专题三有关机械效率计算专题Word文档格式.docx

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求：

（1）有用功；

（2）拉力的功率；

（3）该滑轮组的机械效率。

解析：

机械效率就是有用功占总功的百分比，但是针对不同的机械有用功的求法是不一样的，对于像本题这样竖直放置的滑轮组有用功就是用公式W=Gh，也可以用于斜面、杠杆，但是水平放置的滑轮组有用功就不是公式W=Gh来求解了，有可能就是克服阻力所作的功才是有用功。

（2）

（3）

跟踪练习：

1、如图是伍实同学在测量滑轮组的机械效率实验的图形，每个钩码的质量为50g，每个滑轮的质量都为50g，不计绳子与滑轮、滑轮轴之间的摩擦，使用滑轮组使钩码匀速直线上升10㎝，则人的拉力大小为N，有用功为J，额外功为J，机械效率为．

2、用如图所示的滑轮组吊起重物，不计绳重和摩擦。

（1）当物重为150N时，绳端所用的拉力是60N，此时滑轮组的机械效率是多少？

（2）当所吊重物为300N时，10s内重物被匀速提高2m时，绳端拉力做功的功率是多少？

2、有关斜面的机械效率的计算

如图所示。

斜面长1m，搞0.2m．；

将10N重的物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端，需要用平行于斜面的力2.5N，那么：

（1）斜面的机械效率是多少?

（2）重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功?

（3）为了提高该斜面的机械效率，同学们提出了一些建议：

A、以较快的速度将重物匀速拉到斜面顶端

B、以较慢的速度将重物匀速拉到斜面顶端

C、改用光滑的、板长和高度均不变的斜面

其中建议____________（填番号）可以达到目的；

理由是：

______________________

（1）斜面的机械效率同样是要分清楚有用功Gh和总功FS就可以了，W有=Gh=10N×

0.2m=2J，W总=Fs=2.5N×

1m=2.5J，则斜面的机械效率为80％。

（2）W额=W总-W有=2.5J-2J=0.5J

（3）C重物上升过程中克服摩擦做的额外功减小。

1、如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉至顶端。

已知斜面的长是5m，高是2m，拉力F=50N，则该装置的机械效率为（）

2、如图所示，将体积为2.0×

10-3m3的木块，沿斜面匀速上拉时弹簧测力计的示数为4N，松木沿斜面移动1m，上升的高度为30cm。

（1）松木块的重力。

（2）斜面的机械效率。

（g=10N/kg，ρ木=0.5×

103kg/m3）

3、关于机械效率的综合计算

例：

图2是工厂车间里用来吊运物体的天车及其滑轮组示意图，钢丝绳用2000N的力将重为6000N的物体匀速吊起．若在1min内，货物从地面被提升到6m高处，求：

（1）钢丝绳提升货物时所做的有用功和有用功率；

（2）滑轮组的机械效率；

（3）要提高滑轮组的机械效率，可采用哪些方法？

（答出2种方法即可）

3.6×

104J6×

102W

①减轻动滑轮的重量；

②在滑轮转轴处加润滑油，减小摩擦；

③在机械允许的范围内，每次尽可能吊起更重的物体。

1、如图所示，小民利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B。

当提升物体A时，滑轮组的机械效率为75%，小民对地面的压力为F1；

当提升物体B时，小民对地面的压力为F2。

已知小民的质量为65kg，物体A的质量为90kg，物体B的质量为50kg。

假设在拉绳子的过程中，小民对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，不计绳重和摩擦。

则F2:

F1=。

2、一质量为6kg的石块，沉在装水的容器底部，某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m，但石块没有露出水面，如图所示，已知绳的自由端拉力为25N，求石块在上升过程中：

（1）石块受到的浮力为多少？

（2）绳的自由端拉力做功为多少？

（3）动滑轮的机械效率为多少？

（ρ石=3×

103kg/m3，g=10N/kg）

一、达标测试

1、如图3所示，物重G为600N，用滑轮组将重物匀速提升5m，所用的拉力F为250N，滑轮组的机械效率为_____________；

若不计摩擦，被提升的物重增加时，滑轮组的机械效率将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

2、用10N的水平拉力，拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，木块受到的摩擦力是_______N,若木块移动了0.5m，则拉力做的功______J.

3、用如图4所示的机械拉着重500N的物体在水平地面上匀速运动，物体受到的摩擦力为120N，绳子末端的水平拉力为50N，则滑轮组的机械效率为____;

若物体运动的速度为0.2m/s，则10s内拉力做的功是___J.

4、一人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上。

如图5，汽车车厢高度h=1.5m，斜面长度s=3m，现用力F沿斜面把重箩筐G=1800N的重物匀速拉到车上。

若不计摩擦，拉力F为______N；

若实际拉力F’=1200N，则该斜面的机械效率是_______％。

5、如图6所示，用一动滑轮拉一物体A以0.5m/s的速度在水平面上作匀速直线运动，物体A重为20N，受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力为2.5N，则在2s内拉力做的功是_______，滑轮的机械效率是______（不计滑轮重力）

6、下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（）

A．功率大的机械，做功一定多B．做功快的机械，功率一定大

C．效率高的机械，功率一定大D．做功多的机械，效率一定高

7、关于机械效率，下列说法正确的是（ 

）

A.有用功越大，机械的机械效率就越高B.额外功越大，机械的机械效率就越低

C.总功越大，机械的机械效率就越低D.有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高

8、甲乙两机械，甲的机械效率是70％、乙的机械效率是50％，则下列说法中正确的是：

A、使用甲机械做功省力B、甲机械做功快

C、相同时间内，甲机械完成的功多D、乙机械的额外功在总功中占的比例大。

9、如图（不计绳重与摩擦，且动滑轮重G动小于物重G），用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，它们的机械效率分别为η甲、η乙。

则下列关系正确的是：

A．F甲＜F乙

B．F甲＞F乙

C．η甲＜η乙

D．η甲=η乙

10、小雪和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中，一起组装好如图8所示的实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。

（1）小红____________向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，并由弹簧测力计读出拉力为0.5N,同时小雪用用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m，以上测量准确无误，其他被测物理量和计算的数据如下表：

钩码重（N）

弹簧测力计提升的高度（m）

有用功（J）

总功（J）

机械效率

2

0.4

0.2

100%

（2）小雪和小红测得滑轮组的机械效率为100%，他们意识到出现了错误，请你帮助找出原因________________________

（3）该滑轮组的机械效率实际为_____

（4）若提升的钩码重增加到6N，则该滑轮组的机械效率将_______（选填变大、变小、不变）

11、如图9所示，物体重180N，动滑轮重20N，绳重和摩擦不计.在拉力F的作用下，物体正以0.1m/s的速度匀速上升.求：

（1）拉力F；

（2）拉力做功的功率；

（3）动滑轮的机械效率.

12、如图10所示，建筑工地上的吊车是靠电动机来提升货物，货物重103N，电动机的额定电流为4A，电阻为20Ω；

电动机正常工作时，作用在绳子上的拉力为500N，l分钟内将货物匀速提升了6m。

（1）滑轮组的机械效率是多少？

（2）电动机的额定功率是多少？

13、如图11所示，在建筑工地上有一台塔式起重机，其部分技术参数如下表所示。

（1）该起重机一次最多能吊起的建筑材料重力为多少N？

吊起的建筑材料达到最大起重量时，建筑材料到塔的距离是最近还是最远？

（g取10N/kg）

（2）该起重机将重为1×

104N的建筑材料以最大提升速度吊起7m，起重机对建筑材料做了多少有用功？

如果起重机的实际总功率为14kW，起重机的机械效率是多大？

14、一个体重为500N的同学骑自行车上学，在水平路面上以4m/s的速度匀速行驶.有关数据如右表所示.

（1）在行驶过程中，车对地面的压强是多大？

（2）该同学骑车沿直线匀速行驶10min做了多少功？

自行车净重

200N

行驶过程轮胎与地面接触总面积

1×

10－2m2

匀速行驶过程中的总阻力

30N

车轮直径

0.61m

轮胎承受的最大压强

1.2×

105Pa

15、某人在河岸上，借助岸边的大树，利用滑轮组通过拉绳使停泊在水中的船匀速靠岸．已知滑轮组是由一个定滑轮和两个动滑轮组成的（滑轮和拉绳自重不计），船的总质量为7．92×

103kg，船匀速移动时受到水的阻力是船重的0．01倍，船受到滑轮组的拉力与人拉绳子的力始终水平，若人的拉力是220N，船靠岸的速度是0．3m／S，（g=10N／kg）求：

（1）滑轮组的机械效率．

（2）人拉绳的功率．

16、如图12小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体，已知物体重1．2×

103N，密度为1．6×

103kg／m3。

测得物体在出水面前、后牵引车作用在绳子上的拉力之比为l：

2。

若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N／kg，

问：

（1）物体出水面前，滑轮组的机械效率是多少?

（2）物体出水面后上升的速度是1m／s．牵引车拉力的功率多大?

17、图13是一种居民楼电梯结构的截面示意图。

A为电梯，厢底有两个动滑轮B．其功能相当于一个动滑轮，使用两个动滑轮的好处是能帮助电梯保持稳定。

C为配重，起平衡作用。

在拉力F作用下电梯厢能在电梯井中沿竖直通道上下运行。

现有10个人同时乘坐电梯（每个人的质量均按60kg计算），电梯厢以0.5m/s的速度匀速上升时，拉力为F1,F1的功率P1为10kw，动滑轮B的机械效率为η1；

电梯厢运行了12m后，从电梯中下去了5个人，此后电梯厢以0.5m/s的速度匀速上升时，拉力为F2，F2的功率为P2，动滑轮B的机械效率为η2（不计绳重及滑轮摩擦，g取10N/kg）

（l）η1：

η2;

（2）拉力F2的功率P2。

答案

一、1、0.5N，0.1J，0.05J，66.7％

2、

（1）83.3％

（2）66

二、1、40％2、

（1）10

（2）75％

三、1、1：

52、

（1）20N，

（2）50J（3）80％

达标测试：

1．80％，变大2。

10，53。

80％，300J4。

900N，75％5。

5J，80％6。

B7。

D8。

D9。

B10。

（1）匀速竖直

（2）弹簧测力计提升的高度应是0.5m（3）80％（4）变大

11．

（1）100N

（2）20W（3）90％

12．

（1）66.7％，

（2）470W（电动机消耗的电能是所做的机械能和产生的热能的和）

13．

（1）3×

104N，最近（根据杠杆的平衡条件）

（2）7×

104J，50％

14．7×

104Pa，72000J

15．

（1）90％，

（2）246W（据推导公式P=Fv计算）

16．

（1）60％，

（2）1500W

17．