物理
用定滑轮匀速提起质量为15Kg的物体,所用的拉力为160N,当物体升高2m时,所做的有用功是
300
300
J,总功是
320
320
J,定滑轮的机械效率是
93.75%
93.75%
(g取10N/Kg).
某人把重100N的砂子提到6m高的楼上,桶重20N,人体重480N:
(1)人直接提着砂桶上楼,需要做的有用功是
600
600
J,额外功是
3000
3000
J,总功是
3600
3600
J机械效率是
16.7%
16.7%
.
(2)若人站在楼上,用重10N的动滑轮把上述砂桶提上楼,需要做的有用功是
600
600
J,额外功是
180
180
J,总功是
780
780
J,机械效率是
76.9%
76.9%
.
(3)若将(2)中的砂桶改用为重5N的口袋装砂子,则提砂子的过程中,需要做的有用功是
600
600
J,额外功是
90
90
J,总功是
690
690
J,机械效率是
87%
87%
.
小刚把重为10N的铁桶从井中打水,井中水面到井口距离为3 m,装满水后桶和水总重为40N,则提起一桶水的过程中,人至少做了
120
120
J的功,这次利用水桶提水的机械效率是
75%
75%
;如果要提高机械效率,可以
减小桶的重力
减小桶的重力
.
功的原理告诉我们:使用任何机械都不能省功.如果把使用机械时我们总共做的功表示为W
机械
,把不用机械而直接用手做的功表示为W
手
,那么用数学语言来描述功的原理就是W
机械
≥
≥
W
手
.
某滑轮组的机械效率是85%,其物理意义是
有用功占总功的85%
有用功占总功的85%
.
现有一款电动助力车如图所示,让它充足电可储存1kW·h电能,在正常载人(人和车总质量为100kg)的情况下以30km/h的速度行进能连续行驶2小时.如果在匀速直线行驶时车所受的阻力是正常载人总重的0.05倍.
(1)这款车每充一次电可行驶多远?
(2)若轮胎与地面接触面积共为20cm
2
,在正常载人的情况下,电动助力车对水平地面的压强有多大?
(3)它的效率多大?
(4)电动车与摩托车相比有哪些优点?请你列举一条.
一辆小汽车正在匀速爬上黄山一段坡长是1000m、坡高是60m的盘山路,小汽车的质量是1000kg,小汽车的牵引力是720N.
(1)如果小汽车上坡所用时间为60s,求汽车牵引力做功的功率是多大?
(2)这段盘山路的机械效率是多少?
(3)若用如图所示的斜面表示盘山路,斜面长为L,高为h,汽车的重力用G表示,当汽车从底端匀速运动到顶端时,汽车受到盘山路的摩擦力为f,盘山路的机械效率为η,请你推导出f和L、h、G、η之间的关系式:
f=
Gh
L
(
1
η
-1)
.
建筑工地上,起重机在15s内把质量500kg的钢材匀速提升到3m高的地方,求:
(1)钢材的重量是多少(g取10N/kg)?
(2)起重机对钢材做的功是多少?
(3)起重机对钢材做功的功率是多少?
(4)如果起重机的机械效率是60%,起重机的电动机做了多少功?
实际的机械不可避免地存在
自重
自重
和
摩擦
摩擦
,因而总是要做
额外
额外
功的.所以,实际机械的机械效率总是
小于1
小于1
的.
在新农村建设中,江海村兴修水利时为了引水上山,需要将一批圆柱体涵筒搬运到坡顶.如图1所示,斜坡的高为4m,斜坡的底角为30°,每只涵筒重为2800N,某一农民最多能使出850N的力气,他发现坡顶有一棵大树,于是他就一个人承包了搬运涵筒的任务.
(1)他每搬一个涵筒至少需要做多少J的功?
(2)这个农民没有现成的起重设备,他找来了长绳,如图2所示他用了800N的拉力在2min时间内将涵筒缓慢地运上了山顶,则这个农民做功的功率为多大?由大树和长绳及其他设备构成的机械的机械效率是多少?
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