題型之三--有關(guān)機(jī)械效率的綜合題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上題型之三 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2×10 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的速度水平勻速拉出泥濘路段，用時(shí)10 s.若每一個(gè)車(chē)輪與地面接觸面積為0.05 m.（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)

2、撥：（1）卡車(chē)對(duì)地面的壓力等于其自身重力，利用壓強(qiáng)公式可求得汽車(chē)對(duì)路面的壓強(qiáng)；（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.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.（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

3、式計(jì)算出該物理量.（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來(lái)源:Z*xx*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； (

4、4)若實(shí)際作用于繩子的拉力為50 N，這個(gè)滑輪的機(jī)械效率.（其中鐵=7.9×10 kg/m3、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(mǎn)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)；（2）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”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

5、火山的奧秘.已知：海水密度為1.03×10 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）“蛟龍?zhí)枴毕聺摰? 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5×10 N，它受到的浮力是多少？（4）任務(wù)完成后，起重機(jī)把重2.2×10 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

6、豎直上升10 m后到達(dá)甲板，繩子自由端的拉力為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0.2 m，g取10 N/kg，水=1.0×10 kg/m，桶自重忽略不計(jì)，求：（1）這桶水的質(zhì)量.（2）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

7、輪裝置將重為100 N的物體在5 s內(nèi)從斜面的底端勻速拉到頂端.在此過(guò)程中：w w w .x k b 1.c o m（1）物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的速度為多少？新課 標(biāo)第 一 網(wǎng)（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？題型之三有關(guān)機(jī)械效率的綜合題例3（1）輪胎與地面的接觸面積：S=4×0.05 m2=0.2 m2，汽車(chē)對(duì)路面的壓強(qiáng)： =1×105 Pa；（2）由得，汽車(chē)前進(jìn)的距離：s1=vt=0.2 m/s×10 s=2 m，繩子移動(dòng)的距離：s2=2×2 m=4 m，拉力F做的功：W總=Fs2=3 750 N&#

8、215;4 m=1.5×104 J，拉力F的功率： P=1.5×103 W；（3）因?yàn)?，所以W有用=W總=1.5×104 J×80%=1.2×104 J，因?yàn)閃有用=F1s1，所以摩擦力f=F1=6 000 N.針對(duì)訓(xùn)練1.(1)物體上升的高度h=s=×3 m=1 m由得，物體上升的速度v物=0.2 m/s(2)拉力做的功W=F·s=50 N×3 m=150 J（3）滑輪組提升重物所做的功為有用功W有=G·h=105 N×1 m=105 J由=,得滑輪組的機(jī)械效率為=×100%=70

9、%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總=(G物+G輪)×h有用功W有=G物×h=W有/W總=G物/(G物+G輪)=3 500 N/(3 500 N+500 N)=87.5%（2）重物以1 m/s的速度勻速上升，機(jī)車(chē)的速度v=2 m/s.機(jī)車(chē)的功率最大時(shí)，提升的重物的重量最大，此時(shí)繩的拉力為F則F=P/v=10×1 000 W/（2 m/s）=5 000 N2F=G物+G輪則G物=2×5 000 N-500 N=9 500 N3.（1）鐵塊的重力G=mg=Vg=7.9×103 kg/m3×10-3 m3×

10、10 N/kg=79 N；（2）不計(jì)滑輪、繩子的重和摩擦，拉力F=G=×79 N=39.5 N；（3）拉力移動(dòng)速度v=2v物=2×0.2 m/s=0.4 m/s，拉力的功率P=Fv=39.5 N×0.4 m/s=15.8 W；（4）滑輪的機(jī)械效率=×100%=×100%=×100%=79%.4.（1）小華對(duì)地面的壓力：F=G=mg=45 kg×10 N/kg=450 N；小麗對(duì)地面的壓強(qiáng)：=1.5×104 Pa；（2）跳一次所做的功：W1=Fs=Gh=450 N×0.04 m=18 J；（3）跳150次所

11、做的功：W=nW1=150×18 J=2 700 J，平均功率： P=45 W.5.（1）蛟龍?zhí)枤んw受到海水的壓強(qiáng)：p=gh=1.03×103 kg/m3×10 N/kg×2 700 m2.78×107 Pa；（2）由公式可得，“蛟龍?zhí)枴笔盏秸戏侥复闹噶钚枰臅r(shí)間：t=1.8 s；（3）“蛟龍”號(hào)受到的浮力等于它排開(kāi)海水的重力：F浮=G排=5×103 N；（4）滑輪組承擔(dān)物體重力的繩子股數(shù)：n=4，所以滑輪裝置的機(jī)械效率：=0.8=80%；（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）一桶桶裝純凈水的體積V=0.01 m3，由=可得，水的質(zhì)量：m=V=1×103 kg/m3×0.01 m3=10 kg；（2）這桶水所受的重力G=mg=10 kg×10 N/kg=100 N桶自重忽略不計(jì)，水桶對(duì)地面的壓力：F=G=100 N，對(duì)地面的壓強(qiáng)：=500 Pa；（3）由圖知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2，則：=