机械效率典型例题讲解专练.doc

1 7 机械效率典型例题讲解专练 机械效率专练机械效率专练 一 滑轮竖直上拉问题一 滑轮竖直上拉问题 例题例题 1 用图 9 的滑轮组提起重为 300N 的一桶水 人们所使用的拉力至少为 N 实际生活中 人们使用的拉力应该 选填 大于 等于 或 小于 这个力 思路与技巧 要分清总功 有用功 额外功 会计算机械效率 例题例题 2 如图 7 8 所示 用滑轮组匀速提升一个重 600N 的物体 若拉力的功 率保持为 150W 整个装置的机械效率为 80 不计摩擦和绳重 求 1 物 体上升的速度为多大 2 作用在绳上的拉力 F 多大 3 若用此滑轮组提升重 力为 750N 的物体 作用在绳上的拉力又是多大 思路与技巧 要正确地解滑轮组这类问题 首先要理解功 功率 机械效率等基本 概念 掌握使用滑轮组过程中各物理量之间内在的联系 还要提高应用数学工具的能力 研究问题的切入点不同 解法就不同 本题有多种解法 同学们不妨一题多解 这有助 于活跃思维 提高灵活应变的能力 例题例题4 在 测定动滑轮机械效率 的实验中 用同一滑轮进行了两次实验 实验数据如下 实验 次数 钩码重 G N 钩码上升 的高度 h cm 弹簧测力 计的示数 F N 弹簧测力计 移动的距离 s cm 12101 520 2553 010 实验中应 拉弹簧测力计 第一次实验测得滑轮组的机械效率为 第二次实验时滑轮组的机械效率 选填 大于 小于 或 等于 第一次实验时的机械效率 若不计摩擦 该动滑轮的重为 思路与技巧 经历实验探究过程 了解影响机械效率的因素 基础练习基础练习 1 1 如图所示 物重 100N 动滑轮重 10N 不计绳重和摩擦 求 1 拉力 F 的大小 2 若利用此滑轮组将物体匀速提升 2m 求 总功 有用功 额外功 机械效率 图 7 8 2 7 2 2 某人用如图所示的滑轮组提升 2000N 的重物 所用拉力是 800N 绳子自由端被拉下 4m 求 1 这个人做的总功是多少 J 2 有用功是多少 J 3 额外功是多少 J 4 这个滑轮组的机械效率是多少 3 3 用动滑轮提升100N的重物 把重物升高了3m 作用在绳子自由端的拉力为60N 求动 滑轮的机械效率 4 4 小昕采用如图示动滑轮 把重 100N 的水提至 6 米高的三楼 桶重 5N 动 滑轮重 10N 1min 完成了任务 若不计摩擦 试求 1 运沙子时的机械 效率 2 小昕的功率 5 如右图所示 用滑轮组匀速提起一个重为 350N 的物体 物体在 10s 内 竖直上升了 1m 人拉绳的力为 250N 试问 人拉绳子做功的功率为多少 滑轮组的机械效率为多少 动滑轮重多少 不计绳重和摩擦 6 图为测量滑轮组机械效率的实验装置 钩码总重 6N 1 实验时要竖直向上 拉动弹簧测力计 由图可知拉力大小为 N 若钩码上升的高度为 8cm 则弹簧测力计向上移动 cm 该滑轮组 的机械效率为 2 若仅增加钩码的个数 该滑轮组有机械效率将 选填 增 大 减小 或 不变 7 08江苏苏州 在不计绳重和摩擦的情况下 利用一滑轮组匀速提升物 体 下表是在利用该滑轮组将一物体匀速提升到一定高度时采集到的信息 3 7 1 通过计算确定该滑轮组提起物体的绳子段数 并在右边虚线框 中画出该滑轮组的组装示意图 2 用该滑轮组将重为800N的物体匀速提升1m时 拉力做的总功为多少 解答要求 写出依据的主要公式或变形公式 有数据代入 答案中 必须明确写出数值和单位 二 水平移动问题二 水平移动问题 基本题 基本题 如图 1 所示 物体 A 和 B 所受重力都为 120 N B 与水平桌面之间的滑动摩擦力为 30N 滑轮重 绳重及滑轮 内部的摩擦均不计 当分别用力将物体 A 和 B 匀速移动时 FA 为 N FB 为 N 若物体 A B 移动的距离 均为 10cm 相应绳子端点移动的距离 SA 为 cm SB 为 cm 例题 例题 如图所示 用一个动滑轮拉动一个物体 A 以 0 5m s 的 速度在水平面匀速运动 物体 A 重为 20N 受到的摩擦力是物 重的 0 2 倍 水平拉力 F 为 2 5N 求 1 在 2s 内拉力做的功 2 滑轮的机械效率 不计滑轮重力 例题例题 3 滑轮组机械效率是 滑轮组负担重物和滑轮 总重的绳子共有 股 用 的拉力可匀速将重物提升 若不计摩擦 那么该重物重为 思路与技巧 有关滑轮组的总功W Fs与物理上升高度s vt两个公式中两个s的关系 图 1 4 7 练习 练习 1 如图所示 在 50N 的水平拉力F作用下 重 800 的物体沿 水平地面做匀速直线运动 物体与地面间滑动摩擦力为 120 则 滑轮组的机械效率为 若物体的速度为 0 2m s 则 1min 内拉力做的功为 J 2 如图所示 重 的物体与地面间的摩擦力是 为使物体匀速移动 必 须在绳端加 的水平拉力 则滑轮组的机械效率约为 若物体移动速度为 则 内拉力做的功是 3 有一物体 体积为 10dm3 密度为 9 0 103kg m3 若通过滑轮组使它水平向左匀速运动 速度为 0 2m s 受到的滑动摩擦力为 294N 手拉绳的力是 105N 滑轮组的机械效率是 70 不计滑轮重 1 通过计算 画出滑轮组的装配图 要求滑轮的个数最少 2 10s 内拉绳的距离是多少 3 拉绳的功率是多少 4 如图 7 24 所示装置 物重 G 30N 在拉力 F 作用下 以 10cm s 的速度在水平面上做 匀速直线运动 F 10N 滑轮组机械效率为 80 不计滑 轮重 求 1 物体受到水平地面的摩擦力 2 5s 内拉力 F 做的功 三 斜面问题三 斜面问题 例题 例题 工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上 如图所示 汽 车车厢底板高度 h 1 5m 斜面长度 s 3m 现用力 F 沿着斜面 把重力 G 1800N 的重物匀速拉到车上 1 若不计摩擦 拉力 F 为 N 2 若实际拉力 F 1200N 则该斜面的机械效率是 实验实验 07 潜江 如图 10 所示是小明测量 斜面机械效率 的装置图 下表是他记录的实 验数据 图 7 24 5 7 实验 次数 斜面倾 斜程度 物体 A 重 G N 物体上升 高度 h m 沿斜面 拉力 F N 物体移 动距离 s m 有用 功 W有 J 总功 W总 J 机械效率 1较缓5 00 11 50 50 50 7566 67 2较陡5 00 22 50 511 25 3最陡5 00 33 40 51 788 24 请将表格中空格处的数据填写完整 分析小明表格中的实验数据可知 长度相同的斜面 越平缓的越 填 省力 或 费力 斜面在我们生活中的应用有 只写出一条即 可 根据你的实验经历 实验中很难控制的 操作是 练习 练习 08江苏徐州 斜面也是一种简单机械 如图所示 已知斜面上木箱的质量 m 40kg 人对木箱的拉力F 75 N 斜面长 s 4 m 斜面高 h O 5 m 求 木箱受到的重力 g取10 N kg 斜面的机械效率 三 综合三 综合 1 如图所示 用滑轮组拉着一只木块P沿水平面以0 5m s的速度 匀速向右运动 此时弹簧测力计的读数为4N 若每只滑轮重1N 绳与滑轮间的摩擦不计 则该滑轮组的机械效率为 在2s内拉力F做的功为 J 6 7 四 其它四 其它 1 图示的电动升降台机械效率是 50 升降台用 60s 把 300kg 的重物匀速提 升 lOm g lON kg 求这过程中 1 升降台对重物做的功 2 升降台对重物做功的功率 3 升降台电动机 做的总功 2 一辆电动自行车的铭牌如图所示 已知自行车以最高速匀速行驶时所受阻力为车重和 人重的 0 05 倍 求以最高速行驶半小时电动机牵引 力做的功和电动自行车的效率 选择快速解答选择快速解答 1 关于功率和机械效率 下面的说法正确的是 A 机器的功率越大 做功越多 B 机器 的功率越大 做功越快 C 机器的功率越大 机器的机械效率越高 D 功率和机械效率的单位相同 2 甲的功率比乙的功率大 表示 甲做的功比乙多 甲做功的时间比乙短 甲做功比乙快 无法确定 3 关于机械效率 下列说法正确的是 机械效率越大 越省力 机械效率越大 做功越多 机械效率越大 功率越大 机械效率越大 额外功在总功中所占的比例越小 4 某同学在测滑轮组机械效率时 得到如下答案 其中合理的是 5 汽车换胎时常用 千斤顶 将汽车支离地面 那么用千斤顶的目的是 省力 省功 省时间 保护汽车 6 估算题 某同学把地上的一桶纯净水扛起装到饮水机上 所做的功大约是 A 2J B 20J C 200J D 2000J 提优提高专区 提优提高专区 1 07 鸡西 夹子是我们生活巾经常使用的物品 下左图给出了用手捏开和夹住物品时 的两种情况 下列说法中正确的是 多选题多选题 A 当我们用手将其捏开时 它是省力的 B 当我们用其夹住物品时 它是费力的 C 无论用手将其捏开还是夹住物品时 它都是省力的 电池12V3 组 一次充电耗电1kWh 整车质量40 kg 最大载质量80kg 最高车速5m s 充电一次行驶里程50km 7 7 D 无论用手将其捏开还是夹住物品时 它都是费力的 2 为保证市场的公平交易 我国已有不少地区禁止在市场中使 用 杆秤 杆秤确实容易 为不法商贩坑骗顾客提供可乘之机 请看下例 秤砣 质 量 为 1 kg 秤杆和秤盘总质量为 0 5 kg 定盘星到提钮 的距 离 为 2 cm 秤盘到提钮的距离为 10 cm 图 1