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有关机械效率计算专题 一、复习目标: 1、了解各简单机械杠杆、滑轮、斜面的特点2、要做到容 易解答简单的关于机械效率的计算3、学会关于机械效率的综合计算 二、知识储备: 1. 对于简单机械来说, 提升重物时, 克服_所做的功为有用功 , 实际拉 力做的功为 _.那么机械效率的计算公式可写作=_. 2、在力学中, 功包含两个必要的因素分别是和,计算功的公式 W= 。克服重力做功的公式为W= ,克服阻力做功的公式为W= 。 3、计算机械效率的公式是。 三、典例解析: 1、简单的有关滑轮组的机械效率的计算 例 1:用如图 1 所示滑轮组将重6102N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。跟踪练习: 1、 如图 1 是伍实同学在测量滑轮组的机械效率实验的图形,重物的质量为 200g, 每个滑轮的质量都为50g,不计绳子与滑轮、滑轮轴之间的摩擦,使用滑轮组使 钩码匀速直线上升10 ,则人的拉力大小为 N,有用功为 J, 额外功为 J,机械效率为 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?2、有关斜面的机械效率的计算 例题: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(3) 为了提高该斜面的机械效率,同学们提出了一些建议: A、以较快的速度将重物匀速拉到斜面顶端 B、以较慢的速度将重物匀速拉到斜面顶端 C、改用光滑的、板长和高度均不变的斜面 其 中 建 议 _( 填 番 号 ) 可 以 达 到 目 的 ; 理 由 是 : _ 跟踪练习: 1、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()2 、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,木=0.5103kg/m3)3、关于机械效率的综合计算 例 3. 一质量为 6kg 的石块,沉在装水的容器底部,某同学用一动滑轮将石块从 水中匀速提起 1m , 但石块没有露出水面, 如图所示,已知绳的自由端拉力为25N , 求石块在上升过程中: (1)石块受到的浮力为多少? (2)绳的自由端拉力做功为多少? (3)动滑轮的机械效率为多少?(石=3103kg/m3,g=10N/kg)达标测试 1、如图 3 所示,物重 G为 600N ,用滑轮组将重物匀速提升5m ,所用 的拉力 F 为 250N ,滑轮组的机械效率为 _ ;若不计摩擦, 被提升的物重增加时, 滑轮组的机械效率将 _ (选填 “变大” 、 “变小”或“不变”) 。 2、一人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上。如图5,汽车车厢高度h=1.5m,斜面长度s=3m ,现用力F 沿斜面把重箩筐 G=1800N的重物匀速拉到车上。若不计摩擦,拉力F 为_N ;若实际拉力 F=1200N ,则该斜面的机械 效率是 _。3、如图 6 所示,用一动滑轮拉一物体A以 0.5m/s 的速度在水平面上作匀速直线运动,物体A重为 20N ,受到的摩擦阻力是物重的 0.2 倍,水平拉力为 2.5N,则在 2s 内拉力做的功是 _, 滑轮的机械效率是 _(不计滑轮重力) 4、下列关于功率和机械效率的说法中,正确的是() A功率大的机械,做功一定多 B做功快的机械,功率一定大 C效率高的机械,功率一定大 D做功多的机械,效率一定高5、关于机械效率,下列说法正确的是()A.有用功越大,机械的机械效率就越高 B.额外功越大, 机械的机械效率就越低C.总功越大,机械的机械效率就越低D.有用功与总功的比值越大,机械的机械效率就越高6、甲乙两机械,甲的机械效率是70、乙的机械效率是 50,下列说法中正确的是:A、使用甲机械做功省力 B、甲机械做功快 C、相同时间内,甲机械完成的功多 D 、乙机械的额外功在总功中占的比例大。 7、小雪和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中,一起组装好如图8 所示的实验装置,他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。(1)小红_向上拉动弹簧测力计, 使钩码升高, 并由弹簧测力计读出拉力为0.5N, 同时小雪用用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m,以上测量准确无误,其他被测物理量和计算的数据如下表:钩码重( N ) 弹簧测力计提升的高度 (m ) 有用功( J)总功(J)机械效率2 0.4 0.2 0.2 100% (2)小雪和小红测得滑轮组的机械效率为100% ,他们意识到出现了错误,请你帮助找出原因 _ (3) 该滑轮组的机械效率实际为_ (4) 若提升的钩码重增加到 6N,则该滑轮组的机械效率将 _ (选填变大、 变小、不变)8、如图 9 所示,物体重180N ,动滑轮重 20N,绳重和摩擦不计. 在拉力 F 的作用下,物体正以0.1m/s 的速度匀速上升 . 求:(1)拉力 F; (2)拉力做功的功率;(3)动滑轮的机械效率 . 9、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 20;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?10、 某人在河岸上,借助岸边的大树,利用滑轮组通过拉绳使停泊在水中的船匀速 靠岸 已知滑轮组是由一个定滑轮和两个动滑轮组成的( 滑轮和拉绳自重不 计) ,船的总质量为792103kg,船匀速移动时受到水的阻力是船重的001 倍,船受到滑轮组的拉力与人拉绳子的力始终水平,若人的拉力是220N ,船靠岸 的速度是 03m S,(g=10Nkg) 求: (1) 滑轮组的机械效率 (2) 人拉绳的功率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拉绳的速度是多少?拉绳的力 F 至少为多大?拉力的功率是多少?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 图 3 答案 跟踪练习:一、 1、0.5N,0.1J ,0.05J ,66.7 2、 (1)83.3 (2)66 二、1、40 2 、 (1)10 (2)75 三、1、1:5 2 、 (1)20N , (2)50J (3)80 达标测试: 180,变大 2 。10,5 3。80,300J 4。900N ,75 5 。5J,80 6 。B 7。 D 8。D 9。B 10。 (1)匀速竖直( 2)弹簧测力计提升的高度应是0.5m(3)80 (4)变大 11 (1)100N (2)20W (3)90 12 (1)66.7 , (2)470W (电动机消耗的电能是所做的机械能和产生的热能的 和) 13 (1)3104N,最近(根据杠杆的平衡条件) (2)7104J,50147104Pa,72000J 15(1)90 ,(2)264W(据推导公式 P=Fv计算) 16 (1)60, (2)1500W 17
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