滑轮组机械效率计算
1、如图所示,通过滑轮组用200N 的拉力在20s 内将重为480N 的物体匀速提高2m ,(不计绳重和摩擦),求:
(1)动滑轮重;(2)绳自由端的移动速度为多大?
(3)若重物再增加150N ,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力至少多大?
2、(8分)如下图所示,是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m ,物体重,汽车重G 车=3×10N
,汽车匀速拉绳子时的拉力
倍。求:
(1)将物体从井底拉至井口的过程中,汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功?
(2)滑轮组的机械效率为多少?(保留一位小数)
(3)若汽车运动的速度为3m/s,则将物体由井底拉至井口需要多长时间?
(4)汽车牵引力为多少?牵引力的功率为多少?
4,汽车受到的阻力为车重的0.1
3、小华用如图所示的滑轮组拉动货箱,已知货箱的质量为60Kg ,在F=50N的拉力作用下, 货箱以0.1 m/s的速度做匀速直线运动,地面对货箱的滑动摩擦力f 为货箱重的0.2倍。求:
(1)货箱的重力是多少?(2)拉力F 的功率是多少?
(3)货箱运动了1min, 克服摩擦所做的功是多少?(4)此滑轮组的机械效率是多少?
4、(2015•荆州)在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上,工人把重1200N 的物体沿着长L=5m、高h=1m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端,沿斜面所用的拉力为300N (不计空气阻力).求:
(1)将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中,拉力做了多少功?
(2)工人使用斜面做功的机械效率是多少?
(3)物体和斜面之间的摩擦力是多大?
5、建筑工人要向楼上运送货物,为了省力,他在一个斜面上安装了一个滑轮组,做成如图所示的装置,斜面的倾角为30且固定在在水平面上.运送货物时,工人用400N 的力拉绳子,重为500N 的货物在20s 内沿斜面匀速运动6m ,求此过程中(1)重物的速度大小;(2)工人提升重物做的有用功;(3)该装置的机械效率.
6、如图所示,某工人重600N ,站在水平面上,用100N 的拉力向下匀速拉动绳子,提起一浸没在水中体积为1.2×10m ,重360N 的物体.(物体始终浸没在水中,且忽略水对物体的阻力,ρ水=1×10kg/m,g=10N/kg)求:
(1)已知工人双脚与地面的总接触面积是3×10m ,工人没有拉动绳子时对地面的压强;
(2)物体浸没在水中时受到的浮力;(3)提起物体时滑轮组的机械效率.
﹣22﹣2333
7、某地纪念馆内有一口铜钟,质量为2t. 2013年4月,一男子钻到钟下玩耍,其他游客转动铜钟导致悬挂钟的绳索被扭断,该男子被困于钟内.闻讯赶到的消防员们迅速组装好滑轮组、站在地面一起向下拉绳将铜钟吊起,该男子趁机从钟下爬出脱困.(g取10N/kg)问:
(l)消防员们站在地面一起向下拉绳将铜钟吊起,请画出最省力的绳子绕法. (2)消防员们在绳子自由端共施加4000N 的力,使铜钟在1min 内匀速缓慢上升60cm ,请计算绳子自由端拉力做功的功率.
(3)此过程中滑轮组的机械效率是多少?
8、一辆质量是3.5×103kg 的汽车不慎陷入泥泞地面,汽车司机组织人们用如图所示的滑轮组将汽车拖出。已知整个过程中,水平拉力F 是1×103N ,汽车沿水平方向匀速移动了2m ,滑轮组的机械效率为90%。求:
(1)拉力F 做的总功。
(2)有用功为多大?
(3) 汽车受到的阻力大小。
参考答案
一、计算题
1、 解:(1)由
F=(G+G动)可知,G 动=3F﹣G=3×200N ﹣480N=120N;
(2)物体移动的速度:
v=
==0.1m/s;自由端移动的速度:v ′=3v=3×0.1m/s=0.3m/s;
(3)若重物再增加150N ,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力:F ′=(G ′+G动)=(480N+150N+120N)=250N. 答:(1)动滑轮重为120N ;
(2)绳自由端的移动速度为0.3m/s;
(3)若重物再增加150N ,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力至少为250N .
2、(1)7.92×10J (2)90.9%(3)12s (4)1.56×10W 44
3、解:(1) G=mg
=60kg×
10N/kg=600N …………………………(1分)
(2)V 绳=3 V物=3×0.1m/s=0.3m/s …………………………(1分) P=FV绳=50 N ×0.3m/s =15W …………………………(1分)
(3) 1min=60s
S物=V物t=0.1m/s×60s=6m ……………………………(1分)
f=0.2G=0.2×600 N=120N …………………………(1分)
W = f s
= 120N×6m =720J …………………………(1分)
(4)W 有= f s=120N×6m =720J
S 绳=V绳t=0.3m/s×60s=18m
W 总=FS绳=50 N×18m
=900 J ………………………………(1分)
η= W有/W总=720J/900J=80% …………… (1分) 评分说明:⑴其它做法只要正确也得满分 ⑵计算性错误不累积扣分
4、 解:(1)知道沿斜面的拉力是300N ,斜面的长度是5m ,故W 总=Fs=FL=300N×5m=1500J;
(2)此时W 有=Gh=1200N×1m=1200J;
η
=
==80%;
(3)故W 额=W总﹣W 有=1500J﹣1200J=300J;
根据W 额=fL,得到f=
==60N;
答:(1)拉力做功1500J ;(2)工人使用斜面做功的机械效率是80%;(3)物体和斜面之间的摩擦力是60N .
5、解:(1)重物的速度大小
(2)重物上升的高度
所做的有用功
(3)绳子自由端移动的距离
人做的总功
该装置的机械效率
评分标准:第(1)(2)各2分,第(4)4分,共8分
6、(1)
【解析】
试题分析:(1)工人没有拉动绳子时对地面的压力等于人的重力600N ,则人对地面的压强为:
;(2)120N ;(3)80%
;
(2
)物体浸没在水中时,,根据阿基米德原理,物体受到的浮力为:
;
(3)
考点:压强 浮力 机械效率
7、解:(1)承重绳子的有效股数越多越省力,滑轮组绕法如图所示.(2分)
(2)由图示滑轮组可知,承重绳子的有效股数n=6,
绳子自由端移动的距离s=nh=6×0.6m=3.6m,
拉力做的功W 总=Fs=4000N×3.6m=1.44×10J , (2分) 4
拉力的功率P=W/t=14400J/60s=240W; (2分)
(3)有用功W 有用=Gh=mgh=2000kg×10N/kg×0.6m=12×10J ,(2分)
滑轮组的效率η=W有用、/W 总=12000J/14400J≈83.3%; (1分)
3
8、解:(1)当汽车沿水平方向匀速移动了2m 时,绳子末端移动6m ,
根据 W总=FS =1×10N ×6m= 6×10J 。-------------------(2分) 33
(2
)根据 W有用=ηW 总=90%×6×10J=5.4×10J----(2分)
3 33(3)W 有用=F拉S 车 F 拉= W有用/S车=2.7×10
由于车匀速运动,车受阻力f= F 拉= 2.7×103 N --------- ----(2分) N------ -- (1分)
滑轮组机械效率计算
1、如图所示,通过滑轮组用200N 的拉力在20s 内将重为480N 的物体匀速提高2m ,(不计绳重和摩擦),求:
(1)动滑轮重;(2)绳自由端的移动速度为多大?
(3)若重物再增加150N ,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力至少多大?
2、(8分)如下图所示,是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m ,物体重,汽车重G 车=3×10N
,汽车匀速拉绳子时的拉力
倍。求:
(1)将物体从井底拉至井口的过程中,汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功?
(2)滑轮组的机械效率为多少?(保留一位小数)
(3)若汽车运动的速度为3m/s,则将物体由井底拉至井口需要多长时间?
(4)汽车牵引力为多少?牵引力的功率为多少?
4,汽车受到的阻力为车重的0.1
3、小华用如图所示的滑轮组拉动货箱,已知货箱的质量为60Kg ,在F=50N的拉力作用下, 货箱以0.1 m/s的速度做匀速直线运动,地面对货箱的滑动摩擦力f 为货箱重的0.2倍。求:
(1)货箱的重力是多少?(2)拉力F 的功率是多少?
(3)货箱运动了1min, 克服摩擦所做的功是多少?(4)此滑轮组的机械效率是多少?
4、(2015•荆州)在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上,工人把重1200N 的物体沿着长L=5m、高h=1m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端,沿斜面所用的拉力为300N (不计空气阻力).求:
(1)将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中,拉力做了多少功?
(2)工人使用斜面做功的机械效率是多少?
(3)物体和斜面之间的摩擦力是多大?
5、建筑工人要向楼上运送货物,为了省力,他在一个斜面上安装了一个滑轮组,做成如图所示的装置,斜面的倾角为30且固定在在水平面上.运送货物时,工人用400N 的力拉绳子,重为500N 的货物在20s 内沿斜面匀速运动6m ,求此过程中(1)重物的速度大小;(2)工人提升重物做的有用功;(3)该装置的机械效率.
6、如图所示,某工人重600N ,站在水平面上,用100N 的拉力向下匀速拉动绳子,提起一浸没在水中体积为1.2×10m ,重360N 的物体.(物体始终浸没在水中,且忽略水对物体的阻力,ρ水=1×10kg/m,g=10N/kg)求:
(1)已知工人双脚与地面的总接触面积是3×10m ,工人没有拉动绳子时对地面的压强;
(2)物体浸没在水中时受到的浮力;(3)提起物体时滑轮组的机械效率.
﹣22﹣2333
7、某地纪念馆内有一口铜钟,质量为2t. 2013年4月,一男子钻到钟下玩耍,其他游客转动铜钟导致悬挂钟的绳索被扭断,该男子被困于钟内.闻讯赶到的消防员们迅速组装好滑轮组、站在地面一起向下拉绳将铜钟吊起,该男子趁机从钟下爬出脱困.(g取10N/kg)问:
(l)消防员们站在地面一起向下拉绳将铜钟吊起,请画出最省力的绳子绕法. (2)消防员们在绳子自由端共施加4000N 的力,使铜钟在1min 内匀速缓慢上升60cm ,请计算绳子自由端拉力做功的功率.
(3)此过程中滑轮组的机械效率是多少?
8、一辆质量是3.5×103kg 的汽车不慎陷入泥泞地面,汽车司机组织人们用如图所示的滑轮组将汽车拖出。已知整个过程中,水平拉力F 是1×103N ,汽车沿水平方向匀速移动了2m ,滑轮组的机械效率为90%。求:
(1)拉力F 做的总功。
(2)有用功为多大?
(3) 汽车受到的阻力大小。
参考答案
一、计算题
1、 解:(1)由
F=(G+G动)可知,G 动=3F﹣G=3×200N ﹣480N=120N;
(2)物体移动的速度:
v=
==0.1m/s;自由端移动的速度:v ′=3v=3×0.1m/s=0.3m/s;
(3)若重物再增加150N ,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力:F ′=(G ′+G动)=(480N+150N+120N)=250N. 答:(1)动滑轮重为120N ;
(2)绳自由端的移动速度为0.3m/s;
(3)若重物再增加150N ,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力至少为250N .
2、(1)7.92×10J (2)90.9%(3)12s (4)1.56×10W 44
3、解:(1) G=mg
=60kg×
10N/kg=600N …………………………(1分)
(2)V 绳=3 V物=3×0.1m/s=0.3m/s …………………………(1分) P=FV绳=50 N ×0.3m/s =15W …………………………(1分)
(3) 1min=60s
S物=V物t=0.1m/s×60s=6m ……………………………(1分)
f=0.2G=0.2×600 N=120N …………………………(1分)
W = f s
= 120N×6m =720J …………………………(1分)
(4)W 有= f s=120N×6m =720J
S 绳=V绳t=0.3m/s×60s=18m
W 总=FS绳=50 N×18m
=900 J ………………………………(1分)
η= W有/W总=720J/900J=80% …………… (1分) 评分说明:⑴其它做法只要正确也得满分 ⑵计算性错误不累积扣分
4、 解:(1)知道沿斜面的拉力是300N ,斜面的长度是5m ,故W 总=Fs=FL=300N×5m=1500J;
(2)此时W 有=Gh=1200N×1m=1200J;
η
=
==80%;
(3)故W 额=W总﹣W 有=1500J﹣1200J=300J;
根据W 额=fL,得到f=
==60N;
答:(1)拉力做功1500J ;(2)工人使用斜面做功的机械效率是80%;(3)物体和斜面之间的摩擦力是60N .
5、解:(1)重物的速度大小
(2)重物上升的高度
所做的有用功
(3)绳子自由端移动的距离
人做的总功
该装置的机械效率
评分标准:第(1)(2)各2分,第(4)4分,共8分
6、(1)
【解析】
试题分析:(1)工人没有拉动绳子时对地面的压力等于人的重力600N ,则人对地面的压强为:
;(2)120N ;(3)80%
;
(2
)物体浸没在水中时,,根据阿基米德原理,物体受到的浮力为:
;
(3)
考点:压强 浮力 机械效率
7、解:(1)承重绳子的有效股数越多越省力,滑轮组绕法如图所示.(2分)
(2)由图示滑轮组可知,承重绳子的有效股数n=6,
绳子自由端移动的距离s=nh=6×0.6m=3.6m,
拉力做的功W 总=Fs=4000N×3.6m=1.44×10J , (2分) 4
拉力的功率P=W/t=14400J/60s=240W; (2分)
(3)有用功W 有用=Gh=mgh=2000kg×10N/kg×0.6m=12×10J ,(2分)
滑轮组的效率η=W有用、/W 总=12000J/14400J≈83.3%; (1分)
3
8、解:(1)当汽车沿水平方向匀速移动了2m 时,绳子末端移动6m ,
根据 W总=FS =1×10N ×6m= 6×10J 。-------------------(2分) 33
(2
)根据 W有用=ηW 总=90%×6×10J=5.4×10J----(2分)
3 33(3)W 有用=F拉S 车 F 拉= W有用/S车=2.7×10
由于车匀速运动,车受阻力f= F 拉= 2.7×103 N --------- ----(2分) N------ -- (1分)