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范文一：机械效率计算
1
1、用滑轮组匀速提起重 2000牛的物体,作用在绳子自由端的拉力 625牛,绳子自由端在 2秒内拉下 4米
求(1)重物上升的速度(2) W 有用(3) W 总 (4)W额外(5)机械效率
(6) 如果用这个滑轮组匀速吊起重 3500牛的物体,绳子自由端的拉力 F 为多少?机械效率 为多大? 与(5)相比较说明了什么问题?
(1)题图(2)题图(3)题图 (4)题图 (5)题图
2、 用滑轮组来提一个重物, 若滑轮组的机械效率为 80%, 绳子自由端的拉力为 300牛, 求:
(1) 物体重 G 物为多少?
(2)若不计摩擦和绳重则动滑轮重 G 动为多少?
(3)若挂一个重 1200牛的物体则拉力 F 多 大?机械效率又为多少?
(4)使用这个滑轮组要想省力,货物重应大于多少?
(5)若绳子最多能承受 500牛的拉力,则机械效率最大为多少?
3、如图所示,滑轮组把一个重 500牛的物体在一分钟内匀速提高 3.6米,若滑轮组的机械 效率为 80%求
(1) W 有用 = (2)W总 = (3)拉力 F= (4) W 额外 = (5)若绳子能承受 200牛的 拉力,机械效率最大为多少?
4、 用重 6牛的动滑轮将 30牛的重物匀速提高 2米,若不计摩擦求:(1) W 有用
(2)W额外(3) W 总(4)机械效率
若机械效率为 80%(1)若物重为 32牛,则绳端拉力为多少?
(2)若拉力为 80牛,则物体重为多少?
5、 用如图所示的滑轮组匀速提升
重 2000N 的物体,作用在绳子自由端的拉力大小为 625N ,拉力做功的功率是 1250W , 这时滑轮组的机械效率是 80%, (不计摩擦和绳重)
求:(1)重物上升的速度是多大?(2)如果用这个滑轮组匀速提升重 3500N 的物体, 绳子自由端的拉力是多大 ?
2 6、欣欣要从水中提升一个体积为 8×10-3m3、密度为 2500kg/m3的立方体金属块。她使用 如下图所示的滑轮组提升重物。不计绳重和摩擦。求:
(1)金属块的质量是多少?
(2)如果直接用手向上提,在金属块没有露出水面前,所用的提力多大?
(3)若已知未拉出水面时,人的拉力是 85N ,求拉出水面后滑轮组的机械效率?
7、小雨的体重为 600N ,他使用如下图所示的滑轮组提升重物。已知动滑轮重 100N ;当匀 速提升的体积为 0.02m3的重物(重物始终未出水面)时,他对地面的压强为 6×103Pa , 已知鞋底与地面的总接触面积为 4 ×10-2 m2。 (不计绳重和摩擦)求:
(1)重物受到的浮力?
(2)重物没离开水面时,人的拉力?
(3)提升重物离水后滑轮组的机械效率?
8、如图正方体 A 在水平面处于静止状态,已知 A 的边长为 10cm ,密度为 8g/cm3,动滑轮 总重为 20N ,不计绳重和摩擦。求:
(1)正方体 A 的质量;
(2)当绳的自由端拉力 F =10N时,求物体 A 对水平地面的压强多大?
(3)当把物体 A 完全浸没在水中时,用此滑轮组匀速提升物体,求露出水面前滑
轮组的机械效率?
9. 小雨的体重为 660N , 他使用如下图所示的滑轮组提升重物, 已知动滑
轮重 100N 。当匀速提升一个体积为 0.02m 3的重物(重物始终未出水面)
时,他施加 360N 的力去提升重物,已知每只鞋底与地面的接触面积为
2dm 2。不计绳重和摩擦。求:
(1)重物在水中受到的浮力;
(2)此时他对地面的压强;
(3)该物体的密度(请你写出本问题求解的解题思路,并求解) 。
范文二：机械效率计算
42．如图27所示，小型牵引车通过滑轮组可以将重物匀速吊起，若每次重物均以0.4m/s的速度匀速上升，且滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计。当吊起质量为270kg的重物A时，牵引车对绳的拉力为F，滑轮组的机械效率为90%，取g=10N／kg。 求：（1）拉力F的大小。
（2）动滑轮所受的重力。 （3）拉力F的功率P。
49、工地上用如图37所示的卷扬机和滑轮组从竖直深井中提取泥土。将一筐泥土以
0.3m/s的速度竖直向上匀速提升时，卷扬机对绳的拉力F为100N，此时滑轮组的机械效率为80%。不计绳重与轴摩擦，求： （1）拉力F做功的功率；
（2）滑轮组中动滑轮受到的重力；
（3）在提起泥土上升4m的过程中，拉力F所做的有用功。
43．用如图28甲所示的滑轮组提升物体M，已知被提升的
物体M重为760N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升到10m的高度。拉力做的功W随时间t的变化图象如图28乙所示，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。
求：（1）滑轮组提升重物所做的有用功W有； （2）滑轮组提升重物的机械效率 ； （3）动滑轮的重力
13. 如图甲所示是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形，所用动滑轮和筐受到的总重力为40N。某次操作中，将泥土以0.5m/s的速度匀速提起，在此过程中工人的拉力F所做的功随时间变化的图像如图乙所示。不计细绳重及摩擦，g取10N/kg 。求： （1）人拉绳时沿绳的速度？ （2）泥土的重是多少？
（3）利用该装置提升泥土的机械效率。
42．图26是用滑轮组打捞水中物体的示意图，已知物体A的质量为80kg，体积为2×10-2m3
当卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400N时，物体A在水中以0.1m/s的速度匀速竖直上升（物体A始终未露出水面。不计绳重和摩擦，g取10N/kg）。求： （1）物体A在水中（未露出水面）时受到的浮力F浮； （2）物体A在水中匀速竖直上升时，拉力F的功率P； （3）动滑轮所受的重力G动。
甲
图28
5
10 乙
15
20 t/s
图27
图37
图26
41. 用如图36所示的滑轮组从水中提升物体A，物体A完全在水面下匀速竖直上升的过程
中，卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力为F，滑轮组的机械效率为η。已知：F=400N，
3
η=80%，物体A的体积V=9dm，g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均忽略不计。求：
（1）物体A的浮力F浮； （2）物体A所受的重力GA。
如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图，吊臂前端由滑轮组组成，动滑轮总重300Kg,绳重和摩擦不计.现在用此起重机从水中把质量为2x103 Kg/m3，体积为0.8m3的物体G匀速提起，滑轮组上钢丝绳拉力F的功率为3KW (g=10N/Kg, ρ水=1. 0 x 103 Kg/m3)。求:
(1)物体完全浸没在水中时受到的浮力； (2)物体离开水面前拉力F的大小； (3)物体离开水面前上升的速度；
(4)物休离开水面前，滑轮组的和械效率多大
图
36
433
11. 图10是用滑轮组提起重物示意图。物体A重力为9×10N，密度为1.5×10kg/m，滑轮组的机械效
3
率是80%，把重物从水中缓慢匀速提升1m，拉力的功率是2.5×10W（不计水的阻力，g取10N/kg）。求： （1）需用多大的拉力F。（2）需用多长时间。
1．用如图26甲所示的滑轮组提升物体A，在匀速竖直提升物体A的过程中，卷扬机加在绳子自由端竖
直向下的拉力F为600N，拉力F做功W随时间t变化的图像如图26乙所示，滑轮组的机械效率η为90%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。 求：（1）拉力F做功的功率P； （2）物体A上升的速度υA； （3）物体A的重力GA。
40. 如图23所示，是利用电动机通过滑轮组提升水中物体A的示意图。当浸没在水中的物体A匀速上升时，滑轮组的机械效率为80%；当物体A离开水面后，以0.1m/s的不计绳重、滑轮轴摩擦及水的阻力，g取10N/kg。 求：（1）动滑轮重G动； （2）电动机的功率P。
甲
图26
机
速度匀速上升时，电动机的功率为P。已知物体A的体积V=0.2ｍ3，质量m=0.5t。
44．（3分）如图33甲所示是某建筑工地利用滑轮组和卷扬机提起重物的示意
图。已知匀速提起质量为m=90kg建筑材料时，卷扬机对绳的拉力为F，滑轮组的机械效率为η，卷扬机拉力的功率为P。建筑材料上升的距离和时间关系如图32乙所示，动滑轮受到的重力G动=100N。滑轮与轴的摩擦、细绳受到的重力忽略不计，g=10N/kg。求： （1）卷扬机对绳的拉力F； （2）滑轮组的机械效率η； （3）卷扬机拉力的功率为P。
甲
图
33
乙
40．如图20所示装置中，O为轻质杠杆AB支点，AO:OB=3:2，A端用细绳连接物体M，B端用细绳悬挂物体
33
N，物体N浸没在水中，此时杠杆恰好在水平位置平衡。已知物体N的体积为500cm，物体N的密度为4g/cm，g取10N/Kg，绳子的重力忽略不计。求：
（1）物体N的质量mN； （2）物体N所受的浮力FN； （3）物体M的重力GM。
7．图10是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动，已知AO:OB=3:2，悬挂在A端的桶与沙土所受的重力为200N，悬挂在B端的配重所受的重力为80N。当杠杆AB在水平位置平衡时，加在配重下面绳端的竖直向下的拉力F是N。（不计杆重和绳重）
图10
范文三：机械效率计算
机械效率计算
1.用图所示装置提升体积是3×10-2m3重为900牛的物体A，加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升．
求：（1）求此时滑轮组的机械效率；
（2）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的重；
（3）若把物体全部浸没在水中，此时滑轮组的机械效率又为多少？
2．有一根绳子，通过如图所示的滑轮组。求：
(1)将A匀速提高2m做的有用功为700J，则物重GA=?
－22(2)若此时滑轮组机械效率为70%，每只脚与地面接触面积为2×l0m，人的体重为600N，则人对地
面的压强p地=?
3． 如图，用滑轮组将物体从某种液体中匀速缓慢拉起。当物体在液体中静止时，人对地面的压强是11875Pa；拉出液面后，物体匀速上升时滑轮组的机械效率是90%；当人完成工作，松开绳子后站在地面时，人对地面的压强是15000Pa，若每只脚与地面的接触面积是2dm2，动滑轮的重为50N，物体密度为1800kg/m3. 求：
（1）松开绳子后，人对地面的压力为多大？
（2）物体重为多少？
（3）则液体的密度是多少？
4．小明体重650N，每只脚着地面积为250cm2，他用如图滑轮组匀速提升一个质量为48kg，密度为6×103 kg/m3的立方体金属块。摩擦、绳重、水的阻力均不计。求：
（1）金属块离开水面后，小明用10s将绳子拉下4m，此时拉力的功率为100W，则动滑轮重多少N？（写出解题思路，并求解）
（2）金属块离开水面前小明对地的压强是多大？（在方框中画出金属块在水中时，小明的受力示意图）
范文四：机械效率计算
小李用如图所示的滑轮组把 90kg 的物体提升 3m ,作用在绳子自由端的拉力是 400N ,不考虑绳重及摩擦(取 g=10N/kg) .求:
(1)把物体直接提升所做的有用功为多少?
(2)拉力所做的总功为多少?
(3)滑轮组的机械效率?
(4)动滑轮的重力.
【考点】 EH :有用功和额外功; 7! :滑轮组绳子拉力的计算; F4:滑轮(组)的 机械效率.
【专题】 11 :计算题; 591:简单机械; 592:功、功率、机械效率.
【分析】 (1)知道物体的质量和提升的高度,根据 W=Gh=mgh求出把物体直接 提升所做的有用功;
(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求出拉力所做的总功;
(3)根据 η=×100%求出滑轮组的机械效率;
(4)根据 F=(G +G
动
)求出动滑轮的重力.
【解答】 解:(1)把物体直接提升所做的有用功:
W 有 =Gh=mgh=90kg×10N/kg×3m=2700J;
(2)由图可知, n=3,则绳端移动的距离:
s=nh=3×3m=9m,
拉力所做的总功:
W 总 =Fs=400N×9m=3600J;
(3)滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=75%;
(4)由 F=(G +G
动
)可得,动滑轮的重力:
G 动 =nF﹣ G=nF﹣ mg=3×400N ﹣ 90kg ×10N/kg=300N.
答:(1)把物体直接提升所做的有用功为 2700J ;
(2)拉力所做的总功为 3600J ;
(3)滑轮组的机械效率为 75%;
(4)动滑轮的重力为 300N .
【点评】 本题考查了做功公式和效率公式、 滑轮组绳子拉力的公式的应用, 明确 滑轮组绳子的有效股数是关键.
范文五：机械效率计算
1. 某人用如图 27所示的滑轮组,使质量为 0.27kg 的铝块从空中匀速下落到底面积为
100cm 2
的盛有水的容器中。当铝块接触水面之前,滑轮组的机械效率是 54%, (不计
绳重、摩擦, g 取 10N/kg, ρ铝 =2.7×103kg/m3
)求 (1)当铝块浸没在水中时,滑轮组对铝块的拉力为多少? (2)铝块浸没在水中后匀速下降过程中(不接触容器底) ,滑轮组的机械效率是多少? (3)若用该滑轮组将质量相等、密度之比 ρ甲 :ρ乙 =2:3的两个实心物体甲乙放入盛有足 够多水的容器中,撤去滑轮组后,当甲、乙两物体静止后,水对甲、乙的浮力比 F 甲 :F 乙 =6:5,则甲的密度是多少?
2. 一个质量为 65kg 的工人, 用图 12所示的装置提升一堆水泥砖。 若动滑轮重 50N , 装水 泥砖的托板重 200N ,每块水泥砖重 100N 。不计摩擦和绳重,当工人匀速提升水泥砖时, 此装置的机械效率最高可达到 ?80??%。 (g 取 10N/kg)
图 27
3. 如图 28为某高层住宅楼的电梯工作示意图,电梯竖直向上匀速运行的过程中,速度为 0.8m/s,忽略电梯受到的空气阻力、 摩擦阻力及钢绳重, 向上运行的动力只有电动机拉力
F 1=3×103
N ,电梯内乘客的总质量为 300 kg, g=10N/kg。求:
(1)电梯匀速运行1min 上升的高度 h 1是多少 ? 电动机拉力做了多少功 ? (2)电梯匀速运行时,电动机拉力的功率是多大 ? (3)如果电梯中又 增加了 100kg 的货物 , 先后两次机械效率的比值是多少
4. 如图 28所示,工人用滑轮组缓慢地打捞沉没在水中的重物,当重物全部在水中时,拉 力 F 为 180 N,滑轮组的机械效率为 80%。当重物离开水面后 拉力 F’为 480N 。整个装置的摩擦和绳重不计,求重物的密度。
图 28
5. 如图 27所示,工人用滑轮组缓慢地打捞沉没在水中的重物,当重物全部在水中时, 拉力 F 为 160N ,滑轮组的机械效率为 80℅。当重物离开水面后拉力 F ′为 480N ,整个装 置的摩擦和绳重不计。求: (1)动滑轮的重力; (2分) (2)物体的重力; (2分) (3)重物的密度。 (1分)
6. 用起重机吊重物,在起重机吊臂前端安装着滑轮组,滑轮组的连接方式如图 24所示, 不计绳重及伸长、 滑轮轮与轴间的摩擦。 当动滑轮下的重物是边长为 1m 的正方体, 质量 是 2.4 t时, 绳子拉力是 1000N , 重物保持静止, 此时重物对水平地面的压强为 2.15×104Pa 。 g 取 10N/kg,求:
⑴重物对水平地面的压力是多少 ?
⑵仍用此滑轮组吊起重为 2500N 的物体, 要使重物匀速上升, 绳子 的拉力应是多大?此时滑轮组的机械效率是多少?(计算结果百分数保 留整数) (5分)
图 24
7. 在一些建筑工地、港口常见到各种大型起重机。图 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 m 0,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 m 0至少为多少千克?
⑵ 若机械效率为 80%,则把 5×103kg 的货物沿竖直方 向匀速提高 15m ,需要多少时间?(取 g =10N/kg)
8. 如图 25所示是起重机的结构示意图。用它把质量为 2×103kg ,底面积为 1m 2的货箱 G 匀速提起。 (取 g =10N /kg )问:
(1)当货箱静止于水平地面时,它对地面的压强是多少? (2)若把货箱匀速吊起 3m ,起重机对货箱做了多少 功?
(3)吊起货箱时, 为使起重机不倾倒, 在它右边加挂 质量为多大的铁块?
图 20
G A
B
O m
9. 如图 22所示,小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体,在被打捞的物体没有 露出水面之前,牵引车以 2m/s的速度匀速行驶,对绳的拉力为 F 1, F 1的功率为 P 1;当 被打捞的物体完全露出水面后,牵引车以 6m/s的速度匀速行驶,对绳的拉力为 F 2, F 2的功率为 P 2。已知物体重 1.2×104N ,体积为 0.63m 3, P 2=6P 1。若不计摩擦、绳重及水的 阻力, g 取 10N/kg,求:
(1)被打捞的物体浸没在水中时受到的浮力是多少? (2)在整个打捞过程中,滑轮组的最大效率是多少?
9. 是用汽车打捞水下物体的示意图 . 汽车在通过滑轮牵引水下一个圆柱形的重物 . 在整个打 捞过程中 . 汽车以 s m v /4. 0 的速度匀速向右移动 . 图 24是此过程中汽车移动重物时 的功率 P 随时间 t 变化的图像 (设 t =0时汽车开始提升重物 . 忽略水的阻力和滑轮的摩 擦 .g 取 10N/kg)
求:(1)圆柱形重物的质量 . (2)圆柱形重物的密度 . (3)打捞前圆柱形重物上表面 所受的水的压力?
图 22
10. 磅秤上有一个重 1500N 的木箱,小明站在地上,想用如 29(甲) 所示的滑轮组把这个木箱提升到楼上, 可是他竭尽全力 也没有提起,此时磅秤的示数为 40kg 。于是他改变滑轮组的 绕绳方法如图 29(乙)所示,再去提这个木箱。当木箱匀速 上升时,小明对地板的压力为 100N ,不计轴摩擦和绳重,取 g =10N/kg。求小明的体重和提升木箱时滑轮组的机械效率。
11. 如图 23所示,用滑轮组将重为 G =1200N的金属块打捞出水面,不计绳重、摩擦和水
对金属块的阻力,作用在绳自由端拉力的功率始终保持 1500W ,金属块浸没在水中
时匀速提起的速度为 s m v /11=,金属块的密度为 3106?=ρkg/m3,取 g=10N/kg. 求:(1)金属块未露出水面以前的机械效率 η多大 .
(2) 金属块被全部拉出水面后匀速提起金属块的速度 2v . (计算结果保留到小数点后两位 ..
) (5分)
图 23.
12. 用如图 29所示的滑轮提升重 4.5×103N 的货物 A , 使 A 在 2s 内匀速升高 2m 。 如果拉 力 F 的功率 P =5kW ,忽略绳重和轴摩擦。求:拉力 F 在 2s 内做的功和滑轮的机械效率 η。若用此滑轮匀速提升物体 B 时的机械效率 η '=80%,求物体 B 受到的重力 G B
13. . 如图 22所示, 在建筑工地上有一台塔式起重机, 其部分技 术参数如下表所示。
(1)该起重机一次最多能吊起的建筑材料重力为多少? 吊起的建筑材料达到最大起重量时,建筑材料到塔的距离是最 近还是最远?(g 取 10N/kg)
(2)该起重机将重为 1×104N 的建筑材料以最大提升速度 吊起 7m , 起重机对建筑材料做了多少有用功?如果起重机的实 际总功率为 14kW
14. 如图 21所示 , 重为 100N 的物体 B , 在足够深的水中匀速下沉, 通过滑轮组拉着重 600N 的物体 A 沿水平方向匀速运动, 在 4s 内物体A移动了 0.8m , , 已知 ρB =5ρ水 , 动滑轮重 12N , 不计绳重及摩擦。 (取 g =10N/kg )
求:(1) 物体 B 对绳的拉力及拉力的功率。
(2) 滑轮组的机械效率。
15. 在某建筑工地上,为了搬运建筑材料,常常采用如图 23 所 示的简单机械.示意图中滑轮 A 与滑车连接,滑轮 D 固定在 地面塔架上.钢丝绳拉力 F 由电动机提供.此滑轮组在 1min 内将质量为 0.45t 的建筑材料匀速提升 12m ,拉力 F 所做的 功为 7.2 ×104J (钢丝绳重和摩擦不计, g 取 10N /kg ) . 求:⑴滑轮组的机械效率.
⑵钢丝绳拉动的速度. 图
21
