機械效率計算題及答案

1、280N(3)鋼絲繩端移動的距離:s 3h 3 15m45m1 分把貨物提升15 m做的功：W4Fs 2000 N 45m9 104 J1 分升降機的功率:4W 9 10 J Pt 1 min49 10 J60s1500w1 分1、(2021四川自貢)如下圖(滑輪組的繞繩未畫出)，人以 600N的力向下拉動繞在滑輪組的繩子一端10秒，使繩端向下移動了1.5m，重物勻速上升了 0.5m，滑輪組的機械效率為70%(g=10N/kg ).(1) 按題意畫出滑輪組的繞繩.(2) 人所做功的功率多大？(3) 被吊起的重物質(zhì)量多大？解：(1 )根據(jù)n=3，即動滑輪上繩子段數(shù)是3股;那么繩子的固定端應從動滑

2、輪上開始纏繞，如圖：(2 )T W 總=FS=600NK1.5m=900J; P=W/t=900J/10s=90W(3 )T S=nh ; n=S/h=15m/05m=3;由 n=G/nF 得：G=n nF=70%< 3X 600N=1260N m=G/g=1260N/10Nkg=126kg.2. (2021樂山)某建筑工地用升降機提升大理石的示意圖如下圖。升降機貨箱的重力是400N ,g取10N/kg。不計滑輪和鋼絲繩的重力，不計摩擦。試求：(1) 大理石的密度是2. 8< 103kg/m3，每塊大理石的體積是1.0X 10-2卅,那么每塊大理石的重力是多少？(2) 如果每根鋼絲

3、繩上能承受的最大拉力是2000N，那么該升降機一次最多能勻速提升多少塊大理石？(3) 某次提升中，升降機在 1min內(nèi)將貨物勻速提升了 15m，鋼絲繩的拉力是 2000N。那么鋼絲繩的拉力的功率是多少？(1) 每塊大理石重：3323G mg Vg 2.8 10 Kg /m 1.0 10 m 10N/Kg(2分)(2) 升降機一次能提起的大理石塊數(shù)：能提起的大理石總重量3 2000 N 400 N 塊°每塊大理石重量280 N205m,物重為800N,人對繩的拉力3. (2021揚州)(6分)工人用如下圖的裝置將重物提高為 500N。求此過程中：(1) 做的做功。(2) 做的有用功。(

4、3) 滑輪組的機械效率。,求此過程中人所做的功 該定滑輪的機械效率是多大？p =m/V=2. 5< 103 kg/ m3 ( 1 分)W、= Fh =250 < 3 = 750J ( 1 分)VW =Gh =20 < 10NX 3m=600J ( 1 分) 分)F2沿水平方向。(3)假設知道00P方向，支解：從圖可知，n=2 ,S=2h=2X 5m=10m ;(1) F=500N , S=10m ,/ W=FS拉力做的總功為：W =FS=500NX 10m=5000J ;(2) G=800N , h=5m ,/ W=FS對物體做的有用功為：W 有用=FS=Gh=800N<

5、;5m=4000J ;(3n=W有用/ Q總該滑輪組的機械效率為：n=W 有用 / Q 總 <00%=4000J /5000J < 100%=80% 答：(1 )做的總功5000J ;(2)做的有用功 4000J ;(3) 滑輪組的機械效率 80% .4. (2021雅安)有一質(zhì)量為20kg的正方體物體放在水平地面 體積為8 < 10 - 3m3 ,某人想通過如圖20所示的滑輪來豎直 物體。(g =10N/ kg)(1) 該物體的密度是多大？(2) 當人用250N的力向下拉繩子時，物體恰好能勻速上升， 3m后恰好到達目標位置(3)(1)(2)(3)n = V有 /W總=600

6、J/750J =80% ( 25. (2021年中考呼和浩特)如下圖，輕質(zhì)杠桿 MN長0.8m, ON=0.6m F2=10J3n,杠桿處于靜止狀態(tài)，與水平方向的夾角為30°, F1的方向豎直向下，試計算：(1)F 2的力臂；(2) F 1的大??；點支持物對杠桿支持力的方向垂直于杠桿沿持力F的大小。答案：6. (2021鎮(zhèn)江)如圖(1)所示，用彈簧測力計拉著 繩子利用滑輪組將重 3N的物體勻速提升 0.5m.求圖(1)中彈簧測力計對繩的拉力所做的功；求圖(1)中滑輪組的機械效率；請在答題卷的圖(2)中畫出比圖(1)更省力的繞線. 由公式W = Fs (1分)代入數(shù)據(jù)得W = 2.4J

7、 (1分)上,它的 提起這個物體上升(1)(2)有用功W有=Gh = 1.5J(1分)機械效率 n=(W有/W總)x 100% (1分)代入數(shù)據(jù)得n= 62.5% (1分)如下圖(2分)7. ( 2021資陽)隨著人們生活水平的提高，不少居民小區(qū)都配備了健身房。小明每個周末回家都會到健身房鍛煉， 如下圖是小明最喜愛的用于鍛煉臂力的健身拉力器結(jié)構(gòu)示意左圖。如果小明每次向下拉動拉桿時，拉力為 F=250N，在0.4s內(nèi)使質(zhì)量為 m=20kg的 配重塊勻速升高到 h=40cm后放手讓其自由落下。不計拉桿和繩的重力，g取10N/kg。求：(1)(2)(3)小明拉動拉力器的功率 P;小明拉動拉力器過程中

8、克服摩擦所做的功;在小明鍛煉過程中拉力器的機械效率根據(jù)題意有：Fh Pt解代入數(shù)據(jù)得：P 250W(2)由功的原理和功能關系有：配董w有用mghFhWfW總W有用聯(lián)解代入數(shù)據(jù)得:Wf20J(1)(3) 根據(jù)題意有:W有用聯(lián)解代入數(shù)據(jù)得：8. ( 2021?衡陽)某物體在豎直方向受到不計)求：(1) 物體在10s內(nèi)上升的距離.(2) 物體受到的重力.(3) 如下圖，假設改用機械效率為80%的滑輪組，用10N的拉力使物體仍以 0.2m/s的速度勻速向 右移動，求10s內(nèi)人對物體所做的有用功率.解：(1) T v=,物體上升的距離：80%90N的拉力，以0.2m/s的速度勻速向上運動.(空氣阻力s=

9、vt=0.2m/s Xl0s=2m；(2) 物體豎直向上做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：G=F=90N ;(3) / v=,物體的路程：s=vt=0.2m/s X0s=2m；由圖示滑輪組可知，n=3 ,繩子自由端移動的距離 s=ns=3 X2m=6m ,拉力做的功 W=Fs '=10N >6m=60J , =W有用-n=一wW 有用=nW=60J ><80%=48J,有用功率P= '；=4.8W;t 10s答：(1)物體在10s內(nèi)上升的距離為2m.(2)物體受到的重力為 90N .(3) 10s內(nèi)人對物體所做的有用功率為4.8W .9.(雅安市二O

10、三年)有一質(zhì)量為20kg的正方體物體放在水平地面上某人想通過如圖20所示的滑輪來豎直提起這個物體。(g =10N/ kg)(1) 該物體的密度是多大？(2) 當人用250N的力向下拉繩子時，物體恰好能勻速上升，物體上 升3m后恰好到達目標位置，求此過程中人所做的功 ？(3) 該定滑輪的機械效率是多大 ？答案：31. ( 5分)(1) p =m/V=2. 5 X 103 kg/ m3 ( 1 分)(2) W、= Fh =250 X 3 = 750J ( 1 分)(3) VW =Gh =20 X 10NX 3m=600J ( 1 分)n = Wt /W總=600J/750J =80% ( 2分)1

11、0現(xiàn)有重800N的木箱A，小李同學想把它搬到高為 6m、長為10m 的斜面上，如下圖，他站在斜面上，沿斜面向上用600N的拉力使木箱A以0.2m/ s的速度勻速從斜面底端到達斜面頂端。求：它的體積為8 X 10 - 3m3,(1) 小李同學拉木箱的功率是多大 ？(2) 該斜面的機械效率是多少 ？(3) 木箱A在斜面上勻速運動時受到的摩擦力是多大？答案：43 解：(1)t - 伽 50s 1分v 0.2m/ s6000J50s120W W有 Gh 800N 6m 4800J 1分WW、100%4800J6000J100%80%W額 W總-W有 6000J -4800J1200J答：略。W額120

12、0 J10m120NW總 FL 600N10m6000J(2)滑輪組的機械效率：W有用GhGh1140 N95%W總Fs繩 F 2h 600 N 211.(湖北省襄陽市2021年)用如下圖的滑輪組提升貨物，動滑輪重30N,貨物重360N上升速度是0.3m/s，拉力F的功率是180W(不計繩重)。求:滑輪組的機械效率n貨物上升3m過程中，克服摩擦力做的功。答案：4L (5) (1)十秒肉蚩物升窪的贏度恤Wt=Ptt=l»W«2?戲物上升Sm的時面l=V7=JuiAUm/，5=AWi»P I8OW«QS-1 ®OCUW ft=Gli=提升動滑輪徴的

13、0曾.=3霸化克侵摩擦力做的功WrW*-W »-W*=CJOJ 12. (2021 年河北省)如圖16所示，重為1140 N 觸面積為1.5氷03 cm2。工人師傅用600 N的力勻速提升物 體，物體的速度為0.2 m/s。(不計摩擦及繩重) 求：(1 )工人師傅拉繩的功率；(2) 滑輪組的機械效率；(3) 體重為450 N的小明用此滑輪組提升物動，物體對地面的最小壓強為多大。答案：37 .解：(1 ) 拉力的功率：W總 FsP立總Fv繩 600 N 2 0.2 m/s 240 Wt t的物體，它與水平地面的接.占圖16體，但物體沒有被拉(3) 由于忽略摩擦及繩重，2F = G +

14、G動動滑輪重：G動=2F- G = 2 600 N-1140 N = 60 N繩端最大拉力等于人體重力，那么物體對滑輪組的拉力：F拉=2G人-G動滑輪組提升物體的拉力：卩拉=G-F支物體受到的支持力：F支=G+ G動-2G人=1140 N+60 N-2 M50N = 300 N物體對地面的最小壓強：p F壓F支300 N2 2.0 103 PaS S 0.15 m213.(2021年廣州市)如右圖所示，工人師傅用三種方法把重170N的砂子提到三樓去。請根據(jù)圖中所提供的 信息計算(繩與滑輪的摩擦不計，不考慮滑輪和桶、滑輪 和口袋的間距)：(1) 三種方法所做的有用功是多少 ？(2) 第種情況下所

15、做的額外功是多少？(3) 第種情況下的機械效率是多少？答案(1)三種方法所做的有用功Wi=G 砂 h=170N x 6m=1020J(2(2)第二種情況所做的額外功W額外=(G 桶+G砂)h(20N+10N x 6m=180J(2(3)第二種情況下的機械效率為1020J1020J180J100 00100 00分)5m物重為800N,人對繩的拉(28500(揚州市2021年)(6分)工人用如下圖的裝置將重物提高 力為500N。求此過程中：(1) 做的做功。(2) 做的有用功。(3) 滑輪組的機械效率。 解：從圖可知，n=2 ,S=2h=2x 5m=10m ;(1) F=500N , S=10m

16、 ,/ W=FS拉力做的總功為：W =FS=500NX 10m=5000J ;(2) G=800N , h=5m ,/ W=FS對物體做的有用功為：W 有用=FS=Gh=800NK 5m=4000J ;(3n=W有用/ Q總該滑輪組的機械效率為：n=W 有用 / Q 總 X00%=4000J /5000J x 100%=80% . 答：(1 )做的總功5000J ;(2) 做的有用功 4000J ;(3) 滑輪組的機械效率 80% .(樂山市2021年)49 某建筑工地用升降機提升大理石的示意圖如下圖。升降機貨箱的重力是 400N， g取10N/kg。不計滑輪和鋼絲繩的重力，不計摩擦。試求：(

17、1) 大理石的密度是 2. 8X 103kg/m3，每塊大理石的體積是 1.0X 10-2卅,那么每塊大理石的重力 是多少？(2) 如果每根鋼絲繩上能承受的最大拉力是2000N，那么該升降機一次最多能勻速提升多少塊大理 石？(3) 某次提升中，升降機在 1min內(nèi)將貨物勻速提升了 15m，鋼絲繩的拉力是 2000N。那么鋼絲繩的拉力的功率是多少？答案：49.( 6分)(1)每塊大理石重:3323G mg Vg 2.8 10 Kg /m 1.0 10 m 10N/Kg能提起的大理石總重量 門每塊大理石重量3 2000N400N2。塊(1分)280Ns 3h 315m45m1 分W Fs42000

18、 N 45m9 10 J1 分9 104J49 104J1500w1 分1 min60s(3)鋼絲繩端移動的距離:把貨物提升15 m做的功:升降機的功率：P Wt(2)升降機一次能提起的大理石塊數(shù):(德陽市2021年)43. (9分)現(xiàn)有重800N的木箱A，小李同學想把它搬到高為 6m、長為10m的 斜面上，如下圖，他站在斜面上，沿斜面向上用600N的拉力使木箱 A以0.2m/s的速度勻速從斜面底端到達斜面頂端。求：(1) 小李同學拉木箱的功率是多大？(2) 該斜面的機械效率是多少 ？(3) 木箱A在斜面上勻速運動時受到的摩擦力是多大？答案：43.解：1t S 10m50S 1分v 0.2m/

19、 sW總 FL 600N 10m 6000J 1分6000J50s120W W有 Gh 800N 6m 4800J 1分W 100%4800J6000J100%80% W額 W總-W有 6000J - 4800J1200Jf W額 1鹽 120N 答：略。2021年煙臺29.圖18甲所示的是一臺汽車起重機的示意圖，起重鉤的升降使用的是滑輪組，如圖18乙所承，滑輪組上鋼絲繩的收放是由卷揚機來完成的某次做業(yè)中，起重機將200Kg的貨物由地面起吊到 5m的高度，所用時問20s,鋼絲繩的拉力F為800N.求起吊過程中：g取1ON/kg1起重機起吊貨物的機械效率2卷揚機做功的功率3圖丙為該卷揚機的銘牌，

20、其中有一個重要的參數(shù)是“最大額定起重量.運用你學過的物理知 識.分析說明起重機設計時，該參數(shù)確實定需要考慮哪些因素?29.虬鶴躺公；時川側(cè)溜有用功加答案:W兀河射皿疋皿血燈懾KgX5ni= L少】叭 ft辦 F刪功:*嚴翔EW札粗鯛曲她搠11刪熾九刪6«剤 擔九翻m朋軍鯛驕統(tǒng)倒硯橄朋心第河轉(zhuǎn)和?*射“一w江西省2021年17在測“滑輪組機械效率的實驗中，瑞瑞同學在與動滑輪相切的細繩上作一標 記A如圖9甲所示，然后用大小為F的拉力勻速豎直向上提升總重為G的鉤碼，當鉤碼上升的高度為H時.瑞瑞同學在與動滑輪相切的細繩上作另一標記B，并測得AB兩點間的距離為2H如圖 9乙所示不計摩擦與繩重求

21、：I動滑輪的重力G。2滑輪組的機械效率3如果減少鉤碼的個數(shù)，滑輪組的機械效率會如何變化?答案：17解：1由圖可知，n=3 F=G 1 + G/3 G1=3F G 3 分2滑輪組機械效率 n=W 有/W 總X 100% =GH/3FH X 100% =G/3F X 100%3 分3機械效率會降低 2分2021龍巖30. 6分武平梁野山素有天然氧吧之稱，其險峻的高山、飛流的瀑布令人嘆為觀止。依瀑流而建的木棧道蜿蜒至山腳，長約4km，高度差約90m，方便了人們近距離感受瀑布的磅礴氣勢。體重50kg的小王從棧道最高處小跑至山腳，用時30min，求這段時間小王自身重力做的功及功率約為多少？g取10N/kg mgh50kg 10N/kg 90m44.5 10 J4-5 104J 1 分30 60s25W2021年包頭市20如圖15所示，輕質(zhì)杠桿 OP長1m,能繞O點轉(zhuǎn)動，P端用細繩懸于N點?，F(xiàn)有一質(zhì)量為1kg的物體