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功、功率和机械效率的综合计算
类型一 利用滑轮装置提升物体
1.[2020·黄石] 如图1所示是一名同学组装的提升重物的装置,他用100 N的拉力F,在10 s内把重为150 N的重物G提升4 m,则此过程中 ( )
图1
A.该滑轮组的机械效率为75%
B.他做的总功为1200 J
C.他做的有用功为800 J
D.拉力做功的功率为60 W
2.[2020·南京] 如图2所示,物体重为210 N,动滑轮重25 N.工人用125 N的拉力将物体匀速提升3 m,用了10 s,此过程中有用功是 J,拉力的功率是_________W,滑轮的机械效率是 ,克服动滑轮重所做的额外功占总功的 %.
图2
3.[2020·福建] 在美丽乡村的建设中,工人用起吊装置提升建筑材料,如图3所示.某次把质量为200 kg的材料匀速提升6 m,用时15 s,消耗电能1.5×104 J,g取10 N/kg,求这次匀速提升材料过程中:
(1)材料所受拉力F的大小.
(2)拉力F对材料做功的功率.
(3)该装置的机械效率.
图3
4.[2019·宿迁] 如图4所示,工人利用滑轮组提升重物,在30 s内将静止在水平地面上质量为90 kg,底面积为200 cm2的长方体物块匀速提升5 m,此时工人的拉力为400 N.求:(g取10 N/kg)
(1)提升前物块对水平地面的压强.
(2)工人拉力做功的功率.
(3)滑轮组提升该物块的机械效率.
图4
5.[2020·南通] 如图5所示,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.求:
(1)提升重物做的有用功.
(2)绳端的拉力.
(3)若动滑轮的质量为40 kg,则克服摩擦和钢丝绳重所做的功为多少.
图5
6.用如图6所示的滑轮组提升重物,当作用在绳子自由端的拉力为100 N时,能匀速提起重为240 N的物体,不计绳重和摩擦,求:
(1)动滑轮的重力.
(2)若绕绳能承受的最大拉力为200 N,则该滑轮组的最大机械效率是多少.
图6
7.用如图7甲所示的滑轮组运送货物上楼,每件货物重100 N,每次运送的量不定,如图乙所示为整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像.若不考虑绳重和摩擦,求:
(1)该滑轮组中动滑轮的重力.
(2)运送4件货物时,