【《机械效率计算题及答案》】在物理学习中,机械效率是一个重要的概念,它反映了机械设备在能量转换过程中的性能。理解并掌握机械效率的计算方法,对于解决实际问题和提升物理成绩都有很大帮助。以下是一些典型的机械效率计算题及其详细解析,供同学们参考学习。
题目一:
一个滑轮组将质量为20kg的物体匀速提升5米,拉力做功为1200焦耳。求该滑轮组的机械效率。(g=10N/kg)
解析:
首先,计算有用功(即克服重力所做的功):
$$ W_{有用} = mgh = 20 \, \text{kg} \times 10 \, \text{N/kg} \times 5 \, \text{m} = 1000 \, \text{J} $$
已知总功为1200 J,因此机械效率为:
$$ \eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} \times 100\% = \frac{1000}{1200} \times 100\% \approx 83.33\% $$
答案: 该滑轮组的机械效率约为83.33%。
题目二:
某人用一个动滑轮将重力为400N的物体匀速提起,绳子自由端移动了6米,拉力为250N。求动滑轮的机械效率。
解析:
有用功为克服物体重力所做的功:
$$ W_{有用} = F_{物} \times h = 400 \, \text{N} \times 3 \, \text{m} = 1200 \, \text{J} $$
(假设物体被提起3米,因为动滑轮省力不省距离,绳子移动距离是物体移动距离的两倍)
总功为拉力所做的功:
$$ W_{总} = F_{拉} \times s = 250 \, \text{N} \times 6 \, \text{m} = 1500 \, \text{J} $$
机械效率为:
$$ \eta = \frac{1200}{1500} \times 100\% = 80\% $$
答案: 动滑轮的机械效率为80%。
题目三:
一台起重机将质量为500kg的物体匀速吊起10米,所用时间为5秒,电动机输入功率为12kW。求起重机的机械效率。
解析:
首先计算有用功:
$$ W_{有用} = mgh = 500 \, \text{kg} \times 10 \, \text{N/kg} \times 10 \, \text{m} = 50000 \, \text{J} $$
计算总功(电动机输入的功):
$$ W_{总} = P_{输入} \times t = 12000 \, \text{W} \times 5 \, \text{s} = 60000 \, \text{J} $$
机械效率为:
$$ \eta = \frac{50000}{60000} \times 100\% \approx 83.33\% $$
答案: 起重机的机械效率约为83.33%。
通过以上几道题目的练习,可以加深对机械效率的理解,并掌握其基本计算方法。在实际考试或作业中,注意区分有用功与总功,以及正确识别题目中提供的条件,是解题的关键。希望同学们能够灵活运用这些知识,提高解题能力。