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1、备战2011历年中考物理试题汇编:机械效率计算题1(2010泰州)6分)用图所示的滑轮组提升重物,已知物体重为200N,人用125N的拉力向下拉动绳子,5s内可使物体匀速上升2m求:(1)拉力所做的功和拉力的功率;(2)滑轮组的机械效率 答案:(1)W=500J P=100W (2)80%2(2010绍兴)如图所示为一款塔式起重机,工作电压为380伏。当起重机吊起500千克重物以1米/秒速度匀速上升20米时,工作电流是18安;当起重臂水平旋转,带动重物在8秒内移动16米时,工作电流是5安。(1)如果起重臂加长,那么平衡块质量应该_(填“增加”或“减小”)。(2)请计算在整个过程中,起重机钢绳对
2、重物所做的功和起重机将电能转化成机械能的效率(保留小数到0.1)。答案:增加;1105J;62.1%3(2010南京)(6分)如图所示,工人用滑轮组提升重240N的物体,所用的拉力为150N,物体在5s内匀速上升lm求: (1)有用功;(2)滑轮组的机械效率;(3)拉力的功率答案:240J;80%;60W4(2010烟台)随着社会的发展,人们生活水平的提高,人们的住房条件也得到了很大的改善小明家最近购置了一套新房,为了帮助爸爸将重600N的装修材料运送到6m高的楼上,小明利用物理课上学过的滑轮组,设计了如图20甲所示的材料搬运方案(其中每个滑轮重30N,绳子足够长,所能承受的最大拉力为250N
3、,不计绳重及摩擦)(1)计算说明绳子的拉力是否超过绳子的最大承受力?(2)小明爸爸观察了该装置后,他想如果将该装置的滑轮位置颠倒(图20乙)是否会更省力一些,请你按照小明爸爸的想法,用笔画线在乙图绕上绳子并说明小明爸爸的想法是否正确(3)求两种方案的机械效率之比?(4)综合分析评估两个方案,你认为哪个方案更好一些?说明理由答案:5. (2010德州)如图22所示装置 ,绳重及摩擦不计。装卸工人将重为800N的货物提至高处,人对绳的拉力F1为500N,货物在1min内匀速上升了5m。 (1)请在图上画出绳子的绕法;(2)求滑轮组的机械效率;(3)如果重物是600N,要把重物提升5m,求拉力做的功
4、。答案:(1)绕法如图4所示 2分(2) 100%100%100% 80% 2分 (3)G动2 F1G物2500800200N F2(G动 G物)2(600+200)2 N400N W40052 J4000 J 2分 6(2010荆州)(6分)工人用如图所示的滑轮组提升重物,在10s内将240N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,求:(1)工人做功的功率; (2)滑轮组的机械效率;(3)如果用此滑轮组匀速提升300N的重物,拉力应为多大?答案:7.(10大理)2009年入夏以来,我省滇西地区出现了百年不遇的特大旱灾,某校为保障师生的生活用水,紧急调来一台功率为15k
5、w的抽水机,把水抽到距水面10m高的蓄水池中,抽水机30分钟刚好将容积为18m3的蓄水池抽满,求:(1)抽水机对水做的功;(2)抽水机的效率;(3)同学们,水是生命之源,请你写出日常生活中的两项节水措施。答案:1.8105J;67%;随手关水龙头;一水多用等8. (2010河池)第41届世界博览会于2010年5月1日至10月31日在我国上海举行,世博会的主题是“城市,让生活更美好” 在场馆和楼房建设工地上,“塔吊”是常见的一种起重设备,如图19所示是“塔吊”的示意图.假设某塔吊配置的电动机铭牌上标有:额定电压380V, 额定功率38kW,线圈电阻0.4在一次吊起重物时,电动机正常工作20s,把
6、重物吊起20m求:(1)该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能(2)电动机工作过程中,线圈产生的热量(3)在该起重设备中,如果这次吊起重物的机械效率为80%,则被吊重物的质量为多少t? 答案:解:(1)由于电动机正常工作,消耗的功率等于额定功率,即P=38kW=3.8104W,工作时间t=20s,所以电动机消耗的电能为:W=Pt . (1分) =3.8104W20s =7.6105J (1分)(2) 电动机正常工作时的电流:I=100A . (1分)线圈产生的热量:Q=I2Rt=(100A)20.420s =8104J . (1分)(3)电流产生热量消耗的电能W1=Q=8104J,电能转化为
7、机械能的总量为 W总=W-W1 =7.6105J-8104J =6.8105J . (1分)因为= . (1分) 即 80%= 解得G2.72104N . (1分)所以,重物的质量为:m=2.72103kg=2.72t . (1分)9.9.(2010江西)某学校为了给蓄水塔抽水,新买了一单相螺杆自吸泵,其铭牌上的部分参数如下表:(吸程是指水泵到水面的距离;扬程是指水能被抽到的最高点到水面的距离) (1)该铭牌中有一个参数是明显错误的,请你指出来,并通过计算加以说明.(2)该水泵连续正常抽水1h,把水抽高了50m,水泵对水做了多少功?此时水泵的效率是多少? (g取10N/kg)型号 ZGD扬程
8、50m吸程 20m电压220V频率50Hz功率1.5kW 流量8m3/h 绝缘E级答案: (1)错误的参数是:吸程 20m 一标准大气压能把水压上的高度h=10.13m 20m (2)水泵1h抽水体积V=8m3 水泵1h抽水质量m=V=1.0103kg/m38m3=8103kg 水泵抽水1h对水做的功W=Gh=mgh=8103kg10N/kg50m=4106J 水泵抽水1h消耗的电能W=Pt=1.5103W3600s=5.4106J 水泵的效率=100%=100%74.1%10(2010淮安)(6分)如图所示,小明同学用动滑轮提升900N的木箱,木箱以05ms的速度匀速上升2m,所用拉力F的大
9、小为500N(不计绳重和摩擦)(1)拉力F做功的功率是多少?(2)动滑轮的机械效率是多少?答案:500W;90%11(2010龙岩)(8分)滑轮组在建筑中应用广泛,如图15所示为建筑工人自制的滑轮组。某工人用此滑轮组将质量为90kg的重物提高5m,所用的拉力是600N。滑轮组。某工人用此滑轮组将质量为90kg的重物提高5m,所用的拉力是600N。求:(1)该重物受到的重力;求:(1)该重物受到的重力;(2)工人通过滑轮组所做的有用功;(3)工人做的总功;(4)滑轮组的机械效率。答案:9000N;4500J;6000J;75%12(2010南通)(8分)如图所示,工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成
10、滑轮组,把重为500N的箱子匀速提升5m,动滑轮的质量为8kg,不计绳重和摩擦,取g=10N/kg(1)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组(2)在向上提升箱子的过程中,人对绳子的拉力为多大?(3)在向上提升箱子的过程中,滑轮组的机械效率为多少?答案:解:(1)滑轮组绕线如图所示(2)人对绳子的拉力(3)提升过程的有用功W有=Gh总功W总=Fs=F2h 机械效率 (答,同样给分) 13(2010苏州)(8分)如图所示,斜面长S=10m,高h=4m用沿斜面方向的推力F,将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功求: (1)运动过程中克服物体的重力做的功
11、; (2)斜面的机械效率; (3)推力F的大小答案:(1)400J (2)80 (3)50N14(2010湛江)湛江港一装卸工人用如图1l所示的滑轮组匀速提升质量为80 kg的货物,所用的拉力F为500N,绳子自由端在50s内被匀速拉下4m,求:(g取10Nkg)(1)提升前货物静止在地面上,与地面的接触面积为004m2,求货物对地面的压强(2)提升时绳子自由端的速度(3)拉力F的功率(4)此滑轮组的机械效率答案 (1)货物对地面的压强P=F/S=mg/S=80kg10N/kg/0.04m2=2104Pa(2)提升时绳子自由端的速度v=s/t=4m/50s=0.08m/s(3)拉力F的功率P=
12、Fv=500N0.08m/s=40W(4)此滑轮组的机械效率=W有用/W总=mg/2F=80kg10N/kg/2500N=80%15. (2010宜宾)(12分)2009年秋季以来,我国西南部分地区遭遇严重旱灾,不少地方不得不靠打深井取水。如图11所示,小明同学正利用滑轮组和金属水桶从深井中提水,若水桶的材料密度为8g/cm3,水桶质量为4Kg,水桶容积为20L。当盛满水的桶从水中慢慢提升(桶始终未出水面)时,小明对绳的拉力为F=25N。不计绳子重量和摩擦,水的密度是1.0103 Kg/m3,g取10N/Kg.试求:(1)动滑轮有多重?(2)水桶露出水面前,滑轮组的机械效率有多大?(3)水桶被
13、提离井中水面后,以0.2m/s的速度匀速竖直上升,小明对绳子自由端拉力的功率多大?答案:(略)16(10茂名)(8分)用如图所示的滑轮组去拉物体A,已知A物质的密度是2 103kgm3,底面积是03m3,重力为600N。物体A在F=100N的拉力作用下,沿水平方向匀速前进了2m。(g取10Nkg)求:(1)物体A对水平地面的压强是多少?(2)物体A的体积是多大?(3)若该装置的机械效率为80,物体A在水平方向上受到的阻力是多少解:(1)物体A在水平地面,F=G=600N (1分)17.(10安顺)如图所示,要把一个质量是450kg的贵重物品A沿水平地面移动1 00m,为保护该物品,工人把它放在
14、一个质量是50kg的木板B上,然后用了F=400N的水平拉力将木板B沿直线匀速拉动,直至终点。(提示:滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比) (1)在匀速拉动B的过程中,A、B之间的摩擦力是多少?(2)计算拉力F做的总功是多少焦耳?(3)在拉力F做功的过程中,机械效率是多少? (1)0 (1分) (2)W总=FS=400100=4104(J) (2分) (3)滑动摩擦力的火小与压力的人小成正比, ,即(1分) (1分) 18. (10哈尔滨)建筑工地上,工人们需要将一堆建材运到10m高处。姜荣同学设计安装了如图所示的装置.装置中每个滑轮重l00N。工人利用该装置每次提升一块重900N的建材,该工
15、人拉绳子的速度是0.8ms,在施工过程中:(1)该工人提升建材时的有用功率是多少?(2)该装置的机械效率是多少?(不计绳重和摩擦)(3)孙萍同学想用电动机做动力替代人工作,将该装置改造成简易的起重机(吊起物体的速度限定在0.4ms)。她到仓库找到了两台电动机,铭牌上的部分数据如下表所示,她要选用其中的一台。请你帮助选择,就你所选的电动机,说明如何使用该装置才能做到合理配置。型号额定电压额定功率DJ220V0.8kWDJ220V3.0kW19(10湖北仙桃)如图14所示是小型建筑工地上使用的“罐笼式”提升机,用它能将放在罐笼A中的建筑材料提升到高处。已知被提升的建筑材料的质量为280kg,拉力F
16、将它以0.5m/s的速度匀速提升到10m的高度,拉力F的功率为2kW。不计摩擦及钢丝绳、动滑轮的重。求:(1)拉力F对所提升的建筑材料做的功是多少?(2)罐笼A的重力是多少?(3)提升机在提升建筑材料时的机械效率是多少? 答案:(1)G材=m材g=280kg10N/kg=2.8103N (1分) W=G材h=2800N10m=2.8104J (1分)(2)P=Fv绳F=2103N (1分)GA=2FG材=22103N2.8103N =1.2103N (1分) (3)W总=FS=2103N20m=4104J (1分)W总 =70%20(10长沙)2010年5月18日国际博物馆日,广东南澳海域的“
17、南澳I号”水下考古发掘现场,成为了本处度由国家文物局主办的“文化遗产博览月“开幕地点,如图为打捞沉船里一货箱的模拟图片,问:用声呐探测到沉船的回声时间是0.04s,沉船在水下的深度为多少?(声音在海水中的传播速度1450m/s)海水对沉船的压强为多少?(不计沉船的高,海水的密度约为)己知动滑轮及附属部件的总重为3000N,将一重为4000N的货箱匀速打捞水面时,每根钢绳的拉力F为多大?若每只货箱重力相同且不可分割,钢绳的最大拉力为5000N,则在货箱离开水面被匀速拉起的过程中,该滑轮组的机械效率最大可达多少?(不计摩擦和钢绳重)21. (10连云港)(6分)打桩机是利用冲击力将桩打入地层的桩工
18、机械.图甲是落锤式打桩机实物图.桩锤由卷扬机用吊钩提升,释放后自由下落而打桩.其原理示意图如图乙所示.已知桩锤的质量M=400Kg,桩锤底面积S1=0.1m2,桩的顶面积S2=0.04 m2.g取10N/ Kg.(1)若桩锤自由下落打在桩上的瞬时压力位F=2.0103N,求此时桩锤对桩的压强.(2)若卷扬机把桩锤匀速提升1.8m.,所用时间为2s,在此提升过程中卷扬机的效率为60,求卷扬机的功率.解:22(10南通)(8分)如图所示,工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组,把重为500N的箱子匀速提升5m,动滑轮的质量为8kg,不计绳重和摩擦,取g=10N/kg(1)在图中用笔画线代替细绳组装
19、滑轮组(2)在向上提升箱子的过程中,人对绳子的拉力为多大?(3)在向上提升箱子的过程中,滑轮组的机械效率为多少?解:(1)滑轮组绕线如图所示 (2分)(2)人对绳子的拉力(2分)(1分)(3)提升过程的有用功W有=Gh (1分)总功W总=Fs=F2h (1分)机械效率 (1分)(答,同样给分) 23(10苏州) (8分)如图所示,斜面长S=10m,高h=4m用沿斜面方向的推力F,将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B运动过程中物体克服摩擦力 做了100J的功求:(1)运动过程中克服物体的重力做的功;(2)斜面的机械效率;(3)推力F的大小(1)400J (2)80 (3)50N24
20、(10东营)(9分)某型号挖掘机的实物图(甲) 和作业范围图(乙)以及部分相关数据表,如下图所示。挖掘机在4s内将装满铲斗的密度为1.6l03kgm3的泥土,从最大挖掘深度处送到位于最大卸料高度的装载车上。 取g=10Nkg,求:项 目数值整机质量(kg)5000标准斗容(m3)0.5A最大挖掘深度(m)3B最大卸料高度(m)5两履带与地面接触的总面积(m2)4 (1)挖掘机静止在水平地面上不工作时(如图甲),对地面的压强。 (2)铲斗内泥土的质量。(3)移送泥土的过程中,挖掘机对泥土所做的功。(4)移送泥土的过程中,发动机的总功率是40kW,此过程挖掘机的机械效率。解: (1)压强P=1.2
21、5104Pa(2分)(2)泥土的质量m=1.6103kg/m30.5 m3=800kg(2分)(3)对泥土做功W有=Gh=mgh=800kg10N/kg(3m+5m)=6.4104J (2分)(4)挖掘机的发动机4s内做的总功W总=Pt=4104W4s=1.6105J (1分)挖掘机的机械效率(2分)25. (10达州) (6分)如图17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400 N的拉力F在1分钟内将总重为900 N的泥土匀速提升5 m。在这段时间内:(1)拉力F所做的有用功是多少?(2)拉力F做功的功率是多少?(3)滑轮组的机械效率是多大?解:(1)拉力F所做的有用功为:W有=Gh=900N5m=4500J(2分)(2)拉力F移动的距离S为:S=3h=35m=15m拉力F所做的总功为:W总=FS=400N15m=6000J (1分)则拉力F做功的功率P为:P=W总/t=6000J/60s=100W (1分)(3)滑轮组的机械效率为:=W有/W总100%=4500J/6000J100%=75% (2分)