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中考物理一轮复习——力学 机械效率计算题专题练习 有答案和解析
【解析】
【详解】
(1)提升前,石块静止在水平地面上时对地面的压力是:
F压=G=mg=20kg×10N/kg=200N,
石块对地面的压强:
;
(2)滑轮组对石块做的功是:
W有用=Gh=200N×5m=1000J;
(3)由图知道,承担物重是绳子的段数是n=2,所以,
s=2h=2×5m=10m,
人对滑轮组做的总功是:
(1)拉力F在30s内所做的功;
(2)整个装置的机械效率.
3.如图所示,电动起重机是通过电动机拉动绳子b带动滑轮组工作的装置(滑轮组的连接方式未画出)。质量为360kg的货箱放在水平地面上,与地面的接触面积是0.25cm2。求:
(1)当绳子a对货箱的拉力Fa为600N时,货箱未离开地面,此时货箱对地面的压强是多大?(g取10N/kg)
W总=Fs=125N×10m=1250J,
人对滑轮组做功的功率是:
;
(4)滑轮组的机械效率是:
。
答:(1)石块静止在水平地面时,它对地面的压强是5×103Pa;
(2)滑轮组对石块做了1000J的功;
(3)人对滑轮组做功的功率是125W;
(4)该滑轮组的机械效率是80%。
6.(1)1×103N(2)96%
(1)拉力的功率;
(2)动滑轮的重力;
(3)人的重力.
10.如图所示,为方便残疾人上下台阶,一些公共场所设计了残疾人专用通道(如图所示),其实质是斜面.小明将重750N的人和轮椅沿8m长的斜面推上1m高的平台,沿斜面所用的推力为125N,所用时间为10s.试求:
(1)该斜面的机械效率.
(2)推力的功率.
机械效率 计算题 专题练习 有答案和解析 共14题
1.如图是用动滑轮提升贷物A的示意图。用300N竖直向上的拉力F使重500N的货物A在10s的 时间内匀速竖直上升了2m。求:
(1)提升贷物所做的有用功W有;
(2)拉力通过的距离及拉力的功率P;
(3)动滑轮的机械效率η。
2.在一次车辆故障处置过程中,拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组.为了尽快疏通道路,交警指挥拖车只用了30s时间,将水平路面上质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场.若故障车被拖离的速度是5m/s,绳子自由端的拉力F是500N,地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍.求:
(2)滑轮组的机械效率为多少?
(3)拉力F所做的功的功率为多少W?
12.建筑工人要向楼上运送货物,为了省力,他在一个斜面上安装了一个滑轮组,做成如图1的装置,已知斜面长为6m,高为3m,且固定在在水平面上。运送货物时,工人用200N的力拉绳子,将重为500N的货物在20s内沿斜面由底部拉到顶端,求此过程中:
9.如图所示,用滑轮组拉重400N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动,滑轮组的机械效率为80%运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N,人对地面的压强为2×104Pa.(不计绳重、滑轮摩擦),地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向,地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向,人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上.已知人与地的接触面积为300cm2.求:
【解析】
【详解】
(1)水的体积V=0.01m3,水的质量:
;
(2)这桶水所受的重力:
桶的质量忽略不计、自重不计,则水桶对地面的压力:
这桶水对地面的压强:
;
(3)由图知,承担物重的绳子股数n=3,则滑轮组的机械效率:
;
答:(1)这桶水的质量为10kg;(2)桶对地面的压强为500Pa;(3)滑轮组的机械效率为83.3%。
(1)拉力F的大小。
(2)动滑轮所受的重力。
(3)拉力F的功率P。
8.如图1所示,装有0.01m3水的圆桶置于水平地面上,桶与地面间的接触面积为0.2m2。桶的质量忽略不计,g取10N/kg。
(1)求桶中水的质量。
(2)求这桶水对地面的压强。
(3)某同学用图2所示的滑轮组将这桶水匀速提升2m的过程中,所用拉力为40N.求该滑轮组的机械效率。
(1)工人拉力的功率;
(2)该装置的机械效率;
(3)若不用斜面直接用滑轮组将货物匀速拉起来,如图2,每个滑轮重为20N,不计绳子与滑轮之间的摩擦,求拉力的大小。
13.如图所示,工人准备用一根最多能承受400N力的绳子(若超过绳子将断裂)绕成的滑轮组先后打捞水中材料相同、体积不同的实心物体A和B.完全露出水面的物体A被此装置匀速提起时绳子达到最大拉力.已知动滑轮的质量为20kg(绳的质量、绳与滑轮的摩擦、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均不计,连接动滑轮与物体间的钢绳不会断裂,(g=10N/kg).求:
(1)5m深处水产生的压强;
(2)箱子完全浸没在水中时受到的浮力;
(3)箱子在水中被匀速提起时,所用的拉力F为2×103N,滑轮组的机械效率?
参考答案
1.(1) 1000J;(2) 4m、120W;(3) 83.3%
【解析】
【分析】
利用W=Gh求提升货物所做的有用功;
(2)使用动滑轮时,n=2,拉力端通过的距离s=2h,利用W=Fs求拉力F做的总功;再利用P= 求拉力做功的功率;
【解析】
【详解】
(1).货箱的重力:G=mg=360kg×10N/kg=3600N,
对地面的压力:F=G Fa=3600N 600N=3000N,
货箱对地面的压强:p= = =1.2×104Pa
(2).已知W=2.4×104J,s=12m
拉力Fb= = =2000N
(3).W有用=W-W额=2.4×104J-9.6×103J=1.44×104J
(2)在匀速拉起货箱的过程中,电动机把绳子b匀速收起了12m,绳子b的拉力Fb做了2.4×104J的功,拉力Fb是多大?
(3)在上述匀速拉起货箱的过程中,使用滑轮组所做的额外功是9.6×103J,滑轮组的机械效率是多大?
4.如图甲所示,重为16N、底面积是40cm2的物体A在拉力F的作用下,5s内匀速运动了0.5m。拉力做的功随时间变化的图象如图乙所示。物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重G的0.25倍。求:
(1)物体A完全露出水面后以0.5m/s的速度匀速上升时,物体A的重力和工人拉力的功率分别是多少.
(2)在物体A浸没在水中匀速上升的过程中,滑轮组的机械效率为75%,物体A的密度是多少.
(3)若用该滑轮组打捞体积为50dm3的物体B时,物体B最多露出多少体积时绳子将断裂.
14.质量为550kg、体积为0.1m3的一只密封箱子沉没于水面下5m深处,工人们用如图所示的滑轮组打捞箱子.求:
(2)由于物体被水平拉动,所以拉力克服物体受的摩擦力做的功为有用功。物体受到的摩擦力为f=0.25G=0.25×16N=4N。则5s内做的有用功为W有=fs=4N×0.5m=2J。
(3)由图乙所示图象可知,在5s内拉力做的总功为W总=2.5J,则滑轮组的机械效率为η= = =80%。
5.(1)5×103Pa(2)1000J(3)125W(4)80%
(1)物体A静止在水平地面时对地面的压强
(2)5s内拉力F对物体A做的有用功
(3)滑轮组的机械效率
5.一个边长为20cm,质量为20kg的正方体石块静止在水平地面上。工人用如图所示的滑轮组将石块在10s内匀速提升5m,工人施加的动力F为125N.求:(不计绳重和摩擦,g取10N/kg)
(1)石块静止在水平地面时,它对地面的压强是多大?
9.(1)5W(2)50N(3)725N
【解析】
【详解】
(1)因为物体A沿水平方向速度匀速运动,所以二力平衡滑轮组对物体的拉力等于摩擦力,分析图中的装置可知,摩擦阻力由2段绳子承担,且滑轮组的机械效率为80%,则 , ,绳子自由端移动的速度为 ,拉力的功率为 ;
(2)F=125N,则所用的总的拉力为125N×2=250N,动滑轮的重G轮=F总-f=250N-200N=50N;
不计绳重及轮与轴间的摩擦,滑轮组的机械效率:η= =96%。
答:(1)动滑轮所受重力为1×103N;
(2)当重物A匀速上升时,滑轮组的机械效率为96%。
7.(1)1000N;(2)300N;(3)1200W。
【解析】
【详解】
(1)重物的重力:GA=mg=270kg×10N/kg=2700N,由图可知,n=3,由 可得,拉力的大小: ;
η= = ×100%≈83.3%。
答:(1)提升货物所做的有用功为1000J;
(2)拉力通过的距离、拉力的功率分别为4m、120W;
(3)动滑轮的机械效率为83.3%。
【点睛】
本题考查了使用动滑轮时功、功率、机械效率的计算,属于基础题目。
2.(1)2.25×105J (2)78.4%
【解析】
【详解】
(2)滑轮组对石块做了多少功?
(3)人对滑轮组做功的功率是多少?
(4)该滑轮组的机械效率是多少?
6.在起重机吊臂前端装有滑轮组,滑轮组的连接方式如图所示。已知重物A的底面积为2m2,质量是2.4t.当与滑轮相连的每段绳子上的拉力为3×103N时,静止在水平地面的重物A对地面的压强比它没有受到拉力时减小了4×103Pa.不计绳重及轮与轴间的摩擦,g取10N/kg,求:
(3)人拉绳时对地面的压力F=Ps=20000Pa×300×10-4m2=600N,人的重力G=600N+125N=725N.
10.(1)75%;(2)100W;(3)详见解析
(2)滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计,由 可得,动滑轮所受的重力:G动=nF﹣GA=3×1000N﹣2700N=300N;
(3)绳端移动的速度:v绳=nv物=3×0.4m/s=1.2m/s,拉力F的功率:P=Fv绳=1000N×1.2m/s=1200W。
8.(1)10kg;(2)500Pa;(3)83.3%