专题突破 机械效率的综合计算
1.(2023 北京) 用如图所示的装置提升重为 800N 的物体 A,动滑轮重为 200N。在卷扬机对绳子的拉力 F 作用下,物体 A 在 10s 内竖直匀速上升了 2m。在此过程中,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 物体 A 上升的速度为 0.4m/s
B. 滑轮组的有用功为 2000J
C. 拉力 F 的功率为 100W
D. 滑轮组的机械效率为 80%
2. 如图甲所示,工人师傅利用动滑轮将重 360N 的货物匀速提起,拉力 F=200N,货物上升的高度 h 与所用时间 t 关系的图像如图乙所示,不计绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
动滑轮的重力 G 动 = 20N
B. 货物上升的速度 v=4m/s
C. 拉力 F 的功率 P=80W
D. 动滑轮的机械效率 η=90%
3.如图显示的是甲、乙两机械的参数。甲、乙相比,甲的( )
A. 总功较大
B. 有用功较小
C. 额外功较大
D. 机械效率较低
4.(2023 营口改编)如图所示,重 100N 的物体 A 在 F = 10N 的拉力作用下,3s 内沿水平地面匀速直线运动了 1.5m,不计绳和滑轮自重,滑轮组的机械效率为 90%。下列说法正确的是( )
A. 绳自由端移动的速度为 1m/s
B. 在此过程中所做的额外功为 15J
C. 物体与地面间的滑动摩擦力为 10N
D. 拉力 F 增大时,物体 A 受到地面的摩擦力一定变大
5.如图所示,用 F 为 30N 的拉力,通过滑轮组拉着重为 200N 的物体 A 在水平面上以 0.4m/s 的速度向左做匀速直线运动。物体受到的摩擦力是物体重力的 0.3 倍,滑轮组的机械效率是_________(结果精确至 0.1%),拉力的功率是_______W。
6.用如图甲所示的滑轮组提升重 400N 的物体,已知拉力 F 为 160N,不计绳重和摩擦,物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示。3s 内对物体做的有用功为____J,此滑轮组的机械效率为____%(结果保留一位小数)。
甲 乙
7.(2023 天水秦州区校级模拟) 如图所示,工人用沿斜面向上、大小为 500N 的推力,将底面积为 8dm 重 800N 的货物从 A 点匀速推至 B 点;再用 100N 的水平推力使其沿水平台面匀速运动 5s,到达 C 点。已知 AB 长 3m,BC 长 1.2m,距地面高 1.5m。试求:
(1) 水平推力做功的功率;
(2) 斜面的机械效率;
(3) 在斜面上运动时受到的阻力。
8. 图甲是一辆起重车的图片,起重车重为 1.4×10 N,有四个支撑脚,总受力面积为 1.2m ,起重时汽车轮胎离开地面。图乙是起重车吊臂上的滑轮组在某次作业中将重为 1×10 N 的货物匀速提升的示意图,滑轮组上钢丝绳的拉力 F 为 6000N,货物上升过程中的 h-t 关系图像如图丙所示。(不考虑绳重和摩擦)求:
(1) 提升货物过程中起重车对水平地面的压强;
(2) 10s 内拉力 F 做的功;
(3) 提升货物过程中滑轮组的机械效率(结果保留至 0.1%)。
9. 工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材,质量为 1.8×10 kg 的石材放在水平地面上,在拉力 F 的作用下沿水平方向做匀速直线运动,其路程随时间变化的图像如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重力的 0.1 倍,滑轮组的机械效率为 75%,滑轮组和绳子的自重不计。(g 取 10N/kg)求:
(1) 石材受到的阻力;
(2) 在石材移动 40s 过程中,工人做的有用功;
(3) 在石材移动 40s 过程中,工人作用在绳子自由端的拉力 F。
10.如图,用滑轮组提升重物时,重 400N 的重物在 10s 内匀速上升了 1m。已知拉绳子的力 F 为 250N,不计绳重和摩擦,则提升重物的过程中:
(1) 滑轮组的机械效率为多少?
(2) 拉力 F 的功率是多少?
(3) 如果重物的重力为 900N,则滑轮组的机械效率又为多少?