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上册·第5章 简单机械与功
微素养·专题突破 七 简单机械及机械效率的计算
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【例1】 组合机械的斜面长4 m,高2 m,将重为100 N的物体从斜面的底端匀速拉到顶端,如图所示,需用的拉力为40 N,需要的时间是5 s。那么,将物体从底端拉到顶端所做的有用功是_______J,拉力做的总功的功率是______W,该组合机械的机械效率是____________。
类型1 斜面的机械效率
200
64
62.5%
【变式】 斜面上有一个重为100 N的箱子A,通过定滑轮与重60 N的重物B相连。在3 s内,箱子A沿斜面匀速向上滑动了1.5 m,此时重物B落地,箱子A又经过0.2 s向上滑动了20 cm停下来。若斜面长5 m,高1.5 m,忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦力。则下列说法错误的是
A.箱子与斜面间的滑动摩擦力是60 N
B.在箱子滑动的过程中,重物B共对箱子做了90 J的功
C.重物B对箱子A做功的功率是30 W
D.斜面的机械效率为50%
类型1 斜面的机械效率
√
【例2】 如图所示,货物的重力G=280 N,动滑轮重20 N,为使杠杆平衡,竖直向上的力F的大小应为(杠杆重、绳重、摩擦都忽略不计)
A.100 N B.200 N
C.300 N D.400 N
类型2 滑轮和杠杆的组合机械
√
【变式】 在一次综合实践活动中,王刚同学分别用一轻质杠杆(O为支点,OA=3OB)、一只滑轮和一些细绳构成的组合机械来提升重物G。王刚是这样做的:他先单独使用一个动滑轮来提升重物,如图甲所示;又用滑轮和轻质杠杆组成的组合机械来提升重物,如图乙所示。不计绳重和部件间的摩擦,当重物处于静止状态时,
下列关系正确的是(甲、乙图中各段绳
均呈竖直状态,杠杆水平,F2竖直向下)
类型2 滑轮和杠杆的组合机械
A.F1=F2 B.F1=4F2
C.F1= F2 D.F1=3F2
类型2 滑轮和杠杆的组合机械
√
1.对科学概念的理解是学好科学的关键。关于功、功率和机械效率,下列说法正确的是
A.通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
B.做功多的机械,功率一定大
C.功率大的机械,做功一定快
D.做功快的机械,机械效率一定高
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√
2.建筑工人用右图所示的滑轮组,在4 s内将重为1 500 N的物体沿水平方向匀速移动2 m的过程中,所用的拉力大小为375 N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中,下列说法正确的是
A.绳子自由端沿水平方向移动了6 m
B.物体受到的拉力为750 N
C.拉力F的功率为750 W
D.滑轮组的机械效率为80%
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√
3.如图所示,有一斜面长为L,高为h,现用力F沿斜面把重为G的物体从底端匀速拉到顶端。已知物体受到斜面的摩擦力为f,则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是
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√
4.如图所示,均匀木棒AB的A端固定在铰链上,悬线一端绕过一定滑轮,另一端用线套套在木棒上使棒保持水平。现使线套逐渐向右移动,但始终使木棒保持水平,则悬线上的拉力T(棒和悬线足够长)
A. 逐渐变小
B.逐渐变大
C.先逐渐变大,后又逐渐变小
D.先逐渐变小,后又逐渐变大
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√
5.校园里在新建教学楼,工地上的起重机如图所示。地面上有一箱建筑材料,质量为300 kg,用起重机将箱子吊起8 m,用时20 s,g取10 N/kg。请回答下列问题。
(1)A处上方是一个______滑轮,好处是
可以___________________。
(2)在此过程中,起重机对箱子做功为______________,起重机的功率是____________。
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定
改变拉力的方向
2.4×104 J
1 200 W
(3)已知OA=12 m,OB=4 m,起重机本身重力不计,吊起箱子时为使起重机不翻倒,B处的配重m0的质量至少应为____________。
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900 kg
6.现代家庭使用的升降衣架如图所示,它可以很方便地晾起洗好的衣服,其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能的。已知晾衣架上所挂衣服质量为4 kg,动滑轮、杆和晾衣架总质量为1 kg。小燕同学用力F拉动绳子自由端,在5 s时间内使衣服匀速上移0.5 m(g取10 N/kg,不计绳重和摩擦)。求:
(1)绳子自由端拉力F的大小。
(2)拉力所做的功W。
(3)拉力的功率P。
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(4)整个过程中的机械效率η。
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7.如图甲所示,正方体A边长为0.2 m,作为配重使用,杠杆OE∶OF=2∶3,某同学用这个装置和一个密闭容器D提取