机械效率专题复习

机械效率有用功的理解：①假设使用机械的目的是提升重物，那么克服物体的重力做的功就是有用功。设重物的重力为G，提升的高度为h，那么；②如果使用机械的目的是在水平面上平移重物，那么克服物体与水平面间的摩擦力做的功就是有用功。设摩擦力为ƒ，物体移动的距离为s，那么。额外功的理解：是指对人们无用但又不得不额外做的功。由于滑轮与轴之间和绳与滑轮之间的摩擦以及机械的自重〔如动滑轮重、装物品的篮子、袋子〕总是客观存在的，因此额外功总是不可防止的。总功的理解：总功是人们作用在机械上的动力所做的功。设动力为F，动力使物体移动的距离为s，那么；如果动力对机械做功的功率为P，做功的时间为t，那么。或〔〕如果使用滑轮组提升重物时，假设重物升高h，承拉重物的绳的股数是n股，那么绳自由端移动的距离s绳=nh，动力作用的绳端移动的速度是重物上升速度的n倍。如果使用滑轮组沿水平方向拉物体时，假设物体移动s物，随担物体与水平面间的摩擦力的绳的股数是n股，那么绳自由端移动的距离s绳=ns物，动力作用的绳端移动的速度是物体移动速度的n倍。注意审题审清题中所量是物体的量，还是绳子端的量。公式：竖直方向方向滑轮组：拉力F＝s绳=nhν绳=nν物水平方向放置滑轮组：拉力F=s绳=ns物ν绳=nν物打捞问题：拉力F＝s绳=nhν绳=nν物练习：〔g＝10N/kg〕1、工人用如图1所示的滑轮组提升重物，在10s内将质量为100kg的物体匀速提升2m，动滑轮重440N。〔不计摩擦和绳重〕求〔1〕绳子自由端被拉的距离；工人向下的拉力；〔2〕工人所做的有用功和总功；〔3〕工人做功的功率；〔4〕滑轮组的机械效率2、某人用图2所示的滑轮组匀速提升500N的重物，所用的拉力F为300N，绳子自由端被拉下2m，在此过程中，求：〔1〕拉力所做的功；〔2〕滑轮组的机械效率；〔3〕滑轮组中动滑轮的重量〔不计摩擦和绳重〕。3、某建筑工地上，工人用如下图的动滑轮将重450N的物体匀速竖直提升了6m，假设动滑轮此时的机械效率为90%．请计算：

〔1〕工人提升重物所做的有用功是多少？〔2〕工人提升重物所做的总功是多少？〔3〕绳子自由端所受拉力和滑轮重力分别是多少？4、如下图，是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形．某次操作中，工人用400N的拉力F在1分钟内将总重为900N的泥土匀速提升5m．在这段时间内：

〔1〕拉力F所做的有用功是多少？〔2〕拉力F做功的功率是多少？〔3〕动滑轮重力是多少？〔4〕滑轮组的机械效率是多大？5、如下图，用一电动机通过滑轮组匀速提升一重G=3000N的货物，货物在t=6s时间内上升高度为h=1m，电动机对绳的拉力F=1200N，不计绳重和一切摩擦，求：

〔1〕滑轮组的机械效率是多少？〔2〕电动机输出的总功率是多少？

〔3〕如果要匀速提起5400N的货物，电动机对绳的拉力为多大？6、在新农村建设中，为将—批建材运到10m高的施工处，工人利用如下图的滑轮组提升建材。装置中动滑轮重100N，工人每次匀速提升一箱重400N的建材，不计绳重和摩擦。试问：〔1〕每次提升建材时的有用功、额外功各是多少？〔2〕该滑轮组的机械效率是多少?〔3〕为加快施工进度，张师傅建议用电动机做动力替代人提升建材。为了平安，改装后每次可吊起四箱建材，建材匀速上升时的速度为/s。仓库中现有两台电动机，型号分别为“220V”、“220V3kW”，请你通过计算说明应选哪台电动机才能使配置更为合理。7、图8是提升货物的某升降机示意图。货厢内所装货物的重力是6000N，货厢的重力是1800N，假设不计钢丝绳和，不计摩擦，动滑轮的质量是20kg。试求：〔1〕在匀速提升中，假设货物与货厢底部的接触面积是2m2〔2〕在匀速提升中，钢丝绳上的拉力是多少?〔3〕假设升降机在30s内将货厢和货物匀速提升6m，那么钢丝绳自由端拉力的功率是多少?钢丝绳上的拉力的机械效率是多少？货箱货物电动机货箱货物电动机8、如下图是一电动机通过动滑轮提升重物的装置示意图。假设电源电压380V保持不变，电动机线圈电阻为1Ω，不考虑电动机各处摩擦。当电动机将540kg重物匀速提升16m的过程中，电路中的电流为20A，动滑轮的机械效率为80%〔g=10N／kg〕。那么：〔1〕电动机所施加的拉力F做的功是多少？〔2〕电动机所施加的拉力F是多少？〔3〕电动机线圈电阻的发热功率是多少？〔4〕试从能量转化和守恒的角度，求电动机提升重物所用的时间。9、小强利用如下图的滑轮组去拉物体，使重为2000N的物体在3s内沿水平方向匀速移动了6m，假设A所受地面的摩擦力f=600N,小强所用拉力F=250N。求：〔1〕该装置的机械效率〔2〕拉力F的功率10、如下图，一个质量60kg的物块，通过滑轮组在30N水平拉力作用下以0.2m/s的速度在水平面上做匀速直线运动．物块受到的滑动摩擦力为物重的0.1倍．〔g取10N/kg

〕求：〔1〕物块受到的滑动摩擦力大小是多少？〔2〕拉力F的功率是多少？〔3〕该滑轮组的机械效率是多少？11、工人利用如图的斜面，把质量为50kg的货物沿斜面由底部匀速推到顶端，所用时间为10s，沿斜面向上的推力为300N．斜面长10m，高5m．g取10N/kg．求：〔1〕货物所受重力是多少？〔2〕推力做的功〔3〕斜面的机械效率12、斜面长S=10m，高h=4m．用沿斜面方向的推力F，将一个重100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B．运动过程中物体克服摩擦力做功100J。求：〔1〕运动过程中克服物体的重力做的功；〔2〕斜面的机械效率；〔3〕推力F的大小．13、小明用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下2m，杠杆的另一端将320N的重物提高了。求：(1)他做的有用功(2)小明做的总功(3)杠杆的机械效率14、利用如下图装置将重为200N的物体A匀速从斜面的底端拉到顶端．斜面的长是5m，高是2m，拉力F=100N；求〔1〕在此过程中所做的有用功〔2〕该装置的机械效率打捞问题1、如下图，重物A是体积为10dm3，密度为7.9×103kg/m3的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。假设不计磨擦和动滑轮重，要保持平衡，求：〔1〕作用于绳端的拉力F是多少？〔2〕假设缓慢将重物A提升2m，拉力做的功是多少？〔3〕假设实际所用拉力为400N，此时该滑轮的效率是多少？〔g＝10N/kg〕2、如图11所示，小明同学正利用滑轮组和金属水桶从深井中提水，假设水桶的材料密度为8g/cm3,水桶质量为4Kg，水桶容积为20L。当盛满水的桶从水中慢慢提升〔桶始终未出水面〕时，小明对绳的拉力为F=25N。不计绳子重量和摩擦，水的密度是1.0×103Kg/m3，g取10N/Kg.试求：〔1〕动滑轮有多重？〔2〕水桶露出水面前，滑轮组的机械效率有多大？〔3〕水桶被提离井中水面后，以0.2m/s的速度匀速竖直上升，小明对绳子自由端拉力的功率多大？3、利用如图2所示的装置，把体积为，密度为的薄石块从水面下2m处拉出水面后，再提升了5m，共用时间10s，动滑轮重为20N〔不计绳子与滑轮间的摩擦，设石块的两个上升过程都是匀速〕。求：〔1〕在整个过程中拉力F的功率〔注：在计算时可认为薄石块在离开水面前浮力的大小保持不变〕。〔2〕石块离开水面后提升5m过程中，这个装置的机械效率是多少？4、如图4所示，某打捞队的工人用滑轮组把底面积为、高为2m的实心圆柱体从水下提起，圆柱体的密度为，水的密度为，滑轮组的机械效率是70%。〔g取10N/kg，滑轮和绳子的重力忽略不计〕求：〔1〕圆柱体在水中所受的浮力。〔2〕假设圆柱体从H＝16m深处被缓慢地匀速提起，到刚露出水面时，绳子自由端拉力F所做的功。〔3〕如果绕在滑轮组上的绳子能承受的最