初中物理机械效率的计算试题

2012年某日，太平洋某海域，“蛟龙号”完成了下潜前的准备，腹部挂好压载铁块；舱内科考队员均就位；舱门封闭如图甲所示，此时“蛟龙号”的工作参数如表格所示 $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

状态	满载
整体体积	$22.3m^3$
整体质量	$24.95t$
海水密度	$1.1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$

问：（1）在海水中 $1.2\mathit{km}$深处完成科考任务后，发现液压系统故障，无法抛掉压载铁块，只得启动“蛟龙号”两侧的螺旋桨，两侧螺旋桨共同作用使“蛟龙号”获得竖直向上的推力 $F_{推}$，帮助“蛟龙号”匀速上升，不计海水对“蛟龙号”的阻力，匀速上升过程中， $F_{推}$有多大？

（2）上升过程耗时 $2h$， $F_{推}$做功的功率多大？

（3）为保障电动机驱动螺旋桨用电，舱内其他用电器都被关闭，仪表显示上升过程中耗电 $2\mathit{kW}·h$，此过程中，电能转化为 $F_{推}$做功的效率有多大

（4）接近水面时，关闭两侧螺旋桨，轮船用滑轮组将“蛟龙号”从水中匀速吊离水面至高处，如图乙、丙所示，已知动滑轮总质量为 $50\mathit{kg}$，不计绳重及轮、轴之间摩擦，此过程中，滑轮组绳端拉力的最大值多大？与之对应的滑轮组机械效率的最大值为多大？

【辽宁省大连市2015年中考物理试题】.建筑工地上，工人想把一个手推车推到2m高的平台上，用木板在地面上与平台间搭一个6m长的斜面。工人用平行斜面的240N的力将手推车推上平台，用时5s。若斜面的机械效率是50％。试求：
（1）工人推车所做的功是多少？（2）工人做功的功率是多少？（3）手推车的重力是多少？

如图所示，分别用定滑轮、动滑轮把重均为100N的物体在相同时间内匀速提升相同的高度（不计绳重和摩擦），每个滑轮组均为10N，则所用拉力F_甲　 　F_乙，拉力做功的功率P_甲　 　P_乙，机械效率η_甲　 　η_乙．（均填“大于”、“等于”或“小于”）

【四川省宜宾市2015年中考科学】（多）如图所示，甲、乙是固定在水平地面上的两个光滑斜面，长度分别为4m、5m，高度相同．两个工人分别沿斜面向上的拉力F_甲、F_乙把完全相同的工件从斜面底端匀速地拉到斜面顶端，且速度大小相等．此过程拉力F_甲、F_乙所做的功分别为W_甲、W_乙，功率分别为P_甲、P_乙，机械效率分别为η_甲、η_乙．下列说法正确的是（     ）

A．F甲∶F乙=5∶4

B．W甲∶W乙=5∶4

C．P甲∶P乙=5∶4

D．η甲∶η乙=5∶4

如图所示．工人用240牛的拉力拉绳使水中的小船匀速靠岸，用10分钟将绳子拉下60米，已知小船重1．8×10^４牛，小船行进中受到的阻力是它所受重力的0．01倍，求：

（1）工人拉绳时做功的功率；
（2）此装置的机械效率．

【辽宁省葫芦岛市2015年初中毕业生学业考试】如图所示的防空导弹驱逐舰被誉为“中华神盾”。它满载时总重约为6×10⁷N，驱逐舰满载以36km/h的速度匀速直线航行时，受到的阻力是总重的0.01倍，如果以这个速度匀速航行10h消耗燃油12t，问：

（1）驱逐舰航行时的牵引力是多大？
（2）航行时驱逐舰克服阻力做了多少功？
（3）整个航行过程中驱逐舰的效率是多大？（取q_燃油=4×10⁷J/kg）

约旦是“一带一路”沿线的重要国家，在我国援助约旦供水网改造工程中，使用了如图所示的滑轮组，第一次工人用400N的拉力在10s内将重1000N的钢管匀速提升2m，第二次将重1600N的钢管匀速提升相同高度（不计绳重和摩擦）。下列说法中正确的是（　　）

A．第一次滑轮组的机械效率为85%

B．第一次拉力的功率为240W

C．第一次滑轮组的机械效率比第二次的高

D．第二次的拉力约为533.3N

【广西来宾市2015年中考物理试卷】如图所示为一种蓄水箱的人工放水装置，AOB是以O点为转轴的轻质杠杆，AO呈水平状态，A、O两点间的距离为40cm．B、O两点间的水平距离为10cm，竖直距离为7cm，K是一轻质、横截面积为100cm²的盖板（恰好堵住出水口），它通过细绳与杠杆的A端相连，在水箱右侧水平地面上，重为600N的人通过滑轮组拉动系在B点呈竖直状态的绳子，可以控制出水口上盖板，若水箱水深为50cm，当盖板恰好要被拉起时，水平地面对人的支持力为490N，人对绳子的拉力为F₁，绳子对B点的拉力为F₂，滑轮组的机械效率为η，盖板的厚度、绳重与滑轮间的摩擦均可忽略不计，人对绳的拉力与人所受重力在同一直线上（g取10N/kg）求：

（1）水箱中水深为50cm时．盖板上表面所受水的压强和压力．
（2）人对绳子的拉力F₁和绳子对B点的拉力F₂．
（3）滑轮组的机械效率η．
（4）若与杠杆A、B两端选接的细绳足够结实，当水位至少达到多高时，人将无法拉起盖板．

用一个动滑轮在5s内将一重为180N的物体匀速向上提起3m，竖直向上的拉力为150N，忽略绳重及摩擦。下列说法中，正确的是（　　）

A．	动滑轮的重力为120N
B．	拉力做的功为450J
C．	拉力的功率为180W
D．	动滑轮的机械效率为60%

如图所示是一种小型千斤顶的示意图，当手往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离，工人在 $4s$时间内用 $100N$的力竖直向下压动摇臂 $1m$，把 $1000$的重物匀速抬高 $8\mathit{cm}$。则重物上升的速度为　       　 $m/s$，人做的功为　　     $J$，千斤顶的效率是　      　 $\%$。

如图所示，用F＝50N的水平拉力拉着重为200N的物体A沿水平地面匀速运动，且物体A运动的速度为0.2m/s，地面对物体A的摩擦力是物体A重的0.1倍。不计滑轮重力，则下列说法正确的是（　　）

A．10s 内物体A 克服与地面之间的摩擦力做的功是80J

B．10s 内拉力F 做的功是100J

C．拉力F 的功率是20W

D．该装置的机械效率是80%

在水平地面上有一装有特殊液体的圆柱形桶，圆桶与地面的接触面积为0.8m²，筒内液体的密度为0.8×10³kg/m³，液面飘有一个质量为4×10^﹣3kg的塑料浮子，桶内液面上方空气和大气相通，整个桶（含液体、浮子）的总质量为96kg。

（1）求圆桶对地面产生的压强；

（2）求塑料浮子排开液体的体积；

（3）若工人师傅利用如图所示滑轮组将圆桶沿竖直方向匀速提升0.5m，滑轮组的机械效率为80%，求该过程中工人师傅所做的总功。

【黑龙江省齐齐哈尔市2015年初中学业考试】用两个相同的滑轮组成的滑轮组固定在天花板上，如图所示，当匀速提升物体时，绳子自由端的拉力F=20N，物体移动的速度为0.1m/s，每个滑轮重10N，忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是                 （      ）

A．绳子自由端移动的速度为0.3m/s

B．物体的重力为40N

C．该滑轮组的机械效率为66.67℅

D．拉力F的功率为2W

小明实验小组做“测量滑轮组的机械效率”的实验，实验装置如图甲、乙所示。

（1）按照甲图装置实验，小明应竖直向上　　拉动弹簧测力计，使钩码从 $A$处升高到 $A\text{'}$处。由图可知拉力为　　 $N$，钩码上升的高度为　　 $\mathit{cm}$。

（2）小明实验小组又用图乙的实验装置进行实验，实验数据记录在表中。

实验次数	钩码重力 $G/N$	钩码上升高度 $h/m$	拉力 $F/N$	绳端移动的距离 $s/m$	机械效率 $\eta$
1	2.0	0.02		0.04	$83\%$
2	4.0	0.03	2.2	0.06

①根据表格中的数据，请在图乙中画出实验时绳子的绕法（要求向下拉绳子的自由端使钩码升高）。

②由表格数据可知，第一次实验时的拉力是　　 $N$（结果精确到 $0.1N)$；第二次实验时滑轮组的机械效率是　　（结果精确到 $1\%)$。

③由两次实验可知，用同一滑轮组提升重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越　　（选填“高”或“低” $)$。

深圳地铁岗厦北综合交通枢纽工程工地上，一线施工人员正在紧张忙碌，进行架桥机钢梁吊装等施工作业。（g取10N/kg）

（1）图2为图1中起重机的简图，请画出阻力F₂的力臂l₂。

（2）图3为架桥机的装置图，已知箱梁的质量为5×10⁵kg，体积为200m³，架桥机滑轮组总拉力为4×10⁵N，自由端移动距离为25m，将箱梁提升1m。求：

①箱梁的密度；

②架桥机在此过程中的有用功；

③架桥机在此过程中的机械效率。