2024年中考物理专题训练——机械效率的综合计算

2024年中考物理专题训练——机械效率的综合计算 一、计算题 1.某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组(物体与动滑轮用绳子a连接)匀速拉动放在同一水平面上的不同物体,物体受到的摩擦力从200N开始逐渐增加,直到组装滑轮组的绳子b被拉断,每次物体拉动的距离均为2m;通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图像如图乙,(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)求: (1)动滑轮重力; (2)当滑轮组的机械效率为80%,物体以0.2m/s的速度匀速运动时,该滑轮组的有用功率; (3)一个重500N的同学利用该滑轮组,想独自用竖直向下的力拉断绳子b,请你通过计算分析他能否实现。 2.如图是某型号起重机从水中调起一重7.9t的钢锭,L1、L2分别为2m、6m.(g取10N/kg, 钢=7.9 103kg/m3) 求: (1)钢锭全部浸在水中时受到的浮力是多大? (2)起重机将钢锭调离水面后,起重机的作用力F1是多大? (3)调离水面后钢锭又匀速上升了3m,这个过程中起重机做的功为3.95 105J,这时,起重机的机械效率是多少? 3.当前城镇化建设进程中,在一些场馆和楼房建设工地上,常见一种“塔吊”的起重设备,其主要组成为电动机和机械两部分,如图所示,假设某“塔吊”配置的电动机铭牌上标有:额定电压380V,额定功率38kW,线圈电阻0.5 ,在一次起吊中,该“塔吊”电动机正常工作25s,把质量为3t的重物吊起22m(g取10N/kg)。求: (1)电动机吊起重物的过程中消耗的电能; (2)电动机正常工作过程中线圈产生的热量; (3)该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率。 4.利用如图所示的滑轮组把重180N的物体匀速提高10m,已知滑轮组机械效率是80%(不计绳重和摩擦),求: (1)提升重物时做的有用功为多少? (2)作用在绳子自由端的拉力为多大? (3)用此滑轮组匀速吊起重为455N的物体时,滑轮组的机械效率是多大? 5.如图,在盛水的水池侧面有一段斜面AB, 长3.4米,高0.5米,质量为1千克的实心铁块在沿斜面向上的拉力作用下,以0.5米/秒的速度匀速从底端拉到斜面B点,若斜面的机械效率为80%,铁块的密度为7.9 103千克/米3, 水的密度为1 103千克/米3, 试求: (1)沿斜面方向的拉力F; (2)拉力F的功率; (3)铁块所受的阻力; 6.在青岛九中新校区建设工地上,需要利用滑轮组装置和机车把低处5000N的重物提升到高处,滑轮组装置如图所示.当机车牵引绳的拉力F按图乙所示随时间变化时,重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图丙和图丁所示,若重物与面接触面积S=4m2,不计摩擦,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向.求: (1)在2~3s内,拉力F的功率P及滑轮组的机械效率 . (2)在1~2s内,拉力F做的功W. (3)在0~1s内,重物对地面的压强p. 7.一名体重为560N、双脚与地面接触面积为0.04m2的学生站在水平地面上,用如图所示的滑轮组,在20s内将600N的重物匀速提升1m(绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计). (1)若匀速提升重物的过程中,滑轮组的机械效率是75%,拉力的功率多大? (2)当这名学生提起重物时,他对地面的压强是多大? (3)若用该滑轮组将800N的重物匀速提起1m,机械效率又是多大? 8.如图所示,质量为60kg的工人用滑轮组提升重物A,每个滑轮重均为50N,工人一只脚与地面的接触面积为200cm2。人对绳子的拉力为300N时,物体匀速上升。(g=10N/kg)求: (1)重物匀速上升时人对地面的压强? (2)物体10s内匀速上升了2m,人做功的功率? (3)若绳子能够承受的最大拉力为400N,重物提升过程中绳子重和摩擦对应的额外功始终占总功的10%,求滑轮组的最大机械效率? 9.斜面是一种常见的简单机械,在生产和生活中利用斜面提升物体可以省力。与物体在水平面上不同的是,在斜面上物体由于受重力的作用有下滑的趋势,可以等效为物体受到沿斜面向下力的作用。图示为倾角 =30 的固定斜面,用平行于斜面向上的拉力F=4N,将一物体从斜面底端匀速拉上斜面,所用的拉力要大于摩擦力,已知物体上升的高度h=1m。 (1)求拉力F做的功; (2)若沿斜面匀速向下拉动物体,拉力减小为F1=3N,求物体与斜面间的滑动摩擦力; (3)我们已经知道:物体放在水平地面时,对水平地面的压力大小等于物体的重力大小,但物体放在斜面上时,物体对斜面的压力会小于物重。若高度H一定,倾角 可以改变,请推导斜面的机械效率公式并说明:倾角 越大,机械效率越高。 10.如图所示为某新能源汽车测试,该汽车以甲醇为燃料.质量为1.8 103kg的轿车以1.2 104W的功率先以v1=20 m/s的速度匀速行驶一