内容正文:
25版·物理课件
第二板块 运动和力
微专题4 机械效率的计算
第一部分 考点突破
1.如图甲所示,小明爸爸正吃力地把一个重物搬上高台,放学回家的小明看见后急忙前去帮忙.他找来一块木板,搭成如图乙所示的斜面,非常轻松地把重物推到了高台上.关于这两种搬运方式,下列说法错误的是( )
A.乙种方式比较省力
B.乙种方式的机械效率较低
C.乙种方式做的总功较多
D.乙种方式做功的功率较大
D
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2.(2023·通辽)如图所示,用滑轮组帮助汽车脱困.汽车被水平匀速拉动1.2 m时,作用在绳子自由端的拉力F的大小为1 000 N,绳子自由端移动的速度为0.6 m/s,滑轮组的机械效率为80%.则下列说法正确的是( )
A.汽车移动的速度为0.4 m/s
B.拉力F做的功为1 200 J
C.拉力F所做的有用功的功率为480 W
D.汽车受到的摩擦力大小为2 000 N
C
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3.如图甲所示,使用滑轮组匀速提升物体,每次物体被提升的高度均为1 m,滑轮组的机械效率与物体受到的重力的关系如图乙所示.不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.滑轮组中A滑轮可以省功
B.动滑轮重5 N
C.滑轮组的机械效率越高,拉力做的功越少
D.每次提升重物时,滑轮组做的额外功均为10 J
第3题图
D
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4.某工人用如图所示的装置提升一堆砖块.已知每块砖重40 N,工人的质量为70 kg,他每只脚与地面接触的面积都为250 cm2,不计绳重、秤盘重和摩擦.当工人竖直匀速提升20块砖时,此装置的机械效率为80%,则此时工人对地面的压强为 Pa.此过程中,砖块上升的速度是0.2 m/s,则工人做功的功率是 W.当工人用此装置提升 块砖时,该装置的机械效率最高.(g取10 N/kg)
第4题图
4 000
200
30
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5.(2024·泸州)如图所示,将物体放在粗糙的水平桌面上,物体受到水平向左的大小为100 N的恒力F,滑轮组绳子自由端受到的拉力为F绳,忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦.当绳子自由端的拉力F绳的大小为60 N时,物体处于静止状态,物体与桌面间的摩擦力大小恰好为0,则动滑轮重 N;当绳子自由端的拉力F绳的大小为90 N时,物体水平向右匀速运动,物体与桌面间的滑动摩擦力大小为 N;撤去水平向左的恒力F,改变绳子自由端的拉力F绳的大小,仍使物体水平向右匀速运动,此时滑轮组的机械效率为 .
第5题图
20
60
75%
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6.(2023·眉山)如图所示,工人用滑轮组提升重物.已知重物受到的重力
G=1 000 N,动滑轮受到的重力G动=200 N.在工人用力F的作用下,重物匀速上升,30 s到达规定高度6 m处,不计绳重和机械之间的摩擦.问:
(1)拉力做功的功率是多少?
解:承担物重的动滑轮上绳子的段数n=3,
不计绳重和机械之间的摩擦,拉力大小
F===400 N
绳子自由端移动的距离s=nh=3×6 m=18 m
拉力做的功W=Fs=400 N×18 m=7 200 J
拉力做功的功率P===240 W
答:拉力做功的功率是240 W;
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(2)滑轮组的机械效率是多少?(结果保留至0.1%)
解:滑轮组做的有用功
W有=Gh=1 000 N×6 m=6 000 J
机械效率η==≈0.833=83.3%
答:滑轮组的机械效率是83.3%;
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(3)若用该装置提升另一重物时,机械效率达到90%,则该重物所受重力的大小是多少?
解:若用该装置提升另一重物时,机械效率达到90%,
则η'====90%
解得该重物所受重力的大小G'=1 800 N
答:若用该装置提升另一重物时,机械效率达到90%,则该重物所受重力的大小是1 800 N.
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7.(2024·苏州)某起重机的滑轮组结构示意图如图所示,其最大载重为5 t.该起重机将3 600 kg的钢板匀速提升到10 m高的桥墩上时,滑轮组的机械效率为80%.不计钢丝绳的重力和摩擦,g取10 N/kg.求:
(1)克服钢板重力做的有用功;
解:克服钢板重力做的有用功为
W有=Gh=mgh=3 600 kg×10 N/kg×10 m=3.6×105 J
答:克服钢板重力做的有用功为3.6×105 J;
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(2)钢丝绳的拉力大小;
解:起重机的滑轮组做的总功为
W总===4.5×105 J
由图可知,动滑轮上的绳子段数n=4,则钢丝绳的拉力大小为
F====1.125×104 N
答:钢丝绳的拉力大小为1.125×104 N;
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(3)滑轮组满载时的机械效率.(结果保留至0.1%)
解:起重机的滑轮组做的额外功为
W额=W总-W有=4.5×105 J-3.6×105 J=9×104 J
动滑轮受到的重力大小为G动===9×103 N
满载时的物重为G'=m'g=5×103 kg×10 N/kg=5×104 N
滑轮组满载时的机械效率为
η最大===≈0.847=84.7%
答:滑轮组满载时的机械效率为84.7%.
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