《机械效率的公式推导G/Nf》机械效率的公式推导G/Nf - 人教版中考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《机械效率的公式推导G/Nf》机械效率的公式推导G/Nf

1填空题

如图所示,用500N的拉力,将重1200N的木箱匀速提升1.5m,所用的时间为30s.

(1)拉力所做的有用功是J;(2)拉力的功率是W;(3)滑轮组的机械效率是%

填空题答案仅供参考

题目答案

18007580

答案解析

分析:

(1)已知砖块的重力和升高的高度,则由功的公式即可求得有用功;

(2)由滑轮组的特点可求出拉力的距离,由拉力的距离和拉力大小可求得人所做的总功,由功率公式可求得功率;

(3)由有用功和总功,利用机械效率公式可求得机械效率.

解答:

(1)工人做的有用功:W_有=Gh=1200N×1.5m=1800J;

(2)由滑轮组可知,拉力移动的距离s=3h=3×1.5m=4.5m,

则人做的总功W_总=Fs=500N×4.5m=2250J;

则工人做功的功率P=$\frac {W_总}{t}$=$\frac {2250J}{30s}$=75W;

(3)机械效率:η=$\frac {W_有}{W_总}$×100%=$\frac {1800J}{2250J}$×100%=80%.

答:

(1)工人做的有用功为1800J;

(2)工人做功的功率为75W;

(3)滑轮组的机械效率为80%.

点评:

本题考查有用功、总功及机械效率的计算,应清楚各功的计算.

2填空题

如图,用滑轮组提升一重物,物体质量为500g,钩码在4s内被匀速提升了2cm,已知弹簧测力计的拉力为2.5N,则提升重物的过程中,拉力F的平均功率为W(保留四位小数),滑轮组的机械效率为%(取整数).(g=9.8N/kg)

填空题答案仅供参考

题目答案

0.037565

答案解析

分析:

已知拉力大小、承担物重的绳子股数n,用s=nh求出拉力移动的距离,利用公式W=FS、P=$\frac {W}{t}$计算出功率;利用η=$\frac {W_有用}{W_总}$=$\frac {Gh}{Fs}$=$\frac {Gh}{Fnh}$=$\frac {G}{Fn}$求滑轮组的机械效率.

解答:

解:如图滑轮组承担物重的绳子由3股,n=3,由S=nh,得拉力移动的距离:S=nh=3×0.02m=0.06m;

拉力做功:W=FS=2.5N×0.06m=0.15J;

拉力的功率:P=$\frac {W}{t}$=$\frac {0.15J}{4s}$=0.0375W;

物体质量:m=500g=0.5kg;物体所受重力:G=mg=0.5kg9.8N/kg=4.9N;

滑轮组的机械效率:η=$\frac {W_有用}{W_总}$×100%=$\frac {Gh}{Fs}$×100%=$\frac {Gh}{Fnh}$×100%=$\frac {G}{Fn}$×100%=$\frac {4.9N}{3×2.5N}$×100%=0.65×100%=65%.

故答案为:0.0375;65.

点评:

本题考查了滑轮组中拉力功率及机械效率的计算,计算的难度不大,关键是对机械效率公式的灵活运用.

3填空题

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.在此过程中(1)做的总功为J;(2)做的有用功为J;(3)滑轮组的机械效率为%.

填空题答案仅供参考

题目答案

5000400080

答案解析

分析:

由图知,承担物重的绳子股数n=2,S=2h;

(1)从题可知,拉力做的功是总功,可利用公式W_总=FS计算总功;

(2)提起货物做的功是有用功,可利用公式W_有用=Gh计算有用功;

(3)利用公式η=$\frac {W_有用}{W_总}$计算机械效率.

解答:

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=$\frac {W_有用}{W_总}$

∴该滑轮组的机械效率为:

η=$\frac {W_有用}{W_总}$×100%=$\frac {4000J}{5000J}$×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%.

点评:

本题考查了有用功、总功、机械效率的计算,考查的知识点较多,本题关键:一是判断承担物重的绳子段数(直接从动滑轮上引出的绳子股数),二是区分有用功和总功(从我们的目的出发分析,对我们有用的为有用功).

4填空题

如图所示,用一个滑轮组匀速提升重为200N的物体,在物体上升2m的过程中,人所用的拉力为125N,则此滑轮组的机械效率为%.

填空题答案仅供参考

题目答案

80

答案解析

分析:

根据η=$\frac {W_有用}{W_总}$×100%=$\frac {Gh}{F2h}$×100%=$\frac {G}{2F}$×100%求出滑轮组的机械效率.

解答:

解:此滑轮组的机械效率:

η=$\frac {W_有用}{W_总}$×100%=$\frac {Gh}{F2h}$×100%=$\frac {G}{2F}$×100%=$\frac {200N}{2×125N}$×100%=80%.

故答案为:80%.

点评:

此题主要考查的是学生对机械效率计算公式的理解和掌握,注意变形公式的熟练运用,基础性题目.

5填空题

如图所示,雅安大地震发生后,救援人员用滑轮组提升物体,物体重力为400N,人对绳子的拉力为250N,物体在5s内匀速上升1m,(1)有用功为J;(2)滑轮组的机械效率为%.

填空题答案仅供参考

题目答案

40080

答案解析

分析:

(1)知道物体的重力和上升的高度,根据W=Gh求出人做的有用功;

(2)根据滑轮组装形式可判断绳子段数n=2,则拉力移动距离为物体上升高度的2倍,这样利用公式W=FS可求拉力做功;

滑轮组的机械效率可用公式η=$\frac {W_有用}{W_总}$计算.

解答:

解:

(1)∵G=400N,h=1m,

∴有用功为W_有用=Gh=400N×1m=400J;

(2)拉力移动距离:S=nh=2×1m=2m

拉力所做的功:W_总=FS=250N×2m=500J;

滑轮组的机械效率:η=$\frac {W_有用}{W_总}$=$\frac {400J}{500J}$×100%=80%;

答:

(1)拉力所做的有用功为400J;

(2)滑轮组的机械效率为80%.

点评:

本题考查了有用功和机械效率的计算,是一道基础性题目.

6单选题

如图所示,工人师傅用250N的力将重400N的物体匀速提升1m,在此过程中滑轮组的机械效率是(  )

A
80%
B
62.5%
C
125%
D
20%

题目答案

A

答案解析

分析:

(1)从图可知,该滑轮有2段绳子吊着物体,故S=2h,已知拉力的大小,可利用公式W=FS计算总功.

(2)已知物体的重力和物体上升的高度,可利用公式W=Gh计算有用功,已求出总功,可利用公式η=$\frac {W_有用}{W_总}$计算机械效率.

解答:

解:

(1)∵S=2h=2×1m=2m,F=250N,

∴W_总=FS=250N×2m=500J.

(2)∵G=400N,h=1m,

∴W_有用=Gh=400N×1m=400J,

从而可知,η=$\frac {W_有用}{W_总}$=$\frac {400J}{500J}$=80%.

故选A.

点评:

此题主要考查功的计算,滑轮组的机械效率的计算等知识点,难度不大,属于中档题,应清楚各功的计算,由图得出n=2(直接从动滑轮上引出的绳子股数),计算出s=2h是本题的关键.

7单选题

如图所示,工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m,在此过程中滑轮组的机械效率和所做的额外功分别为(  )

A
80%  800J
B
80%  1000J
C
62.5% 200J
D
80%  200J

题目答案

D

答案解析

分析:

由滑轮组的结构可以看出,承担物重的绳子股数n=2,则拉力F移动的距离s=2h.克服物体的重力所做的功是有用功,利用W=Gh计算;拉力F与拉力移动距离的乘积为总功;总功等于有用功加上额外功;有用功与总功的比值是机械效率.

解答:

解:拉力F所做的有用功:W_有=Gh=400N×2m=800J;

拉力F移动的距离:s=2h=2×2m=4m;

拉力F所做的总功:W_总=Fs=250N×4m=1000J;

滑轮组的机械效率:η=$\frac {W_有}{W_总}$×100%=$\frac {800J}{1000J}$×100%=80%.

∵W_总=W_有+W_额,

∴拉力F所做的额外功

W_额=W_总-W_有=1000J-800J=200J.

故选D.

点评:

本题是一个选择题,实质上是一个小综合题,最好的做法就是将每一个量计算出来进行判断.本题的关键有二:一是n的确定(直接从动滑轮上引出的绳子股数),二是有用功、额外功、总功的区别和联系,W_额=W_总-W_有.