机械效率计算题含答案.docx

机械效率计算题含答案.docx

《机械效率计算题含答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械效率计算题含答案.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

机械效率计算题含答案

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．

答案：

（1）W=500JP=100W

（2）80%

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％）。

答案：

增加；1×105J；62.1%

3．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．

答案：

240J；80%；60W

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．

答案：

5.如图22所示装置

图20

，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。

答案：

（1）绕法如图4所示………………………………2分

（2）＝×100%＝×100%

＝×100%＝80%…………………………2分

（3）G动＝2F1－G物＝2×500－800＝200N

F2＝（G动＋G物）／2＝（600+200）／2N＝400N

W＝400×5×2J＝4000J……………………………2分

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？

答案：

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。

答案：

1.8×105J；67%；随手关水龙头；一水多用等

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？

答案：

解:

（1）由于电动机正常工作，消耗的功率等于额定功率，即P=38kW=3.8×104W，工作时间t=20s，所以电动机消耗的电能为：

W=Pt…………….（1分）

=3.8×104W×20s

=7.6×105J………（1分）

（2）电动机正常工作时的电流：

I===100A………..（1分）

线圈产生的热量：

Q=I2Rt=（100A）2×0.4Ω×20s=8×104J……….（1分）

（3）电流产生热量消耗的电能W1=Q=8×104J，电能转化为机械能的总量为

W总=W-W1

=7.6×105J-8×104J

=6.8×105J…………..（1分）

因为η==………….（1分）

即80%=

解得G＝2.72×104N………..（1分）

所以，重物的质量为：

m===2.72×103kg=2.72t…….（1分）

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）

答案：

（1）错误的参数是：

吸程20m

一标准大气压能把水压上的高度h=

==10.13m＜20m

（2）水泵1h抽水体积V=8m3

水泵1h抽水质量m=ρV=1.0×103kg/m3×8m3=8×103kg

水泵抽水1h对水做的功W=Gh=mgh=8×103kg×10N/kg×50m=4×106J

水泵抽水1h消耗的电能W′=Pt=1.5×103W×3600s=5.4×106J

水泵的效率η=×100%=×100%≈74.1%

10．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

答案：

500W；90%

11．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。

答案：

9000N；4500J；6000J；75%

12．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

答案：

解：

（1）滑轮组绕线如图所示

（2）人对绳子的拉力

（3）提升过程的有用功W有=Gh

总功W总=Fs=F·2h

机械效率

（答，同样给分）

13．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：

（1）400J

（2）80％（3）50N

14．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．

答案：

（1）货物对地面的压强P=F/S=mg/S=80kg×10N/kg/0.04m2=2×104Pa．

（2）提升时绳子自由端的速度v=s/t=4m/50s=0.08m/s．

（3）拉力F的功率P=Fv=500N×0.08m/s=40W

（4）此滑轮组的机械效率η=W有用/W总=mg/2F=80kg×10N/kg/2×500N=80%

15.2009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？

答案：

（略）

16．（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

解：

（1）物体A在水平地面，F=G=600N（1分）

17、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

（1）0……………………………………（1分）

（2）W总=FS=400×100=4×104（J）………………………………………………（2分）

（3）∵滑动摩擦力的火小与压力的人小成正比，

∴，即………………………（1分）

％………………………………………………（1分）

型号

额定电压

额定功率

DJ—Ⅰ

220V

0.8kW

DJ—Ⅱ

220V

3.0kW

18.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。

19．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？

23．

（1）G材=m材g=280kg×10N/kg=2.8×103N（1分）

W=