机械效率计算题及答案之欧阳体创编.docx

1、机械效率计算题及答案之欧阳体创编四计算题时间：2021.02.03创作：欧阳体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）W总=FS=600N1.5m=900J；P=W/t=900J/10s=90W（3）S=nh；n=S/h=15m/05m=3；由=G/nF得

2、：G=nF=70%3600N=1260N；m=G/g=1260N/10Nkg=126kg2（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2.8103kg/m3，每块大理石的体积是1.010-2m3,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：（2分）(2) 升降

3、机一次能提起的大理石块数：(3)钢丝绳端移动的距离：（1分） 把货物提升15 m做的功：（1分） 升降机的功率：（1分）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=25m=10m；（1）F=500N，S=10m，W=FS拉力做的总功为：W总=FS=500N10m=5000J；（2）G=800N，h=5m，W=FS对物体做的有用功为：W有用=FS=Gh=800N5m=4000J；（3）=W有用 / Q总该滑轮组的机械效率为：= W有用

4、 / Q总100%=4000J /5000J100%=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上, 它的体积为8 10 - 3m3 , 某人想通过如图20 所示的滑轮来竖直提起这个物体。( 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, 物体上升3m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) =m/V=2. 5 103 kg/ m3 ( 1 分)( 2) W总= F

5、h =250 3 = 750J ( 1 分)( 3) W有=Gh =20 10N3m=600J ( 1 分)= W有/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=0.6m，F2=N，杠杆处于静止状态，与水平方向的夹角为300，F1的方向竖直向下，F2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 求图（1）中弹簧测力计对绳的拉力所

6、做的功； 求图（1）中滑轮组的机械效率； 请在答题卷的图（2）中画出比图（1）更省力的绕线 由公式 W = Fs （1分）代入数据得 W = 2.4J（1分） 有用功W有 = Gh = 1.5J （1分） 机械效率 = （W有/W总）100%（1分）代入数据得 = 62.5%（1分） 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的配重块匀速升高到h=40cm后放手让其自由落下。不计拉

7、杆和绳的重力，g取10N/kg。求：（1）小明拉动拉力器的功率P；（2）小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功；（3）在小明锻炼过程中拉力器的机械效率。（1）根据题意有：解代入数据得：（2）由功的原理和功能关系有：联解代入数据得： （3）根据题意有：联解代入数据得： 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）v=，物体上升的距离：s=vt=

8、0.2m/s10s=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/s10s=2m；由图示滑轮组可知，n=3，绳子自由端移动的距离s=ns=32m=6m，拉力做的功W=Fs=10N6m=60J，=，W有用=W=60J80%=48J，有用功率P=4.8W；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4.8W9.（雅安市二一三年）有一质量为20kg的正方体物体放在水平地面上, 它的体积为8 10 - 3m3 , 某人想通过如图20 所示的滑轮来竖直提起这个物

9、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, 物体上升3m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?答案：31. ( 5 分)( 1) =m/V=2. 5 103 kg/ m3 ( 1 分)( 2) W总= Fh =250 3 = 750J ( 1 分)( 3) W有=Gh =20 10N3m=600J ( 1 分)= W有/W总= 600J/750J =80% ( 2 分)10.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，

10、沿斜面向上用600N的拉力使木箱A以0.2ms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)1分1分1分 (2)1分2分 (3)1分2分答：略。11(湖北省襄阳市2013年)用如图所示的滑轮组提升货物，已知动滑轮重30N,货物重360N、上升速度是0.3m/s，拉力F的功率是180W（不计绳重）。求：滑轮组的机械效率货物上升3m过程中，克服摩擦力做的功。答案：12(2013年河北省)如图16所示，重为1140N的物体，它与水平地面的接触面积为1.5103 cm2。工

11、人师傅用600N的力匀速提升物体，物体的速度为0.2m/s。（不计摩擦及绳重）求：（1）工人师傅拉绳的功率； （2）滑轮组的机械效率；（3）体重为450N的小明用此滑轮组提升物体，但物体没有被拉动，物体对地面的最小压强为多大。答案：37解：（1）拉力的功率：（2）滑轮组的机械效率：（3）由于忽略摩擦及绳重，2F=G+G动动滑轮重：G动=2F-G=2600N-1140N =60N 绳端最大拉力等于人体重力，则物体对滑轮组的拉力：F拉= 2G人-G动滑轮组提升物体的拉力：F拉=G-F支 物体受到的支持力：F支=G+ G动-2G人=1140N+60N-2450N=300N 物体对地面的最小压强：13

12、（2013年广州市）如右图所示，工人师傅用三种方法把重170N的砂子提到三楼去。请根据图中所提供的信息计算(绳与滑轮的摩擦不计，不考虑滑轮和桶、滑轮和口袋的间距)：(1)三种方法所做的有用功是多少?(2)第种情况下所做的额外功是多少?(3)第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W有=G砂h =170N6m =1020J (2分)（2）第二种情况所做的额外功 W额外=（G桶+G砂）h =（20N+10N）6m =180J (2分)（3）第二种情况下的机械效率为 = = = (2分)（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

13、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=25m=10m；（1）F=500N，S=10m，W=FS拉力做的总功为：W总=FS=500N10m=5000J；（2）G=800N，h=5m，W=FS对物体做的有用功为：W有用=FS=Gh=800N5m=4000J；（3）=W有用 / Q总该滑轮组的机械效率为：= W有用 / Q总100%=4000J /5000J100%=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

14、。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2.8103kg/m3，每块大理石的体积是1.010-2m3,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：（2分）(2) 升降机一次能提起的大理石块数：（1分）(3)钢丝绳端移动的距离：（1分） 把货物提升15 m做的功：（1分） 升降机的功率：（1分）（

15、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0.2ms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)1分1分1分 (2)1分2分 (3)1分2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

16、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？答案： (江西省2013年)17在测“滑轮组机械效率”的实验中，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A(如图9甲所示)，然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码，当钩码上升的高度为H时瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B，并测得AB两点间的距离为2H(如图9乙所示)(不计摩擦与绳重) 求：(I)动滑轮的重力G

17、。 (2)滑轮组的机械效率 (3)如果减少钩码的个数，滑轮组的机械效率会如何变化?答案：17.解： (1)由图可知，n=3 F=(G1G)/3 G1=3FG(3分) (2)滑轮组机械效率=(W有/W总)100=(GH3FH)100=(G3F)100(3分) (3)机械效率会降低 (2分)（2013龙岩）30（6分）武平梁野山素有天然氧吧之称，其险峻的高山、飞流的瀑布令人叹为观止。依瀑流而建的木栈道蜿蜒至山脚，长约4km，高度差约90m，方便了人们近距离感受瀑布的磅礴气势。体重50kg的小王从栈道最高处小跑至山脚，用时30min，求这段时间小王自身重力做的功及功率约为多少？（g取10N/kg）1

18、分1分1分1分1分1分2013年包头市）20.如图15所示，轻质杠杆OP长1m，能绕O点转动，P端用细绳悬于N点。现有一质量为1kg的物体A通过滑环挂在M点（滑环和绳子的质量可忽略），OM的长度为0.1m，由于杆OP与水平方向成300角倾斜，滑环刚好能由M向P端匀速滑动，滑动速度为0.02m/s，细绳能承受的最大拉力为9N。（g取10N/kg）求：滑环从M点开始滑动，经过多长时间后细绳会断裂；从滑环自M点滑动到细绳PN断裂时，A所受重力做的功；上述过程中，A所受重力做功的功率。答案：20.（10分）解： 设经t时间后绳子会断裂，由杠杆平衡条件有：（2分）（2分） 重力做的功（3分） 重力做功的功率（3分）33、(2013年湖北省孝感市)如右图所示，已各斜面长5m，高3m，绳端拉力为50N。利用这个滑轮装置将重为100N的物体在5s内从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中：（1）物体沿斜面向上运动的速度为多少？（2）绳端移动的距离是多少？（3）拉力的功和功率各是多少？（4）拉力的机械效率是多少？时间：2021.02.03创作：欧阳体