《机械效率》培优练习 1．小明用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”。实验时，将总重为G=100N的钩码挂在铁质杠杆上，弹簧测力计作用于P点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h=0.2m，弹簧测力计的示数为F=50N，其移动的距离为s=0.6m，则杠杆的机械效率η= （结果保留一位小数）。 （1）若增加钩码的重量，重复实验，则杠杆的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （2）若钩码的重量不变，将钩码悬挂点移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，设此时弹簧测力计的示数为F'，杠杆机械效率为η'，若不计转轴O处摩擦，则：F' F，η' η（以上均选填“＞”“=”或“＜”）。 （3）若钩码的重量不变，将弹簧测力计移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，设此时弹簧测力计的示数为F'，杠杆的机械效率为η'，若不计转轴O处的摩擦，则：F' F，η' η（以上均选填“＞”“=”或“＜”）。 2．如图所示，小明用500N竖直向下的拉力F能匀速提起一箱重1200N的货物，已知货物的底面积是300cm2，小明的体重为600N，不计绳重和摩擦。求： （1）此时滑轮组的机械效率； （2）动滑轮的重力； （3）若小明改用最大拉力（绳子没有断裂）提两箱相同的货物，结果没有把货物提起来，此时货物对地面的压强为多少？（两箱货物竖直叠放，与地面接触面积仍为300cm2） 3．小熊在课外实践活动中，用如图甲所示的滑轮组匀速拉动放在树下一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从100N开始逐渐增加，每次物体被拉动的距离均为1m。根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图象，如图乙所示。若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，求： （1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是多大？ （2）当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是多大？ （3）当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳，还能用此滑轮组拉动物体吗？用计算结果说明。 4．如图是工人将重160N的物体匀速放下的过程，已知物体下降的距离为3m，用时3s，工人的拉力为50N，工人质量为50kg。（物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦） （1）求工人放绳的速度。 （2）求滑轮组的效率η1 （3）如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2，已知η1：η2=4：3（物体在水中仍匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g=10N/kg）。求当物体完全浸没水中后，工人对地面的压力。 5． 如图甲是一副小型起重机吊起货物的图片，货物挂在动滑轮的下端，绳子的自由端通过放置在起重机上的卷扬机竖直向上拉动，最右端时为了防止吊起货物时起重机向左倾倒而挂的配重。起重机吊起重物时主要结构可简化成如图乙所示。已知AB、CD、DE水平且长度为1m，BC段的水平距离CF也为1m，前轮与地的接触点在B点的正下方，后轮与地的接触点在D点的正下方。起重机的自重（含配重）为3×104N，重心在CD中点。起重机的钢丝绳重和滑轮与轴之间的摩擦不计，g取10N/kg。 （1）为使起重机吊起货物时不发生倾倒，求起重机最多能吊起货物的质量m； （2）当起重机吊起质量m1=2×102kg的物体以v=0.5m/s的速度匀速上升时，卷扬机的输出功率P1=1.1kW．求此时滑轮组的机械效率η； （3）当起重机吊起质量m2=3×102kg的物体仍以v=0.5m/s的速度匀速上升时，求卷扬机的输出功率P2。 答案和解析 1．【解答】解：G=100N的钩码挂在铁质杠杆上，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h=0.2m，弹簧测力计的示数为F=50N，其移动的距离为s=0.6m， 杠杆的机械效率： η===×100%≈66.7%； （1）若增加钩码的重量，重复实验，则有用功增大，根据η=×100%，则杠杆的机械效率将变大； ... ...
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