功功率機(jī)械效率的綜合計(jì)算(含解析及答案)

1、功功率機(jī)械效率的綜合計(jì)算1(2015，考感)如圖所示，是一輛汽車(chē)通過(guò)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(chē)重G車(chē)3×104 N，汽車(chē)勻速拉繩子時(shí)的拉力F2.2×103 N，汽車(chē)受到的阻力為車(chē)重的0.1倍。求：(1)將物體從井底拉至井口的過(guò)程中，汽車(chē)?yán)K子的拉力對(duì)滑輪組做了多少功？(2)滑輪組的機(jī)械效率為多少？(保留一位小數(shù))(3)若汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度為3 m/s，則將物體由井底拉至井口需要多長(zhǎng)時(shí)間？(4)汽車(chē)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(chē)×3 m/s1 m/s，t12 s(4)F牽FfF0.1G車(chē)2.2×103 N0.1×3×104 N5.2×103 N，P F牽·v車(chē)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(jìn)車(chē)廂。貨物移動(dòng)的距離s與時(shí)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(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力為594 N。此斜面的長(zhǎng)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_(kāi)J。(2)530 s內(nèi)，這箱貨物運(yùn)動(dòng)的速度是多少？拉力做功的功率是多大？(3)該斜面的機(jī)械效率是多少？解：(1)靜止0(2)這箱貨物運(yùn)動(dòng)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(duì)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(jī)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(dòng)滑輪用繩子a連接)勻速拉動(dòng)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(kāi)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(dòng)的距離均為2 m。通過(guò)實(shí)驗(yàn)繪出了該滑輪組機(jī)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(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦)求：(1)動(dòng)滑輪重力； (2)當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為80%，物體以0.2 m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，該滑輪組的有用功率； (3)一個(gè)重500 N的同學(xué)利用該滑輪組，想獨(dú)自用豎直向下的力拉斷繩子b，請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算分析他能否實(shí)現(xiàn)。解：(1)由圖乙可知，當(dāng)f1200 N時(shí)，150%，W總1W有W額f1sG動(dòng)s，50%，G動(dòng)200 N(2)當(dāng)280%時(shí)，280%，f2 800 N，W有2f2s800 N×2 m1600 J，當(dāng)t10 s，P有160 W(3)由圖

5、乙可知，當(dāng)f31600 N時(shí)，繩子剛好被拉斷，繩b最大拉力F3(G物G動(dòng))(200 N1600 N)600 NG人，故不會(huì)拉斷繩子b。4(2015，綿陽(yáng))我國(guó)南宋遠(yuǎn)洋商貿(mào)船“南海一號(hào)”于2007年成功打撈出水，為復(fù)原我國(guó)海上絲綢之路歷史提供了極珍貴的實(shí)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(xué)為了體驗(yàn)“南海一號(hào)”的打撈過(guò)程，特利用滑輪組從水下打撈一重物。如圖所示，用一個(gè)底面積S0.05 m2，高h(yuǎn)0.2 m的長(zhǎng)方體形狀的重物模擬“南海一號(hào)”，該同學(xué)站在岸邊拉動(dòng)繩子的自由端，使重物從水底開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)。假定重物一直做豎直向上的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，并經(jīng)歷三個(gè)運(yùn)動(dòng)階段：第一階

6、段，從重物在水底開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到重物的上表面剛露出水面，繩對(duì)重物的拉力F1140 N，用時(shí)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(kāi)水面，用時(shí)t24 s；第三階段，重物下表面離開(kāi)水面后在空中上升。已知?jiǎng)踊喫苤亓060 N，水1.0×103 kg/m3，g10 N/kg，不計(jì)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(yùn)動(dòng)中，水對(duì)重物的浮力F浮為多大？(2)在第一階段運(yùn)動(dòng)中，繩對(duì)重物做功W1為多大？(3)滑輪在第一階段運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械效率1和在第三階段運(yùn)動(dòng)中的機(jī)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(duì)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(dòng)重為G的物體A，使物體A沿水平方向移動(dòng)了一段距離s，在此過(guò)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(gè)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(gè)滑輪的重均為10 N。不計(jì)繩重及摩擦，此過(guò)程中( D )AF甲小于F乙 B甲的機(jī)械效率小于乙的機(jī)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(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是( D )A水平地面對(duì)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(jī)械效率為80%第

9、8題圖第9題圖8(2015，揚(yáng)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(guò)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(jī)械效率是_80%_。9(2015，南京)如圖所示，用塔式起重機(jī)上的滑輪組勻速起吊6000 N的物體，物體上升5 m所用的時(shí)間為10 s，滑輪組的機(jī)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(guò)程中，卷?yè)P(yáng)機(jī)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(jī)械效率為90%，不計(jì)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(dòng)滑輪所受的重力G動(dòng)。解：(1)PFv繩F×2vA400 N×0.2 m/s80 W(2)90%，90%，解得G720 N(3)2FGG動(dòng)，800 N720 NG動(dòng)，解得G動(dòng)80 N11(2015，玉林)如圖是利用電子秤顯示水庫(kù)水位裝置的模型圖，該裝置主要由兩個(gè)重力均為20 N的動(dòng)滑輪、長(zhǎng)方體物塊A和B以及輕質(zhì)杠桿MN組成，物塊A通過(guò)細(xì)繩與滑輪相連，

11、物塊B通過(guò)細(xì)繩與杠桿相連，杠桿可以繞支點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，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(jì)，g取10 N/kg，當(dāng)物塊A有五分之一露出水面時(shí)，水庫(kù)水位剛好達(dá)到警戒水位。求：(1)當(dāng)達(dá)到警戒水位時(shí)，物塊A底部受到水的壓強(qiáng)；(2)當(dāng)達(dá)到警戒水位時(shí)，物塊A所受的浮力大?。?3)當(dāng)水位上漲超出警戒水位2.5 m時(shí)，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(dāng)水位超過(guò)警戒水位2.5 m時(shí)，A被浸沒(méi)，F(xiàn)浮大水gV排1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m2×10 m10