物理
从深为5m的井中直接将一桶水提出井口,已知桶重20N,桶中水重80N.若此人的目的是为了提水,则机械效率为
80%
80%
,若此人的目的是为了捞桶,则机械效率为
20%
20%
.
在生产和生活中,经常见到这样的情形:用木板搭斜坡将货物推上汽车车厢;修盘山公路使汽车驶上高耸的山峰等.从物理学的角度分析,它们的物理模型属于同一种简单机械,即
斜面
斜面
.如图所示,车厢高为1m,木板长为3m,工人用400N沿木板的力将重为840N的箱
子推到车上.在此过程中工人做的有用功是
840
840
J,机械效率是
70%
70%
.
建筑工地上,小王师傅用定滑轮匀速提升重为270N的砂浆桶,所用的拉力为300N,砂浆桶升高的高度为10m.小王师傅做的有用功为
2700
2700
J,这时定滑轮的机械效率为
90
90
%.
利用某机械做功,动力做的总功是500J,其中有用功是400J.那么,克服机械自重和摩擦做的额外功是
100J
100J
J,机械效率是
80%
80%
.
(2013·天津)建筑工地上,工人师傅将如图所示的滑轮装配成最省力的滑轮组,利用它站在地面上向下拉绳提升重物.
(1)请在图中画出滑轮组的绕线;
(2)利用此滑轮组,工人用500N的力将1200N的重物匀速提升4m,求滑轮组的机械效率.
(2012·威海)水平地面上有一个重为5000N的箱子,现用起重机把箱子吊到3m高的位置,所用时间为10s,起重臂下的钢丝绳是绕在一个动滑轮上的,如图所示,钢丝绳上的拉力为3000N.求:
(1)起重机起吊该箱子的机械效率是多少?
(2)钢丝绳上拉力的功率是多少?
(2011·呼伦贝尔)建筑工地上,起重机将质量为0.8t的货物在30s内匀速提升到6m的高处,它的电动机所做的功是1.2×10
5
J,(g取10N/kg).请计算:
(1)提升货物所做的有用功是多少?
(2)电动机的功率是多少?
(3)起重机的机械效率是多少?
(2011·河池)河池飞机场位于河池市西北方向的见塘山,距离河池市中心37公里.2008年12月开工至今年4月,土石方工程已基本完工.在建设机场的过程中,挖掘机发挥了重要的作用.在工程施工中使用的某型号挖掘机如图甲所示,它的有关数据如表所示.挖掘机在运送砂土过程中,装有1.8×10
4
N砂土的铲斗用4s以2.4m/s的平均速度从图乙中最低点A移到最高点B,接着再用2s沿水平方向移动4m将砂土卸到汽车上.求:(g=10N/kg)
项 目
数值
整机质量(kg)
9000
发动机最大功率(kW)
150
标准斗容(m
3
)
1.2
两履带与地面接触的总面积(m
2
)
4.5
(1)铲斗从A点移到B点经过的路程.
(2)挖掘机静止且不工作时(如图甲所示)对水平地面的压强.
(3)如果挖掘机在上述运送砂土过程中的平均功率为60kW,此过程挖掘机的机械效率.
(2010·连云港)打桩机是利用冲击力将桩打入地层的桩工机械.图甲是落锤式打桩机实物图.桩锤由卷扬机用吊钩提升,释放后自由下落而打桩.其原理示意图如图乙所示.已知桩锤的质量M=400Kg,桩锤底面积S
1
=0.1m
2
,桩的顶面积S
2
=0.04m
2
.g取10N/Kg.
(1)若桩锤自由下落打在桩上的瞬时压力为F=2.0×10
3
N,求此时桩锤对桩的压强.
(2)若卷扬机把桩锤匀速提升1.8m,所用时间为2s,在此提升过程中卷扬机的效率为60%,求卷扬机的功率.
(2010·东营)某型号挖掘机的实物图(甲) 和作业范围图(乙)以及部分相关数据表,如图所示.挖掘机在4s内将装满铲斗的密度为1.6×10
3
kg/m
3
的泥土,从最大挖掘深度处送到位于最大卸料高度的装载车上. 取g=10N/kg,求:
项目
数值
整机质量(kg)
5000
标准斗容(m
3
)
0.5
A最大挖掘深度(m)
3
B最大卸料高度(m)
5
两履带与地面接触的总面积(m
2
)
4
(1)挖掘机静止在水平地面上不工作时(如图甲),对地面的压强.
(2)铲斗内泥土的质量.
(3)移送泥土的过程中,挖掘机对泥土所做的功.
(4)移送泥土的过程中,发动机的总功率是40kW,此过程挖掘机的机械效率.
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