機(jī)械效率計(jì)算題及答案

1、四.計(jì)算題1、(2013四川自貢)如圖所示(滑輪組的繞繩未畫出)，人以 600N的力向下拉動(dòng)繞在滑輪組的繩子一端 10秒，使繩端向下移動(dòng)了1.5m,重物勻速上升了 0.5m,已知滑輪組的機(jī)械效率為 70% (g=10N/kg ).(1)(2)(3)解：按題意畫出滑輪組的繞繩.人所做功的功率多大？被吊起的重物質(zhì)量多大？(1)根據(jù)n=3 ,即動(dòng)滑輪上繩子段數(shù)是則繩子的固定端應(yīng)從動(dòng)滑輪上開始纏繞，如圖:(2) W 總=5$=600圈 .P=W/t=900J/10s=90W1.5m=900J;(3) S=nh ; . n=S/h=15m/05m=3由 r=G/nF 得：G=r nF=70%< 3

2、X600N=1260Nm=G/g=1260N/10Nkg=126kg3股;2. (2013樂山)某建筑工地用升降機(jī)提升大理石的示意圖如圖所示。升降機(jī)貨箱的重力是400N , g取10N/kg。不計(jì)滑輪和鋼絲繩的重力，不計(jì)摩擦。試求：(1)已知大理石的密度是 2. 8X 103kg/m3,每塊大理石的體積是1.0X 10-2代 則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 ,則該升降機(jī)一次最多能勻速提升多少塊大理石？(3)某次提升中，升降機(jī)在 1min內(nèi)將貨物勻速提升了 15m,鋼絲繩的拉力是 2000N。則 鋼絲繩的拉力的功率是多少？(1)每塊大理石重：3323

3、G =mg = ：Vg =2.8 10 Kg/m 1.0 10 m 10N / Kg =280N(2分)(2)升降機(jī)一次能提起的大理石塊數(shù):能提起的大理石總重量n =- 一 每塊大理石重量3 2000N-400N _ 20塊280N 一(3)鋼絲繩端移動(dòng)的距離:s =3h =3 15m = 45m(1分)把貨物提升15 m做的功:一一一 4W =Fs =2000N 45m =9 10 J(1分)升降機(jī)的功率:_4_49 10 J 9 10 J=1500w1 min60s(1分)3. (2013 揚(yáng)州)的拉力為500No(6分)工人用如圖所示的裝置將重物提高5m,已知物重為800N,人對(duì)繩求此過

4、程中：(1)做的做功。(2)做的有用功。(3)滑輪組的機(jī)械效率。解：從圖可知，n=2,S=2h=2X 5m=10m ； F=500N , S=10m ,.W=FS拉力做的總功為：W 總=FS=500NNX 10m=5000J ;(2) G=800N , h=5m ,.W=FS，對(duì)物體做的有用功為：W 有i=FS=Gh=800NK 5m=4000J ;(3) r=W 有用 / Q 總該滑輪組的機(jī)械效率為：r= W 有用 / Q 總X100%=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(jī)械效率 80% .4. （20

5、13雅安）有一質(zhì)量為20kg的正方體物體放在水平地面 上，它的體積為8 X10 - 3m3 ,某人想通過如圖20所示的滑 輪來豎直提起這個(gè)物體。（g =10N/ kg）（1）該物體的密度是多大（2）當(dāng)人用250N的力向下拉繩子時(shí)，物體恰好能勻速上升， 物體上升3n恰好到達(dá)目標(biāo)位置，求此過程中人所做的功（3）該定滑輪的機(jī)械效率是多大（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 X10NX 3m=600J （ 1 分）Y = VW W= = 600J/750J =80% （

6、 2分）5. （2013年中考呼和浩特）如圖所示，輕質(zhì)杠桿 MN20.8m, ON=0.6m F2=10<3N,杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，與水平方向的夾角為30°, F1的方向豎直向下，F(xiàn)2沿水平方向。試計(jì)算：（1）F2的力臂；（2）? F 1的大小；（3）若知道0 點(diǎn)支持物對(duì)杠桿支持力的方向垂直于杠桿沿OP方向，支持力F的大小。答案:6. （2013鎮(zhèn)江）如圖（1）所示，用彈簧測力計(jì)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(jì)對(duì)繩的拉力所做的功； 求圖（1）中滑輪組的機(jī)械效率； 請(qǐng)?jiān)诖痤}卷的圖（2）中畫出比圖（1）更省力的繞線.由公式W = Fs （1

7、分）代入數(shù)據(jù)得W = 2.4J（1分） 有用功 W有=Gh = 1.5J （1分）機(jī)械效率y = （W有/W總）X100%（1分）代入數(shù)據(jù)得產(chǎn)62.5% （1分）如圖所示(2分)7. (2013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(gè) 周末回家都會(huì)到健身房鍛煉，如圖所示是小明最喜愛的用于鍛煉臂力的健身拉力器結(jié)構(gòu)示意圖。如果小明每次向下拉動(dòng)拉桿時(shí)，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(jì)拉桿和繩的重力，g取10N/kg。 求：(1)小明拉動(dòng)拉力器的功率 P;(2)小明拉動(dòng)拉力器過程中克服摩擦所做的功；

8、(3)在小明鍛煉過程中拉力器的機(jī)械效率Y。(1)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(guān)系有：W有用=mgh W總=Fh Wf =W W有用 聯(lián)解代入數(shù)據(jù)得：Wf=20J (3)根據(jù)題意有：W有用=-WT聯(lián)解代入數(shù)據(jù)得:二:二80%8. (2013?衡陽)某物體在豎直方向受到90N的拉力，以0.2m/s的速度勻速向上運(yùn)動(dòng).(空氣阻力不計(jì))求：(1)物體在10s內(nèi)上升的距離.(2)物體受到的重力.(3)如圖所示，若改用機(jī)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(dòng)，求10s內(nèi)人對(duì)物體所做的有用功率.解：(1) v=,.

9、物體上升的距離：s=vt=0.2m/s M0s=2m；(2)物體豎直向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，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 M0s=2m；由圖示滑輪組可知，n=3,繩子自由端移動(dòng)的距離 s =ns=3>2m=6m ,拉力做的功 W=Fs =10N4m=60J,W 有用=YW=60J >80%=48J ,有用功率 P=,'=A1!=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(duì)物體所做的有用功率為4.8W.9.(雅安市二。一三年)有一質(zhì)量為20k

10、g的正方體物體放在水平地面上，它的體積為8 X 10 - 3m3 ,某人想通過如圖20所示的滑輪來豎直提起這個(gè)物體。(g =10N/ kg)(1)該物體的密度是多大(2)當(dāng)人用250N的力向下拉繩子時(shí)，物體恰好能勻速上升，物體上 升3m后恰好到達(dá)目標(biāo)位置，求此過程中人所做的功(3)該定滑輪的機(jī)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 X10NX 3m=600J ( 1 分)Y = VW W= = 600J/750J =80% (

11、 2 分)10 .現(xiàn)有重800N的木箱A,小李同學(xué)想把它搬到高為6m、長為10m的斜面上，如圖所示，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(dá)斜面頂端。求：(1)小李同學(xué)拉木箱的功率是多大(2)該斜面的機(jī)械效率是多少(3)木箱A在斜面上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力是多大答案：43.解：(1)t=9= 10m =50s 1分v 0.2m/s6000J50s二1 2WW總=FL =600N M10m =6000J 1分(2) W有=Gh =800N 父 6m =4800J 1分n =-父100%=4800父100% = 80% 2分We6000J心、 W額=

12、川總-W有=6000J -4800J =1200J 1分1200J10m答：略。11 .(湖北省襄陽市2013年)用如圖所示的滑輪組提升貨物，已知?jiǎng)踊喼?0N,貨物重360N、上升速度是0.3m/s ,拉力F的功率是180W (不計(jì)繩重)。求：滑輪組的機(jī)械效率 Y貨物上升3m過程中，克服摩擦力做的功。答案:4L（5分U） i秒內(nèi)貨物升高的離度hZBmW w=G1i=360NQJtmW«=P<t=lSQUP * *+ + - * - * * F - - - - P - - S- - » B +* S-F + +1 + + 4 -,上才分,1分1分可唧 *-Gh/P *

13、t=3WKxO.3WlSOtJ-6O5tf (2)黃物上升3m的時(shí)間t=附=如也3岫=1飽 W /=P 恭= 1B0W* 】保=18網(wǎng)W w=Gh=3OJx3m=108(M提升動(dòng)溷箱做的功W*1=G nb=3（JNx3m90J 二寬取摩擦力微的功W產(chǎn)w總W蕭-W/=63312 . （2013 年河北?。┤鐖D16所示，重為1140 N面的接觸面積為1.5 103 cm2。工人師傅用600?N的力勻速提升體，物體的速度為0.2?m/s。（不計(jì)摩擦及繩重）求：（1）工人師傅拉繩的功率；（2）滑輪組的機(jī)械效率；（3）體重為450?N的小明用此滑輪組提升拉動(dòng)，物體對(duì)地面的最小壓強(qiáng)為多大。答案：37 .解

14、：（1 ） 拉力的功率：W總 FsP立=Fv 繩=600 N 2 0.2m/s=240Wt t(2)滑輪組的機(jī)械效率：n =W® =-Gh- =-Gh- = 1140 N =95%W息Fs繩F 2h 600 N 2（3）由于忽略摩擦及繩重，2F = G?+?G動(dòng)動(dòng)滑輪重：G 動(dòng)=2F- G?=?2X600?N-1140?N =?60 ?N繩端最大拉力等于人體重力，則物體對(duì)滑輪組的拉力：F拉=2?G人-G動(dòng) '滑輪組提升物體的拉力：F題桿？G- F支物體受到的支持力：F 支?=?G+ G動(dòng)-2?G 人=1140?N+60 ?N- 2 M50?N?=?300?N物體對(duì)地面的最小壓

15、強(qiáng)： p =二300 N2 =2.0 io3 PaS S 0.15 m213 . （2013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(qǐng)根據(jù)圖中所提供的 信息方t算（繩與滑輪的摩擦不計(jì)，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）第種情況下所做的額外功是多少（3）第種情況下的機(jī)械效率是多少答案（1）三種方法所做的有用功W=G»h=170Nx 6m=1020J(2分)(2)第二種情況所做的額外功W額外=(G桶+G>) h(20N+10N X 6m=180J(2分)(3)第二種情況下的機(jī)械效率為W100 00W有W總10

16、20J 100 oo1020J 180J8500(2分)(揚(yáng)州市2013年)(6分)工人用如圖所示的裝置將重物提高5m,已知物重為800N,人對(duì)繩的拉力為500N。求此過程中：(1)做的做功。(2)做的有用功。(3)滑輪組的機(jī)械效率。解：從圖可知，n=2,S=2h=2X 5m=10m ; F=500N , S=10m ,.W=FS拉力做的總功為：W 總=FS=500NNX 10m=5000J ;(2) G=800N , h=5m ,.W=FS，對(duì)物體做的有用功為：W 有i=FS=Gh=800NK 5m=4000J ;(3) r) =W 有用 / Q 總該滑輪組的機(jī)械效率為：r= W 有用 /

17、Q 總X100%=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(jī)械效率 80% .(樂山市2013年)49.某建筑工地用升降機(jī)提升大理石的示意圖如圖所示。升降機(jī)貨箱的重力是400N , g取10N/kg。不計(jì)滑輪和鋼絲繩的重力，不計(jì)摩擦。試求:(1)已知大理石的密度是2. 8X 103kg/m3,每塊大理石的體積是 1.0X 10-2疝 則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,則該升降機(jī)一次最多能勻速提升多少塊大理石？(3)某次提升中，升降機(jī)在1min內(nèi)將貨物勻速提升了 15m

18、,鋼絲繩的拉力是 2000N。則鋼絲繩的拉力的功率是多少？答案：49. (6分)(1)每塊大理石重：G -mg = ：Vg =2.8 103Kg/m3 1.0 10/(2分)能提起的大理石總重量n =： 一 每塊大理石重量3 2000N -400N,二 20塊280N(2)升降機(jī)一次能提起的大理石塊數(shù)：(1分)(3)鋼絲繩端移動(dòng)的距離：s = 3h =3父15m = 45m(1分)把貨物提升15 m做的功: W =Fs =2000N父45m=9M104J(1分) , 一 W 9 10 J 9 10 J(1分)升降機(jī)的功率：P = = = = 1500wt 1 min 60s(德陽市2013年)

19、43. (9分)現(xiàn)有重800N的木箱A,小李同學(xué)想把它搬到高為6m、長為10m的斜面上，如圖所示，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(dá)斜面頂端。求：(1)小李同學(xué)拉木箱的功率是多大(2)該斜面的機(jī)械效率是多少(3)木箱A在斜面上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力是多大答案：43.解： t=9= 10m =50s 1分v 0.2m/sW息=FL =600N x10m =6000J 1分6000J50s= 120W(2) W有=Gh =800N 父6m =4800J 1分W4800J、n 父100%=父100% = 80% 2分W總6000J W額=川總-W

20、有=6000J -4800J =1200J 1分1200J10m二 120N答：略。（2013年煙臺(tái)）29.圖18甲所示的是一臺(tái)汽車起重機(jī)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(yáng)機(jī)來完成的.某次做業(yè)中，起重機(jī) 將200Kg的貨物由地面起吊到 5m的高度，所用時(shí)問 20s,鋼絲繩的拉力 F為800N.求起吊 過程中：（g取1ON/kg）（1）起重機(jī)起吊貨物的機(jī)械效率（2）卷揚(yáng)機(jī)做功的功率（3）圖丙為該卷揚(yáng)機(jī)的銘牌，其中有一個(gè)重要的參數(shù)是“最大額定起重量”.運(yùn)用你學(xué)過的 物理知識(shí).分析說明起重機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，該參數(shù)的確定需要考慮哪些因素？答案：29.金腮嫡公式

21、WF斕簫輪煙做斛i用媯：7 2hWl-G*»ni«ll-2MKgX10N/KgX5m=LOX10lJ ' gJ J_應(yīng)力F做的加%=F產(chǎn)8MNX碗X3=L2XWJ k 乎制州闞h.% 卷弓卜脂IN '廠由則凝叫|,觸機(jī)財(cái)?shù)墓β始覲 .學(xué)噌甲圖"帽13MtM»則幽拗岫雁稼的位力，糊機(jī)的功率盅帝口的長！!再吊胃麻W*，以射F*其中的觸電蜂）（2分）（江西省2013年）17在測“滑輪組機(jī)械效率” 的實(shí)驗(yàn)中，瑞瑞同學(xué)在與動(dòng)滑輪相切的細(xì)繩上 作一標(biāo)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(dāng)鉤碼上升的高度為 H時(shí).瑞

22、瑞同學(xué)在與動(dòng)滑輪相切的細(xì)繩上作另一標(biāo)記B,并測得AB兩點(diǎn)間的距離為2H（如圖9乙所示）（不計(jì)摩擦與繩重）求：（I）動(dòng)滑輪的重力Go（2）滑輪組的機(jī)械效率（3）如果減少鉤碼的個(gè)數(shù)，滑輪組的機(jī)械效率會(huì)如何變化答案：17.解：由圖可知，n=3 F=（G 1 + G）/3 G=3FG（3分）（2）滑輪組機(jī)械效率 r=（W 有/W 總）X100%=（GH/3FH） X 100%=（G/3F） X 100%（3 分）（3）機(jī)械效率會(huì)降低 （2分）（2013龍巖）30. （6分）武平梁野山素有天然氧吧之稱，其險(xiǎn)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(shí)30min,求這段時(shí)間小王自身重力做的功及功率約為多少？ （ g取10N/kg ）= mgh 1分=50kg 10N/kg 90m =4.5 104J4.5 104J30 60s= 25W 1分2013年包頭市）20.如圖15所示，輕質(zhì)杠桿 OP長1m,能繞。點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，P端用細(xì)繩懸于N（2分）點(diǎn)?，F(xiàn)有一質(zhì)量為 1kg的物體A通過滑環(huán)掛在 M點(diǎn)（滑環(huán)和繩子的質(zhì)量可忽略） 長度為0.1m,由于桿OP與水平方向成30°角傾斜，