功功率和机械效率计算.doc
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1、功功率和机械效率计算25【10昆明】(7分)在今年的抗旱工作中,某单位帮助一个对口扶贫村打了一口地下水井,并在地面上修了一个深2m,能储存30t水的水池。已知水井中的水面距离水池进水口的竖直距离是30m。求:(1)将30t水从井里刚好抽到水池里,抽水机对水做的功。(2)水池装满水后,水对池底的压强。(3)若抽水机的效率是80%,将30t水从井中抽到水池中需要1h,这台抽水机的总功率不得低于多少瓦?(g取10N/kg)22、【10年大理】随着人们生活水平的不断提高,汽车已经走进我们的家庭,小龙家最近也买了一辆轿车,如图所示,该车车身质量为1800kg,车轮与地面的总接触面积为4.010-2m2,
2、“五一”期间,小龙一家从丽江自驾车到大理赶三月街,若车站以54km/h匀速行驶了3h40min到达三月街。求:(1)小龙家道大理三月街的路程;(2)若该车的发动机输出功率恒定为90 kw,轿车匀速行驶过程中的阻力;(3)小龙一家及随身物品的总重量为200kg,该车静止时对地面的压强。22、22、f=F=6103N24、【10年大理】2009年入夏以来,我省滇西地区出现了百年不遇的特大旱灾,某校为保障师生的生活用水,紧急调来一台功率为15kw的抽水机,把水抽到距水面10m高的蓄水池中,抽水机30分钟刚好将容积为18m3的蓄水池抽满,求:(1)抽水机对水做的功;(2)抽水机的效率;(3)同学们,水
3、是生命之源,请你写出日常生活中的两项节水措施。24、(1)(2) (3)22【10楚雄州】(7分)当前云南省遭遇了百年不见的特大旱灾,某村响应政府号召积极打井抗旱救灾。他们准备用抽水机在一口打好的井中,将井下10m深的水抽到地面。若抽水机每小时抽水7.2105Kg,机械效率为50 . (1)抽水机所做的有用功是多少? (2)抽水机所做的总功是多少? (3)抽水机所做的总功率是多大?22【10云昭通】小汽车是我们熟悉的交通工具,它给我们的生活提供了便利,某型号小汽车以72kmh的速度匀速行驶时,小汽车牵引力的功率是70kw求:(I)小汽车匀速行驶1000m牵引力做的功是多少焦?(2)小汽车以该速
4、度匀速行驶时牵引力是多大?(3)观察小汽车的外形(如图所示),判断小汽车在水平路面高速行驶与静止时,对地面的压力哪个大?为什么?17、【10吉林省】如图7所示,小刚同学的质量为50kg,每只鞋底与地面的接触面积为200cm2,他用400N的拉力通过定滑轮匀速拉起重300N的物体。求:(1)他不拉物体站在地面上时对地面的压强;(2)拉起重物时定滑轮的机械效率。(取g=10N/kg) 23、【10乐山】在城市道路建设工程中,推土机发挥了重要作用。如图是某型号履带式推土机,其发动机的额定功率为150kW,质量为20 x l04kg,履带与地面的总接触面积为25m2。(取g=l0Nkg)。求:(1)推
5、土机静止时对水平地面的压强;(2)若推土机在平直场地上以额定功率作业,在其以15ms的速度匀速前进20m的过程中,它受到的阻力及克服阻力所做的功。18. 【10宜宾】(12分)2009年秋季以来,我国西南部分地区遭遇严重旱灾,不少地方不得不靠打深井取水。如图11所示,小明同学正利用滑轮组和金属水桶从深井中提水,若水桶的材料密度为8g/cm3,水桶质量为4Kg,水桶容积为20L。当盛满水的桶从水中慢慢提升(桶始终未出水面)时,小明对绳的拉力为F=25N。不计绳子重量和摩擦,水的密度是1.0103 Kg/m3,g取10N/Kg.试求:(1)动滑轮有多重?(2)水桶露出水面前,滑轮组的机械效率有多大
6、?(3)水桶被提离井中水面后,以0.2m/s的速度匀速竖直上升,小明对绳子自由端拉力的功率多大?57. 【10攀枝花】一辆汽车沿着长为8km的平直公路匀速行驶,开完全程共耗时5min,汽车发动机牵引力为3000N,共消耗汽油1L。汽油的密度=0.7103kg/m3;汽油的热值q=4.6107J/kg(表示完全燃烧1kg汽油所放出的热量是4.6107J)。求:(1)汽车行驶的速度是多少km/h?(2)汽车发动机牵引力的功率是多大?(3)汽车发动机的效率是多大?(结果保留两位小数)36. 【10. 达州】(6分)如图17所示,是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。某次操作中,工人用400
7、 N的拉力F在1分钟内将总重为900 N的泥土匀速提升5 m。在这段时间内:(1)拉力F所做的有用功是多少?(2)拉力F做功的功率是多少?(3)滑轮组的机械效率是多大?36、解:(1)拉力F所做的有用功为:W有=Gh=900N5m=4500J -(2分)(2)拉力F移动的距离S为:S=3h=35m=15m拉力F所做的总功为:W总=FS=400N15m=6000J -(1分)则拉力F做功的功率P为:P=W总/t=6000J/60s=100W -(1分)(3)滑轮组的机械效率为:=W有/W总100%=4500J/6000J100%=75% -(2分)26【10天津】(6分)某建筑工地上,工人用图1
8、5所示的动滑轮将重450N的物体匀速竖直提升了6m,若已知动滑轮此时的机械效率为90。请计算;(1)工人提升重物所做的有用功是多少?(2)工人提升重物所做的总功是多少?【10绵阳】25.(12分)为了提高抗震性能,建筑物多采用框架结构,施工过程中现场浇灌混凝土。某电梯公寓楼高40m,修建此建筑物时在地面搅拌一桶混凝土m1=150kg的河沙,质量m2=300kg的碎石,质量m3100kg的水泥,质量m4=50kg的水。如果四种材料混合后形成的混凝土的总体积与混合前河沙、碎石、水泥三种材料的体积之和相同;河沙、碎石、水泥的密度都0=2.2103kg/m3,gl0N/kg。求:这桶混凝土的密度是多大
9、?将这桶混凝土装入运送混凝土的专用铁桶,铁桶质量m0=100,挂在如图所示的滑轮组下面,用大小为4000N、方向竖直向下的拉力F,把这桶混凝土缓慢提高了h=40m,则该滑轮组的机械效率是多大?28【10天津】(5分)目前,“节能减排”已引起全球的关注如何减少能耗,提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视, (1)大多数家用汽车的发动机均为汽油机,它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能,再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶请你将图17中汽油机工作时的能流图补充完整。 (2)发动机的效率是汽车的经济性能指标之一。 厂家提供的某汽车出厂的部分参数如下; 测试数据:汽车在平直公路上以90kmh的速度
10、匀速行驶时,百公里耗油量为V0(L),发动机输出功率为P0(kW); 使用燃料:93#汽油热值为q0(Jkg)、密度为o(kgm3) 请用以上参数推算出在测试条件下,该汽车发动机的效率。37【10宁夏】(6分)2010年上海世博会使用了一种纯电动节能环保车。这种车使用电池作动力源,走起来比燃油车的响声小得多,同时也不会排放气体。下表是一款纯电动汽车与同型号内燃机汽车对比的测试数据(测试过程可视为匀速直线运动)。车型能源测试距离牵引力有用功百公里耗能效率纯电动汽车电能N83.3%内燃机汽车汽油N(1)(4分)请通过计算,在表格内填写汽车牵引力做的有用功及内燃机汽车的效率;(2)(2分)根据题目信
11、息,说出这种纯电动汽车节能、环保主要体现在哪几个方面?21【10安徽省】某型号汽车发动机的额定功率为6104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N。在额定功率下,当汽车匀速行驶时,求:(1)发动机所提供的牵引力大小;(2)行驶速度的大小;(3)行驶5min牵引力所做的功。项 目数值整机质量(kg)5000标准斗容(m3)0.5A最大挖掘深度(m)3B最大卸料高度(m)5两履带与地面接触的总面积(m2)425【10东营】(9分)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,如下图所示。挖掘机在4s内将装满铲斗的密度为1.6l03kgm3的泥土,从最大挖掘深度处送到位
12、于最大卸料高度的装载车上。 取g=10Nkg,求:甲乙AB (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。10. 【10临沂】如图所示,四冲程汽油机活塞面积为5103m2,汽油燃烧产生的高温高压气体对活塞的压强为8105pa,汽油机正常工作10min所做的功为1.8106J。求:(1)高温高压气体对活塞产生的压力是多少?(2)该汽油机的功率是多少?G图2215. 【10德州】 如图22所示装置图20 ,绳重及摩擦不计。装卸工人将重为8
13、00N的货物提至高处,人对绳的拉力F1为500N,货物在1min内匀速上升了5m。 (1)请在图上画出绳子的绕法;(2)求滑轮组的机械效率;(3)如果重物是600N,要把重物提升5m,求拉力做的功。22、【10滨州】在上海杜莎夫人蜡像馆中,有按照与真人一比一比例制成的篮球明星姚明的蜡像,如图所示,这是目前该馆内“最高大”的蜡像。已知姚明身高229cm,体重约为140kg,其蜡像的平均密度为0.9103kg/m3,人体的平均密度约等于水的密度,g取10N/kg,求:(1)姚明蜡像的质量大约是多少?(2)若姚明蜡像与地面的接触面积为3.210-2m2,则蜡像对地面的压强是多少?(3)姚明在某次跳投
14、时身体升高了35cm,则他在下落过程中,重力做了多少功?30【10烟台】随着社会的发展,人们生活水平的提高,人们的住房条件也得到了很大的改善小明家最近购置了一套新房,为了帮助爸爸将重600N的装修材料运送到6m高的楼上,小明利用物理课上学过的滑轮组,设计了如图20甲所示的材料搬运方案(其中每个滑轮重30N,绳子足够长,所能承受的最大拉力为250N,不计绳重及摩擦) (1)计算说明绳子的拉力是否超过绳子的最大承受力? (2)小明爸爸观察了该装置后,他想如果将该装置的滑轮位置颠倒(图20乙)是否会更省力一些,请你按照小明爸爸的想法,用笔画线在乙图绕上绳子并说明小明爸爸的想法是否正确 (3)求两种方
15、案的机械效率之比?(4)综合分析评估两个方案,你认为哪个方案更好一些?说明理由【10枣庄】32、(8分)张强同学利用如图所示的滑轮组将货物运送到楼上,图中每个滑轮等重,不计绳子重和摩擦。如果所送货物重G从200N开始逐渐增加,直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子,且提升同样的高度。图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物的重力的增加而变化的图像。请根据有关信息完成以下问题:(1)每个滑轮的重是多少?(2)绳子能承受的最大拉力是多少?(3)当绳子的拉力最大时,滑轮组的机械效率是多少?解:(1)由乙图可知:当G=200N时,=50%(1分) G滑=100N (2分)(2)由乙图可知:当G/=18
16、00N时,绳子刚好被拉断 (1分) 则绳子能承受的最大拉力 (2分)(3)当绳子的拉力最大时,滑轮组的机械效率是 (2分)24【10莱芜】(8分)“海宝”是2010年世博会的吉祥物,其形象如图所示。一辆正在运送一座“海宝”的汽车以30ms的速度在平直公路上匀速行驶,行驶30 min后到达目的地。已知汽车受到的阻力为2000N,“海宝”(材质均匀、实心)的质量为30103 kg,体积为2m3,与水平车厢的接触面积为1m2(g=10Nkg)。求:(1)海宝的密度;(2)海宝对水平车厢的压强;(3)汽车在行驶的30 min内牵引力所作的功;(4)汽车的功率。20【10广州】如图23所示(滑轮组的绕绳
17、未画出),人以600N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒,使绳端向下移动了1.5m、重物匀速上升了0.5m,已知滑轮组的机械效率为70%(g10N/kg) (1)人的拉力的功率多大? (2)被吊起的重物质量多大?(3)按题意画出滑轮组的绕绳:F=2f=212N=24N(3)物体A运动10s的过程中,拉力F所做的功。W=FS=24N0.1m/s10s1/2=12J23【10湛江】湛江港一装卸工人用如图1l所示的滑轮组匀速提升质量为80 kg的货物,所用的拉力F为500N,绳子自由端在50s内被匀速拉下4m,求:(g取10Nkg)(1)提升前货物静止在地面上,与地面的接触面积为004m2,求货
18、物对地面的压强(2)提升时绳子自由端的速度(3)拉力F的功率(4)此滑轮组的机械效率25【10肇庆】(7分)江西省三清山是我国著名的道教胜地和旅游景点三清山索道全长2426m,上、下高度差约600m,单个吊车载满两人后的总重是2500N以单个吊车载满两人为例,试回答下列问题(1)吊车与索道的接触面积以0.01m2计,索道上挂吊车处的钢索承受的压强是多大?(2)单个吊车从索道最高处运行到最低处,吊车和人的重力做多少功?(3)若单个吊车从索道最高处运行到最低处,需时20分钟,吊车和人的重力做功的功率是多少?32. 【10河池】第41届世界博览会于2010年5月1日至10月31日在我国上海举行,世博
19、会的主题是“城市,让生活更美好” 在场馆和楼房建设工地上,“塔吊”是常见的一种起重设备,如图19所示是“塔吊”的示意图.假设某塔吊配置的电动机铭牌上标有:额定电压380V, 额定功率38kW,线圈电阻0.4在一次吊起重物时,电动机正常工作20s,把重物吊起20m求:(1)该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能(2)电动机工作过程中,线圈产生的热量(3)在该起重设备中,如果这次吊起重物的机械效率为80%,则被吊重物的质量为多少t? 23【10广西玉溪】(8分)如图18所示,在青海玉树抗震救灾清理废墟过程中,解放军 部队某战士用150kW的铲车开足马力工作。若铲车用5s匀速推进了3m,然后将1.
20、5t的建筑废料举高3m装车运走,整个过程是连续的,若柴油发电机的热效率为34.5%。()求:(1)在推土过程,铲车受到的阻力。 (2) 在举高过程,铲车所做的功。图18(3)整个过程消耗柴油多少千克?解:(1)由得:(1分) 铲车受到的阻力 (1分)(2) (2分)(3) 铲车匀速前进时做功:(1分)铲车整个过程做的总功:(1分)设柴油燃烧放出的热量为,则(1分)由得柴油的质量(1分)29【10百色】2010年春,我市部分县区发生严重旱灾,某校师生饮水困难。抗旱突击队在离学校6千米远处探测到有地下水源,经努力挖掘,在离地面10米深处挖到水源。突击队用柴油机带动抽水机将水抽上来,用汽车运往学校,
21、整套抽水设备的效率是10%。(柴油的热值:q柴油=4.3107J/kg)(1)汽车从水源处将水运到学校用时10分钟,问汽车的平均速度为多少米/秒? (2)抽水机将质量为20吨的水抽到地面所做的有用功是多少焦?消耗多少千克柴油?第26题图26【10无锡】“海宝”是2010年世博会的吉祥物,其形状如图所示为迎接世博会,某公园大门口的水平地面上安放一个大型“海宝”雕塑,其重力为3.6104 N, 与水平地面间的接触面积为1.2 m2g取10Nkg求: (1)该雕塑的质量是多少? (2)雕塑对地面的压强是多少?(3)在搬运过程中,起重机在20s内将该雕塑匀速抬高了2m,则起重机对雕塑所做功的功率是多少
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