机械效率的计算知识点题库

当前城镇化建设进程中，在一些场馆和楼房建设工地上，常见一种“塔吊”的起重设备，其主要组成为电动机和机械两部分，如图所示。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0.5Ω。在一次起吊中，该“塔吊”电动机正常工作25s，把质量为3t的重物吊起22m(g取10N/kg)。求：

（1）电动机吊起重物的过程中消耗的电能。
（2）电动机正常工作过程中线圈产生的热量。
（3）该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率。

如图所示，用动滑轮把重为40N的物体匀速上提，弹簧测力计示数为24N，则拉力F为N.不计摩擦和绳重，动滑轮重为N，这时该动滑轮的机械效率约为.

如图所示， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两个滑轮组，在相同时间内，用同样大小的力 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，把物重相等的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 提升相同的高度，如果用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 表示两装置的机械效率，用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 分别表示力 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 所做功的功率 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，（每个滑轮等重）则（）

A . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$

请阅读《太空快递员》并回答下列各题。

太空快递员

2017年4月20日，天舟一号货运飞船成功进入预定轨道，太阳能帆板展开正常，发射获得圆满成功。因为天舟一号“只运货，不送人”，被人们形象地称为“太空快递员”。天舟一号外观如图所示，部分参数见下表。

在近地轨道运行的航天器会由于空气阻力而“掉高度”，为了维持高度，就需要火箭发动机适时启动以保持轨道高度，但是其携带的燃料是有限的。这就对被称为“太空加油”的在轨推进剂补加技术提出了需求。此次天舟一号的一个重要使命就是验证该项技术。此次天舟一号的目标飞行器是天宫二号，为了给天宫二号补给物资，天舟一号必须首先和天宫二号交会对接。早在2011年11月3日，天宫一号目标飞行器就已与神舟八号飞船顺利完成我国的首次交会对接。天舟一号将首次使用我国航天人研发的快速自主交会对接技术。交会对接完毕后，天舟一号就可以向天宫二号补给物资以及为天宫二号“太空加油”。别小看这次的“太空加油”，它是天舟一号和天宫二号在高速飞行中对接锁紧、确保补加装置和管路气密性好的前提下进行，其过程要比汽车加油复杂得多，分为29个步骤，每步都需要精细控制。首先，天宫二号的压气机将手风琴状的膜盒贮箱中的气体压回气瓶，使天宫二号的燃料贮箱的气压低于天舟一号的燃料贮箱的气压；随后，接通天舟一号和天宫二号贮箱，使推进剂自动从天舟一号贮箱“流入”天宫二号贮箱，当两侧贮箱的气压相等时，加注工作完成。目前，我国成为继俄罗斯和美国之后第三个掌握在轨推进剂补加技术的国家。天舟一号任务的圆满成功，标志着我国载人航天工程第二步胜利完成，也正式宣告中国航天迈进“空间站时代”。

请根据上述材料，回答下列问题：

（1） “太空加油”时，天舟一号相对于天宫二号是的。（选填“静止”或“运动”）
（2） “太空加油”时，推进剂自动从天舟一号贮箱“流入”天宫二号贮箱的条件是：天宫二号燃料贮箱的气压天舟一号燃料贮箱的气压。（选填“高于”或“低于”）
（3）欧洲太空局ATV货运飞船最大上行货运能力约7.7t物资，它的起飞质量约为21t。借鉴所学机械效率概念，请你通过计算比较天舟一号与欧洲太空局ATV货运飞船哪个运载效率高。

暑假期间小轩一家人开着小汽车去河北省石家庄市旅游。

（1）小汽车的发动机一般都是使用四冲程的汽油机，在冲程是内能转化为机械能的过程，完全燃烧2kg的汽油能够释放出J的热量：（汽油的热值为4.6×10⁷J/kg）
（2）某牌号汽车发动机的说明书将汽油机的能量流向制成如图所示的图表，根据图表给出的信息，该汽油器的效率为%。
（3）为确保发动机正常工作，需对其冷却。发动机的冷却循环系统一般使用水来充当冷却剂，从冷却效果考虑，你认为有什么优点（只写一中即可）。
（4）表中A，B两地是石家庄和青岛市同一天的气温日变化情况，由表可知，地可能是石家庄市。（选填A或B）（提示：石家庄属于内陆城市，青岛水域沿海城市）

如图是工人将重160N的物体匀速放下的过程，已知物体下降的距离为3m，用时3s，工人的拉力为50N，工人质量为50kg。(物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦)

（1）求工人放绳的速度。
（2）求滑轮组的效率 $\text{[math]}$ ₁。
（3）如果物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为 $\text{[math]}$ ₂ ，已知 $\text{[math]}$ ₁： $\text{[math]}$ ₂=4：3(物体在水中仍匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦)。求当物体完全浸没水中后，工人对地面的压力。

如图为某型号电动平衡车，其电动机功率为400W．在下列条件下测得其续航里程为18km：满电：载重60kg；沿平直路面行驶：速度12km/h。在这次测试中，电动机消耗电能为kW•h：若电动机效率为80%，则平衡车受到的阻力为N。

如图,使用杠杆提升重物,拉力F竖直向下,重物匀速缓慢上升,相关数据如下表:求

物重G/N	拉力F/N	时间t/s	A端上升的竖直距离h/m	B端下降的竖直距离s/m
200	500	0.5	0.4	0.2

（1）拉力所做的功
（2）拉力做功的功率
（3）此过程中,该杠杆的机械效率

用如图所示的滑轮组竖直匀速提升重为G的物体，拉力大小为F，时间内物体上升的高度为h，滑轮组的机械效率为 $\text{[math]}$ 。不计绳重与摩擦，则（）

A . 若物重变为2G，则拉力也会变为2F B . 若匀速提升的高度增大，机械效率仍为 $\text{[math]}$ C . 时间内的额外功 $\text{[math]}$ D . 动滑轮的重力为 $\text{[math]}$

如图所示，用 25N 的力向上拉绳子，使重为 30N 的物体在 3s 内匀速上升了 0.6m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）

A . 物体上升的速度为 0.2m/s B . 动滑轮的机械效率是 60% C . 拉力做功的功率为 6W D . 动滑轮的重力是 20N

用如图所示的滑轮组将货物匀速向上提升3m，人的拉力F为200N ，这个过程中滑轮组提升货物的机械效率为80% ，求：

（1）绳子自由端移动的距离s；
（2）人的拉力F做的功；
（3）货物的重力。

斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，

（1）如：。

（2）那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力）

小明做了如下猜想：

猜想1：与斜面的表面材料有关；

猜想2：与斜面的倾斜程度有关；

猜想3：与物体受到的重力大小有关。

小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。

实验序号	1	2	3	4	5	6
斜面倾角	θ	θ	θ	θ	θ₁（θ₁＞θ）	θ₂（θ₂＞θ₁）
斜面的表面材料	木板	毛巾	木板	木板	木板	木板
物块重G/N	2.0	2.0	4.0	6.0	2.0	2.0
沿斜面拉力F/N	1.35	1.52	2.70	4.05	1.52	1.70

回答下列问题：

通过对比实验中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关；

（3）通过对比实验1、5、6中的数据，得出的结论是：在其他条件相同时，；
（4）为验证猜想3，小明做了实验（填写实验序号），分析实验数据后，小明认为这几次实验省力情况相同，依据是。
（5）（拓展）完成实验后，小明沿斜面用1.8N的拉力，将重为4.5N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。已知斜面长1.2m、高0.3m，则斜面的机械效率是%。（把重物直接提升0.3m所做的功作为有用功）

如图所示，每个滑轮的重力为6N，物体A的重力G_A=100N，物体B的重力G_B=60N，F₁=16N，F₂=12N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动。绳重及滑轮转轴处的摩擦等次要因素忽略不计。下列说法正确的是（　　）

A . F₂的功率为1.2W B . 物体A与地面之间的摩擦力为2N，方向向右 C . 滑轮组的机械效率为75% D . 如果增大F₂ ，物体A可能向左运动

在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据，如下表：

实验次数	物重G_物/N	动滑轮G_动/N	钩码上升高度h/m	动力F/N	动力作用点移动距离s/m	滑轮组机械效率 $\text{[math]}$
1	1	0.5	0.1	0.7	0.3	47.6
2	2	0.5	0.1	1.1	0.3	60.6
3	4	0.5	0.1	2	0.3
4	4	1	0.1	/	0.5	50.0

（1）根据表中前3次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕绳方法；
（2）在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量匀速向上拉动弹簧测力计，第3次实验时滑轮组的机械效率为；
（3）由表中第组（次）数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关；
（4）由表中第3、4组（次）数据可知，滑轮组的机械效率与摩擦和有关，请计算出第3组（次）实验中克服摩擦所做的额外功J。

小明所在的实验小组为“探究影响滑轮组的机械效率的因素”，组装了如图所示的实验装置。已知每个钩码重为0.5 N，施加在绳子自由端的拉力为0.75 N，不计绳重和摩擦，则动滑轮重为N；若增加钩码的个数，则滑轮组的机械效率将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体．已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1m．当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。求：

（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；
（2）动滑轮的重力；
（3）物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率。

如图所示滑轮组，工人师傅用125N的拉力把重为200N的箱子匀速提升到某一高度，此滑轮组的机械效率为；生活中经常使用的笤帚是（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。

如图所示，用一平行于斜面向上的力将质量为80kg的木箱从2m长的斜面底端匀速拉到顶端（可以把木箱看作质点），斜面的倾斜角为30°，木箱受到的摩擦力是木箱重力力的0.1倍，则下列说法正确的是（）

A . 木箱克服摩擦力做功80J B . 拉力大小为480N C . 斜面的机械效率80% D . 拉力做功为880J

如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每次运送的量不定，如图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象，（不考虑绳重和摩擦）则动滑轮重为N。当运送的货物重为400N时，滑轮组的机械效率是。

如图所示，体重为700N的工人用滑轮组把重为300N的货物在4s内匀速提高2m，拉力为200N，不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（）

A . 工人拉力做功的功率为200W B . 滑轮组的机械效率为50% C . 工人对地面的压力为700N D . 工人用该滑轮组最多能提升1200N的货物

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