九年级物理 专训2 机械效率的计算

九年级物理专训2机械效率的计算
1．使用机械使物体升高，有用功W有＝Gh；使用机械使物体水平移动，有
用功W
有＝fs
物。

2．使用机械，总功是利用机械所做的功，W总＝Fs或W总＝Pt。

滑轮组机械效率的计算
1．(中考·遵义)搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重120 N的物体匀速提升3 m，所用的拉力为50 N，不计绳重及摩擦。

求：【导学号：88672011】
(1)滑轮组的机械效率；
(2)动滑轮的重；
(3)若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，拉力为多大？
(第1题图)
2．(中考·重庆)有一质量为60 kg、底面积是0.5 m2的物体先静置在水平地面上，然后工人用如图所示的装置在20 s内将物体匀速提升2 m，已知拉力F的大小为400 N，在此过程中不计绳重和摩擦。

(g取10 N/kg)求：
(1)物体静置时对水平地面的压强；
(2)滑轮组的机械效率；
(3)拉力F的功率。

(第2题图)
3．(中考·南宁)如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体。

已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1 m。

当物体质量为2 kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。

(g取10 N/kg)求：
(1)物体质量为2 kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；
(2)动滑轮的重力；
(3)物体质量为10 kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率。

(第3题图)
其他机械机械效率的计算
4．(中考·陕西)如图甲所示，工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢。

货物移动的距离s与时间t的关系如图乙所示。

在此期间，工人拉这箱货物沿斜面匀速运动时的拉力为594 N，此斜面的长为5 m，高为1 m，这箱货物重为1 500 N。

【导学号：88672012】
(1)0～5 s内，这箱货物处于________状态，工人所做的功为________J。

(2)5～30 s内，这箱货物运动的速度是多少？拉力做功的功率是多大？
(3)该斜面的机械效率是多少？
5．(中考·资阳改编)某型号挖掘机的实物和作业范围如图所示，部分相关数据如下表所示。

挖掘机以最大输出功率工作时，可在t＝4 s内将一满铲斗的密度为ρ＝1.6×103kg/m3的泥土从最大挖掘深度处匀速移送到位于最大卸料高度的
运渣车上。

g取10 N/kg，求：
(1)挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压强p；
(2)移送一满铲斗泥土的过程中，挖掘机对泥土所做的功W；
(3)移送一满铲斗泥土的过程中挖掘机的机械效率η。

6．(中考·菏泽)如图为我国拥有完全自主知识产权的一种越野车，其越野性能公认已经超越了“悍马”，坦克能去的地方它都能去，最大速度达100 km/h。

当越野车匀速爬上一高14 m、长20 m的陡坡时，机械效率为70%(g取10 N/kg，越野车的质量按3 650 kg计算)。

求：【导学号：88672013】
(1)越野车受到的重力。

(2)越野车以最大速度行驶50 km所需的时间。

(3)越野车爬坡时的牵引力。

7．如图所示的电动升降台的机械效率是50%，升降台用60 s把300 kg的重
物匀速提升10 m，g取10 N/kg。

求这个过程中：
(第7题图)
(1)升降台对重物做的功。

(2)升降台对重物做功的功率。

(3)升降台电动机做的总功。

8．(中考·潍坊)建筑工人要向楼上运送重物，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°且固定在水平面上。

运送重物时，工人用400 N的力拉绳子，重为500 N的重物在20 s内沿斜面匀速运动6 m，求此过程中：
(1)重物的速度大小；【导学号：88672014】
(2)工人提升重物做的有用功；
(3)该装置的机械效率。

(第8题图)
全章高频考点专训答案专训2
1．解：(1)由图可知，n＝3，滑轮组的机械效率η＝G
nF＝
120 N
3×50 N
＝80%。

(2)动滑轮的重G动＝nF－G物＝3×50 N－120 N＝30 N。

(3)物体总重G总＝120 N×4＝480 N，
拉力F＝(G
总＋G
动
)/n＝(480 N＋30 N)/3＝170 N。

2．解：(1)物体静置时对地面的压力等于它本身的重力，故有：F＝G＝mg
＝60 kg×10 N/kg＝600 N，p＝F
S＝
600 N
0.5 m2＝1 200 Pa。

(2)从图中可看出共有2股绳子承担物重，故有s＝2h，所以滑轮组的机械效
率为：η＝W有
W总
＝
Gh
Fs＝
G
2F＝
600 N
2×400 N
＝75%。

(3)拉力的功率为：P＝W总
t＝
Fs
t＝
400 N×2×2 m
20 s＝80 W。

3．解：(1)物重G＝mg＝2 kg×10 N/kg＝20 N，滑动摩擦力f滑＝0.1G＝0.1×20 N＝2 N。

(2)由题意η＝W1
W＝f滑/(G动＋f滑)，即50%＝2 N/(G动＋2 N)，解得G动＝2 N。

(3)当m1＝10 kg时，拉力F＝(G动＋f滑1)/3＝(2 N＋0.1×10 kg×10 N/kg)/3＝4 N，
功率P＝F×3v＝4 N×3×0.1 m/s＝1.2 W。

4．解：(1)静止；0
(2)这箱货物运动的速度v＝s
t＝
5 m
25 s＝0.2 m/s。

拉力做的功W＝Fs＝594 N×5 m＝2 970 J，
拉力做功的功率P＝W
t＝
2 970 J
25 s＝118.8 W。

(3)对这箱货物做的功是有用功W有＝Gh＝1 500 N×1 m＝1 500 J，拉力做的功是总功W
总
＝W＝2 970 J，
斜面的机械效率η＝W有
W总
＝
1 500 J
2 970 J＝50.5%。

5．解：(1)压强p＝F
S＝
G
S＝
mg
S＝
5 000 kg×10 N/kg
4 m2＝1.25×10
4 Pa。

(2)功W＝F′(d＋h)＝ρVg(d＋h)＝1.6×103 kg/m3×0.5 m3×10 N/kg×(3 m＋5 m)＝6.4×104 J。

(3)机械效率η＝W有
W总＝
W
W总
＝6.4×104 J/(40 kW×4 s)＝40%。

6．解：(1)越野车受到的重力：G＝mg＝3 650 kg×10 N/kg＝3.65×104 N。

(2)由v＝s
t得越野车以最大速度行驶50 km所需的时间t＝
s
v＝
50 km
100 km/h＝0.5
h。

(3)越野车爬坡时，牵引力F＝Gh
ηL＝
3.65×104 N×14 m
70%×20 m
＝3.65×104 N。

7．解：(1)升降台对重物做的功W有＝Gh＝300 kg×10 N/kg×10 m＝30 000 J。

(2)升降台对重物做功的功率P＝W有
t＝
30 000 J
60 s＝500 W。

(3)升降台电动机做的总功W总＝W有
η＝
30 000 J
50%＝60 000 J。

8．解：(1)重物的速度大小v＝s
t＝
6 m
20 s＝0.3 m/s。

(2)重物上升的高度h＝s·sin30°＝s
2＝
6 m
2＝3 m，
所做的有用功W
有
＝Gh＝500 N×3 m＝1 500 J。

(3)绳子自由端移动的距离s绳＝2s＝2×6 m＝12 m，
工人做的总功W
总＝Fs
绳
＝400 N×12 m＝4 800 J。

该装置的机械效率η＝W有
W总
＝
1 500 J
4 800 J＝0.3125＝31.25%。