機(jī)械效率總復(fù)習(xí)難題

1、1甲、乙兩個(gè)形狀相同的容器，開(kāi)口都向上，現(xiàn)倒入部分水，如圖10所示，如果將兩塊完全相同的金屬塊用細(xì)線系著分別浸入同樣的深度，這時(shí)兩容器水面相齊平。如將金屬塊勻速提離水面，則做功多的是（）（A）甲（B）乙（C）一樣多（D）無(wú)法判斷2某人站在岸上利用滑輪組使停泊在水中的船勻速靠岸，已知滑輪組由兩個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪組成（滑輪重不計(jì)），如圖所示，船重1.02乂1。5卻，船移動(dòng)時(shí)受到水的阻力是船重的0.01倍，人水平拉繩的力為240N,船靠岸的速度為0.72km/h。求（1）滑輪組的機(jī)械效率。（2）人拉繩子的功率及人對(duì)船做的有用功率。3隨著社會(huì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們的住房條件也得到了很大改善

2、，小明家最近購(gòu)置了一套新房，為了幫助爸爸將重600N的裝修材料運(yùn)送到6m高的樓上，小明利用物理課上學(xué)過(guò)的滑輪組，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的材料搬運(yùn)方案.（其中每個(gè)滑輪重30N,繩子足夠長(zhǎng)，所能承受的最大拉力為250N,不計(jì)繩重及摩擦）（1）計(jì)算說(shuō)明繩子的拉力是否超過(guò)繩子的最大承受力？（2）小明爸爸觀察了該裝置后，他想如果將該裝置的滑輪位置顛倒（如圖乙所示）是否會(huì)更省力一些.請(qǐng)你按照小明爸爸的想法，用筆畫線在圖乙中繞上繩子，并求出小明爸爸的方法中拉力的大?。浚?）求兩種方案的機(jī)械效率分別為多少？（保留1位小數(shù)）（4）綜合分析評(píng)估這兩個(gè)方案，你認(rèn)為哪個(gè)方案更好一些？說(shuō)明理由,4（2011?通州區(qū)二模）如圖

3、所示，牽引車通過(guò)滑輪組勻速打撈起礦井中的物體A,在被打撈的物體沒(méi)有露出水面之前，牽引車控制繩子自由端，使物體A以0.4m/s的速度勻速上升，牽引車對(duì)繩的拉力為Fi,Fi的功率為P"當(dāng)物體A完全露出水面后，牽引車控制繩子自由端，使物體A以0.3m/s的速度勻速上升，牽引車對(duì)繩的拉力為F2,F2的功率為P2,且Pi=P2.已知?jiǎng)踊喼?00N,物體A完全露出水面后滑輪組的機(jī)械效率為75%若不計(jì)摩擦、繩重及水的阻力，g取10N/kg）,則（）A.物體A的質(zhì)量是50kgB.物體A的體積是0.2m3C.物體A的密度為3X103kg/m3D.物體在水中勻速上升時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為75%5用一個(gè)機(jī)

4、械效率為70%的滑輪組，將重為2240N的重物提起，所用的拉力為800N,則滑輪組至少由（）組成A.1個(gè)定滑輪和1個(gè)動(dòng)滑輪。B.2個(gè)定滑輪和2個(gè)動(dòng)滑輪C.1個(gè)定滑輪和2個(gè)動(dòng)滑輪。D.2個(gè)定滑輪和1個(gè)動(dòng)滑輪6為了將放置在水平地面上、重G=100N的重物提升到高處。小明同學(xué)設(shè)計(jì)了圖（甲）所示的滑輪組裝置。當(dāng)小明用圖（乙）所示隨時(shí)間變化的豎直向下拉力F拉繩時(shí)，重物的速度u和上升白高度h隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像分別如圖（丙）和（丁）所示。若重物與地面的接觸面積S=5X10-2m2,不計(jì)摩擦，繩對(duì)滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向。求：（1）在23s內(nèi)，拉力F的功率P及滑輪組的機(jī)械效率中（2）在12s內(nèi)，拉

5、力F做的功Wo（3）在01s內(nèi)，重物對(duì)地面的壓強(qiáng)p。7今年是奧運(yùn)年，暑假里我們可以坐在家中觀看奧運(yùn)比賽直播.奧運(yùn)選手中也不乏荊州運(yùn)動(dòng)健兒，我省女子舉重選手田源就是奧運(yùn)冠軍的有力爭(zhēng)奪者.右圖是世界冠軍田源比賽時(shí)的圖片.下列有關(guān)她比賽的一些說(shuō)法，你認(rèn)為正確的是()；A.她在抓舉時(shí)把杠鈴從地上舉到頭頂?shù)倪^(guò)程中沒(méi)有做功B.她在挺舉時(shí)把杠鈴舉過(guò)頭頂穩(wěn)穩(wěn)地停留了3秒鐘，在停留過(guò)程中她做了功C.她把杠鈴穩(wěn)穩(wěn)舉起停留在空中時(shí)，人對(duì)杠鈴的支持力和杠鈴的重力是一對(duì)平衡力:D.她站在世界冠軍的領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)上，受到的重力與支持力是一對(duì)相互作用力I8學(xué)校新近買了30套總質(zhì)量為300kg的物理實(shí)驗(yàn)器材，每套一箱.現(xiàn)在，某實(shí)驗(yàn)員

6、需要把這批實(shí)驗(yàn)器材搬運(yùn)到(1)該實(shí)驗(yàn)員需要做多少功？(不考慮他克服自身重力所做的功)(2)假設(shè)他身體可以提供的功率P如圖那樣取決于所相i運(yùn)物體的質(zhì)量m,若要盡可能快地把這批器材搬上去，那個(gè).(3)不考慮搬起箱子、放下箱子和下樓的時(shí)間，求他搬運(yùn)這批實(shí)驗(yàn)器材的最短時(shí)間。4P/W80O204060m/kg9(2011?紹興)學(xué)校新近買了30套總質(zhì)量為300千克的實(shí)驗(yàn)器材，每套一箱.實(shí)驗(yàn)員需要把這批實(shí)驗(yàn)器材搬運(yùn)到15米高的實(shí)驗(yàn)室.1該實(shí)驗(yàn)員在搬運(yùn)中，對(duì)實(shí)驗(yàn)器材總共做功焦;(2)假設(shè)他身體可以向外提供的功率P與所搬運(yùn)物體的質(zhì)量m的關(guān)系如圖所示，每次他搬起箱子、放下箱子和下樓的時(shí)間t與所搬運(yùn)物體的質(zhì)量m關(guān)

7、系如表所示,那么他搬完全部箱子，且回到開(kāi)始搬運(yùn)處，所用最短時(shí)間為秒(計(jì)算結(jié)果精確到0.1).搬運(yùn)質(zhì)量m/kg102030時(shí)間t/s40607010如圖1所示，某橋梁工程部門在一次工程作業(yè)中，利用汽車將重為G,高為h0的柱形實(shí)心鐵塊，從水深為hi的河底豎直打撈上來(lái)。汽車速度為u,且保持恒定。水的密度為p。，鐵的密度為pi。不計(jì)滑輪的摩擦和繩重，不考慮水的阻力和物體排開(kāi)水的體積對(duì)水面高度的影響。請(qǐng)完成下列有關(guān)分析和計(jì)算。(1)鐵塊上升過(guò)程中所受浮力的最大值；(2)推導(dǎo)出自鐵塊上表面與水面相平升至整體剛露出水面的過(guò)程中，繩子的拉力隨時(shí)間變化的關(guān)系式(從鐵塊上表面與水面相平時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí))(3)在圖2中，

8、定性畫出鐵塊自河底升至滑輪處的過(guò)程中，繩子拉力的功率P隨鐵塊上升高度h變化關(guān)系的圖象。圖圖11如圖所示，質(zhì)量為1kg的小球從斜面頂點(diǎn)A經(jīng)B點(diǎn)滾動(dòng)到C點(diǎn)，已知AB=BC=2m,AB段與水平面的夾角為30°.在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球的重力對(duì)小球做的總功是A.2JB.1JC.9.8JD.39.2J12(2012?懷柔區(qū)一模)如圖甲所示，某工地用固定在水平工作臺(tái)上的卷?yè)P(yáng)機(jī)(其內(nèi)部有電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力)通過(guò)滑輪組勻速提升貨物.為監(jiān)測(cè)卷?yè)P(yáng)機(jī)的工作情況，將固定卷?yè)P(yáng)機(jī)的工作臺(tái)置于水平杠桿的A端，杠桿的B端連接有配重C,其下方與壓力傳感器相接觸，杠桿AB可繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)卷?yè)P(yáng)機(jī)提升G=145

9、0N的重物以速度V1勻速上升時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)的拉力為F1,滑輪組的機(jī)械效率為刀1,壓力傳感器顯示其對(duì)配重C的支持力為Ni；當(dāng)卷?yè)P(yáng)機(jī)提升重為G2的重物以速度V2勻速上升時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)的拉力為F2,滑輪組的機(jī)械效率為刀2,壓力傳感器顯示其對(duì)配重C的支持力為N2.拉力Fi、F2做功隨時(shí)間變化的圖象分別如圖乙中、所示.已知卷?yè)P(yáng)機(jī)及其工作臺(tái)的總重為500N,配重C所受的重力為200N,4u1=3u2,88刀1=87刀2,5AO=2OB,杠桿AB所受的重力、繩的質(zhì)量和滑輪與軸的摩擦均可忽略不計(jì).求：甲(1)卷?yè)P(yáng)機(jī)提升重物G2時(shí)的功率；(2)動(dòng)滑輪所受的重力；(3)Ni與N2的比值.13如圖所示，物體A的質(zhì)量m=4k

10、g,B的質(zhì)量m=0.5kg,物體A恰能沿著水平桌面向右做勻速直線運(yùn)動(dòng).若再用一水平向左的拉力F將物體A沿桌面向左拉動(dòng)0.1m的過(guò)程中，拉力做的功W=J(取g=10N/kg).14如圖所示，甲物體重6N,乙物體重10N,彈簧秤重力及摩擦均不計(jì).則當(dāng)甲、乙兩物體靜止時(shí)，彈簧秤的讀數(shù)為N,繩子對(duì)乙物體的拉力是15如圖甲所示，用一拉力傳感器(能感應(yīng)力大小的裝置)水平向右拉一水平面上的木塊，A端的拉力均勻增加，0-ti時(shí)間木塊靜止，ti-t2木塊運(yùn)動(dòng)后改變拉力，使木塊t2后處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài).計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)擬合處理后，得到如圖乙所示拉力隨時(shí)間變化圖線，回答下列問(wèn)題：(1)當(dāng)用F=5.3牛的水平拉力拉靜止

11、的木塊時(shí)，木塊所受摩擦力大小為5.3牛；若用F=5.8牛的水平拉力拉木塊，木塊所受摩擦力大小為5.1牛.(2)如圖丙所示，為研究滑動(dòng)摩擦力f大小與接觸面受到壓力Fn大小的關(guān)系，在重力為17牛的木塊上每次增加1牛重的祛碼，分別用水平拉力F使木塊作勻速直線運(yùn)動(dòng).實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)如下，請(qǐng)將表格數(shù)據(jù)填寫完整木塊對(duì)水平面壓力Fn(牛)1718192021水平拉力F(牛)5.15.45.76.3(3)請(qǐng)用力的示意圖畫出圖丙中祛碼受到的力.16某科技小組設(shè)計(jì)的提升重物的裝置如圖甲所示。圖中水平桿CD與豎直桿EH、DI組合成支架固定在水平地面上。小亮站在地面上通過(guò)滑輪組提升重物，滑輪組由動(dòng)滑輪Q和安裝在水平桿CD

12、上的兩個(gè)定滑輪組成。小亮以拉力F1勻速豎直提升物體A的過(guò)程中，物體A的速度為3,滑輪組的機(jī)械效率為邛。小亮以拉力F2勻速豎直提升物體B的過(guò)程中，物體B的速度為02,滑輪組的機(jī)械效率為rBo拉力F1、F2做的功隨時(shí)間變化的圖像分別如圖乙中、所示。已知：b=3u2,物體A的體積為Va,物體B的體積為Vb,且3Va=2Vb,物體A的密度為pa,物體B的密度為pb,且8pa=7pb。(不計(jì)繩的質(zhì)量，不計(jì)滑輪與軸的摩擦)求：機(jī)械效率YB與r1A之差。甲乙17如圖所示，重為3.2X04N的卡車，經(jīng)過(guò)一段水平路面，再以9,6104W的功率沿與水平地面成30°角的斜坡勻速向上爬行.已知車輪與地面接觸

13、的總面積為0.5m2,斜坡的機(jī)械效率為80%。求卡車：（1）對(duì)水平路面的壓強(qiáng)；（2）爬坡時(shí)的牽引力；（3）爬坡時(shí)的速度.1原因如下；當(dāng)兩金屬塊完全浸在水面以下時(shí)，甲乙兩人做的功是一樣多的，但題目要求是將金屬塊提離水面，也就是說(shuō)將金屬塊完全提到水面以上，與水面完全分開(kāi).此時(shí)，當(dāng)金屬塊的上表面浮出水面以后，兩個(gè)容器的水平面就要開(kāi)始下降了，但只要金屬塊沒(méi)有完全離開(kāi)水面，就有浮力存在.也就是說(shuō)當(dāng)金屬塊上表面浮出水面之后，哪個(gè)容器的水面下降的多，哪個(gè)容器中的金屬塊受到的浮力就相對(duì)小一些，由圖可知，乙容器的上口橫截面小于甲容器，當(dāng)金屬塊浮出水面的瞬間，乙容器的水面下降的要多一些，綜上所述。正確答案應(yīng)為B,

14、乙2分析：滑輪組上拉船靠岸的繩子段數(shù)n=5(1)船受到的阻力f=0.0lG=0.0l1.02區(qū)10.加,人拉繩子自由端移動(dòng)的距離是船移動(dòng)距離的5倍，滑輪組的機(jī)械效率w一尋X10琢二心(2)船靠岸的速度=075km/h=0.2tn/st繩子自由端移動(dòng)的速度5=5x0,2my?=lni/s,則人拉繩子的功率為=v=240Mxlin/s=24a?7,t一，.人對(duì)船做功的有用功率為=&=f%=1020MxQ2m/s=204J7t用3F=210N<250N沒(méi)有超過(guò);165N;95.2%90.9%;選擇甲好是因?yàn)闄C(jī)械效率高，選擇乙好是因?yàn)槭×Α?:在被打撈的物體沒(méi)有露出水面之前，,不計(jì)摩擦、

15、繩重及水的阻力，F(xiàn)1=13（G+G輪-F?。?拉力功率：P1=F1v1=13（G+G輪-F?。﹙1,在被打撈的物體露出水面之后，,不計(jì)摩擦、繩重及水的阻力，13(G+G輪)=13(G+200N),拉力功率：P2=F2V2=13(G+200N)v2,此時(shí)，Y=W有用W總GhEsGhF23hG3F2=75%,將代入得：G3X13(G200N)=75%,解得：G=600N,物體的質(zhì)量：m=Gg=600NX10N/kg=60kg,(1)Pl=P2,13(G+G輪-F浮)v1=13(G+200N)v2,3(600N+200N-F浮)X0.4m/s=13(600N+200N)X0.3m/s,解得：F浮=2

16、00N,F浮=p水V排g,V排=F浮P水g200N1x103kg/nix10Nkg=0.02m3,;物體浸沒(méi)與水中，V=V排=0.02m3,(2)物體的密度：V60kg30.02m=3x103X1(600N+200N-200N)=100%.5C6解：(1)在23s內(nèi)，重物做勻速運(yùn)動(dòng)，u3=2.50m/s,拉力F3=40N,因?yàn)檫B接動(dòng)滑輪的繩子有三根，所以拉力F的作用點(diǎn)下降的距離是重物上升高度h3的三倍。P=F303=100WY=(W有用/W總)X100%=Gh3/(3F3h3)X100%=83.33%;(2)在12s內(nèi)，拉力F2=50N,重物上升高度h2=1.25mW=3F2h2代入數(shù)據(jù)解得W

17、=187.5Jkg/m3,(3)物體在水中勻速上升時(shí)滑輪組的機(jī)械效率，刀=G3f1G3X13(GG輪-F浮)600N(3)設(shè)動(dòng)滑輪重為G動(dòng)G動(dòng)=3F3-G=20N在01s內(nèi)，拉力Fi=30N。把動(dòng)滑輪和重物看成整體，則這個(gè)整體受到向下的重力、向上的支持力以及三根繩向上的拉力作用處于靜止?fàn)顟B(tài)。支持力5支=6+6動(dòng)-3Fi=30N重物對(duì)地面的壓力F壓=F支=30NP=F壓/S=30N/(5X10-2m2)=600Pa。8:(1)器材的重力：G=mg=300kg俅N/kg=3000N,對(duì)器材彳功：W=Gh=3000N14m=42000J(2)由P-m圖像知，搬運(yùn)30kg物體時(shí)，功率最大為70W,此時(shí)

18、做功最快.30套總質(zhì)量為300kg的物理實(shí)驗(yàn)器材，每套一箱，所以一箱10kg,搬3箱最快.(3)t=W/P=42000J/70W=600S9總的思路是這樣：分別計(jì)算搬箱上樓耗費(fèi)的時(shí)間和下樓耗費(fèi)的時(shí)間，然后時(shí)間相加進(jìn)行比較。第二題:先計(jì)算除了搬箱子之外耗費(fèi)的時(shí)間(下樓、抬起放下箱子)首先容易知道每個(gè)箱子重10kg個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)箱子的情況一次一個(gè)箱子時(shí)，需要上下樓一次兩個(gè)箱子時(shí)，需要上下樓一次三個(gè)箱子時(shí)，需要上下樓題目只提供了一次搬10、20、30kg時(shí)搬箱子之外耗費(fèi)的時(shí)間，因此只需分別計(jì)算一次搬一30次，每次40s,可以看出用時(shí)為30X40=1200s15次，每次60s,可以看出用時(shí)為15X60

19、=900s10次，每次70s,可以看出用時(shí)為10X70=700s接下來(lái)計(jì)算搬箱子上樓耗費(fèi)的時(shí)間又一次一個(gè)箱子時(shí)，功率為40W,一次兩個(gè)箱子時(shí)，功率為60W,一次三個(gè)箱子時(shí)，功率為55W把所有箱子搬上樓所需要做的總功為：300xgx15=4500g,取g=10則總功為45000J總功/功率可以算出搬箱上樓所耗費(fèi)的總時(shí)間，和前面相對(duì)應(yīng)的時(shí)間相加就得到三種方案分別耗費(fèi)的時(shí)間，最終比較可得到最短時(shí)間10（1）由題意可知，鐵塊在未打撈出水面前，鐵塊受到的浮力最大一3"強(qiáng)*3印*韶+符11解答：解：物體從A到B時(shí)重力做功為工WGih-mg*AB-sin30g-lkgx9.8N/kgK2mxl-9

20、.8L2從B到C時(shí)堇力不做功即：Wg2=0J,故：Wo=Wgi+Wg2=Q8J.故選C.12解：（1）由題意可知，卷?xiàng)顧C(jī)重為m機(jī)g,被提升貨物重為mg.設(shè)動(dòng)滑輪重為G動(dòng)，對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行受力分析可知：F支=m機(jī)g+F拉，壓力N=F支對(duì)滑輪組進(jìn)行受力分析，因繩重及滑輪的摩擦均可忽略不計(jì)，所以有：F拉=力（mg+G動(dòng)）；（+4）+%g由題意可得:解得動(dòng)滑輪重G動(dòng)=800N卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子的拉力Fi=5(mig+G動(dòng))=5(320kgX10N/kg+800N)=800Nt»l網(wǎng)(2)第一次提升貨物過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率：也X100%=耳"X100%=80%。r-H(3)由第(1)問(wèn)可得F

21、2=3(m2g+G動(dòng))=640N一用葭/因P=I=E=Fv,且卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)繩子的功率恒為400W,所以前后兩次提升貨物過(guò)程I中，貨物豎直向上運(yùn)動(dòng)的速度之比為：kF1口13解：物體A沿著水平桌面向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力，摩擦力：f=GB=mBg=0.5kgx10N/kg=5N,當(dāng)物體A向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力：F=f+GB=5N+5N=10N,拉力做的功：W=FS=10NX0.1m=1J.故答案為：1.146615解：(1)當(dāng)用F=5.3N的水平拉力拉靜止的木塊時(shí)，由于木塊靜止，所以木塊所受的拉力與靜止木塊所受的摩擦力平衡，所以f=F=5.3N.由乙圖可知，當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)=5.1N,所以f=F=5.1N,當(dāng)F=5.8N時(shí)，物體將做加速運(yùn)動(dòng)，但所