滑轮机械效率计算专题

-.z.-----总结资料滑轮组机械效率7．滑轮组装置如下图，假设物体重为300N，拉力大小为120N，将重物匀速提高2m，所用时间是10s，绳重及滑轮之间的摩擦不计，求：〔1〕提起物体所做有用功〔2〕拉力的功率〔3〕该滑轮组机械效率．8．〔2008•吴中区二模〕利用如下图的滑轮组把重180N的物体匀速提高10m，滑轮组机械效率是80%〔不计绳重和摩擦〕，求：〔1〕提升重物时做的有用功为多少？〔2〕作用在绳子自由端的拉力为多大？〔3〕用此滑轮组匀速吊起重为455N的物体时，滑轮组的机械效率是多大？9．如图，动滑轮重为30N，物体质量为12Kg，绳重及摩擦均不计．则：〔1〕物体所受重力多大？〔g=10N/kg〕〔2〕匀速提起重物时所用的拉力多大？〔3〕此时，该滑轮组的机械效率是多少？10．利用如下图的滑轮组把重480N的物体提高10m，滑轮组的机械效率是80%〔不计绳重和摩擦〕，求：〔1〕有用功、所用拉力和动滑轮的重量；〔2〕用此滑轮组吊起600N的物体，滑轮组的机械效率又是多大？11．用如下图滑轮组提升重物．人用200N的拉力F在30s内使重为360N的物体匀速上升了6m．不计绳重和摩擦，求：〔1〕人拉绳子做功的功率；〔2〕此滑轮组的机械效率；〔3〕假设用此滑轮组将600N的重物匀速向上提升了10m则所用的拉力和拉力做的功各是多少？12．*人用如下图的滑轮组匀速提升500N的重物，所用的拉力F为300N，绳子自由端10s内被拉下2m，在此过程中，求：①拉力F所做的功；②滑轮组的机械效率；③滑轮组中动滑轮的重〔不计摩擦和绳重〕；④拉力的功率．13．如下图每个滑轮的重为500N，重物G的重量为1500N，绳索重及摩擦均不计．则：〔1〕人在匀速提升重物时所用拉力为多大？〔2〕重物被匀速提起1m的过程中，人所做的总功为多大？〔3〕此时滑轮组的机械效率为多大？14．〔2011•〕建筑工地上，*施工人员利用如图6所示的滑轮组匀速提升重物．假设不计摩擦和绳重．求：〔1〕利用这个滑轮组匀速提升重为1200N的物体时，所用的拉力是500N，此时滑轮组的机械效率是80%，拉力做功的功率是750W，求重物在1min内匀速上升的高度？〔2〕当用这个滑轮组匀速提升重为1800N的物体时，拉力是多少？15．*人用如下图的滑轮组匀速提升540N的重物，所用的拉力F为200N，绳子自由端被拉动3m，在此过程中，求：〔1〕拉力F所做的功；〔2〕滑轮组的机械效率〔不计绳重及摩擦〕；〔3〕如果用此滑轮组匀速提升440N的重物，求滑轮组此时的机械效率？16．*工地上用如下图的滑轮组，匀速提升质量为500kg的物体，在物体上升0.8m的过程中，拉力F的功率为2500W，此滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦．〔g=10N/kg〕求：〔1〕滑轮组做的有用功；〔2〕物体上升的速度；〔3〕动滑轮的重力；〔4〕假设用该滑轮组吊起6250N的重物则拉力为多大？此时的机械效率为多少？17．如下图，工人将重为240N的物体匀速提起，在2s内绳端上升了3m，假设此时滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦．求〔1〕拉力所做的有用功是多少？〔2〕拉力是多少？拉力的功率是多少？〔3〕假设将540N的物体匀速提高1m，此时滑轮组的机械效率是多少？18．〔2006•〕用如下图滑轮组将重6×102N的物体匀速提高2m，拉力所做的功为2×103J，所用的时间为20s．求：〔1〕有用功；〔2〕拉力的功率；〔3〕该滑轮组的机械效率．19．用如下图的滑轮组匀速提升重为480N的物体G，所用拉力F为200N，将重物提升3m所用的时间为10s．求：〔1〕重物上升的速度；〔2〕拉力所做的有用功；〔3〕拉力的功率；〔4〕滑轮组的机械效率．20．〔2009•**一模〕如图，用滑轮组将重900N的物体在10s内匀速提高2m，所用的拉力为400N，此过程中，求：〔1〕所做的有用功为多少？〔2〕该滑轮组的机械效率为多少？〔3〕拉力做功的功率为多少？21.21．〔2008•〕用如下图的滑轮组匀速提升重为480N的物体G，所用拉力F为200N，将重物提升3m所用的时间为10s不计绳重和摩擦，求：〔1〕做的有用功；〔2〕动滑轮的重力；〔3〕拉力的功率；〔4〕滑轮组的机械效率．22．用如下图的滑轮组来匀速拉动钢锭，钢锭与地面的摩擦力F1为1200N，假设此时滑轮组的机械效率为80%，物体速度为1m/s．①拉绳的速度是多少？②拉绳的力F至少为多大？③拉力的功率是多少？23．用如下图的滑轮组来匀速拉动钢锭，钢锭重6000N，它与地面间的摩擦力f为1500N，假设此时滑轮组的机械效率为80%；物体速度为1m/s〔1〕2s内钢锭的重力所做的功；〔2〕求拉绳子的速度是多少？〔3〕求拉绳子的力F为多大？拉力F的功率是多少？〔4〕在不改变钢锭与地面间摩擦力大小的条件下，如果想用更小的力拉动钢锭，请你提出一条可行的建议．24．用如图的滑轮组水平地拉动物体．物重为1000N，物体与地面间的摩擦力是240N，当绳端的拉力是100N时物体以0.5m/s的速度匀速移动．求：〔1〕人拉绳端的移动速度；〔2〕滑轮组的机械效率．25．用如下图的滑轮组，在水平地面上拉动重物G，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．26．如图，用滑轮组拉物体A使它以2米/秒的速度沿水平面匀速运动，拉力F为5牛，滑轮组的机械效率为80%．求：〔1〕在2秒内拉力F做的功多大？〔2〕拉力F的功率多大？〔3〕物体与地面间的摩擦力为多大？27．如下图，物体A重1000N，与地面的摩擦力是300N，人通过滑轮组拉动物体使其在10s内匀速运动1m，如果滑轮组的机械效率为60%，求：〔1〕人做的总功；〔2〕人的拉力；〔3〕人拉绳的功率．7．分析：〔1〕由公式W=Gh可以求出有用功；〔2〕由W=Fs求出拉力的功，然后由功率公式求出拉力的功率；〔3〕由效率公式求出滑轮组的效率．,解：〔1〕有用功W有=Gh=300N×2m=600J；〔2〕由图示滑轮组可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3，拉力移动的距离s=nh=3×2m=6m，拉力的功W=Fs=120N×6m=720J，拉力的功率P===72W；〔3〕滑轮组效率：η=×100%=×100%≈83.3%；答：〔1〕提起物体所做有用功为600J；〔2〕拉力的功率为72W；〔3〕该滑轮组机械效率83.3%．8．分析：从图中读出滑轮组承当物重的绳子段数n，s=nh；〔1〕知道物重和提升的高度，利用W=Gh求有用功；〔2〕知道物重和滑轮组的机械效率，利用η===求拉力大小；〔3〕在不计绳重和摩擦的情况下，利用F拉=先求出动滑轮的重，再利用这个公式求将重G′=455N的物体吊起用的拉力，最后利用η===求此时的机械效率．,解：〔1〕滑轮组所做的有用功：W有=Gh=180N×10m=1800J；〔2〕由图知，n=3，∵η===，∴F===75N；〔3〕∵不计绳重和摩擦，∴F拉=，即：75N=，则G动=45N，提升G′=455N的重物时，F拉′===N，η′=====91%．答：〔1〕提升重物时做的有用功为1800J；〔2〕作用在绳子自由端的拉力为75N；〔3〕用此滑轮组匀速吊起重为455N的物体时，滑轮组的机械效率是91%．9．,：m=12kgg=10N/kgG0=30N求：〔1〕G=？〔2〕F=？〔3〕η=？解：〔1〕物体受到的重力为G=mg=12kg×10N/kg=120N；〔2〕作用在绳子自由端的拉力为F=〔G+G0〕=×〔120N+30N〕=50N；〔3〕设物体上升h，则绳子拉下3h，滑轮组的机械效率为η=====×100%=80%．答：〔1〕物体所受重力为120N；〔2〕匀速提起重物时所用的拉力为50N；〔3〕此时，该滑轮组的机械效率是80%．10．分析：从图中读出滑轮组承当物重的绳子段数n，s=nh；〔1〕知道物重和提升的高度，利用W=Gh求有用功；知道物重和滑轮组的机械效率，利用η===求拉力大小；不计绳重和摩擦，利用F=〔G物+G动〕求动滑轮的重；〔2〕求出了动滑轮的重，再利用F=〔G物+G动〕求将重G′=600N的物体吊起用的拉力，最后利用η===求此时的机械效率．,解：〔1〕滑轮组所做的有用功：W有=Gh=480N×10m=4800J；由图知，n=3，∵η===，∴F===200N；∵不计绳重和摩擦，∴F拉=，即：200N=，则G动=120N；〔2〕提升G′=600N的重物时，F拉′===240N，η′====≈83.3%．答：〔1〕提升重物时做的有用功为4800J；拉力为200N；动滑轮的重为120N；〔3〕用此滑轮组匀速吊起重为600N的物体时，滑轮组的机械效率是83.3%．点评：此题考察了机械效率的计算，利用好绳子的重力和摩擦力不计时拉力F拉=和推导公式η===是此题的关键．11分析：由图可知滑轮组绳子的有效股数n=2，s=2h，〔1〕根据W=Fs求出总功，根据P=求出人做功的功率；〔2〕根据W=Gh求出人做的有用功，根据效率公式求出滑轮组的机械效率；〔3〕根据F=〔G物+G动〕的变形式求出动滑轮的重；然后可求用此滑轮组将600N的重物匀速向上的拉力，再利用W=Fs求拉力做的功．,解：〔1〕由图知n=2，s=2h=2×6m=12m，人做的总功：W总=Fs=200N×12m=2400J；人做功的功率：P===80W；〔2〕人做的有用功：W有=Gh=360N×6m=2160J；滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=90%；〔3〕∵不计摩擦和绳重∴F=〔G物+G动〕∴所用动滑轮的重：G动=2F﹣G=2×200N﹣360N=40N；假设用此滑轮组将600N的重物，则拉力F1=〔G物1+G动〕=〔600N+40N〕=320N；拉力做的功W1=F1s1=320N×2×10m=6400J．答：〔1〕人拉绳子做功的功率为80W；〔2〕此滑轮组的机械效率为90%；〔3〕则所用的拉力为320N，拉力做的功为6400J．12．,：n=2G=500NF=300Ns=2mt=10s求：〔1〕W=？〔2〕η=？〔3〕G动=？〔4〕P=？解：〔1〕拉力做的功为W=Fs=300N×2m=600J；〔2〕物体上升的高度为h===1m，拉力做的有用功为W有用=Gh=500N×1m=500J，滑轮组的机械效率为η=×100%=×100%≈83%；〔3〕∵F=〔G+G动〕，∴动滑轮的重力为G动=2F﹣G=2×300N﹣500N=100N；〔4〕拉力的功率是P===60W．答：〔1〕拉力做的功为600J；〔2〕滑轮组的机械效率为83%；〔3〕动滑轮的重力为G动=2F﹣G=2×300N﹣500N=100N；〔4〕拉力的功率是60W．13．分析：〔1〕绳索重及摩擦均不计，提起物体所用的力是物重和动滑轮重的n分之一；〔2〕物体上升高度可以得到绳子作用点移动的距离；拉力和绳子自由端移动的距离，利用公式W=Fs得到总功；〔3〕物重和物体上升高度，可以得到有用功；有用功和总功，利用公式η=计算机械效率．,：G动=500N，G物=1500N，h=1m，s=2h=2m求：〔1〕F=？〔2〕W总=？〔3〕η=？解：〔1〕人在匀速提升重物时所用拉力为F=×〔G物+G动〕=×〔1500N+500N〕=1000N；〔2〕重物被匀速提起1m的过程中，人所做的总功为W总=Fs=1000N×2m=2000J；〔3〕拉力做的有用功为W有=Gh=1500N×1m=1500J；滑轮组的机械效率为η=×100%=×100%=75%．答：〔1〕所用的拉力是1000N；〔2〕人所做的总功是2000J；〔3〕机械效率为75%．14．,解：〔1〕由题意知，拉力在1min做的功为：W总=Pt=750W×60s=45000J根据W总=Fs得s===90m由图知，此滑轮组由三段绳子承当物重，所以s=3h则h=s=×90m=30m答：重物在1min内上升的高度是30m．〔2〕因为滑轮组由3段绳子承当物重，所以F=〔G物+G动〕G动=3×500N﹣1200N=300N则F′=〔G物′+G动〕=×〔1800N+300N〕=700N答：当用这个滑轮组匀速提升重为1800N的物体时，拉力是700N．15．分析：〔1〕根据W=Fs求出拉力做的功；〔2〕根据η===求出机械效率；〔3〕根据F=〔G+G动〕求出动滑轮重，根据η===求出机械效率．,：物重G1=540N，拉力F=200N，拉力移动距离s=3m，物重G2=440N求：〔1〕拉力F所做的功W=？；〔2〕滑轮组的机械效率η1=？；〔3〕滑轮组此时的机械效率η2=？解：〔1〕拉力做的功W=Fs=200N×3m=600J；〔2〕滑轮组的机械效率：η1=×100%=×100%=×100%=×100%=90%；〔3〕∵F=〔G+G动〕∴动滑轮重G动=3F﹣G1=3×200N﹣540N=60N，滑轮组此时的机械效率：η2=×100%=×100%=×100%=×100%=88%．答：〔1〕拉力F所做的功为600J；〔2〕滑轮组的机械效率为90%；〔3〕滑轮组此时的机械效率为88%．16．,解：〔1〕∵m=500kg，g=10N/kg，∴物体的重力为：G=mg=500kg×10N/kg=5000N；而h=0.8m，∴滑轮组做的有用功为：W有=Gh=5000N×0.8m=4000J．〔2〕从图可知，该滑轮组有3段绳子吊着物体，∴拉力移动的距离为：S=3h=3×0.8m=2.4m；而此滑轮组的机械效率为η=80%，∴所做的总功为：W总===5000J；又∵拉力F的功率为P=2500W，∴做功的时间为：t===2s，则物体上升的速度为：v===0.4m/s．〔3〕∵W总=5000J，S=2.4m，∴拉力的大小为：F===N，不计绳重和摩擦，F=〔G+G动〕，即N=×〔5000N+G动〕，解得：G动=1250N．〔4〕用该滑轮组吊起6250N的重物时，拉力的大小为：F′=〔G′+G动〕=〔6250N+1250N〕=2500N；∴滑轮组的机械效率为：η′===≈83.3%．答：〔1〕滑轮组做的有用功为4000J．〔2〕物体上升的速度为0.4m/s．〔3〕动滑轮的重力为1250N．〔4〕假设用该滑轮组吊起6250N的重物则拉力为2500N，此时的机械效率为83.3%．17．,解：〔1〕由图知，n=3，∵s=3h，s=3m，∴h=s=×3m=1m，使用滑轮组做的有用功：W有用=Gh=240N×1m=240J；∵η=，∴使用滑轮组做的总功：W总===300J；∵W总=Fs，∴F===100N，∵不计绳重和摩擦，拉力F=〔G物+G轮〕，即：100N=〔240N+G轮〕，∴G轮=3×100N﹣240N=60N，当提升540N物体时，拉力：F′=〔G物′+G轮〕=〔540N+60N〕=200N，此时滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=90%．答：〔1〕拉力所做的有用功是240J；〔2〕拉力是100N；拉力的功率是150W；〔3〕假设将540N的物体匀速提高1m，此时滑轮组的机械效率是90%．18．,解：〔1〕用滑轮组提升物体做的有用功：W有用=Gh=6×102N×2m=1.2×103J〔2〕拉力的做功功率：P===100W；〔3〕滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=60%．答：〔1〕有用功为1.2×103J；〔2〕拉力的功率为100W；〔3〕该滑轮组的机械效率为60%．点评：此题考察了学生对有用功、总功、机械效率、功率的掌握和运用，能区分使用滑轮组时有用功和总功的计算方法是此题的关键．19．,解：〔1〕重物上升的速度v===0.3m/s；〔2〕拉力所做的有用功W有用=Gh=480N×3m=1440J；〔3〕读图可知s=3h=9m，拉力所做的总功W总=Fs=200N×9m=1800J，拉力的功率P===180W；〔4〕滑轮组的机械效率η==80%．答：〔1〕重物上升的速度是0.3m/s；〔2〕拉力所做的有用功是1440J；〔3〕拉力的功率是180W；〔4〕滑轮组的机械效率是80%．20．,解：〔1〕W有用=Gh=900N×2m=1800J〔3〕由图知，n=3，s=3h=3×2m=6m，拉力做功：W总=Fs=400N×6m=2400J，滑轮组的机械效率：η===75%；〔3〕拉力做功功率：P===240W．答：〔1〕所做的有用功为1800J；〔2〕该滑轮组的机械效率为75%；〔3〕拉力做功的功率为240W．21．,解：〔1〕做的有用功：W有用=Gh=480N×3m=1440J．〔2〕动滑轮的重力：G动=nF﹣G物=3×200N﹣480N=120N．〔3〕拉力所做的功：W总=FS=nFh=3×200N×3m=1800J；拉力的功率：P总===180W．〔4〕滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%．答：〔1〕做的有用功为1440J，〔2〕动滑轮的重力为120N，〔3〕拉力的功率180W，〔4〕滑轮组的机械效率80%．22．,解：〔1〕由图可知，经过动滑轮的绳子股数为3股，拉绳的速度是物体速度的3倍，故拉绳的速度v=1m/s×3=3m/s；答：拉绳的速度是3m/s；〔2〕假设物体前进距离为s，则克制摩擦力做的功W′=F1s，拉力做的功W=F×3s=3Fs，η=×100%=×100%=×100%=80%，所以F=500N，答：拉绳的力F至少为500N；〔3〕P=Fv=500N×3m/s=1500W，答：拉力的功率是1500W．23．,解：〔1〕钢锭在水平方向上移动，在重力方向上没有移动的距离，所以重力做功为0；〔2〕由图可知动滑轮的绳子段数n=3，则拉绳子的速度v绳=nv物=3×1m/s=3m/s；〔3〕∵W有=fs物；∴W有=fs物；W总=Fs绳；另s绳=3s物；由η====得：F===625N；∵P===Fv绳，∴功率P=Fv绳=625N×3m/s=1875W；〔4〕根据影响摩擦力的因素可知，将滑动摩擦变为滚动摩擦，可大大减小摩擦力；故建议为：在物体下面装上轮子．答：〔1〕2s内钢锭的重力所做的功为0；〔2〕拉绳子的速度是3m/s；〔3〕拉绳子的力F为625N，拉力F的功率是1875W；〔4〕在不改变钢锭与地面间摩擦力大小的条件下，如果想用更小的力拉动钢锭，可将墙上的滑轮和钢锭上的滑轮交换安置，这样就有四根绳子拉钢锭了，能省力．24．,解：〔1〕由图知此滑轮组由3段绳子承当物体与地面的摩擦．所以v绳=3v物=3×0.5m/s=1.5m/s答：人拉绳端的移动速度是1.5m/s．〔2〕η=答：滑轮组的机械效率是80%．25．分析：〔1〕此题是滑轮组使用的另一种情况﹣﹣将滑轮组水平使用来拉动重物，当滑轮组竖直拉动重物时，滑轮组上升克制的是重物的重力；而此题中的滑轮组水平拉动重物，滑轮组向左移动时克制的是地面的摩擦力．所以，此时有几段绳子拉重物，拉力就是摩擦力的几分之一．但这是在理想情况下，不考虑额外功，机械效率为100%的情况下．如果考虑到机械效率，则拉力还要用得更多，也就是η===〔2〕功率P=，题目要求拉力F的功率，也就是要先求出拉力做的功．但此题没有告诉绳端移动的距离，只有物体移动的速度，所以先需根据有几段绳子在拉重物，绳端移动的速度就是物体移动速度的几倍，求出绳端移动的速度．再