机械效率基础习题解析(1)

~机械效率基础习题1、 用滑轮组提起20牛的重物，使它上升米，作用在绳子自由端的拉力为8牛，拉力的作用点上升了米，拉力所做的功为________J ，这个功叫__________功．滑轮克服物体重力所做的功为_________ J ，这个功叫__________功．用来克服滑轮重力和摩擦力所做的功是_________J ，这个功叫__________功．这个滑轮组的机械效率是___________Jm N s F W 6.92.181=⨯==拉总）拉力做的功是总功：（解：J m N Gh W 84.0202=⨯==有用功是有用功：）克服物体重力所做的（J J J W W W 6.186.93=-=-=有用总额外力所做的功是额外功：）克服滑轮重力和摩擦（%3.836.984≈==JJW W 总有用：）该滑轮组的机械效率（η 2、 图中用剪刀剪断物体，若想省力，物体应放在 _________（选A 或B ），原因是_____________________________ ．当物体放在B 点时，此时剪刀是__________杠杆．若使用剪刀剪纸的机械效率是85%，那么对剪纸做功时，动力做的功应该是 _________J ．】大于动力臂。

费力杠杆，因为阻力臂处，此时剪刀是力臂；若放在处，因为动力臂大于阻想省力，物体应放在）用剪刀剪断物体，若（解：B A 1J JW W 1%8585.02===η有用总）动力做的功是总功：（ 3、 用一只木桶到井下取水，第一次取半桶水，第二次取满桶水，若摩擦不计，其中人对水做的功为___________功，人对桶作的功为___________功，人一共作的功为___________功。

比较两次取水过程中所做的额外功W 额外1 _______W 额外2，两次的机械效率η1___________η2．（选填“＞”“=”“＜”）机械效率越高大，的情况下，水的重力越额外功，在额外功相同用功，人对桶做的功是解：人对水做的功是有4、如图甲、乙、丙中，每个滑轮重G 0都相同，将同一重物G（G 大于G 0）匀速提高相同高度时，定滑轮、动滑轮、滑轮组中机械效率最高的是_________．轮的机械效率低身重力做的功，比定滑克服摩擦力和动滑轮自滑轮组的额外功主要是低功，比定滑轮机械效率还要克服动滑轮自重做服摩擦力做的功之外，动滑轮的额外功除了克率最高。

外功较小，因此机械效克服摩擦力做的功；额定滑轮的额外功主要是滑轮组的有用功均为：解：定滑轮、动滑轮、有用GhW =5、利用如图的滑轮组来拉动汽车，已知汽车与地面间的摩擦力是×103N ，将汽车移动1m ，拉力做的总功是4800J ，试求此时滑轮组的机械效率．<Jm N fs W 408011008.43=⨯⨯==有用摩擦力做的功：解：%85%8548004080率是答：该滑轮组的机械效该滑轮组的机械效率：总有用===JJW W η 6、（2011•南京）如图所示，工人用定滑轮匀速提升重为180N 的物体，所用的拉力为200N ，在5s 内物体升高的高度为2m ．此过程中，求： （1）有用功； （2）总功的功率； （3）定滑轮的机械效率．JJmNGhW3603602180)1(答：有用功是解：定滑轮的有用功：有用=⨯==WWsJtWPJmNFhFsW808054004002200)2(答：总功的功率是；总功的功率解：定滑轮的总功总总====⨯===%90%90400360)3(是答：定滑轮的机械效率：解：定滑轮的机械效率总有用===JJWWη'7、如图所示，用滑轮组将重的物体匀速提升了．已知拉绳子的力F为3N，如果不计绳重及摩擦，求滑轮组的机械效率。

%80328.422=⨯==⋅===NNFGhFGhFsGhWW总有用：解：滑轮组的机械效率ηJmNGhW48.01.08.4=⨯==有用解：JssmNhFFsW6.04/1.0232=⨯⨯⨯=⋅==总%806.048.0===JJW W 总有用η8、要把重100N 的沙子运上三楼，小翔同学设计了如图所示的三种方案，根据图中数据，若不计摩擦，试分别计算三种方案的有用功、总功、额外功和机械效率．#Jm N Gh W 6006100=⨯==有用相同：解：三种方案的有用功J m N m N N N h G G G W 312065206100204001=⨯=⨯++=++=）（）（方案一的总功：沙桶人总J m N m N N h G G W 252064206204001=⨯=⨯+=+=）（）（方案一的额外功：桶人额外%2.1931206001≈==JJW W 总有用方案一的机械效率：ηJ m N m N N N h G G G W 7806130610020102=⨯=⨯++=++=）（）（方案二的总功：沙桶动总Jm N m N N h G G W 180630620102=⨯=⨯+=+=）（）（方案二的额外功：桶动额外%9.767806002≈==JJW W 总有用方案二的机械效率：η—J m N m N N N h G G G W 690611561005103=⨯=⨯++=++=）（）（方案三的总功：沙袋动总Jm N m N N h G G W 9061565103=⨯=⨯+=+=）（）（方案三的额外功：袋动额外%0.876906003≈==JJWW总有用方案三的机械效率：η9、如图所示，工人师傅用一个滑轮组在40s内将重600N的木箱从地面匀速吊上4m高的阳台，所用的拉力为220N，不计绳重和摩擦．求：（1）工人拉力的功率；（2）工人师傅做的有用功；（3）该滑轮组的机械效率．WsJtWPJmNhFsFW66402640;26403422031====⨯⨯=⨯==工人拉力的功率：）工人拉力做功：（解：拉拉总JmNGhW2400460002=⨯==有用：）工人师傅做的有用功（%9.90)3(2400)2(66)1(%9.90264024003该滑轮组的机械效率是工人师傅做的有用功是工人拉力的功率是答：：）该滑轮组的机械效率（总有用JWJJWW≈==η&10、用如图所示的滑轮组，在水平地面上拉动重物G，已知绳自由端拉力F为600N时，恰能让物体以1cm/s的速度匀速向前运动（绳子足够长），此时滑轮组的机械效率为75%，求：（1）物体G与地面的摩擦力．（2）绳自由端拉力F的功率．（3）绳自由端拉力F做功1分钟的过程中，额外功是多少．NNFfFfsFfsWW1350%7560033331=⨯⨯=⋅=∴=⋅==ηη总有用）（解：WsmNvFtsFtFstWPF18/01.03600332=⨯⨯=⋅=⋅===物物绳的功率：）绳自由端拉力（JJWWWWWWJsWPtWF270%)751(108011080601813=-⨯=-=⋅-=-==⨯==）（额外功：分钟的总功：做功）绳自由端拉力（总总总有用总额外总ηη270J1)3(18)2(1350)1(额外功是分钟的过程中，产生的绳自由端拉力做功是绳自由端的拉力的功率物体与地面的摩擦力是答：WN11、装卸工人用如图所示的装置将重为800N的货物提至高处，人对绳的拉力为500N，货物在50s内匀速上升了5m，在此过程中求：（1）有用功；（2）拉力做功的功率；…（3）滑轮组的机械效率．JmNGhW400058001=⨯==有用）有用功：（解：J m N h F Fs W 50005250022=⨯⨯=⋅==总）拉力做的功：（W sJt W P 100505000===总拉力做功的功率： %8050004000)3(===JJW W 总有用滑轮组的机械效率：ηJ40001）有用功是（答：W 1002）拉力做功的功率是（)%80)3(滑轮组的机械效率是12、如图所示的装置中，已知物体A 重60N ，在水平拉力的作用下，物体以s 的速度做匀速直线运动，物体与水平面之间的摩擦力是12N ，若滑轮组的机械效率是80%，求在4s 内拉力F 做功的大小是多大Ffs F fs Fs fs W W 22=⋅===物物绳物总有用滑轮组的机械效率：解：η N N f F 5.7%802122=⨯==∴η水平拉力： J s s m N vt F s F Fs W s 124/2.025.7224=⨯⨯⨯=⋅=⋅==物绳内做的功：水平拉力在 J s s m N fvt fs W 6.94/2.012=⨯⨯===有用解：总有用滑轮组的机械效率：W W =η J JW W 12%806.9===∴η有用总 ：13、如图所示，小凯用滑轮组从10m深的井下将重物体匀速提升到地面．如果不计绳重及摩擦，求：（1）若被提升的物体的重力G1 =400N,拉力是250N,滑轮组的机械效率是多少（2）若在100s内将重力G2 =900N的物体匀速提到地面，拉力是多少滑轮组的机械效率是多少%80250240022=⨯==⋅===NNFGhFGhFsGhWW总有用：解：滑轮组的机械效率ηNNNGFG10040025022=-⨯=-=动动滑轮的重力：%901009009002)(21=+=+=⋅+===NNNGGGhGGGhFsGhWW动动总有用滑轮组的机械效率：η14、（2011•扬州）某建筑工地用如图所示的简易滑轮组把重4000N的砖块分次运到离地4m高的砌墙处，已知每个滑轮重100N，滑轮摩擦和绳重以及动滑轮下的挂网重忽略不计．若提升砖块的工人作用于绳的拉力最大为500N，求：（1）提升一次砖的最大重力；（2）提升一次砖时滑轮组的最大机械效率；（3）若全部完成提砖任务，工人利用此滑轮组至少做多少额外功．·NNNGFG90010050022)1(=-⨯=-=动最大砖大重力：解：一次提升砖块的最%902500900222=⨯==⋅===N NF G h F Gh Fs Gh W W 最大最大总有用最大械效率：）解：滑轮组的最大机（η 次故需要运送的砖块需要的次数：）解：运送（5,4.4900400040003≈=NNn NJm N h G W 2000410055=⨯⨯==动额外额外功：15、如图所示，斜面长S=1m ，高h=，将10N 重的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，需要用平行于斜面的拉力，求：（1）斜面的机械效率是多少？（2）运动过程中物体受到的摩擦力大小．%8015.22.0105.215.2;22.010)1(=⨯⨯====⨯===⨯==mN mN Fs Gh W W J m N Fs W J m N Gh W 总有用总有用斜面的机械效率：解：η"N mJJ sW W sW f 5.0125.2-)2(=-===有用总额外解：摩擦力：16、（2012•广元）如图所示，一个物理实验兴趣小组在研究“斜面的机械效率”时，首先搭建了长2m ，高的斜面，然后用5秒将重20N 的物体从斜面底端匀速拉到斜面的顶端．由此他们计算出了该斜面的机械效率为80%．则：（g 取10N/kg ） （1）物体在斜面上运动的速度是多少？ （2）拉力F 的功率是多少？（3）物体沿斜面向上运动时受到的摩擦力的大小是多少（空气阻力不计）s m s m s m t s v /4.0/4.052)1(动速度是答：物体在斜面上的运解：===Jm N Gh W 84.020)2(=⨯==有用解：总有用斜面的机械效率：W W =ηJ JW W 10%808===∴η有用总NNmJJ s W W s W f 112810-)3(动时受到的摩擦力是答：物体沿斜面向上运解：摩擦力：有用总额外=-===17、（2013•抚顺一模）某海港工人常用如图所示的滑轮组移动货物（已知图1、图2两滑轮组虚线框部分完全相同）图中集装箱重4000N ，图1集装箱与地面的接触面积为2m 2．工人先用图1中滑轮组拉着集装箱沿水平方向匀速运动40m ，钢绳自由端的拉力F 做的功为16000J ，此时该滑轮组的机械效率为75%（不计绳重及滑轮摩擦）．求： （1）集装箱静止时对地面的压强． （2）钢绳自由端的拉力F ．（3）若工人用图2所示的装置将集装箱竖直拉动2m ，此时该滑轮组的机械效率．W F W sJt W P 22510的功率是答：拉力拉力做功的功率：总===Pa Pa m N S G S F p 2000200024000)1(2面的压强是答：集装箱静止时对地解：==== N N m J h W s W F 200200402160002)2(是答：钢绳自由端的拉力：解：钢绳自由端的拉力总总=⨯===J J W W 4000%)751(16000-1)3(=-⨯==）（额外功：总额外ηN mJ h W G 100404000===额外动滑轮的重力：%6.97m 22%6.97100400040002)(21效率是，此时该滑轮组的机械直拉动所示的装置将集装箱竖答：若工人用图滑轮组的机械效率：动动总有用≈+=+=⋅+===N N N G G G h G G Gh Fs Gh W W η。