簡(jiǎn)單機(jī)械綜合課

第十二章：簡(jiǎn)單機(jī)械杠桿滑輪機(jī)械效率簡(jiǎn)單機(jī)械一.杠桿二.滑輪三.機(jī)械效率1.杠桿定義2.杠桿五要素3.杠桿平衡條件4.杠桿分類1.定滑輪2.動(dòng)滑輪3.滑輪組實(shí)質(zhì)特點(diǎn)實(shí)質(zhì)特點(diǎn)結(jié)論有用功額外功總功1.三種功2.定義3.公式4.提高方法在力的作用下，能夠繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒動(dòng)力、阻力、支點(diǎn)、動(dòng)力臂、阻力臂動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂省力杠桿、費(fèi)力杠桿、等臂杠桿等臂杠桿不省力，但能改變力的方向省力杠桿l1=2l2省一半力，但不能改變力的方向費(fèi)一倍距離不計(jì)摩擦，物體和動(dòng)滑輪由幾段繩子承擔(dān)，拉力就是總重幾分之一。機(jī)械克服阻力做的功動(dòng)力對(duì)機(jī)械做的功總功和有用功的差有用功跟總功的比值η=W有/W總保持良好潤(rùn)滑減小機(jī)械自身重知識(shí)網(wǎng)絡(luò)使用機(jī)械工作時(shí)，為達(dá)到目的所做的對(duì)人們有用的功叫有用功額外功總功W總

：有用功與額外功的總和，即（動(dòng)力做的功）

W總=W有+W額一、有用功、額外功、總功有用功W有使用機(jī)械工作時(shí)，對(duì)人們沒有用但又不得不做的功叫額外功支點(diǎn):杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)O動(dòng)力:作用在杠桿上,使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F1阻力:作用在杠桿上,阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F2力的作用線:通過力的作用點(diǎn)沿力的方向做的直線(用虛線表示)動(dòng)力臂:從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離l1阻力臂:從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離l2杠桿的五要素oF1F2L1L2oF1F2L1L2精講點(diǎn)撥oF1F2L2L1F1F2L1L2oL2FOGF1L1組合杠桿FFFGFGGGF=12G總F=13G總F=14G總F=15G總使用機(jī)械工作時(shí)，為達(dá)到目的所做的對(duì)人們有用的功叫有用功額外功總功W總

：有用功與額外功的總和，即（動(dòng)力做的功）

W總=W有+W額一、有用功、額外功、總功有用功W有使用機(jī)械工作時(shí)，對(duì)人們沒有用但又不得不做的功叫額外功1.杠桿：克服桿重、摩擦2.定滑輪：克服繩重、摩擦3.動(dòng)滑輪、滑輪組：克服繩重、摩擦、動(dòng)滑輪4.斜面：克服摩擦機(jī)械工作動(dòng)力對(duì)機(jī)械做功W總機(jī)械克服阻力做功W有1.在⑴釣魚竿⑵天平⑶羊角錘⑷理發(fā)剪刀⑸縫紉機(jī)踏板⑹鍘刀⑺瓶蓋起子⑻鑷子

⑼剪鐵皮剪刀

⑽核桃夾子

⑾汽車剎車踏板⑿定滑輪⒀動(dòng)滑輪⒁滑輪組等簡(jiǎn)單的機(jī)械中，屬于省力杠桿的有

，屬于費(fèi)力杠桿的有

，屬于等臂杠桿的有

.⑶⑹⑺⑼

⑽⑾⒀⒁⑴⑷⑸⑻⑵⑿C省力2、護(hù)城河上安裝使用的吊橋是一個(gè)杠桿，由圖可知它的支點(diǎn)在_____點(diǎn)，在勻速拉起時(shí)，它屬于一個(gè)______杠桿（“省力”或“費(fèi)力”），并在圖中畫出動(dòng)力臂。ABCL13.如圖是“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)裝置．（1）實(shí)驗(yàn)前，發(fā)現(xiàn)杠桿左端略高于右端，應(yīng)將螺母向

調(diào)節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡．該實(shí)驗(yàn)使杠桿在水平位置平衡目的

。（2）在圖甲中的A處掛2個(gè)相同的鉤碼，要使杠桿水平平衡，在B處應(yīng)掛

同樣的鉤碼．

（3）在圖乙中的C處施加豎直向下的拉力F，使杠桿水平平衡．當(dāng)拉力F向右傾斜時(shí)，仍要保持杠桿水平平衡，拉力F的大小將

，原因是

。左3個(gè)變大F的力臂變小了便于測(cè)力臂4、將一圓柱體推上臺(tái)階，現(xiàn)分別在A、B、C點(diǎn)用力，力的方向如圖，則最小的推力是（）A、FAB、FBC、FCD、一樣大ABCB5.右圖中，若要讓杠桿在如圖位置平衡，要使所加力最小，該力應(yīng)：（）沿F1方向；B.沿F2方向；C.沿F3方向；D.以上各個(gè)方向都可以。F1

F2

F3

B6.園藝師傅使用如圖2所示的剪刀修剪樹枝時(shí)，常把樹枝盡量往剪刀軸O靠近，這樣做的目的是為了A．增大阻力臂，減小動(dòng)力移動(dòng)的距離B．減小動(dòng)力臂，減小動(dòng)力移動(dòng)的距離C．增大動(dòng)力臂，省力D．減小阻力臂，省力D7.如圖所示，質(zhì)量可忽略的杠桿上所標(biāo)的每一格長(zhǎng)度都是相等的，O為支點(diǎn)，杠桿兩邊所掛的每一個(gè)鉤碼均相同，杠桿在水平位置平衡。在下列情況下，杠桿仍在水平位置保持平衡的是()A.兩邊都減少一個(gè)鉤碼B.兩邊的鉤碼下各加掛一個(gè)相同的鉤碼C.左邊鉤碼向右移一格，右邊鉤碼同時(shí)向左移一格D.右邊鉤碼下加掛一個(gè)相同的鉤碼，左邊鉤碼同時(shí)向左移一格D8.如圖所示，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B，在這個(gè)過程中動(dòng)力F()A.變大B.變小C.不變D.先變大后變小A9.如圖所示，杠桿AOB的A端掛重為GA的物體，B端掛重為GB的物體時(shí)，杠桿處于平衡狀態(tài)，若AO=BO，杠桿自身重力不計(jì)。則()A.GA=GBB.GA<GB

C.GA>GBD.無法判斷B10.如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA中點(diǎn)懸掛一重G=60N的物體，在A端施加一豎直向上的力F，杠桿在水平位置平衡，則F=____N；保持F的方向不變，將杠桿從A位置勻速提到B位置的過程中，力F將_

_（填“變大”、“不變”或“變小”）30不變11.在圖中畫出使杠桿OA平衡時(shí)最小動(dòng)力F1的方向和阻力F2的力臂l2

12.在右圖中，畫出使輕質(zhì)杠桿保持平衡的最小的力F的示意圖（要求保留繪圖痕跡）。友情提示:力臂的長(zhǎng)等于支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)間的距離時(shí)最長(zhǎng)(力的方向跟支點(diǎn)和力的作用點(diǎn)的連線垂直)10.如圖所示，是一個(gè)Z形杠桿，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出力F對(duì)支點(diǎn)O的力臂L。F1L2F13．如圖7所示，杠桿BA在力F1、F2的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，l2是F2的力臂，在圖中畫出F1的力臂和力F2。圖7F214.如圖：重800N粗細(xì)均勻的木頭放在水平地面上，要抬起它的一端至少需要

N的力.※15.如圖：粗細(xì)不均勻的木頭放在地面上，當(dāng)用力抬起它的粗端時(shí)，F(xiàn)1＝800N,用力抬起細(xì)端時(shí)，需用F2＝600N,則這段木頭的重是

牛.4001400C

BOA※

16.如圖：粗細(xì)均勻的杠桿AB質(zhì)量是116g，從O點(diǎn)支起，在C點(diǎn)掛一由銅和鋁制成的合金球后，杠桿剛好在水平位置平衡，已知AO=AB/4，AC=AO/2，已知合金球中鋁的質(zhì)量是54g，求合金的密度8.92.7解：桿AB的重心在D點(diǎn)桿重力的力臂OD=AD-AO=1/2AB-1/4AB=1/4AB合金球?qū)U作用力的力臂OC=AO-AC=1/4AB-1/8AB=1/8AB根據(jù)杠桿的平衡條件得：G合金·OC=G桿·OD即：m合金g·1/8AB=m桿g·1/4ABm合金=2m桿=2×116g=232gV鋁=m鋁/ρ鋁=54g÷2.7g/cm3=20cm3V

銅=m銅/ρ銅=（232g-54g)÷8.9g/cm3=20cm3ρ

合金=m合金/V合金=232g÷（20cm3+20cm3)=5.8g/cm3

DG桿30°BAOO17.如圖所示的輕質(zhì)杠桿AB＝1.6m，從O點(diǎn)支起后在水平位置平衡OB＝0.4m，此時(shí)繩子對(duì)A點(diǎn)的拉力是8N，求①掛在B點(diǎn)的質(zhì)量②若從O點(diǎn)有一質(zhì)量是0.5㎏的小鋼球以20cm/s的速度向A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)球運(yùn)動(dòng)多長(zhǎng)時(shí)間繩子對(duì)A點(diǎn)的拉力為零？（g=10N/Kg）F解：做出F的動(dòng)力臂lFlF=OA/2=0.6m由杠桿平衡條件得：F·lF=GB·0BGB=8N×0.6m÷0.4m=12NmB=GB/g=12N÷10N/kg=1.2kgG球=m球g=0.5kg×10N/kg=5N當(dāng)G球·l球=GB·0BF=0l球=12N×0.4m÷5N=0.96m=96cmt=s/v=96cm÷20cm/s=4.8sIF18.如圖是鍋爐上的保險(xiǎn)閥，當(dāng)門受到的蒸汽壓強(qiáng)超過安全值時(shí)，閥門被頂開，蒸汽跑出一部分，使鍋爐內(nèi)的蒸汽壓強(qiáng)減小，已知杠桿重可以忽略不計(jì)，OA與AB長(zhǎng)度的比值為1∶3，閥門的面積是3cm2，要保持鍋爐內(nèi)、外氣體的壓強(qiáng)差是1.2×105Pa，試求應(yīng)將質(zhì)量為多大的重物掛在杠桿的B點(diǎn)？（g取10N/kg）F解：作用在活塞上豎直向上的壓力F=(P內(nèi)-P外)S=1.2×105Pa×3×10-4m2

=36N由杠桿的平衡條件得：F·OA=G物·OBG物=F·OAAB+OA=36N×OA4OA=9NM物=G物/g=9N÷10N/kg=0.9kg19.如圖所示，燈重30N，燈掛在水平橫桿的C端，O為杠桿的支點(diǎn)，水平桿OC長(zhǎng)2m，桿重不計(jì)，BC長(zhǎng)0.5m，繩子BD作用在橫桿上的拉力是多少？（∠DBO=30°）

80N解：做出力F的力臂OA OA=1/2OB=1/2(0C-BC)=(2m-0.5m)÷2=0.75m

根據(jù)杠桿的平衡條件可得

GC·OC=F·OAF=GC·OC÷OA=30N×2m÷0.75m=80NAF20、如圖，不計(jì)繩和滑輪重，地面上一物體重100牛頓，當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體與地面的摩擦力是60牛頓，則拉力F=

牛頓。f=60N2021、不計(jì)滑輪重，當(dāng)水平向右拉力F＝5N時(shí)，物體m恰能勻速向右運(yùn)動(dòng)，求：物體所受地面的摩擦力大小。mF＝5Nf=______f2.5NF=5Nmf=______f10N22、搬運(yùn)工人常用的一種搬運(yùn)重物的方法，從圖中能看出搬運(yùn)工人運(yùn)用了哪些物理知識(shí)？F①動(dòng)滑輪省力;②以滾動(dòng)代替滑動(dòng)減小摩擦。※

23.如圖所示：三個(gè)滑輪相等都是G1，物重為G，不計(jì)繩重和摩擦，將物體勻速提升，則F＝

，若將物體舉高0.5m，則拉過繩子長(zhǎng)

m。F418(G+7G1)25．如圖所示，重500N的物體與地面間的摩擦力為144N，為使物體勻速移動(dòng)6m，必須在繩的自由端加60N的水平拉力．那么拉力做的有用功是_____J，此滑輪組的機(jī)械效率為_____．86480%26.沿著長(zhǎng)10m高1m的斜面把1500N的重物拉到車上去，如果實(shí)際用的拉力是250N，則有用功是_______，總功是_______，斜面的機(jī)械效率是_______.1500J2500J60%24.如圖所示，某同學(xué)在做俯臥撐運(yùn)動(dòng)，可將他視為一個(gè)杠桿，他的重心在A點(diǎn)，重力為500N，那么他將身體撐起，雙手對(duì)地面的壓力至少____N，若他在1min內(nèi)做了20個(gè)俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.4m，則他的功率至少為_____W.圖73004027．某人用如圖滑輪組勻速提起重180N的物體，所用拉力為80N，物體被提高1m，則下列說法中正確的是（

）A．拉力做的有用功是80J

B．拉力做的總功是180JC．滑輪組的機(jī)械效率是75%D．物體上升過程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化成勢(shì)能28．如圖所示，在水平拉力F的作用下使物體m沿水乎地面勻速直線運(yùn)動(dòng)，若滑輪與繩子質(zhì)量及摩擦不計(jì)，已知物體m與地面間的摩擦力為10N，物體m運(yùn)動(dòng)的速度為2m/s，那么關(guān)于拉力F的大小和拉力的功率P的大小，下列說法中正確的是（

）（多選題）A．拉力F的大小為20N

B．拉力F的大小為5NC．拉力的功率P的大小為20W

D．拉力的功率P的大小為10WCBC29.如圖5所示健身運(yùn)動(dòng)的過程中，物體A的質(zhì)量為4kg，滑輪摩擦不計(jì)。當(dāng)向下擺動(dòng)腳腕使細(xì)繩拉著物體A緩慢（勻速）提升時(shí)，腳腕對(duì)細(xì)繩拉力的方向在改變、大小

（選填“也改變”或“不變”）。若2.4s內(nèi)腳腕將A物體勻速提起0.3m，則對(duì)物體A所做的功為

J，功率為

.圖5A不變5w1230.關(guān)于機(jī)械效率的下列說法正確的是（）A．有用功越多，機(jī)械效率越高B．動(dòng)力做功越多，機(jī)械效率越高C．額外功越少，機(jī)械效率越高D．額外功與總功之比越小，機(jī)械效率越高D31.在城市建設(shè)工程中，推土機(jī)發(fā)揮了重要作用，它的額定功率是150kw，質(zhì)量是2×104kg，它的每條履帶與地面的接觸面積是1.25m2，g=10N/kg求：（1）推土機(jī)靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)（2）若推土機(jī)在平直場(chǎng)地上以額定功率作業(yè)，以1.5m/s的速度勻速推土300m，求推土機(jī)受到的阻力及克服阻力所做的功（3）若推土機(jī)以額定功率經(jīng)過10s把一質(zhì)量6000kg的石塊推到5m高的斜坡上，推土機(jī)的機(jī)械效率是多少？解:⑴F=G=mg=2×104kg×10N/kg=2×105NS=2S1=1.25m2×2=2.5m2P=F/S=2×105N÷2.5m2=8×104Pa⑵由P=W/t=FV得：F=P/V=1.5×105W÷1.5m/s=105NW=FS=105N×300S=3×107J⑶W有=Gh=mgh=6000kg×10N/kg×5m=3×105JW總=Pt=1.5×105W×10s=1.5×106Jη=W有/W總=3×105J÷1.5×106J=20%32.“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重設(shè)備.如圖20中的“塔吊”，AB是豎直支架，CD是水平臂，臂上OC段叫平衡臂，C端裝有配重體，OD段叫吊臂，E處裝有滑輪組，可在O、D兩點(diǎn)間移動(dòng)，滑輪組重力、水平臂重力及摩擦忽略不計(jì).（1）OE＝15m時(shí)，若用此“塔吊”能起吊重物的最大質(zhì)量是0.8t，則當(dāng)滑輪組移到D點(diǎn)（OD＝25m）時(shí)能夠安全起吊重物的最大質(zhì)量是多少？（2）OE＝15m時(shí)，用此“塔吊”將0.8t的鋼材先豎直勻速吊起8m高，然后沿水平方向慢慢旋轉(zhuǎn)90°后即送達(dá)指定位置，在這一過程中“塔吊”對(duì)鋼材做了多少功？

圖20解：當(dāng)動(dòng)滑輪在E點(diǎn)時(shí)，由杠桿的平衡條件可得：

GC×OC=GE×OE

當(dāng)動(dòng)滑輪在D點(diǎn)時(shí)，由杠桿的平衡條件可得：

GC×OC=GD×OD∴GE×OE=GD×OD即：mEg×OE=mDg×OD0.8t×15m=mD×25mmD=0.48t⑵W=Gh=mEgh=800kg×10N/kg×8m=6.4×104J33.一臺(tái)起重機(jī)將重3600N的貨物提高4m。如果額外功是9600J，起重機(jī)做的有用功是多少？總功是多少？機(jī)械效率是多少？14400J24000J60%解：起重機(jī)提升重物所做的有用功W有=Fh=Gh=3600N×4m=14400J=1.44×104J起重機(jī)做的總功W總=W有+W額

=14400J+9600J=2.4×104J因此，起重機(jī)的機(jī)械效率η=W有/W額

=1.44×104J/2.4×104J=60%少?34.張強(qiáng)同學(xué)利用如圖所示的滑輪組將貨物運(yùn)送到樓上，圖中每個(gè)滑輪等重，不計(jì)繩子重和摩擦。如果所送貨物重G從200N開始逐漸增加，直到繩子被拉斷。每次均勻速拉動(dòng)繩子，且提升同樣的高度。圖乙記錄了在整個(gè)過程中滑輪組的機(jī)械效率隨貨物的重力的增加而變化的圖像。請(qǐng)根據(jù)有關(guān)信息完成以下問題：（1）每個(gè)滑輪的重是多少（2）繩子能承受的最大拉力是多少？（3）當(dāng)繩子的拉力最大時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是多100N450N88.9%

解：(1)由圖像可知滑輪組有4段繩子拉物體S=4h，當(dāng)物重200N時(shí)，機(jī)械效率50%

由η=W有/W總=Gh/FS=G/4F得

F=G/4η=200N÷(4×0.5)=100NF=(G+2G動(dòng))/4G動(dòng)=(4F-G)÷2=(4×100N-200N)÷2=100N(2)由圖像可知當(dāng)G’=1600N時(shí)，繩子被拉斷

F’=(G’+2G動(dòng))/4=(1600N+2×100N)÷4=450N(3)η=W有/W總=Gh/(G+2G動(dòng))h=G/(G+2G動(dòng))=1600N÷1800N≈88.9%

35.如圖所示，物體G在拉力F的作用下作勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉力所做的功是600J，物體向左移動(dòng)了2m，滑輪組的機(jī)械效率是80％。求：⑴額外功是多少？⑵拉力F是多少？⑶物體所受的摩擦力是多大？120J100N240N解：⑴由η=W有/W總得

W有=ηW總=600J×0.8=480JW額=W總-W有=600J-480J=120J⑵因?yàn)榛喗M3段繩子拉物體S=3S物=6mF=W總/S=600J÷6m=100N

因?yàn)榭朔Σ磷鲇杏霉=W有/S物=480J÷2m=240N36.春天農(nóng)民需用水抽水灌溉農(nóng)田，有一水泵銘牌如下：（1）水泵連續(xù)正常工作5小時(shí)，所做有用功多少J？（2）此水泵總功率為多少？（3）若此水泵用一柴油機(jī)帶動(dòng)，假設(shè)柴油完全燃燒所釋放的內(nèi)能有40%轉(zhuǎn)化為水泵軸的機(jī)械能，則每小時(shí)消耗多少kg柴油？(柴油熱值按3×107J/kg計(jì)算，g=10N/kg)型號(hào)8B13流量300m3/h揚(yáng)程12m質(zhì)量111kg效率80%解：(1)5小時(shí)抽水量由ρ=m/Vm=ρV=1.0×103kg/m3×300m3/h×5h=1.5×106kgW有=Gh=mgh=1.5×106kg×10N/kg×12m=1.8×108J

8∵柴油完全燃燒放出熱量的40%轉(zhuǎn)化為水泵的機(jī)械能Q×40%=W’3×107J/kg×m×40%=0.45×108J∴m=3.75kg

37.用如圖15所示的滑輪組，將480N的物體以0.3m/s的速度勻速提起，繩子自由端的拉力為200N（不計(jì)摩擦和繩重）（1）滑輪組的機(jī)械效率（2）拉力的功率（3）若用該滑輪組將重600N的物體勻速提升2m時(shí)，拉力做的功。解：因?yàn)榛喗M有3段繩子吊著物體S=3hV=3V物⑴η====80%W有W總GhF3h480N200N×3⑵P=FV=200N×0.3m/s×3=180W⑶G動(dòng)=3F-G=3×200N-480N=120N滑輪組拉起600N的物體時(shí)拉力為F’=1/3(600N+120N)=240NW’=F’×S’=240N×3×2m=14400J38.如圖所示，用一動(dòng)滑輪拉一物體A以0.5m/s的速度在水平面上作勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體A重為20N，受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力為2.5N，則在2s內(nèi)拉力做的功是多少？滑輪的機(jī)械效率是多少？解：S物=vt=0.5m/s×2s=1m拉力做的功W=FS=2FS物=2×2.5N×1m=5J物體受到的摩擦力f=0.2G=0.2×20N=4N動(dòng)滑輪克服摩擦做有用功η=W有/W總=fS物/FS=fS物/2FS物=f/2F=4N÷5N=80%39.用一斜面將一重3000N的物體由底端勻速推至頂端用的推力是800N,已知斜面的機(jī)械效率為75％，試求①斜面的長(zhǎng)與高之比②推動(dòng)過程中物體受到的摩擦力是多少？解：W有=GhW總=FL

η=W有/W總=Gh/

FLL/h=G/Fη=3000N/(800N×0.75)=5：1f=F-Gh/L=800N-3000N×1/5=200N

又V排=V=2×10﹣3m3

F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3

×10N/kg×2×10﹣3m3=20N

(2)W總=F·S=F·2h=25N×2m=50J

(3)G=mg=6kg×10N/kg=60N又G′=G－F浮=60N－20N=40N

W有=G’h=40N×1m=40J

40.一質(zhì)量為6kg的石塊，沉在裝水的容器底部，某同學(xué)用一動(dòng)滑輪將石塊從水中勻速提起1m，但石塊沒有露出水面，如圖21所示，已知繩的自由端拉力為25N。求石塊在上升過程中石塊受到的浮力為多少？(2)繩的自由端拉力做功為多少J？(3)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為多少？(ρ石=3×103kg/m3

、g=10N/kg、)41.以前，我國(guó)北方經(jīng)常用轆轤將水從井里提上來，如下圖所示。轆轤的本質(zhì)是可以連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿。已知吊桶的質(zhì)量是2kg，容積是8×10-3m3；井中水面到地面的高度為5m，水的密度是1.0×103kg/m3。不計(jì)摩擦及繩和搖柄質(zhì)量。取g＝10N/kg。（1）當(dāng)人通過轆轤用20s的時(shí)間，將裝滿水的吊桶從水面勻速提升到地面時(shí)，人所做的有用功是多少？人所做有用功的功率是多大？該機(jī)械的機(jī)械效率是多少？（2）當(dāng)人通過轆轤將裝半桶水（體積為4×10-3m3）的吊桶勻速提升到地面時(shí)，該機(jī)械的機(jī)械效率是多少？（3）根據(jù)上面的計(jì)算結(jié)果，提出改進(jìn)吊桶的辦法，以提高該機(jī)械的機(jī)械效率。（4）請(qǐng)列舉使用該機(jī)械比人直接提升吊桶的好處。（答出兩條即可解：（1）滿桶水的質(zhì)量m1

=ρV

=1.0×103kg/m3×8×10-3m3=8kg

人所做的有用功W有=m1gh=8kg×10N/kg×5m=400J人所做有用功的功率提升吊桶所做總功W總=Fh=(m1+m2)gh=(8kg+2kg)×10N/kg×5m=500J機(jī)械效率（2）半桶水的質(zhì)量m1′

=ρV′

=1.0×103kg/m3×4×10-3m3=4kg

所做有用W有′=m1′gh=4kg×10N/kg×5m=200J所做總功W總′=Fh=(m1′+m2)gh=(4kg+2kg)×10N/kg×5m=300J機(jī)械效率（3）減小吊桶的質(zhì)量，增大吊桶的容積。（4）省力；改變施力方向，方便用力（或“方便”）；安全。42.如圖所示的是某建筑工地③上使用的提升機(jī)，用它能將裝在貨箱A中的建筑材料提升到高處．若拉力F做功的功率為2000W，重為2400N的建筑材料在18s內(nèi)被勻速提升10m。求：

（1）提升機(jī)做的有用功；（2）提升機(jī)的機(jī)械效率；

（3）拉力F的大小。解：①W有=Gh=2400N×10m=24000J②W總=Pt=2000W×18S=36000J由η=W有/W總=24000J÷36000J≈66.7%③因?yàn)榛喗M2段繩子吊著物體，所以S=2h=2×10m=20mF=W總/S=36000J÷20m=1800N43.下圖是小明同學(xué)斜面機(jī)械效率跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)他用彈簧測(cè)力計(jì)拉著同一物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表：實(shí)驗(yàn)次數(shù)斜面傾斜程度物塊重G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面長(zhǎng)s/m機(jī)械效率1較緩100.15.012較陡100.36.7145％3最陡100.58.4160％⑴小明探究的是斜面的機(jī)械效率跟

的關(guān)系。在第1次實(shí)驗(yàn)中，斜面的機(jī)械效率為

，物塊和斜面的內(nèi)能增加了約

J。⑵分析表格中數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：在斜面粗糙程度相同時(shí)，斜面越陡，機(jī)械效率越

。若要探究斜面機(jī)械效率跟斜面的粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)保持

不變。由該實(shí)驗(yàn)我們還可以得出的結(jié)論是在斜面粗糙程度相同時(shí)，斜面越陡越

。(3）斜面在我們生活中的應(yīng)用有（只寫出一條即可）。

斜面的傾斜程度20％4高斜面的傾斜程度費(fèi)力盤山公路44.小軍和小民在用圖3所示的實(shí)驗(yàn)裝置完成了“測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)后，提出問題：在所用滑輪組一定的情況下，它的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)呢？?jī)扇烁鶕?jù)各自的生活經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)知識(shí)提出了多種猜想，經(jīng)過激烈討論并虛心聽取了其他同學(xué)的意見，最后形成了以下兩個(gè)猜想：猜想1：可能與提升的速度大小有關(guān)；猜想2：可能與被提升的物體重有關(guān)。小軍和小民用圖3所示的實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)上面兩個(gè)猜想進(jìn)行了探究，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表。（1）請(qǐng)幫助小民完成表中的一項(xiàng)計(jì)算；（2）分析小軍和小民的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：在滑輪組一定的情況下，它的機(jī)械效率與__________有關(guān)，它們的關(guān)系是：___________________；與

無關(guān)。提升物重提升物重越大機(jī)械效率越高提升速度45.在不計(jì)繩重和摩擦的情況下，利用一滑輪組勻速提升物體．下表是在利用該滑輪組將一物體勻速提升到一定高度時(shí)采集到的信息．

(1)通過計(jì)算確定該滑輪組提起物體的繩子段數(shù)，并在右邊虛線框中畫出該滑輪組的組裝示意圖．(2)用該滑輪組將重為800N的物體勻速提升1m時(shí)，拉力做的總功為多少?(解答要求：寫出依據(jù)的主要公式或變形公式，有數(shù)據(jù)代入，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)解：(1)物體被提升的高度

h=W有/G=1000J÷500N=2m自由端拉下繩子的長(zhǎng)度S=W總/F=1200J÷200N=6m繩子的段數(shù)=S/h=6m÷2m=3F=(G+G動(dòng))/3G動(dòng)=3F-G=3×200N-500N=100N (2)F’=(G’+G動(dòng))/3=(800N+100N)/3=300NS’=3h’=3×1m=3mW’=F’·S’=300N×3m=900J46.2014年4月14日，為尋找失聯(lián)的MH370航班，啟用了“藍(lán)鰭金槍魚﹣21”（簡(jiǎn)稱“金槍魚”）自主水下航行器進(jìn)行深海搜尋．其外形與潛艇相似（如圖甲所示），其相關(guān)參數(shù)為：體積1m3、重量7500N，最大潛水深度4500m，最大航速7.4km/h（為簡(jiǎn)化計(jì)算，不考慮海水密度變化，海水密度ρ取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）．（1）假設(shè)“金槍魚”上有面積為2×10﹣3m2的探測(cè)窗口，當(dāng)它下潛至4000m深度處時(shí)，該探測(cè)窗口承受海水的壓力是多少？（2）“金槍魚”搜尋任務(wù)完成后，變?yōu)樽灾貢r(shí)，能靜止漂浮在海面上，求此時(shí)“金槍魚”露出海面的體積為多大？（3）若上述漂浮在海面的“金槍魚”，由起重裝置將其勻速豎直吊離海面．從某時(shí)刻計(jì)時(shí)起，起重裝