2020八年级物理下册机械效率 6页

机械效率 竖直滑轮 ‎15．工人用如图所示的滑轮组提升重物，在10s内将270N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。工人做功的功率是_______W，滑轮组的机械效率________。如果用此滑轮组匀速提升570N的重物，拉力应为_______N，滑轮组的机械效率是___________。‎ ‎【答案】54；90％；200；95％‎ ‎【难易】较易 ‎【考点】功率和机械效率 ‎【解析】P=Fs/t=270N×‎2m/10s=54W；η=G物/nF=270N/100N×3=90％；根据上一问题求出G动=30N，则‎3F=G物+G动则F=200N，η=G物/nF=540N/200N×3=95％‎ ‎16．如图所示，一个边长为‎40cm的正方体A重600N，放在水平地面上，不计绳重和摩擦，重物A匀速提起来且所用的拉力最小，请在图上画出滑轮组上绳子的绕法。如果重物以0．‎2m/s的速度匀速提升，人对绳子的拉力F的功率为160W，则滑轮组的机械效率是________。若用此滑轮组匀速提升另一物体B时，滑轮组的机械效率为80％时，则物体B所受的重力为_________N。‎ ‎【答案】3750；75％；800‎ ‎【难易】较易 ‎【考点】压强与机械效率以及受力分析 ‎【解析】P=F/s=600N/0．‎16m2‎=3750Pa；η=G物/nF=600N/5×160N=75％；η=G物/（G物+G动）=80％，G动=200N经过计算得到GB=800N ‎17．某建筑工地上用如图所示的滑轮组匀速提升质量为‎500kg的水泥板，在水泥板上提升‎4m的过程中，拉力F的功率为2500W，此滑轮组的机械效率为80％，g=10N/kg。滑轮组做的有用功是______J，水泥板上升的速度是__________；不计绳重和摩擦，滑轮组中动滑轮和铁钩的总重为_________N。‎ ‎【答案】2×104；‎0.4m/s；1250‎ ‎【难易】中等 ‎【考点】有用功和机械效率的变形公式 ‎【解析】W有=G物h=5000N×‎4m=2×104J；η=80％=G物/nF=5000N/‎4F则F=1562.5N，P=Fv得到v=P/F=‎1.6m/s。则物体速度为‎0.4m/s。G动=‎4F-G物=6250N-5000N=1250N 6‎ ‎18．用某滑轮组匀速提升重为2000N的物体，作用在绳子自由端的拉力为625N，拉力所做的功为12500J，滑轮组的机械效率为80％，若不计绳重和摩擦，则绳子的段数n=_______；滑轮组中动滑轮的重为_________N。提升重物改为重为3000N的物体，那么作用在绳子自由端的拉力是________N ‎【答案】4；500；875‎ ‎【难易】较易 ‎【考点】机械效率求解以及滑轮组受力分析 ‎【解析】η=G物/nF=80％=2000N/n650N，则n=4；G动=‎4F-G物=2500N-2000N=500N；‎4F=G物+G动=3000N+500N，则F=875N ‎19．如图所示，用甲、乙两个滑轮组匀速提升重物，已知物重G1与G2之比为2:1，甲滑轮组中动滑轮重G动甲与G1之比是1:5，不计绳重与摩擦，则甲、乙两个滑轮组的机械效率之比为__________，用在绳子自由端的拉力F1与F2之比为___________。‎ ‎【答案】4:3；2:1‎ ‎【难易】较易 ‎【考点】机械效率的求解以及变形 ‎【解析】η1=G1/G1+G动甲=5/6；η2=G2/G2+G动乙=5/8，则η1：η2=4:3；‎3F1=G动甲+G1‎ ‎4F‎2=G动乙+G2；因为G1：G2=2:1所以G动甲：G动乙=2:3；所以F1：F2=2:1‎ ‎20．用如图所示的装置提升重物，绳子能承受的最大拉力为120N，动滑轮重60N，绳重与摩擦不计。（1）用此滑轮组最多能将________N的物体匀速提升。（2）用此滑轮组提起重240N的物体，使它能匀速，人加在绳子自由端的拉力是______N；此时滑轮组的机械效率是_______，当物体以0．‎5m/s的速度上升时，拉力的功率是_________W。‎ ‎（3）该滑轮组的机械效率最高可达到__________。‎ ‎【答案】300；100；80％；50；83．3％‎ ‎【难易】较易 ‎【考点】功，功率以及机械效率 ‎【解析】‎3F=G动+G物，则G物=300N；‎3F=G动+G物，F=（240N+60N）/3=100N；η=G物/‎3F=240N/300N=80％；P=Fv=100N×‎0.5m/s=50W；ηmax=300N/360N=83.3％‎ ‎21．如图所示为工地上利用卷扬机和换轮组提升重物的情形。卷扬机对绳的拉力为400N，用1min的时间将重900N的物体匀速提升‎5m。不计绳重和摩擦，则动滑轮所受重力为_______‎ 6‎ N；滑轮组的机械效率为_________；卷扬机拉绳的速度为_________m/s；卷扬机拉力做功的功率为_________W。‎ ‎【答案】300;75％；0.25；100‎ ‎【难易】较易 ‎【考点】滑轮组受力分析、机械效率以及功率的求解 ‎【解析】‎3F=G物+G动，则G动=‎3F-G物=1200N-900N=300N；η=G物/nF=900N/3×400N=75％；V绳=3×‎5m/60s=‎0.25m/s；P=Fv=400N×‎0.25m/s=100W ‎22．为了楼体抗震加固，学校购进了一批水泥，现需要把水泥运到离地面‎2m高的平台上，同学们根据物理课上学到的知识，分组设计了甲、乙两种简单机械的组合装置，如图所示，水泥重500N，每个滑轮组重40N，不计绳重及轴摩擦。甲图中斜面长‎5m，人匀速拉绳时，拉力的大小为200N。比较两种装置，较省力的是_______装置，机械效率较高的是________装置。‎ ‎【答案】乙；乙 ‎【难易】中等 ‎【考点】斜面和滑轮组机械效率求解 ‎【解析】‎3F乙=G物+G动；则F乙=180N；η甲=500N×‎2m/2×200N×‎5m=50％；η乙=500N/540N=92.6％‎ ‎23．如图所示，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400N的拉力F在1min内将总重为900N的泥土匀速提升‎5m。在这段时间内 A．拉力F做功的有用功2000J B．滑轮组的机械效率75％‎ C．动滑轮重700N D．拉力F做功的功率约33W ‎【答案】B ‎【难易】较易 ‎【考点】功、功率机械效率及滑轮组受力分析 ‎【解析】W=Fs=400N×‎15m=6000J；η=G物/‎3F=75％；G动=‎3F-900N=300N；P=Fv=400N×‎0.25m/s=100W ‎24．如图所示是提升路面砖的装置。质量为‎70kg的工人与地面的接触面积为‎500cm2，‎ 6‎ 吊箱重200N，每块砖重100N，滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计。工人用拉力F在4s内匀速提升10块砖，升高‎2m，此装置的机械效率为80％。（取g=10N/kg）则 A．工人做的额外功是2000J B．拉力F的功率是500W C．工人对地面的压强是1500Pa D．装置的机械效率最高可达85％‎ ‎【答案】C ‎【难易】中等 ‎【考点】功、功率、压强以及机械效率求解 ‎【解析】η=G物/nF=1000N/‎2F=80％，则F=625N；则W额=W总-W有=625N×2×‎2m-1000N×‎2m=1000J；P=W/t=625N×2×‎2m/4s=625W；F压=700N-625N=75N，P=F/s=1500Pa；‎ G吊箱+G动=250N，则最大物重为1150N，则机械效率η=G物/nF=1150N/1400N=82.1％‎ ‎25．如图所示，A、B重GA：GB=1:3，用甲、乙两个滑轮组分别匀速提升A、B两物体，在相同时间内两物体被提升高度分别为hA和hB，‎2hA=5hB。已知两滑轮组动滑轮重分别为G甲和G乙，且G甲：G乙=1:3。两滑轮组的机械效率分别为η1和η2，功率分别为P1和P2。若不计绳重和滑轮轴处摩擦，则下列判断正确的是 A．η1：η2=1:1 B．F1：F2=3：8‎ C．P1：P2=5：3 D．vA：vB=2:5‎ ‎【答案】A ‎【难易】较难 ‎【考点】本题考查滑轮组拉力、功率、速度以及机械效率计算 ‎【解析】‎4F1=GA+G甲，‎2F2=GB+G乙则F1：F2=1:6；η1=GA/‎4F1，η2=GB/‎2F2，故η1：η2=1:1；SA：SB=‎4hA：2hB=5:1；则P1：P2=W1：W2=5：6;vA：vB=5：2‎ ‎26．站在地上的工人用图8所示的装置提升货物。提升空货箱时，在10s的时间内，空货箱沿竖直方向匀速上升‎3m，工人作用在绳上的力做功120J。货箱中装入‎16kg的货物A后，在工人拉力FA的作用下，绳子自由端在10s的时间内，沿竖直方向匀速下降‎12m。不计绳重和滑轮轴摩擦，下列计算结果正确的是（多选）‎ A．动滑轮和货箱总重为40N B．拉力FA做功的功率为48W C．用此装置提升货物A的机械效率为80％‎ 6‎ D．用此装置将‎20kg货物B提升‎10m，工人至少做功2000J ‎【答案】AC ‎【难易】较难 ‎【考点】滑轮组受力分析、功、功率及机械效率计算 ‎【解析】由W=Fs得到F=W/s=120J/4×‎3m=10N，‎4F=G动+G箱=40N，故A正确；4FA=GA+G动+G箱，则4FA=200N,则FA=50N，故PA=FAv=50N×1．‎2m/s=60W，故B错误；η=GA/4FA=160N/200N=80％，故C正确；W=(G物+G动+G箱)‎10m×4=9600J ‎27．建筑工地上常用如图26所示的装置搬运建筑材料，使用的滑轮组由a、b、c、d、e五个滑轮组成，如果滑车和建材共重1500N，每个滑轮重50N。不计绳重及摩擦，以‎0.5m/s匀速提起滑车所用的拉力F的功率P=_________W。‎ ‎【答案】800‎ ‎【难易】中等 ‎【考点】功率求解 ‎【解析】‎4F=G材料+G滑车+G动+G动=1500N+50N+50N=1600N，则F=400N，P=Fv=400N×‎0.5m/s×4=800W ‎28．为了将放置在水平地面上、重为90N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。当小明所用的拉力F随时间变化的图像如图（乙）所示，重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的图像分别如图（丙）和（乙）所示。不计摩擦和绳重，绳对滑轮的拉力方向均可看成竖直方向。则在2~3s内，滑轮组的机械效率η=_________。‎ ‎【答案】75％‎ ‎【难易】较易 6‎ ‎【考点】学生对于图像题的处理，以及机械效率求解 ‎【解析】物体在2-3s时物理做匀速直线运动，此时拉力为40N，则根据η=G/nF=90N/3×40N=75％‎ 6‎