物理机械效率试卷
(1)铭牌中有一个参数明显错误。请指出并通过计算说明。
(2)水泵连续正常抽水1h，抽水高50m。水泵做了多少功？此时泵的效率是多少？(g = 10N/kg)
解:(1)错误参数为:吸收范围为20m......................................................................(1).
一个标准大气压可以使水压的高度h = pρwater g……………………………………………………(1分)。
= 1.013×105 pa 1.0×103kg/m3×10n/kg = 10.13m < 20m..............
(2)水泵抽水量1h v = 8m3...............................(1分)
水泵1h的抽水质量为m =ρV = 1.0×103kg/m3×8 m3 = 8×103kg..............................(1分)。
水泵抽水1h w = GH = MGH = 8×103kg×10n/kg×50m = 4×106j所做的功..............................................................................................
1h w ' = Pt = 1.5×103 w×3600s = 5.4×106j水泵消耗的电能...................(1分)。
水泵效率η= WW′×100% = 4×106j 5.4×106j×100%≈74.1%.........................................................................
(2010.天津)在一个建筑工地上，工人使用图15所示的动滑轮，将一个重450N的物体匀速垂直提升6m。如果已知此时动滑轮的机械效率为90%。
请计算；
(1)工人举起重物所做的有用功是什么？
w有用=Gh=450N×6m=2700J。
(2)工人举重物所做的总功是多少？
W总计= W有用/η = 2700J/90% = 3000J
(2010.宜宾)(12分钟)2009年秋季以来，西南部分地区遭受严重干旱，很多地方不得不挖深井取水。如图，小明正在用滑轮组和金属桶从深井里提水。如果铲斗的材料密度为8g/cm3，则铲斗的重量为4kg，铲斗的体积为20L..小明对绳子的拉力是f = 25n。除去绳重和摩擦力，水的密度为1.0×103 kg/m3，g为10n/kg。试着找出:
滑轮有多重？
(2)当铲斗接触水面时，滑轮组的效率如何？
(3)吊桶提离井的水面后，以0.2m/s的匀速垂直上升，小明对绳子的自由端施加多大的力？
答案:(1)水桶的重力为:G=mg=4kg×10N/kg =40N。
水桶的容积为:v水桶= m/ρ= 4kg/(8×103kg/m3)= 5×10-4 m3。
水桶的浮力为F浮= ρ水gV排= ρ水gV桶= 1.0×103kg/m3×10n/kg×5×10-4 m3 = 5n。
吊桶拉绳子:F拉=G-F浮=40N-5N=35N。
因为不考虑绳子的重量和摩擦力，有两股绳子承重，所以有:
F=(F拉+G动)/2，即25N=(35N+ G动)/2，解为:G动=15N。
(2)当铲斗暴露在水中时滑轮组的机械效率。
=70%
(3)满桶时，水质为:m =ρV = 1.0×103kg/m3×20×10-3 m3 = 20k g。
水和水桶的总质量是20kg+4kg=24kg。
水和水桶的总重量为:g总=m总g=24kg×10N/kg =240N。
人的拉力为:f′=(G总+G动态)/2 =(240n+15N)/2 = 127.5n。
拉动运动的速度为:v=2v = 2× 0.2m/s = 0.4m/s
拉力的功率为:p = f′v = 127.5n×0.4m/s = 51w。
(2010.玉溪)玉溪一家玻璃厂用圆形低压吸盘来搬运玻璃。如图17所示，是一个直径为0.3m的圆形吸盘，一个边长为1m，重量为125.6N的方形平板玻璃，如果吸盘能水平吸取平板玻璃并将其举升2m，在此过程中，要求
(1)平板玻璃的质量。
(2)平板玻璃增加的重力势能。
(3)吸盘内外的气压差。
解:(1)根据G=mg: m=
(2)
(3)
(2010.玉溪)如图18，一名解放军战士在青海玉树抗震救灾中，使用150kW的叉车满马力作业。如果铲车在5s内匀速推3m，再把1.5t的建筑垃圾举起3m，整个过程就是连续的。如果柴油发电机的热效率为34.5%。()提问:
(1)铲车推土时的阻力。
(2)叉车在举升过程中所做的功。
(3)全程消耗多少公斤柴油？
解:(1)来源于:
叉车的阻力
(2)
(3)当叉车以恒定速度移动时，它做功:
叉车在整个过程中所做的总工作:
让柴油燃烧释放的热量，
规则
柴油质量
15.(2010.德州市)图22所示的装置，不包括绳索重量和摩擦力。装卸工将800N重的货物吊至高处，人对绳索F1的拉力为500N，货物在1min内匀速上升。
(1)请在图上画出绳子的缠绕方法；
(2)求滑轮组的机械效率；
(3)如果重物为600N，将重物提起5m，求拉力所做的功。
解决方案:( 1)缠绕方法如图4所示......................................................................................................................................................
(2) = ×100%= ×100%
= × 100% = 80% ..................................................2分。
(3)G = 2f1-g = 2× 500-800 = 200 n。
F2 = (G+G)/2 = (600+200)/2 n = 400 n。
w = 400×5×2J = 4000j 2分。
17, (2010.吉林)如图，小刚同学质量50kg，每个脚掌与地面接触面积200cm2。他用400牛的拉力匀速拉动和提升300牛的物体通过天车。求:(1)他站在地面上不拉物体时对地面的压力；(2)天车提升重物时的机械效率。(取g=10N/kg)
(1)G = mg = 50k G×10N/kg = 500n
p = F S = G S = 500n 2×200×10-4 m2 = 1.25×104 pa
(2) η = w有用w总量= g′h f′s = g′f′= 300n 500n = 75%(或0.75)。
22.(2010.楚雄州)(7分)目前，云南省遭遇百年不遇的严重干旱，一村响应政府号召，积极打井抗旱救灾。他们打算用水泵将10米的地下水抽到井里。如果泵每小时泵送7.2×105公斤，机械效率为50%。
(1)泵做了多少有用功？
(2)泵做的总功是多少？
(3)泵的总功率是多少？
(1)W有用= GH = MGH = 7.2×105kg×10n/kg×10m = 7.2×107j
(2)W总量= W有用η= 7.2×107j 50% = 1.44×108j
(3)P合计= W合计T = 1.44×108j 3600s = 4×104 W = 40kW。
1.(2010.哈尔滨)(6分)工地上，工人需要将一堆建筑材料运到10m的高度。蒋蓉设计并安装了如图所示的设备。装置中的每个滑轮重l00N。工人用这个装置一次吊起一块900N重的建材，工人拉绳子的速度为0.8m/s，施工时:
(1)工人举建材时的有用功率是多少？
(2)设备的机械效率是多少？(不包括绳索重量和摩擦力)
型号额定电压额定功率
DJ—ⅰ220伏0.8千瓦
DJ—ⅱ220伏3.0千瓦
(3)孙平想用电动机作为动力来代替人的工作，把设备改造成简单的起重机(起吊物体的速度限制在0.4m/s)。她去了仓库，找到了两台发动机。下表显示了铭牌上的一些数据。她想从中选择一个。请大家帮助选择电机，并说明如何使用该设备实现合理配置。
解:(1)举建材时做的有用功W有用= GH = 900 N× 10m = 90000 J。
上升速度v = =0.4m/s
时间t = = 25s秒(1分钟)
有用功率p有用= =360W(1分)
(2)人体拉力F= =500N(1分)
绳子自由端移动的距离s绳子=2S物体=2×10m=20m。
人做的总功w =FS绳= 500 n× 20m = 10000 j。
机械效率η= =90%(1分)
(3)①选择一个3.0kW的电机，一次升级8块建材，效率最高。(2分)
【8件建材(1分)(说明设备本身有能耗，7件可以升级)；在拉动的情况下，建材效率较高。(1分)]
②选择一个0.8kW的电机，一次举两块建材，效率最高。(2分)
【2建筑材料(1分)；在拉动的情况下，建材效率较高。(1)] (① ②选一个
2.(2010?过山车是一种令人兴奋的娱乐工具，它的运动包含许多科学原理。小可6月1日第一次坐过山车。
(1)小珂坐在过山车上，感到天旋地转。这个时候他就拿_ _ ^自己，车厢，座位等合理答案作为参照物。
(2)过山车的设计者通过计算力系数来测量座椅对游客施加的力，使这些力能够让游客感到兴奋而不受伤。
小可质量50kg。当他乘坐过山车到达轨道底部时，压力系数为2。如果此时他与座椅的接触面积为500 cm ~ 2，求他此时对座椅的压力。(g取10N/10Kg)
(3)开始时，过山车车需要用机械装置推到山顶。坐完过山车，小珂从管理员那里了解到一组数据，如图。请小可帮忙计算一下，当整个列车从坡底推到坡顶时，推力所做的功。(不考虑车厢的长度)
答案:(2)G=mg=50kg×10N/kg=500N。
F=2G=2×500N =1000N
p=F/S=1000N/0。05平方米= 20000帕
(3)W =FS =15000N×50m
=7.5×10 5J
1.(2010.江西)“五？“第一”期间，鲜鲜从上海世博会丹麦馆带回了一件“小美人鱼”工艺品。他想知道这件工艺品的密度，于是进行了一个实验。请根据图16所示实验数据计算:温馨提示:水的密度用字母表示，计算结果都用字母表示。
(1)此时手工艺品的浮力
(2)手工艺品的密度
解:(1)行m = m1-m3...(1)
f float = G row = m row G =(m 1-m3)G…(2分)
(2)m手工艺品= m2-m3...(1分)
V手工艺品=V排=m排ρ水= M1-M3 ρ水(1分)
ρ手工艺=m手工艺v手工艺= m2-m3m1-m3 ρ水...(2分)
2.(2010.河池)今年年初，河池大部分地区出现严重干旱，人畜饮水困难。许多人需要把水带到很远的地方。小玉在水面上放一块薄木板，防止水溅出桶外，如图18B，木板的3/4浸没在水中。如果板子的大小，
(1)薄板的浮力。
(2)桶的底部受到水的压力。
(3)如果负荷总重量为360N，扁担与肩膀的接触面积为20cm2，那么小雨的肩膀承受的压力是多少？
解:(1)从题V排=×200 cm3 = 150 cm3 = 1.5×10-4 m3。
则板的浮力为F float = ρ water gv row...(1分)
= 1000kg/m3×10N/kg×1.5×10-4 m3
= 1.5n...(1)
(2)水桶底部的水压P=ρ水GH (1分)
= 1000千克/立方米×10N/千克×0.35米
= 3.5×103牛...(1)
(3)小宇肩膀上的压力P/=
=...(1分)
=
= 1.8× 105pa.......(1分)
22.(2010.盐城市)(9分)一块木头重1600N，体积0.2m3，浮在水面上，g为10N/kg。
(1)木材质量；
(2)木材的密度；
(3)木材的浮力。
解析:此题要求学生用简单的公式计算质量、密度、浮力，认真学习的学生都能做好。难度系数0.8。正确答案是:(1)160kg(2)800kg/m3(3)1600n。
17.(2010.广安市)(8分)上周学校买了一批水龙头。按照商家的说法，材料是铜，实验室的老师组织了一些九年级的学生，通过实验来验证商家的说法。他们用一根轻细的线系住一个水龙头，挂在弹簧测力计上，测得其在空气中的重力为1.6N，然后将水龙头浸没在水中，如图14所示，此时弹簧测力计的读数为1.4N(ρ铜= 8.9× 103kg/m3，g =
问:(1)每个水龙头的质量是多少？
(2)这个水龙头浸没在水中的浮力是多少？
(3)这些水龙头的密度是多少？商家的说法是否正确？
解:(1)m = = 0.16kg = 160g。
(2)F浮动= g-F = 1.6n-1.4n = 0.2n。
(3)∫F float =ρ水gV排
∴V排= =2×10-5m3=20cm3
∴V=V街= 20立方厘米
∴ρ= =8g/cm3=8×103kg/m3
∫8×103kg/m3 & lt；8.9×103千克/立方米
所以这些水龙头都不是纯铜的。
答:省略
(2010.宜宾)(12分钟)2009年秋季以来，西南部分地区遭受严重干旱，很多地方不得不挖深井取水。如图，小明正在用滑轮组和金属桶从深井里提水。如果铲斗的材料密度为8g/cm3，则铲斗的重量为4kg，铲斗的体积为20L..小明对绳子的拉力是f = 25n。除去绳重和摩擦力，水的密度为1.0×103 kg/m3，g为10n/kg。试着找出:
滑轮有多重？
(2)当铲斗接触水面时，滑轮组的效率如何？
(3)吊桶提离井的水面后，以0.2m/s的匀速垂直上升，小明对绳子的自由端施加多大的力？
答案:(1)水桶的重力为:G=mg=4kg×10N/kg =40N。
水桶的容积为:v水桶= m/ρ= 4kg/(8×103kg/m3)= 5×10-4 m3。
水桶的浮力为F浮= ρ水gV排= ρ水gV桶= 1.0×103kg/m3×10n/kg×5×10-4 m3 = 5n。
吊桶拉绳子:F拉=G-F浮=40N-5N=35N。
因为不考虑绳子的重量和摩擦力，有两股绳子承重，所以有:
F=(F拉+G动)/2，即25N=(35N+ G动)/2，解为:G动=15N。
(2)当铲斗暴露在水中时滑轮组的机械效率。
=70%
(3)满桶时，水质为:m =ρV = 1.0×103kg/m3×20×10-3 m3 = 20k g。
水和水桶的总质量是20kg+4kg=24kg。
水和水桶的总重量为:g总=m总g=24kg×10N/kg =240N。
人的拉力为:f′=(G总+G动态)/2 =(240n+15N)/2 = 127.5n。
拉动运动的速度为:v=2v = 2× 0.2m/s = 0.4m/s
拉力的功率为:p = f′v = 127.5n×0.4m/s = 51w。
(2010乌鲁木齐)有一个实心的圆柱形物体。用弹簧测力计在空气中称重时，测力计的读数为10N；；当物体的一半体积浸入水中时，测力计读数为4N。问:
(1)物体的体积；
⑵物体从弹簧测力计上取下放入水中静止时的浮力。
答案:解法:(1) F浮动= G-F指示= 10N-4N = 6N。
F float = ρ× g× 12× V。
解为V=1.2×10-3m3。
⑵物体的密度ρ= GgV = 0.83×103kg/m3。
因为物体的密度小于水的密度，所以它会浮起来。
F float =G=10N
1.(2010.柳州)今年春天，我国西南部分地区发生严重干旱，解放军某部在一个水深4米的深洞中发现水，官兵们用图20所示的装置抽取一桶水进行抽样检验。已知金属桶的容积为2×l0-3m3。在匀速提升斗韵的过程中，斗韵的拉力为l0 N，完全露出水面后，拉力变为35 N(绳与滑轮的摩擦力和绳重不汁，g = 10 N/㎏)。问:
(1)水底受水压；
(2)金属桶的质量；
(3)金属桶的金属密度。
解:(1)底部水的压力:p = rhogh
= 1.0×103kg/m3×10n/kg×4m = 4×104 pa...........................1分。
(2)桶中水的质量:m =ρ水v水
= 1.0×103kg/m3×2×10-3kg = 2kg...........................1分。
桶中水的重力:g水= mg = 2kg× 10n/kg = 20n..........................................1分。
桶的质量:m桶= = 1.5kg....................1分。
(3)装满水的水桶的浮力:f = F2-f 1 = 35n-10n = 25n。
桶内的水和桶的容积:v = = 2.5× 10-3m3......1分。
金属体积:V金属=V-V水= 2.5×10-3 m3-2×10-3 m3 = 0.5×10-3 m3.....................................................1分。
金属密度:= 3× 103kg/m3..........................1分。