速抬高0.1M,动力作用点下降____m,不计摩擦和杠杆重,动力做的功是____J,动力的功率是____W.
S=5h=5×
0.1m=0.5m.
W总=W有=Gh=mgh=20×
10×
0.1=20J
.动力的功率.P=W/t=20/2=10W
9、一个滑轮组由3段绳吊着重240N的物体,用100N的力在5S内将重物匀速提升1m高.则拉力做功的功率是____W,滑轮组的机械效率是____.
S=3h=3×
1m=3m.
W总=FS=100N×
3m=300J
W有用=Gh=240N×
1m=240J,
P=W总/t=300/5=60
η=240/300=80%
10、右图是用来提起货物的简单机械组合装置,已知BO=2AO。
若该装置的机械效率是80%,当吊起重为1000N的货物是,求拉力F
(1)从杠杆来看B端1000牛的货物在A端需要向下用的力为:
1000牛*2=2000牛
F=2000/4/80%==625牛
11、如图所示,质量为70kg的工人站在水平地面上,用带有货箱的滑轮组把货物运到高处。
第一次运送货物时,放入货箱的货物质量为160kg,人用力F1匀速拉绳,工人拉绳的功率P1,货箱以0.2m/s的速度匀速上升,地面对工人的支持力为N1。
第二次运送货物时,放入货箱的货物质量为120kg,工人用力F2匀速拉绳,货箱以0.3m/s的速度匀速上升,地面对工人的支持力为N2,滑轮组的机械效率为η2。
N1与N2之比为17:
20。
(不计绳重及滑轮摩擦,取g=10N/kg)求:
(1)货箱和动滑轮的总质量m;
(2)功率P1;
(3)机械效率η2。
(4)功率P1:
P2。
解析:
(1)动滑轮和货箱总重为G;
第一次提升货物:
以人为研究对象,受力分析如图甲
人所受的重力为G人=m人g=70kg×
10N/kg=700N
运送的货物所受的重力为G1=m1g=160kg×
10N/kg=1600N
绳对人的拉力F1′与人对绳的拉力F1大小相等
①
N1=G人-F1′ ②
第二次提升货物:
以人为研究对象,受力分析如图乙
运送的货物所受的重力为G2=m2g=120kg×
10N/kg=1200N
绳对人的拉力F2′与人对绳的拉力F2大小相等
③
N2=G人-F2′ ④
⑤
把数据分别代入①②③④⑤解得:
G=200NF1′=360NF2′=280N
(2)第一次运送货物时,人匀速拉绳的力F1=F1′=360N
货物匀速上升的速度v1=0.2m/s
人匀速拉绳的速度v1′=5v1=5×
0.2m/s=1m/s
P1=F1v1′=360N×
1m/s=360W
(3)第二次运送货物时滑轮组的机械效率
(4)第二次运送货物时,人匀速拉绳的力F2=F2′=280N
货物匀速上升的速度v2=0.3m/s
人匀速拉绳的速度v2′=5v2=5×
0.3m/s=1.5m/s
P2=F2v2′=280N×
1.5m/s=420W
所以
12、有一根绳子,通过如图甲所示的滑轮组,能够提起的最重物体是A,物体再重绳子将断裂(不计绳重和摩擦).求:
(1)将A匀速提高2m做的有用功为740J,则物重GA=?
(2)若此时滑轮组机械效率为92.5%,人的体重为600N,每只脚与地面接触面积为2×
l0-2m2,则人对地面的压强p地=?
(3)若用这根绳子和这些滑轮,组成图乙所示滑轮组,利用它从水中缓慢匀速提起(不计水的阻力)一个边长为3×
l0-1m的正方体B,当提到B的下表面所受水的压强为2×
l03Pa时,绳子断裂.则正方体B的密度ρB=?
:
(1)根据W有用=Gh得到740=G*2G=370N
(2)根据机械效率n=W有用/W总=G/(2F)得到F=G/(2n)=370/(2*0.925)=200N
对人分析受力有N+F=G∴N=G-F=600-200=400N
那么人对地面的压强p=N/s=400/(2*2*10^-2)=10^4Pa
另据n=G/(G+G滑轮)得到G滑轮=2*200-370=30N
(3)由
(2)可知绳子的最大受力为200N当绳子断裂时物体所受浮力F浮=pB*S=2*10^3*0.3^2=180N
拉物体的力FB=200*3-30=570N故物体重G'
=FB+F浮=570+180=750N
由密度公式知道ρ=m/v=G/vg=750/(0.3^3*9.8)=2.834*10^3kg/m³
13、磅秤上有一个重1500N的木箱,小明站在地上,想用如图甲所示的滑轮组把这个木箱提升到楼上,可是他竭尽全力也没有提起,此时磅秤的示数为40kg,于是他改变滑轮组的绕线方法,如图乙所示,再去提这个木箱,当木箱匀速上升时,小明对地面的压力为100N,不计轴摩擦和绳重,求小明的体重和提升滑轮组的机械效率(g取10N/kg)
木箱和动滑轮受力
G箱+G轮=2F拉+F支=2G人+F支=2G人+mg
改变绕绳方式后,
F拉?
+F支?
=G人,
木箱和动滑轮受力G箱+G轮=3F拉?
=3(G人-F支?
)
所以2G人+40kg×
10N/kg=3(G人-100)
G人=700N
=G人-F支?
=700N-100N=600N
η===
1500*h/600*3h=83.3﹪
14、一辆小汽车正在匀速爬上六盘山一段坡长是1000m、坡高h是60m的盘山路,小汽车的质量m是1000kg,小汽车的牵引力F是720N.
(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60s,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?
解:
(1)盘山公路是斜面,是一种省力的机械.故答案为:
省力;
(2)W总=Fs=720N×
1000m=7.2×
105J.
P=W总t=7.2×
105J60s=1.2×
104W.
(3)W有=Gh=mgh=1000kg×
10N/kg×
60m=6×
η=W有W总=6×
105J7.2×
105J=83%.
15、如图所示,将体积为2.0×
10-3m3的松木块,沿斜面匀速上拉时弹簧测力计的示数为4N.松木块沿斜面移动1m,上升的高度为30cm.
求:
(1)松木块的重力.
(2)斜面的机械效率.(g=10N/kgρ木=0.5×
103kg/m3)
m=ρ木V=2×
10-3m3×
0.5×
103kg/m3=1kg.
物体的重力:
G=mg=1kg×
10N/kg=10N
有用功为:
W有=Gh=10N×
0.3m=3J.
总功为:
W总=FL=4N×
1m=4J
则机械效率为:
η=W有W总×
100%=3J4J×
100%=75%
答:
物体的重力为5N,斜面的机械效率为75%.
16、如图所示,某建筑工地用电动机和滑轮组把建筑材料从地面提升到工作平台上.已知建筑材料的质量m=360kg,用t=20s的时间把建筑材料匀逮提升了h=4m,滑轮组的机械效率为90%,g取10N/Kg.求这段时间内
(1)建筑材料上升的速度V;
(2)电动机对绳子的拉力F;
(3)电动机拉绳子的功率P
m=360kg,t=20s,h=4m,
(1)上升的速度v=st=ht=4m20s=0.2m/s;
(2)建筑材料的重力G=mg=360kg×
10N/kg=3600N,
由η=W有W总=GhFs得:
电动机对绳子的拉力F=Ghηs=Gh2ηh=G2η=3600N2×
90%=2000N;
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