11.5 机械效率 第3课时 机械效率的计算
知识梳理
1. 机械效率计算公式:η=______________.
2. 滑轮组的机械效率:
(1) 滑轮组(竖直方向匀速提升物体):
① 已知物重G、拉力F、物体上升的高度h、自由端移动的距离s,
则机械效率η=____________.
② 已知物重G、拉力F、绳子的段数n,则机械效率η=________.
③ 已知物重G、动滑轮的重G动、不计绳重和摩擦,则机械效率η=_______.
(2) 滑轮组(水平方向匀速拉动物体):
① 已知物体受到的摩擦力f、拉力F、物体移动的距离s物、自由端移动的距离s,则机械效率η=____________.
② 已知物体受到的摩擦力f、拉力F、绳子的段数n,则机械效率η=_________.
3. 斜面的机械效率:
(1) 已知物重G、斜面的高度h、斜面的长度s、拉力F,则机械效率η= .
(2) 已知物重G、斜面的高度h、斜面的长度s、摩擦力f,则机械效率η=__________.
(3) 已知斜面的长度s、摩擦力f、拉力F,则机械效率η=__________.
课堂作业
1. 如图所示,斜面长5 m,高1 m,把重为5 000 N的物体匀速地推向斜面顶端,此时斜面的机械效率为80%,则:
(1) 有用功是多少?
(2) 所用推力为多少?
(3) 物体受到的摩擦力为多少?
2. 用如图所示的滑轮组提升重物.人用200 N的拉力F在30 s内使重为360N
的重物匀速上升了6 m,不计绳重和摩擦.
(1) 求人拉绳子做功的功率.
(2) 求此滑轮组的机械效率.
(3) 若用此滑轮组将600 N的重物匀速向上提升了10 m,求拉力做的功.
3. (2020·南通)如图,塔式起重机上的滑轮组将重为1.2×104 N的重物匀
速吊起2 m时,滑轮组的机械效率为80%,g取10 N/kg.
(1) 求提升重物做的有用功.
(2) 求绳端的拉力.
(3) 若动滑轮的质量为40 kg,求克服摩擦和钢丝绳重所做的功.
课后作业
4. (2020·扬州)如图,“测动滑轮机械效率”时必须沿________方向匀速向上拉动弹簧测力计.钩码重为1 N,弹簧测力计的示数为________N,动滑轮的机械效率是________.
5. 如图甲所示,虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组,利用该滑轮组提升重为270 N的物体所用的拉力为100 N.物体和绳子自由端的运 动情况如图乙所示,不计绳重和摩擦,则滑轮组中动滑轮重________N,拉力的功率为________W,该滑轮组的机械效率为________%.
6. (2019·鞍山)如图所示,用滑轮组拉动重70 N的物体A,在10 s内使A在水平方向上移动5 m,所用拉力F为20 N,地面对A的摩擦力为30 N,则A的运动速度是________m/s,滑轮组所做的有用功是________J,滑轮组 的机械效率是________.
7. 在斜面上将一个质量为0.4 kg的物体,从底端沿斜面匀速拉到顶端(如图所示),所用时间为4 s,斜面长s=1 m、高h=0.2 m,该斜面的机械效率为80%.则拉力所做的总功是________J,总功率是________W,物体在斜面上受到的摩擦力是________N.(g取10 N/kg)
8. 如图所示,一根均匀的细木棒OC,OA= 1/4 OC,B为OC的中点,在C点施力将挂在A点的重为180 N的物体匀速提升0.2 m,木棒的机械效率为90%,提升该物体做的有用功是________J,木棒重为________N(不计摩擦). 仅将物体的悬挂点从A移到B,若物体被提升的高度相同,则杠杆的机械效率将________(增大/不变/减小).
9. 小红用图示装置探究滑轮组提升重物时的机械效率,如表是她设计的实验数据记录表格
及所测的数据.小红在实验中所用动滑轮的重力最有可能是( )
实验序号 物重G/N 物体上升高度h/cm 手的拉力F/N 绳端移动的距离s/cm
1 2 10 1.0 30
2 3 10 1.4 30
3 6 10 2.5 30
A. 0.9 N B. 1 N C. 1.2 N D. 1.5 N
10. 工人用图示装置在10 s内将质量为45 kg的货物匀速提升2 m,此过程中
拉力的功率为120 W.(g取10 N/kg)
(1) 求有用功.
(2) 求滑轮组的机械效率.
(3) 若工人用此装置匀速提升其他货物,测得拉力大小为300 N,额外
功占总功的20%,求工人提升货物的重.
11. 质量为60 kg的某人站在地上用如图所示的滑轮组匀速提升400 N的重物,
所用的拉力F为250 N,5 s内绳子自由端被拉下2 m,在此过程中,(不
计摩擦和绳重),g取10 N/kg.求:
(1) 拉力F所做的功及功率.
(2) 滑轮组的机械效率.
(3) 动滑轮的重.
(4) 若绳子能承受的最大拉力为800 N,求该滑轮组机械效率的最大值.