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机械效率计算题
中考物理试题汇编:
机械效率计算题
.用图6所示的滑轮组提升重物,已知物体重为200N,人用125N的拉力向下拉动绳子,5s内可使物体匀速上升2m求:
(1)拉力所做的功和拉力的功率;
(2)滑轮组的机械效率.
2.如图所示为一款塔式起重机,工作电压为380伏。
当起重机吊起500千克重物以1米/秒速度匀速上升20米时,工作电流是18安;当起重臂水平旋转,带动重物在8秒内移动16米时,工作电流是5安。
(1)如果起重臂加长,那么平衡块质量应该________(填“增加”或“减小”)。
(2)请计算在整个过程中,起重机钢绳对重物所做的功和起重机将电能转化成机械能的效率(保留小数到0.1%)。
3.(6分)如图所示,工人用滑轮组提升重240N的物体,所用的拉力为150N,
物体在5s内匀速上升lm.求:
(1)有用功;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)拉力的功率.
4.随着社会的发展,人们生活水平的提高,人们的住房条件也得到了很大的改善.小明家最近购置了一套新房,为了帮助爸爸将重600N的装修材料运送到6m高的楼上,小明利用物理课上学过的滑轮组,设计了如图20甲所示的材料搬运方案(其中每个滑轮重30N,绳子足够长,所能承受的最大拉力为250N,不计绳重及摩擦).
(1)计算说明绳子的拉力是否超过绳子的最大承受力?
(2)小明爸爸观察了该装置后,他想如果将该装置的滑轮位置颠倒(图20乙)是否会更省力一些,请你按照小明爸爸的想法,用笔画线在乙图绕上绳子并说明小明爸爸的想法是否正确.(3)求两种方案的机械效率之比?
(4)综合分析评估两个方案,你认为哪个方案更好一些?
说明理由.
5.如图22所示装置,绳重及摩擦不计。
装卸工人将重为800N的货物提至高处,人对绳的拉力F1为500N,货物在1min内匀速上升了5m。
(1)请在图上画出绳子的绕法;
(2)求滑轮组的机械效率;(3)如果重物是600N,要把重物提升5m,求拉力做的功。
6.工人用如图所示的滑轮组提升重物,在10s内将240N的物体匀速提升2m,已知工人的拉力为100N不计绳重与摩擦阻力,求:
(1)工人做功的功率;
(2)滑轮组的机械效率;(3)如果用此滑轮组匀速提升300N的重物,拉力应为多大?
7、2009年入夏以来,我省滇西地区出现了百年不遇的特大旱灾,某校为保障师生的生活用水,紧急调来一台功率为15kw的抽水机,把水抽到距水面10m高的蓄水池中,抽水机30分钟刚好将容积为18m3的蓄水池抽满,求:
(1)抽水机对水做的功;
(2)抽水机的效率;(3)同学们,水是生命之源,请你写出日常生活中的两项节水措施。
8.第41届世界博览会于2010年5月1日至10月31日在我国上海举行,世博会的主题是“城市,让生活更美好”.在场馆和楼房建设工地上,“塔吊”是常见的一种起重设备,如图19所示是“塔吊”的示意图.假设某塔吊配置的电动机铭牌上标有:
额定电压380V,额定功率38kW,线圈电阻0.4Ω.在一次吊起重物时,电动机正常工作20s,把重物吊起20m.求:
(1)该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能.
(2)电动机工作过程中,线圈产生的热量.(3)在该起重设备中,如果这次吊起重物的机械效率为80%,则被吊重物的质量为多少t?
9.某学校为了给蓄水塔抽水,新买了一单相螺杆自吸泵,其铭牌上的部分参数如下表:
(吸程是指水泵到水面的距离;扬程是指水能被抽到的最高点到水面的距离)
型号ZGD
扬程50m
吸程20m
电压220V
频率50Hz
功率1.5kW
流量8m3/h
绝缘E级
(1)该铭牌中有一个参数是明显错误的,请你指出来,并通过计算加以说明.
(2)该水泵连续正常抽水1h,把水抽高了50m,水泵对水做了多少功?
此时水泵的效率是多少?
(g取10N/kg)
9.如图所示,小明同学用动滑轮提升900N的木箱,木箱以0.5m/s的速度匀速上升2m,所用拉力F的大小为500N(不计绳重和摩擦).
(1)拉力F做功的功率是多少?
(2)动滑轮的机械效率是多少?
10.滑轮组在建筑中应用广泛,如图15所示为建筑工人自制的滑轮组。
某工人用此滑轮组将质量为90kg的重物提高5m,所用的拉力是600N。
求:
(1)该重物受到的重力;
(2)工人通过滑轮组所做的有用功;
(3)工人做的总功;
(4)滑轮组的机械效率。
11.如图所示,工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组,把重为500N的箱子匀速提升5m,动滑轮的质量为8kg,不计绳重和摩擦,取g=10N/kg.
(1)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组.
(2)在向上提升箱子的过程中,人对绳子的拉力为多大?
(3)在向上提升箱子的过程中,滑轮组的机械效率为多少?
12.如图所示,斜面长S=10m,高h=4m.用沿斜面方向的推力F,将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B.运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功.求:
(1)运动过程中克服物体的重力做的功;
(2)斜面的机械效率;
(3)推力F的大小.答案:
5.湛江港一装卸工人用如图1l所示的滑轮组匀速提升质量为80kg的货物,所用的拉力F为500N,绳子自由端在50s内被匀速拉下4m,求:
(g取10N/kg)
(1)提升前货物静止在地面上,与地面的接触面积为0.04m2,求货物对地面的压强.
(2)提升时绳子自由端的速度.(3)拉力F的功率.(4)此滑轮组的机械效率.
13.2009年秋季以来,我国西南部分地区遭遇严重旱灾,不少地方不得不靠打深井取水。
如图11所示,小明同学正利用滑轮组和金属水桶从深井中提水,若水桶的材料密度为8g/cm3,水桶质量为4Kg,水桶容积为20L。
当盛满水的桶从水中慢慢提升(桶始终未出水面)时,小明对绳的拉力为F=25N。
不计绳子重量和摩擦,水的密度是1.0×103Kg/m3,g取10N/Kg.试求:
(1)动滑轮有多重?
(2)水桶露出水面前,滑轮组的机械效率有多大?
(3)水桶被提离井中水面后,以0.2m/s的速度匀速竖直上升,小明对绳子自由端拉力的功率多大?
14.用如图所示的滑轮组去拉物体A,已知A物质的密度是2×103kg/m3,底面积是0.3m3,重力为600N。
物体A在F=100N的拉力作用下,沿水平方向匀速前进了2m。
(g取10N/kg)求:
(1)物体A对水平地面的压强是多少?
(2)物体A的体积是多大?
(3)若该装置的机械效率为80%,物体A
(4)在水平方向上受到的阻力是多少
15、如图10所示,要把一个质量是450kg的贵重物品A沿水平地面移动
100m,为保护该物品,工人把它放在一个质量是50kg的木板B上,然后用了F=400N的水平拉力将木板B沿直线匀速拉动,直至终点。
(提示:
滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比)
(1)在匀速拉动B的过程中,A、B之间的摩擦力是多少?
(2)计算拉力F做的总功是多少焦耳?
(3)在拉力F做功的过程中,机械效率是多少?
16、如图14所示是小型建筑工地上使用的“罐笼式”提升机,用它能将放在罐笼A中的建筑材料提升到高处。
已知被提升的建筑材料的质量为280kg,拉力F将它以0.5m/s的速度匀速提升到10m的高度,拉力F的功率为2kW。
不计摩擦及钢丝绳、动滑轮的重。
求:
(1)拉力F对所提升的建筑材料做的功是多少?
(2)罐笼A的重力是多少?
(3)提升机在提升建筑材料时的机械效率是多少?
型号
额定电压
额定功率
DJ—Ⅰ
220V
0.8kW
DJ—Ⅱ
220V
3.0kW
17建筑工地上,工人们需要将一堆建材运到10m高处。
姜荣同学设计安装了如图所示的装置.装置中每个滑轮重l00N。
工人利用该装置每次提升一块重900N的建材,该工人拉绳子的速度是0.8m/s,在施工过程中:
(1)该工人提升建材时的有用功率是多少?
(2)该装置的机械效率是多少?
(不计绳重和摩擦)
(3)孙萍同学想用电动机做动力替代人工作,将该装置改造成简易的起重机(吊起物体的速度限定在0.4m/s)。
她到仓库找到了两台电动机,铭牌上的部分数据如下表所示,她要选用其中的一台。
请你帮助选择,就你所选的电动机,说明如何使用该装置才能做到合理配置。
18.2010年5月18日国际博物馆日,广东南澳海域的“南澳I号”水下考古发掘现场,成为了本处度由国家文物局主办的“文化遗产博览月“开幕地点,如图为打捞沉船里一货箱的模拟图片,问:
⑴用声呐探测到沉船的回声时间是0。
04s,沉船在水下的深度为多少?
(声音在海水中的传播速度1450m/s)
⑵海水对沉船的压强为多少?
(不计沉船的高,海水的密度约为)
⑶己知动滑轮及附属部件的总重为3000N,将一重为4000N的货箱匀速打捞水面时,每根钢绳的拉力F为多大?
⑷若每只货箱重力相同且不可分割,钢绳的最大拉力为5000N,则在货箱离开水面被匀速拉起的过程中,该滑轮组的机械效率最大可达多少?
(不计摩擦和钢绳重)
19、打桩机是利用冲击力将桩打入地层的桩工机械.图甲是落锤式打桩机实物图.桩锤由卷扬机用吊钩提升,释放后自由下落而打桩.其原理示意图如图乙所示.已知桩锤的质量M=400Kg,桩锤底面积S1=0.1m2,桩的顶面积S2=0.04m2.g取10N/Kg.
(1)若桩锤自由下落打在桩上的瞬时压力位F=2.0×103N,求此时桩锤对桩的压强.
(2)若卷扬机把桩锤匀速提升1.8m.,所用时间为2s,在此提升过程中卷扬机的效率为60%,求卷扬机的功率.
解:
20.(8分)如图所示,工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组,把重为500N的箱子匀速提升5m,动滑轮的质量为8kg,不计绳重和摩擦,取g=10N/kg.
(1)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组.
(2)在向上提升箱子的过程中,人对绳子的拉力为多大?
(3)在向上提升箱子的过程中,滑轮组的机械效率为多少?
21、如图所示,斜面长S=10m,高h=4m.用沿斜面方向的推力F,将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B.运动过程中物体克服摩擦力
做了100J的功.求:
(1)运动过程中克服物体的重力做的功;
(2)斜面的机械效率;
(3)推力F的大小.
项目
数值
整机质量(kg)
5000
标准斗容(m3)
0.5
A最大挖掘深度(m)
3
B最大卸料高度(m)
5
两履带与地面接触的总面积(m2)
4
22、某型号挖掘机的实物图(甲)和作业范围图(乙)以及部分相关数据表,如下图所示。
挖掘机在4s内将装满铲斗的密度为1.6×l03kg/m3的泥土,从最大挖掘深度处送到位于最大卸料高度的装载车上。
取g=10N/kg,求:
(1)挖掘机静止在水平地面上不工作时(如图甲),对地面的压强。
(2)铲斗内泥土的质量。
(3)移送泥土的过程中,挖掘机对泥土所做的功。
(4)移送泥土的过程中,发动机的总功率是40kW,此过程挖掘机的机械效率。
23、用如图所示的滑轮组去拉物体A,已知A物质的密度是2×103kg/m3,底面积是0.3m3,重力为600N。
物体A在F=100N的拉力作用下,沿水平方向匀速前进了2m。
(g取10N/kg)求:
(1)物体A对水平地面的压强是多少?
(2)物体A的体积是多大?
(3)若该装置的机械效率为80%,物体A在水平方向上受到的阻力是多少
24、如图14所示是小型建筑工地上使用的“罐笼式”提升机,用它能将放在罐笼A中的建筑材料提升到高处。
已知被提升的建筑材料的质量为280kg,拉力F将它以0.5m/s的速度匀速提升到10m的高度,拉力F的功率为2kW。
不计摩擦及钢丝绳、动滑轮的重。
求:
(1)拉力F对所提升的建筑材料做的功是多少?
(2)罐笼A的重力是多少?
(3)提升机在提升建筑材料时的机械效率是多少?
25、如图所示,斜面长S=10m,高h=4m.用沿斜面方向的推力F,将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B.运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功.求:
(1)运动过程中克服物体的重力做的功;
(2)斜面的机械效率;
(3)推力F的大小.
26、由航空工业六○五研究所自行设计的“海鸥300”轻型水陆两栖飞机(如图12所示)将于今年10月首飞,该机可载4-6名乘客,配置有高性能的发动机和先进航空仪表设备,可用于公务飞行、货物运输、海岸巡逻等。
设飞机的总质量为4000kg,g取10N/kg。
(1)飞机停在水面时,排开水的体积是多少m3?
(2)若飞机在空中以360km/h的速度水平匀速飞行时,它在水平方向受到的阻力为飞机重力的0.1倍,飞机发动机的功率是多少W?
27、2010年3月,大型国宝珍品——秦始皇兵马俑在浙江省博物馆展出。
小红参观时发现,秦俑脚下都踏踩着一块正方形或长方形的踏板,如图16所示。
为了弄清这种制作的好处,她收集了一尊站立姿态兵马俑的有关数据:
体重(含踏板)1600N,踏板面积1.6×10-2m2。
问:
(g取10N/kg)
(1)这尊兵马俑(含踏板)的质量是多少?
(2)这尊兵马俑竖放在水平地面上时,对地面的压强是多少?
(3)工人将该兵马俑抬上0.5米高的展台,则起重机至少需要做多少的功?
28.用1台功率为30千瓦的电动机带动水泵抽水供给高出水面30米的水箱,已知水箱的容积为60米3,抽水装置的机械效率为60%.求:
①水箱充满水后,水箱内水的质量.
②需要多少时间才能把空水箱注满水.(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10牛/千克)
29、如图所示是一种起重机的简图,用它把质量为4×102kg,底面积为0.5m2的货物G匀速提起(g=10N/kg)。
求
(1)起吊前,当货物静止与水平地面时,它对地面的压强是多少?
(2)若把货物匀速提起12m,用了40s,则货物上升的速度是多少?
(3)起重机对货物做功的功率是多少?
(4)若OA=12m,OB=4m,起重机本身重力不计,吊起货物时为使起重机不翻倒,其右边至少要配质量m0为多少kg的物体?
30、图甲是建筑工地上常见的塔式起重机示意图。
这种起重机主要用于房屋建筑施工中物料的竖直或水平输送。
(1)由杠杆的平衡条件可知,塔式起重机的起重量随起吊幅度而变化,起吊幅度越大,起重量。
(2)某塔式起重机是通过电动机带动如图乙所示滑轮组竖直起吊物料的。
已知起吊重为3×104N的物料时,电动机的输出功率为60kW,物料匀速上升的速度为1.5m/s。
试求:
①电动机作用在滑轮组上的水平拉力F;
②这次起吊时滑轮组的机械效率。
31、“龙门吊”是港口、货场中常见的起重设备,其滑轮组部分如图所示.现用此装置将地面上一个重为3×104N、与地面的接触面积为1.2m2的重物匀速吊到3m的高处,滑轮组钢索自由端的拉力为1×104N.请解答以下问题:
(1)重物被吊起前对地面的压强是多大?
(2)提升重物过程中滑轮组的机械效率是多少?
(3)若再用此装置提升2×104N的重物时,它的机械效率将_____(选填“变大”、“变小”或“不变”).
32.在我市书院南路道路改扩建工程中,推土机发挥了重要作用.如图是某型号履带式推土机,其发动机的额定功率为150kW,质量为2.0×104kg,履带与地面的总接触面积为2.5m2(取g=10N/kg).求:
(1)推土机静止时对水平地面的压强;
(2)若推土机在平直场地上以额定功率作业,在其以1.5m/s的速度匀速前进10m的过程中,它受到的阻力及阻
33在地震灾区全面恢复重建的热潮中,推土机发挥了重要作用。
现有一履带式推土机,其发动机额定功率为120kw,质量为1.5×104kg.,每条履带与地面的接触面积为1.25m2,求:
(1)推土机对水平地面的压强;
(2)若推土机的牵引力用F表示,速度用
表示,发动机的功率用P表示;请你推导出
F、
和P之间的关系式:
P=F
;
(3)当推土机以额定功率进行推土作业时,在平直的场地上以5.4km/h的速度匀速前进了15m,推土机受到的阻力和推土机所做的功是多少?
34、俯卧撑是一项常见的体育健身活动。
如图11所示是小明同学做俯卧撑时的示意图。
小明重600N,1min钟内做俯卧撑30个,每做一次肩膀升高50cm。
小明身体可视为杠杆,O为支点,
为重心,OA=1m,B到O点的距离OB=1.5m。
求:
(1)地面对手的支持力;
(2)若每个手掌的面积为0.016m2,求双手对地面的压强;
(3)1min钟内小明所做的功;
(4)小明做功的功率。
(5)他至少克服重力做多少功?
(取g=10牛/千克)
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