1、第3节机械效率一、知能演练提升1.利用如图所示的滑轮,在粗糙水平面上匀速拉动物体,下列叙述正确的是()A.重力做的功是有用功B.拉力F1做的功是额外功C.绳子自由端的拉力F做的功是总功D.该滑轮的机械效率可能等于100%2.如图所示的剪刀剪纸的机械效率为80%,这表示()A.若作用在剪刀的动力是1 N,则阻力是0.8 NB.若作用在剪刀的阻力是1 N,则动力是0.8 NC.若作用在剪刀的动力做功1 J,则有0.2 J的功用于剪纸D.若作用在剪刀的动力做功1 J,则有0.8 J的功用于剪纸3.如图所示,用滑轮组提升重物时,重力为800 N的物体在10 s内匀速上升了1 m。已知拉绳子的力F为50
2、0 N,则提升重物的过程中()A.做的有用功是800 JB.拉力F的功率是80 WC.绳子自由端被拉下3 mD.滑轮组的机械效率是60%4.(2017黑龙江哈尔滨中考)用如图所示的装置研究滑轮组机械效率,下列说法不正确的是()A.弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动B.测量机械效率的原理是=C.机械效率与动滑轮重力的大小有关D.提高机械效率可以通过减小钩码的重力来实现5.用如图所示的滑轮组匀速提升重力为200 N的物体,人对绳的拉力为125 N,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为。如果人的体重为600 N,拉动过程中绳始终未断裂,他用此滑轮组能提升的最大物重为。6.小明用同一滑轮组分别将甲、乙两组
3、钩码提升相同的高度,如图所示。他两次提升钩码所用的拉力分别为F甲和F乙,则F甲F乙;所做的有用功分别为W甲和W乙,机械效率分别为甲和乙,则W甲W乙,甲乙。(均选填“”“=”或“”)7.下图是一种小型千斤顶的示意图,当手往下压动摇臂时,能把重物抬高一段较小的距离。工人在 2 s 时间里,用100 N的力,竖直向下压动摇臂50 cm,把重力为1 000 N的重物匀速抬高4 cm,则重物上升的速度是 m/s,所做的有用功是 J,千斤顶的机械效率是。8.如图所示,将质量为100 kg的木箱,用一平行于斜面向上的力从底端匀速拉到斜面顶端。斜面长5 m、高1.6 m,在此过程斜面的机械效率为80%。则拉力
4、做的功为 J,拉力所做的额外功为 J。(g取10 N/kg)9.某实验小组利用如图所示的装置测滑轮组机械效率,记录数据如下表:实验序号钩码重/N钩码上升的高度/m绳端的拉力/N绳端移动的距离/m机械效率/%40.11.80.374.160.12.40.3(1)实验时,应沿竖直方向拉动弹簧测力计。(2)第2次实验中,拉力做的总功是 J,滑轮组做的有用功是 J,滑轮组的机械效率=(结果保留一位小数)。(3)由记录数据分析,两次机械效率不同的主要原因是。10.(2017四川自贡中考)如图所示,A物体受到的重力是100 N,在拉力F的作用下,能以0.2 m/s 的速度在水平地面上向左匀速直线运动。已知
5、拉力F=5 N,滑轮组的机械效率为80%,试问:(1)5 s内拉力F所做功的大小是多少?(2)物体A受到水平地面的摩擦力大小是多少?11.在湛江港码头,小华看到工人利用斜面把货物推到车上,联想到上物理课时老师讲过的知识,小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关,小华提出了以下猜想:A.斜面的机械效率可能与物体的重力有关;B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。小华同学为了验证自己的猜想是否正确,于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究,记录的实验数据如下表:实验次数斜面倾角物块重力G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J总功W总/J斜面的机械效率305.0
6、0.64.21.23.05.0303.00.62.51.21.860%453.00.82.81.22.43.471%(1)在实验操作过程中,应沿斜面向上拉动木块;实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向(选填“左”或“右”)移动。(2)根据表格中数据,第次实验斜面的机械效率为%,第次实验中总功为 J。(3)通过对比实验数据,可验证小华的猜想(填写字母);通过对比实验数据,可以得出的探究结论是。(4)此实验主要用到的研究方法是。(5)除了小华的猜想以外,请你猜想斜面的机械效率还可能与(写出一个)有关。第3节机械效率一、知能演练提升1.C2.D解析 剪刀可以看作是一个杠杆,根据杠杆的平衡
7、条件F1l1=F2l2知,要比较动力或阻力大小,必须知道动力臂和阻力臂,A、B选项都错误;利用剪刀的目的是剪纸,所以剪纸做的功是有用功,由机械效率为80%知,如果动力做功1 J,有0.8 J是用于剪纸,C选项错误,D选项正确。3.A解析 在提升重物的过程中W有=Gh=800 N1 m=800 J;拉力F的功率是P=100 W;绳子自由端被拉下s=21 m=2 m;滑轮组的机械效率是=80%。4.D5.解析 本题考查滑轮组的机械效率的有关计算。题图中的滑轮组有2段绳子分担物重,所以当用它匀速提升200 N的重物时,=80%。在不计摩擦与绳重时,F=(G物+G动),所以G动=50 N。因为人站在地
8、面上施加的最大拉力不可能大于自身重力,所以最大拉力为F=600 N,因为F=(G物+G动),所以最大物重G物=1 150 N。答案 80%1 150 N6.解析 本题考查滑轮组机械效率的计算。甲、乙滑轮组承担物重的绳子段数都是三段,提起的重物越重,所需的拉力越大,所以F甲F乙;假设都使物体上升h,则W甲=Gh,W乙=2Gh,故W甲W乙;用同一滑轮组提升重物到相同高度,所做的额外功是相等的,由于W甲W乙,所以甲乙。答案 7.解析 物体上升的速度v=0.02 m/s;有用功W有=Gh=1 000 N0.04 m=40 J;总功 W总=Fs=100 N0.5 m=50 J;千斤顶的机械效率 =80%
9、。答案 0.024080%8.解析 本题考查斜面机械效率的有关计算。根据木箱的质量可以求出木箱的重力G=mg=100 kg10 N/kg=1 000 N;克服木箱的重力所做的功就是有用功,即W有=Gh=1 000 N1.6 m=1 600 J;拉力F所做的总功是W总=2 000 J;所以拉力所做的额外功是W额=W总-W有=2 000 J-1 600 J=400 J。答案 2 0004009.解析 本题考查测量滑轮组的机械效率。实验时,要竖直向上匀速拉动弹簧测力计;第2次实验中,拉力做的总功W总=Fs=2.4 N0.3 m=0.72 J,滑轮组做的有用功W有=Gh=6 N0.1 m=0.6 J,
10、则滑轮组的机械效率=83.3%。两次实验中由于钩码重不同,提升相同高度时,所做的有用功不同,而滑轮重、摩擦基本相同,那么所做的额外功相同,所以机械效率不同。答案 (1)匀速(2)0.720.683.3%(3)钩码重不同10.解析 (1)5 s内绳移动的距离s=v绳t=0.6 m/s5 s=3 m,5 s内拉力所做的功W=Fs=5 N3 m=15 J。(2)由于物体匀速直线运动,物体A受到滑轮对其水平向左的拉力F和水平向右的摩擦力Ff,物体受力平衡,故F=Ff,因为滑轮组的机械效率=所以F=3F80%=35 N80%=12 N,Ff=F=12 N。答案 (1)15 J(2)12 N11.解析 (
11、1)在实验中为了准确测出拉力的大小,应匀速拉动木块,木板下面的木块向左移动时,木板的倾角变大。(2)=60%,W总=Fs=2.5 N1.2 m=3.0 J。(3)两组数据中,木板的倾角相等,物体的重力不等,所以可以验证猜想A,两组数据中,物体的重力相等,木板的倾角不等,计算得出这两次的机械效率分别为60%和71%,所以可以得出斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越高的结论。(4)在验证机械效率与物体重力的关系时,保证木板的倾角不变,在验证机械效率与木板倾角的关系时,保证物体的重力不变,所以用到的是控制变量法。(5)猜想只要与本实验有关,合理即可。答案 (1)匀速左(2)603.0(3)A在其他条件相同时,斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越高(或大);或在其他条件相同时,斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关(4)控制变量法(5)斜面的粗糙程度、木板的长度、拉木块的速度、木板的面积等(任选其一即可)
