机械效率计算题150个(含解析)

::绝密★启用前

OO2017-2018学年度???学校5月月考卷

..

..

..试卷副标题

..

..

..考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx

郑4注意事项：

1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

..

..2.请将答案正确填写在答题卡上

..

..

..

..第I卷（选择题）

.

..请点击修改第I卷的文字说明

OO

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第II卷(非选择题)Oo

请点击修改第II卷的文字说明..

..

一、计算题..

1.水平地面上有一个重为5000N的箱子，现用起重机把箱子吊到3m高的位置，所用..

的时间为10s,起重臂下的钢丝绳是绕在一个动滑轮上的，如图所示，钢丝绳上的拉力4

为3000N«郑.

.

..

..

.

..

..

.

Oo

.※.

(1)起重机起吊该箱子的机械效率是多少？

.※.

(2)钢丝绳上拉力的功率是多少？.鼠.

※

【答案】(1)83.3%(2)1800W

.※.

【解析】解：(2)有用功：.抑.

※

W=Gh=5000Nx3m=15000J,

£※

总功：

W.=FS=F«2h=3000Nx2x3m=18000J,.-※£.

s.※.

起重机起吊该箱子的机械效率：

.郑.

※

W有..

—15000J※

n=火总xioo%=l8000Jxioo%~83.3%.

Of※eo

※

(2)钢丝绳上拉力的功率：

.堞.

※

总..

W18000J.※.

用

P=t=10s=1800W..※.

※

如图所示，某厂工人用牛的水平拉力，抓紧绳子一端，沿水平地面匀速向右运

2.200%照

盘※

动，在10秒内将矿井里质量为32千克的物体提升4米.根据题给条件，请你计算出与.

.※.

本题相关的4个物理量，要求写出简要说明和结果.(8=取10牛/千克)..

.氐.

.※.

..

.※.

..

磐.

..

.冰.

O※o

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..

..

..

【答案】(1)物体的重力320N;(2)人运动的距离8m,(3)人运动速度0.8m/s；(4)

E氐

提升物体做功1280J；

..

【解析】试题分析：(1)物体的重力G=mg=32kgxlON/kg=32ON；.

..

(2)人运动的距离s=2h=2x4m=8m,.

..

人运动速度v=-=啊•=0.8m/s；.

..

.

t10so

(3)拉力F做功W&=Fs=200Nx8m=1600J；O

提升物体做功；.

(4)W^=Gh=320Nx4m=1280J..

试卷第2页，总91页

••

•:

:•(5)机械效率〃=^^=胆1=80%

OO

W总1600J

..

..考点：重力、距离、速度、总功、有用功、机械效率等的计算

..

..点评：本题考查重力、距离、速度、总功、有用功、机械效率等的计算，关键是公式及

..其变形的灵活运用，难点是自己设计问题自己解决.

..

郑43.3.甲乙两个质量都为40kg的同学，由于找不到机械，只能各自亲自将20kg的物体

从一楼搬上三楼，若每层楼的高度为3m,甲一次把所有的物体一起搬上楼，乙先搬一

..

..半上楼，再搬剩下的.如果他们上楼的速度相同，甲用时30s,求

..

..⑴甲乙二人对物体做的功率分别为多少？

..

..⑵通过计算比较甲乙二人的机械效率的大小.(g=10N/kg)

.

..【答案］⑴P，产40WP-=20W(2)n甲=33.3%q乙=20%

OO

【解析】试题分析：(1)由题意可知，甲搬了一次，乙搬了两次，两人速度相同，所以

..

..乙用的时间是甲用时间的二倍为60s,由于货物相同，搬的高度也相同，所以两人对货

..做的功同样多，功都等于W=Gh=mgh=20kgxl0N/kgx6m=1200J,所以两人对物体做功的

..

功率分别为在整个过程中甲做的总功为

..pH，=1200J80S=40W,P6=1200J/60S=20W；(2)

..

W甲e=(40kg+20kg)xlON/kgx6m=3600J,乙做的总功为Wz..»=(2x40kg+20kg)

.“.

即

太xl0N/kgx6m=6000J,所以甲的机械效率为nv="1200J/3600J=33.3%”,乙的机械效率为n

豺

4=1200J/6000J=20%。

.

..考点：功和功率；机械效率

..

..4.(6分)水平地面上的圆桶装有体积为O.Oln/的水，圆桶与地面接触面积为0.2m2,

..

.g取10N/kg,p*=1.0xl03kg/m3,桶自重忽略不计，求：

..

..

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可

堞

.会.⑴这桶水的质量.

..

..⑵这桶水对地面的压强.

..

..⑶如图，若用动滑轮将此桶水匀速提升1m,所用拉力60N,求动滑轮的机械效率.

..

..【答案】(1)10kg；(2)500Pa：(3)83.3%

..

..【解析】试题分析：一桶桶装纯净水的体枳由可得，水的质量:

.：.(1)V=0.01m3,p=m/V

O辂O

都m=pV=lxl03kg/m3x0.01m3=10kg；

..这桶水所受的重力桶自重忽略不计，水桶对地面的压

..(2)G=mg=10kgxl0N/kg=100N,

..力：F=G=100N,

..

..对地面的压强：p=F/S=100N/D.2m2=500Pa；(3)由图知，承担物重的绳子股数n=2,则:

..)

..r=WWWexlOO%=Gh/FsxlOO%=Gh/F2hxlOO%=G/2FxlOO%=lOON/12ONxlOO%=83.3%.

氐考点：质量和密度；压强；机械效率

K

5.如图，重为3.2X104N的卡车，经过一段水平路面，再以9.6X104W的功率沿与水平

.

..地面成30。角的斜坡匀速向上爬行，已知斜坡长100m,斜坡的机械效率为80%.求卡车:

..

..

..

..

..

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・

(2)爬坡时的牵引力；・

・

・

(3)爬坡时的速度.OO

(4)汽车在上坡的过程中受到的摩擦力...

【答案】⑴克服重力做的功为1.力做印;..

..

(2)爬坡时的牵引力为2X1()4N；

..

(3)爬坡时的速度为4.8m/s；..

(4)汽车在上坡的过程中受到的摩擦力为4000N.4

【解析】试题分析：(1)斜面倾角为30。，直角三角形中，30。角对应的直角边长度等于郑.

.

斜边长度的一半，再根据W『Gh算出有用功，即克服重力做的功...

.

(2)已知斜坡的机械效率，根据公式产器可求出总功，再根据W=Fs可求出牵引力...

..

(3)求出了牵引力，已知牵引力做功的功率，根据公式P=Fv求爬坡时的速度...

.

(4)克服摩擦做功为额外功，根据WK，=W"+W领求上坡过程中汽车所做额外功，利用.

OO

W=fs求摩擦力大小.

..

解：※

.※.

(1)斜面倾角为30。，.鼠.

斜面高度为：.※.

h=2=M100m=50m,※

46..

克服重力做的功为：抑

Wfl=Gh=3.2xl0Nx50m=1.6xl0J.

(2)由n=翟得总功：※

※

W.行'三2X1C)6J；£

..

由W.a=Fs得牵引力：-※£

.※.

F=v=畸"=2x10“N.

.郑.

(3))因为P=、、Fv,.※.

※

所以爬坡时的速度：..

v=M；'；：=4.8m/s：Of※eO

※

由额:得上坡过程中汽车所做额外功：

(4)Wa=W(f+W.堞.

W=Wv-WW=2X106J-1.6X106J=4X105J,.※.

S※

由得摩擦力：..

Wfs用

SF..

f=a就J=4000N.※

.※.

答：克服重力做的功为功为

(1)1.6x%照

爬坡时的牵引力为；盘※

(2)2X104N.

.※.

(3)爬坡时的速度为4.8m/s；..

.氐.

.※.

(4)汽车在上坡的过程中受到的摩擦力为4000N...

.※.

6.用如图所示的滑轮组提升重物，已知物体重为270N,现在在绳头施加100N的力使..

磐.

..

重物在6s内匀速上升了4m.(不计摩擦).冰.

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ZZZZZZZZZZZ

..

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..

..

(1)求该滑轮的机械效率和人拉力的功率..

..

(2)请用同样的滑轮组换用另一种绕法，仍然来提升这个重物并使它匀速上升，求此..

.

时它的机械效率...

O

(3)用原来的绕法，如果在它的下面挂上重为540N的重物，此时所需要的拉力为多少O

.

N?..

【答案】(1)滑轮组的机械效率为90%；.

试卷第4页，总91页

••

・:（2）用同样的滑轮组换用另•种绕法，仍然来提升这个重物并使它匀速上升，则此时

・•

・

OO它的机械效率为90%；

..（3）用原来的绕法，如果在它的下面挂上重为540N的重物，此时所需要的拉力为190N.

..【解析】试题分析：（1）由图可知，绳子的有效股数为3,根据s=nh求出绳端移动的

..

..火有用

..

..距离，根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，利用『“总xlOO%求出滑轮组

4

缢

.W

.

.的机械效率；利用P=t人拉力的功率

..

..1

..（2）不计摩擦和绳重时，根据F='（G+G.G求出动滑轮的重力；改变滑轮组的绕法时,

..

.

有用

OO]W

..从动滑轮开始缠绕，再根据F=n（G+G动）求出此时绳子的拉力，利用n=W总X100%

..

..推导动滑轮的机械效率的表达式；

..

.._1

..（3）利用F=n（G+Ga,）求出用原来的绕法，在它的下面挂上重为540N的重物时所需

“

即要的拉力.

t豺

解：（1）由图可知，n=3,

..绳端移动的距离：

..

..s=nh=3x4m=12m,

..

..有用功：

..

”W"=Gh=270Nx4m=1080J,

既

O盘O总功：

..Ws=Fs=100Nxl2m=1200J,

..滑轮组的机械效率：

..

..w有用

..1080J

..n="总xioo%=1200Jxioo%=9O%；

照

堞

超

.总

..W1200J

..

..人拉力的功率

..P=t=6s=200W.

..

..

..

..

：.（2）由于不计摩擦和绳重时，由拉力F=n（G+G动）得：

.辂

OO

都动滑轮的重力G.^"nF"G="3xlOON"270N=30N,

..改变滑轮组的绕法时，从动滑轮开始缠绕，如右图所示：

..

..则n'=2,所以U=nh',

..

..11

..绳端的拉力F'=n'（G+Ga）=2（270N+30N）=150N,

此时滑轮组的机械效率：

氐K

.

.Gh'Gh'G270N

..if=W总xioo%=F7s'xioo%=Fzn'h'xioo%=F7n'xioo%=150NX2xioo%=9

..

..

..0%；

..

.（3）用原来的绕法，如果在它的下面挂上重为540N的重物，此时所需要的拉力为：

O

O_11

•

:•F"=n（G4G动）=3（540N+30N）=190N.

.:

.答：（1）滑轮组的机械效率为90%；

・

・

・

・

・

(2)用同样的滑轮组换用另•种绕法，仍然来提升这个重物并使它匀速上升，则此时・

・

・

它的机械效率为90%；OO

(3)用原来的绕法，如果在它的下面挂上重为540N的重物，此时所需要的拉力为190N...

..

..

..

..

4

郑.

..

.

..

..

【点评】本题考查了滑轮组机械效率的计算和滑轮组的组装以及拉力的计算，计算的结.

..

论需要我们注意，即同样的滑轮组换用另一种绕法，仍然来提升这个重物并使它匀速上.

OO

升时，机械效率不变.

..

如