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文檔簡介

1、功功率機械效率的綜合計算1(2015,考感)如圖所示,是一輛汽車通過滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝置圖。已知井深12 m,物體重G6×103 N,汽車重G車3×104 N,汽車勻速拉繩子時的拉力F2.2×103 N,汽車受到的阻力為車重的0.1倍。求:(1)將物體從井底拉至井口的過程中,汽車拉繩子的拉力對滑輪組做了多少功?(2)滑輪組的機械效率為多少?(保留一位小數(shù))(3)若汽車運動的速度為3 m/s,則將物體由井底拉至井口需要多長時間?(4)汽車牽引力為多少?牽引力的功率為多少?解:(1)n3,s3h3×12 m36 m,WFs2.2×10

2、3 N×36 m7.92×104 J(2)90.9%(3)v物v車×3 m/s1 m/s,t12 s(4)F牽FfF0.1G車2.2×103 N0.1×3×104 N5.2×103 N,P F牽·v車5.2×103 N×3 m/s1.56×104 W2(2015,陜西)如圖所示,工人沿斜面把一箱貨物從底端拉進車廂。貨物移動的距離s與時間t的關(guān)系如圖所示。在此期間,工人拉這箱貨物沿斜面勻速運動時的拉力為594 N。此斜面的長為5 m,高為1 m,這箱貨物重為1500 N。(1)05 s內(nèi)

3、,這箱貨物處于_狀態(tài),工人所做的功為_J。(2)530 s內(nèi),這箱貨物運動的速度是多少?拉力做功的功率是多大?(3)該斜面的機械效率是多少?解:(1)靜止0(2)這箱貨物運動的速度v0.2 m/s,拉力做的功WFs594 N×5 m2970 J,拉力做功的功率P118.8 W(3)對這箱貨物做的有用功W有Gh1500 N×1 m1500 J,拉力做的總功W總W2970 J,斜面的機械效率50.5%3(2015,遂寧)某興趣小組用如圖甲所示的滑輪組(物體與動滑輪用繩子a連接)勻速拉動放在同一水平面上的不同物體,物體受到的摩擦力從200 N開始逐漸增加,直到組裝滑輪組的繩子b被

4、拉斷,每次物體拉動的距離均為2 m。通過實驗繪出了該滑輪組機械效率隨物體受到摩擦力大小變化的關(guān)系圖象如圖乙。(不計繩重和繩與滑輪間的摩擦)求:(1)動滑輪重力; (2)當滑輪組的機械效率為80%,物體以0.2 m/s的速度勻速運動時,該滑輪組的有用功率; (3)一個重500 N的同學利用該滑輪組,想獨自用豎直向下的力拉斷繩子b,請你通過計算分析他能否實現(xiàn)。解:(1)由圖乙可知,當f1200 N時,150%,W總1W有W額f1sG動s,50%,G動200 N(2)當280%時,280%,f2 800 N,W有2f2s800 N×2 m1600 J,當t10 s,P有160 W(3)由圖

5、乙可知,當f31600 N時,繩子剛好被拉斷,繩b最大拉力F3(G物G動)(200 N1600 N)600 NG人,故不會拉斷繩子b。4(2015,綿陽)我國南宋遠洋商貿(mào)船“南海一號”于2007年成功打撈出水,為復(fù)原我國海上絲綢之路歷史提供了極珍貴的實物資料,采用沉井包裹沉船的整體打撈方式,在世界水下考古也是一大創(chuàng)新。某同學為了體驗“南海一號”的打撈過程,特利用滑輪組從水下打撈一重物。如圖所示,用一個底面積S0.05 m2,高h0.2 m的長方體形狀的重物模擬“南海一號”,該同學站在岸邊拉動繩子的自由端,使重物從水底開始向上運動。假定重物一直做豎直向上的勻速直線運動,并經(jīng)歷三個運動階段:第一階

6、段,從重物在水底開始運動到重物的上表面剛露出水面,繩對重物的拉力F1140 N,用時t140 s;第二階段,從重物上表面剛露出水面到其下表面剛離開水面,用時t24 s;第三階段,重物下表面離開水面后在空中上升。已知動滑輪所受重力G060 N,水1.0×103 kg/m3,g10 N/kg,不計繩重、輪與軸之間的摩擦及水的阻力,不考慮重物出水前后質(zhì)量的變化。求:(1)在第一階段運動中,水對重物的浮力F浮為多大?(2)在第一階段運動中,繩對重物做功W1為多大?(3)滑輪在第一階段運動中的機械效率1和在第三階段運動中的機械效率3分別為多大?解:(1)V排Sh0.05 m2×0.2

7、 m0.01 m3,F(xiàn)浮水gV排水gV1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m3100 N(2)第二階段:v0.05 m/s,第一階段:h1vt10.05 m/s×40 s2 m,W1F1h1140 N×2 m280 J(3)第一階段:人對繩的拉力F1 N,70%,重物GF1F浮140 N100 N240 N;第三階段:380%第5題圖第6題圖第7題圖5(2015,郴州)如圖所示,用不變的拉力F勻速拉動重為G的物體A,使物體A沿水平方向移動了一段距離s,在此過程中拉力F做的功為( C )AFs BGs C2Fs D(GF)s6(

8、2015,泰安)分別用如圖所示的甲、乙兩個滑輪組,在5 s內(nèi)將重為100 N的物體G勻速提升2 m,每個滑輪的重均為10 N。不計繩重及摩擦,此過程中( D )AF甲小于F乙 B甲的機械效率小于乙的機械效率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,丹東)小勇體重600 N,利用如圖所示的滑輪組在10 s內(nèi)使物體A勻速上升5 m。已知物體A重為800 N,小勇作用在繩端的拉力大小為500 N,在此過程中,下列說法正確的是( D )A水平地面對小勇的支持力做功為6000 J B小勇做的有用功為3000 JC小勇拉力的功率為250 W D此滑輪組的機械效率為80%第

9、8題圖第9題圖8(2015,揚州)如圖所示,工人用滑輪組勻速提升重800 N的貨物,所用的拉力F為500 N,貨物在50 s內(nèi)勻速上升5 m。在此過程中,貨物上升的速度是_0.1_m/s;所做的有用功是_4000_J;拉力作功的功率是_100_W;滑輪組的機械效率是_80%_。9(2015,南京)如圖所示,用塔式起重機上的滑輪組勻速起吊6000 N的物體,物體上升5 m所用的時間為10 s,滑輪組的機械效率是80%,則有用功是_3×104_J,總功是_3.75×104_J,拉力F的功率是_3.75×103_W。10(2015,北京)用如圖所示的滑輪組提升物體A。在

10、勻速豎直提升A的過程中,卷揚機加在繩子自由端豎直向下的拉力F為400 N,物體A上升的速度vA為0.1 m/s,滑輪組的機械效率為90%,不計繩重和滑輪與軸的摩擦。求:(1)拉力F做功的功率P;(2)物體A所受的重力GA;(3)動滑輪所受的重力G動。解:(1)PFv繩F×2vA400 N×0.2 m/s80 W(2)90%,90%,解得G720 N(3)2FGG動,800 N720 NG動,解得G動80 N11(2015,玉林)如圖是利用電子秤顯示水庫水位裝置的模型圖,該裝置主要由兩個重力均為20 N的動滑輪、長方體物塊A和B以及輕質(zhì)杠桿MN組成,物塊A通過細繩與滑輪相連,

11、物塊B通過細繩與杠桿相連,杠桿可以繞支點O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動,杠桿始終在水平位置平衡,且OMON14,已知物塊A的重力GA1500 N,底面積S0.01 m2,高H10 m,物塊B的重力GB100 N。一切摩擦均忽略不計,g取10 N/kg,當物塊A有五分之一露出水面時,水庫水位剛好達到警戒水位。求:(1)當達到警戒水位時,物塊A底部受到水的壓強;(2)當達到警戒水位時,物塊A所受的浮力大小;(3)當水位上漲超出警戒水位2.5 m時,電子秤的示數(shù)。解:(1)pgh1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(1)×10 m8×104 Pa(2)F浮水gV排1×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m2×(1)×10 m800 N(3)當水位超過警戒水位2.5 m時,A被浸沒,F(xiàn)浮大水gV排1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m2×10 m10

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