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专题10 功、功率和机械效率
1.(2020年荆州市)荆州“方特东方神画”主题乐园于2019年9月盛大开园。乐园在修建过程中,如图所示,工人师傅在50s内用大小为500N的力F,将物体从斜面底端拉到顶端,若此装置的机械效率为80%,则下列说法正确的是(g=10N/kg)( )
A. 所拉物体的质量为800kg
B. 拉力的功率是40W
C. 物体在斜面上运动时受到的摩擦力是100N
D. 物体在斜面上运动时增加的内能大于800J
2.(2020年荆州市)质量为1.8t的小汽车陷人泥泞中,在大家都一筹莫展的时候,聪明的小红很快想到了办法,利用所学滑轮组知识,带领大家将小汽车顺利拉出。如图,若小汽车所受阻力为车重的0.2倍,滑轮组的机械效率为80%(g=10N/kg)。求∶
(1)小汽车所受阻力f;
(2)绳子自由端拉力F1;
(3)树承受的拉力F2;
(4)小汽车以0.1m/s的速度匀速运动时,拉力F的功率。
3.(2020年随州市)物块在水平拉力F(大小未知)的作用下,在水平直线轨道上运动(如图),其中AB=CD=10m。已知物块在AB段和CD段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动,且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1N和2N,则以下判断正确的是( )
A. 该物块在CD段的惯性比AB段大
B. 该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2∶5
C. 拉力F在AB段所做的功为20J
D. 拉力F在CD段做功的功率为10W
4.(2020年随州市)体重为60kg的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg的重物A匀速提升1m,此时该滑轮组的机械效率为80%(不计绳重与摩擦,g取10N/kg),小明对此工作过程及装置作出了以下论断:
①动滑轮重为200N
②此过程中,工人对绳的拉力做功1000J
③重物匀速上升过程中,它的机械能增大
④若增大重物A的质量,该工人用此滑轮组匀速拉起重物时,机械效率不可能达到90%
关于小明的以上论断( )
A. 只有①③正确B. 只有②③正确C. 只有①②③正确D. ①②③④都正确
5.(2020年武汉市)一种新型井盖排水系统如图甲所示,系统结构简化示意图如图乙所示,排水系统由井盖、两个相同杠杆(AOB是其中之一)、容器等组成,AB长度是300mm,AO长度是120mm,井盖的上表面和侧面都有排水孔,下暴雨时,雨水从排水孔经排水管导流到容器中,再从容器底部的排水孔流入下水道,由于容器的排水速度较小,当容器中的雨水上升到一定高度时,容器下降,拉动杠杆,将井盖项起,加速路面排水。当容器中的雨水下降到一定高度时,井盖自动下降盖住井口,不影响车辆、行人的通行。该井盖的质量是28.8kg,不考虑杠杆的质量,不考虑各连接处的摩擦。
(1)球墨铸铁强度高、韧性好,密度是7.2×103kg/m3,若上述规格的井盖全部用球墨铸铁制成,则制作一个这样的井盖需要多少立方米的球墨铸铁?
(2)下暴雨时,杠杆会将井盖顶起50mm,如图丙所示。两个相同杠杆对井盖至少做了多少焦耳的功?
(3)某次调试中,为了节约用水,调试人员将容器底部的排水孔全部堵住,测出容器的质量是4.2kg,再将容器和杠杆组装在一起,直接向容器内匀速注水,注水120秒时井盖刚好被项起,假设在任意时刻水对容器的压力与容器中水的重力大小相等,求每分钟向容器内注水的体积是多少升?
6.(2020年襄阳市)如图所示,斜面长5m,高3m。小强用绳子沿斜面将质量为20kg的木块由斜面底端匀速拉到顶端,拉力大小为150N,绳重不计。则木块与斜面间的摩擦力为______N(g取10N/kg)。
7.(2020年孝感市)如图所示,某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重900N、底面积为200cm2的方形货箱,货箱20s内匀速上升4m,工人所用拉力F为400N(不计绳重和摩擦),则( )
A. 人拉绳子的速度为0.2m/s
B. 动滑轮的重力为300N
C. 此段时间内,拉力F做功为3600J
D. 当滑轮组对货箱的拉力为零时,货箱对地面的压强为4.5×104Pa
8.(2020年孝感市)如图所示,水平地面上M点有一质量为60kg的箱子,现用水平向左的推力将箱子沿直线匀速推至N点,所用时间30s,MN间的距离为15m(g=10N/kg)。求:
(1)箱子所受的重力;
(2)箱子运动的速度;
(3)若箱子在运动过程中所受阻力为自身重力的0.2倍,则从M点推至N点的过程中推力对箱子做功的功率。
9.(2020年宜昌市)生产生活中常常会用到各种机械设备,下列说法中不正确的是
A. 任何机械设备的效率总小于1 B. 减小机械内部摩擦可以提高其效率
C. 提高机械设备的效率可以节能减排
D. 用机械设备做功越快,其效率越高
10.(2020年宜昌市)为解决乡村快递派送