初中物理机械效率计算附答案.docx
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初中物理机械效率计算附答案
1、建筑工地上,工人用如图所示的装置将重为230N的建材从地面匀速送到6m高处,所用拉力为125N,时间为20s,求:
(1)工人做的有用功
(2)工人做的总功(3)工人做功的功率(4)滑轮组的机械效率
2、用图中滑轮组匀速提升重800N的物体,手向下拉绳子自由端的拉力为500N,当物体被提升3m时,求:
(1)绳子自由端移动的距离
(2)所做的有用功(3)拉力F做的总功(4)此滑轮组的机械效率
3、用如图所示的滑轮组提升重物,已知物体重为200N,动滑轮的重为50N,5s内可使物体匀速上升2m,不计绳重和摩擦。
求:
(1)拉力所做的功
(2)拉力的功率(3)滑轮组的机械效率。
4、工人利用如图所示的斜面,把质量为50kg的货物沿斜面由底部匀速推到顶端,所用时间为10s,沿
斜面向上的推力为300N,斜面长10m,高5m,g=10N/kg,求:
(1)把货物推上斜面做的有用功是多少?
(2)此过程推力做了多少功?
(3)斜面的机械效率是多少?
5、如图所示,工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢,所用的斜面长是3m。
求:
(1)推力做的功
(2)斜面的机械效率。
(3)若想增大此斜面的机械效率,可采取什么方法?
(答一种方法即可)
6、建筑工地上,工人师傅用如图所示的滑轮组,将1200N的重物匀速提升4m,用了20s,已知动滑轮重300N,(不计绳重和摩擦)求:
(1)工人师傅对绳的拉力
(2)滑轮组的机械效率(3)工人拉力做功的功率
7、小李用如图所示的滑轮组把90kg的物体提升3m,作用在绳子自由端的拉力是400N,不考虑绳重及摩擦,g=10N/kg求:
(1)把物体直接提升所做的有用功
(2)拉力所做的总功(3)滑轮组的机械效率(4)动滑轮的重力
8、利用如图所示的滑轮组,用F=1000N的力拉绳子自由端,货物A以0.1m/s的速度匀速直线运动10s,整个过程中,滑轮组的机械效率为75%求:
(1)货物A在10s内移动的距离
(2)这个过程中拉力F的功率(3)水平地面对货物A的摩擦力大小
9、如图所示,将一个质量为0.5kg的物体,从底端沿斜面匀速拉到顶端所用时间为5s,斜面长s为1m,高h为0.4m,斜面的效率为80%,g=10N/kg求:
(1)拉力所做的有用功
(2)拉力做功的功率(3)物体在斜面上运动时受到的摩擦力
10、某工人用如图所示的装置把一重为1200N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10秒,已知斜面长6m、高2m,此装置的机械效率为80%,(滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计)求:
(1)拉力F
(2)拉力F做功的功率(3)箱子和斜面间的摩擦力
11、用如图所示的滑轮组提升货物,已知动滑轮重30N、货物重360N,货物上升3m,上升速度是0.3m/s,拉力F的功率是180w,不计绳重,求:
(1)做的有用功
(2)拉力F做的功(3)克服摩擦所做的功
12、如图,某人以600N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端,绳子下端移动了1.5m,重物上升0.5m,已知该滑轮组的机械效率为70%求:
(1)在图中画出滑轮组的绕线情况
(2)被吊起重物的质量是多少
13、如图所示,某工人重600N,站在水平面上,用100N的拉力向下匀速拉动绳子,提起一浸没在水中体积为1.2×10-2m3,重360N的物体。
物体始终浸没在水中,且忽略水对物体的阻力,ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg求:
(1)已知工人双脚与地面的总接触面积是3×10-2m2,工人没有拉动绳子时对地面的压强
2)物体浸没在水中时受到的浮力
3)提起物体时滑轮组的机械效率
4)工人最多能够提起多重的同种物体
1、建筑工地上,工人用如图所示的装置将重为230N的建材从地面匀速送到6m高处,所用拉力为125N,时间为20s,求:
(1)工人做的有用功
(2)工人做的总功(3)工人做功的功率(4)滑轮组的机械效率
答案】解:
(1)工人做的有用功:
W有=Gh=230N×6m=1380J
(2)由图可知绳子的有效股数为2,则工人做的总功:
W总=FS=Fnh=125N×2×6m=1500J
(3)工人做功的功率:
;
2、用图中滑轮组匀速提升重800N的物体,手向下拉绳子自由端的拉力为求:
(1)绳子自由端移动的距离
(2)所做的有用功
(3)拉力F做的总功(4)此滑轮组的机械效率
【答案】解:
(1)由图可知,n=2,则绳端移动的距离:
s=nh=2×3m=6m
(2)人所做的有用功:
W有=Gh=800N×3m=2400J
(3)人拉绳子做的总功:
W总=FS=500N×6m=3000J
(4)滑轮组的机械效率:
3、用如图所示的滑轮组提升重物,已知物体重为200N,动滑轮的重为50N,5s内可使物体匀速上升2m,不计绳重和摩擦。
求:
(1)拉力所做的功
(2)拉力的功率(3)滑轮组的机械效率。
答案】解:
(1)由图可知n=2,则绳子自由端移动的距离:
S=2h=2×2m=4m不计绳重和摩擦,则绳端的拉力:
拉力所做的功:
W总=FS=125N×4m=500J
(2)拉力的功率:
(3)有用功:
则滑轮组的机械效率:
4、工人利用如图所示的斜面,把质量为50kg的货物沿斜面由底部匀速推到顶端,所用时间为10s,沿斜面向上的推力为300N,斜面长10m,高5m,g=10N/kg,求:
(1)把货物推上斜面做的有用功是多少?
(2)此过程推力做了多少功?
(3)斜面的机械效率是多少?
【答案】解:
(1)货物受到的重力为:
G=mg=50kg×10N/kg=500N
工人做的有用功为:
W有=Gh=500N×5m=2500J
(2)工人推力做的总功为:
W总=FS=300N×10m=3000J
(3)斜面机械效率为:
5、如图所示,工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢,所用的斜面长是3m。
求:
(1)推力做的功
(2)斜面的机械效率。
(3)若想增大此斜面的机械效率,可采取什么方法?
(答一种方法即可)
答案】
解:
(1)推力做的功为:
W总=FS=500N×3m=1500J
2)所做的有用功为:
W有=Gh=800N×1.5m=1200J斜面的机械效率为:
3)若想增大此斜面的机械效率,可采取使斜面的表面变光滑,这样摩擦力会变小,所做额外功变小,
机械效率变大。
另外,还可以通过增大斜面的倾斜角度,增大斜面的机械效率。
6、建筑工地上,工人师傅用如图所示的滑轮组,将1200N的重物匀速提升4m,用了20s,已知动滑轮重300N,(不计绳重和摩擦)求:
(1)工人师傅对绳的拉力
(2)滑轮组的机械效率(3)工人拉力做功的功率
答案】解:
400N,不考虑绳重及
1)由图可知,n=3,则工人师傅对绳的拉力:
2)有用功:
W有=Gh=1200N×4m=4800J
绳子自由端移动的距离:
S=3h=3×4m=12m
总功:
W总=FS=500N×12m=6000J
滑轮组的机械效率:
;
(3)工人拉力做功的功率:
.
7、小李用如图所示的滑轮组把90kg的物体提升3m,作用在绳子自由端的拉力是
摩擦,g=10N/kg求:
(1)把物体直接提升所做的有用功
(2)拉力所做的总功(3)滑轮组的机械效率(4)动滑轮的重力
答案】解:
(1)所做的有用功:
W有=Gh=mgh=90k×g10N/kg×3m=2700J
(2)由图可知,n=3,则绳端移动的距离:
s=nh=3×3m=9m拉力所做的总功:
W总=FS=400N×9m=3600J
(3)滑轮组的机械效率:
(4)由可得,动滑轮的重力:
10、利用如图所示的滑轮组,用F=1000N的力拉绳子自由端,货物A以0.1m/s的速度匀速直线运动10s,
答案】解:
整个过程中,滑轮组的机械效率为75%求:
(1)货物A在10s内移动的距离
(2)这个过程中拉力F的功率(3)水平地面对货物A的摩擦力大小
1)根据可知货物A在10s内移动的距离:
SA=Vt=0.1m/s×10s=1m
2)由图可知,动滑轮上绳子的有效股数:
n=2
绳子自由端移动的速度:
V绳=nVA=2×0.1m/s=0.2m/s
拉力的功率:
(3)由得摩擦力:
11、如图所示,将一个质量为0.5kg的物体,从底端沿斜面匀速拉到顶端所用时间为5s,斜面长s为1m,高h为0.4m,斜面的效率为80%,g=10N/kg求:
(1)拉力所做的有用功
(2)拉力做功的功率(3)物体在斜面上运动时受到的摩擦力
2)由
答案】解:
(1)拉力所做的有用功:
W有=Gh=mgh=0.5kg×10N/kg×0.4m=2J可得,拉力所做的总功:
拉力做功的功率:
(3)额外功为:
W额=W总-W有=2.5J-2J=0.5J
由W额=fS可得,物体在斜面上运动时受到的摩擦力:
拉力的功率:
W额=W总-W有=3000J-2400J=600J
360N,货物上升3m,上升速度是0.3m/s,
10、某工人用如图所示的装置把一重为1200N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10秒,已知斜面长6m、高2m,此装置的机械效率为80%,(滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计)求:
(1)拉力F
(2)拉力F做功的功率(3)箱子和斜面间的摩擦力
答案】解:
(1)由图可知滑轮装置是一个动滑轮,绳端移动的距离:
有用功:
W有=Gh=1200N×2m=2400J
根据
可得,
(2)拉力做的功:
,
(3)因为W总=W有+W额,所以克服摩擦力做的额外功:
根据W额=fS可得,摩擦力
11、用如图所示的滑轮组提升货物,已知动滑轮重30N、货物重拉力F的功率是180w,不计绳重,求:
(1)做的有用功
(2)拉力F做的功(3)克服摩擦所做的功
答案】解:
(1)有用功:
W有=Gh=360N×3m=1080J
(2)由得:
时间
由得:
拉力做的总功:
W总=Pt=180w×10s=1800J
3)克服动滑轮重做的额外功:
W额动=G动h=30N×3m=90J
由W总=W有+W额动+W额摩得:
克服摩擦所做的功:
W额摩=W总-W有-W额动=1800J-1080J-90J=630J
12、如图,某人以600N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端,绳子下端移动了1.5m,重物上升0.5m,已知该滑轮组的机械效率为70%求:
(1)在图中画出滑轮组的绕线情况
(2)被吊起重物的质量是多少
答案】解:
(1)由题知,绳子下端移动了1.5m,重物上升0.5m拉动绳子时,拉力端移动的距离S=nh,则1.5m=n×0.5m可见,承担动滑轮及重物的绳子股数:
n=3,所以绳子应从动滑轮上挂钩开始绕
依次经过定滑轮、动滑轮、上面的定滑轮,如图所示
2)人的拉力F=600N,拉力端移动距离S=1.5m拉力做的总功:
W总=FS=600N×1.5m=900J
由得有用功:
由得重物的重力:
重物的质量:
13、如图所示,某工人重600N,站在水平面上,用100N的拉力向下匀速拉动绳子,提起一浸没在水中体积为1.2×10-2m3,重360N的物体。
物体始终浸没在水中,且忽略水对物体的阻力,ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg求:
(1)已知工人双脚与地面的总接触面积是3×10-2m2,工人没有拉动绳子时对地面的压强
2)物体浸没在水中时受到的浮力(3)提起物体时滑轮组的机械效率
4)工人最多能够提起多重的同种物体
答案】解:
(1)工人对地面的压力,
对地面的压强:
2)物体浸没水中排开水的体积:
物体浸没在水中时受到的浮力:
3)提起物体时,滑轮组受到的拉力:
由图可知:
绳子的股数,则提起物体时滑轮组的机械效率:
由于工人重600N,则最大拉力
根据可知:
滑轮组受到的最大拉力水中的同种物体的密度为
由于水中的同种物体受力情况为:
F拉最大=G最大-F浮最大
即:
F拉最大=G最大-ρ水gV排最大所以,
则