2024年中考物理二轮复习专题计算题：机械效率

2024年中考物理二轮复习专题计算题:机械效率 1.如图所示,用滑轮组将重100N的沙子匀速提升6m,已知桶重20N,动滑轮重10N,若不计绳重和摩擦,求此过程中: (1)有用功是多少? (2)额外功是多少? (3)滑轮组的机械效率为多少? (4)为提高该装置的机械效率,请你提出一种有效的方法。 2.如图所示的物体提升装置是由滑轮组和吊篮共同组成的,空吊篮A重为10N。工人用10N的拉力F将吊篮A匀速提升到高处,A被提升4m所用时间是2s。忽略绳重及摩擦,求: (1)动滑轮的重力; (2)拉力F的功率; (3)已知绳子B和C能承受的最大拉力分别为120N和60N,求此装置(含吊篮)提升重物的最大机械效率。 3.小明家在建房子时,需要用滑轮组将建材提升至二楼。由于停电,装修工人用如图所示的滑轮组提升建筑材料,在10s内将重G=600N的装修材料提升了4m,在提升装修材料的过程中所做的额外功为600J。求: (1)工人做的有用功; (2)滑轮组的机械效率; (3)工人提升装修材料的过程中(不考虑绳重和摩擦),若绳子的拉力为700N,求被提升的物体多重。 4.建筑工地上,起重机吊臂上的滑轮组如图所示,在匀速起吊重4.2 103N的物体时,物体5s内上升了6m。若滑轮组所做的额外功为1.08 104J。 求:(1)拉力做功的功率; (2)滑轮组的机械效率。 5.某同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示,物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。已知物重4.5 N,绳子自由端的拉力F为1.5 N。在0~2 s的过程中,求: (1)有用功; (2)拉力F的功率; (3)滑轮组的机械效率。 6.2020年11月28日,“奋斗者”号全海深载人潜水器成功完成万米海试并胜利返航,此次“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟坐底深度为10909米,创造了中国载人深潜新纪录,任务完成后,起重机把空载的“奋斗者”吊到母船上,起重机滑轮装置原理如图,“奋斗者”体积约为10m3,空载时质量约为6t。(海水密度取1.0 103kg/m3,g取10N/kg) (1)这次创纪录深潜10000米时,海水对“奋斗者”号潜水器的压强是多少帕? (2)深潜10000米时,海水对安装在潜水器驾驶舱前方面积为0.03m2的观测孔的压力是多少牛? (3)在滑轮装置作用下,“奋斗者”离开水面后缓慢竖直上升7m后到达甲板,此过程滑轮对“奋斗者号”做的功为多少焦? (4)若绳子拉力F拉=2 104N,则该滑轮组的机械效率为多少? 7.小明利用如图所示的滑轮组,将质量为90kg的物体在1min内匀速提升5m,竖直向上的拉力为360N。(g取10N/kg)求: (1)拉力的功率是多大? (2)滑轮组的机械效率(结果保留一位小数)。 8.为了将放置在水平地面上重的重物提升到高处,小明同学设计了图甲所示的滑轮组装置。当小明用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力拉绳时,重物的速度和高度随时间变化的关系图象如图丙、丁所示。绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求:(不计绳重和摩擦) (1)在内,拉力的功率及滑轮组的机械效率。 (2)在内,拉力做的功。 (3)若绳子能承受的最大拉力是,小李体重为,他站在地面向下拉绳子使物体匀速上升,最大能提升多重的物体? (4)请提出一种提高该滑轮组效率的方法。 9.如图甲所示,重40N的物体在拉力F的作用下,5s内被匀速提高了0.5m,拉力F做的功W随时间t变化的图像如图乙。绳子能承受的最大拉力为50N,不计绳重与摩擦。求: (1)5s内做的有用功; (2)动滑轮重力; (3)该滑轮组的最大机械效率。 10.如图甲是一种爬梯式混凝土搅拌机,提升部分的简图如图乙所示。工作时,搅拌机将原料加工成混凝土后倒入运料斗,运料斗与竖直爬梯相连并能沿爬梯移动。在提升电动机的带动下,运料斗能通过滑轮组沿爬梯上升到一定高度,然后将混凝土倾倒卸下。该爬梯式搅拌机空机总质量2 103kg,空的运料斗重700N.某次运送混凝土时,提升电机将装有4000N混凝土的运料斗匀速升高8m,用时20s,提升部分钢丝绳拉力的功率为2kW。(不计绳重、动滑轮重及滑轮轴的摩擦, g=10 N/kg) (1)若该搅拌机与地面的接触面积为0.05m2,则工作前搅拌机对水平地面的压强是多大? (2)该次运送中提升部分的机械效率为多少? (3)提升过程中运料斗受到的摩擦阻力是多少? 11.如图所示,在竖直向下拉力F的作用下,使杠杆从水平位置将一物体缓慢匀速提升。下表是提升物体时采集到的信息。 物重G/N OA/m OB/m A端上升的高度h/m 40 0.8 0.4 0.4 (1)若不计杠杆自重和摩擦,杠杆处于水平静止时,求拉力F的大小; (2)实际做的额外功是4J,