机械效率计算题及答案

1、 (2013四川自贡)如图所示(滑轮组的绕绳未画出)，人以 600N 的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了 1.5m ，重物匀速上升了 0.5m ，已知滑轮组的机械效率为 70% (g=10N/kg ).

(1) 按题意画出滑轮组的绕绳. (2 )人所做功的功率多大？ (3)被吊起的重物质量多大？

解：(1 )根据n=3，即动滑轮上绳子段数是 3股；

则绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕，如图：

(2 )T W ^=FS=600N<

1.5m=900J ;

??? P=W/t=900J/10s=90W

(3 )T S=nh ;? n=S/h=15m/05m=3 ; 由 n=G/nF 得：G=n nF=70%< 3X 600N=1260N

? m=G/g=1260N/10Nkg=126kg

2. (2013乐山)某建筑工地用升降机提升大理石的示意图

如图所示。升降机货箱的重力是

400N , g

取10N/kg 。不计滑轮和钢丝绳的重力，不计摩擦。试求： (1) 已知大理石的密度是

2. 8 X 103kg/m 3，每块大理石的体积是

1.0 X 10-2m,则每块大理石的重力是

多少？

(2)

如果每根钢丝绳上能承受的最大拉力是

2000N ,则该升降机一次最多能

匀速提升多少块大理石？ (3)

某次提升中，升降机在 1min 内将货物匀速提升了

15m ，钢丝绳的拉力是 2000N 。则钢丝绳的拉力的功率是多少？ (1) 每块大理石重：

3 3 2 3

G mg Vg 2.8 10 Kg /m 1.0 10 m 10N/Kg 280N

(2分)

(2) 升降机一次能提起的大理石块数：

3 2000 N 400 N

20 块

280 N

能提起的大理石总重量每块大理石重量

(3)钢丝绳端移动的距离:

s 3h 3 15m

45m

（1 分） 4

Fs 2000N 45m 9 104 J

（1 分）

9 104

J 4

9 104

J 升降机的功率： P —

1500w

1 min

60s

（1 分）

把货物提升15 m 做的功：W

3. (2013扬州)(6分)工人用如图所示的装置将重物提高5m,已知物重为800N,人对绳的拉力为500N。

求此过程中：

(1)做的做功。

(2)做的有用功。

(3)滑轮组的机械效率。解：从图可知，n=2 , S=2h=2X 5m=10m ;

(1)F=500N , S=10m ,

?/ W=FS

???拉力做的总功为：

W ^=FS=500NX 10m=5000J ;

(2)G=800N , h=5m ,

?/ W=FS

???对物体做的有用功为：

W 有用=FS=Gh=800N K 5m=4000J ;

（3 ）T n=W有用/ Q总

?该滑轮组的机械效率为：

n=W 有用/ Q 总X1OO%=4OOOJ /5000J x 100%=80% 答：(1 )做的总功5000J ;

（2）做的有用功4000J ;

（3）滑轮组的机械效率80% .

4. （2013雅安）有一质量为20kg的正方体物体放在水平地面积

为8 x 10 - 3m3 ,某人想通过如图20所示的滑轮来竖直提

体。（g =10N/ kg）

（1）该物体的密度是多大？

（2）当人用250N的力向下拉绳子时，物体恰好能匀速上升后恰好到达目标位置，求此过程中人所做的功？

（3）该定滑轮的机械效率是多大？

（1）p =m/V=2. 5 x 103 kg/ m3 （ 1 分）

（2）W、= Fh =250 x 3 = 750J （ 1 分）

（3）VW =Gh =20 x 10NX 3m=600J （ 1 分）

n =畸/W总=600J/750J =80% （ 2 分）

5. （2013年中考呼和浩特）如图所示，轻质杠杆MN长

0.8m , ON=0.6m F2=10J3N,杠杆处于静止状态，与水平方

向的夹角为30°, F1的方向竖直向下，F a沿水平方向。试计

算：（1）F 2的力臂；（2）? F 1的大小；（3）若知道0 点支

持物对杠杆支持力的方向垂直于杠杆沿OP方向，支

持力F的大小。

答案:

6. （2013镇江）如图（1）所示，用弹簧测力计拉着

绳子利用滑轮组将重3N的物体匀速提升0.5m.

⑴求图（1）中弹簧测力计对绳的拉力所做的功；

⑵求图（1）中滑轮组的机械效率；

⑶ 请在答题卷的图（2）中画出比图（1 ）更省力的绕线. ⑴由公式W = Fs （1分）

代入数据得W = 2.4J （1分）

⑵有用功W有=Gh = 1.5J （1分）

机械效率n= （W有/W总）x 1°°% （1分）

代入数据得n= 62.5% （1分）

⑶如图所示（2分）

上，它的体

起这个物

物体上升3m (1)(2)

7. (2013资阳)随着人们生活水平的提高，不少居民小区都配备了健身房。小明每个周末回家

都会到健身房锻炼，如图所示是小明最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图。如果小明每次向下拉动拉杆时，拉力为

F=250N ，在0.4s 内使质量为 m=20kg 的

配重块匀速升高到 h=40cm 后放手让其自由落下。不计拉杆和绳的重力，g 取10N/kg 。求：

(1)

(2) (3) (1) Fh Pt

........................... ① 解①代入数据得：P 250W ........................... ②

(2) 由功的原理和功能关系有：

W 有用 mgh

③ W 总Fh

④

W f W 总 W 有用

⑤

联解③④⑤代入数据得：W f 20J

⑥

(3) 根据题意有：

有用

⑦

W 总

联解③④⑦代入数据得： 80% ........................... ⑧

8. (2013?衡阳)某物体在竖直方向受到 90N 的拉力，以0.2m/s 的速度匀速向上运动.(空气阻力不计) 求： (1) 物体在10s 内上升的距离. (2) 物体受到的重力. (3)

如图所示，若改用机械效率为 80%的滑轮组，用10N 的拉力使物体仍

以0.2m/s 的速度匀速向右移动，求10s 内人对物体所做的有用功率.

解：(1) T v=, ???物体上升的距离： s=vt=0.2m/s X10s=2m ；

(2) 物体竖直向上做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得： G=F=90N ;

(3) ?/ v=, ?物体的路程：

s=vt=0.2m/s X10s=2m ；由图示滑轮组可知，n=3,

绳子自由端移动的距离 s=ns=3 >2m=6m , 拉力做的功 W=Fs =10N >6m=60J , .? 一円有用 '，

? . W 有用=?W=60J >80%=48J ,

小明拉动拉力器的功率 P ；

小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功; 在小明锻炼过程中拉力器的机械效率根据

题意有：

有用功率P=______ = =4.8W;

t 10s

答：(1)物体在10s内上升的距离为2m.

(2)物体受到的重力为90N .

(3)10s内人对物体所做的有用功率为 4.8W .

9.(雅安市二O—三年)有一质量为20kg的正方体物体放在水平地面上它的体积为8 X 10 - 3m3,

某人想通过如图20所示的滑轮来竖直提起这个物体。(g =10N/ kg)

(1) 该物体的密度是多大？

(2) 当人用250N的力向下拉绳子时，物体恰好能匀速上升，物体上后恰

好到达目标位置，求此过程中人所做的功？

(3) 该定滑轮的机械效率是多大？

答案：31. ( 5 分)

(1) p =m/V=2. 5 X 103 kg/ m3 ( 1 分)

(2) W、= Fh =250 X 3 = 750J ( 1 分)

（3）VW =Gh =20 X 10NX 3m=600J （ 1 分）

n = VW/W、= 600J/750J =80% （ 2 分）

升3m

10.现有重800N的木箱A，小李同学想把它搬到高为6m、长为10m /77777777777777777面上，如图所示，他站在斜面上，沿斜面向上用600N的拉力使木箱■■飞:, 的斜A以

0.2m / s的速度匀速从斜面底端到达斜面顶端。求:

(1) 小李同学拉木箱的功率是多大？

(2) 该斜面的机械效率是

多少？

答案：43 .解：（1）t - 50S ............................................ 1 分

v 0.2m/s

W总FL 600N 10m 6000J ...................................... 1 分

6000J

50s

120W .....................................

⑵ W有Gh 800N 6m 4800J .......................... 1 分

叫100% 4800J 100% 80% .............................. 2 分

W、6000J

（3）W a W、_W a6000J -4800J 1200J

答：略。W M1200J

120N L10m

11.(湖北省襄阳市2013年)用如图所示的滑轮组提升货物，已知动滑轮重度

是0.3m/s，拉力F的功率是180W(不计绳重)。求：

⑴滑轮组的机械效率n

⑵货物上升3m过程中，克服摩擦力做的功。

30N,货物重360N上升速

(3 )由于忽略摩擦及绳重，

2F = G?+?G 动

动滑轮重：G 动=2F- G?=?20OO ?N-1140?N =?60?N 绳端最大拉力等于人体重力，则物体对滑轮组的拉力： F 拉=2?G 人-G 动

滑轮组提升物体的拉力： F 拉?存？G- F 支

物体受到的支持力： F 支?=?G+ G 动-2?G 人=1140?N+60 ?N - 2 X450?N?=?300?N 物体对地面的最小压强：p F 压F 支

300N 2 2.0 103

S S 0.15m

13. (2013年广州市)如右图所示，工人师傅用三种方重170N 的砂子提到三楼去。请根据图中所提供的信息 (绳与滑轮的摩擦不计，不考虑滑轮和桶、滑轮和口袋的距)：

(1) 三种方法所做的有用功是多少？ (2) 第②种情况下所做的额外功是多少？

(3) 第②种情况下的机械效率是多少？

答案(1)三种方法所做的有用功

W i =G 砂 h =170N x 6m =1020J

答案:

4L (5^) Cl) t 秒内费物笄為船高険b ■曲tm

Wn-PU-lBQU

.?炳- GUP 皿?3^刈誇tm/l 妣』血*

⑵ 货物上弄血的时^] t=h/v=3inA>.3Ws =

^W??P4t? 18QWH 側=1 蹈 OJ ?7分

W 有士 Gh^MN 町0M lOfiftj

提升曲IMMiMi ?LG ?*~3輕吗ia=wtf ........................................ ......... i 分二克厦摩搏力顒时功Wr^W fi -Ww^W a = ?jQ!j ................................................. 1为

.( 20

13 年河北省) 如图

16所示，重为1140 N 的物体，它与水平地面的接触

1.5 103 cm 2。工人师傅用600?N 的力匀速提升体，物体的速度为0.2?m/s 。(不计摩擦及绳重) 求：(1 )工人师傅拉绳的功率;

(2) 滑轮组的机械效率；

(3) 体重为450?N 的小明用此滑轮组提升

动，物体对地面的最小压强为多大。

答案：37 .解：

(1 )拉力的功率 Fs t

Fv 绳

600 N 2 0.2 m/s 240 W

面积为

物

(2)滑轮组的机械效率: W 有用 Gh

1140 N

95%

W 总

Fs 绳 F 2h 600 N 2

Atoni Wv i

] 分

物体，但物体没有被拉

法把计算间

(2)第二种情况所做的额外功 W 额外=(G 桶+G 砂)h

(20N+10N x 6m

=180J

(3)第二种情况下的机械效率为

10000

8500

(扬州市2013年)(6分)工人用如图所示的装置将重物提高

5m 已知物重为800N,人对绳的拉力

为 500No 求此过程中： (1) 做的做功。 (2) 做的有用功。 (3) 滑轮组的机械效率。解：从图可知，n=2 , S=2h=2x 5m=10m ; (1) F=500N , S=10m , ?/ W=FS

???拉力做的总功为： W ^=FS=500NX 10m=5000J ; (2) G=800N , h=5m , ?/ W=FS

???对物体做的有用功为： W 有用=FS=Gh=800N K 5m=4000J ;

(3 )T n=W 有用/ Q 总

?该滑轮组的机械效率为：

n=W 有用 / Q 总 X100%=4000J /5000J x 100%=80%

答：(1 )做的总功 5000J ;

(2) 做的有用功 4000J ; (3) 滑轮组的机械效率 80% .

(乐山市2013年)49.某建筑工地用升降机提升大理石的示意图如图所示。升降机货箱的重力是 400N ,

g 取10N/kg 。不计滑轮和钢丝绳的重力，不计摩擦。试求：

(1) 已知大理石的密度是 2. 8 x 103kg/m 3，每块大理石的体积是 1.0 x 10-2m,则每块大理石的重力是多少？ (2)

如果每根钢丝绳上能承受的最大拉力是 2000N ,则该升降机一

次最多能匀速提升多少块大理石？

1020J

1020J 180J 100 00