训练3 机械功综合计算

训练3 简单机械、功和机械效率综合训练

一、填空题

1．小欣用如图1所示的动滑轮提升重量G ＝9N 的物体，当用竖直向上F ＝5N 的拉力拉绳的自由端匀速上升0.8m ，用时4s ，小欣所做的总功是J

功率是 W 。

2．如图2所示，用一个动滑轮组把重90N 的沙袋从地面提到9m 高的脚手架上，绳端向上移动的距离是 m ，若所用的拉力是60N ，这个动滑轮的机械效率是 。

3．如图3所示，工人用240N 的拉力，在15s 的时间内，将重600N 的建筑材料提升到6m 高的楼顶上，绳子自由端移动了 m ，拉力做的总功是_____J，拉力的功率是_____W。

4．如图4所示，工人用250N 的力F 将重为400N 的物体10s 内匀速提升2m ，在此过程中，滑轮组的机械效率为 ，拉力的功率为 W 。

图

2 图

1 图3

5．如图5所示，在测量滑轮组的机械效率的实验装置中，动滑轮重0.6N ， 物重2.4N ，不计绳重和各处摩擦，当物体匀速提升时，绳的自由端在竖直方向上的拉力F 为 ，此过程滑轮组的机械效率为 。

6．如图6所示，小华同学在“测滑轮组机械效率”的实验中，应竖直向上_________拉动绳子的自由端。若钩码G 重为3N ，小华所用拉力F 为1.2N ，则滑轮组的机械效率为_________；若换成重为5N 的钩码G′再进行实验，此滑轮组的机械效率将_________ (选填“变大”、“变小”或“不变”)。

7．如图7所示的滑轮组的机械效率是75%，物体重力为150 N．用滑轮组匀速将物体提升2m ， 所用拉力F 为。

8．用图8甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N ，每次运送的量不定，图8乙

记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象，由图可知动滑轮重为 N ，当某次运送4件货物时，绳子的拉力F 是N ，滑轮组的机械效率为（不考虑绳重和摩擦）

图7 图

6 图5 图8

图4

9．如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，若物体重6N 。

（1）实验时沿 方向拉绳子自由端最省力，且应 拉动弹簧测力计。若物体上升高度为10cm ，此时弹簧测力计的示数如图中所示，则滑轮组的机械效率是 。

（2）若仅增加物体的重量，该滑轮组的机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”，不计摩擦）。

0.4m

图10

图

9

12．如图所示，斜面长1m ，高0.4m ，用大小为5N 沿斜面向上的拉力F ，将重10N 的铁块从底端匀速拉到顶端，斜面的机械效率为 ；若仅使倾角θ逐渐增大，沿斜面向上的拉力将逐渐 （选填“增大”、“不变”或“减小”），此斜面的机械效率将逐渐 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。

二、选择题

13．如图13所示，物体G 在竖直向上的拉力F 的作用下，匀速上升0．2m 。 已知G=18N，F=10N。这一过程中，不能得到的结论是（ ）

A ．绳子自由端上升0.4m B ．拉力F 做功4J

C ．动滑轮重为2N D ．该动滑轮的机械效率为90％

14．如图14所示，不计摩擦，把重G =16N的物体匀速提起所用的拉力F =10N，则关于该动滑轮的说法中错误的是（ ） ．．

A ．动滑轮重4N B ．使该用动滑轮要费距离

C ．该动滑轮的机械效率为80% D ．提升物体的速度越快，机械效率越高

15．用图15所示的滑轮组将重10N 的物体匀速提升0.1m ，所用时间为2s ，作用在绳子末端的拉力F 为6N （不计绳重和绳与滑轮间的磨擦），下列计算结果正确的是（ ）

A ．所做的有用功为1.2J B ．动滑轮自重0.2N

C ．拉力Ｆ做功的功率为0.3W D ．该滑轮组的机械效率为83.3％

图

16

图

14 图

15 图

13

16．如图16所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N 的物体，拉力F 的大小为30N 。若物体和地面之间的摩擦力大小为45N ，则A 处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为（ ）

A.45N 、50% B.45N 、75% C.60N 、50% D.60N 、

75%

三、计算题

17．质量为0.8kg 的重物A 放在水平地面上，利用如图17所示的装置将它匀速提升0.1m ，所用的拉力F 大小为5N ，若绳重和摩擦不计，动滑轮有质量，计算时g 取10N/kg。求：

（1）提升该物体时做的总功

（2）动滑轮的重力

（3）若仍用此装置将另一个重为10N 的重物B 也匀速提升0.1m ，此时的机械效率比提升重物A 时的机械效率增加多少

图17

18．如图18所示，重为1140 N的物体，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；

图

18

19．图19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200kg 的货物由地面起吊到5m 的高度，所用时问20s ，钢丝绳的拉力F 为800N ．求起吊过程中：(g取10N/kg)

(1)起重机起吊货物的机械效率

(2)卷扬机做功的功率

图19

20．如图20所示（滑轮组的绕绳未画出），人以600N 的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了1.5m ，重物匀速上升了0.5m ，已知滑轮组的机械效率为70%（g=10N/kg）。求：

（1）按题意画出滑轮组的绕绳．

（2）人所做功的功率多大？

（3）被吊起的重物质量多大？

图20

21．如图21所示是小刚设计的一个通过简单机械自动拉开开关的装置示意图。该装置主要由滑轮组、配重C 、D 以及杠杆AB 组成，配重C 通过细绳与动滑轮相连，配重C 、D 分别通过支架固连在杠杆AB 两端，支架与杠杆垂直。杠杆的B 端放在水平台面上，杠杆可以绕支点Ｏ在竖直平面内逆时针转动，开关被拉开前，杠杆在水平位置平衡。已知动滑轮P 的质量m P 为0.2kg ，OA:OB＝3:1，配重D 的质量m D 为1.5kg, 作用在D 上的竖直向下的压力F 为75N ，刚好拉开开关所需的拉力T 为6Ｎ。杠杆、支架和细绳的质量均忽略不计，滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计，ｇ取10N/kg。

求：配重C 的质量m C 等于多少千克，开关刚好能被拉开？

图21

22．人们利用如图22所示的滑轮组将浸没在河底的实心物体A 打捞上来，物体A 的密度为9.0×103Kg/m3，体积为100dm 3。在5000N 的拉力F 作用下，物体A 在2s 内匀速竖直上升2m （物体未露出水面），不计水的阻力，g=10N/Kg。求：

（1）物体A 受到的浮力。

（2）拉力F 做功的功率。

（3）滑轮组的机械效率。

图

22

23．图23是小明用滑轮组提升水中物体A 的示意图。当物体A 完全在水面下被匀速提升的过程中，物体A 所受浮力为80N ，小明对绳子竖直向下的拉力为F 1，水平地面对小明的支持力为N 1。当物体A 有1/2的体积露出水面且静止时，小明对绳子竖直向下的拉力为F 2，水平地面对小明的支持力为N 2。已知动滑轮所受重力为120N ，小明所受重力为600N ，N 1:N2=13:12。不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力，求物体A 所受重力。

图23

四、实验题

24．小明用如图24所示的装置探究用动滑轮匀速提升物体时，加在绳子自由端的拉力F 与所被提升物体重力G 的关系。在实验过程中，小明将实验数据记录在了表格中。请你认真分析表格中的数据，归纳出拉力F 与重力G 的关系式是________________。

图24

24．实验台上有组装好的实验装置，如图25所示，其中弹簧测力计的量程为0～5N 。另外还有质量均为100g 的钩码六个（图中未画出）。要求利用上述实验装置和钩码设计一个实验证明：用动滑轮提升重物时，如果动滑轮的机械效率不变，则有用功跟总功成正比。请写出主要实验步骤和记录数据的表格。

图25