物理
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
.
在物理学中,将
有用功与总功的比值
有用功与总功的比值
叫做机械效率.
某矿山的矿井深50m,工人上下井需用电梯(如图是电梯的示意图).已知电梯和滑轮共重3 000N,若电梯将一个重600N的人从井底匀速运送到顶端需要2min,求:(1)电动机做功的功率;(2)电动机的机械效率.(不计摩擦)
质量为550kg的一只物体沉没于水面下5m深处,工人们用如图所示的滑轮组打捞物体.
求:
(1)5m深处水产生的压强;
(2)物体在水中被匀速提起时,所用的拉力F为2×10
3
N,滑轮组的机械效率是75%,求物体的密度.(ρ
水
=1.0×10
3
kg/m
3
,g取10N/kg)
利用如图所示的滑轮组,将重1600牛的重物匀速升高2米,则:
(1)若不计动滑轮重、摩擦及绳重,则拉力F做的功等于
3200J
3200J
.
(2)若机械效率η=80%,则拉力F′做的功等于
4000J
4000J
,拉力F′等于
500N
500N
.
某初三(3)班的同学们为了探究“功率与机械效率究竟有无关系”,特设计了一个实验:选了三个有一定代表性的同学,均抱起重力为G
砖
的砖头从一楼跑到三楼,分别测出他们的功率和机械效率,从中去发现规律.
(1)写出所需实验器材:卷尺、磅秤、
钟表
钟表
.
(2)下表是记录实验数据的表格,请你补充完整所测的物理量.
(3)写出计算功率和机械效率的表达式(用上表中测量的物理量字母表示).
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?
工厂里有一台大型起重机,在100s内将60t的货物匀速提起20m高.
(1)起重机对物体做的功是多少?
(2)起重机工作时的功率是多少千瓦?
(3)如果起重机的机械效率是40%,则本次工作消耗的柴油的质量是多少?(注:柴油的热值是4.6×10
7
J/kg)
小勇同学利用星期天积极参加社会实践活动,到养老院当义工,在活动中要帮助老人将3壶相同的油从一楼搬到三楼.小勇第一趟将一壶油从一楼提到三楼,用时20s;第二趟将两壶油从一楼提到三楼,用时30s.已知每壶油的质量为5kg,小勇的质量为45kg,每层楼的楼高是3m.(g=10N/kg)
(1)第一趟小勇做功的总功率是多少?
(2)第一趟小勇做功的效率是多少?
(3)小勇两趟做功效率哪一次较高,说明理由.
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