当前位置:文档之家› 机械效率计算题及答案

机械效率计算题及答案

四.计算题1、(2013四川自贡)如图所示(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 ).(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?解:(1)根据n=3,即动滑轮上绳子段数是3股; 则绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕,如图: (2)∵W 总=FS=600N×1.5m=900J ; ∴P=W/t=900J/10s=90W .(3)∵S=nh ;∴n=S/h=15m/05m=3; 由η=G/nF 得:G=ηnF=70%×3×600N=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2.8×103kg/m 3,每块大理石的体积是1.0×10-2m 3,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15m ,钢丝绳的拉力是2000N 。

则钢丝绳的拉力的功率是多少? (1) 每块大理石重:NKg N m m Kg Vg mg G 280/10100.1/108.23233=⨯⨯⨯⨯===-ρ (2分)(2) 升降机一次能提起的大理石块数:块每块大理石重量能提起的大理石总重量2028040020003=-⨯==NNN n(3) 钢丝绳端移动的距离:m m h s 451533=⨯== (1分) 把货物提升15 m 做的功:J m N Fs W 4109452000⨯=⨯== (1分)升降机的功率:w sJJ t W P 150060109min 110944=⨯=⨯== (1分) 3.(2013扬州)(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)滑轮组的机械效率。

解:从图可知,n=2,S=2h=2×5m=10m;(1)F=500N,S=10m,∵W=FS∴拉力做的总功为:W总=FS=500N×10m=5000J;(2)G=800N,h=5m,∵W=FS∴对物体做的有用功为:W有用=FS=Gh=800N×5m=4000J;(3)∵η=W有用/ Q总∴该滑轮组的机械效率为:η= W有用/ Q总×100%=4000J /5000J×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)有一质量为20kg 的正方体物体放在水平地面上, 它的体积为8 ×10 - 3m3 , 某人想通过如图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3m后恰好到达目标位置, 求此过程中人所做的功?( 3) 该定滑轮的机械效率是多大?( 1) ρ=m/V=2. 5 ×103 kg/ m3 ( 1 分)( 2) W总= Fh =250 ×3 = 750J ( 1 分)( 3) W有=Gh =20 ×10N×3m=600J ( 1 分)η= W有/W总= 600J/750J =80% ( 2 分)5. (2013年中考呼和浩特)如图所示,轻质杠杆MN长10N,杠杆处于静止状态,与水0.8m,ON=0.6m,F2=3平方向的夹角为300,F1的方向竖直向下,F2沿水平方向。

试计算:(1)F2的力臂;(2) F1的大小; (3)若知道0点支持物对杠杆支持力的方向垂直于杠杆沿OP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子利用滑轮组将重3N的物体匀速提升0.5m.⑴求图(1)中弹簧测力计对绳的拉力所做的功;⑵求图(1)中滑轮组的机械效率;⑶请在答题卷的图(2)中画出比图(1)更省力的绕线.⑴由公式W = Fs(1分)代入数据得W = 2.4J(1分)⑵有用功W有= Gh = 1.5J (1分)(1)(2)机械效率η = (W 有/W 总)×100%(1分) 代入数据得η = 62.5%(1分) ⑶ 如图所示(2分)7.(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构示意图。

如果小明每次向下拉动拉杆时,拉力为F =250N ,在0.4s 内使质量为m =20kg 的配重块匀速升高到h =40cm 后放手让其自由落下。

不计拉杆和绳的重力,g 取10N/kg 。

求:(1)小明拉动拉力器的功率P ;(2)小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功; (3)在小明锻炼过程中拉力器的机械效率η。

(1)根据题意有:Fh Pt =……………………① 解①代入数据得:250W P = ……………………② (2)由功的原理和功能关系有:W mgh =有用 ……………………③ W Fh =总……………………④ f W W W =-总有用……………………⑤联解③④⑤代入数据得:20J f W = ……………………⑥ (3)根据题意有:W W η=有用总……………………⑦ 联解③④⑦代入数据得:80%η=……………………⑧8.(2013•衡阳)某物体在竖直方向受到90N 的拉力,以0.2m/s 的速度匀速向上运动.(空气阻力不计)求:(1)物体在10s 内上升的距离. (2)物体受到的重力.(3)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)∵v=, ∴物体上升的距离: s=vt=0.2m/s ×10s=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 ×10s=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 , ∵η=,∴W 有用=ηW=60J ×80%=48J , 有用功率P===4.8W ;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上, 它的体积为8 ×10 - 3m3 , 某人想通过如图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3m 后恰好到达目标位置, 求此过程中人所做的功? ( 3) 该定滑轮的机械效率是多大? 答案:31. ( 5 分)( 1) ρ=m/V =2. 5 ×103 kg/ m3 ( 1 分) ( 2) W 总= Fh =250 ×3 = 750J ( 1 分) ( 3) W 有=Gh =20 ×10N ×3m=600J ( 1 分) η= W 有/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10m 的斜面上,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 /s 的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? 答案:43.解:(1)s sm m v s t 50/2.010===……………………………………1分 J m N FL W 600010600=⨯==总……………………………1分 W sJ t W P 120506000===…………………………………1分 (2) J m N Gh W 48006800=⨯==有…………1分 %80%10060004800%100=⨯=⨯=JJW W 总有η……………………2分(3)J J J W W W 12004800-6000-===有总额…………………1分N JLW f 120m101200===额…………………………2分 答:略。

F11.(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: ⑴滑轮组的机械效率η⑵货物上升3m 过程中,克服摩擦力做的功。

答案:12.(2013年河北省)如图16所示,重为1140 N 的物体,它与水平地面的接触面积为1.5×103 cm 2。

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体,但物体没有被拉动,物体对地面的最小压强为多大。

答案:37.解:(1)拉力的功率:600N 20.2m/s 240W W Fs P Fv t t====⨯⨯=总拉绳(2)滑轮组的机械效率:95%2N 600N11402=⨯=⨯===h F Gh Fs Gh W W 绳总有用η (3)由于忽略摩擦及绳重,2F = G + G 动 动滑轮重:G 动= 2F - G = 2×600 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= 2 G 人-G 动滑轮组提升物体的拉力:F 拉 ′= G -F 支物体受到的支持力:F 支 = G + G 动-2 G 人=1140 N+60 N -2×450 N = 300 N物体对地面的最小压强:32300N2.010Pa 0.15mF F p S S ====⨯支压 13.(2013年广州市)如右图所示,工人师傅用三种方法把重170N 的砂子提到三楼去。

相关主题