功功率机械效率的综合计算(含解析及答案).doc

功功率机械效率的综合计算1(2015，考感)如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12 m，物体重G6103 N，汽车重G车3104 N，汽车匀速拉绳子时的拉力F2.2103 N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求：(1)将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？(2)滑轮组的机械效率为多少？(保留一位小数)(3)若汽车运动的速度为3 m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？(4)汽车牵引力为多少？牵引力的功率为多少？解：(1)n3，s3h312 m36 m，WFs2.2103 N36 m7.92104 J(2)90.9%(3)v物v车3 m/s1 m/s，t12 s(4)F牵FfF0.1G车2.2103 N0.13104 N5.2103 N，P F牵v车5.2103 N3 m/s1.56104 W2(2015，陕西)如图所示，工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢。货物移动的距离s与时间t的关系如图所示。在此期间，工人拉这箱货物沿斜面匀速运动时的拉力为594 N。此斜面的长为5 m，高为1 m，这箱货物重为1500 N。(1)05 s内，这箱货物处于_状态，工人所做的功为_J。(2)530 s内，这箱货物运动的速度是多少？拉力做功的功率是多大？(3)该斜面的机械效率是多少？解：(1)静止0(2)这箱货物运动的速度v0.2 m/s，拉力做的功WFs594 N5 m2970 J，拉力做功的功率P118.8 W(3)对这箱货物做的有用功W有Gh1500 N1 m1500 J，拉力做的总功W总W2970 J，斜面的机械效率50.5%3(2015，遂宁)某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组(物体与动滑轮用绳子a连接)匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从200 N开始逐渐增加，直到组装滑轮组的绳子b被拉断，每次物体拉动的距离均为2 m。通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图象如图乙。(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)求：(1)动滑轮重力； (2)当滑轮组的机械效率为80%，物体以0.2 m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率； (3)一个重500 N的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子b，请你通过计算分析他能否实现。解：(1)由图乙可知，当f1200 N时，150%，W总1W有W额f1sG动s，50%，G动200 N(2)当280%时，280%，f2 800 N，W有2f2s800 N2 m1600 J，当t10 s，P有160 W(3)由图乙可知，当f31600 N时，绳子刚好被拉断，绳b最大拉力F3(G物G动)(200 N1600 N)600 NG人，故不会拉断绳子b。4(2015，绵阳)我国南宋远洋商贸船“南海一号”于2007年成功打捞出水，为复原我国海上丝绸之路历史提供了极珍贵的实物资料，采用沉井包裹沉船的整体打捞方式，在世界水下考古也是一大创新。某同学为了体验“南海一号”的打捞过程，特利用滑轮组从水下打捞一重物。如图所示，用一个底面积S0.05 m2，高h0.2 m的长方体形状的重物模拟“南海一号”，该同学站在岸边拉动绳子的自由端，使重物从水底开始向上运动。假定重物一直做竖直向上的匀速直线运动，并经历三个运动阶段：第一阶段，从重物在水底开始运动到重物的上表面刚露出水面，绳对重物的拉力F1140 N，用时t140 s；第二阶段，从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面，用时t24 s；第三阶段，重物下表面离开水面后在空中上升。已知动滑轮所受重力G060 N，水1.0103 kg/m3，g10 N/kg，不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力，不考虑重物出水前后质量的变化。求：(1)在第一阶段运动中，水对重物的浮力F浮为多大？(2)在第一阶段运动中，绳对重物做功W1为多大？(3)滑轮在第一阶段运动中的机械效率1和在第三阶段运动中的机械效率3分别为多大？解：(1)V排Sh0.05 m20.2 m0.01 m3，F浮水gV排水gV1.0103 kg/m310 N/kg0.01 m3100 N(2)第二阶段：v0.05 m/s，第一阶段：h1vt10.05 m/s40 s2 m，W1F1h1140 N2 m280 J(3)第一阶段：人对绳的拉力F1 N，70%，重物GF1F浮140 N100 N240 N；第三阶段：380%第5题图第6题图第7题图5(2015，郴州)如图所示，用不变的拉力F匀速拉动重为G的物体A，使物体A沿水平方向移动了一段距离s，在此过程中拉力F做的功为( C )AFs BGs C2Fs D(GF)s6(2015，泰安)分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在5 s内将重为100 N的物体G匀速提升2 m，每个滑轮的重均为10 N。不计绳重及摩擦，此过程中( D )AF甲小于F乙 B甲的机械效率小于乙的机械效率CF甲做的功大于F乙做的功 DF甲做功的功率等于F乙做功的功率7(2015，丹东)小勇体重600 N，利用如图所示的滑轮组在10 s内使物体A匀速上升5 m。已知物体A重为800 N，小勇作用在绳端的拉力大小为500 N，在此过程中，下列说法正确的是( D )A水平地面对小勇的支持力做功为6000 J B小勇做的有用功为3000 JC小勇拉力的功率为250 W D此滑轮组的机械效率为80%第8题图第9题图8(2015，扬州)如图所示，工人用滑轮组匀速提升重800 N的货物，所用的拉力F为500 N，货物在50 s内匀速上升5 m。在此过程中，货物上升的速度是_0.1_m/s；所做的有用功是_4000_J；拉力作功的功率是_100_W；滑轮组的机械效率是_80%_。9(2015，南京)如图所示，用塔式起重机上的滑轮组匀速起吊6000 N的物体，物体上升5 m所用的时间为10 s，滑轮组的机械效率是80%，则有用功是_3104_J，总功是_3.75104_J，拉力F的功率是_3.75103_W。10(2015，北京)用如图所示的滑轮组提升物体A。在匀速竖直提升A的过程中，卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400 N，物体A上升的速度vA为0.1 m/s，滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求：(1)拉力F做功的功率P；(2)物体A所受的重力GA；(3)动滑轮所受的重力G动。解：(1)PFv绳F2vA400 N0.2 m/s80 W(2)90%，90%，解得G720 N(3)2FGG动，800 N720 NG动，解得G动80 N11(2015，玉林)如图是利用电子秤显示水库水位装置的模型图，该装置主要由两个重力均为20 N的动滑轮、长方体物块A和B以及轻质杠杆MN组成，物块A通过细绳与滑轮相连，物块B通过细绳与杠杆相连，杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置平衡，且OMON14，已知物块A的重力GA1500 N，底面积S0.01 m2，高H10 m，物块B的重力GB100 N。一切摩擦均忽略不计，g取10 N/kg，当物块A有五分之一露出水面时，水库水位刚好达到警戒水位。求：(1)当达到警戒水位时，物块A底部受到水的压强；(2)当达到警戒水位时，物块A所受的浮力大小；(3)当水位上涨超出警戒水位2.5 m时，电子秤的示数。解：(1)pgh1.0103 kg/m310 N/kg(1)10 m8104 Pa(2)F浮水gV排1103 kg/m310 N/kg0.01 m2(1)10 m800 N(3)当水位超过警戒水位2.5 m时，A被浸没，F浮大水gV排1.0103 kg/m310 N/kg0.01 m210 m1000 N，对A物块FAGAF浮大1500 N1000 N500 N，对C滑轮FC(FAG动)(500 N20 N)260 N，对D滑轮FM(FCG动)(260 N20 N)140 N，由杠杆平衡条件FMlOMFNlON，FNFM140 N35 N，FBGBFN100 N35 N65 N，电子秤示数为6.5 kg。