1.4 人与机械 同步练习（含答案解析） (1)

1.4
人与机械
同步练习
一、选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分.每小题至少一个选项正确）
1.下列哪种机械是实际中不可能存在的(
)
A.省力不省功的机械
B.机械效率高,但功率小的机械
C.做功快,但机械效率低的机械
D.机械效率等于1的机械
解析：选D.根据功的原理，任何机械都不省功,但增加距离可以省力,选项A正确,由于功率与机械效率没有必然联系,机械效率高,但功率小或机械效率低但功率大的机械都可能存在,选项B、C正确,由于实际中额外功是不可避免的,所以机械效率一定小于1,选项D不可能.
2.关于机械效率的说法中错误的是（
）
A．有用功率和额外功率的和等于总功率
B．有用功率越大，机械效率就越大
C．有用功率在总功率中所占的比例越小，机械效率越小
D．在滑轮组的轮和轴之间加润滑油或尽量减小动滑轮的轮重，其目的是为了提高机械效率
解析：由有用功率、额外功率和总功率的关系可知选项A正确.有用功率越大，在总功率不知的情况下，机械效率不一定越大，只有在有用功率占总功率的比值越大的情况下，机械效率才越大.在滑轮的轮与轴之间加润滑油或尽量减小动滑轮的轮重，这样就减小了额外功率，提高了机械效率.
答案：B
3.分别用一个定滑轮和一个动滑轮将两个相同的重物提高相同高度,则（
）
A.定滑轮的总功一定大于动滑轮的总功
B.定滑轮的有用功一定大于动滑轮的有用功
C.定滑轮的有用功一定小于动滑轮的有用功
D.定滑轮的有用功一定等于动滑轮的有用功
解析：此题考查对有用功的理解，本题中的有用功是指将重物提高到一定高度.
答案：D
4.如图1-4-1所示，不计任何摩擦，分别用定滑轮、动滑轮、滑轮组把同一个物体匀速升到同一高度，其中机械效率最高的是（
）
A.定滑轮
B.动滑轮
C.滑轮组
D.无法确定
图1-4-1
解析：使用动滑轮和滑轮组提升物体都需要克服滑轮自重做功，所做的额外功多，而使用定滑轮不需克服滑轮自重做功.
答案：A
5.两台机械所做的总功之比为2∶1,它们的机械效率之比为4∶3,则它们所做的有用功之比为（
）
A.2∶1
B.3∶4
C.8∶3
D.3∶2
解析：根据机械效率的定义，总功和机械效率的乘积等于有用功.
答案：C
二、非选择题（本题共3小题，共30分.要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要说明单位）
6.(10分)一台输出功率为10
kW的电动机,效率为90%,带动一台效率为70%的起重机匀速提升1
t的重物,重物被提升的速率为多少 (g取10
m/s2)
解析：提升重物时的牵引力F=mg,有用功率为P有用=η1η2P0=0.9×0.7×104
W=6.3×103
W
P有用=mgv,所以v=
=0.63
m/s.
答案:0.63
m/s
7.（10分）缆车的总质量为2t，用功率为100KW的电动机牵引，在倾角为θ=
530的轨道上由静止向上运动，设电动机在额定功率的情况下工作，传动机构的效率为85％，缆车受摩擦力大小为其重力的0.05倍，（sin530
=
0.8）求：缆车可达到的最大速度。
解析：阻力f＝kmg＝0.05×2×103×10＝1×103
N
有用最大功率Po＝85％×100KW＝85KW，且Po＝F·V
沿斜面方向有：
当a＝0时，有Vmax≈6.5
m/s
8.（10分）如果用动滑轮将400
N的物体提高2
m所用的拉力为250
N，若不计算摩擦，求：
（1）机械效率是多少？
（2）若用此动滑轮将800
N的货物提升4
m，则需用多大的力？
解析：我们可以依据力的平衡，在（1）中求取动滑轮的重力，并作为（2）中的已知条件，依据力的平衡求所需的拉力.
（1）有用功W有=Gh=400×2
J=800
J
总功：W总=F·2h=250×2×2
J=1
000
J
机械效率：
η=×100%=×100%=80%.
（2）由于动滑轮受力平衡，则2F=G动+G物
滑轮重：G动=2F-G物=2×250-400
N=100
N
若将G物′=800
N的货物提起，则有：2F′=G物′+G动
F′=
N=450
N.