机械、功习题精选

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课堂练习

1．如图是一组合搬运机械，它由一个电动机和一个带有定滑轮的斜面组合而成。已 知斜面长为6m 、高为3m 。现用该机械将一质量为o.6t 的重物，从地面匀

速搬运到3m 高的平台，电动机消耗的电能为4.5×104J ，电动机输出的机

械功为3.6×104J 。则此过程中，使用该机械所做的额外功为______J ，该

组合机械的机械效率为_______

2、如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。不计绳重和摩擦，物体重G 1从200N 开始逐渐增加，当挂上的重物超过2000N 时绳子被拉断。每次均匀速拉动绳

子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑

轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。

(1)该滑轮组在物重增加时机械效率_________(变

大,变小或不变),每个滑轮重多少N?

(2)绳子能承受的最大拉力是多少N?

(3)滑轮组的最大机械效率是多少?

(4)当滑轮组的机械效率为80％时，物体重多少N?

3、如图所示的滑轮组，从水中匀速地把体积是0．4m 3

的铁块A 打捞到岸上来，铁块A 露出水面前滑轮组的机械效率是80％，不计绳重和摩擦力，求在整个打捞过程中所需拉力F 的变化范围。（ρ铁=7．0×103kg ／m 3）

4、如图所示，物体A 的重力为1ON ．与B 接触的两个面中，P 面光滑，Q 面与B 之问的摩擦力是2N ．不计动滑轮、绳重和滑轮的摩擦，求：

(1)当B 物体以5cm ／s 的速度匀速向下运动10s 时，B 的重力做了多少功？

(2)若要使B 匀速向上运动，在A 物体下应加挂多重的物体?

5．下表给出了水面上方气体压强与沸点的对应关系．技术员设计了如图所示的锅炉水温控制装置，图中OC 为一可绕O 点旋转的横杆（质量不计），在横杆上的B 点下方连

接着阀门S ，阀门的底面积为3cm 2，OB 长度为20cm ，横杆A 点处挂着

重物G ，OA 长度为60cm ．对水加热时，随着水温升高，水面上方气体压

强增大．当压强增大到一定值时，阀门S 被打开，使锅炉内气体压强减小，

以保证安全．当重物G 挂在不同位置时，锅炉内水面上方气体压强可达

（1）当锅炉内水的温度达到120℃沸腾时，锅炉内气体的压强是多少？

（2）当外界大气压强为1.0×105Pa 时，将G 挂在A 位置，锅炉内水沸腾的温度为120℃．求此时阀门底部受到的气体压力和上部受到的大气压力的差值是多少？（可认为阀门上、下底面积相等）

（3）当大气压强为1.0×105Pa 时，要使锅炉内的水温度达到110℃时沸腾，应将G 挂在离O 点多远处？

2 6、如图所示，重2250N 的∏形钢架与地面的接触面积为200cm 2。衙500N 的物体底面积为0。25m 2。人未施力时，物体对地面的压强为 Pa ；当物体被匀速提起时，

钢架对地面的压强为 Pa （不计绳重、滑轮重和摩擦），若在此

过程中，物体上升的高度为2m ，求人所做的功是 J

7、如图27所示，在虚线框中有一套机械装置（某一种简单机械），在A

处用100牛的力将绳端向下移动1米，能把物体B 吊起0.5米。如果这时的

机械效率是80%，请回答： （1）虚线框中可能是哪种简单机械？（举二种方案，并画出简图）

（2）物体B 的质量是多少千克？（g 取10牛/千克）

（3）若额外功不变，则用这套装置提升重360牛的物体C 时，需要在A 处施多大的力？

8、随着人们生活水平的提高，锻炼健身成为人们日常中的常事，某健身房里

有如图甲所示锻炼臂力的器械，器械左右各一套结构相同的滑轮组，效果图

如乙。运动者左右手同时向下用力，提起重物以达到锻炼效果。其中的重物

——铁块是可以加减的，每一铁块重50N 。某运动员左右各设置四块铁块，

将绳子从1. 6 m 高处下拉至底部，每分钟30次。求：

（1）不计滑轮、绳子重力及摩擦，则每只手所施加的拉力是多少牛？

（2）不计滑轮、绳子重力及摩擦，人对运动器械做功的平均功率为多少？

（3）若机械效率为80%，此运动员每只手上的拉力要增加多少？

9、如图（甲）所示，杭州钱江二桥正桥长度约为1877 m ，两侧引桥长度均约为1400 m ，正桥距地面高

约20 m 。（g =10 N/Kg ）

（1）一辆汽车重4t 、载重8t ，在匀速行驶中受到的摩擦力为车和物

总重的0.02倍，这辆汽车沿引桥和沿正桥匀速行驶时汽车的牵引力分

别为多大？

（2）有人设想利用汽车在公路上有走的重力压迫液压缸的活塞上下运动，

产生高压水后带动二桥入口处的水轮机，水轮机再带动发电机发电，如图 (乙）。

目前二桥上每天的车流量约为50000辆，假设平均每辆车给活塞的压力为50000 N ，

且将活塞压下20 cm,那么水轮机每天能获得多少能量？

（3）如果水轮机的能量转换效率为80％，发电机的转换效率为90％，那么该发电

装置每天可以提供多少能量？

10、桔槔是一种利用杠杆原理取水的机械。它前端用绳系一木桶，后端系一配重物。取水时可将前端按下，木桶盛满水后，借助配重，只要用较小的力上提，水桶就上来了。假定OC ：OD=K ，杆CD 的质量不计，配重A 的质量为M ，密度为ρ（ρ<ρ水 ）的圆柱形木桶的质量为M 0，木桶的外径为D ，木桶高为H ，水的密度为ρ水。为了用桔槔提升装满水的木桶，求：

（1）在水桶露出水面前，提水人至少需要用多大的力？

（2）在提出水面后，提水人至少需要用多大的力？