中考物理綜合計(jì)算題有關(guān)機(jī)械效率的綜合題

1、題型之三有關(guān)機(jī)械效率的綜合題功與能內(nèi)容包羅萬(wàn)象，計(jì)算公式繁多形式往往把滑輪、功與功率、機(jī)械效率綜合起來(lái)，要求我 們把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，正確應(yīng)用相應(yīng)公式進(jìn)行計(jì)算(2014 聊城)一輛重2X 104 N的四輪卡車(chē)，開(kāi)進(jìn)了一段泥濘的道路，不能繼續(xù)行駛，司機(jī)找來(lái)一小型拖拉機(jī)繩子、動(dòng)滑輪，采用如圖所示裝置，拖拉機(jī)在繩端用3 750 N的水平拉力，將汽車(chē)以0.2 m/s的速10 s.若每一個(gè)車(chē)輪與地面接觸面積為0.05 m度水平勻速拉出泥濘路段，用時(shí)(1)求汽車(chē)對(duì)路面的壓強(qiáng);(2) 求拉力F做的功和功率；(3) 若動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為 80%求汽車(chē)所受的阻力.點(diǎn)撥：(1)卡車(chē)對(duì)地面的壓力等于其自身重力，利

2、用壓強(qiáng)公式p匸可求得汽車(chē)對(duì)路面的壓強(qiáng)；S(2)利用速度公式變形s=vt求出汽車(chē)前進(jìn)的距離，根據(jù)動(dòng)滑輪特點(diǎn)求出繩子移動(dòng)的距離， 再利用功 的計(jì)算公式W=Fs和P W求出拉力做的功和功率；(3)根據(jù)機(jī)械效率求得有用功，再利用W=Fs變形 求得牽引力，汽車(chē)勻速前進(jìn)，牽引力等于車(chē)所受的阻力針對(duì)訓(xùn)練1. (2014 孝感)如圖甲所示，滑輪組在豎直向上的拉力F作用下，將重為105 N的物體勻速提起，在 5 s時(shí)間內(nèi)繩子自由端移動(dòng)的距離為s=3 m.圖乙是滑輪組工作時(shí)的拉力F與繩自由端移動(dòng)距離s的關(guān)系圖.1234 s/m甲6(1)計(jì)算物體上升的速度.(2) 圖乙中陰影部分的面積表示的物理量是 ，并列式計(jì)算出

3、該物理量(3) 計(jì)算滑輪組提升該重物時(shí)的機(jī)械效率2. (2014 哈爾濱)如圖所示，小機(jī)車(chē)通過(guò)滑輪組提升重物，機(jī)車(chē)的最大輸出功率為10 kW重物重3 500 N，動(dòng)滑輪重500 N.機(jī)車(chē)所受摩擦阻力不計(jì)，繩重及滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)摩擦忽略 不計(jì).(1)滑輪組的機(jī)械效率是多少?(2) 若要求重物以1 m/s勻速提升，則機(jī)車(chē)能提升重物的最大重量為多少?3.(2014 昆明)用如圖所示的滑輪，使一個(gè)鐵塊以0.2 m/s的速度勻速上升了 1 m,已一3 3知鐵塊的體積為10 m ,求：(1) 鐵塊的重力;(2) 若不計(jì)滑輪、繩子的重和摩擦，繩子受到的拉力F;(3) 拉力F的功率; 若實(shí)際作用于繩子的拉力為50

4、N，這個(gè)滑輪的機(jī)械效率.(其中p鐵=7.9 X 1033kg/m、g 取 10 N/kg )4. (2014 蘇州)小華參加體育中考的跳繩考試時(shí)，她在1 min內(nèi)連續(xù)跳了 150次，獲得跳繩項(xiàng)目的滿分.已知小華的質(zhì)量為 45 kg，每只鞋底與地面的接觸面積為150 cm2,跳起時(shí)重心升高的平均高度為4 cm, g取10 N/kg .求：(1) 小華站在操場(chǎng)上等待時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)；小華跳一次所做的功;(3)小華跳繩的平均功率5. (2014 東營(yíng))“蛟龍?zhí)枴眲?chuàng)造了 “中國(guó)深度”一一下潛7 062 m.今年“蛟龍?zhí)枴睂⑦h(yuǎn)赴印度洋探索2 700 m深處活火山 的奧秘.已知：海水密度為1.03 X 10

5、 kg/m ，聲音 在海水中的傳播速度是 1 500 m/s , g取10 N/kg .求：1(1) “蛟龍?zhí)枴毕聺摰?2 700 m深度時(shí)受到的海水的壓強(qiáng)是多少?(2) 電磁波傳播速度大，但是在海水中的傳輸距離短.母船與“蛟龍?zhí)枴毙畔鬟f要借助于聲吶.在2 700 m深處的“蛟龍?zhí)枴笔盏秸戏侥复闹噶钚枰嚅L(zhǎng)時(shí)間？(3) “蛟龍?zhí)枴钡竭_(dá)海底扔掉部分配重后，排開(kāi)的水所受的重力是5X 103 N，它受到的 浮力是多少？(4) 任務(wù)完成后，起重機(jī)把重2.2 X 105 N的“蛟龍?zhí)枴钡醯侥复?，起重機(jī)滑輪裝置原理如圖，在滑輪裝置作用下，“蛟龍?zhí)枴彪x開(kāi)水面后緩慢豎直上升10 m后到達(dá)甲板，繩子自由

6、端的拉力為 68 750 N，移動(dòng)的距離是 40 m,則滑輪裝置的機(jī)械效率 是多少？(5) 你認(rèn)為“蛟龍?zhí)枴泵媾R的主要技術(shù)難題是什么(答出一條即可)？6. (2014 揚(yáng)州)水平地面上的圓桶裝有體積為0.01 m 的水，圓桶與地面接觸面積為0.2m , g取10 N/kg , p水=1.0 X 10 kg/m ，桶自重忽略不計(jì)，求：(1) 這桶水的質(zhì)量這桶水對(duì)地面的壓強(qiáng)(3)如圖，若用動(dòng)滑輪將此桶水勻速提升1 m,所用拉力60 N，求動(dòng)滑輪的機(jī)械效率7.(2013 孝感)如圖所示，已知斜面長(zhǎng) 5 m，高3 m，繩端拉力為50 N.利用這個(gè)滑輪 裝置將重為100 N的物體在5 s內(nèi)從斜面的底端勻

7、速拉到頂端 .在此過(guò)程中：(3)如圖，若用動(dòng)滑輪將此桶水勻速提升1 m,所用拉力60 N，求動(dòng)滑輪的機(jī)械效率(3)如圖，若用動(dòng)滑輪將此桶水勻速提升1 m,所用拉力60 N，求動(dòng)滑輪的機(jī)械效率(1) 物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的速度為多少?(2) 繩端移動(dòng)的距離是多少？(3) 拉力的功和功率各是多少？(4) 拉力的機(jī)械效率是多少？8 (2014?遵義)一體重為 600N，雙腳與地面的接觸面積為0.05m2的工人，用如圖所示的滑輪組將重為800N的物體勻速提高了 0.5M,此時(shí)該滑輪組的機(jī)械效率為80% (不計(jì)繩重及摩擦)。求：(1) 在勻速提升物體的過(guò)程中，工人對(duì)繩子的拉力為多大；(2) 在勻速提升物體

8、的過(guò)程中，工人對(duì)地面的壓強(qiáng)為多大；(3) 使用該滑輪組，這個(gè)工人最多能提起多重的物體。(3)如圖，若用動(dòng)滑輪將此桶水勻速提升1 m,所用拉力60 N，求動(dòng)滑輪的機(jī)械效率(3)如圖，若用動(dòng)滑輪將此桶水勻速提升1 m,所用拉力60 N，求動(dòng)滑輪的機(jī)械效率9. (2014?南通)如圖所示，塔式起重機(jī)上的滑輪組將重為9.0X103N的重物勻速吊起10m、作用在繩端的拉力為4.0XI03N.(1) 求提升重物做的有用功.(2) 求滑輪組的機(jī)械效率.(3) 若克服摩擦和鋼絲繩重所做的功為有用功的0.3倍，求動(dòng)滑輪的重.參考答案例3 ( 1)輪胎與地面的接觸面積:2 2S=4X 0.05 m =0.2 m

9、, 汽車(chē)對(duì)路面的壓強(qiáng)：2 104N0.2m2 35=1 x 10 Pa ；, s(2)由v得，汽車(chē)前進(jìn)的距離：tsi=vt =0.2 m/s x 10 s=2 m ,繩子移動(dòng)的距離：S2=2 x 2 m=4 m,拉力F做的功：W =FS2=3 750 N x 4 m=1.5 x 104 J ,拉力F的功率：性J5叭t 10s3=1.5 x 10 W;(3)因?yàn)閚 =W有用W總所以 Wr用=n W總=1.5 x 104 J x 80%=1.2x 104 J , 因?yàn)?W有用=RS1,S1所以摩擦力 f=F1=W有用 二12 10丄=6 000 N.2m針對(duì)訓(xùn)練1 11 .(1)物體上升的咼度 h

10、=_s= x 3 m=1 m33由v s得，物體上升的速度 v物=匕=型=0.2 m/stt 5s(2)拉力做的功W=F s=50 N x 3 m=150 J(2) 滑輪組提升重物所做的功為有用功W有=G- h=105 N x 1 m=105 J有用由n =用,得滑輪組的機(jī)械效率為W總n =W有用 =購(gòu)W 總 150Jx 100%=70%1 C 1F= G _ x 79 N=39.5 N ;2 2(3)拉力移動(dòng)速度 v=2v 物=2x 0.2 m/s=0.4 m/s ,W F s拉力的功率 P=Fv=39.5 N x 0.4 m/s=15.8 W ;t t(4)滑輪的機(jī)械效率n =W有用 =

11、Gh x 100%=_ x 100%= 79J x 100%=79%.2F2 50JW總 F 2h總、4. ( 1)小華對(duì)地面的壓力：F=G=m=45 kg x 10 N/kg=450 N ;小麗對(duì)地面的壓強(qiáng)：F450N4p =-42 =1.5 x 10 Pa;S 150 10 2m(2) 跳一次所做的功：W=Fs=Gh=450 N x 0.04 m=18 J ;(3) 跳 150次所做的功：W=n W150x 18 J=2 700 J ,平均功率：p=W = 2Z0=45 W.t 60s5. (1)蛟龍?zhí)枤んw受到 海水的壓強(qiáng)：33p= p gh=1.03 x 10 kg /m x 10 N/

12、kg x 2 700 m 2.78 x 107(2)由公式Pa ;v s可得，“蛟龍?zhí)枴笔盏秸戏侥复闹噶钚枰臅r(shí)間: t號(hào)受到的浮力等于它排開(kāi)海水的重力：- 3 t=s= 2700m =1.8 s ;v 1500m/s(3) “蛟龍”F浮=6排=5X 103 N ;(4) 滑輪組承擔(dān)物體重力的繩子股數(shù):s 40 m n= =4,h 10m所以滑輪 裝置的機(jī)械效率：n =W有用 Gh=_Gh=_ = 22 1=0.8=80%； W總Fs Fnh nF 68750J(5)隨著下潛深度的增大，壓強(qiáng)會(huì)越來(lái)越大，溫度會(huì)越來(lái)越低，所以下潛至深海需要克服的技術(shù)難題是：低溫和 壓強(qiáng)6. (1) 一桶桶裝純

13、凈水的體積V=0.01 m 3,由卩=V可得，水的質(zhì)量:m=p V=1x 103 kg/m 3x 0.01 m 3=10 kg ;(2)這桶水所受的重力G=m=10 kg x 10 N/kg=100 NF=G100 N ,桶自重忽略不計(jì)，水桶對(duì)地面的壓力:100N2 =500 Pa ;0.2m2對(duì)地面的壓強(qiáng)：p -S(3)由圖知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2,則:=W有用n = 一W總總、Gh7sGh = GF2h 2Fx 100% 83.3%.2 60J7. (1)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的速度:s _ 5m t = 5s=1 m/s ;(2)繩端移動(dòng)的距離:s =2s=2x 5 m=10 m;(2)

14、 拉力的功 W總=Fs=50 N x 10 m=500 J , 功率：p=w總=50o =100 w；t 5s(3) 有用功： Wr用=GhF100 N x 3 m=300 J ,拉力的機(jī)械效率 n =W有用 = 300J x 100%=60%.W 總500J8. (1)在勻速提升物體的過(guò)程中，工人對(duì)繩子的拉力為:S00AT218= 500/(2)在勻速提升物體的過(guò)程中，工人對(duì)地面的壓力為Fa=GaF = ON-500N = 100A7工人對(duì)地面的壓強(qiáng)為：100EoW=20OOFa(3) 使用該滑輪組，在勻速提升物體的過(guò)程中，滑輪的重力為:= nF -=2x500V-8007 = 200A/這

15、個(gè)工人的最大拉力為-,所以最多能提起物體的重力為:Gj =曲-G協(xié)=2x60077-2007= H：IOC.V9. 解：(1)提升重物做的有用功：W有=Gh=9.0 X103n X10m=9.0 X04J.甲3(2)滑輪組的機(jī)械效率：n=1 =75% ；恤FS亦3X4. 0X1角一陽(yáng)9. 0X1 04J=75H(3) W 總J,克服動(dòng)滑輪做的功:W =W 總W 有0.3W 有=1.2 XI0549.0X04J 由W動(dòng)=G動(dòng)h可得，G動(dòng)2.(1)設(shè)重物被提升高度為 h,則機(jī)車(chē)對(duì)滑輪組所做總功W =(G物+G輪)x h有用功W有=6物乂 hn =W/ W總、=G#i/( G 物+G 輪)=3 500