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初中物理机械效率计算题专项训练(附答案)

来源:纷纭教育
1、建筑工地上,工人用如图所示的装置将重为230N的建材从地面匀速送到6m高处,所用拉力为125N,时间为20s,求:(1)工人做的有用功(2)工人做的总功(3)工人做功的功率(4)滑轮组的机械效率

【答案】解:(1)工人做的有用功:W有= Gh = 230N×6m = 1380J

(2)由图可知绳子的有效股数为2,则工人做的总功:

W总= FS =Fnh= 125N×2×6m = 1500J (3)工人做功的功率:

(4)此过程中该装置的机械效率:

2、用图中滑轮组匀速提升重800N的物体,手向下拉绳子自由端的拉力为500N,当物体被提升3m时,求:(1)绳子自由端移动的距离(2)所做的有用功 (3)拉力F做的总功(4)此滑轮组的机械效率

【答案】解:(1)由图可知,n=2,则绳端移动的距离: s=nh=2×3m=6m

(2)人所做的有用功: W有= Gh = 800N×3m = 2400J

(3)人拉绳子做的总功: W总= FS = 500N×6m = 3000J

(4)滑轮组的机械效率:

3、用如图所示的滑轮组提升重物,已知物体重为200N,动滑轮的重为50N,5s内可使物体匀速上 升2m,不计绳重和摩擦。求:(1)拉力所做的功(2)拉力的功率(3)滑轮组的机械效率。

【答案】解:(1)由图可知n=2,则绳子自由端移动的距离:S =2h =2×2m =4m

不计绳重和摩擦,则绳端的拉力:

拉力所做的功:W总= FS = 125N×4m =500J (2)拉力的功率:(3)有用功:

则滑轮组的机械效率:

4、工人利用如图所示的斜面,把质量为50kg的货物沿斜面由底部匀速推到顶端,所用时间为10s,沿斜面向上的推力为300N,斜面长10m,高5m,g=10N/kg,求:(1)把货物推上斜面做的有用功是多少? (2)此过程推力做了多少功?(3)斜面的机械效率是多少?

【答案】解:

(1)货物受到的重力为:G = mg = 50kg×10N/kg = 500N

工人做的有用功为:W有= Gh = 500N×5m = 2500J

(2)工人推力做的总功为:W总= FS = 300N×10m = 3000J

(3)斜面机械效率为:

5、如图所示,工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢,所用的斜面长是3m。求:(1)推力做的功 (2)斜面的机械效率。(3)若想增大此斜面的机械效率,可采取什么方法?(答一种方法即可)

【答案】解:(1)推力做的功为:W总= FS = 500N×3m = 1500J

(2)所做的有用功为:W有= Gh = 800N×1.5m = 1200J

斜面的机械效率为:

(3)若想增大此斜面的机械效率,可采取使斜面的表面变光滑,这样摩擦力会变小,所做额外功变小, 机械效率变大。另外,还可以通过增大斜面的倾斜角度,增大斜面的机械效率。

6、建筑工地上,工人师傅用如图所示的滑轮组,将1200N的重物匀速提升4m,用了20s,已知动滑轮重300N,(不计绳重和摩擦)求:(1)工人师傅对绳的拉力 (2)滑轮组的机械效率 (3)工人拉力做功的功率

【答案】解:(1)由图可知,n=3 ,

则工人师傅对绳的拉力:

(2)有用功:W有= Gh =1200N×4m=4800J

绳子自由端移动的距离:S=3h=3×4m=12m 总功:W总= FS =500N×12m=6000J

滑轮组的机械效率:(3)工人拉力做功的功率:

7、小李用如图所示的滑轮组把90kg的物体提升3m,作用在绳子自由端的拉力是400N,不考虑绳重及摩擦,g=10N/kg求:(1)把物体直接提升所做的有用功 (2)拉力所做的总功 (3)滑轮组的机械效率 (4)动滑轮的重力

【答案】解:(1)所做的有用功:W有=Gh=mgh=90kg×10N/kg×3m=2700J

(2)由图可知,n=3 ,则绳端移动的距离:s=nh=3×3m=9m 拉力所做的总功:W总=FS=400N×9m=3600J (3)滑轮组的机械效率: (4)由

可得,动滑轮的重力:

8、利用如图所示的滑轮组,用F=1000N的力拉绳子自由端,货物A以0.1m/s的速度匀速直线运动10s,整个过程中,滑轮组的机械效率为75% 求:(1)货物A在10 s内移动的 距离(2)这个过程中拉力F的功率(3)水平地面对货物A的摩擦力大小

【答案】解:(1)根据可知货物A在10 s内移动的距离:SA=Vt=0.1m/s×10s=1m

(2)由图可知,动滑轮上绳子的有效股数:n=2

绳子自由端移动的速度:V绳=nVA=2×0.1m/s=0.2m/s 拉力的功率: (3)由

得摩擦力:

9、如图所示,将一个质量为0.5kg的物体,从底端沿斜面匀速拉到顶端所用时间为5 s,斜面长s为1m,高h为0.4m,斜面的效率为80%,g=10N/kg求:(1)拉力所做的有用功 (2)拉力做功的功率(3)物体在斜面上运动时受到的摩擦力

【答案】解:(1)拉力所做的有用功:W有= Gh = mgh = 0.5kg×10N/kg×0.4m=2J

(2)由 可得,拉力所做的总功:

拉力做功的功率:

(3)额外功为:W额 = W总- W有 = 2.5J-2J = 0.5J

由W额= fS可得,物体在斜面上运动时受到的摩擦力:

10、某工人用如图所示的装置把一重为1200N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10秒,已知斜面长6m、高2m,此装置的机械效率为80%,(滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计)求: (1)拉力F (2)拉力F做功的功率(3)箱子和斜面间的摩擦力

【答案】解:(1)由图可知滑轮装置是一个动滑轮,

绳端移动的距离: 有用功:W有= Gh = 1200N×2m=2400J

根据

可得,

, 拉力的功率:

(2)拉力做的功:

(3)因为W总=W有+W额 ,所以克服摩擦力做的额外功:W额=W总-W有=3000J-2400J=600J 根据W额= fS可得,摩擦力

11、用如图所示的滑轮组提升货物,已知动滑轮重30N、货物重360N,货物上升3m,上升速度是0.3m/s,拉力F的功率是180w,不计绳重,求:

(1)做的有用功(2)拉力F做的功(3)克服摩擦所做的功

【答案】解:(1)有用功:W有=Gh=360N×3m=1080J

(2)由 由

得:时间

得:拉力做的总功:W总=Pt=180w×10s=1800J

(3)克服动滑轮重做的额外功:W额动=G动h=30N×3m=90J 由 W总 = W有+W额动+W额摩 得:

克服摩擦所做的功: W额摩=W总-W有-W额动=1800J-1080J-90J=630J

12、如图,某人以600N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端,绳子下端移动了1.5m,重物上升0.5m,已知该滑轮组的机械效率为70%求:(1)在图中画出滑轮组的绕线情况(2)被吊起重物的质量是多少

【答案】解:(1)由题知,绳子下端移动了1.5m,重物上升0.5m

拉动绳子时,拉力端移动的距离S=nh, 则1.5m = n×0.5m

可见,承担动滑轮及重物的绳子股数:n=3,所以绳子应从动滑轮上挂钩开始绕 依次经过定滑轮、动滑轮、上面的定滑轮,如图所示 (2)人的拉力F=600N,拉力端移动距离S=1.5m 拉力做的总功:W总=FS=600N×1.5m=900J

由 由

得有用功: 得重物的重力:

重物的质量:

13、如图所示,某工人重600N,站在水平面上,用100N的拉力向下匀速拉动绳子,提起一浸没在水中体积为1.2×10-2m3,重360N的物体。物体始终浸没在水中,且忽略水对物体的阻力,ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg求:(1)已知工人双脚与地面的总接触面积是3×10-2m2,工人没有拉动绳子时对地面的压强 (2)物体浸没在水中时受到的浮力(3)提起物体时滑轮组的机械效率 (4)工人最多能够提起多重的同种物体

【答案】解:(1)工人对地面的压力

对地面的压强:

(2)物体浸没水中排开水的体积: 物体浸没在水中时受到的浮力:(3)提起物体时,滑轮组受到的拉力: 由图可知:绳子的股数 (4)根据

由于工人重600N,则最大拉力 根据

可知:滑轮组受到的最大拉力

可知动滑轮的重力为

,则提起物体时滑轮组的机械效率:

水中的同种物体的密度为

由于水中的同种物体受力情况为:F拉最大=G最大-F浮最大

即:F拉最大=G最大-ρ水gV排最大 所以,, 则

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