人教八下物理 12.3 機(jī)械效率計(jì)算題含答案

/機(jī)械效率計(jì)算題AUTONUM．用圖6所示的滑輪組提升重物,物體重為200N,人用125N的拉力向下拉動繩子,5s內(nèi)可使物體勻速上升2m求：〔1〕拉力所做的功和拉力的功率；〔2〕滑輪組的機(jī)械效率．答案：〔1〕W=500JP=100W〔2〕80%2．如下圖為一款塔式起重機(jī),工作電壓為380伏。當(dāng)起重機(jī)吊起500千克重物以1米/秒速度勻速上升20米時,工作電流是18安；當(dāng)起重臂水平旋轉(zhuǎn),帶動重物在8秒內(nèi)移動16米時,工作電流是5安。(1)如果起重臂加長,那么平衡塊質(zhì)量應(yīng)該________(填“增加〞或“減小〞)。(2)請計(jì)算在整個過程中,起重機(jī)鋼繩對重物所做的功和起重機(jī)將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的效率(保存小數(shù)到0.1％)。答案：增加；1×105J；62.1%3．如下圖,工人用滑輪組提升重240N的物體,所用的拉力為150N,物體在5s內(nèi)勻速上升lm．求：(1)有用功；(2)滑輪組的機(jī)械效率；(3)拉力的功率．答案：240J；80%；60W4．隨著社會的開展,人們生活水平的提高,人們的住房條件也得到了很大的改善．小明家最近購置了一套新房,為了幫助爸爸將重600N的裝修材料運(yùn)送到6m高的樓上,小明利用物理課上學(xué)過的滑輪組,設(shè)計(jì)了如圖20甲所示的材料搬運(yùn)方案(其中每個滑輪重30N,繩子足夠長,所能承受的最大拉力為250N,不計(jì)繩重及摩擦)．(1)計(jì)算說明繩子的拉力是否超過繩子的最大承受力?(2)小明爸爸觀察了該裝置后,他想如果將該裝置的滑輪位置顛倒(圖20乙)是否會更省力一些,請你按照小明爸爸的想法,用筆畫線在乙圖繞上繩子并說明小明爸爸的想法是否正確．(3)求兩種方案的機(jī)械效率之比?(4)綜合分析評估兩個方案,你認(rèn)為哪個方案更好一些?說明理由．答案：5.如圖22所示裝置圖20,繩重及摩擦不計(jì)。裝卸工人將重為800N的貨物提至高處,人對繩的拉力F1為500N,貨物在1min內(nèi)勻速上升了5m。圖20G圖22〔1G圖22〔2〕求滑輪組的機(jī)械效率；〔3〕如果重物是600N,要把重物提升5m,求拉力做的功。答案：〔1〕繞法如圖4所示………………2分〔2〕＝×100%＝×100%＝×100%＝80%…………2分〔3〕G動＝2F1－G物＝2×500－800＝200NF2＝(G動＋G物)／2＝〔600+200〕／2N＝400NW＝400×5×2J＝4000J……………2分GG圖46．工人用如下圖的滑輪組提升重物,在10s內(nèi)將240N的物體勻速提升2m,工人的拉力為100N不計(jì)繩重與摩擦阻力,求：〔1〕工人做功的功率；〔2〕滑輪組的機(jī)械效率；〔3〕如果用此滑輪組勻速提升300N的重物,拉力應(yīng)為多大？答案：7、2009年入夏以來,我省滇西地區(qū)出現(xiàn)了百年不遇的特大旱災(zāi),某校為保障師生的生活用水,緊急調(diào)來一臺功率為15kw的抽水機(jī),把水抽到距水面10m高的蓄水池中,抽水機(jī)30分鐘剛好將容積為18m3的蓄水池抽滿,求：〔1〕抽水機(jī)對水做的功；〔2〕抽水機(jī)的效率；〔3〕同學(xué)們,水是生命之源,請你寫出日常生活中的兩項(xiàng)節(jié)水措施。答案：1.8×105J；67%；隨手關(guān)水龍頭；一水多用等8.第41屆世界博覽會于2019年5月1日至10月31日在我國上海舉行,世博會的主題是“城市,讓生活更美好〞．在場館和樓房建設(shè)工地上,“塔吊〞是常見的一種起重設(shè)備,如圖19所示是“塔吊〞的示意圖.假設(shè)某塔吊配置的電動機(jī)銘牌上標(biāo)有：額定電壓380V,額定功率38kW,線圈電阻0.4Ω．在一次吊起重物時,電動機(jī)正常工作20s,把重物吊起20m．求：〔1〕該電動機(jī)在這次吊起重物的過程中消耗的電能．〔2〕電動機(jī)工作過程中,線圈產(chǎn)生的熱量．〔3〕在該起重設(shè)備中,如果這次吊起重物的機(jī)械效率為80%,那么被吊重物的質(zhì)量為多少t？答案：解:(1)由于電動機(jī)正常工作,消耗的功率等于額定功率,即P=38kW=3.8×104W,工作時間t=20s,所以電動機(jī)消耗的電能為：W=Pt…………….(1分)=3.8×104W×20s=7.6×105J………(1分)(2)電動機(jī)正常工作時的電流：I===100A………..(1分)線圈產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt=(100A)2×0.4Ω×20s=8×104J……….(1分)(3)電流產(chǎn)生熱量消耗的電能W1=Q=8×104J,電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的總量為W總=W-W1=7.6×105J-8×104J=6.8×105J…………..(1分)因?yàn)棣?=………….(1分)即80%=解得G＝2.72×104N………..(1分)所以,重物的質(zhì)量為：m===2.72×103kg=2.72t…….(1分)9.某學(xué)校為了給蓄水塔抽水,新買了一單相螺桿自吸泵,其銘牌上的局部參數(shù)如下表：(吸程是指水泵到水面的距離；揚(yáng)程是指水能被抽到的最高點(diǎn)到水面的距離)型號ZGD揚(yáng)程50m吸程20m電壓220V頻率50Hz功率1.5kW流量8m3/h絕緣E級(1)該銘牌中有一個參數(shù)是明顯錯誤的,請你指出來,并通過計(jì)算加以說明.(2)該水泵連續(xù)正常抽水1h,把水抽高了50m,水泵對水做了多少功？此時水泵的效率是多少？(g取10N/kg)答案：(1)錯誤的參數(shù)是：吸程20m一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓能把水壓上的高度h=eq\f(p,ρ水g)=eq\f(1.013×105Pa,1.0×103kg/m3×10N/kg)=10.13m＜20m(2)水泵1h抽水體積V=8m3水泵1h抽水質(zhì)量m=ρV=1.0×103kg/m3×8m3=8×103kg水泵抽水1h對水做的功W=Gh=mgh=8×103kg×10N/kg×50m=4×106J水泵抽水1h消耗的電能W′=Pt=1.5×103W×3600s=5.4×106J水泵的效率η=eq\f(W,W′)×100%=eq\f(4×106J,5.4×106J)×100%≈74.1%10．如下圖,小明同學(xué)用動滑輪提升900N的木箱,木箱以0．5m／s的速題24圖度勻速上升2m,所用拉力F的大小為500N(不計(jì)繩重和摩擦題24圖(1)拉力F做功的功率是多少?(2)動滑輪的機(jī)械效率是多少?答案：500W；90%圖1511．滑輪組在建筑中應(yīng)用廣泛,如圖15所示為建筑工人自制的滑輪組。某工人用此滑輪組將質(zhì)量為90kg的重物提高5m,所用的拉力是600N圖15〔1〕該重物受到的重力；〔2〕工人通過滑輪組所做的有用功；〔3〕工人做的總功；〔4〕滑輪組的機(jī)械效率。答案：9000N；4500J；6000J；75%12．如下圖,工人師傅用一個定滑輪和動滑輪組成滑輪組,把重為500N的箱子勻速提升5m,動滑輪的質(zhì)量為8kg,不計(jì)繩重和摩擦,取g=10N/kg．(1)在圖中用筆畫線代替細(xì)繩組裝滑輪組．(2)在向上提升箱子的過程中,人對繩子的拉力為多大?(3)在向上提升箱子的過程中,滑輪組的機(jī)械效率為多少?答案：解：(1)滑輪組繞線如下圖(2)人對繩子的拉力(3)提升過程的有用功W有=Gh總功W總=Fs=F·2h機(jī)械效率(答,同樣給分)13．如下圖,斜面長S=10m,高h(yuǎn)=4m．用沿斜面方向的推力F,將一個重為100N的物體由斜面底端A勻速推到頂端B．運(yùn)動過程中物體克服摩擦力做了100J的功．求：(1)運(yùn)動過程中克服物體的重力做的功；(2)斜面的機(jī)械效率；(3)推力F的大?。鸢福?1)400J(2)80％(3)50N14．湛江港一裝卸工人用如圖1l所示的滑輪組勻速提升質(zhì)量為80kg的貨物,所用的拉力F為500N,繩子自由端在50s內(nèi)被勻速拉下4m,求：(g取10N／kg)(1)提升前貨物靜止在地面上,與地面的接觸面積為0．04m2,求貨物對地面的壓強(qiáng)．(2)提升時繩子自由端的速度．(3)拉力F的功率．(4)此滑輪組的機(jī)械效率．答案：(1)貨物對地面的壓強(qiáng)P=F/S=mg/S=80kg×10N/kg/0.04m2=2×104Pa．(2)提升時繩子自由端的速度v=s/t=4m/50s=0.08m/s．(3)拉力F的功率P=Fv=500N×0.08m/s=40W(4)此滑輪組的機(jī)械效率η=W有用/W總=mg/2F=80kg×10N/kg/2×500N=80%15.2009年秋季以來,我國西南局部地區(qū)遭遇嚴(yán)重旱災(zāi),不少地方不得不靠打深井取水。如圖11所示,小明同學(xué)正利用滑輪組和金屬水桶從深井中提水,假設(shè)水桶的材料密度為8g/cm3,水桶質(zhì)量為4Kg,水桶容積為20L。當(dāng)盛滿水的桶從水中慢慢提升〔桶始終未出水面〕時,小明對繩的拉力為F=25N。不計(jì)繩子重量和摩擦,水的密度是1.0×103Kg/m3,g取10N/Kg.試求：〔1〕動滑輪有多重？〔2〕水桶露出水面前,滑輪組的機(jī)械效率有多大？〔3〕水桶被提離井中水面后,以0.2m/s的速度勻速豎直上升,小明對繩子自由端拉力的功率多大？答案：〔略〕16．(用如下圖的滑輪組去拉物體A,A物質(zhì)的密度是2×103kg／m3,底面積是0．3m3,重力為600N。物體A在F=100N的拉力作用下,沿水平方向勻速前進(jìn)了2m。(g取10N／kg)求：(1)物體A對水平地面的壓強(qiáng)是多少?(2)物體A的體積是多大?(3)假設(shè)該裝置的機(jī)械效率為80％,物體A在水平方向上受到的阻力是多少解：(1)物體A在水平地面,F=G=600N(1分)17、如圖10所示,要把一個質(zhì)量是450kg的貴重物品A沿水平地面移動100m,為保護(hù)該物品,工人把它放在一個質(zhì)量是50kg的木板B上,然后用了F=400N的水平拉力將木板B沿直線勻速拉動,直至終點(diǎn)。(提示：滑動摩擦力的大小與壓力的大小成正比)(1)在勻速拉動B的過程中,A、B之間的摩擦力是多少?(2)計(jì)算拉力F做的總功是多少焦耳?(3)在拉力F做功的過程中,機(jī)械效率是多少?(1)0……(1分)(2)W總=FS=400×100=4×104(J)………………(2分)(3)∵滑動摩擦力的火小與壓力的人小成正比,∴,即………(1分)％………………(1分)型號額定電壓額定功率DJ—Ⅰ220V0.8kWDJ—Ⅱ220V3.0kW18.建筑工地上,工人們需要將一堆建材運(yùn)到10m高處。姜榮同學(xué)設(shè)計(jì)安裝了如下圖的裝置.裝置中每個滑輪重l00N。工人利用該裝置每次提升一塊重900N的建材,該工人拉繩子的速度是0.8m／s,在施工過程中：(1)該工人提升建材時的有用功率是多少?(2)該裝置的機(jī)械效率是多少?(不計(jì)繩重和摩擦)(3)孫萍同學(xué)想用電動機(jī)做動力替代人工作,將該裝置改造成簡易的起重機(jī)(吊起物體的速度限定在0.4m／s)。她到倉庫找到了兩臺電動機(jī),銘牌上的局部數(shù)據(jù)如下表所示,她要選用其中的一臺。請你幫助選擇,就你所選的電動機(jī),說明如何使用該裝置才能做到合理配置。19．如圖14所示是小型建筑工地上使用的“罐籠式〞提升機(jī),用它能將放在罐籠A中的建筑材料提升到高處。被提升的建筑材料的質(zhì)量為280kg,拉力F將它以0.5m/s的速度勻速提升到10m的高度,拉力F的功率為2kW。不計(jì)摩擦及鋼絲繩、動滑輪的重。求：AF圖14〔1〕AF圖14〔2〕罐籠A的重力是多少？〔3〕提升機(jī)在提升建筑材料時的機(jī)械效率是多少？23．〔1〕G材=m材g=280kg×10N/kg=2.8×103N 〔1分〕W=G材h=2800N×10m=2.8×104J 〔1分〕〔2〕P=Fv繩F=QUOTE=QUOTE=2×103N 〔1分〕繩GA=2F－G材=2×2×103N－2.8×103N=1.2×103N 〔1分〕〔3〕W總=FS=2×103N×20m=4×104J 〔1分〕η=70%20．2019年5月18日國際博物館日,廣東南澳海域的“南澳I號〞水下考古開掘現(xiàn)場,成為了本處度由國家××局主辦的“文化遺產(chǎn)博覽月“開幕地點(diǎn),如圖為打撈沉船里一貨箱的模擬圖片,問：用聲吶探測到沉船的回聲時間是0。04s,沉船在水下的深度為多少？〔聲音在海水中的傳播速度1450m/s〕海水對沉船的壓強(qiáng)為多少？〔不計(jì)沉船的高,海水的密度約為〕己知動滑輪及附屬部件的總重為3000N,將一重為4000N的貨箱勻速打撈水面時,每根鋼繩的拉力F為多大？假設(shè)每只貨箱重力相同且不可分割,鋼繩的最大拉力為5000N,那么在貨箱離開水面被勻速拉起的過程中,該滑輪組的機(jī)械效率最大可達(dá)多少？〔不計(jì)摩擦和鋼繩重〕

21.打樁機(jī)是利用沖擊力將樁打入地層的樁工機(jī)械.圖甲是落錘式打樁機(jī)實(shí)物圖.樁錘由卷揚(yáng)機(jī)用吊鉤提升,釋放后自由下落而打樁.其原理示意圖如圖乙所示.樁錘的質(zhì)量M=400Kg,樁錘底面積S1=0.1m2,樁的頂面積S2=0.04m2.g取10N/Kg.〔1〕假設(shè)樁錘自由下落打在樁上的瞬時壓力位F=2.0×103N,求此時樁錘對樁的壓強(qiáng).〔2〕假設(shè)卷揚(yáng)機(jī)把樁錘勻速提升1.8m.,所用時間為2s,在此提升過程中卷揚(yáng)機(jī)的效率為60％,求卷揚(yáng)機(jī)的功率.解：32．如下圖,工人師傅用一個定滑輪和動滑輪組成滑輪組,把重為500N的箱子勻速提升5m,動滑輪的質(zhì)量為8kg,不計(jì)繩重和摩擦,取g=10N/kg．(1)在圖中用筆畫線代替細(xì)繩組裝滑輪組．(2)在向上提升箱子的過程中,人對繩子的拉力為多大?(3)在向上提升箱子的過程中,滑輪組的機(jī)械效率為多少?解：(1)滑輪組繞線如下圖 (2分)(2)人對繩子的拉力 (2分) (1分)(3)提升過程的有用功W有=Gh (1分)總功W總=Fs=F·2h (1分)機(jī)械效率 (1分)(答,同樣給分)22．如下圖,斜面長S=10m,高h(yuǎn)=4m．用沿斜面方向的推力F,將一個重為100N的物體由斜面底端A勻速推到頂端B．運(yùn)動過程中物體克服摩擦力做了100J的功．求：(1)運(yùn)動過程中克服物體的重力做的功；(2)斜面的機(jī)械效率；(3)推力F的大小．(1)400J(2)80％(3)50N項(xiàng)目數(shù)值整機(jī)質(zhì)量〔kg〕5000標(biāo)準(zhǔn)斗容〔m3〕0.5A最大挖掘深度〔m〕3B最大卸料高度〔m〕5兩履帶與地面接觸的總面積〔m2〕4甲乙AB23．某型號挖掘機(jī)的實(shí)物圖(甲)和作業(yè)范圍圖(乙)以及局部相關(guān)數(shù)據(jù)表