中考機(jī)械效率的計算2017511

1、 機(jī)械效率綜合計算一、滑輪組機(jī)械效率計算1先分清必備的一些物理量和相關(guān)公式：(1)物體的重力：G物，物體移動的距離：h，物體移動的速度：v物h/t，克服物體自重做功：W有G物h，有用功率：P有W有/tGv物(2)繩子末端的拉力：F，動力作用點(diǎn)(或繩子末端)移動的距離：snh，繩子移動的速度：v繩s/tnv物，動力對機(jī)械做功：W總Fs，總功率：P總W總/tFv繩(3)承擔(dān)動滑輪和物體總重的繩子段數(shù)：n，W總W有W額2利用滑輪組提升物體在豎直方向上用簡單機(jī)械提升物體時，目的是用機(jī)械對重物做功，因此機(jī)械對物體做的功叫做有用功，但提升重物時，不可避免的要對機(jī)械本身做功和克服摩擦做功，這部分的功是沒有用

2、的，叫額外功，而額外功和有用功的總和叫總功(即繩子自由端拉力做的功)3利用滑輪組水平拉物體在水平方向上用滑輪組拉動物體時，克服物體與地面的摩擦所做的功是有用功，自由端拉力所做的功是總功，額外功是繩子與滑輪的摩擦做的功實(shí)際情況：W有用fs1，W總Fs2(s1為物體移動的距離，s2為拉力移動的距離)，其機(jī)械效率的表達(dá)式為：.理想情況：W有Fs，fF/n.利用滑輪組水平拉物體，此時克服物體受到的摩擦做的功為有用功，與物重、輪重?zé)o關(guān)；將上述公式中的G物換成F就行了【提示】與常規(guī)情況對比，滑輪組動滑輪處中間軸的繩子承擔(dān)什么力就相當(dāng)于吊著多重的物體，上述公式中有G物的地方就換成誰如圖：二、斜面機(jī)械效率計算

3、斜面機(jī)械效率公式為：W有/W總Gh/Fs.G為物體所受重力，h為斜面豎直高度，F(xiàn)為拉力大小，s為斜面長度值得注意的是：(1)在其他條件一定時，斜面的傾斜程度越大，機(jī)械效率越高；(2)在其他條件一定時，斜面表面粗糙程度越大，機(jī)械效率越低；(3)斜面的機(jī)械效率與物體斜面之間接觸面大小無關(guān)，與物體所受重力無關(guān)類型1計算滑輪組的機(jī)械效率如圖所示，工人將一底面積為0.06 m2，高為2 m，密度為2.0×103 kg/m3的圓柱形實(shí)心物體從水下勻速提升1 m，當(dāng)物體未露出水面時(g取10 N/kg)，求：(1)此時，物體受到的浮力(2)若不計繩與滑輪間摩擦及滑輪自重，工人對繩的拉力大小是多少N

4、?(3)若工人對繩的拉力為400 N，使物體勻速上升，求此裝置的機(jī)械效率？類型2斜面的機(jī)械效率計算在探究斜面機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，是某同學(xué)用一塊長木板，一端墊高成傾角為30°、高h(yuǎn)為0.3 m的斜面，現(xiàn)將重5 N的木塊用彈簧測力計勻速拉到斜面頂端h高的位置此過程中彈簧測力計示數(shù)恒為3 N，所用時間為12 s求：(1)木塊從底端運(yùn)動到頂端過程中的速度(2)木塊從底端運(yùn)動到頂端過程中，拉力做功的功率(3)此斜面的機(jī)械效率.1在一次河道清理中用一滑輪組把沉入河道多年的一物體從水中勻速拉起，裝置如圖被拉物體質(zhì)量50 kg，體積10 dm3，從水面下5 m拉出水面，動滑輪重為20 N(不

5、計繩重及滑輪軸之間的摩擦及水對物體的阻力，可近似認(rèn)為物體離開水面前浮力大小是不變的，g取10 N/kg)，求：(1)當(dāng)物體浸沒在水中5 m深時，它受到的水的壓強(qiáng)是多少？(2)當(dāng)物體浸沒在水中時，它受到的浮力是多少？(3)物體上升5 m用時1 min，求此過程拉力的功率是多少？2如圖所示是某建筑工地上使用的一種提升重物的裝置物體A的質(zhì)量為60 kg，體積為0.04 m3，物體A在拉力F的作用下，10 s內(nèi)勻速上升10 m( 滑輪重、繩重及所有摩擦均不計g10 N/kg)，求：(1)物體A的密度；(2)物體A勻速上升的速度；(3)拉力F做的功3小明用如圖所示滑輪組將一個放在水平地面上的物體勻速拉動

6、，物體移動了3 m，物體重為2 000 N，與地面的接觸面積為0.5 m2，運(yùn)動過程中物體受到的摩擦力為450 N，繩自由端受到的拉力F為200 N，求：(1)物體對地面的壓強(qiáng)；(2)拉力F做的功；(3)該裝置的機(jī)械效率4)如圖所示，工人利用滑輪組將重為600 N的沙子，從地面勻速提升到6 m高的三樓，已知拉力F的大小為400 N，求：(1)滑輪組提升重物時所做的有用功；(2)滑輪組的機(jī)械效率5如圖所示，是一輛汽車通過滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝置圖已知井深12 m，物體重G6×103 N，汽車重G車3×104 N，汽車勻速拉繩子時的拉力F2.2×103 N，

7、汽車受到的阻力為車重的0.1倍求：(1)將物體從井底拉至井口的過程中，汽車?yán)K子的拉力對滑輪組做了多少功？(2)滑輪組的機(jī)械效率為多少？(保留一位小數(shù))(3)若汽車運(yùn)動的速度為3 m/s，則將物體由井底拉至井口需要多長時間？(4)汽車牽引力為多少？牽引力的功率為多少？6一名體重為500 N、雙腳與地面接觸面積為0.04 m2的學(xué)生站在水平地面上，要用滑輪組在20 s內(nèi)將600 N的重物勻速提升1 m.(1)他站在地面上時對地面的壓強(qiáng)多大？(2)畫出滑輪組的繞線方式(3)若勻速提升過程中滑輪組的機(jī)械效率是75%，拉力F多大？拉力的功率多大？7用如圖所示的滑輪組在5 s內(nèi)將靜止在水平面上質(zhì)量m40

8、 kg、底面積S1 m2的物體勻速豎直提升3 m，所用拉力F250 N求：(1)提升前，物體靜止在水平地面上時對地面的壓強(qiáng)多大？(g10 N/kg)(2)滑輪組提升物體的過程中做的有用功是多少？(3)拉力F的功率是多少？(4)滑輪組的機(jī)械效率是多少？8建筑工人要向樓上運(yùn)送貨物，為了省力，他在一個斜面上安裝了一個滑輪組，做成如圖所示的機(jī)械裝置，斜面的傾角為30°且固定在水平面上，工人用400 N的力拉繩子，重為500 N的貨物沿斜面勻速向上運(yùn)動6 m所用時間為20 s，在此過程中，求：(1)重物沿斜面勻速運(yùn)動的速度大??；(2)工人提升重物做的有用功；(3)該裝置的機(jī)械效率9為了模擬水中

9、物體被打撈的情境，同學(xué)們課外做如下探究：如圖，用滑輪組將重200 N的物體從底面積為400 cm2的圓柱形容器中提起，容器中水面由90 cm降到70 cm.已知每個滑輪重均為20 N(不計繩重、水的阻力及滑輪與中心軸間的摩擦)求：(1)所提起物體的密度；(g取10 N/kg)(2)物體完全出水后繼續(xù)上升的過程中，滑輪組的機(jī)械效率10如圖1所示，工人沿斜面把一箱貨物從底端拉進(jìn)車廂貨物移動的距離s與時間t的關(guān)系如圖2所示在此期間，工人拉這箱貨物沿斜面勻速運(yùn)動時的拉力為594 N，此斜面的長為5 m，高為1 m，這箱貨物重為1 500 N.(1)05 s內(nèi)，這箱貨物處于_狀態(tài)，工人所做的功為_J.(

10、2)530 s內(nèi)，這箱貨物運(yùn)動的速度是多少？拉力做功的功率是多大？(3)該斜面的機(jī)械效率是多少？參考答案歸類例析例1(1)當(dāng)物體未露出水面時，V排VSh0.06 m2×2 m0.12 m3，則F浮水gV排1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m31.2×103 N；(2)由得：Gmg物Vg2.0×103 kg/m3×0.12 m3×10 N/kg2.4×103 N；物體未露出水面時，物體對滑輪組的拉力為GGF浮2.4×103 N1.2×103 N1.2×103

11、 N，由圖可知繩子的股數(shù)n4，若不計繩與輪間摩擦及滑輪自重，則拉力FG×1.2×103 N300 N；(3)若工人對繩的拉力為400 N，由得：75%.例2(1)由題意可知，斜面長0.6 m，則vs/t0.6 m/12 s0.05 m/s；(2)拉力做的功為WFs3 N×0.6 m1.8 J拉力的功率為PW/t1.8 J/12 s0.15 W；(3)由(2)知W總W1.8 J，W有Gh5 N×0.3 m1.5 J，W有/W總×100%(1.5 J/1.8 J)×100%83.3%.專題精練1(1)由公式pgh得，受到的水壓強(qiáng)是pgh1

12、×103 kg/m3×10 N/kg×5 m5×104 Pa；(2)因?yàn)橥耆]，所以有：V浮V10 dm3102 m3，所以它受到的浮力是：F浮水gV浮1×103 kg/m3×10 N/kg×102 m3100 N；(3)G物mg50 kg×10 N/kg500 N，對動滑輪和物體受力分析有：3FF浮G物G滑，所以有：F(G物G滑F(xiàn)浮)/3(500 N20 N100 N)/3140 N，拉力做功為：WFsF×3h140 N×3×5 m2 100 J，拉力的功率為：P35 W.2(1)

13、物體A的密度為：1.5×103 kg/m3； (2)物體A勻速上升的速度為：v1 m/s； (3)拉力F做的功為：WGhmgh60 kg×10 N/kg×10 m6 000 J.3(1)物體對地面的壓強(qiáng)p4 000 Pa； (2)拉力F做的功WFs200 N×9 m1 800 J； (3)機(jī)械效率×100%×100%75%.4(1)W有Gh600 N×6 m3 600 J；(2)×100%×100%75%.5(1)n3，s3h3×12 m36 m，汽車?yán)K子的拉力對滑輪組做的功：WFs2.2&#

14、215;103 N×36 m7.92×104 J；(2)滑輪組的機(jī)械效率：×100%×100%×100%×100%×100%90.9%；(3)v物v×3 m/s1 m/s，由v得，將物體由井底拉至井口需要的時間：t物12 s；(4)牽引力：F牽FfF0.1G車2.2×103 N0.1×3×104 N5.2×103 N，牽引力做功功率：PF牽v汽5.2×103 N×3 m/s1.56×104 W.6(1)他站在地面上時對地面的壓力：FG500 N，

15、對地面的壓強(qiáng)：pF/S1.25×104 Pa；(2)因?yàn)榛喗M要求站在地面上提升重物，所以，最終的繩子自由端方向向下，則繩子的起始端應(yīng)在動滑輪上，如圖(3)由圖可知，n2，則繩端移動的距離：snh2×1 m2 m，拉力做的有用功：W有Gh600 N×1 m600 J，由×100%可得，拉力做的總功：W總800 J，由WFs可得，拉力的大?。篎拉400 N，拉力的功率：P40 W.7解：(1)提升前，物體靜止在水平地面上時對地面的壓強(qiáng)p400 Pa；(2)滑輪組提升物體的過程中做的有用功是W有Gh400 N×3 m1 200 J；(3)拉力F的功率是P300 W；(4)滑輪組的機(jī)械效率是80%.8(1)重物沿斜面勻速運(yùn)動的速度為v0.3 m/s；(2)由題意可知，重物上升的高度為斜面長的一半，即h3 m，工人提升重物做的有用功為W有Gh500 N×3 m1 500 J；(3)工人做的總功為：W總Fs400 N×12 m4 800 J，該裝置的機(jī)械效率為：×100%×100%31.25%.9(1)物體的質(zhì)量：m20 kg2×104 g，物體的體積：VSh400 cm2×(90 cm70 cm)8 000 cm3，物體