1、第三讲 简单机械、功、机械能一、奥赛经典1.如图 1，东湖中学想用离心泵将湖中的水抽到 C处流进养鱼池中。要求在 30min 内至少向养鱼池中输水 120m3，学校领导将以下几个需要解决的问题交给了科技小组。（ 1） A、 B 处各有一个平台，离心泵应放在什么位置，请说明理由。（ 2）如果某型号离心式水泵的扬程为 15m，功率为 17kw，效率为 0.6，试通过计算说明这台水泵是否可满足东湖中学的需求？（ 3）为了节约资金，有人提出全部采购比硬质管便宜、而且与水泵管径相符的软橡皮管配套使用，你认为是否可行，为什么？说出你的正确方案。2、图 9是一种电梯结构的示意图，电梯厢在电梯井中沿竖直通道上
2、下运行。钢链的两端分别固定在电梯井顶部的 A点和 B点，同时钢链绕过重 15 000N电梯厢下的滑轮而托起整个厢体 E，又跨过电梯井顶部由电动机驱动带有齿轮的轮轴C，在 C和 B之间吊起与动滑轮相连的配重 D。电梯载重量为 10人 (1人的质量按60kg计算，取 g=10N kg，忽略摩擦及钢链的质量 )。请回答：(1)配重的功能是什么 ?在已知电梯厢重和载重量的情况下，配重的质量最好是多大 ? (2)当电梯满载匀速上升时， A、 B两点受到的拉力各是多大 ?3 （ 5 分） 2003 年 10 月 16 日 6 时 54 分， “神舟 ”五号飞船成功完成了我国第一次载人航天飞行，返回舱在内蒙
3、古主着陆场地安全着陆。（ 1）火箭发射时发生的能量转化主要是 _能转化为 _能。（ 2）在飞船关闭发动机后绕地球飞行时，如果在舱内进行下列实验，与在地面相比，其中最难完成的是 _（填字母）： A用温度计测温度；B用显微镜观察洋葱表皮；C用漏斗、滤纸过滤，除去水中的泥沙。（ 3）如果将农作物种子携带到太空，然后再带回来进行种植实验。这样做的目的是_。4、液压电梯（如图）是一项新枝术，它可以为十层以下的旧楼加设电梯而无需在楼顶增建悬挂轿箱用的机房。1） 液压机的柱塞通过滑轮和钢索带动轿箱上升，如图。为使轿箱上升18米，液压机柱塞要上升多少米？2） 有一种液压电梯，轿箱本身质量是 1300千克，油泵
4、最大油压是2.3106帕斯卡，厂家所能提供的油压机柱塞直径为（单位：毫米）60、 85、 105、 140、 184、 238六种。通过计算说明应该选用哪种直径的柱塞。 （由于柱塞本身受到重力作用及轿箱加速上升时需要较大的牵引力，厂家要求将柱塞直径扩大到计算值的 1.4倍，然后从所给的六种规格中选取。 ）5.下图 a是一个指甲刀。 (1)这个指甲刀是由哪几个杠杆组成的 ?它们的支点各在哪里 ?(2)小明的指甲刀有图 a和图 b两种组装方式。请分析哪种组装方式更合理。(1)AC、 DE 和 GE 是三个杠杆 ,它们的支点分别是 C、 E 和 E。2 图 a 的组装更合理。对于杠杆 DE 来说 ,
5、指甲在 D 点对它的作用力是阻力 ,AC 在 B 点对它的作用力是动力 .两种组装方式中阻力和阻力臂是一样的 ,但图 a中的动力臂 BE 大于图 b 中的动力臂 ,因此图a 的组装方式要比圈 b 的方式省力。二、巩固练习1拖拉机深耕时的行驶速度一般比在公路慢，这主要是为了 A.提高机械传动效率 B.增大牵引力 C.节省燃料 D提高发动机的功率 2有四种器材： (1)自行车座； (2)机械手表； (3)衣服夹子； (4)发令手抢。其中利用弹簧形变的势能转化为动能工作的有 A (1)和 (2)。 B (2)和 (3)。 C (1)和 (4)。 D (2)和 (4)。3右图为农用扬场机的示意图。谷物
6、脱粒后，谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速转动的轮 W和皮带 B的带动下被抛出，谷粒、糠皮、碎石落地的远近不同，从而形成 1、 2、 3三堆，达到分离的目的。其中 1是 ， 2是 。从能量的角度看，它们在运动过程中能够分离，是因为 4在铁路道口常设有如图 l 所示的道闸，这种道闸平时上扬，当火车要通过道口时道闸转动到水平位置，示意过往的其他车辆停车等候，这种道闸称为常开型道闸。与之相反，另一种道闸平时水平放置，当有车辆要通过时，道闸上扬，允许车辆通过，这种道闸称为常闭型通闸。对于这两种道闸重心的位置，下列说法正确的是 A常闭型道闸，重心应在 O 点左侧B常开型道闸。重心应在 O 点右侧C常闭型
7、道闸，重心应在 O 点右侧D以上说法都不对5如图所示，天平平衡后将天平制动，再把一实心物体 A 放入左盘盛满水的溢杯中（溢出的水将落在盘外的杯中） ，待物块在水中稳定后，再松开制动观察天平，若物块 A 的密度大于水的密度，则天平将会 _，若物块 A 的密度小于水的密度，则天平将会 _。失去平衡，左盘下降；保持平衡。6一个实验用的电动机与电流表串联后接在 6伏直流稳压电源上。闭合开关后电动机并没转动，这时电流表的读数为 5安，检查发现电动机轴上的齿轮被卡住了。排除故障后，让电动机带动轻负载转动，这时电流表的读数为 1安，由此可以算出，此时电能做机械功的功率为 _ _瓦。7有一辆娱乐电瓶车，工作电
8、压为 24伏，工作电流为 10安，效率为80，车及人总重为 2000牛，行驶时阻力为车总重的 0.1倍。该车匀速行驶 120米需 _秒。 8.如图所示是某养鱼专业户设置在鱼池中央的增氧机，它由三个相同浮球和连杆把电动潜水泵固定在一起组成，整个设备总质量 300kg，潜水泵额定电功率3kW。增氧机不工作时，浮球有一半露出水面。增氧机工作时，即潜水泵抽水，每 5min 可将 l.44104kg 水送到 5m 高的空中让其自由下落，从而达到增氧目的。(1)连杆和水泵的体积不计，每个浮球的体积是多少 ?(2)增氧机正常工作时，其效率为多少 ?(g=9.8N kg)(3)增氧机工作时，试分析说明浮球露出
9、水面的体积有何变化 ?9、汽车更换轮胎时需要把车轴抬起来，这时可以使用 “油压千斤顶 ”。下图是油压千斤顶的原理图。向下按动手柄，圆柱形小活塞把小油缸中的机油压向大油缸。大油缸中的油量增多，把圆柱形大活塞向上推，带着上面的重物上升。实验表明，加在密闭的液体上的压强，能够按照原来的大小向各个方向传递（这个规律叫做帕斯卡定律） 。现在有一个油压千斤顶，有关尺寸如图所示。如果希望在手柄上用 20 牛顿的力向下压时就能在大活塞上举起 1 吨的重物，大活塞的直径至少是多少？10.如图所示，起重工人用 “起重葫芦 “将集装箱吊起 ,当工人用 100N 的力拉铁链，使集装箱匀速升高 1m 时，则工人拉动铁链
10、所做的功是多少？人和集装箱的总重约为多少 N？11.工人用如图所示滑轮组缓慢地打捞起沉没在湖中的重物。当重物悬浮在水中时拉力 F 为 180N 此时滑轮组机械效率为 80。当重物离开水面时拉力 F/为480N。设整个装置的摩擦和绳重不计，求重物的平均密度 12 在西北缺水地区，人们开挖水窑，将雨季的雨水储存起来以备饮用。在开挖水窑的过程中，为了提高挖土效率，当地农民采用了由轱辘和动滑轮组成的提土装置，如图所示，已知轱辘的轴半径 r=20cm,摇把到轴线的距离为 R=50 cm，滑轮的机械效率 1=90 .设盛土土筐被匀速提起，其总重为 54kg，加在摇把上的力 F =147N，求：（ 1）轱辘的机械效率；（ 2）整个装置的机械效率。
