初中物理机械效率的计算试题

汽车给我们的生活提供了便利，某汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶30km消耗了汽油2kg.
(1)请计算2kg汽油完全燃烧，放出的热量．(q_汽油＝4.6×10⁷J/kg)
(2)已知车以72km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率为12kW，求汽车受到的阻力．
(3)查阅资料可知：汽油机效率最高约为40%;某型号电动机的额定电压为220V，额定电流为10A，正常工作1min所做有用功是1.056×10⁵J，求这台电动机的效率．再具体说一说与汽油机相比电动机的优势．（结合题中信息和生活经验各写一条）

山东临淄管仲纪念馆内有一口铜钟，质量为2t. 2013年4月，一男子钻到钟下玩耍，其他游客转动铜钟导致悬挂钟的绳索被扭断，该男子被困于钟内．闻讯赶到的消防员们迅速组装好滑轮组、站在地面一起向下拉绳将铜钟吊起，该男子趁机从钟下爬出脱困．(g取10N/kg)
问：

(l)消防员们站在地面一起向下拉绳将铜钟吊起，请画出最省力的绳子绕法．
(2)消防员们在绳子自由端共施加4000N的力，使铜钟在1min内匀速缓慢上升60cm，请计算绳子自由端拉力做功的功率．
(3)此过程中滑轮组的机械效率是多少？

如图所示是建筑工地上的打桩机，重锤质量为480kg，横截面积为0.1m²，铁桩的直径为0.2m．功率为8kW绞车以v=1m/s的速度在10s内将重锤由桩顶提到最高处，然后由静止释放．取g=10N/kg．求：

（1）重锤静止地桩顶时，桩顶受到的压强．
（2）重锤上升的最大高度．
（3）打桩机在提升重锤过程中的机械效率．

两个实心正方体A、B由密度均为ρ的同种材料制成，它们的重力分别是G _A、G _B，将A、B均放置在水平桌面上时，如图甲所示，两物体对桌面的压强分别是p_A、p_B，且p_A:p_B=1:2；当用甲、乙两滑轮组分别匀速提升A、B两物体，如图乙所示，两动滑轮重均为G_动，此时两滑轮组的机械效率之比为33:40；若将A物体浸没在水中，用甲滑轮组匀速提升，如图丙所示，匀速提升过程A物体一直没露出水面，此时甲滑轮组的机械效率为75%。不计绳重和摩擦，ρ_水=1.0×10³kg/m³，求:

（1）A、B两物体的重力之比G _A:G _B是多少？
（2）滑轮组中的动滑轮重力G_动是A物体重力G _A的多少倍？
（3）A、B两个实心正方体的材料密度ρ是多少kg/m³？

“塔吊”是建筑工地上常见的起重设备，某建筑工地现正在使用“塔吊”进行作业，如图所示。“塔吊”有一水平臂AB，其中AO叫平衡臂，OB叫吊臂。C为可移动的滑轮组，C移动的范围是从O点到B点。利用“塔吊”可将很重的水泥板方便地吊起并安放到工作区域内。

（1）在“塔吊”匀速提升水泥板的过程中，水泥板的动能将     （选“变大”、“变小”或“不变”，下同），机械能将     。
（2）假设“塔吊”配置的电动机铭牌上标有：额定电压380V，额定功率38kW。在一次吊起水泥板时，电动机正常工作20s，该电动机在这次吊起重物的过程中消耗了多少电能？
（3）若20s内“塔吊”将重1.25×10⁴N的水泥板匀速提高了4m，如果机械做的额外功是3×10⁴J，该“塔吊”的机械效率是多少?
（4）若“塔身”的宽度、铁架和滑轮组所受重力及摩擦均不计，A端所装配重质量一定。在机器安全工作的范围内，要想使吊起水泥板的质量增大，应采取什么措施？

电动自行车以其轻便、经济、环保倍受消费者青睐．某型号电动自行车的主要技术参数如右表所示．

（1）小明质量为60kg，重力为多大?（g取10N／kg）
（2）小明骑上电动自行车行驶时两轮胎与地面的接触面积共为1．0×10^－2m2，那么此时车对地面的压强多大？（g取10N／kg）
（3）在某平直路段上，电动自行车以额定功率匀速行驶时，受到的平均阻力为40N．若行驶速度为7m/s，则5s内动力对自行车所做的功是多少?电动自行车的效率是多大? （2+2分）

一旅游观光艇（如图），其部分技术参数如下表：（取：g=10N/kg，柴油的热值为4×10⁷J/kg，ρ_柴油=0.8×10³ kg/m³）

求：（1）假设每位乘客的平均质量为60kg，观光艇满载乘客时，所受浮力是多少？
（2）观光艇以最大功率匀速行驶时，受到水的平均阻力是多大？
（3）若这次航行2小时共消耗柴油30L，则柴油发动机的效率为多少？

有一重为200N的正方体物体放在水平地面上，它的边长为20 cm，某人想通过如图所示的定滑轮来竖直提起这个物体．

（1）该物体的密度是多大？
（2）当绳子中的拉力为零时，物体对水平地面的压强是多大？
（3）当人用250 N的力向下拉绳子时，物体恰好能以1m/s匀速上升，求拉力的功率．
（4）当人用250 N的力向下拉绳子时，物体上升3 m后恰好到达目标位置．求此过程中定滑轮的机械效率．

阅读短文，回答问题
清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器。有一种无锡生产的CC5020型清洗机的铭牌如下表所示。清洗机工作时，利用外加电力所产生的压强将水从水管中压出。其对水的压力可用压强与水管横截面积之积得出，而清洗机对水所做的功就是此力所为，详情见“信息快递”。

清洗机的铭牌
型号	CC5020	额定压强	5×10^6Pa
电源	220V/50Hz	额定流量	20L/min
额定功率	2.2KW	防护等级	IP25

（1）你认为该清洗机动力设备的主要原理与下图中的    相同。

（2）若清洗一辆汽车平均耗时10min，则清洗一辆汽车平均用水多少kg？清洗机对水做的功是多少J？
（3）该清洗机正常工作时的效率是多少？

如图乙所示是一种起重机的简图，为了保证起重机起重时不会翻到，在起重机右边配有一个重物m₀；已知OA=12m，OB=4m。用它把质量为2×10³kg，底面积为0.5m²的货物G匀速提起（g=10N/kg）。求：

（1）起吊前，当货物静止在水平地面时，它对地面的压强是多少？
（2）若起重机自重不计，吊起货物为使起重机不翻倒，右边的配重m₀至少为多少千克？
（3）如果起重机吊臂前端是由如图甲所示的滑轮组组成，动滑轮总重100kg，绳重和摩擦不计。如果拉力的功率为6kw，则把2×10³kg的货物匀速提高10m，拉力F的大小是多少？需要多少时间？滑轮组机械效率是多少？

如图所示，一根长10m粗细不均匀的金属路灯杆，放在水平地面上。工人竖直向下用力F₁拉甲滑轮组的绳端，使路灯杆的A端恰好离开地面时，人对地面的压力为N₁，匀速略微向上提起路灯杆的过程中，滑轮组的机械效率保持不变为η₁；当该工人竖直向下用力F₂拉乙滑轮组的绳端，使路灯杆的B端恰好离开地面时，人对地面的压力为N₂，匀速略微向上提起路灯杆的过程中，滑轮组的机械效率保持不变为η₂；N₁∶N₂ =4∶5，F₁∶F₂ =9∶5，η₁∶η₂ =10∶9。每个动滑轮重均为50N，滑轮组的绳重、绳的伸长和轮轴间摩擦可以忽略，g = 10N/kg。

求：（1）工人重G_人。
（2）路灯杆重G_杆。
（3）起重机将路灯杆保持水平状态吊起时，钢缆应系在何处？

质量为60kg的工人用如图所示的滑轮组，将一个合金块从空中匀速下落到底面积为800cm²的盛有水的容器中。当合金块接触水面之前，滑轮组的机械效率为=80%，（不计绳重、摩擦，g取10N/kg，人的每只鞋与地面的接触面积为200cm²，=3×10³kg/m³）求：

（1）当合金块全部浸没在水中时，水对容器底的压强比合金块在空气中时增加了，此时，人对地面的压强是多少？
（2）合金块在水中匀速上升时（A的上表面始终不露出水面），滑轮组的机械效率（百分数保留整数）
（3）若用该滑轮组将质量相等、密度之比ρ_甲:ρ_乙=2:3的两个实心物体甲乙放入盛有足够多水的容器中，撤去滑轮组后，当甲、乙两物体静止后，水对甲、乙的浮力比F_甲:F_乙=6:5，求甲的密度是多少？

汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利，促进了社会经济的发展。某型号四轮汽车质量为1.6×10³Kg，每个轮子与地面的接触面积为0.02m²，当它以60Km/h的速度在平直路面上匀速行驶时，受到的阻力为600N，每行驶100Km消耗汽油量为8L。完全燃烧1L汽油释放的能量为3.7×10⁷J(取g=10N/Kg)。求：
(1)汽车静止时对路面的压强。
(2)汽车以60km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率。
(3) 汽车以60km/h的速度匀速行驶时，汽车的效率。
(4)汽车有很多用途，但也带来很多不利影响，请列举一例，并就如何减小该不利影响提出一条合理化建议。

如图所示,重为30N的物体A在拉力F=12N的作用下,以0.2m/s的速度在水平桌面上做匀速直线运动,此时物体A与地面间的摩擦力为5N,则拉力的功率P=________W，该装置的机械效率η=__________。

一个重500N的物体，用拉力F=400N使它沿着长5m，高3m的斜面AB(如图)，由A拉上平台B，在这过程中拉力做的功是_______J，则此斜面的机械效率为_______;若在平台BC上用力使物体前进5m，这时重力做的功是________J。