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%
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.
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)
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.
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%.
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).
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%.
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.
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%.
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.
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( )
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.
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( )
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.