机械效率计算题含答案.doc

机械效率计算题用图6所示的滑轮组提升重物，已知物体重为200N，人用125N的拉力向下拉动绳子，5s内可使物体匀速上升2m求： （1）拉力所做的功和拉力的功率； （2）滑轮组的机械效率答案：（1）W=500J P=100W （2）80%2如图所示为一款塔式起重机，工作电压为380伏。当起重机吊起500千克重物以1米/秒速度匀速上升20米时，工作电流是18安；当起重臂水平旋转，带动重物在8秒内移动16米时，工作电流是5安。 (1)如果起重臂加长，那么平衡块质量应该_(填“增加”或“减小”)。 (2)请计算在整个过程中，起重机钢绳对重物所做的功和起重机将电能转化成机械能的效率(保留小数到0.1)。答案：增加；1105J；62.1%3如图所示，工人用滑轮组提升重240N的物体，所用的拉力为150N， 物体在5s内匀速上升lm求： (1)有用功； (2)滑轮组的机械效率； (3)拉力的功率答案：240J；80%；60W4随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们的住房条件也得到了很大的改善小明家最近购置了一套新房，为了帮助爸爸将重600N的装修材料运送到6m高的楼上，小明利用物理课上学过的滑轮组，设计了如图20甲所示的材料搬运方案(其中每个滑轮重30N，绳子足够长，所能承受的最大拉力为250N，不计绳重及摩擦) (1)计算说明绳子的拉力是否超过绳子的最大承受力? (2)小明爸爸观察了该装置后，他想如果将该装置的滑轮位置颠倒(图20乙)是否会更省力一些，请你按照小明爸爸的想法，用笔画线在乙图绕上绳子并说明小明爸爸的想法是否正确 (3)求两种方案的机械效率之比?(4)综合分析评估两个方案，你认为哪个方案更好一些?说明理由答案：5. 如图22所示装置图20 ，绳重及摩擦不计。装卸工人将重为800N的货物提至高处，人对绳的拉力F1为500N，货物在1min内匀速上升了5m。 G图22（1）请在图上画出绳子的绕法；（2）求滑轮组的机械效率；（3）如果重物是600N，要把重物提升5m，求拉力做的功。答案：（1）绕法如图4所示 2分（2） 100%100%100% 80% 2分 （3）G动2 F1G物2500800200N F2(G动 G物)2（600+200）2 N400N W40052 J4000 J 2分 G图46工人用如图所示的滑轮组提升重物，在10s内将240N的物体匀速提升2m，已知工人的拉力为100N不计绳重与摩擦阻力，求：（1）工人做功的功率； （2）滑轮组的机械效率；（3）如果用此滑轮组匀速提升300N的重物，拉力应为多大？答案：7、2009年入夏以来，我省滇西地区出现了百年不遇的特大旱灾，某校为保障师生的生活用水，紧急调来一台功率为15kw的抽水机，把水抽到距水面10m高的蓄水池中，抽水机30分钟刚好将容积为18m3的蓄水池抽满，求：（1）抽水机对水做的功；（2）抽水机的效率；（3）同学们，水是生命之源，请你写出日常生活中的两项节水措施。答案：1.8105J；67%；随手关水龙头；一水多用等8. 第41届世界博览会于2010年5月1日至10月31日在我国上海举行，世博会的主题是“城市，让生活更美好” 在场馆和楼房建设工地上，“塔吊”是常见的一种起重设备，如图19所示是“塔吊”的示意图.假设某塔吊配置的电动机铭牌上标有：额定电压380V， 额定功率38kW，线圈电阻0.4在一次吊起重物时，电动机正常工作20s，把重物吊起20m求：（1）该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能（2）电动机工作过程中，线圈产生的热量（3）在该起重设备中，如果这次吊起重物的机械效率为80%，则被吊重物的质量为多少t？ 答案：解:(1)由于电动机正常工作，消耗的功率等于额定功率，即P=38kW=3.8104W，工作时间t=20s，所以电动机消耗的电能为：W=Pt . (1分) =3.8104W20s =7.6105J (1分)(2) 电动机正常工作时的电流：I= =100A . (1分)线圈产生的热量：Q=I2Rt=(100A)20.420s =8104J . (1分)(3)电流产生热量消耗的电能W1=Q=8104J，电能转化为机械能的总量为 W总=W-W1 =7.6105J-8104J =6.8105J . (1分)因为= . (1分) 即 80%= 解得G2.72104N . (1分)所以，重物的质量为：m=2.72103kg=2.72t . (1分)9.某学校为了给蓄水塔抽水，新买了一单相螺杆自吸泵，其铭牌上的部分参数如下表：(吸程是指水泵到水面的距离；扬程是指水能被抽到的最高点到水面的距离) 型号 ZGD扬程 50m吸程 20m电压220V频率50Hz功率1.5kW 流量8m3/h 绝缘E级(1)该铭牌中有一个参数是明显错误的，请你指出来，并通过计算加以说明.(2)该水泵连续正常抽水1h，把水抽高了50m，水泵对水做了多少功？此时水泵的效率是多少？ (g取10N/kg)答案： (1)错误的参数是：吸程 20m 一标准大气压能把水压上的高度h= =10.13m 20m (2)水泵1h抽水体积V=8m3 水泵1h抽水质量m=V=1.0103kg/m38m3=8103kg 水泵抽水1h对水做的功W=Gh=mgh=8103kg10N/kg50m=4106J 水泵抽水1h消耗的电能W=Pt=1.5103W3600s=5.4106J 水泵的效率=100%=100%74.1%10如图所示，小明同学用动滑轮提升900N的木箱，木箱以05ms的速题24图 度匀速上升2m，所用拉力F的大小为500N(不计绳重和摩擦) (1)拉力F做功的功率是多少?(2)动滑轮的机械效率是多少?答案：500W；90%图1511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(3)提升过程的有用功W有=Gh总功W总=Fs=F2h 机械效率 (答，同样给分) 13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的大小答案：(1)400J (2)80 (3)50N14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10Nkg)(1)提升前货物静止在地面上，与地面的接触面积为004m2，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=80kg10N/kg/0.04m2=2104Pa(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=500N0.08m/s=40W(4)此滑轮组的机械效率=W有用/W总=mg/2F=80kg10N/kg/2500N=80%15. 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1.0103 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(用如图所示的滑轮组去拉物体A，已知A物质的密度是2 103kgm3，底面积是03m3，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10Nkg)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)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=400100=4104(J) (2分) (3)滑动摩擦力的火小与压力的人小成正比， ，即 (1分) (1分)型号额定电压额定功率DJ220V0.8kWDJ220V3.0kW 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0.8ms，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0.4ms)。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。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：AF图14（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=280kg10N/kg=2.8103N（1分） W=G材h=2800N10m=2.8104J（1分）（2）P=Fv绳F=2103N（1分）GA=2FG材=22103N2.8103N =1.2103N（1分） （3）W总=FS=2103N20m=4104J （1分）W总 =70%202010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）21.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=2.0103N，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：32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分)(2)人对绳子的拉力(2分) (1分)(3)提升过程的有用功W有=Gh (1分)总功W总=Fs=F2h (1分)机械效率 (1分)(答，同样给分) 22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项 目数值整机质量（kg）5000标准斗容（m3）0.5A最大挖掘深度（m）3B最大卸料高度（m）5两履带与地面接触的总面积（m2）4甲乙AB23某型号挖掘机的实物图(甲) 和作业范围图(乙)以及部分相关数据表，如下图所示。挖掘机在4s内将装满铲斗的密度为1.6l03kgm3的泥土，从最大挖掘深度处送到位于最大卸料高度的装载车上。 取g=10Nkg，求： （1）挖掘机静止在水平地面上不工作时（如图甲），对地面的压强。 （2）铲斗内泥土的质量。（3）移送泥土的过程中，挖掘机对泥土所做的功。（4）移送泥土的过程中，发动机的总功率是40kW，此过程挖掘机的机械效率。解：（1）压强P=1.25104Pa（2分）（2）泥土的质量m=1.6103kg/m30.5 m3=800kg（2分）（3）对泥土做功W有=Gh=mgh=800kg10N/kg（3m+5m）=6.4104J （2分）（4）挖掘机的发动机4s内做的总功W总=Pt=4104W4s=1.6105J （1分）挖掘机的机械效率（2分）24. 如图17所示，是建筑工人利用滑轮组从竖直深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=900N5m=4500J -（2分）（2）拉力F移动的距离S为：S=3h=35m=15m拉力F所做的总功为：W总=FS=400N15m=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：=W有/W总100%=4500J/6000J100%=75% -（2分）12