机械效率计算题及答案之欧阳光明创编

四．计算题

欧阳光明（2021.03.07）

1、（2013四川自贡）如图所示（滑轮组的绕绳未画出），人以600N 的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了1.5m ，重物匀速上升了0.5m ，已知滑轮组的机械效率为70%（g=10N/kg ）．

（1）按题意画出滑轮组的绕绳．

（2）人所做功的功率多大？

（3）被吊起的重物质量多大？

解：（1）根据n=3，即动滑轮上绳子

段数是3股；

则绳子的固定端应从动滑轮上开始缠

绕，如图：

（2）∵W 总=FS=600N×1.5m=900J ；

∴P=W/t=900J/10s=90W ．

（3）∵S=nh ；∴n=S/h=15m/05m=3；

由η=G/nF 得：G=ηnF=70%×3×600N=1260N ；

∴m=G/g=1260N/10Nkg=126kg ．

2．（2013乐山）某建筑工地用升降机提升大理石的示意图如图所

示。升降机货箱的重力是400N ，g 取10N/kg 。不计滑轮和钢丝绳的重力，不计摩擦。试求：

（1）已知大理石的密度是2.8×103kg/m 3，每块大理石的体积是1.0

×10-2m 3,则每块大理石的重力是多少？

（2）如果每根钢丝绳上能承受的最大拉力是2000N ，则该升降机

一次最多能匀速提升多少块大理石？

（3）某次提升中，升降机在1min 内将货物匀速提

升了15m ，钢丝绳的拉力是2000N 。则钢丝绳的

拉力的功率是多少？

(1) 每块大理石重：

N Kg N m m Kg Vg mg G 280/10100.1/108.23233=⨯⨯⨯⨯===-ρ（2分）

(2) 升降机一次能提起的大理石块数：

块每块大理石重量能提起的大理石总重量2028040020003=-⨯==N N N n

(3)钢丝绳端移动的距离：m m h s 451533=⨯==（1分）

把货物提升15 m 做的功：J m N Fs W 4109452000⨯=⨯==（1分）

升降机的功率：w s J J t W P 150060109min 110944=⨯=⨯==（1分）

3．（2013扬州）（6分）工人用如图所示的装置将重物提高5m ，已知物重为800N ，人对绳的拉力为500N 。

求此过程中：

（1）做的做功。

（2）做的有用功。

（3）滑轮组的机械效率。

解：从图可知，n=2，

S=2h=2×5m=10m ；

（1）F=500N ，S=10m ，

∵W=FS

∴拉力做的总功为：

W 总=FS=500N×10m=5000J ；

（2）G=800N ，h=5m ，

∵W=FS

∴对物体做的有用功为：

W 有用=FS=Gh=800N×5m=4000J ；

（3）∵η=W 有用 / Q 总∴该滑轮组的机械效率为：

η= W有用 / Q总×100%=4000J /5000J×100%=80%．

答：（1）做的总功5000J；

（2）做的有用功4000J；

（3）滑轮组的机械效率80%．

4.（2013雅安）有一质量为20kg的正方体物体放在水平地面上, 它的体积为8 ×10 - 3m3 , 某人想通过如图20 所示的滑轮来竖直提起这个物体。( g =10N/ kg)

( 1) 该物体的密度是多大?

( 2) 当人用250N 的力向下拉绳子时, 物体恰好能匀速上升, 物体上升3m后恰好到达目标位置, 求此过程中人所做的功?

( 3) 该定滑轮的机械效率是多大?

( 1) ρ=m/V=2. 5 ×103 kg/ m3 ( 1 分)

( 2) W总= Fh =250 ×3 = 750J ( 1 分)

( 3) W有=Gh =20 ×10N×3m=600J ( 1

分)

η= W有/W总= 600J/750J =80% ( 2 分)

5.(2013年中考呼和浩特)如图所示，轻

质杠杆MN长0.8m，ON=0.6m，

10N，杠杆处于静止状态，与水平

F2=3

方向的夹角为300，F1的方向竖直向下，F2沿水平方向。试计算：(1)F2的力臂；(2) F1的大小； (3)若知道0点支持物对杠杆支持力的方向垂直于杠杆沿OP方向，支持力F的大小。

答案：

6．（2013镇江）如图（1）所示，用弹簧测力计拉着绳子利用滑轮组将重3N的物体匀速提升0.5m．

⑴求图（1）中弹簧测力计对绳的拉力所做的功；

⑵求图（1）中滑轮组的机械效率；

⑶请在答题卷的图（2）中画出比图（1）更省力的绕线．

⑴由公式W = Fs（1分）

代入数据得W = 2.4J（1分）

⑵有用功W有 = Gh = 1.5J （1分）

（1）（2）机械效率η = （W有/W总）×100%（1分）

代入数据得η = 62.5%（1分）

⑶如图所示（2分）

7．（2013资阳）随着人们生活水平的提高，不少居民

小区都配备了健身房。小明每个周末回家都会到健身房锻

炼，如图所示是小明最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结

构示意图。如果小明每次向下拉动拉杆时，拉力为F=250N，

在0.4s内使质量为m=20kg的配重块匀速升高到h=40cm后放手让其自由落下。不计拉杆和绳的重力，g取10N/kg。求：

（1）小明拉动拉力器的功率P；

（2）小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功；

（3）在小明锻炼过程中拉力器的机械效率η。

（1）根据题意有：

Fh Pt

=……………………①

解①代入数据得：250W

P=……………………②