初中物理机械效率的计算试题

如图所示，某建筑工地用电动机和滑轮组把建筑材料从地面提升到工作平台上．已知
建筑材料的质量m=360kg，用t=20s的时间把建筑材料匀速提升了h=4m，滑轮组的机
械效率为90%，g取10N/kg．这段时间内，求：【6分】
⑴电动机所做的有用功W_有用；
⑵电动机对绳子的拉力F；
⑶电动机拉绳子的功率P．

小明同学在网上搜索到有关北京奥运会的相关资料：
八月的北京，将迎来世界各国前来参加奥运盛会的体育健儿。2008年的北京奥运会，是中国人民的骄傲和自豪！做为学生，我们有权利、更有义务了解和参与。
（1）“鸟巢”建筑工地为了搬运建材，采用的滑轮组示意图如图所示。钢丝绳的拉力F由电动机提供。此滑轮组在30s内将质量为450kg的建材匀速提升了6m，拉力F所做的功为36000J，不计绳重和轴摩擦。试求：

①滑轮组的机械效率
②钢丝绳移动的速度
（2）为迎接 2008 年北京奥运会，我国体育健儿在紧张地备战。如图所示，该运动员在一次训练中，用0.7s的时间将140kg 的杠铃举高1.7m ，请你算一算。

①杠铃所受的重力为多少N?
②该运动员这一次举起杠铃的过程中至少做了多少J的功？

如图，要把一个质量是450kg的贵重物品A沿水平地面移动100m，工人把它放在一个质量是50kg的木板B上，然后用400N的水平拉力将木板B沿直线匀速拉动，直至终点。
（注：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    N。
（2）计算拉力做的总功是多少焦耳？
（3）在拉力做功的过程中，机械效率是多少？

、如图，重为3.2×10⁴N的卡车，经过一段水平路面，再以9.6×10⁴W的功率沿与水平地面成30°角的斜坡匀速向上爬行．已知车轮与地面接触的总面积为0.5m²，斜坡的机械效率为80%．求卡车：
(1)对水平路面的压强；
（2）爬坡时的牵引力；
（3）爬坡时的速度．

如图所示塔吊是建筑工地上常见的起重设备，图中所示 AB是水平臂。C为可移动的滑轮组，C移动的范围是从O点到B点。已知：AO＝10m，OB=50m。塔身的宽度和铁架、滑轮组所受重力及摩擦均不计。
（1）若A端配重的质量为4t，要想吊起质量
为1t的钢材，为安全起吊，C应移动到
离O点多远的地方？（g取10N/Kg）
（2）若塔吊20s内将质量为1t的钢材匀速
提高了7m，在这个过程中钢材的动能
和势能如何变化？
（3）在上述过程中塔吊对钢材做了多少功？
如果塔吊做的额外功是3×10⁴J，则塔吊
的机械效率是多少？

亳州南部新区建设正如火如荼地进行。在工地上，“塔吊”是常见的一种起重设备，如图所示是“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欧，在一次吊起重物时，电动机正常工作20s，把重物吊起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，如果被吊起重物的质量为2.72t，则这次吊起重物的机械效率是多少？

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1.6×l03kg／m3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=10N／kg，求：

（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。

“海宝”是2010年世博会的吉祥物，其形象如图14所示。在点缀上海街头的各种“海宝”中，有一座“海宝”（材质均匀、实心）的质量为5.0×10²kg，密度为2.5×10³kg/m³，与水平地面的接触面积为1m²，那么

（1）当海宝站立时对地面的压强为多少？
（2）在一次运输过程中，若该海宝不慎跌落到水中，则海宝受
到的浮力大约是多少？
（3）由于海宝的质量大，要把它捞起需用如图14所示的滑轮
组装置，该滑轮组每个滑轮是等重均为10 kg。不计绳重
和摩擦，在海宝未露出水面前，该滑轮组吊起海宝时的
机械效率为多少？

如图所示，是某工地用的滑轮组匀速提升重量为400kg的物体，
在重物上升1m的过程中，拉力F的功率为2500W，此时滑轮组的机械
效率为80%．
求：(1)滑轮组做的有用功；
(2)拉力F的速度．

如图所示，滑轮组下端用细线吊着边长为0.2m的正方体物块，物块放在水平地面上。若用F₁=120N的力竖直向下拉绳子的自由端时，物块对地面的压强为6500Pa；若用力F₂竖直向下拉绳子的自由端时，物块以0.1m/s的速度匀速上升，滑轮组的机械效率为80%。不计绳重和轮与轴的摩擦，取g=10N/kg。则（   ）

A．动滑轮重150N

B．物块的质量为40kg

C．若以0.2m/s的速度匀速提升物块，滑轮组的机械效率大于80%

D．若以0.2m/s的速度匀速提升物块，竖直向下的拉力大于F2

如图是建造楼房时常用的混凝土泵车，它使用柴油提供动力，能将搅拌好的混凝土抽到高处进行浇灌，该车满载时总重为2.5×10⁵N，为了减少对地面的压强它装有四只支腿，支腿和车轮与地面的总接触面积为2m²，该车正常工作时每小时可以将60m³的混凝土输送到10m高的楼上．求：（g=10N/kg，ρ_混凝土=4.3×10³kg/m³，q_柴油=4.3×10⁷J/kg）

（1）该车满载时静止在水平路面上时对路面的压强；
（2）该车将60m³的混凝土输送到10m高的楼上，克服混凝土重力所做的功；
（3）该车将60m³的混凝土输送到10m高的楼上，消耗柴油2kg，则泵车的效率为多少？

如图，用滑轮组从H=10米深的水中匀速提起底面积为0.04米²、 高2米的实心圆柱体，该物体的密度是2.5×10³千克/米³。现在动滑轮挂钩用钢丝绳与该物体相连，已知绕在滑轮上的绳子能承受的最大拉力F为700牛。

⑴求该物体露出水面前所受的浮力。
⑵若不计摩擦、绳和动滑轮重，绳子被拉断时，物体留在水中的体积为多少立方米？
⑶若考虑摩擦、绳和动滑轮重，该装置的机械效率为90%，将物体匀速提升至露出水面前，拉力F做的功为多少焦？（g=10牛/千克）

小明自己设计并动手将房间里的窗帘改成电动窗帘。为此他购置了微型电动机及减速装置、电源、双刀双掷开关、滑轮、皮带、拉绳等器材，对原有的窗帘盒进行改造。
1．如图22甲所示，小明在窗帘盒（上方的双虚线框）内安装了电动装置，电动装置通过拉绳拉着窗帘一起运动。改变通过微型电动机的电流方向，就可改变其转轴转动的方向，从而将窗帘打开或关闭。利用双刀双掷开关，可以实现电源对电动机供电电流方向的改变。请你在图22甲右侧的虚线框内，完成电源、双刀双掷开关和接线柱间的电路连接。
2．电动机的转速一般很高，需要安装减速装置，如图22乙所示。请说明减速装置的减速原理。
3．下表是所使用的微型电动机的部分数据。表格中，额定功率是“电动机在额定电压和额定电流下工作时的输出功率”，堵转电流是“在额定电压下，让电动机的转轴固定不动时的电流”。

请根据表中的有关数据计算：
（1）以额定功率运行时，该电动机的效率为多少？
（2）电动机的额外功率主要由热损耗和机械损耗造成，请分别求出以额定功率运行时，该电动机的热损耗功率和机械损耗功率？
（3）在图22甲中，减速装置、飞轮、皮带、滑轮、拉绳共同构成了传动装置。已知每半边的窗帘滑轨长度为1.5m，要求自动窗帘能够在6s内从完全关闭到完全打开。
拉动半边窗帘时，挂钩和滑轨间的平均摩擦力为2N。则安装电动窗帘时，对传动装置的机械效率有何要求？

工作人员用如图所示装置把水质监控仪器放入水中。第一次使仪器A在水中匀速上升的过程中（A未露出水面），人对绳子竖直向下的拉力为F₁，绳端的速度为v₁，机械效率为η₁；第二次把仪器B固定在A下方，A和B在水中匀速上升的过程中（A未露出水面），人对绳子竖直向下的拉力为F₂，绳端的速度为v₂，机械效率为η₂；η₁: η₂=34:35。已知V_A=V_B=3×10^-3m³， G_A=3G_B，G_B=50N。拉力F₁、F₂做功随时间变化的图像分别如图中①、②所示。（不计绳重、滑轮与轴的摩擦及水的阻力，g取10N/kg）

求：（1）A所受的浮力F_浮；
（2）动滑轮的重G_动；
（3）求v₁、v₂的比值。