DOC《机械效率计算题精编解析》

机械效率计算题精编解析 1.

小明利用如图所示的装置沿水平方向 匀速拉动一个重2000N,底面积为0.5m2 的物体A时,A受到地面的摩擦力为600 N,作用在绳端的拉力为250N,则A对地面的压强是多少Pa;

该装置的机械效率是多少. 解:F=G=2000N S=0.5m2 P=F/S=2000N÷0.5m2=4000Pa 滑轮组有3段绳子拉物体S=3S物 滑轮组克服摩擦做有用功 η=W有/W总=fS物/FS= fS物/3FS物= f /3F=600N÷750N=80% 2.如图所示,物体重180N,动滑轮重20N,绳重和摩擦不计.在拉力F的作用下,物体匀速上升.求: (1)拉力F;

(2)动滑轮的机械效率. 解:(1)F= (G+G动) /2=(180N+20N)÷2=100N (2)η=W有/W总=Gh/2Fh=180N÷200N=90% 3.如图所示,小明用滑轮组匀速提起一个重 为600N的物体A,人拉绳的力为250N,不 计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为多少,动滑轮重多少?. 解:滑轮组有3段绳子拉物体S=3h F= (G+G动) /3 G动=3F-G=3*250N-600N=150N η=W有/W总=Gh/FS=G/3F=600N÷750N=80% 4.如图8所示,用滑轮组提起重900N的物体,绳子自由端拉力F为400N,重物在20S内匀速上升了10m.求: (1)物体上升的速度. (2)提起物体所做的有用功. (3)滑轮组的机械效率. 解:(1)v=S/t=10m÷20s=0.5m/s (2)W有=Gh=900N*10m=9000J (3) 滑轮组有3段绳子拉物体S=3h η=W有/W总=Gh/FS=G/3F=900N÷1200N=75%

5、重2540N的货物.如图所示,滑轮组把它提升1.7m.若不考虑摩擦,也不考虑滑轮和绳子的物重,则: (1)绳端拉力F是多少N? (2)绳端移动的距离是多少m? (3)若考虑摩擦、滑轮和绳子的物重,须在绳端施力800N,滑轮组的机械效率是多少? 解:(1) 滑轮组有4段绳子拉物体S=4h F=G/4=2540N÷4=635N (2)S=4h=4*1.7m=6.8m (3) 滑轮组有4段绳子拉物体S=4h η=W有/W总=Gh/FS=G/4F=2540N÷3200N=79.375% 6.如图所示,用一动滑轮拉一物体A以0.5m/s的速度在水平面上作匀速直线运动,物体A重为20N,受到的摩擦阻力是物重的0.2倍,水平拉力为2.5N,则在2s内拉力做的功是多少?滑轮的机械效率是多少? 解:S物=vt=0.5m/s*2s=1m 拉力做的功W=FS=2F S物=2*2.5N*1m=5J 物体受到的摩擦力f=0.2G=0.2*20N=4N 动滑轮克服摩擦做有用功 η=W有/W总=fS物/FS= fS物/2FS物= f /2F=4N÷5N=80%

7、用两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升重物,当将一个重为1000N的重物匀速提升2m时,人站在地面上所用的拉力为312.5N,若不计绳重和摩擦,则该滑轮组所做的有用功是多少J,机械效率是多少 解:分析得滑轮组有4段绳子拉物体S=4h=8m W有=Gh=1000N*2m=2000J η=W有/W总=Gh/FS=G/4F=1000N÷1250N=80%

8、小明用如图所示的滑轮组将一个重为120N的物体匀速提升2m,所用的拉力为50N, 此时拉力所做的功为W,滑轮组的机械效率为η1;

若仍用该滑轮纽提升一个重为I70N的物体.此时滑轮组的机械效率为η2,则W、η

1、η2分别是(不计绳重和摩擦) B A、240J,80%,85% B、300J,80%.85% C、300J,80%,80% D、240J,75%,80% ? ?

9、建筑工地上,施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料(如图).绕在滑轮组上的钢丝绳最大拉力为6*103N,不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦,一次最多能起吊1.8*104 N的建筑材料,实际使用该滑轮组最多只能吊起5.4*103N的建筑材料,且将建筑材料1s内匀速吊起了1m,起重机的功率是5.4*103 W,机械效率为 30% .若吊起的建筑材料重力减小,机械效率将减小 .("增大"、"减小"或"不变") ?

10、如图11所示.物体重为180N,所用拉力F=100N,方向竖直向上,将物体匀速提高1m时,绳子自由端提高了__3_m,则滑轮的机械效率为_60%__. ?

11、如图甲所示的滑轮组,每个滑轮等重.不计绳重和摩擦,物体重G1从200N开始逐渐增加,直到绳子被拉断.每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度.图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像.? (1)每个滑轮重多少N? (2)绳子能承受的最大拉力是多少N? (3)当滑轮组的机械效率为80%时,物体重多少N? ?解:(1)由图像可知滑轮组有4段绳子拉物体S=4h,当物重200N时,机械效率50% 由η= W有/W总=Gh/FS= G/4F得F=G/4η=200N÷(4*0.5)=100N F= (G+2G动) /4 G动=(4F-G) ÷2=(4*100N-200N) ÷2=100N (2)由图像可知当G'=1800N时,绳子被拉断 F'= (G'+2G动) /4=(1800N+2*100N)÷4=500N (3) η= W有/W总=Gh/( G +2G动)h得G=2G动η÷(1-η)= 2*100N*0.8÷(1-0.8)=800N

12、"塔吊"是建筑工地上常见的起重设备,在汶川地震灾区救援现场,用"塔吊"可将很重的水泥板方便地吊起并安放到工作区域内.(g取10N/Kg) (1)现有一"塔吊"如图所示,它有一水平臂AB,AO叫平衡臂,OB叫吊臂.C为可移动的滑轮组,C移动的范围是从O点到B点.已知:AO=10m,OB=50m.若"塔身"的宽度和铁架、滑轮组所受重力及摩擦均不计,在A端所装配重的质量为5t,要想起吊质量为1.25t的水泥板,为安全起吊,C应移动到离O点多远的地方?解:由杠杆的平衡条件得:GA・OA=GC・0C 即:mA・OA=mC・0C OC= mA・OA/mC=5t*10m÷1.25t=40m (2)若"塔吊"将质量为1.25t的水泥板匀速提高了4m,机械做的额外功是3*104J,"塔吊"的机械效率是多少? 解:W有用=Gh=1.25*103kg*10N/kg*4m=5*104J ? W总=W有用+W额=5*104J+3*104J=8*104J η= W有/W总=5*104J÷8*104J=62.5%

13、斜面也是一种简单机械.如图5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: ①木箱受到的重力(g取10 N/kg);

②斜面的机械效率. ?解:G=mg= 40kg*10N/kg?=400N η= W有/W总=Gh/FL=400N*0.5m/75N*4m=66.7%

14、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. (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) 解:(1)物体被提升的高度h=W有/G=1000J÷500N=2m 自由端拉下绳子的长度S= W总/F=1200J÷200N=6m 绳子的段数=S/h=6m÷2m=3 F= (G+G动) /3 G动=3F-G=3*200N-500N=100N (2)F'= (G'+G动) /3=(800N+100N)/3=300N S'=3h'=3*1m=3m W'=F'・S'=300N*3m=900J