功功率机械效率综合.doc

（11·广安）15．小均用动滑轮将质量为40kg的货物匀速提高了5m ，他用250N的拉力拉了10s，下列说法正确的是：（g 取10N/kg）
A．有用功为200J B．额外功为500J
C．动滑轮的机械效率为75% D．小均的功率为200W
答案：B

（11·包头）11．如图所示，斜面长6 m，高3m，用沿斜面向上、大小为100N的拉力F使物体在5s内沿斜面移动了2 m，下列说法正确的是

A．滑轮组的机械效率是40%
B．物体重300N
C．拉力F做的功是600J
D．拉力F的功率是40W
答案：C

（11·崇左）12．（双选）崇左市八大住宅区的建设正如火如荼地进行。如图甲是建筑工地上的塔式起重机示意图，它是通过电动机带动如图乙所示滑轮组起吊物料的。如果这个滑轮组把6×103N的重物在10s内匀速提升10m，绳索自由端的拉力F=2.1×103N，不计一切摩擦和绳重，则下列说法正确的是

A．拉力做的功是6.3×104J
B．绳索自由端的速度是10m/s
C．该滑轮组的动滑轮重300N
D．该滑轮组的机械效率是80%
答案：A C

（11·牡丹江）25．如图所示，不计摩擦和绳重，用100N的力拉着重250N的物体匀速上升，物体上升的速度是0.3m／s，该滑轮组的机械效率为________，拉力做功的功率为________W。

答案：83.3% 90

（11·恩施州）35．如图所示，在研究滑轮组时，测得A物体重3N，当拉动甲测力计，使A以0.1m/s的速度匀速向右移动时，甲、乙测力计的示数分别为0.5N和1.2N。则拉动甲测力计的功率大约是 W，在匀速拉动4s时间内所做的额外功约为 J。

答案：0.15 0.12

（11·苏州）26．如图所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下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
0A/m
0B/m
A端上升的髙度h/m
B端下降的竖直距离s/m
40
0.8
0.4
0.2
0.1
（1）若不计杠杆自重和摩擦，求拉力F的大小；
（2）若实际拉力F为90N，求拉力做的总功及杠杆的机械效率
答案：（1）80N （2）9J 88.9%

（11·连云港）29．在小型建筑工地，常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料，其工作原理相当于如图所示的滑轮组。某次将总重G为4000 N的砖块匀速吊运到高为10 m的楼上，用时40 s，卷扬机提供的拉力F为2500 N。求在此过程中：

（1）有用功；
（2）拉力F的功和功率；
（3）滑轮组的机械效率。
答案：解：（1）有用功W有＝Gh＝4000×10J＝4×104J
（2）拉力F的功：W总＝Fs＝F×2h ＝2500×2×10J＝5×104J
拉力F做功的功率P＝＝＝1.25×103W
（3）η＝×100%＝×100%＝80%

（11·泰州）25．如图所示，用动滑轮沿竖直方向提升重物，10s内使物体匀速上升2m。已知物体重400N，动滑轮重100N，不计绳重和摩擦．求：

（1）拉力做的功；
（2）拉力的功率；
（3）动滑轮的机械效率．
答案：解（1）s=2h=2×2m=4m

W=F∙s=250N×4m=1000J
（2）P===100W
（3）W有用=G∙h=400N×2m=800J
η=×100%=×100%=80%

（11·广东）19．用如图所示的滑轮组在20s内将重600N的物体从地面竖直提高4m，所用拉力是250N。在这个过程中，求：

（1）有用功是多少？
（2）拉力的功率是多少?
（3）滑轮组机械效率是多少?
答案：（1）2400J （2）200W （3）60%

（11·南京）31．如图所示，工人用定滑轮匀速提升重为180 N的物体，所用的拉力为200 N，在5s内物体升高的高度为2 m．此过程中，求：

（1）有用功；
（2）总功的功率；
（3）定滑轮的机械效率．
答案：（1）360J （2）80W （3）90%

（11·成都）B7．为了将放置在水平地面上、重G=100N的重物提升到高处，小明同学设计了如图（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F拉绳时，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（丁）所示。若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2，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。
答案：解：（1）在2~3s内，重物做匀速运动，υ3=2．50 m/s，拉力F3=40 N，因为连接动滑轮的绳子有三根，所以拉力F的作用点下降的距离是重物上升高度h3的三倍。
P= F3υ3=100 W
η=（W有用/W总）×100%=[Gh3/（3F3h3）] ×100% =83．33%
（2）在1~2s内，拉力F2=50 N，重物上升高度h2=1．25 m
W=3F2h2
代入数据解得W=187．5 J
（3）设动滑轮重为G动
G动=3F3-G=20 N
在0~1s内，拉力F1=30 N。把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态。
支持力F支=G+G动-3 F1=30 N
重物对地面的压力F压= F支=30 N
P=F压/S=30 N/（5×10-2 m2）=600 Pa

（11·铜仁）17．小华和他的兴趣小组利用如下图所示的滑轮组进行实验，人以600N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，10秒钟绳子下端移动了1.5m，重物上升0.5m，已知该滑轮组的效率为70％（g取10N/kg）。

（1）画出小华兴趣小组所用滑轮组的绕线情况。
（2）人的拉力做功的功率是多少？
（3）被吊起重物的质量是多少？
答案：
解：（1）由题意可知，向下拉绳子时，承担动滑轮及重物的绳子股数：。
（2）人的拉力F=600N，移动距离s=1.5m, 时间t=10s
则，人的拉力做功的功率为

（3）重物G上升高度h=0.5m，机械效率％
机械效率 ％
所以 重物G=1260N
重物的质量
答：人的拉力做功的功率是90W；被吊起重物的质量是126kg.
（11·扬州）24．某建筑工地用如图所示的简易滑轮组将重4000N的砖块运到离地4m高的砌墙处，已知每个滑轮重100N，滑轮摩擦和绳重以及动滑轮下的挂网重忽略不计．若提升砖块的工人作用于绳的拉力最大为500N，求：

（1）提升一次砖的最大重力；
（2）提升一次砖时滑轮组的最大机械效率；
（3）若全部完成提砖任务，工人利用此滑轮组至少做多少额外功．
答案：（1）G砖＝2F—G动＝2×500N一100N＝900N
（2）=W有/W总=Gh/2Fs=900N/1000N=90％
（3）提升的次数：n＝4000N／900N＝5次
W额＝n G动h=5×100N×4m＝2000J

（11·乐山）49．工人用如图所示装置从6m深的井中匀速吊起一个重量是800N的物体，所用拉力为500N，2min后物体由井底升至井口，求：

（1）物体由井底升至井口工人所做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）物体上升过程中工作做功的功率。
答案：（1）4800J （2）80% （3）50W

（11·自贡）45．如图所示，现将一重G1=8100N的实心铝块在水中匀速上提h=2m（未露出水面），已知每个滑轮重G2=900N，不计绳重和各种摩擦，不计水的阻力。已知铝的密度ρ铝=2.7×103kg/m3，水的密度ρ铝=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：

（1）滑轮组的机械效率多大？
（2）若绳端拉力的功率为P=540W，则铝块上升的速度为多大？
答案：（1）85% （2）0.09m/s

（11·宜宾）18．如图所示，是某水上打捞船将一个完全密闭的正方体货箱缓慢地打捞出水面的起吊装置示意图。货箱平放在海底，海底深度H＝30m，该货箱边长L=lm，货箱及内部货物的总重G货＝4.0×104N，动滑轮(只有一个)及附属配件的总重G滑轮＝1.0×103N。不计绳重和滑轮摩擦及绳在水中受到的浮力，不考虑风浪、水流等的影响(海水的密度视为 =1.0×103m3、g取10N/kg)试问：

（1）用声纳探测货箱上表面的回声的时间是多少?(声音在海水中的传播速度为=1450m/s)
（2）要将货箱从海底处匀速吊起到上表面刚露出水面的过程中，拉力F做了多少功?
（3）若货箱从刚露出水面到完全露出水面的过程中是被匀速提升的，请分析在此过程中，货箱所受浮力和滑轮组机械效率的变化情况。
答案：（1）0.04s （2）1.16×106J
（3）货箱从刚露出水面到完全露出水面的过程中，由可知；货箱浸入水的深度减小，浮力会逐渐减小；由上（2）问可知，当浮力减小，则拉力增大，拉力做的总功增大，但额外功始终不变，故机械效率增大。

（11·河池）29．河池飞机场位于河池市西北方向的见塘山，距离河池市中心37公里。2008年12月开工至今年4月，土石方工程已基本完工。在建设机场的过程中，挖掘机发挥了重要的作用。在工程施工中使用的某型号挖掘机如图甲所示，它的有关数据如下表所示。挖掘机在运送砂土过程中，装有1.8×104N砂土的铲斗用4s以2.4m/s的平均速度从图乙中最低点A移到最高点B，接着再用2s沿水平方向移动4m将砂土卸到汽车上。求：

（1）铲斗从A点移到B点经过的路程。
（2）挖掘机静止且不工作时（如图甲所示）对水平地面的压强。
（3）如果挖掘机在上述运送砂土过程中的平均功率为60kW，此过程挖掘机的机械效率。
答案：解：（1）s = υ t=2.4m/s×4s=9.6m
（2）对水平地面的压力
F=G=mg=9000kg×10N/kg=9×104N
对地面的压强
P=F/S=9×104N/4.5m2=2×104Pa
（3）送料过程中做的有用功
W有用=Gh总=1.8×104N×8m=1.44×105J
送料过程中挖掘机做的总功
W总=P送t总=6×104W×6s=3.6×105J
送料过程的机械效率
η=W有用/W总 =1.44×105J/3.6×105J=40%

（11·泸州）12．我国是世界上第一个成功完成海底沉船整体打捞工作的国家，图甲是起重工程船将“南海1号”沉船打捞出水的情况。为分析打捞工作，我们可以将实际打捞过程简化为如图乙所示的滑轮组竖直向上提升水中的金属物。已知正方体实心金属物的体积V=1×10-2m3，密度ρ金=7.9×103kg/m3，ρ水=1×103kg/m3，绳子重力不计。请问：

（1）若不计摩擦和滑轮重，当金属物始终浸没在水中时，需要多大的竖直向上拉力作用于绳子自由端才能将金属物匀速提升？
（2）若仍不计摩擦，但动滑轮重G0=60N，要求在1min内将始终浸没在水中的金属物匀速提升6m，求绳子自由端竖直向上拉力的功率；
（3）若将金属物完全提出水面后继续向上匀速提升的过程中，该滑轮组的机械效率为94%，问作用于绳子自由端竖直向上的拉力是多大？（计算结果保留整数）
答案：（1）230N （2）25W （3）280N

（11·宜昌）35．建筑工地上，某施工人员利用如图所示的滑轮组匀速提升重物。若不计摩擦和绳重。求：

（1）利用这个滑轮组匀速提升重为1200N的物体时，所用的拉力是500N，此时滑轮组的机械效率是80%，拉力做功的功率是750W，求重物在1min内匀速上升的高度？
（2）当用这个滑轮组匀速提升重为1800N的物体时，拉力是多少？
答案：（1）由W总=Fs 得s=90m
由s=3h得h=30m
　　 （2）3F=G物+G动 G动=3×500N－1200N=300N
F，=（G，物+G动）/3=（1800N+300N）/3=700N

（11·孝感）35．一名工人用如图所示的滑轮组提起450N的重物，重物在5s内匀速上升了1m，动滑轮重50N，不计绳重及摩擦。求：

（1）绳的自由端A点下落的速度；
（2）此过程中额外功；
（3）滑轮组的机械效率。
答案：