四、计算题
1．（2010泰州）6分）用图6所示的滑轮组提升重物，已知物体重为200N，人用125N的拉力向下拉动绳子，5s内可使物体匀速上升2m求：
（1）拉力所做的功和拉力的功率； （2）滑轮组的机械效率．
答案：（1）W=500J P=100W （2）80%
2．（2010绍兴）如图所示为一款塔式起重机，工作电压为380伏。当
起重机吊起500千克重物以1米/秒速度匀速上升20米时，工作电流是18安；当起重臂水平旋转，带动重物在8秒内移动16米时，工作电流是5安。
(1)如果起重臂加长，那么平衡块质量应该________(填“增加”或“减小”)。
(2)请计算在整个过程中，起重机钢绳对重物所做的功和起重机将电能转化成机械能的效率(保留小数到0.1％)。
答案：增加；1×105J；62.1% 3．（2010南京）(6分)如图所示，工人用滑轮组提升重240N的物体，所用的拉力为150N， 物体在5s内匀速上升lm．求： (1)有用功；
(2)滑轮组的机械效率； (3)拉力的功率． 答案：240J；80%；60W
4．（2010烟台）随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们的住房条件也得到了很大的改善．小明家最近购置了一套新房，为了帮助爸爸将重600N的装修材料运送到6m高的楼上，小明利用物理课上学过的滑轮组，设计了如图20甲所示的材料搬运方案(其中每个滑轮重30N，绳子足够长，所能承受的最大拉力为250N，不计绳重及摩擦)． (1)计算说明绳子的拉力是否超过绳子的最大承受力?
(2)小明爸爸观察了该装置后，他想如果将该装置的滑轮位置颠倒(图20乙)是否会更省力一些，请你按照小明爸爸的想法，用笔画线在乙图绕上绳子并说明小明爸爸的想法是否正确．
(3)求两种方案的机械效率之比?
(4)综合分析评估两个方案，你认为哪个方案更好一些?说明理由．
答案：
5. （2010德州）如图22所示装置 ，绳重及摩擦不计。装卸工人将重为800N的货物提至高处，人对绳的拉力F1为500N，货物在1min内匀速上升了5m。 （1）请在图上画出绳子的绕法； （2）求滑轮组的机械效率；
（3）如果重物是600N，要把重物提升5m，求拉力做的功。
答案：（1）绕法如图4所示……………………………… 2分
G 图22
（2）? ＝
W有W总×100%＝
Gh×100% F1S＝
800?5×100%＝ 80% …………………………2分
500?10（3）G动＝2 F1－G物＝2×500－800＝200N F2＝(G动＋ G物)／2＝（600+200）／2 N＝400N
W＝400×5×2 J＝4000 J…………………………… 2分
G 图4
6．（2010荆州）（6分）工人用如图所示的滑轮组提升重物，在10s内将240N的物体匀速提升2m，已知工人的拉力为100N不计绳重与摩擦阻力，求： （1）工人做功的功率； （2）滑轮组的机械效率；
（3）如果用此滑轮组匀速提升300N的重物，拉力应为多大？
答案：
（10大理）7、2009年入夏以来，我省滇西地区出现了百年不遇的特大旱灾，某校为保障师生的生活用水，紧急调来一台功率为15kw的抽水机，把水抽到距水面10m高的蓄水池中，抽水机30分钟刚好将容积为18m3的蓄水池抽满，求： （1）抽水机对水做的功； （2）抽水机的效率；
（3）同学们，水是生命之源，请你写出日常生活中的两项节水措施。
答案：1.8×105J；67%；随手关水龙头；一水多用等
8. （2010河池）第41届世界博览会于2010年5月1日至10月31日在我国上海举行，世博会的主题是“城市，让生活更美好” ．在场馆和楼房建设工地上，“塔吊”是常见的一种起重设备，如图19所示是“塔吊”的示意图.假设某塔吊配置的电动机铭牌上标有：额定电压380V， 额定功率38kW，线圈电阻0.4Ω．在一次吊起重物时，电动机正常工作20s，把重物吊起20m．求：
（1）该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能． （2）电动机工作过程中，线圈产生的热量．
（3）在该起重设备中，如果这次吊起重物的机械效率为80%，则被吊重物的质量为多少t？
答案：解:(1)由于电动机正常工作，消耗的功率等于额定功率，
即P=38kW=3.8×104W，工作时间t=20s，所以电动机消耗的电能为： W=Pt ……………. (1分) =3.8×104W×20s
=7.6×105J ………(1分) (2) 电动机正常工作时的电流：
P3.8?104WI== =100A ……….. (1分)
380WU线圈产生的热量：Q=I2Rt=(100A)2×0.4Ω×20s =8×104J ………. (1分)
(3)电流产生热量消耗的电能W1=Q=8×104J，电能转化为机械能的总量为 W总=W-W1
105J-8×104J =7.6×
=6.8×105J ………….. (1分) 因为η=
W有用W总=
Gh …………. (1分) W总 即 80%=
G?20m 56.8?10J 解得G＝2.72×104N ……….. (1分) 所以，重物的质量为：
G2.72?104Nm===2.72×103kg=2.72t ……. (1分)
10N/kgg
9.（2010江西）某学校为了给蓄水塔抽水，新买了一单相螺杆自吸泵，其铭牌上的部分参数如
下表：(吸程是指水泵到水面的距离；扬程是指水能被抽到的最高点到水面的距离) (1)该铭牌中有一个参数是明显错误的，请你指出来，并通过计算加以说明. (2)该水泵连续正常抽水1h，把水抽高了50m，水泵对水
型号 ZGD 做了多少功？此时水泵的效率是多少？ (g取10N/kg)
吸程 20m
频率50Hz 流量8m3/h 答案： (1)错误的参数是：吸程 20m
p
一标准大气压能把水压上的高度h=
ρ水g
1.013×105Pa
=1.0×103kg/m3×10N/kg =10.13m ＜20m (2)水泵1h抽水体积V=8m3
水泵1h抽水质量m=ρV=1.0×103kg/m3×8m3=8×103kg
水泵抽水1h对水做的功W=Gh=mgh=8×103kg×10N/kg×50m=4×106J 水泵抽水1h消耗的电能W′=Pt=1.5×103W×3600s=5.4×106J W4×106J
水泵的效率η=W′ ×100%=5.4×106J ×100%≈74.1%
10．（2010淮安）(6分)如图所示，小明同学用动滑轮提升900N的木箱，木箱以0．5m／s的速
度匀速上升2m，所用拉力F的大小为500N(不计绳重和摩擦)． (1)拉力F做功的功率是多少? (2)动滑轮的机械效率是多少? 答案：500W；90%
11．（2010龙岩）（8分）滑轮组在建筑中应用广泛，如图15所示为建筑工人自制的滑轮组。某工人用此滑轮组将质量为90kg的重物提高5m，所用的拉力是600N。求：
（1）该重物受到的重力；
（2）工人通过滑轮组所做的有用功； （3）工人做的总功； （4）滑轮组的机械效率。
答案：9000N；4500J；6000J；75%
12．（2010南通）(8分)如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组，把重为500N的箱子匀速提升5m，动滑轮的质量为8kg，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg．
图15 题24图
扬程 50m 电压220V 功率1.5kW 绝缘E级