机械效率计算题及答案.docx
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机械效率计算题及答案.docx
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机械效率计算题及答案
1、(2013四川自贡)如图所示(滑轮组的绕绳未画出),人以600N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒,使绳端向下移动了1.5m,重物匀速上升了0.5m,已知滑轮组的机械效率为70%
(g=10N/kg).
(1)按题意画出滑轮组的绕绳.
(2)人所做功的功率多大?
(3)被吊起的重物质量多大?
解:
(1)根据n=3,即动滑轮上绳子段数是3股;
则绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕,如图:
(2)TW^=FS=600N<1.5m=900J;
•••P=W/t=900J/10s=90W
(3)TS=nh;•n=S/h=15m/05m=3;
由n=G/nF得:
G=nnF=70%<3X600N=1260N
•m=G/g=1260N/10Nkg=126kg.
2.(2013乐山)某建筑工地用升降机提升大理石的示意图如图所示。
升降机货箱的重力是400N,g取10N/kg。
不计滑轮和钢丝绳的重力,不计摩擦。
试求:
(1)已知大理石的密度是2.8X103kg/m3,每块大理石的体积是1.0X10-2m,则每块大理石的重力是
多少?
(2)
如果每根钢丝绳上能承受的最大拉力是2000N,则该升降机一次最多能匀速提升多少块大理石?
(3)某次提升中,升降机在1min内将货物匀速提升了15m,钢丝绳的拉力是2000N。
则钢丝绳的拉
力的功率是多少?
(1)
每块大理石重:
3323
GmgVg2.810Kg/m1.010m10N/Kg280N
(2分)
(2)升降机一次能提起的大理石块数:
32000N400N20块
280N
3.(2013扬州)(6分)工人用如图所示的装置将重物提高5m,已知物重为800N,人对绳的拉力为
500N。
求此过程中:
(1)做的做功。
(2)做的有用功。
(3)滑轮组的机械效率。
解:
从图可知,n=2,S=2h=2X5m=10m;
(1)F=500N,S=10m,
•/W=FS
•••拉力做的总功为:
W^=FS=500NX10m=5000J;
(2)G=800N,h=5m,
•/W=FS
•••对物体做的有用功为:
W有用=FS=Gh=800NK5m=4000J;
(3)Tn=W有用/Q总
•该滑轮组的机械效率为:
n=W有用/Q总X1OO%=4OOOJ/5000Jx100%=80%答:
(1)做的总功5000J;
(2)做的有用功4000J;
(3)滑轮组的机械效率80%.
4.
(2013雅安)有一质量为20kg的正方体物体放在水平地面积为8x10-3m3,某人想通过如图20所示的滑轮来竖直提
体。
(g=10N/kg)
(1)该物体的密度是多大?
(2)当人用250N的力向下拉绳子时,物体恰好能匀速上升后恰好到达目标位置,求此过程中人所做的功?
(3)该定滑轮的机械效率是多大?
(1)p=m/V=2.5x103kg/m3(1分)
(2)W、=Fh=250x3=750J(1分)
(3)VW=Gh=20x10NX3m=600J(1分)
n=畸/W总=600J/750J=80%(2分)
5.(2013年中考呼和浩特)如图所示,轻质杠杆MN长
0.8m,ON=0.6mF2=10J3n,杠杆处于静止状态,与水平方向的夹角为30°,F1的方向竖直向下,Fa沿水平方向。
试计算:
(1)F2的力臂;
(2)?
F1的大小;(3)若知道0点支持物对杠杆支持力的方向垂直于杠杆沿OP方向,支
持力F的大小。
答案:
6.(2013镇江)如图
(1)所示,用弹簧测力计拉着
绳子利用滑轮组将重3N的物体匀速提升0.5m.
⑴求图
(1)中弹簧测力计对绳的拉力所做的功;
⑵求图
(1)中滑轮组的机械效率;
⑶请在答题卷的图
(2)中画出比图
(1)更省力的绕线.
⑴由公式W=Fs(1分)
代入数据得W=2.4J(1分)
⑵有用功W有=Gh=1.5J(1分)
机械效率n=(W有/W总)x1°°%(1分)
代入数据得n=62.5%(1分)
⑶如图所示(2分)
7.(2013资阳)随着人们生活水平的提高,不少居民小区都配备了健身房。
小明每个周末回家
都会到健身房锻炼,如图所示是小明最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图。
如果小明每次向下拉动拉杆时,拉力为F=250N,在0.4s内使质量为m=20kg的
小明拉动拉力器的功率P;
小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功;在小明锻炼过程中拉力器的机械效率根据题意有:
配重块匀速升高到h=40cm后放手让其自由落下。
不计拉杆和绳的重力,g取10N/kg。
求:
(1)
(2)
(3)
(1)
FhPt①
解①代入数据得:
P250W②
(2)由功的原理和功能关系有:
W有用mgh③
W总Fh④
WfW总W有用⑤
联解③④⑤代入数据得:
Wf20J⑥
(3)根据题意有:
有用⑦
W总
联解③④⑦代入数据得:
80%⑧
8.(2013?
衡阳)某物体在竖直方向受到90N的拉力,以0.2m/s的速度匀速向上运动.(空气阻力不计)求:
(1)物体在10s内上升的距离.
(2)物体受到的重力.
(3)如图所示,若改用机械效率为80%的滑轮组,用10N的拉力使物体仍以0.2m/s的速度匀速向右移动,求10s内人对物体所做的有用功率.
解:
(1)Tv=,
•••物体上升的距离:
s=vt=0.2m/sX10s=2m;
(2)物体竖直向上做匀速直线运动,
处于平衡状态,由平衡条件得:
G=F=90N;
(3)•/v=,
•物体的路程:
s=vt=0.2m/sX10s=2m;
由图示滑轮组可知,n=3,
绳子自由端移动的距离s=ns=3>2m=6m,
拉力做的功W=Fs=10N>6m=60J,
.•一円有用
',
•.W有用=?
W=60J>80%=48J,
有用功率P===4.8W;
t10s
答:
(1)物体在10s内上升的距离为2m.
(2)物体受到的重力为90N.
(3)
10s内人对物体所做的有用功率为4.8W.
答案:
43.解:
(1)t-50S1分
v0.2m/s
W总FL600N10m6000J1分
叫100%4800J100%80%2分
W、6000J
WM
1200J
120N
L
10m
(3)由于忽略摩擦及绳重,2F=G?
+?
G动
动滑轮重:
G动=2F-G?
=?
20OO?
N-1140?
N=?
60?
N
绳端最大拉力等于人体重力,则物体对滑轮组的拉力:
F拉=2?
G人-G动
滑轮组提升物体的拉力:
F拉?
存?
G-F支
物体受到的支持力:
F支?
=?
G+G动-2?
G人=1140?
N+60?
N-2X450?
N?
=?
300?
N
物体对地面的最小压强:
pF压F支300N22.0103Pa
SS0.15m
13.(2013年广州市)如右图所示,工人师傅用三种方
重170N的砂子提到三楼去。
请根据图中所提供的信息
(绳与滑轮的摩擦不计,不考虑滑轮和桶、滑轮和口袋的
距):
(1)三种方法所做的有用功是多少?
(2)第②种情况下所做的额外功是多少?
(3)第②种情况下的机械效率是多少?
答案
(1)三种方法所做的有用功
Wi=G砂h
=170Nx6m
=1020J(2
(2)第二种情况所做的额外功
W额外=(G桶+G砂)h
(20N+10Nx6m
=180J(2
(3)第二种情况下的机械效率为
10000
(2
8500
(扬州市2013年)(6分)工人用如图所示的装置将重物提高5m已知物重为800N,人对绳的拉力
为500No
求此过程中:
(1)做的做功。
(2)做的有用功。
(3)滑轮组的机械效率。
解:
从图可知,n=2,
S=2h=2x5m=10m;
(1)F=500N,S=10m,
•/W=FS
•••拉力做的总功为:
W^=FS=500NX10m=5000J;
(2)G=800N,h=5m,
•/W=FS
•••对物体做的有用功为:
W有用=FS=Gh=800NK5m=4000J;
(3)Tn=W有用/Q总
•该滑轮组的机械效率为:
n=W有用/Q总X100%=4000J/5000Jx100%=80%
答:
(1)做的总功5000J;
(2)做的有用功4000J;
(3)滑轮组的机械效率80%.
(乐山市2013年)49.某建筑工地用升降机提升大理石的示意图如图所示。
升降机货箱的重力是400N,
g取10N/kg。
不计滑轮和钢丝绳的重力,不计摩擦。
试求:
(1)已知大理石的密度是2.8x103kg/m3,每块大理石的体积是1.0x10-2m,则每块大理石的重力是多少?
(2)如果每根钢丝绳上能承受的最大拉力是2000N,则该升降机一次最多能匀速提升多少块大理石?
(3)
某次提升中,升降机在1min内将货物匀速提升了15m,钢丝绳的拉力是2000N。
则钢丝绳的拉力的功率是多少?
答案:
49.(6分)
(1)每块大理石重:
(德阳市2013年)43.(9分)现有重800N的木箱A,小李同学想把它搬到高为6m、长为10m的斜
面上,如图所示,他站在斜面上,沿斜面向上用600N的拉力使木箱A以0.2m/s的速度匀速从斜面
底端到达斜面顶端。
求:
(1)小李同学拉木箱的功率是多大?
(2)该斜面的机械效率是多少?
(3)木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大?
答案:
43.解:
(1)t-^0^50s1分
v0.2m/s
W总FL600N10m6000J1分
答:
略。
(2013年烟台)29•图18甲所示的是一台汽车起重机的示意图,起重钩的升降使用的是滑轮组,如
图18乙所承,滑轮组上钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的•某次做业中,起重机将200Kg的货物由
地面起吊到5m的高度,所用时问20s,钢丝绳的拉力F为800N.求起吊过程中:
(g取1ON/kg)
(1)起重机起吊货物的机械效率
(2)卷扬机做功的功率
(3)图丙为该卷扬机的铭牌,其中有一个重要的参数是“最大额定起重量”•运用你学过的物理知识.分析说明起重机设计时,该参数的确定需要考虑哪些因素?
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