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2019中考物理 知識點(diǎn)全突破系列 專題64 機(jī)械效率大小的計(jì)算(含解析).doc

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2019中考物理 知識點(diǎn)全突破系列 專題64 機(jī)械效率大小的計(jì)算(含解析).doc

機(jī)械效率大小的計(jì)算一、單選題1.如右圖所示,某同學(xué)使用動(dòng)滑輪把600N的重物勻速提升了3m,所用的拉力是400N。下列說法正確的是( )A.機(jī)械效率是80%B.有用功是1800JC.額外功是300JD.總功是2100J2.某品牌無人駕駛汽車在一段平直公路上勻速行駛6.9km,用時(shí)5min45s,消耗燃油1.5kg,已知汽車的牽引力是2000N,燃油的熱值為4.6107J/kg,假設(shè)燃油完全燃燒。通過計(jì)算可知,下列結(jié)果正確的是( )汽車行駛速度是20km/h 消耗的燃油完全燃燒放出的熱量是6.9107J汽車牽引力做功的功率是30kW 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是20%A.只有和B.只有和C.只有和D.只有和3.如圖所示的滑輪組中,動(dòng)滑輪重1N,小強(qiáng)用6N的拉力F通過該滑輪組勻速拉起重10N的物體,物體沿豎直方向上升0.4m此過程中,額外功和機(jī)械效率分別是() A.0.4J83.3%B.0.8J91.7%C.0.8J83.3%D.0.4J91.7%4.如圖,用一個(gè)重為2N的動(dòng)滑輪,把G物=12N的物體在2s內(nèi)勻速提升0.2m(不考慮繩子的重力和摩擦),則() A.繩子的拉力F=6NB.繩子自由端移動(dòng)速度v=0.1m/sC.有用功W有=2.8JD.動(dòng)滑輪的機(jī)械效率=85.7%5.圖1中力 水平拉動(dòng)重為G的物體A在水平路面勻速移動(dòng)了s。改用滑輪組拉動(dòng)A在同一路面勻速移動(dòng)了s,拉力為 (如圖2)。此過程滑輪組( ) A.總功為 B.額外功為 C.機(jī)械效率為 D.額外功為 6.如圖所示,用完全相同的兩個(gè)滑輪組,分別將重為G1、G2的兩個(gè)物體勻速提升相同的高度(繩重、摩擦不計(jì)),若G1>G2 , 提升重物所做的有用功分別為W1、W2 , 機(jī)械效率分別為1、2 , 則下列判斷正確的是( )A.W1>W2、1>2B.W1>W2、1=2C.W1>W2、1<2D.W1=W2、1>27.如圖所示,用滑輪組提升重物時(shí),重200N的物體在5s內(nèi)勻速上升了1m已知拉繩子的力F為120N,如果不計(jì)繩重及摩擦,則提升重物的過程中()A.繩子自由端被拉下3mB.動(dòng)滑輪重20NC.滑輪組的機(jī)械效率是83.3%D.拉力F的功率是40W二、填空題8.如圖所示,在不計(jì)繩重和摩擦的情況下,用滑輪在10s內(nèi)將重為40N的物體勻速提升2m,已知拉力F為25N,則在這個(gè)過程中拉力做的功是_J,滑輪組的機(jī)械效率是_,若勻速提升重為80N的物體,則這個(gè)滑輪組的機(jī)械效率將_(變大/變小/不變)。9.如圖所示,工人師傅用動(dòng)滑輪勻速提升重物使用動(dòng)滑輪的好處是_若物體重450N,工人所用拉力為250N,則動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為_;用該滑輪勻速提升重600N的物體,若不計(jì)繩重和摩擦,則工人所用的拉力為_N10.用如圖裝置,在20s內(nèi)將80N的水桶提升3m,拉力為50N,則拉力的功率為_W,該裝置的機(jī)械效率是_%若不計(jì)繩重和摩擦則動(dòng)滑輪的重力為_N。11.小明用如圖所示滑輪組,在5s內(nèi)將重90N的物體勻速提升50cm,已知?jiǎng)踊喼?0N,不計(jì)繩重和摩擦,則拉力F做功的功率_W,滑輪組的機(jī)械效率為_。若用此滑輪組提升100N的重物,滑輪組的機(jī)械效率將_(選填“變大”、“變小”或“不變”)。12.如圖所示是一種小型千斤頂?shù)氖疽鈭D,當(dāng)手往下壓動(dòng)搖臂時(shí),能把重物抬高一段較小的距離,工人在4s時(shí)間內(nèi)用100N的力豎直向下壓動(dòng)搖臂1m,把1000N的重物勻速抬高8cm則重物上升的速度為_m/s,人做的功為_J,千斤頂?shù)男适莀%13.如圖所示,用滑輪組將1.5kg的物體勻速提高0.5m,拉力F為10N,則有用功為_J,滑輪組機(jī)械效率為_若增加所提物體的重力,滑輪組機(jī)械效率_(變大/變小/不變)(不計(jì)繩重和摩擦,g取10N/kg) 14.工人站在地面上,用定滑輪將27kg的物品吊運(yùn)到10m高處,使用定滑輪的優(yōu)點(diǎn)是_若不計(jì)繩重和摩擦,勻速吊運(yùn)所需的拉力是_N;若勻速吊運(yùn)時(shí)的實(shí)際拉力是300N,則人所做的有用功是_J,定滑輪的機(jī)械效率是_(g取10N/kg) 15.小強(qiáng)同學(xué)利用如圖甲所示的滑輪組將貨物運(yùn)送到樓上,不計(jì)繩子和摩擦,如果所送貨物重G從20N開始逐漸增加,每次均勻拉動(dòng)繩子,且提升同樣的高度,圖乙記錄了在整個(gè)過程中滑輪組的機(jī)械效率隨貨物的重力的增加而變化的圖象,根據(jù)圖像可以知道動(dòng)滑輪重為_N,當(dāng)貨物重G為180N時(shí),滑輪組的機(jī)械效率是_16.斜面高為1m,長為3m,工人用400N沿斜面方向的力將重為900N的箱子勻速推到車上在這過程中工人做的有用功是_J,機(jī)械效率為_;物體受到斜面的摩擦力大小為_N。17.如圖所示,工人用 3m 長的斜面,把 120kg 的木箱推上 1m 高的卡車,假設(shè)斜面光滑則需要施加的推力為_N;若實(shí)際用力為 500N,斜面的機(jī)械效率為_,重物受到的摩擦力為_N(g 取 10N/kg)18.測量滑輪組機(jī)械效率的裝置如圖,用5N拉力將重為8N的物體勻速提升0.5m,用時(shí)4s,拉力做的有用功W有用=_J,滑輪組的機(jī)械效率=_。19.如圖所示,斜面長5m,高1m,工人用沿斜面方向400N的力把重1600N的木箱勻速推到車上,推力對木箱做的功是_J,斜面的機(jī)械效率是_。20.如圖所示,現(xiàn)用一個(gè)滑輪組勻速拉動(dòng)物體A,使物體A在5 s內(nèi)沿水平地面向左運(yùn)動(dòng)了50 cm,已知物體A重600 N,物體與地面間的摩擦力為24 N,拉力F的大小為10 N,則使用滑輪組時(shí)所做的有用功為_J,滑輪組的機(jī)械效率為_,拉力F的功率為_W.三、計(jì)算題21.如圖是建筑工地上的起重機(jī)示意圖,起重機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率為3103W,當(dāng)它把質(zhì)量為1t的重物勻速提起24m時(shí),用時(shí)100s(g=10N/kg)求:(1)在這段時(shí)間內(nèi)起重機(jī)提起重物做功的功率是多少?機(jī)械效率是多少? (2)若起重機(jī)AB長為20m,吊起重物時(shí)B端的配重質(zhì)量為4t,為使起重機(jī)不翻倒,則OB長為多少?(不計(jì)摩擦和起重機(jī)自重) 22.如圖是工人將重160N的物體勻速放下的過程,已知物體下降的距離為3m,用時(shí)3s,工人的拉力為50N,工人質(zhì)量為50kg。(物體未浸入水中,且不計(jì)繩重及摩擦)(1)求工人放繩的速度。 (2)求滑艙組的效率1(3)如果物體完全浸沒水中后滑輪的機(jī)械效率為2 , 已知1:2=4:3(物體在水中仍勻速下降,動(dòng)滑輪不會浸入水中且不計(jì)繩重及摩擦,g=10N/kg)。求當(dāng)物體完全浸沒水中后,工入對地面的壓力。 23.圖甲是海上打撈平臺裝置示意圖,使用電動(dòng)機(jī)和滑輪組將實(shí)心物體A從海底豎直向上始終以0.05m/s的速度勻速吊起,圖乙是物體A所受拉力F隨時(shí)間t變化的圖象(不計(jì)摩擦、水的阻力及繩重,水=1.0103kg/m3 g=10N/kg)。請解答下列問題:(1)物體A的體積是多少? (2)物體A完全浸沒在水中時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為80%,當(dāng)物體A完全離開水面后,滑輪組的機(jī)械效率是多少? (3)當(dāng)物體A完全離開水面后,電動(dòng)機(jī)兩端電壓為380V,通過的電流為5A,電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為多少?(不計(jì)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部摩擦) 24.小明健身用的拉力器結(jié)構(gòu)如圖所示他用300N的拉力向下勻速拉動(dòng)拉桿,使體積為3103m3、質(zhì)量為24kg的配重塊在2s內(nèi)升高40cm g取10N/kg求: (1)配重塊的重力; (2)配重塊的密度; (3)此過程中拉力器的機(jī)械效率 25.如圖,建筑工人用400N的拉力,將1000N重的物體勻速提升3m,所用的時(shí)間是15s,不計(jì)繩重和摩擦,求: (1)動(dòng)滑輪重; (2)工人做有用功的功率; (3)滑輪組的機(jī)械效率 26.在小型建筑工地,常用簡易的起重設(shè)備豎直吊運(yùn)建筑材料,其工作原理相當(dāng)于如圖所示的滑輪組某次將總重G為4000N的磚塊勻速吊運(yùn)到高為10m的樓上,用時(shí)40s,卷揚(yáng)機(jī)提供的拉力F為2500N。求在此過程中:(1)拉力F的功和功率; (2)滑輪組的機(jī)械效率。 27.如圖所示是一種塔式起重機(jī)上的滑輪組已知在勻速起吊600N的物體上升2m的過程中,滑輪組的機(jī)械效率為80%(不計(jì)繩重及摩擦)(1)滑輪組做的有用功是多少? (2)繩端的拉力F是多大? (3)動(dòng)滑輪重是多少? 28.如圖所示,工人用滑輪組提升重200N的物體,所用的拉力為125N,物體在5s內(nèi)勻速上升2m。(不計(jì)摩擦及繩重)求:(1)工人對物體做的有用功; (2)動(dòng)滑輪的重力; (3)滑輪組的機(jī)械效率; (4)工人拉繩的功率。 29.工人師傅要將質(zhì)量為100kg的木箱搬到1.5m高的車廂里,他將一塊5m長的長板搭在地面與車廂之間構(gòu)成斜面,然后站在車上用400N的拉力在10s內(nèi)將木箱從斜面底端勻速拉到車廂里,如圖所示,g取10N/kg。(1)拉木箱過程中,工人所做的有用功是多少? (2)工人拉力所做的總功是多少?拉力做功的功率是多少? (3)拉木箱過程中,斜面的機(jī)械效率是多少? (4)木箱被拉到車廂里后,放在水平車廂底板上,木箱與車廂底板的接觸面積為0.5m2 , 木箱對車廂底板的壓強(qiáng)是多少? 30.起重機(jī)把質(zhì)量為6103kg的重物勻速提升了2m,如果它的電動(dòng)機(jī)所做的功是3105J,則起重機(jī)的機(jī)械效率是多少?(g取10N/kg) 31.如圖所示,小明用500N豎直向下的拉力F能勻速提起一箱重1200N的貨物,已知貨物的底面積是300cm2 , 小明的體重為600N,不計(jì)繩重和摩擦。求:(1)此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率; (2)動(dòng)滑輪的重力; (3)若小明改用最大拉力(繩子沒有斷裂)提兩箱相同的貨物,結(jié)果沒有把貨物提起來,此時(shí)貨物對地面的壓強(qiáng)為多少?(兩箱貨物豎直疊放,與地面接觸面積仍為300cm2) 答案解析部分一、單選題1.【答案】B 【解析】【解答】有用功 ;B符合題意;拉力做的總功為D不符合題意; ,C不符合題意;動(dòng)滑輪的機(jī)械效率 A不符合題意。故答案為:B。【分析】利用物體的重力和高度計(jì)算有用功,拉力和繩子的拉長長度計(jì)算總功,總功和有用功的差計(jì)算額外功,有用功和總功的比值計(jì)算機(jī)械效率.2.【答案】D 【解析】【解答】汽車行駛速度是:,故錯(cuò)誤;消耗的燃油完全燃燒放出的熱量是:,故正確;勻速行駛時(shí)汽車受到的牽引力與阻力是平衡力,所以汽車牽引力做功的功率是:,故錯(cuò)誤;汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的做的功為:,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是:,故正確。.故答案為:D?!痉治觥坷盟俣裙絭=求得速度;根據(jù)Q放=mq可求熱量;再利用W=Fs可求得該汽車牽引力所做的功,再利用P=求功率;利用Q=mq可求得消耗的總能量,再利用效率公式求出該汽車的效率.3.【答案】C 【解析】【解答】解:(1)由圖知,n=2,拉力端移動(dòng)距離s=2h=20.4m=0.8m, W總=Fs=6N0.8=4.8J,W有用=Gh=10N0.4m=4J,W額=W總W有用=4.8J4J=0.8J,(2)滑輪組的機(jī)械效率:= 100%= 100%83.3%故選:C【分析】(1)題目沒有指明不計(jì)摩擦和繩重,因此是需要計(jì)摩擦和繩重,此時(shí)額外功不能直接計(jì)算,需要用總功減去有用功得到,W總=Fs,W有用=Gh,W額=W總W有用;(2)根據(jù)= 求出機(jī)械效率4.【答案】D 【解析】【解答】解:A、圖中使用的是動(dòng)滑輪,n=2,不考慮繩子的重力和摩擦,拉力F= (G輪+G物)= (2N+12N)=7N,故A錯(cuò); B、物體在2s內(nèi)勻速提升0.2m,物體上升速度v物= = =0.1m/s,繩子自由端移動(dòng)速度v=2v物=20.1m/s=0.2m/s,故B錯(cuò);C、有用功:W有=Gh=12N0.2m=2.4J,故C錯(cuò);D、總功:W總=Fs=F2h=7N20.2m=2.8J,機(jī)械效率:= 100%= 100%85.7%,故D正確故選D【分析】(1)圖中使用的是動(dòng)滑輪,n=2,不考慮繩子的重力和摩擦,利用F= (G輪+G物)求拉力;(2)物體在2s內(nèi)勻速提升0.2m,利用速度公式求物體上升速度,繩子自由端移動(dòng)速度等于物體上升速度的2倍;(3)利用W=Gh求有用功;(4)利用W=Fs求出總功,再利用效率公式求動(dòng)滑輪的機(jī)械效率5.【答案】D 【解析】【解答】滑輪組中,有三段繩子承擔(dān),因此拉力移動(dòng)的距離為3S,則總功為3F2S,A不符合題意;拉力的有用功為F1S,則額外功是3F2S-F1S,B不符合題意,D符合題意;機(jī)械效率為 ,C不符合題意;故答案為:D【分析】拉物體的力做的功為有用功;通過滑輪組拉物體做的功為總功,總功減去有用功為額外功,有用功與總功的比值為機(jī)械效率.6.【答案】A 【解析】【解答】用兩個(gè)相同的滑輪組將物體提升相同的高度,且G1G2 , 根據(jù)W有=Gh可知,有用功的關(guān)系為:W1W2;兩個(gè)完全相同的兩個(gè)滑輪組,繩重和摩擦不計(jì),額外功相同,根據(jù)W總=W有用+W額外可知W總1W總2 , 可知,12 所以BCD不符合題意,A符合題意。故答案為:A。【分析】根據(jù)力和距離的乘積計(jì)算功的大小,根據(jù)有用功和總功的比值計(jì)算機(jī)械效率,并比較。7.【答案】C 【解析】【解答】物重由兩段繩子承擔(dān),因此,當(dāng)物體提升1m時(shí),繩子的自由端應(yīng)被拉下2m,而不是3m,A不符合題意;拉力為120N,則兩段繩子共承擔(dān)了240N,在不計(jì)繩重及摩擦?xí)r,動(dòng)滑輪的重應(yīng)該是240N200N40N,B不符合題意;滑輪組的機(jī)械效率 ,所以C符合題意;拉力F的功率 ,D不符合題意故答案為:C【分析】滑輪組的分析和繩子的股數(shù)有關(guān),使用滑輪組時(shí),拉力是總重的n分之一,繩子拉長的距離是物體高度的n倍,利用力和距離的乘積計(jì)算功,有用功和總功的比值計(jì)算機(jī)械效率。二、填空題8.【答案】100;80%;變大 【解析】【解答】解:(1)由圖可知,連接動(dòng)滑輪繩子的股數(shù)n=2,繩子自由端移動(dòng)的距離s=2h=22m=4m;則在這個(gè)過程中拉力做的功:W總=Fs=25N4m=100J;(2)拉力做的有用功:W有=Gh=40N2m=80J,則滑輪組的機(jī)械效率:= 100%= 100%=80%;(3)由= 100%= 100%= 100%= 100%可知,滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重和物體重有關(guān),動(dòng)滑輪重力不變,物體重力變大,機(jī)械效率將變大。故答案為:100;80%;變大。【分析】力和距離的乘積計(jì)算功的大小, 有用功和總功的比值計(jì)算機(jī)械效率,機(jī)械效率的大小和物體重力有關(guān).9.【答案】省力;90%;325 【解析】【解答】解:使用動(dòng)滑輪的好處是省力;= =90%;由F= (G+G動(dòng))得:G動(dòng)=2F-G=2250N-450N=50N, F= = =325N.故答案為:省力;90%;325?!痉治觥縿?dòng)滑輪的特點(diǎn):省力但不能改變力的方向;根據(jù)= 求解;先根據(jù)F= (G+G動(dòng))求出動(dòng)滑輪的重力,再根據(jù)F= (G+G動(dòng))求解。10.【答案】15;80;20 【解析】【解答】繩子自由端移動(dòng)的距離s2h23m6m,拉力做的總功:W總Fs50N6m300J,則拉力的功率:P 15W。拉力做的有用功:W有Gh80N3m240J,則該裝置的機(jī)械效率: 100% 100%80%。不計(jì)繩重及摩擦,由F (G+G動(dòng))可得動(dòng)滑輪的重力:G動(dòng)2FG250N80N20N。故答案為:15;80;20.【分析】利用物體重力和高度計(jì)算有用功,利用拉力和繩子移動(dòng)的距離計(jì)算總功,有用功和總功的比值計(jì)算機(jī)械效率,功和時(shí)間的比值計(jì)算功率,結(jié)合動(dòng)滑輪上物體重力和拉力計(jì)算動(dòng)滑輪的重力.11.【答案】10;90%;變大 【解析】【解答】由圖知道,n=2,由于不計(jì)繩重和摩擦,所以,繩端的拉力是:F=(G輪 +G物)/2=(10N+90N)/2=50N,拉力端移動(dòng)的距離是:s=2h=20.5m=1m,拉力做功是:W總=Fs=50N1m=50J,拉力做功的功率是:P=W總/t=50J/5s=10W;使用滑輪組做的有用功是:W有 =Gh=90N0.5m=45J,故滑輪組的機(jī)械效率是:=W有/W總100%=45J/50J100%=90%;若用此滑輪組提升100N的重物,提升重物的重力增大了,則有用功增大,而繩重及摩擦不計(jì)、動(dòng)滑輪重不變,即額外功不變,由=W有/W總100%知道,滑輪組的機(jī)械效率將變大。故答案為:10;90%;變大.【分析】利用拉力和移動(dòng)的距離計(jì)算功的大小,利用功和時(shí)間計(jì)算功率,有用功和總功的比值計(jì)算機(jī)械效率,機(jī)械效率和物體的重力有關(guān)。12.【答案】0.02;100;80 【解析】【解答】解:(1)由題知,4s時(shí)間內(nèi)重物被勻速抬高h(yuǎn)=8cm,所以重物上升的速度:v= = =0.02m/s;(2)所做的有用功:W有用=Gh=1000N0.08m=80J,人做的功是總功:W總=Fs=100N1m=100J,所以千斤頂?shù)臋C(jī)械效率:= 100%= 100%=80%故答案為:0.02;100;80【分析】(1)由速度公式計(jì)算重物上升速度;(2)根據(jù)公式W=Gh可求有用功,根據(jù)公式W=Fs可求總功,有用功與總功的比值就是千斤頂?shù)臋C(jī)械效率13.【答案】7.5;75%;變大 【解析】【解答】解:(1)由圖可知,n=2,則拉力端移動(dòng)距離:s=2h=20.5m=1m 有用功為:W有用=Gh=mgh=1.5kg10N/kg0.5m=7.5J;(2)拉力做的總功為:W總=Fs=10N1m=10J,滑輪組的機(jī)械效率:= = 100%=75%;(3)增加所提物體的重力時(shí),有用功增大,而摩擦不計(jì)、動(dòng)滑輪重不變,額外功不變,這樣有用功在總功中所占的比例增大,滑輪組的機(jī)械效率將變大故答案為:7.5; 75%; 變大【分析】(1)利用W=Gh=mgh求有用功;(2)由圖可知,有兩股繩子在拉重物,即n=2,拉力端移動(dòng)距離s=2h,利用W=Fs求總功,再利用效率公式求滑輪組的機(jī)械效率;(3)增大機(jī)械效率的方法有二:一是增大有用功,即拉更重的重物;二是減小額外功,如減小摩擦、減輕動(dòng)滑輪重14.【答案】改變施力方向;270;2700J;90% 【解析】【解答】解:物體重力:G=mg=27kg10N/kg=270N, 定滑輪的實(shí)質(zhì)是個(gè)等臂杠桿,使用定滑輪的目的是可以改變施力方向,但不能省力所以若不計(jì)繩重和摩擦,勻速吊運(yùn)所需的拉力是F=G=270N;若勻速吊運(yùn)時(shí)的實(shí)際拉力是300N,W總=Fs=300N10m=3000J,W有用=Gh=270N10m=2700J,= 100%= 100%=90%故答案為:改變施力方向,270;2700J;90%【分析】(1)定滑輪的使用特點(diǎn)是:可以改變力的方向,但不省力;(2)利用G=mg求重力,利用W總=Fs求總功,再利用W有用=Gh求有用功,即可利用= 100%求機(jī)械效率15.【答案】20;90% 【解析】【解答】根據(jù)圖象可知,當(dāng)物重為20N時(shí),滑輪組的機(jī)械效率為50%; ,動(dòng)滑輪的重力 ,當(dāng)貨物重G為180N時(shí),滑輪組的機(jī)械效率: 。故答案為:20;90% 。 【分析】利用圖像中的數(shù)據(jù)計(jì)算動(dòng)滑輪重力,結(jié)合物體重力和滑輪重力計(jì)算機(jī)械效率。16.【答案】900;75%;100N 【解析】【解答】人對物體所做的有用功為W有Gh900N1m9000J;人對物體所做的總功W總FL400N3m1200J;斜面的機(jī)械效率為: 75%額外功W額W總W有1200J900J300J;則摩擦力f 100N.【分析】根據(jù)物體的重力和升高的高度計(jì)算有用功,有用功和總功的比值可以計(jì)算機(jī)械效率,利用總功和有用功的差計(jì)算額外功,利用功和距離能計(jì)算摩擦力。17.【答案】400;80%;100 【解析】【解答】(1)有用功: ;斜面很光滑,由功的原理可知,推力對物體做的功等于人做的有用功即: ,解得:;(2)若實(shí)際用力為500N,人所做的總功: ;斜面的機(jī)械效率: ;(3) ,即: ,所以 ;故答案為:400;80%;100【分析】根據(jù)斜面上力和距離計(jì)算功的大小,另一有用功和總功的比值計(jì)算機(jī)械效率。18.【答案】4;80% 【解析】【解答】解:由圖可知,承擔(dān)動(dòng)滑輪和重物的繩子股數(shù)為2股,即n=2,所以繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh=20.5m=1m;(1)做的有用功:W有用=Gh=8N0.5m=4J。(2)拉力所做的總功:W總=Fs=5N1m=5J;滑輪組的機(jī)械效率:= 100%= 100%=80%。故答案為:4;80%?!痉治觥坷梦矬w重力和物體上升的高度計(jì)算有用功,有用功和總功的比值計(jì)算機(jī)械效率.19.【答案】2000;80% 【解析】【解答】解:推力對木箱做的總功:W總=Fs=400N5m=2000J;推力對木箱做的有用功:W有=Gh=1600N1m=1600J;故答案為:2000;80%?!痉治觥坷霉絎總=Fs,W有=Gh,=W有用/W總100%求解.20.【答案】12;80%;3 【解析】【解答】使用滑輪組時(shí)所做的有用功為:;做的總功為: 拉力的功率為: 滑輪組的機(jī)械效率為:。故答案為:12;80%;3.【分析】利用力和在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積計(jì)算功的大小,利用有用功和總功的比值計(jì)算機(jī)械效率,功和時(shí)間的比值計(jì)算功率。三、計(jì)算題21.【答案】(1)起重機(jī)對重物的拉力:F=G=mg=1103kg10N/kg=1104N,對重物做功:W=Fs=1104N24m=2.4105J,起重機(jī)的功率:P1=2400W;起重機(jī)的機(jī)械效率為:=W有/W總=W有/Pt=80%;(2)由杠桿平衡條件得:OAmg=OBmBg,即(AB-OB)m=0BmB , 則OB長為:OB=AB=20m=4m。 【解析】【分析】(1)勻速提起重物時(shí)F=G,可利用公式W=Fs計(jì)算起重機(jī)對貨物做的功,再利用P=計(jì)算起重機(jī)的功率;根據(jù)=W有/W總求出起重機(jī)的機(jī)械效率;(2)將O點(diǎn)視作支點(diǎn),將整個(gè)機(jī)械看作杠桿,已知重物的質(zhì)量和AB的長度,還知道配重物體的質(zhì)量,根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2可求力臂OB。22.【答案】(1)解:根據(jù)題意知道,物體下降速度是:v=h/t=3m/3s=1m/s;由圖知道滑輪組的有效繩子段數(shù)是n=4,所以工人放繩的速度是:v繩 =4v物 =41m/s=4m/s(2)解:因?yàn)閚=4,所以繩子運(yùn)動(dòng)距離是:s=4h=43m=12m;工人放繩子的有用功是:W有用=Gh=160N3m=480J;放繩子的總功是:W總 =Fs=50N12m=600J;所以,滑輪組的效率是:1 =W有用/W總100%=480J/600J100%=80%(3)解:物體未浸入水中時(shí),不計(jì)繩重及摩擦,動(dòng)滑輪受到重物對它的拉力、本身的重力、繩子的拉力,由F=(G動(dòng)+G)/n知道,動(dòng)滑輪重力是:G動(dòng)=4F-G=450N-160N=40N;又因?yàn)?:2 =4:3,所以物體完全浸沒水中后滑輪組的機(jī)械效率是:2 =31/4 =3/480%=60%;物體完全浸沒水中后,滑輪組對物體的拉力做的功為有用功,不計(jì)繩重及摩擦,克服動(dòng)滑輪重力做的功為額外功,則此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是:2 =W有用/W總=F拉物h/F拉物h+G動(dòng)h=F拉物/F拉物+40N=60%,解得F拉物 =60N;當(dāng)完全入水后,動(dòng)滑輪受到重物向下的拉力、自身向下的重力、4段繩子向上的拉力,由力的平衡條件可知:4F繩=F拉物+G動(dòng) , 故人對繩子的拉力是:F繩=(F拉物 +G動(dòng))/4=(60N+40N)/4=25N,此時(shí)人受豎直向下的重力、豎直向下的拉力、豎直向上的支持力,由于物體間力的作用是相互的,所以繩子對人的拉力也為25N;而人的重力是:G人=m人g=50kg10N/kg=500N,人受到豎直向上的支持力是:F支 =G人 +F繩=500N+25N=525N,根據(jù)物體間力的作用是相互的知道,則人對地面的壓力是525N 【解析】【分析】利用滑輪組繩子的股數(shù)可以計(jì)算拉力的速度,利用力和距離的乘積計(jì)算功的大小,利用有用功和總功的比值計(jì)算機(jī)械效率,利用機(jī)械效率的不同計(jì)算壓力.23.【答案】(1)解:根據(jù)圖乙知,前30s時(shí),拉力不變,且較小,所以物體浸沒在水中,30s到40s時(shí),拉力減小,說明物體露出水面時(shí),40s后,拉力又不變,說明物體離開水面,最大即重力與最小拉力的差即為浮力:,根據(jù)阿基米德原理得,物體的體積為:。(2)解:不計(jì)摩擦、水的阻力及繩重時(shí),水面下時(shí)的效率為80%,即: 解得: 離開水面后,機(jī)械效率為:。(3)解:由圖知,兩段繩子承擔(dān)物重,所以電動(dòng)機(jī)的拉力為:,根據(jù) 得,電動(dòng)機(jī)的輸出功率為:,電動(dòng)機(jī)的輸入功率為:,電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為:,根據(jù) 得,線圈的電阻為:。 【解析】【分析】利用對物體的拉力的差計(jì)算浮力的大小,利用浮力計(jì)算排開液體的體積,根據(jù)滑輪組的機(jī)械效率和物體的重力計(jì)算動(dòng)滑輪的重力的大小,利用繩子的股數(shù)計(jì)算滑輪組上的拉力的大小,結(jié)合功率和電壓、電流計(jì)算電阻.24.【答案】(1)(1)根據(jù)G=mg, 故所拉配重塊的重力:G=mg=24kg10N/kg=240N答:配重塊的重力240N(2)根據(jù)= , 故配重塊的密度:= = =8103kg/m3答:配重塊的密度8103kg/m3(3)根據(jù)W=Fs, 故拉力做的總功:W總=Fs=300N0.4m=120J,根據(jù)W=Gh,故拉力做的有用功:W有用=Gh=240N0.4m=96J,根據(jù)= ,故拉力器的機(jī)械效率:= 100%= 100%=80%答:此過程中拉力器的機(jī)械效率80% 【解析】【分析】(1.)已知質(zhì)量,利用G=mg計(jì)算質(zhì)量; (2.)已知質(zhì)量和體積,利用= 計(jì)算密度;(3.)使用的是定滑輪,拉力移動(dòng)的距離s=h,求出有用功和總功,再利用效率公式求拉力器的機(jī)械效率25.【答案】(1)解:由圖可知,承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n3,不計(jì)繩重和摩擦,由F 得, 動(dòng)滑輪重:nF 3400N1000N200N答:動(dòng)滑輪重為200N(2)解:拉力做的有用功:Gh1000N3m3000J,工人做有用功的功率:200W.答:工人做有用功的功率為200W(3)解:繩子自由端移動(dòng)的距離:snh33m9m,拉力做的總功:Fs400N9m3600J,則滑輪組的機(jī)械效率: 100% 100%83.3%答:滑輪組的機(jī)械效率83.3%【解析】【分析】(1)使用滑輪組時(shí),動(dòng)滑輪上有幾股繩,繩子自由端的拉力是滑輪上總重的幾分之一,根據(jù)拉力和物體重力可以計(jì)算滑輪重力;(2)根據(jù)物體重力和升高的高度的乘積計(jì)算有用功,利用功和時(shí)間的比值計(jì)算功率;3,拉力和繩子拉長的長度的乘積計(jì)算總功,有用功和總功的比值計(jì)算機(jī)械效率。26.【答案】(1)解:由圖可知n2,拉力F移動(dòng)的距離:s2h210m20m.拉力F所做的總功:W總Fs2500N20m5104J.拉力F做功的功率:P 1250W答:拉力F做的功和功率分別是5104J、1250W(2)解:拉力F所做的有用功:W有Gh4000N10m4104J.滑輪組的機(jī)械效率: 80%答:滑輪組的機(jī)械效率是80%【解析】【分析】根據(jù)拉力和繩子拉長的長度計(jì)算功的大小,利用功和時(shí)間的比值計(jì)算功率,有用功和總功的比值計(jì)算機(jī)械效率。27.【答案】(1)解:使物體上升h=2m,滑輪組做的有用功: (2)解:由 得拉力做的總功: ,由圖知,n=3,拉力端移動(dòng)距離 ,由 得繩端拉力: ;(3)解: ,不計(jì)繩重和摩擦, ,動(dòng)滑輪重: 【解析】【分析】利用物體重力和升高的高度計(jì)算有用功,利用滑輪組的機(jī)械效率計(jì)算總功,根據(jù)總功和繩子拉長的長度計(jì)算拉力的大小,總功是有用功和額外功的和。28.【答案】(1)解:工人對物體做的有用功:W有=Gh=200N2m=400J;(2)解:由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)為2,不計(jì)摩擦及繩重, =可得,動(dòng)滑輪的重力:G動(dòng)=nF-G物=2125N-200N=50N;(3)解:繩子自由端移動(dòng)的距離:s=nh=22=4m;工人對物體做的總功:W總=Fs=125N4m=500J,滑輪組的機(jī)械效率 100% (4)解:工人拉繩的功率: 【解析】【分析】利用物重和高度計(jì)算有用功,利用拉力和繩子移動(dòng)的距離計(jì)算總功,利用有用功和總功的比值計(jì)算機(jī)械效率,利用功和時(shí)間的比值計(jì)算功率.29.【答案】(1)解:木箱的重力: ,工人做的有用功: 答:拉木箱過程中,工人所做的有用功是1500J(2)解:已知斜面長s=5m,拉力做的總功: ,拉力做功的功率: 答:工人拉力所做的總功是2000J,拉力做功的功率是200W(3)解:斜面的機(jī)械效率: 答:拉木箱過程中,斜面的機(jī)械效率是75%(4)解:木箱對車廂底板的壓力: ,受力面積S=0.5m2 , 木箱對車廂底板的壓強(qiáng): 答:木箱對車廂底板的壓強(qiáng)是2000Pa【解析】【分析】根據(jù)質(zhì)量計(jì)算重力,根據(jù)重力和物體上升的高度的乘積計(jì)算有用功,拉力和拉力方向上的距離的乘積計(jì)算總功,有用功和總功的比值計(jì)算機(jī)械效率,功和時(shí)間的比值計(jì)算功率,利用壓力和受力面積的比值計(jì)算壓強(qiáng)。30.【答案】解:重物的重力:G=mg=6103kg10N/kg=6104N,起重機(jī)提升重物做的功是有用功:W1=Gh=6104N2m=1.2105J;電動(dòng)機(jī)所做的功是總功W=3105J,所以電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率:。 【解析】【分析】根據(jù)G=mg求出重物的重力,再根據(jù)W1=Gh求出有用功;已知電動(dòng)機(jī)所做的總功W,根據(jù)求出起重機(jī)的機(jī)械效率。31.【答案】(1)解:有3段繩子與動(dòng)滑輪相連,當(dāng)物體升高的高度為h時(shí),繩子自由端移動(dòng)的距離為s3h,克服箱子的重力做的有用功為:W有Gh1200N h,繩子上的拉力做的總功為:W總Fs500N 3h,滑輪組的機(jī)械效率為: 100 100 80 (2)解:動(dòng)滑輪的重力為:G動(dòng)3F 3 500N 1200N300N;(3)解:小明的體重為600N,小明作用在繩子上的最大拉力為600N,此時(shí)滑輪組對貨物的拉力為:F拉3F大G動(dòng)3 600N 300N1500N,貨物對地面的壓力為:F壓2G F拉2 1200N 1500N900N,兩箱貨物徑直疊放,與地面接觸面積為300cm20.03m2 , 貨物對地面的壓強(qiáng)為:p 30000Pa. 【解析】【分析】物體的重力和上升高度的乘積計(jì)算有用功, 拉力和繩子拉長的長度的乘積計(jì)算總功,有用功和總功的比值計(jì)算機(jī)械效率,根據(jù)拉力和物體的重力和計(jì)算動(dòng)滑輪重力,結(jié)合物體對地面的壓力和受力面積可以計(jì)算壓強(qiáng)的大小.

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