专题06 机械效率计算专题-2021-2022学年八年级物理下学期期末复习（全国通用）专题+单元测+综合测

六、机械效率计算专题 1．我国坚定不移地走绿色发展之路，巩固和增强生态系统碳汇能力，大力推行新能源纯电电动车。某电动车和人总重为1.0×103N，在水平路面上匀速行驶时，电动车受到的阻力为总重的0.02倍。该电车以5m/s的速度匀速行驶50km所消耗的电能E=1.8×106J，求电动车： （1）做的功； （2）消耗的功率； （3）效率。 【答案】（1）1×106J；（2）180W；（3）55.6% 【解析】解：（1）电动车匀速行驶，牵引力与摩擦阻力是一对平衡力，则牵引力的大小为 匀速行驶50km所做的功为 （2）根据可得，行驶所用的时间 电动车实际消耗的功率为 （3）电动车的效率 答：（1）电动车匀速行驶50km所做的功为； （2）消耗的功率为180W； （3）电动车的效率为55.56%。 2．如图所示，置于水平工作台面上的卷扬机，其质量为50kg，工作时做功的功率恒为1000W。现用卷扬机通过一个动滑轮匀速竖直提升重为4500N的物体A，经过2s物体A被竖直匀速提升了40cm。不计绳重和摩擦，取g=10N/kg，求： （1）滑轮对物体A做的功； （2）动滑轮的质量； （3）动滑轮的机械效率； （4）工作台面对卷扬机的支持力。 【答案】（1）1800J；（2）50kg；（3）90%；（4）3000N 【解析】解：（1）滑轮对物体A做的有用功 W有=Gh=4500N×0.4m=1800J （2）卷扬机拉力做的总功 W总=Pt=1000W×2s=2000J 则额外功 W额=W总-W有=2000J-1800J=200J 不计绳重和摩擦，动滑轮的重力 动滑轮的质量 （3）动滑轮的机械效率 （4）卷扬机的重力 G卷=m卷g=50kg×10N/kg=500N 由图可知n=2，绳子自由端移动的距离 s=nh=2×0.4m=0.8m 卷扬机的拉力 卷扬机受到竖直向下的重力、绳子向下的拉力和工作台面对卷扬机的支持力的共同作用，处于静止状态，由力的平衡条件可知，工作台面对卷扬机的支持力 F支=G卷+F=500N+2500N=3000N 答：（1）滑轮对物体A做的功是1800J； （2）动滑轮的质量是50kg； （3）动滑轮的机械效率是90%； （4）工作台面对卷扬机的支持力是3000N。 3．如图所示是我国传统计量工具——杆秤的结构示意图，O点是提钮，左边是秤盘，右边的秤砣用细线悬挂于秤杆上。当手提提钮不放秤砣和物体时，杆秤可水平平衡，当秤盘上放一个质量为5kg的物体，秤砣移到B处时，恰好能使杆秤水平平衡，测得OA=6cm，OB=10cm，为防止秤砣滑脱，该杆秤的最大刻度标在C点，且OC=24cm，g取10N/kg。求： （1）秤砣的质量m0和最大称量值m的大小。 （2）为保证市场的公平交易，我国已有不少地区禁止在市场中使用杆秤。杆秤确实容易为不法商贩坑骗顾客提供可乘之机。若有人换了一个质量为2.7千克的秤驼，售出2.5千克的物品（秤砣在2.5kg刻度处）。请计算出杆秤上2.5kg刻度处到提钮O的距离LD及物品的实际质量m实。 【答案】（1）3kg，12kg；（2）5cm，2.25kg 【解析】解：（1）当秤盘上放一个质量为5kg的物体，秤砣移到B处时， F1=G0=m0g L1=OB=10cm F2=G物=m物g L2=OA=6cm 根据杠杆的平衡条件F1LI=F2L2可得              m0gL1= m物gL2 最大称量时，根据杠杆的平衡条件得              m0g·OC= mg·OA （2）设杠杆上2.5kg处力臂为LD，据杠杆的平衡条件可得             mDg·OA=m0g·LD                 换用质量为2.7千克的秤驼实际称量时，设物体实际质量为m实，可得                  m实·g·OA=m秤·g·LD 答：（1）m0为3kg，m为12kg； （2）LD为5cm，实际质量为2.25kg。 4．如图，塔式起重机上的滑轮组将重为的重物匀速吊起，此时滑轮组的机械效率为，g取。求： （1）有用功； （2）总功； （3）拉力F。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】解：（1）提升重物做的有用功 （2）拉力做的总功 （3）由图可知，滑轮组承担物重及滑轮重的绳子的股数，则绳端移动的距离 由可得，绳端的拉力 答：（1）有用功为； （2）总功为； （3）拉力为。 5．图是一种利用滑轮组提升物体的简化模型示意图。人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，将重为720N物体以0.1m/s的速度匀速上升时，滑轮组的机械效率为90%。不计绳重及摩擦，g取10N/kg。求： （1）拉力的大小； （2）求动滑轮受到的重力。 【答案】（1）400N；（2）80N 【解析】解：（