专题11 功、功率、机械效率（解析版）（第1期）

【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】专题11功、功率、机械效率（解析版）（第1期）一、选择题1.（2022·山东泰安）如图所示，利用滑轮组将重为80N的物体在30s内匀速提升3m，已知拉力F为50N，若不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（）。A.绳端移动的速度为0.3m/sB.动滑轮重力为50NC.拉力做功的功率为40WD.滑轮组的机械效率为80%【答案】D。【解析】A．由图可知，有两段绳子吊着动滑轮，即n=2。绳端移动的距离为s=nh=2×3m=6m绳端移动的速度为6m==0.2m/s30ssvt故A错误；B．忽略绳子的重力和摩擦的情况下1FGGn物动则-GnFG动由于n=2，则2-=250N-80N=20NGFG动故B错误；C．拉力做功为50N6m300JWFs总拉力做功的功率为300J==10W30sWPt故C错误；D．克服物体的重力做的有用功为80N3m240JWGh有用滑轮组的机械效率为240J100%=100%80%300JWW有总故D正确。故选D。2.（2022·云南省）如图所示，工人利用滑轮组将质量为57kg的建筑材料匀速提升，绳子自由【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】端移动的速度为0.4m/s，动滑轮的质量为3kg，忽略绳重和摩擦，则（）。A.经过10s建筑材料被提升4mB.工人对绳子的拉力为300NC.经过10s工人做的有用功为2280JD.此过程中该滑轮组的机械效率为90%【答案】B。【解析】A．两根绳子分担动滑轮重，故建筑材料移动的速度为11=0.4m/s0.2m/s22vv物绳经过10s建筑材料被提升0.2m/s10s2mhvt故A错误；B．工人对绳子的拉力为11=(57kg10N/kg+3kg10N/kg)300N22FGG物动故B正确；C．经过10s工人做的有用功为300N22m1200JWFs故C错误；D．此过程中该滑轮组的机械效率为57kg10N/kg2m100%=100%=95%300N22mWGhWFs有总故D错误。故选B。3.（2022·湖南衡阳）小芳用如图所示的滑轮组，在5s内将重为90N的物体匀速提升1m，拉力F为40N，不计轮重及摩擦，下列说法正确的是（）。A.滑轮组提升重物所做的有用功是40JB.该滑轮组的机械效率是75%C.动滑轮的重力是50ND.拉力的功率是24W【答案】BD。【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】【解析】A．滑轮组提升重物所做的有用功W有用=Gh=90N×1m=90J故A错误；B．拉力所做的总功为W总=Fs=40N×1m×3=120J滑轮组的机械效率为90J100%=100%75%120JWW有用总故B正确；C．动滑轮的重力G动=nF-G=3×40N-90N=30N故C错误；D．拉力的功率120J=24W5sWPt总故D正确。故选BD。4.（2022·江苏扬州）在测量滑轮组机械效率的活动中，装置如图所示，欲使所测机械效率提高，下列措施可行的是（）。A.转轴加润滑油B.增加提升高度C.增大提升速度D.减小物体质量【答案】A。【解析】A．转轴加润滑油，减小摩擦力，减小额外功，可以提升滑轮组的机械效率，故A符合题意；B．有3段绳子分担动滑轮和物重，故滑轮组的机械效率为100%=100%=100%=33WGhGhGWFsFhF有总与提升高度高度无关，故B不符合题意；C．滑轮组的机械效率与速度无关，故C不符合题意；D．若减小物体的质量，根据1100%=100%==1+WGhGGWGhGhGGG有物物动总物动物动物可知，滑轮组的机械效率将变小，故D不符合题意。故选A。【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】5.（2022·四川内江）在如图所示的滑轮组中，每个滑轮重20N，在绳子自由端用100N的拉力把货物匀速提高1m，不计摩擦和绳重，则货物的重力和滑轮组的机械效率分别是（）。A.20N；80%B.20N；90%C.180N；90%D.180N；80%【答案】C。【解析】AB．如图所示，两段绳子分担动滑轮和物重，故重物重2-=2100N-20N=180NGFG物动故AB不符合题意；CD．不计绳重和摩擦力，故滑轮组的机械效率是180N100%=100%===90%180N+20NWGhGWGhGhGG有物物总物动物动故C符合题意；D不符合题意。故选C。6.（2022·山东临沂）2022年5月20日，我市文化体育新地标一临沂奥体中心体育场钢结构主体顺利完成合拢。履带式起重机是该项工程的重要施工机械，施工现场的履带式起重机（）。A.水平移动时其重力不做功B.吊臂前端的定滑轮能省力C.粗糙的履带可以减小摩擦D.宽大的履带可以增大压强【答案】A。【解析】A．水平移动时其重力方向与移动方向垂直，重力不做功，故A符合题意；B．吊臂前端的定滑轮是等臂杠杆，不能省力，故B不符合题意；C．粗糙的履带，增大接触面的粗糙程度，可以增大摩擦，故C不符合题意；D．宽大的履带，增大了接触面积，可以减小压强，故D不符合题意。故选A。7.（2022·山东临沂）北京路沂河大桥改造工程是我市今年重大工程之一，截至2月27日，质量为2.5万吨的南幅老桥桥面由560个液压千斤顶顶升到位（如图）。桥面被以5mm/min的速度共顶升3.1m，g取10N/kg，下列判断正确的是（）。【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】A.南幅老桥桥面重2.5×105NB.1h内桥面可被连续顶升3mC.千斤顶共对桥面做功7.75×108JD.千斤顶应用了流体压强的特点【答案】C。【解析】A．南幅老桥桥面重为4382.51010kg?10N/kg=2.510NGmg故A错误；B．由=svt得，1h内桥面可被连续顶升5mm/min?60min=300mm=0.3msvt故B错误；C．千斤顶共对桥面做功882.510N?3.1m=7.75?10JWGh故C正确；D．千斤顶应用了帕斯卡原理，即密闭液体能大小不变地传递压强的原理，故D错误。故选C。8.（2022·陕西省）如图，这是一种塔式起重机，已知起重机上的滑轮组在匀速起吊330kg的物体时，滑轮组的机械效率是60%，g取10N/kg。下列分析和计算错误．．的是（）。A.起重机的吊臂AOB可视为杠杆；B.增加起吊物体的质量，滑轮组的机械效率将减小；C.物体上升2m，滑轮组所做有用功是6.6×103J；D.物体上升2m，滑轮组所做总功是1.1×104J【答案】B。【解析】A．由图可知，起重机的吊臂可以视为支点在O点，力臂分别为OA、OB的杠杆，故A正确，不符合题意；B．滑轮组的机械效率11有有额总额有有增加起吊物体的质量时，有用功增加，额外功不变，有用功与总功的比值变大，则滑轮组的机械效率变大，故B错误，符合题意；C．物体上升2m，滑轮组所做有用功W有=Gh=mgh=330kg×10N/kg×2m=6.6×103J故C正确，不符合题意；【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】D．滑轮组所做总功346.610J1.110J60%WW有总故D正确，不符合题意。故选B。9.（2022·四川南充）某科技小组设计了一种测量浑水密度的装置，如图所示，A是体积为10-3m3的均匀正方体浮子，B是圆形容器，C是固定在容器底部的定滑轮，通过细绳将A与滑轮组连接。当容器中盛有适量密度为1.0×103kg/m3的清水，连接浮子的绳子恰好不受拉力时，浮子25的体积浸在清水中；当绳子末端拉力为F1时，浮子在清水中浸没后能缓慢匀速向下运动：把清水换成待测浑水后，绳子末端拉力为F2=3.1N时，浮子浸没后也能缓慢匀速向下运动。已知动滑轮质量为30g，g=10N/kg，不计绳子质量，伸缩，摩擦及水的阻力则（）。A.浮子的密度为0.6×103kg/m3；B.绳子拉力F1为2.1N；C.清水中浮子浸没后匀速运动时滑轮组的机械效率约为95%；D.浑水密度为1.2×103kg/m3【答案】BC。【解析】A．接浮子的绳子恰好不受拉力时，浮子25的体积浸在清水中，可知此时浮力等于重力，浮子的密度为A3333AAAAAA22251.010/m0.410/m55AgVFmGkgkgVgVgVgV水浮水故A不符合题意；B．浮子浸没在水中时受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N浮子的重力为G=mg=ρAgV=0.4×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=4N【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】绳子对A的拉力为F=F浮-G=10N-4N=6N绳子拉力F1为11116N0.0310N/2.1N333FFGFmgkgkg动动故B符合题意；C．清水中浮子浸没后匀速运动时滑轮组的机械效率约为116N100%95%3332.1NWFhFWFhF有总故C符合题意；D．在浑水中绳子对A的拉力为3223333.1N0.0310N/9NFFGFmgkgkg动动浮子浸没在浑水中时受到的浮力为F4=G+F3=4N+9N=13N浑水密度为33433A13N1.310/m10N/10mFkggVkg浑水故D不符合题意。故选BC。二、填空题10.（2022·四川自贡）小明同学用15N的水平推力推动重为100N的超市购物车。购物车自静止开始在10s内沿水平方向前进了10m。在整个过程中推力做功为___________J，重力做功为___________J。【答案】①150；②0。【解析】[1]推力的方向水平向前，推车水平方向移动的距离为10m，由WFs可知，在整个过程中推力做功15N10m=150JWFs[2]当一个力作用在物体上，并使物体在力的方向上通过了一段距离，力学中就说这个力对物体做了功。重力的方向为竖直向下，但推车未在竖直方向上移动距离，故重力没做功，其大小为0。11.（2022·四川自贡）如图所示，用滑轮组将重力为540N的重物匀速提升2m，所用拉力F为200N，则滑轮组的机械效率为___________，如果要提高滑轮组的机械效率，你的做法是___________。（答出一条即可）【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】【答案】①90%；②增加重物的重力。【解析】[1]由图示知，滑轮组承重绳子为3根，重物提升2m，绳子端移动的距离s=3h=3×2m=6m滑轮组的机械效率540N2m100%90%200N6mWGhWFs有总；[2]要提高滑轮组的机械效率，可增加提升重物的重力，此时，提升重物所做的有用功增大，机械效率增大。12.（2022·重庆A）在一次实验探究活动中，小林用如图所示滑轮组将重为2.7N的物体匀速提升了20cm用时2s，绳子自由端弹簧测力计的示数如图所示，则小林做的有用功为_______J，滑轮组的机械效率为_________%。【答案】①0.54；②75。【解析】[1]由题意可知，物体的重力为G=2.7N，物体上升的高度为h=20cm=0.2m故由W=Fs可得，小林做的有用功为W有=Gh=2.7N×0.2m=0.54J[2]由图中可知，绳子自由端的拉力为F=1.2N，动滑轮上有三股绳子承重，故可得滑轮组的机械效率为2.7N100%100%100%100%75%3331.2NWGhGWFhF有总。13.（2022·四川南充）如图所示，某工人师傅用平行于斜面向上、大小为500N的推力，把木箱从长4m的斜面底端推到顶端用时10s，整个过程木箱的平均速度为________m/s，推力的平均功率为_________W。【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】【答案】①0.4；②200。【解析】[1]木箱的平均速度4m0.4m/s10ssvt[2]推力的平均功率500N0.4m/s200