11.4 机械效率2024-2025学年教科版(2024)物理八年级下册
2025-01-21
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内容正文:
《11.4 机械效率》
一.选择题(共10小题)
1.用一个动滑轮提升重物时,做的额外功为240J,若滑轮的机械效率是60%( )
A.600J B.400J C.360J D.160J
2.买茶杯的人从货架上拿起茶杯,喝茶水的人从桌面上端起茶杯,下列对两人克服茶杯重力做功的说法正确的是( )
A.都是有用功
B.都是额外功
C.对喝茶的人来说是有用功
D.对买茶杯的人来说是有用功
3.利用如图所示的滑轮,在粗糙水平面上匀速拉动物体,下列叙述正确的是( )
A.克服物体重力做的功是有用功
B.克服物体受地面摩擦力做的功是有用功
C.绳子自由端的拉力F做的功是有用功
D.克服物体受地面摩擦力做的功是额外功
4.如图所示,利用滑轮组匀速提升同一重物,若绳子自由端移动的距离均相等( )
A. B.
C. D.
5.如图所示,在200N的拉力F作用下,用滑轮组将重为300N的货物以0.1m/s的速度匀速竖直提升2m(不计绳重及滑轮上的摩擦)( )
A.绳子自由端移动的距离为6m
B.绳子自由端的速度为0.3m/s
C.拉力做的额外功为200J
D.拉力做的总功为1200J
6.关于以下力学现象,以下说法正确的是( )
A.想要产生摩擦力,两物体可以不相互接触
B.很大的压力有时候产生的压强很小
C.汽车不允许超速是因为速度越大惯性越大不容易减速
D.我们可以利用机械实现省力的同时也省距离
7.以下是八年级同学小华参加体育锻炼时,对相关物理量的估测,其中最接近实际的是( )
A.手托气排球的力约为1.5N
B.举哑铃时手臂的机械效率可达100%
C.游泳时受到的浮力约为1000N
D.完成一次引体向上做的功约为2000J
8.如图两个装置的各滑轮完全相同,分别匀速竖直提升质量相同的钩码,相等时间内绳端A、B移动距离相等( )
A.两装置做的额外功相等
B.两钩码上升的速度相等
C.两装置的机械效率相等
D.用甲装置做的总功较少
9.在生活和生产中,简单机械随处可见,甲、乙两个不同的简单机械分别将A、B两个物体匀速提升1m的有关信息如图所示A、GB,甲、乙的机械效率分别为η甲、η乙。关于下列结论:
①GA:GB=1:1
②GA:GB=3:1
③η甲:η乙=1:2
④η甲:η乙=3:2
其中正确的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
10.以下关于功、功率、机械效率的说法正确的是( )
A.机械效率越高,则做功越多
B.机械做功越快,机械效率就越高
C.功率大的机械比功率小的做功多
D.做功越快,功率越大
二.填空题(共5小题)
11.如图甲所示,小明同学分别将A、B两个完全相同的物体,沿左右两边斜面拉到顶端 J,对物体B做的额外功是 J。
12.从井中打水时,对水所做的功是 功,从井中捞桶,对水所做的功是 功:若两次使用同一个桶且都装满了水,则两次所做的 功相同。
13.“建设新时代,农民丰收忙。”如图所示是秋收时的场景,斜向上的传送带将小麦匀速运送到高处粮仓的过程中 (选填“杠杆”“滑轮”或“斜面”),使用该装置做的有用功 (选填“大于”“小于”或“等于”)总功。
14.(1)如图1所示,用刻度尺测量木块的长度,测量值为 cm。
(2)飞机在跑道上滑行3000m后起飞升空,用时约50s,则飞机在滑行过程中的平均速度约为 km/h,起飞后以地面为参照物,飞机是 (填“静止”或“运动”)的。
(3)如图2当运动员用船桨划水时,运动员手中使用的船桨属于 (填“省力”或“费力”)杠杆,使用它 (填“能”或“不能”)省功。
(4)我国“嫦娥工程”已经实施落月探测,物体在月球上所受重力只相当于地球上的。质量为140kg的玉兔号月球车在月球上的质量为 kg,在月球上所受到的重力为 N。(g=10N/kg)
15.如图是家庭阳台上的手摇晾衣架。晾衣架匀速上升过程中,上升速度越快,机械 越高;所挂衣物越重,机械 越高。(均选填“功率”或“效率”)
三.解答题(共5小题)
16.将重600N的装修材料放在水平地面上,工人用如图所示的滑轮组将装修材料匀速提高到了6m,滑轮组的机械效率是80%
(1)提升装修材料做的有用功是多少?
(2)工人的拉力做的功?
(3)工人对绳子自由端的拉力是多大?
17.(1)小明在探究利用杠杆做功的实践活动中,将重为15N的重物挂在杠杆的中点,用手竖直提起棒的另一端,如图1所示。
①不计杠杆自身重力和摩擦,求拉力F为 N。
②如杠杆是一根重为5N质量均匀的硬棒,若在2s内将重物提升0.10m,且不计一切摩擦 J.机械效率是 。
(2)如图2所示,绳纽县吊着质量忽略不计的杠杆,测量重物质量时将挂钩下挂不同的重物,“B到时O的距离”和“被测重物的质量”的关系应该是如图3中的
18.建筑工地上,工人用如图所示的装置将重为250N的建材从地面匀速送到6m高处,所用拉力为135N
(1)工人做的有用功;
(2)工人做的总功;
(3)工人做功的功率。
19.如图所示,斜面高为h=1m,长为L=3m,工人需用 的力可将重为600N的箱子推到车上。使用斜面 (能或不能)省功。
20.螺旋常和杠杆连接在一起使用,达到省力的目的,那么螺旋时如何省力的呢?下面以举重螺旋(千斤顶),设螺距为h,螺旋手柄末端到螺旋轴线的距离为L,重物被升高一个螺距。若这个螺旋的机械效率为η,用它将重力为G的物体举起
参考答案与试题解析
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
D
B
B
C
B
A
C
A
D
一.选择题(共10小题)
1.用一个动滑轮提升重物时,做的额外功为240J,若滑轮的机械效率是60%( )
A.600J B.400J C.360J D.160J
【分析】首先设做的有用功为W有用,已知做的额外功,再利用公式W总=W有用+W额外计算总功,已知滑轮的机械效率,再利用公式W有用=W总•η列出等式,最后解这个方程即可。
【解答】解:
设做的有用功为W有用,
∵W额外=240J,
∴W总=W有用+W额外=W有用+240J,
又∵η=60%,
∴W有用=W总•η=(W有用+W额外)•η,
代入数值得:W有用=(W有用+240J)•60%,
公式化简得:W有用=0.6×W有用+144J,
因此W有用=360J。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对机械效率公式的综合应用,可以根据题意选择合适的公式,并且可以利用方程来解决物理知识。
2.买茶杯的人从货架上拿起茶杯,喝茶水的人从桌面上端起茶杯,下列对两人克服茶杯重力做功的说法正确的是( )
A.都是有用功
B.都是额外功
C.对喝茶的人来说是有用功
D.对买茶杯的人来说是有用功
【分析】有用功是指对人有用的功,额外功是指对人无用却又不得不做的功。
【解答】解:买茶杯的人,从货架上拿起茶杯,克服茶杯重力做的功是有用功,从桌面上端起盛茶水的茶杯,因此对水做的功是有用功。故ABC错误。
故选:D。
【点评】本题考查了对有用功概念的理解,属于基础题。
3.利用如图所示的滑轮,在粗糙水平面上匀速拉动物体,下列叙述正确的是( )
A.克服物体重力做的功是有用功
B.克服物体受地面摩擦力做的功是有用功
C.绳子自由端的拉力F做的功是有用功
D.克服物体受地面摩擦力做的功是额外功
【分析】使用动滑轮水平方向拉物体时,根据我们的目的,克服物体受地面摩擦力做的功是有用功;拉力做的功为总功,克服绳子与滑轮之间摩擦力做的功为额外功,据此进行解答。
【解答】解:
A.物体运动的方向是水平方向,所以重力不做功;
B.根据目的可知,故B正确;
C.绳子自由端的拉力F做的功是总功;
D.克服绳子与滑轮之间的摩擦力做的功是额外功。
故选:B。
【点评】本题考查了学生对有用功、总功和额外功的了解与掌握,从我们使用机械的目的出发,分析哪是有用功,哪是总功。
4.如图所示,利用滑轮组匀速提升同一重物,若绳子自由端移动的距离均相等( )
A. B.
C. D.
【分析】克服物体重力做的功为有用功,由绳子自由端移动的距离均为s,绳子自由端移动的距离均相等,根据W有用=Gh=mgh得出四种装置做的有用功。
【解答】解:绳自由端移动的距离为s,则物体升高的高度h=,
图中hA=,hB=,hC=S,hD=,
根据W有用=Gh,得图中滑轮组有用功依次为:
WA=Gs,WB=Gs,WC=Gs,WD=Gs,有用功最小的是B。
故选:B。
【点评】本题考查滑轮组有用功计算,绳子自由端移动的距离表示出物体上升的高度,再得到有用功比较即可。
5.如图所示,在200N的拉力F作用下,用滑轮组将重为300N的货物以0.1m/s的速度匀速竖直提升2m(不计绳重及滑轮上的摩擦)( )
A.绳子自由端移动的距离为6m
B.绳子自由端的速度为0.3m/s
C.拉力做的额外功为200J
D.拉力做的总功为1200J
【分析】(1)根据滑轮组装置确定绳子股数,利用s=nh求出绳子自由端移动的距离;
(2)根据v=nv物求出绳子自由端的速度;
(3)根据W总=Fs求出拉力做的总功,利用W有=Gh求出拉力做的有用功,利用W总=W有+W额求出拉力做的额外功。
【解答】解:A、如图,绳子自由端移动的距离为:
s=nh=2×2m=8m,故A错误;
B、绳子自由端的速度为:
v=nv物=2×0.3m/s=0.2m/s,故B错误;
CD、拉力做的总功为:
W总=Fs=200N×6m=800J;
拉力做的有用功为:
W有=Gh=300N×2m=600J;
根据W总=W有+W额可知,拉力做的额外功为:
W额外=W总﹣W有=800J﹣600J=200J,故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了做功公式和滑轮组相关计算等知识,明确滑轮组绳子的有效股数是关键。
6.关于以下力学现象,以下说法正确的是( )
A.想要产生摩擦力,两物体可以不相互接触
B.很大的压力有时候产生的压强很小
C.汽车不允许超速是因为速度越大惯性越大不容易减速
D.我们可以利用机械实现省力的同时也省距离
【分析】(1)要产生摩擦力,两物体必须相互接触,并且物体间有相对运动或相对运动的趋势。
(2)压强是物体单位面积受到的压力.跟受力面积有关。
(3)惯性只和物体的质量有关。
(4)任何机械都不能省功。
【解答】A、想要产生摩擦力,故A错误。
B、很大的压力时,故产生的压强也可以很小。
C、汽车不允许超速是因为速度越大动能越大,故C错误。
D、我们可以利用机械实现省力或者省距离,故D错误。
故选:B。
【点评】本题是简单的综合题,属于基础题。
7.以下是八年级同学小华参加体育锻炼时,对相关物理量的估测,其中最接近实际的是( )
A.手托气排球的力约为1.5N
B.举哑铃时手臂的机械效率可达100%
C.游泳时受到的浮力约为1000N
D.完成一次引体向上做的功约为2000J
【分析】首先要对相关物理量有个初步的认识,不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要经过简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断符合要求的是哪一个。
【解答】解:A、气排球的质量大约为0.15kg,故A正确;
B、机械效率不可能达到100%;
C、中学生的质量约为50kg,游泳时处于漂浮状态,约为500N;
D、完成一次引体向上人体重心提升的高度约0.2m,故D错误。
故选:A。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中的常见物理量的数值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
8.如图两个装置的各滑轮完全相同,分别匀速竖直提升质量相同的钩码,相等时间内绳端A、B移动距离相等( )
A.两装置做的额外功相等
B.两钩码上升的速度相等
C.两装置的机械效率相等
D.用甲装置做的总功较少
【分析】(1)不计绳重及摩擦,提起物体过程中对动滑轮做的功是额外功;
(2)由动滑轮、滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n,拉力端移动距离s=nh,拉力端移动速度等于物体升高速度的n倍,据此分析两钩码上升的速度大小关系;
(3)忽略绳重和摩擦,绳端拉力F=(G+G动),据此得到两滑轮组绳端的拉力大小关系;在相等时间内绳端A、B移动相同的距离,知道拉力大小关系,利用W=Fs比较总功大小关系;
忽略绳重和摩擦,提升钩码的质量相等、重力相等,动滑轮的质量相等、重力相等,利用机械效率的计算公式比较机械效率大小关系。
【解答】解:A.甲中绳子有效股数为2股,不计绳重及摩擦,相等时间内绳端A,说明甲中动滑轮上升的高度更高,甲做的额外功更多;
B.时间相同,由可知,故B错误;
C.根据
可知,机械效率与绳子股数以及绳子移动距离无关,则机械效率相同;
D.甲中拉力为:,甲的拉力大于乙的拉力,甲,根据W=Fs可知,故D错误。
故选:C。
【点评】此题考查了使用动滑轮、滑轮组时物体上升速度大小、拉力大小、拉力做功大小、机械效率大小比较,难度不大。
9.在生活和生产中,简单机械随处可见,甲、乙两个不同的简单机械分别将A、B两个物体匀速提升1m的有关信息如图所示A、GB,甲、乙的机械效率分别为η甲、η乙。关于下列结论:
①GA:GB=1:1
②GA:GB=3:1
③η甲:η乙=1:2
④η甲:η乙=3:2
其中正确的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【分析】(1)根据W总=W有+W额求出有用功,利用W有=Gh求出物体的重力,据此求出两物体的重力之比;
(2)根据η=求出甲、乙两个简单机械的效率,据此求出机械效率之比。
【解答】解:①②、由图可知,W有甲=W总甲﹣W额甲=1200J﹣900J=300J,则甲的重力为:
G甲===300N;
同理,W有乙=W总乙﹣W额乙=600J﹣300J=300J,则乙的重力为:
G乙===300N;
则GA:GB=2:1,故①正确;
③④、甲的机械效率为:
η甲==×100%=25%;
乙的机械效率为:
η乙==×100%=50%,
则η甲:η乙=1:5,故③正确。
故选:A。
【点评】本题主要考查的是滑轮组的机械效率,关键是会根据题目的条件进行简单的计算。
10.以下关于功、功率、机械效率的说法正确的是( )
A.机械效率越高,则做功越多
B.机械做功越快,机械效率就越高
C.功率大的机械比功率小的做功多
D.做功越快,功率越大
【分析】根据功、功率、机械效率的关系分析。功率是单位时间内做的功的多少,是表示做功快慢的物理量;机械效率是有用功与总功的比值。
【解答】解:(1)机械效率是指有用功与总功的比值,与做功的多少和功率的快慢无关;
(2)功率是表示做功快慢的物理量,做功越快的功率越大。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对功、功率、机械效率概念的了解与掌握。功率由功和时间共同决定,机械效率由有用功和总功共同决定。
二.填空题(共5小题)
11.如图甲所示,小明同学分别将A、B两个完全相同的物体,沿左右两边斜面拉到顶端 2 J,对物体B做的额外功是 0.5 J。
【分析】读图知每次的总功,根据有用功与额外功的和叫总功,且有用功不变。
【解答】解:用功与额外功的和叫总功。由乙图知,WA有用=WA总﹣WA额=3J﹣1J=6J,
如图甲,分别将A,做的有用功相等A有用=WB有用=2J,
对物体B做的额外功是:WB额=WB总﹣WB有用=2.2J﹣2J=0.7J。
故答案为:2;0.3。
【点评】本题考查了对有用功、额外功和总功的理解和计算,难度不大。
12.从井中打水时,对水所做的功是 有用 功,从井中捞桶,对水所做的功是 额外 功:若两次使用同一个桶且都装满了水,则两次所做的 总 功相同。
【分析】从两次做功的目的来分析有用功和额外功,从两次做功的大小来分析机械效率的高低。
【解答】解:从井中打水时,主要目的是打水;
捞桶时,对桶做的功是有用功;
两次如果都装满水,则做的总功相同。
故答案为:有用;额外;总。
【点评】本题考查学生对两种做法中有用功和总功的分析能力。
13.“建设新时代,农民丰收忙。”如图所示是秋收时的场景,斜向上的传送带将小麦匀速运送到高处粮仓的过程中 斜面 (选填“杠杆”“滑轮”或“斜面”),使用该装置做的有用功 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)总功。
【分析】(1)斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面;
(2)克服小麦的重力所做的功为有用功。
【解答】解:传送带与水平面成一定夹角,因此属于斜面;
该装置的动力不仅克服小麦的重力做功,还需克服自身重力和摩擦做功。
故答案为:斜面;小于。
【点评】本题考查了斜面的概念和有用功与总功大小的比较,属于基础题。
14.(1)如图1所示,用刻度尺测量木块的长度,测量值为 3.50 cm。
(2)飞机在跑道上滑行3000m后起飞升空,用时约50s,则飞机在滑行过程中的平均速度约为 216 km/h,起飞后以地面为参照物,飞机是 运动 (填“静止”或“运动”)的。
(3)如图2当运动员用船桨划水时,运动员手中使用的船桨属于 费力 (填“省力”或“费力”)杠杆,使用它 不能 (填“能”或“不能”)省功。
(4)我国“嫦娥工程”已经实施落月探测,物体在月球上所受重力只相当于地球上的。质量为140kg的玉兔号月球车在月球上的质量为 140 kg,在月球上所受到的重力为 233 N。(g=10N/kg)
【分析】(1)使用刻度尺时,注意它的分度值,测量结果要有准确值和估算值。
(2)根据v= 计算速度;被研究物体相对于参照物,位置发生了变化,就说物体是运动的;反之,就是静止的。
(3)费力杠杆使用时,阻力臂大于动力臂;任何机械都不能省功。
(4)质量是物体的一种基本属性,与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关,根据重力公式算出重力,再推算在月球上的重力。
【解答】解:(1)如图1所示,刻度尺的分度值为1mm。
(2)飞机在滑行过程中的平均速度约为:v===60m/s=216km/h;
起飞后以地面与飞机的位置发生了变化,以地面为参照物。
(3)船桨使用时,阻力臂大于动力臂,任何机械都不能省功。
(4)质量为140kg的玉兔号月球车在地球上的重力为:
G=mg=140kg×10N/kg=1400N;把它带到月球上时,还是140kg;
它的重力为:G=×1400N≈233N。
故答案为:(1)3.50;(2)216;(3)费力;(4)140。
【点评】本题是简单的综合题,属于基础题。
15.如图是家庭阳台上的手摇晾衣架。晾衣架匀速上升过程中,上升速度越快,机械 功率 越高;所挂衣物越重,机械 效率 越高。(均选填“功率”或“效率”)
【分析】(1)功率表示做功快慢,机械效率表示有用功占总功的比例,二者物理意义不同;
(2)根据功率的公式和机械效率的公式分析即可。
【解答】解:晾衣架匀速上升过程中,上升速度越快,晾衣架匀速上升时需要的拉力F不变,故机械做功的功率变高(大);
所挂衣物越重,所做的额外功基本不变,有用功在总功中所占的比重越大。
故答案为:功率;效率。
【点评】本题考查对机械效率的理解,特别要注意功率与机械效率是两个不同的物理量,它们之间没有任何关系,功率由功和时间共同决定,机械效率由有用功和总功共同决定。
三.解答题(共5小题)
16.将重600N的装修材料放在水平地面上,工人用如图所示的滑轮组将装修材料匀速提高到了6m,滑轮组的机械效率是80%
(1)提升装修材料做的有用功是多少?
(2)工人的拉力做的功?
(3)工人对绳子自由端的拉力是多大?
【分析】(1)根据W=Gh即可求出有用功;
(2)先根据η=求出总功;
(3)根据图片确定绳子段数n,根据W总=Fs即可求出拉力的大小。
【解答】解:
(1)提升装修材料做的有用功:W有=Gh=600N×6m=3600J;
(2)由η=可得总===4500J;
(3)由图可知绳子段数n=2,由W总=Fs可得,
工人对绳子自由端的拉力:F===375N。
答:
(1)提升装修材料做的有用功是3600J;
(2)工人的拉力做的功为4500J;
(3)工人对绳子自由端的拉力是375N。
【点评】本题考查了有用功、总功、滑轮组拉力的计算,关键是会对机械效率的计算公式进行灵活变形及从图中得出滑轮组绳子的有效股数。
17.(1)小明在探究利用杠杆做功的实践活动中,将重为15N的重物挂在杠杆的中点,用手竖直提起棒的另一端,如图1所示。
①不计杠杆自身重力和摩擦,求拉力F为 7.5 N。
②如杠杆是一根重为5N质量均匀的硬棒,若在2s内将重物提升0.10m,且不计一切摩擦 1.5 J.机械效率是 75% 。
(2)如图2所示,绳纽县吊着质量忽略不计的杠杆,测量重物质量时将挂钩下挂不同的重物,“B到时O的距离”和“被测重物的质量”的关系应该是如图3中的 A
【分析】(1)由于拉力总是竖直向上的,重物挂在杠杆的中点,所以动力臂是阻力臂的2倍。根据杠杆平衡条件求出拉力大小。
(2)知道重物重力和重物上升的距离,根据W=Gh求出有用功,知道杠杆的重力和杠杆中点上升的距离,根据W=Gh求出额外功,两者之和即为总功,根据η=×100%求出机械效率;
(3)由杠杆平衡条件得出LOB和G物的关系为正比例函数,从而得出答案。
【解答】解:(1)由杠杆原理FL1=GL2可得,拉力F的大小:
F==15N×;
(2)小明所做的有用功:
W有用=Gh=15N×0.1m=6.5J,
小明所做的额外功:
W额外=G杆h=5N×8.1m=0.5J,
小明所做的总功:
W总=W有用+W额外=1.5J+6.5J=2J,
机械效率:
η=×100%=;
(3)因为杆秤使用时水平平衡,
所以,由F5L1=F2L4可得:
即:G物×LOA=G秤锤×LOB,
则LOB=G物,
因G秤砣和LOA不变,
所以,LOB和G物的关系为正比例函数,故A符合。
故答案为:(1)①7.5;②6.5;(2)A。
【点评】本题考查了杠杆的平衡分析法及其应用、有用功、额外功、机械效率的计算等,分析好杠杆使用时不变量和变化的量是关键。
18.建筑工地上,工人用如图所示的装置将重为250N的建材从地面匀速送到6m高处,所用拉力为135N
(1)工人做的有用功;
(2)工人做的总功;
(3)工人做功的功率。
【分析】(1)工人做的有用功即为克服物体重力所做的功,根据W=Gh求出其大小;
(2)由图可知,滑轮组绳子的有效股数,根据s=nh求出绳端移动的距离,根据W=Fs求出工人做的总功;
(3)知道工人做的功和做功时间,根据P=求出工人做功的功率。
【解答】解:
(1)工人做的有用功:
W有=Gh=250N×6m=1500J;
(2)由图可知,n=2
s=nh=7×6m=12m,
工人做的总功:
W总=Fs=135N×12m=1620J;
(3)工人做功的功率:
P===81W。
答:
(1)工人做的有用功为1500J;
(2)工人做的总功为1620J;
(3)工人做功的功率为81W。
【点评】本题考查了有关滑轮组的计算,涉及到功、功率的计算,明确绳子的有效股数是关键。
19.如图所示,斜面高为h=1m,长为L=3m,工人需用 200N 的力可将重为600N的箱子推到车上。使用斜面 不能 (能或不能)省功。
【分析】小明在使用斜面的过程中,若不计摩擦,根据功的原理Gh=FL求推力;知道斜面越长越省力,使用任何机械都不省功。
【解答】解:使用斜面若不计摩擦,根据功的原理可知:Gh=FL,
则推力F===200N;
根据功的原理可知,使用任何机械都不省功。
故答案是:200N;不能。
【点评】该题考查使用斜面时的推力的计算和功的原理的理解。
20.螺旋常和杠杆连接在一起使用,达到省力的目的,那么螺旋时如何省力的呢?下面以举重螺旋(千斤顶),设螺距为h,螺旋手柄末端到螺旋轴线的距离为L,重物被升高一个螺距。若这个螺旋的机械效率为η,用它将重力为G的物体举起
【分析】利用W=Gh先求出举重螺旋做的有用功;根据机械效率公式η=×100%求出总功;再根据公式F=即可求出该力。
【解答】解:根据题意可知:螺旋旋转一周时,有用功W有=Gh
当作用在手柄末端上的最小力为F时,此时力臂为L,F移动的距离是S=2πL
做的总功W总=FS=F2πL
此时螺旋的机械效率为η=×100%=,
所以最小的力F=
答:需要作用在手柄上的动力为。
【点评】解决此题的关键是找准哪是有用功,哪是总功。
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