机械效率总复习难题

1、1甲、乙两个形状相同的容器，开口都向上，现倒入部分水，如图10所示，如果将两块完全相同的金属块用细线系着分别浸入同样的深度，这时两容器水面相齐平。如将金属块匀速提离水面，则做功多的是（）（? A）?甲（B）乙 （C） 一样多（D）无法判断2某人站在岸上利用滑轮组使停泊在水中的船匀速靠岸，已知滑轮组由两个定滑轮和两个动滑轮组成（滑轮重不计），如图所示，船重1.02 1工，船移动时受到水的阻力是船重的0.01倍，人水平拉绳的力为 240N，船靠岸的速度为 0.72km/h。求（1）滑轮组的机械效率。（2）人拉绳子的功率及人对船做的有用功率。3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

2、了很大改善，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（如图乙所示）是否会更省力一些.请你按照小明爸爸的想法，用笔画线在图乙中绕上绳子，并求出小明爸爸的方法 中拉力的大小？?（3）求两种方案的机械效率分别为多少？（保留1位小数）?（4）综合分析评估这两个方案，你认为哪个方案更好一些？说明理由,甲，乙4（

3、 2011?通州区二模）如图所示，牵引车通过滑轮组匀速打捞起矿井中的物体A, 在被打捞的物体没有露出水面之前，牵引车控制绳子自由端，使物体A以0.4m/s 的速度匀速上升，牵引车对绳的拉力为F1, F1的功率为P1 ;当物体A完全露出 水面后，牵引车控制绳子自由端，使物体A以0.3m/s的速度匀速上升，牵引车 对绳的拉力为F2 , F2的功率为P2,且Pj=P2 已知动滑轮重200N ,物体A完全1甲、乙两个形状相同的容器，开口都向上，现倒入部分水，如图10所示，如果将两块完全相同的金属块用细线系着分别浸入同样的深度，这时两容器水面相齐平。如将金属块匀速提离水面，则做功多的是（）（? A）?甲

4、（B）乙 （C） 一样多（D）无法判断2某人站在岸上利用滑轮组使停泊在水中的船匀速靠岸，已知滑轮组由两个定滑轮和两个动滑轮组成（滑轮重不计），如图所示，船重1.02,船移动时受到水的阻力是船重的0.01倍，人水平拉绳的力为 240N,船靠岸的速度为 0.72km/h o求（1）滑轮组的机械效率。（2）人拉绳子的功率及人对船做的有用功率。3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

5、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（如图乙所示）是否会更省力一些.请你按照小明爸爸的想法，用笔画线在图乙中绕上绳子，并求出小明爸爸的方法 中拉力的大小？?（3）求两种方案的机械效率分别为多少？（保留1位小数）?（4）综合分析评估这两个方案，你认为哪个方案更好一些？说明理由，4（ 20"?通州区二模）如图所示，牵引车通过滑轮组匀速打捞起矿井中的物体A, 在被打捞的物体没有露出水面之前，牵引车控制绳子自由端，使物体A以0.4m/s 的速度匀速上升，牵引车对绳的拉力为F-卩1的功

6、率为Pj当物体A完全露出 水面后，牵引车控制绳子自由端，使物体A以0.3m/s的速度匀速上升，牵引车 对绳的拉力为F2, F?的功率为卩2,且Pi=P2-已知动滑轮重200N,物体A完全?（2）假设他身体可以提供的功率P如图那样取决于所搬运物体的质量m,若要尽可能快地把这批器材搬上去，那么个.?（3）不考虑搬起箱子、放下箱子和下楼的时间，求他搬运这批实验器材的最短时间。9 （2011?绍兴）学校新近买了 30套总质量为300千克的实验器材，每套一箱实验员需要把这批实验器材搬运到 15米高的实验室.”1该实验员在搬运中，对实验器材总共做功焦；（2）假设他身体可以向外提供的功率P与所搬运物体的质量

7、 m的关系如图所示，母次他搬起相子、放下相子和下楼的时间t与所搬运物体的质量 m关系如表所示，那么他搬完全部箱子，且回到开始搬运处，所用最短时间为秒（计算结果精确到0.1 ).搬运质量 m/kg 10 20 30 时间 t/s 40 60 70 10如图1所示，某桥梁工程部门在一次工程作业中，利用汽车将重为G,高为ho的柱形实心铁块，从水深为hi的河底竖直打捞上来。汽车速度为 u且保持恒定。水的密度为 po,铁的密度为pi。不计滑轮的摩擦和绳 重，不考虑水的阻力和物体排开水的体积对水面高度的影响。请完成下列有关分析和计算。（1 ）铁块上升过程中所受浮力的最大值；（2）推导出自铁块上表面与水面相

8、平升至整体刚露出水面的过程中，绳子的拉力随时间变化的关系式（从铁块上表面与水面相平时开始计时）？（3） 在图2中，定性画出铁块自河底升至滑轮处的过程中，绳子拉力的功率 P随铁块上升高度h变化关系 的图象。11如图所示，质量为1kg的小球从斜面顶点 A经B点滚动到C点，已知AB=BC=2m，AB 段与水平面的夹角为 30° .在整个运动过程中，小球的重力对小球做的总功是A.2J B.1J 12( 2012?怀柔区一模)如图甲所示，某工地用固定在水平工作台上的卷扬机(其 内部有电动机提供动力)通过滑轮组匀速提升货物.为监测卷扬机的工作情况， 将固定卷扬机的工作台置于水平杠杆的A端，杠杆的

9、B端连接有配重C,其下方 与压力传感器相接触，杠杆AB可绕转轴O在竖直平面内自由转动.当卷扬机提 升G1 =1450N的重物以速度Vi匀速上升时，卷扬机的拉力为F1，滑轮组的机械效 率为n i ,压力传感器显示其对配重C的支持力为Ni ;当卷扬机提升重为G2的 重物以速度V2匀速上升时，卷扬机的拉力为F2，滑轮组的机械效率为n 2，压力 传感器显示其对配重C的支持力为N2 .拉力Fi、F2做功随时间变化的图象分别 如图乙中、所示.已知卷扬机及其工作台的总重为500N ,配重C所受的重 力为200N , 4 U 1=3 U 2 , 88 n i=87 n 2, 5AO=2OB .杠杆AB所受的重

10、力、绳的质 量和滑轮与轴的摩擦均可忽略不计.求：甲乙(1) 卷扬机提升重物G2时的功率；(2) 动滑轮所受的重力；(3) Ni与N2的比值.i3如图所示，物体A的质量mA=4kg , B的质量m3=0.5kg ,物体A恰能沿着水平 桌面向右做匀速直线运动若再用一水平向左的拉力F将物体A沿桌面向左拉动0.im的过程中，拉力做的功W= J (取g=i0N/kg ).i4如图所示，甲物体重 6N，乙物体重i0N，弹簧秤重力及摩擦均不计则当甲、乙两物体静止时，弹簧秤的读数为? ?N，绳子对乙物体的拉力是 ？?？N .i5如图甲所示，用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上 的木块，A端

11、的拉力均匀增加，0-t I时间木块静止，t 1-t 2木块运动后改变拉力， 使木块t2后处于匀速直线运动状态.计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所 示拉力随时间变化图线，回答下列问题：（1）当用F=5.3牛的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力大小为5.3牛；若用F=5.8牛的水平拉力拉木块，木块所受摩擦力大小为5.1牛.（2）如图丙所示，为研究滑动摩擦力f大小与接触面受到压力Fn大小的关系，在重力为17牛的木块上每次增加1牛重的砝码，分别用水平拉力F使木块作匀速直线运动.实验测量数据如下，请将表格数据填写完整木块对水平面压力Fn （牛）1718192021水平拉力F （牛）5.15.45.

12、76.3（3）请用力的示意图画出图丙中砝码受到的力.16某科技小组设计的提升重物的装置如图甲所示。图中水平杆CD与竖直杆EH、DI组合成支架固定在水平地面上。小亮站在地面上通过滑轮组提升重物，滑轮组由动滑轮Q和安装在水平杆 CD上的两个定滑轮组成。小亮以拉力 F1匀速竖直提升物体 A的过程中，物体 A的速度为u1，滑轮组的机械效率为 nA。小亮以 拉力F2匀速竖直提升物体 B的过程中，物体 B的速度为u,滑轮组的机械效率为 rBo拉力F1、F2做的功 随时间变化的图像分别如图乙中、所示。已知：U1 =3 u2,物体A的体积为Va,物体B的体积为Vb,且3Va=2V b,物体A的密度为pa,物体

13、B的密度为pB,且8 pa=7 pB。（不计绳的质量，不计滑轮与轴的 摩擦）求：机械效率YB与nA之差。4417如图所示，重为3.2杓N的卡车，经过一段水平路面，再以9.6氷0 W的功率沿与水平地面成30°角的斜坡匀速向上爬行已知车轮与地面接触的总面积为0.5m2，斜坡的机械效率为80%。求卡车：（1）对水平路面的压强；（2）爬坡时的牵引力；（3）爬坡时的速度.1原因如下；当两金属块完全浸在水面以下时，甲乙两人做的功是一样多的，但题目要求是将金属块提离水面，也就是说将金属块完全提到水面以上，与水面完全分开此时，当金属块的上表面浮出水面以后，两个容器的水平面就要开始下降了，但只要金属块

14、没有完全离开水面，就有水面的瞬间，乙容器的水面下降的要多一些，综上所述。正确答案应为B,乙2分析：滑轮组上拉船靠岸的绳子段数n= 5(1) 船受到的阻力f = o.oig= o.oi= 1.02刈0?N,人拉绳子自由端移动的距离是船移动距离的5倍，滑轮组的机械效率(2) 船靠岸的速度 绳子自由端移动的速度 则人拉绳子的功率为=.= =1020x0.21/3=204人对船做功的有用功率为t?3F=210N<250N?没有超过？； 165N ; 95.2%? 90.9% ;选择甲好是因为机械效率高，选择乙好是因为省力。4:在被打捞的物体没有露出水面之前，不计摩擦、绳重及水的阻力，Fi =13

15、(G+G轮-F浮)，拉力功率：P1=F1v1=13(G+G 轮-F 浮)v 1 ,在被打捞的物体露出水面之后，不计摩擦、绳重及水的阻力，13(G+G轮)=(G+200N),- 拉力功率P 2=F 2V 2 =13(G+200N) v2,此时，n =W有用W总GhF2SGhF23hG3F2=75%, 将代入得：G3X13(G200N)?=75%,解得：G=600N,物体的质量：m=Gg=600N x 10N/kg=60kg, ( 1) Pi=P2 ,13(G+G 轮-F 浮)v i =13(G+200N) v2,13(600N+200N-F 浮)x 0.4m/s=13(600N+200N ) x

16、 0.3m/s ,解得：F 浮=200N ,/ F 浮=p水V排g ,V 排=F浮水g200N331x iokg/mx lON/kg=0.02m 3，物体浸没与水中，/ V=V 排=0.02m3 ,(2)物体的密度：P =60 kg0.02 m=3 x 103kg/m 3.-(3)物体在水中匀速上升时滑轮组的机械效率，n，=G3FiG3X13(GG轮？F浮)?600N3X13(600 N+200NP200N) =100% .5 C 6解:,因为连接动滑轮的绳(1 )在23s内，重物做匀速运动，03=2.50 m/s ，拉力F3=40 N子有三根，所以拉力 F的作用点下降的距离是重物上升高度h3

17、的三倍。？P= F 3 03 = 100 W?n= (W 有用/W 总)xiOO%=Gh 3/ (3F3h3) X100% =83.33%(2 )在12s内，拉力 F2=50 N，重物上升高度 h2=1.25 m?W=3F 2h2?代入数据解得W=187.5 J?(3) 设动滑轮重为G动？G 动=3F 3-G=20N?在01s内，拉力Fi =30N。把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的重力、向上 的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态。？支持力F支=G+G动-3Fi=30 N?重物对地面的压力 F压=F支=30 N?P=F 压/S=30 N/ (5X10"2m 2) =

18、600 Pa。8 : (1)器材的重力： G=mg=300kg 1)0N/kg=3000N , 对器材做功： W=Gh=300胴 14m=42000J(2 )由P-m图像知，搬运30kg物体时，功率最大为 70W，此时做功最快.30套总质量为 300kg的物理实验器材，每套一箱，所以一箱10kg，搬3箱最快.(3) t=W/P=42000J/70W=600S 9总的思路是这样：分别计算搬箱上楼耗费的时间和下楼耗费的时间，然后时间相加进行比 较。第二题： 先计算除了搬箱子之外耗费的时间(下楼、抬起放下箱子)首先容易知道每个箱子重10kg个、两个、三个箱子的情况一次一个箱子时，需要上下楼一次两个箱

19、子时，需要上下楼一次三个箱子时，需要上下楼题目只提供了一次搬 10、20、30kg时搬箱子之外耗费的时间，因此只需分别计算一次搬一30次，每次40s，可以看出用时为 30X40=1200s15次，每次60s，可以看出用时为 15X60=900s10次，每次70s，可以看出用时为 10X70=700s接下来计算搬箱子上楼耗费的时间又一次一个箱子时，功率为40W，次两个箱子时，功率为60W，次三个箱子时，功率为55W把所有箱子搬上楼所需要做的总功为：300X gX15=4500g，取g 10则总功为45000J总功/功率可以算出搬箱上楼所耗费的总时间，和前面相对应的时间相加就得到三种方案分别耗费的

20、时间，最终比较可得到最短时间Hi_|10 （ 1）由题意可知，铁块在未打捞出水面前，铁块受到的浮力最大加伽砧硼磊二学(3)解答:11解：慚体从A到B时重力做功为】WgiGh-mg*.AB*sii3Olkgx9 8N一乩>_1从B到C时重力不做功眠 Wg：=OJ,故=Wg-Wgi-Wg2=9 BJ. 故选C12解：（1）由题意可知，卷杨机重为m机g，被提升货物重为 mg.设动滑轮重为G动，对卷扬机进行受力分析可知：F支=m机g + F拉，压力N = F支对滑轮组进行受力分析，因绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计，所以有：F拉=色（mg + G动）?2323解得动滑轮重 G动=800 N卷扬机对绳

21、子的拉力Fi=予(mig + G 动)=p (320 kg X10 N/kg + 800 N )= 800 N(2 )第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率:X100 %X100 % =80 %。1(3)由第(1)问可得 F2=，(m2g + G 动)=640 NFT FS?因P = F = F = FV，且卷扬机拉动绳子的功率恒为400W，所以前后两次提升货物过九一程中，货物竖直向上运动的速度之比为：出F1 513解：物体A沿着水平桌面向右做匀速直线运动，拉力和摩擦力是一对平衡力， 摩擦力：f=G B=mB g=0.5kg x 10N/kg=5N ,当物体A向左运动时，拉力：F=f+GB=5N+5N=10N ,拉力做的功：W=FS=10N x 0.1m=1J .故答案为：1 .146615解：(1 )当用F=5.3N的水平拉力拉静止的木块时，由于木块静止，所以木块 所受的拉力与静止木块所受的摩擦力平衡，所以f=F=5.3N .由乙图可知，当物体做匀速直线运动时，F=5.1N，所以f=F=5.1N .当F=5.8N时， 物体将做加速运动，但所受摩擦力仍为5.1N .(2) 在研究摩擦力大小与所受压力关系时，拉动物体做匀速直线运动，所以摩 擦力与拉力是一对平衡力，因此f=F .从表格中数据可以看出，拉力与压力大小的比值不变，即摩擦力与所受压