初中滑轮等中考物理机械效率计算题

机械效率计算题

11．（2010龙岩）（8分）滑轮组在建筑中应用广泛，如图15所示为建筑工人自制的滑轮组。某工人用此滑轮组将质量为90kg 的重物提高5m ，所用的拉力是600N 。求：

（1）该重物受到的重力；

（2）工人通过滑轮组所做的有用功； （3）工人做的总功； （4）滑轮组的机械效率。

答案：9000N ；4500J ；6000J ；75%

12．（2010南通）(8分) 如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组，把重为500N 的箱子匀速提升5m ，动滑轮的质量为8kg ，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg． (1)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组．

(2)在向上提升箱子的过程中，人对绳子的拉力为多大? (3)在向上提升箱子的过程中，滑轮组的机械效率为多少?

答案：解：(1)滑轮组绕线如图所示 (2)人对绳子的拉力

图

15

F =

=

1

(G +G 动) 2箱

1

(500N +8kg ⨯10N /kg) =290N 2

(3)提升过程的有用功W 有=Gh 总功W 总=Fs =F ·2h 机械效率η=

W 有W 总

⨯100%

=(答η=

Gh 500N ⨯5m ⨯100%=⨯100%=86. 2% Fs 290N ⨯10m

Gh 500N ⨯1⨯100%=⨯100%=86. 2%，同样给分) Fs 290N ⨯2

13．（2010苏州）(8分) 如图所示，斜面长S=10m，高h=4m．用

面方向的推力F ，将一个重为100N 的物体由斜面底端A 匀速推到B ．运动过程中物体克服摩擦力做了100J 的功．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．

答案：(1)400J (2)80％ (3)50N 14．（2010湛江）湛江港一装卸工人用如图1l 所示的滑轮组匀速提升质量为

80 kg

沿斜

顶端

的货物，所用的拉力F 为500N ，绳子自由端在50s 内被匀速拉下4m ，求：(g取10N ／kg)(1)提升前货物静止在地面上，与地面的接触面积为0．04m 2，求货物对地面的压强．(2)提升时绳子自由端的速度．(3)拉力F 的功率．(4)此滑轮组的机械效率．

答案：(1)货物对地面的压强P=F/S=mg/S=80kg×10N/kg/0.04m2=2×104Pa ． (2)提升时绳子自由端的速度v=s/t=4m/50s=0.08m/s． (3)拉力F 的功率P=Fv=500N×0.08m/s=40W

(4)此滑轮组的机械效率η=W有用/W总=mg/2F=80kg×10N/kg/2×500N=80%

15. （2010宜宾）（12分）2009年秋季以来，我国西南部分地区遭遇严重旱灾，不少地方不得不靠打深井取水。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，若水桶的材料密度为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1.0×103 Kg/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？ 答案：（略）

16．（10·茂名）(8分) 用如图所示的滑轮组去拉物体A ，已知A 物质的密度是2 ×103kg ／m3，底面积是0．3m 3，重力为600N 。物体A 在F=100N的拉力作用下，沿水平方向匀速前进了2m 。(g取10N ／kg) 求：

(1)物体A 对水平地面的压强是多少? (2)物体A 的体积是多大?

(3)若该装置的机械效率为80％，物体A 在水平方向上受到的阻力是多少

解：(1)物体A 在水平地面，F=G=600N (1分

)

（10·安顺）1 7、如图10所示，要把一个质量是450kg 的贵重物品A 沿水平地面移动 1 00m ，为保护该物品，工人把它放在一个质量是50kg 的木板B 上，然后用了F=400N的水平拉力将木板B 沿直线匀速拉动，直至终点。(提示：滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比)

(1)在匀速拉动B 的过程中，A 、B 之间的摩擦力是多少? (2)计算拉力F 做的总功是多少焦耳?

(3)在拉力F 做功的过程中，机械效率是多少? (1)0„„„„„„„„„„„„„„ (1分)

(2)W总=FS=400×100=4×104(J) „„„„„„„„„„„„„„„„„„(2分) (3)∵滑动摩擦力的火小与压力的人小成正比， ∴

F 有F 总

=

G 有G 总=

，即F 有=

G 有G 总

F 总=

9

F 总 „„„„„„„„„(1分) 10

η=

F 有S F 总S

9

=90％„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (1分) 10

（10·哈尔滨）18. 建筑工地上，工人们需要将一堆建材运到10m 高处。姜荣同学设计安装了如图所示的装置. 装置中每个滑轮重l00N 。工人利用该装置每次提升一块重900N 的建材，该工人拉绳子的速度是0.8m ／s ，在施工过程中： (1)该工人提升建材时的有用功率是多少? (2)该装置的机械效率是多少?(不计绳重和摩擦

)

(3)孙萍同学想用电动机做动力替代人工作，将该装置改造成简易的起重机(吊起物体的速度限定在0.4m ／s) 。她到仓库找到了两台电动机，铭牌上的部分数据如下表所示，她要选用其中的一台。请你帮助选择，就

你所选的电动机，说明如何使用该装置才能做到合理配置。

（10·湖北仙桃）19．如图14所示是小型建筑工地上使用的“罐笼式”提升机，用它能将放在罐笼A 中的建筑材料提升到高处。已知被提升的建筑材料的质量为280kg ，拉力F 将它以0.5m/s的速度匀速提升到10m 的高度，拉力F 的功率为2kW 。不计摩擦及钢丝绳、动滑轮的重。求：

（1）拉力F 对所提升的建筑材料做的功是多少？ （2）罐笼A 的重力是多少？

（3）提升机在提升建筑材料时的机械效率是多少？

23．（1）G 材=m 材g =280kg×10N/kg=2.8×103N····················································· （1分） W =G 材h =2800N×10m=2.8×104J ···························································· （1分）

（2）P =Fv

P 2⨯103W F =绳==2×103N ·································································· （1分）

v 2⨯0.5m/s

A

图14

G A =2F －G 材=2×2×103N －2.8×103N =1.2×103N ································· （1分）

（3）W 总=FS =2×103N ×20m=4×104J ······················································ （1分）

2.8⨯104J

η

=70% 4

4⨯10J W

（10·长沙）20．2010年5月18日国际博物馆日，广东南澳海域的“南澳I 号”水下考古发掘现场，成为了本处度由国家文物局主办的“文化遗产博览月“开幕地点，如图为打捞沉船里一货箱的模拟图片，问：

用声呐探测到沉船的回声时间是0。04s, 沉船在水下的深度为多少？ （声音在海水中的传播速度1450m/s）

海水对沉船的压强为多少？（不计沉船的高，海水的密度约为）

己知动滑轮及附属部件的总重为3000N ，将一重为4000N 的货箱匀速打捞水面时，每根钢绳的拉力F 为多大？

若每只货箱重力相同且不可分割，钢绳的最大拉力为5000N ，则在货箱离开水面被匀速拉起的过程中，该滑轮组的机械效率最大可达多少？（不计摩擦和钢绳重）

(10·连云港)21. （6分）打桩机是利用冲击力将桩打入地层的桩工机械. 图甲是落锤式打桩机实物图. 桩锤由卷扬机用吊钩提升，释放后自由下落而打桩. 其原理示意图如图乙所示. 已知桩锤的质量M=400Kg，桩锤底面积S1=0.1m2，桩的顶面积S2=0.04 m2.g 取10N/ Kg.

（1）若桩锤自由下落打在桩上的瞬时压力位F=2.0×103N ，求此时桩锤对桩的压强.

（2）若卷扬机把桩锤匀速提升1.8m. ，所用时间为2s

，在此提升过程中卷扬机的效率为

60％，求卷扬机的功率. 解：

（10·南通）32．(8分) 如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组

成滑轮组，把重为500N 的箱子匀速提升5m ，动滑轮的质量为8kg ，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg． (1)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组．

(2)在向上提升箱子的过程中，人对绳子的拉力为多大? (3)在向上提升箱子的过程中，滑轮组的机械效率为多少? 解：(1)滑轮组绕线如图所示 (2)人对绳子的拉力

(2分)

F =

=

1

(G +G 动) 2箱

(2分)

1

(500N +8kg ⨯10N /kg) =290N 2

(1分)

(1分)

(3)提升过程的有用功W 有=Gh 总功W 总=Fs =F ·2h 机械效率η=

(1分)

W 有W 总

⨯100%

=

Gh 500N ⨯5m ⨯100%=⨯100%=86. 2% (1分) Fs 290N ⨯10m

(答，同样给分)

(10·苏州)22．(8分) 如图所示，斜面长S=10m，高h=4m．用沿斜面方向的推力F ，将一个重为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 做了100J 的功．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． (1)400J (2)80％ (3)50N

（10·达州）24. (6分) 如图17所示，是建筑工人利用滑轮组从竖直井中提取泥土的情形。某次操作中，工人用400 N 的拉力F 在1分钟内

深将

总重为900 N的泥土匀速提升5 m。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）滑轮组的机械效率是多大？ 解：（1）拉力F 所做的有用功为：

W 有=Gh=900N×5m=4500J ----------------------------------------（2分） （2）拉力F 移动的距离S 为： S=3h=3×5m=15m

拉力F 所做的总功为：

W 总=FS=400N×15m=6000J ----------------------------------------（1分） 则拉力F 做功的功率P 为：

P=W总/t=6000J/60s=100W ------------------------------------------（1分） （3）滑轮组的机械效率为：

η=W有/W 总×100%=4500J/6000J×100%=75% -----------------（2分）