机械效率计算题及答案

1、四.计算题(2013四川自贡)如图所示(滑轮组的绕绳未画岀)，人以10秒，使绳端向下移动了(1)(2)(3)解：1.5m，重物匀速上升了 0.5m, 按题意画出滑轮组的绕绳.人所做功的功率多大？ 被吊起的重物质量多大？(1)根据n=3，即动滑轮上绳子段数是3股；600N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端 已知滑轮组的机械效率为70%( g=10N/kg).则绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕，如图：(2 ) W 总=FS=600NK1.5m=900J; P=W/t=900J/10s=90W(3 )T S=nh ; n=S/h=15m/05m=3；由 n=G/nF 得：G=n nF=70%<

2、3X 600N=1260N m=G/g=1260N/10Nkg=126kg.2 . ( 2013乐山)某建筑工地用升降机提升大理石的示意图如图所示。升降机货箱的重力是400N，g取10N/kg。不计滑轮和钢丝绳的重力，不计摩擦。试求:(1) 已知大理石的密度是2. 8 X 103kg/m 3，每块大理石的体积是1.0 X 10-2mi,则每块大理石的重力是多少?(2) 如果每根钢丝绳上能承受的最大拉力是2000N，则该升降机一次最多能匀速提升多少块大理石？(3)某次提升中，升降机在 率是多少？(1)每块大理石重：1min内将货物匀速提升了15m，钢丝绳的拉力是 2000N。则钢丝绳的拉力的功G

3、 =mgYg =2.8 103Kg /m3 1.0 10m3 10N/Kg=280N（2分）(2)升降机一次能提起的大理石块数:能提起的大理石总重量=3 2000N-400N =20块每块大理石重量280N 钢丝绳端移动的距离：s = 3h = 3 15m = 45m把货物提升15 m做的功： W=Fs= 2000N45m = 9 104J（1 分）（1 分）升降机的功率:4W 9 10 J P =t 1 min49 10 J60s=1500w（1 分）3 .( 2013扬州)(6分)工人用如图所示的装置将重物提高求此过程中：(1) 做的做功。(2) 做的有用功。(3) 滑轮组的机械效率。解：

4、从图可知，n=2，S=2h=2X 5m=10m ；5m,已知物重为800N，人对绳的拉力为500N(1) F=500N , S=10m ,/ W=FS拉力做的总功为：W 总=FS=500NX 10m=5000J;(2) G=800N , h=5m ,/ W=FS对物体做的有用功为：W 有用=FS=Gh=800IN<5m=4000J ;(3n=W有用/ Q总该滑轮组的机械效率为：n=W 有用 / Q 总X100%=4000J /5000J X 100%=80% 答：(1)做的总功 5000J ;(2) 做的有用功 4000J ;（3）滑轮组的机械效率80% .4. （ 2013雅安）有一质

5、量为20kg的正方体物体放在水平地面上X 10 - 3m3 ,某人想通过如图20所示的滑轮来竖直提起这个物kg）（1）该物体的密度是多大？（2）当人用250N的力向下拉绳子时，物体恰好能匀速上升，好到达目标位置，求此过程中人所做的功？（3）（1）（2）（3）该定滑轮的机械效率是多大？p =m/V=2. 5 X 103 kg/ m3 （ 1 分） W、= Fh =250 X 3 = 750J （ 1分）V有 =Gh =20 X 10NX 3m=600J （ 1 分）体上升3 m后恰它的体积为8体。（g =10N/n = VW /W、= 600J/750J =80% （ 2分）5. （2013年中

6、考呼和浩特）如图所示，轻质杠杆0.8m, ON=0.6m，F2=10-. 3N,杠杆处于静止状态，的夹角为300, F1的方向竖直向下，F2沿水平方向MN长与水平试计（1）F 2的力臂；（2） F1的大小；（3）若知道0点支持物对 支持力的方向垂直于杠杆沿0P方向，支持力F的大小。答案：6 .（2013镇江）如图（1）所示，用弹簧测力计拉着绳方向子利算:杠杆用滑轮组将重 3N的物体匀速提升 0.5m . 求图（1）中弹簧测力计对绳的拉力所做的功； 求图（1）中滑轮组的机械效率； 请在答题卷的图（2）中画岀比图（1）更省力的绕线.由公式W = Fs（1分）代入数据得 W = 2.4J （1分）

7、有用功 W有=Gh = 1.5J（1分）机械效率 n=（W有/W总）X 100% （1分）代入数据得n= 62.5% （1分）如图所示（2分）（2013资阳）随着人们生活水平的提高，不少居民小区都配备了健身房。（小明每 个周末回家都会到健身房锻炼，如图所示是小明最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结配奎(1)(2)(3)(1)构示意图。如果小明每次向下拉动拉杆时，拉力为到h=40cm后放手让其自由落下。不计拉杆和绳的重力， 小明拉动拉力器的功率P ;小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功； 在小明锻炼过程中拉力器的机械效率n。根据题意有：F=250N，在0.4s内使质量为 m=20kg的配重块匀速升

8、高 10N/kg。求：Fh =Pt解代入数据得：P =250W(2)由功的原理和功能关系有:W有用二mghW总二FhWf =W总W有用联解代入数据得:Wf =20J(3) 根据题意有:口 _W有用"W总联解代入数据得:=80%8. (2013?衡阳)某物体在竖直方向受到 求：(1)(2)(3)90N的拉力，以0.2m/s的速度匀速向上运动.(空气阻力不计)物体在10s内上升的距离.物体受到的重力.如图所示，若改用机械效率为80%的滑轮组，用10N的拉力使物体仍以 0.2m/s的速度匀速向右移动，求10s内人对物体所做的有用功率. 解：(1)T V=,物体上升的距离：s=vt=0.2m

9、/s X10s=2m；(2)物体竖直向上做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：G=F=90N ;(3 ) v=，物体的路程：s=vt=0.2m/s X10s=2m；由图示滑轮组可知，n=3，绳子自由端移动的距离s=ns=3 >2m=6m，拉力做的功 W=Fs =10N >6m=60J，.，有用 W 有用=n/V=60J >80%=48J，有用功率 pJH=4.8W ;t 10s答：(1)物体在10s内上升的距离为 2m.(2)物体受到的重力为 90N .(3) 10s内人对物体所做的有用功率为4.8W .9.(雅安市二。一三年)有一质量为20kg的正方体物体放在水平地面

10、上 想通过如图20所示的滑轮来竖直提起这个物体。(g =10N/ kg)(1) 该物体的密度是多大？(2) 当人用250N的力向下拉绳子时，物体恰好能匀速上升，物体上升 好到达目标位置，求此过程中人所做的功 ？(3)答案：(1)(2)(3)该定滑轮的机械效率是多大？31. ( 5分)p =m/V=2. 5 X 103 kg/ m3 ( 1 分)W、= Fh =250 X 3 = 750J ( 1 分)Wt =Gh =20 X 10NX 3m=600J ( 1 分)n = Wt /W 总=600J/750J =80% ( 2 分)10.现有重800N的木箱A，小李同学想把它搬到高为 6m、长为1

11、0m的斜 如图所示，他站在斜面上，沿斜面向上用600N的拉力使木箱 A以0.2m速度匀速从斜面底端到达斜面顶端。求：(1) 小李同学拉木箱的功率是多大？(2) 该斜面的机械效率是多少 ？(3) 木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大“、 s 10m“(1) t50sv 0.2m/s答案：43 解:W总二 FL= 600N10m =6000J,它的体积为8 X 10 - 3m3 ,777777777777777777图20某人面上， / s的P=Wt型J12050s W有=Gh =800N 6m = 4800 J100% 二4800 100% =80%W 总6000J总、叫总-W有=6000

12、J -4800J =1200J答：略。化二竺J"®L 10m11.(湖北省襄阳市 2013年)用如图所示的滑轮组提升货物，已知动滑轮重30N,货物重360N、上升速度是0.3m/s，拉力F的功率是180W(不计绳重)。求:滑轮组的机械效率 n货物上升3m过程中，克服摩擦力做的功。答案:41I秒内贾慟升高的凝度h-OJtmW <3h-J60N0.3ttntw*Art=rW4TW*-Gh/P*t=3WNxO.3WlSOJ-6O5tf（2> 货物上升 3m 的时闻 i=h.'Y-3m4）.3Ws=lte-'.W4-Pt=180W?<te=180a

13、J提升动辭&做的功W =G flb30Nx3w-90J二克脚攧力做揃功W产W® Ml训心何12. （2013年 河北省）如图16所示，重为1140 N的物1.5 X03 cm2。工人师傅用600 N的力匀速提升物 体，物体的速度为 0.2 m/s。（不计摩擦及绳重） 求：（1）工人师傅拉绳的功率；（2）滑轮组的机械效率；（3）体重为450 N的小明用此滑轮组提升物动，物体对地面的最小压强为多大。答案：37 .解：（1 ）拉力的功率：W总 FsP拉-Fv绳=600 N 2 0.2 m/s =240 W拉tt绳图16体，它与水平地面的接触面积为（2）滑轮组的机械效率：W有用GhG

14、h1140 N95%-W总-Fs 绳一 F 2h 一 600 N 2 一 °（3）由于忽略摩擦及绳重，2F = G + G动动滑轮重：G动=2F- G = 2 為00 N-1140 N = 60 N绳端最大拉力等于人体重力，则物体对滑轮组的拉力：F拉=2G人-G动滑轮组提升物体的拉力：F拉丄G-F支物体受到的支持力：F 支=G+ G 动-2G 人=1140 N+60 N-2M50N = 300 N物体对地面的最小压强:F支"S300 N0.15 m13.（ 2013年广州市）如右图所示，工人师傅用三种方法170N的砂子提到三楼去。请根据图中所提供的信息计算 轮的摩擦不计，不

15、考虑滑轮和桶、滑轮和口袋的间距）:（1）三种方法所做的有用功是多少？（2）第种情况下所做的额外功是多少？（3）第种情况下的机械效率是多少？答案（1）三种方法所做的有用功W&=G 砂 h=170N x 6m=1020J（2（2）第二种情况所做的额外功W额外=（G桶+G砂）h=（20N+10N x 6m=180J（2= 2.0 103 Pa（3）第二种情况下的机械效率为100001020J1020J180J100 00(扬州市2013年)(6分)工人用如图所示的装置将重物提高5m,已知物重为800N,人对绳的拉力为 500N求此过程中：(1) 做的做功。(2) 做的有用功。(3) 滑轮组的

16、机械效率。解：从图可知，n=2 ,S=2h=2X 5m=10m ；(1) F=500N , S=10m ,/ W=FS拉力做的总功为：W 总=FS=500NX 10m=5000J;(2) G=800N , h=5m ,/ W=FS对物体做的有用功为：W 有用=FS=Gh=800IN<5m=4000J ;(3n=V有用/ Q总该滑轮组的机械效率为：n=W 有用 / Q 总X100%=4000j /5000J X 100%=80%答：(1)做的总功 5000J ;(2) 做的有用功 4000J ;(3) 滑轮组的机械效率 80% .(乐山市2013年)49.某建筑工地用升降机提升大理石的示意

17、图如图所示。升降机货箱的重力是400N , g取10N/kg。不计滑轮和钢丝绳的重力，不计摩擦。试求：(1) 已知大理石的密度是 2. 8 X 103kg/m 3，每块大理石的体积是1.0 X 10-2mi,则每块大理石的重力是多少？(2) 如果每根钢丝绳上能承受的最大拉力是2000N，则该升降机一次最多能匀速提升多少块大理石？(3)某次提升中，升降机在1min内将货物匀速提升了率是多少？答案：49.( 6分) 每块大理石重：15m，钢丝绳的拉力是 2000N。则钢丝绳的拉力的功G 二mg 二沁=2.8 1OKg/m3 1.0 10m3 10N/Kg= 280N（2 分）(2)升降机一次能提起

18、的大理石块数:能提起的大理石总重量 n 每块大理石重量3 2000N -400N280N=20块（1 分）(3)钢丝绳端移动的距离:（1 分）把货物提升15 m做的功:4W =Fs =2000N45m =9 10 J（1 分）升降机的功率：P =Wt 1 min9 104J 92500w60s(德阳市2013年)43. (9分)现有重 如图所示，他站在斜面上，沿斜面向上用 顶端。求：W总二 FL= 600N 10m = 6000J800N的木箱A，小李同学想把它搬到高为6m、长为10m的斜面上,600N的拉力使木箱 A以0.2m /s的速度匀速从斜面底端到达斜面(1) 小李同学拉木箱的功率是多

19、大？(2) 该斜面的机械效率是多少？(3) 木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大答案：43.解:“、丄 s 10m“(1)t50sv 0.2m/ s600=120W50sW有=Gh =800N 6m =4800 J100% 二4800 100% =80%W 总6000J(3)WW-W有=6000J -4800J -1200JW 额1200J120N10m答：略。)29.图18甲所示的是一台汽车起重机的示意图，起重钩的升降使用的是滑轮组，如图18乙200Kg的货物由地面起吊到5m(g 取 10N/kg)(2013年烟台所承，滑轮组上钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的某次做业中，起重机将 的高度

20、，所用时问20s，钢丝绳的拉力 F为800N.求起吊过程中：(1) 起重机起吊货物的机械效率(2) 卷扬机做功的功率(3) 图丙为该卷扬机的铭牌，其中有一个重要的参数是“最大额定起重量” 运用你学过的物理知识分析 说明起重机设计时，该参数的确定需要考虑哪些因素？答案：(江西省2013年)17在测“滑轮组机械效率”的实验中，瑞瑞同学在与Iviiim 叩m/i i29.和用黝的公灿施辎的硼功加肌GA-mgA -ZOOKgXION/KgXSm=LOX 10'J 也力F赠助出厂f>8MNX5mX3 = b2XJ aim斛咖专普锵 肮忖由卿公则11血狮做加曲棚；P-2H乙* r&Q

21、flm “动滑轮相切细上A(图的 绳 作 标 记如9甲所)，后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码，当钩码上升的高度为H时瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B，并测得AB两点间的距离为 2H（如图9乙所示）（不计摩擦与绳重）求：（I）动滑轮的重力 G。（2）滑轮组的机械效率（3）如果减少钩码的个数，滑轮组的机械效率会如何变化？答案：17.解：由图可知，n=3 F=（G ! + G）/3 GF G（3分）（2）滑轮组机械效率 n=（W 有/W 总）X 100% =（GH /3FH） X 100% =（G /3F） X 100%（3 分）（3）机械效率会降低（2分）（2013龙岩）30.（ 6分）武平梁野山素有天然氧吧之称，其险峻的高山、飞流的瀑布令人叹为观止。依瀑流而建的木栈道蜿蜒至山脚，长约4km，高度差约90m，方便了人们近距离感受瀑布的磅礴气势。体重50kg的小王从栈道最高处小跑至山脚，用时30min，求这段时间小王自身重力做的功及功率约为多少？（g 取 10N/kg ）二 mgh 1分= 50kg 10N/kg 90m -4.5 104J4.5 104 J30 60s= 25W0.1m，由于杆现有一质量 OP与水平方2013年包头市）20.如图15所示，轻质杠杆 OP长1m,能绕O点转动，P端用细绳悬于 N点 为1k