中考典型题滑轮组机械效率分类计算

中考典型题滑轮组机械效率分类计算

计算专题：滑轮组机械效率、功、功率 题型一：滑轮组竖直放置克服重力计算 ‎1、用滑轮组将重6×102N的物体匀速提高2m，拉力所做的功为2×103J，所用的时间为20s。求：（1）有用功；（2）拉力的功率；（3）该滑轮组的机械效率。‎ ‎2、用如下图所示的滑轮组吊起重物，不计绳重和摩擦。（1）当物重为150N时，绳端所用的拉力是60N，此时滑轮组的机械效率是多少？（2）当所吊重物为300N时，10s内重物被匀速提高2m时，绳端拉力做功的功率是多少？此时滑轮组的机械效率是多少？‎ ‎3、工人用类似图中的滑轮组提起重为2000N的物体。求：（1）若不计摩擦和动滑轮重，工人提起这个重物至少需要用多大的力？（2）若工人匀速提起这个物体时所用的拉力是800N，滑轮组的机械效率是多大？（3）若工人用800N的拉力在1分钟内将这个物体提高了3m，他做功的功率是多少？‎ ‎4、小明做“测滑轮组机械效率”实验时，用下图所示的滑轮，组装成滑轮组，用此滑轮组将重为3.6N的物体匀速提起时，拉力的功率为0.36W，滑轮组的机械效率为75%。（忽略摩擦及绳重）求：（1）绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重；（2）若用此滑轮组提起小于3.6N的重物时，其机械效率将如何改变？说明理由。‎ ‎5、用图3所示滑轮组，在0.5min内将900N的重物G匀速提升50cm。这时绳自由端的拉力F为300N，若不计拉绳质量及滑轮摩擦的条件下，求：（l）滑轮组的机械效率是多大？（2）F拉力的功率是多大？（3）每个滑轮质量相等，则每个滑轮的重力是多大？‎ 图10-18‎ ‎6．用滑轮组提升重物（如图10-18）．被提的物重G为9×104N，滑轮组的机械效率是75％，拉力F做功的功率是2.5kw．要把重物匀速提升1m。问：（1）需多大的拉力F？（2）需花多长时间？‎ ‎7.工人用如图所示的滑轮组提升重物，在10s内将240N的物体匀速提升2m，已知工人的拉力为100N不计绳重与摩擦阻力，求：（1）工人做功的功率；（2）滑轮组的机械效率；（3）如果用此滑轮组匀速提升300N的重物，拉力应为多大？‎ ‎8．湛江港一装卸工人用如图1l所示的滑轮组匀速提升质量为80 kg的货物，所用的拉力F为500N，绳子自由端在50s内被匀速拉下4m，求：(g取10N／kg)(1)提升前货物静止在地面上，与地面的接触面积为0．04m2，求货物对地面的压强．(2)提升时绳子自由端的速度．(3)拉力F的功率．(4)此滑轮组的机械效率．‎ ‎ ‎ ‎9．滑轮组在建筑中应用广泛，如图15所示为建筑工人自制的滑轮组。某工人用此滑轮组将质量为90kg的重物提高5m，所用的拉力是600N。求：（1）该重物受到的重力； （2）工人通过滑轮组所做的有用功；‎ ‎（3）工人做的总功； （4）滑轮组的机械效率。‎ 图10‎ F G ‎10．如图10所示，拉力F=80N，物体重G=120N，若绳子自由端匀速拉动的距离s=4m，物体被提高的距离h=2m，然后在水平方向匀速平移5m，求：（1）拉力所做的有用功、重力在水平方向做的功；（2）拉力所做的总功W总；（3）该滑轮组的机械效率η？‎ ‎ ‎ ‎11、小明做“测滑轮组机械效率”实验时，用图15中所示的滑轮，组装成滑轮组，请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。用此滑轮组将重为3.6N的物体匀速提起时，拉力的功率为0.36W，滑轮组的机械效率为75%。（忽略摩擦及绳重）求：‎ 图15‎ ‎（1）所需拉力为多大 （2）绳子自由端移动的速度 （3）动滑轮的总重。‎ G ‎12.如图所示装置图20‎ ，绳重及摩擦不计。装卸工人将重为800N的货物提至高处，人对绳的拉力F1为500N，货物在1min内匀速上升了5m。 （1）请在图上画出绳子的绕法；（2）求滑轮组的机械效率；（3）如果重物是600N，要把重物提升5m，求拉力做的功。‎ ‎13．如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组，把重为500N的箱子匀速提升5m，动滑轮的质量为8kg，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg．(1)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组． (2)在向上提升箱子的过程中，人对绳子的拉力为多大? (3)在向上提升箱子的过程中，滑轮组的机械效率为多少?‎ ‎14.小马用如图9—6—22滑轮组抬高重5N的小车．若不考虑摩擦和绳重，请你计算下列问题：(1)若不计动滑轮重量绳子自由端弹簧测力计的示数是多大?(2)若考虑动滑动重量，此时弹簧测力计的示数是2．5 N，则该机械效率是多大?(3)当动滑轮总重超过多少时，使用该滑动组提该小车不再省力?‎ ‎15．如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重．不计绳重和摩擦，物体重G1从200 N开始逐渐增加，直到绳子被拉断．每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度．图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像．‎ ‎(1)每个动滑轮重多少牛? (2)绳子能承受的最大拉力是多少牛?(3)当滑轮组的机械效率为80％时，物体重多少牛?‎ ‎11‎ ‎16．如图11所示，重物A是体积为10dm3，密度为7.9×103kg/m3的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。若不计摩擦和动滑轮重，要保持平衡，（g=10N／kg）求：（1）作用于绳端的拉力F是多少？（2）若缓慢将重物A提升2m，拉力做的功是多少？（3）若实际所用拉力为400N，此时该滑轮的效率是多少？‎ ‎17. 如图17所示，是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。某次操作中，工人用400 N的拉力F在1分钟内将总重为900 N的泥土匀速提升5 m。在这段时间内：（1）拉力F所做的有用功是多少？（2）拉力F做功的功率是多少？（3）滑轮组的机械效率是多大？‎ ‎18．某建筑工地为了搬运建材，采用的滑轮组示意图如图9所示。钢丝绳的拉力F由电动机提供。此滑轮组在30s内将质量为450kg的建材匀速提升了6m，拉力F所做的功为36000J，不计绳重和轴摩擦，g取10N/kg。试求：（1）滑轮组的机械效率。（2）钢丝绳移动的速度。（3）此滑轮组的机械效率小于1的原因是什么？‎ ‎19、如图10所示，建筑工地上的吊车是靠电动机来提升货物，货物重 103N，电动机的额定电流为 4A，电阻为20Ω；电动机正常工作时，作用在绳子上的拉力为500N，l分钟内将货物匀速提升了6m。求：（1）滑轮组的机械效率是多少？（2）电动机的额定功率是多少？‎ ‎20．在一些建筑工地、港口常见到各种大型起重机。图9—20所示是一种起重机的简图，为了保证起重机起重时不会翻倒，在起重机右边配有一个重物m0，已知OA=10m，OB=5m，起重机功率为30KW，起重机本身重力不计。求：⑴要使起重机吊起6×103kg的货物时不会绕支点O翻倒，右边配重m0至少为多少千克？⑵若机机械效率为80％，则把5×103 kg的货物沿竖直方向匀速提高15m，需要多少时间？‎ ‎21．如图8a所示,是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己双手的力量，攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片，该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神。已知他和轮椅总质量为80kg，攀爬高度39m，历时约3min20s。求：（1）如果不计机械装置的额外功，求他的平均功率多大？（2）小明同学看到火炬手攀爬很费劲，想到物理课上学过利用滑轮组可以省力。小明同学如果站在地面上,用如图8b所示的哪个滑轮组拉起火炬手侯斌最合适,理由是什么?如果该滑轮组机械效率为80％，求小明同学的拉力至少要多大？（g取10N/kg）‎ ‎ ‎ A B C D F F F F 图8a 计算专题：滑轮组机械效率、功、功率 题型二：滑轮组水平放置克服摩擦的计算 ‎1．如图10－15所示，物体重500N，不计滑轮重及滑轮的摩擦，在水平拉力F作用下物体沿水平面以2m／s的速度做匀速运动，运动过程中与地面间的摩擦力是100N。求在2min内拉力做的功及拉力的功率。‎ ‎2.在图中的装置中，放在水平地面上的物体质量为10㎏，在拉力F=10N的力作用下以0.4m/s的速度匀速运动（不计机械内部摩擦和机械自重）。求：（1）物体受到的摩擦力多大？（2）在10s内拉力F做的功和拉力的功率？‎ ‎3．用如图10－17的滑轮组水平地拉动物体．已知物重为1000N，物体与地面间的摩擦力是240N，当绳端的拉力是100N时物体以0.5m／s的速度匀速移动．求：（1）人拉绳端的移动速度；（2）滑轮组的机械效率。‎ 图10-17‎ ‎4．如图10－19所示，物块重200N，移动过程中所受阻力为40N。（l）若不考虑滑轮重及摩擦，物块以0.2m／s的速度匀速移动，拉力F的功率是多大？（2）如果这个装置的机械效率是80％，则拉力F是多大？‎ ‎5.物体G在拉力F的作用下作匀速直线运动，拉力所做的功是600J，物体向左移动了2m,滑轮组的机械效率是80％，求：⑴ 额外功是多少？ ⑵ 拉力F是多少 ？ ⑶ 物体所受的摩擦力是多大？‎ ‎6.如图所示，在50N的水平拉力F作用下, 重800Ｎ的物体沿水平地面做匀速直线运动, 物体与地面间滑动摩擦力为120Ｎ.求：（1）滑轮组的机械效率为多少？（2）若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为多少？（3）拉力的功率是多少？ ‎ ‎7.如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75％。若人以0.5m/s的速度匀速前行，经100s将货物拉出仓库，g取10N/kg,。求在此过程中：（1）人做的有用功为多大？ （2）人的拉力为多大？ （3）人拉力的功率为多大？‎ ‎8．用如图所示的滑轮组去拉物体A，已知A物质的密度是2 ×103kg／m3，底面积是0．3m3，重力为600N。物体A在F=100N的拉力作用下，沿水平方向匀速前进了2m。(g取10N／kg)求：(1)物体A对水平地面的压强是多少? (2)物体A的体积是多大?(3)若该装置的机械效率为80％，物体A在水平方向上受到的阻力是多少 ‎9. 某人站在岸上利用滑轮组使停泊在水中的船匀速靠岸，已知滑轮组由两个定滑轮和两个动滑轮组成（滑轮重不计），如图所示，船重150000N，船移动时受到水的阻力是船重的0.01倍，人水平拉绳的力为400N，船靠岸的速度为0.72km/h。求 ‎（1）滑轮组的机械效率。（2）人拉绳子的功率及人对船做的有用功率。‎ ‎10.如图所示的装置中，重30牛的物体A，在水平力F的作用下以10cm/s的速度沿水平桌面做匀速直线运动半分钟，此时弹簧秤的示数为2牛，（不计机械内部摩擦和机械自重）求：‎ ‎（1）物体A受到的摩擦力；　（2）拉力所做的功； （3）拉力的功率。‎ ‎11、用如图3所示的滑轮组来匀速拉动钢锭，已知钢锭与地面的摩擦力F1为1200N，若此时滑轮组的机械效率为80%，物体速度为1m/s．①拉绳的速度是多少？②拉绳的力F至少为多大？③拉力的功率是多少？④如果想用更小的力拉动钢锭，请你提出一条可行性建议．‎ F1‎ F ‎12．如图，物体的重量为24000N，物体在匀速运动时受到的阻力是物重的1/10，且滑轮组的机械效率是80%，拉力的功率为150W，要把物体匀速拉动1m。求：（1）F的大小；（2）物体移动的速度；（3）需要多长时间？‎ ‎13．如图，用滑轮组拉着重为600N的物体A沿水平方向匀速移动，在40s内使物体移动了8m，拉力F做的功为1280J。求：‎ ‎（1）拉力F的大小及拉力的功率；（2）若动滑轮重12N（不计摩擦及绳重）滑轮组的机械效率为多少？‎ ‎14. 如图所示，滑轮组机械效率为60%,在拉力F的作用下，使物体A以1米／秒的速度在水平面上做匀速直线运动，运动时间为5秒。物体A重60牛，受到地面摩擦力是物重的0.2倍。求∶（1）拉力F的大小；（2）拉力F做功的功率。‎ ‎15.如图所示，一个质量60kg，底面积为0.1m2物块，通过滑轮组在25N拉力作用下作匀速直线运动。已知物块受到的滑动摩擦力为物重的0.1倍。(g取10N/kg )。求：（1）在图上作出物体对水平地面压力的示意图；（2）物体的重力是多少？‎ ‎（3）物体静止时对水平地面的压强是多少？（4）该滑轮组的机械效率是多少？‎ F ‎16．用图3所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动，所用拉力F的大小为40牛．（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物体A所受的摩擦力．（2）若滑轮组的机械效率为80%，求：物体A所受的摩擦力．‎ ‎17．电气化铁路的高压输电线，无论在严冬还是盛夏都要绷直，才能使高压线与列车的电极接触良好，这就必须对高压线施加恒定的拉力。为此，工程师设计了如图11.B.14所示的恒拉力系统，其简化原理图如图28所示。实际测量得到每个水泥块的体积为1.5×10-2m3，共悬挂20个水泥块。已知水泥块的密度为2.6×103kg/m3，g取10N/kg。（1）请指出图11.B.14中的动滑轮和定滑轮分别是哪个？（2）每个水泥块的重力是多少？（3）滑轮组对高压线的拉力是多大？‎ ‎18、如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉至顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力F=50N，则该装置的机械效率为多大？‎ ‎19．如图所示，斜面长S=10m，高h=4m．用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B．运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功．求： (1)运动过程中克服物体的重力做的功；(2)斜面的机械效率； (3)推力F的大小．‎ ‎20．如图12-1-7所示，物体G所受到的重力大小为40N. 若将该物体放在倾角为300的斜面上，用平行于斜面的拉力F2使物体沿斜面匀速向上移动1m，此时拉力F2的大小为25N，求：（1）此斜面的机械效率 （2）斜面对物体的摩擦力 ‎21、如图所示，将体积为2.0×10-3m3的木块，沿斜面匀速上拉时弹簧测力计的示数为4N，松木沿斜面移动1m，上升的高度为30cm。求：（1）松木块的重力。 （2）斜面的机械效率。（g=10N/kg，ρ木=0.5×103kg/m3）‎ ‎22.如图所示。斜面长1m，搞0.2m．；将10N重的物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端，需要用平行于斜面的力2.5N，那么：‎ ‎(1)斜面的机械效率是多少? (2)重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功?‎ ‎23、在我市书院南路道路改扩建工程中，推土机发挥了重要作用．如图23是某型号履带式推土机，其发动机的额定功率为150kW，质量为2.0×104kg，履带与地面的总接触面积为2.5m2(取g = 10N/kg)．求：（1‎ ‎）推土机静止时对水平地面的压强；（2）若推土机在平直场地上以额定功率作业，在其以1.5m/s的速度匀速前进10m的过程中，它受到的阻力及阻力所做的功．‎ 图23‎