[推荐]2019中考物理二轮强化训练专题十七 机械效率计算题(解析(2)

2020-02-22 12:00

克服动滑轮重力和物重做的功为总功,根据??W有W总?GhG求出动滑轮

?(G?G动)hG?G动受到的重力;(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,绳子的最大拉力等于人的重力,根据G=mg求出其大小,根据F?1求出提升的最大物重,然后利用(G?G动)n??W有W总?GhG求出滑轮组的最大机械效率。

?(G?G动)hG?G动解答:(1)已知机械中摩擦力及绳重忽略不计,则影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重。

(2)由图可知,n=3,则绳端移动的距离:s=nh=3×6m=18m, 拉力做的功:W=FS=400N×18m=7200J, 拉力的功率:P?W?7200J?120W。

t60s(3)由图乙可知,物重G=300N时,滑轮组的机械效率η=60%,

因机械中摩擦力及绳重忽略不计,克服物重做的功为有用功,克服动滑轮重力和物重做的功为总功,所以,滑轮组的机械效率:

??W有用W总?GhG300N???60%,解得:G动=200N。

(G?G动)hG?G动300N?G动(4)已知工人的质量为60k竖直向下拉绳子自由端运送货物时,绳子的最大拉力:F大

=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N,

由F=(G+G动)可得,提升的最大物重:G大=nF大﹣G动=3×600N﹣200N=1600N, 则滑轮组的最大机械效率:η大=

×100%=

×100%≈88.9%.

答:(1)物重(或动滑)拉力的功率为120W;(3)动滑轮受到的重力为200N;(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,此滑轮组的机械效率最大值是88.9%。

【答案】(1)物重(或(2)拉力的功率为120W;(3)动滑轮受到的重力为200N;(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,此滑轮组的机械效率最大值是88.9%。

3.(2017·示,小张用5N的拉力将重为10N物体在10s内匀速提升了0.1m,则该滑轮组的机械效率为 ,拉力的功率是 W。

【解析】利用滑轮组对物体做的功是有用功,所以有公式W

有用

=Gh可

计算出有用功,拉力所做的功是总功,滑轮组由三段绳子吊着动滑轮,所以

绳子自由端上升的距离s=3h,由公式W总=FS可得出拉力所做的总功;用公式??W有用便可

W总算出机械效率;由公式P?W计算出拉力的功率。

t【答案】解:有用功是对重物做的功,所以W有用=Gh=10N×0.1m=1J, 拉力做的总功:W总=Fs=F?3h=5N×3×0.1m=1.5J, 所以机械效率??W有用?1J?66.7%,

W总1.5J拉力做功的功率P===0.15W。

故答案为:66.7%、0.15。

4.(2017·天津示的滑轮组,在5s内将重为360N的物体匀速向上提起2m,作

用在绳端竖直向上的拉力F为150N,该滑轮组的机械效率是 ,拉力F的功率是 W。

【解析】由图可知,滑轮组绳子的有效股数,根据s=nh求出绳端移动的距离,根据W=Fs求出拉力做的功,根据P?W求出拉力的功率,根据W=Gh求出有用功,利用??W有用tW总×100%求出滑轮组的机械效率。

【答案】由图可知,n=3,则绳端移动的距离:s=nh=3×2m=6m, 拉力做的功:W总=Fs=150N×6m=900J, 有用功:W有=Gh=360N×2m=720J, 滑轮组的机械效率:??W有用?720N?80%;

W总900N拉力F的功率:P?W总?900J?180W。

t5s故答案为:80%、180。

5.(2017·徐州)如滑轮提升重物,使用动滑轮的好处是 。若物体重为4N,弹簧测力计示数如图所示为 N,则动滑轮的机械效率为 。

【解析】(1)动滑轮的特点是能够省一半的力;(2)弹簧测力计在读数时,要看清量程与分度值,再根据指针的位置进行读数;(3)动滑

轮承担物重的绳子股数n=2,则拉力F移动的距离S=2h,使用滑轮组做的有用功是指把重物提升所做的功,即W有=Gh;使用滑轮组做的总功是人的拉力所做的功,即W总=FS;

根据η=

W有用W总求出动滑轮的机械效率。

【答案】(1)因为动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,使用动滑轮的好处是能够省一半的力。

(2)由图可知,弹簧测力计的1N分成5份,故其分度值为0.2N,此时的示数为2.4N。 (3)题中使用的是动滑轮,有2段绳子承担物重,绳子末端移动距离S=2h,拉力做的有用功:W有=Gh;拉力做的总功:W总=FS。

动滑轮的机械效率为:??W有用W总?GhGhG4N ????83.3%。

FSF2h2F2?2.4N故答案为:可以省力、2.4、83.3%。

6.(2017·南京)如重180N,动滑轮重10N,小明用100N的拉力(方向不变)将物体匀速提升2m,用了10s,则此过程中有用功是 J,额外功是 J,拉力的功率是 W,滑轮组的机械效率是 。

【解析】(1)根据W有所做的有用功;(2)根据W总=FS求出做功;然后根据W额外

=W总﹣W有用即可求出W额外;(3)根据P=算出拉力的功率;知道有用功和总功,根据效率公式求出滑轮组的机械效率。

【答案】(1)滑轮组提升重物时所做的有用功:W有=Gh=180N×2m=360J。 (2)、(3)由图知有2段绳子拉着物体,s=2h=2×2m=4m, 拉力所做的总功:W总=Fs=100N×4m=400J, 拉力所做的总功的功率:P===40W; 则W额外=W总﹣W有用=400J﹣360J=40J。

(4)滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=90%。 故答案为:360、40、40、90%。 二、选择题

7.(2017?滨州)(面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到高处,如图所示,沿斜面向上的拉力为40N,斜面长2m、高1m;把重物直接提升h所做的功作有用功(g取10N/kg)。下列说法正确的是( )。

A.物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用; B.做的有用功是50J; C.此斜面的机械效率为62.5%; D.物体受到的摩擦力大小为10N

【解析】(1)对物体进行受力分析,受重力、支持力、摩擦力和拉力;(2)已知物体

的重力和提升的高度(斜面高),根据公式W=Gh可求重力做功,即提升物体所做的有用功;(3)求出了有用功和总功,可利用公式??W有W总计算出机械效率;(4)总功减去有用

功即为克服摩擦力所做的额外功,根据W额=fS求出物体所受斜面的摩擦力。

A:沿斜面向上拉物体时,物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用,故A错误。

B:所做的有用功:W有用=Gh=mgh=5kg×10N/kg×1m=50J,故B 正确。 C:拉力F对物体做的总功:W总=Fs=40N×2m=80J;斜面的机械效率为:

??W有W总?50J?62.5%,故C正确。 80JD:克服摩擦力所做的额外功:W额=W总﹣W有=80J﹣50J=30J,由W额=fs可得,物体受到的摩擦力:f?W额?30J?15N,故D错误。

S2m故选B、C。 【答案】B、C。

8.(2017?岳阳)如图,用300N的力将重为500N的物体在10s内匀速提升2m,不计绳重和摩擦,在此过程中( )。

A.绳子自由端移动的距离为6m;B.动滑轮重100N; C.拉力做功的功率为100W;D.滑轮组的机械效率为60%

【解析】知道机械功和功率。用生活中的实例说明机械功和功率的含义;知道机械效率;了解提高机械效率的途径和意义。

解答:A.绳子自由端移动的距离为6m ,错误,绳子段数为2,移动距离为4m。 B.动滑轮重100N,正确,2F=G物+G动,代入,解之得。 C.拉力做功的功率为100W,错误,正确答案为120W。 D.滑轮组的机械效率为60%,错误,正确答案为83%。 故选B。 【答案】B。

9.(2017?遵义)图所示的滑轮组,在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中,所用的拉力大小为375N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍.在此过程中下列说法正确的是( )。

A.绳子自由端沿水平方向移动了6m;

B.物体受到的拉力为750N; C.拉力F的功率为750W; D.滑轮组的机械效率为80%

【解析】(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据S=nSA求出绳子自由端沿水平方向移动;(2)物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,二力的大小相等,根据FA=f=0.4G求出物体受到的拉力;(3)根据W=FS求出拉力F做的功,根据P?W求出拉力F的功率;(4)根据W=FS求出拉力做的有用功,根据

有AA

t??W有W总求出滑轮组的机械效率。

A.由图可知,n=2,则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=nSA=2×2m=4m,故A错误。

B.物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态,物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力, 则物体受到的拉力FA=f=0.4G=0.4×1500N=600N,故B错误。

C.拉力F做的功W总=Fs=375N×4m=1500J,则拉力F的功率P?W总?1500J?375W,

t4s故C错误。

D.有用功W有=FASA=600N×2m=1200J,则滑轮组的机械效率??W有?1200J?80%,故

W总1500JD正确。

故选D。 【答案】D。

10.(20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0.1 m/s的速度匀速直线运动l0s,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。 【解析】(1)根据S=vt算出货物A在10s内移

动的距离;(2)由图示可知,滑轮组承重绳子的有效股数:n=2,求出绳子自由端移动的距离;由功率公式P=Fv求出拉力的功率;(3)根据机械效率公式??摩擦力。

W有用W总?fSf求出?FnSnF


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