机械效率

1机械效率一、选择题1.甲、乙两种机械的效率分别是70%和50%,则下列说法中正确的是()A.使用甲机械省力B.使用甲机械做功快C.在相同的时间内,使用甲机械完成的功多D.乙机械的额外功在总功中占的比例大2.用相同的定滑轮和动滑轮组成甲、乙两个滑轮组,如图所示,用它们来提升同一重为100N的物体G,动滑轮G动=10N,甲滑轮组将重物提高1m,乙滑轮组将重物提高2m,在不计绳重和摩擦的条件下,下列说法正确的是()A.甲滑轮组拉力大,机械效率低B.乙滑轮组省力所以它的机械效率高C.拉力F1所做的功为110JD.拉力F2大小为50N3.某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率。保持O点位置不变,竖直向上拉动弹簧测力计使重为G的钩码缓慢匀速上升,在此过程中弹簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别测出C、B两点上升的高度为h1、h2。则下列说法正确的是()A.杠杆机械效率的表达式为×100%B.杠杆机械效率的表达式为×100%C.在如图水平位置拉升时F×OB=G×OAD.若弹簧测力计始终竖直向上拉,则测力计示数不断变化4.利用如图所示的甲、乙两滑轮组,在相同的时间内用大小相同的力F1和F2分别把质量相等的重物G1和G2提升到相同的高度,则()A.乙滑轮组做的有用功多B.乙滑轮组绳子末端移动的距离较多2C.F1做功的功率大D.甲滑轮组的机械效率高5.在用滑轮组提升重物时,采取下列措施,不能提高机械效率的是()A.减小机械中的摩擦B.减小动滑轮的重力C.增加被提货物的重力D.加快提升物体的速度6.如图所示,利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体,拉力F的大小为30N,若物体和地面之间的摩擦力大小为45N,则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为()A.45N、50%B.45N、75%C.60N、50%D.60N、75%7.有一斜面长10m,高4m,机械效率为80%。将一重为500N的物体沿斜面底端匀速拉到顶端,则物体与斜面之间的摩擦力为()A.180NB.150NC.100ND.50N二、非选择题8.用如图所示的滑轮组,将重为16N的物体以0.2m/s的速度匀速提升,滑轮组的机械效率为80%,已知每个滑轮重2N,则拉力F为N,拉力的功率为W。9.小明同学用如图装置拉动物体A,使重力为200N的物体在3s内沿水平面匀速移动了4m,若A受到地面的摩擦力为50N,小明作用在绳子上的拉力F为30N,则拉力F的功率为W,该装置的机械效率为。10.如图,用滑轮组将物块从位置A匀速拉到位置B,请在图中画出最省力的绕线方法;物块移动的距离为cm;若此时绳自由端所用拉力为10N,物块受到的摩擦力为18N,滑轮组的机械效率为。11.用一个动滑轮将重为8N的物体匀速提升,所用竖直向上的拉力为5N,则用此动滑轮匀速提升重为18N的物体时,不计绳重和摩擦,其机械效率为(用百分数表示)。12.小明在探究杠杆机械效率的实验中,将重为G的物体悬挂在一粗细相同、质量均匀的长硬棒的中点,在棒的另一端用竖直向上的拉力F将物体缓慢匀速提升时效率为η,若不计摩擦,杠杆自重为(用题中给的字母表示),若拉力的作用点向支点移动一些,杠杆提升重物的机械效率将(选填“增大”“减小”或“不变”)。313.如图甲所示,滑轮组在竖直向上的拉力F作用下,将重为100N的物体匀速提起,在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。图乙中阴影部分的面积表示的物理量的大小是,计算滑轮组提升该重物时的机械效率为。14.如图所示,一同学在用滑轮组匀速提升不同重物时,记录下了绳子自由端拉力F与对应所提升的物体的重力G,如下表:G/N123456F/N0.81.31.82.32.83.3根据上表数据分析可知,绳子自由端拉力F与物体重力G的关系式为F=;当物体重力G=10N时,此滑轮组的机械效率η=。15.如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体,不计绳重和摩擦。若GAGB,则η甲η乙;若FA=FB,则GAGB。(选填“”“”或“=”)16.小明通过机械将重100N的重物在5s内竖直向上匀速提升了2m,机械效率为80%。则此过程中有用功W有=J,额外功W额=J,小明做功的功率P=W。17.图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上匀速缓慢拉动绳子自由端,将重为4.5N的物体从A位置提升到A'位置,同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B'位置,在这个过程中,弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题:4(1)物体提升的高度是cm,拉力是N,该滑轮组的机械效率η=;(2)若在图甲装置的基础上,增加一个动滑轮,改为图丙所示的装置,提升同一物体,则滑轮组的机械效率(选填“变大”“变小”或“不变”)。18.小刚利用如图装置探究“斜面的机械效率”,实验时沿着斜面匀速直线拉动木块,记录的数据如下。斜面倾斜程度小车重G/N斜面高h/m拉力F/N斜面长L/m有用功W有/J总功W/J机械效率η较缓100.1311333%较陡100.2414最陡100.4614667%(1)根据表中的数据,求出斜面较陡时:有用功是W=J;机械效率是η=。(2)分析表中的数据,可以得出:斜面是一种(选填“省力”或“费力”)的机械。(3)其他因素相同时,斜面越陡,机械效率越。19.为了测量杠杆的机械效率,并研究杠杆的机械效率的大小与哪些因素有关,聪聪和明明设计了如图所示的实验装置。(1)聪聪把两个钩码挂在如图所示的B点,用弹簧测力计在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,测得弹簧测力计示数为F,并测得A、B两点上升的高度分别为h1和h2,已知每个钩码质量为m,则上述过程中木质杠杆的机械效率的表达式为η=(用已知或测量物理量的符号表示);(2)明明在聪聪实验后,用一根大小外形完全相同的铁质杠杆代替原来的木质杠杆,然后仍然把两个质量为m的钩码挂在B点,用弹簧测力计在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使得A、B两点上升的高度分别为h1和h2,他发现前后两次实验中,拉力所做的(选填“有用功”“额外功”5或“总功”)是相同的;然后他们经过进一步的分析得出:在其他条件都相同时,杠杆自身重力变大,杠杆的机械效率将(选填“变大”“变小”或“不变”)。20.如图,已知斜面倾角为30°,斜面的高度为1m,一个重为700N的物体在500N的拉力作用下被匀速拉至顶端,试求:(1)此斜面的机械效率;(2)若斜面的高度用h表示,斜面长用s表示,斜面倾角为θ,试说明:当用平行于斜面向上的拉力F将重为G的物块匀速拉至顶端的过程中,物块受到斜面摩擦力大小为多少?21.如图所示,用800N的力向下拉绳子的一端60s,使重物匀速上升2m,已知滑轮组的机械效率为60%,不计绳重及摩擦,求:(g取10N/kg)(1)人做功的总功率;(2)被吊起的重物的质量;(3)当吊起物体重力为1500N时,绳端的拉力大小及此时滑轮组的机械效率。22.小明在探究利用杠杆做功的实践活动中,杠杆一端固定,中点处挂有一重力G为20N的重物,现用手竖直提起杠杆的另一端,使物体缓慢匀速提升(摩擦忽略不计)。(1)若不计杠杆自重,求拉力F的大小。(2)若杠杆是一根自重为5N、材料均匀的硬棒,将重物提升的高度h为0.10m,小明使用杠杆所做的有用功W有用为多大?机械效率η是多大?6答案:DCBCDBD8:1049:8083.3%10:绕线如解析图3.1060%11:90%12:-G不变13:120J83.3%14:0.5G+0.3N94.3%15:16:200505017:(1)5.0275%(2)变小18:(1)250%(2)省力(3)高19:(1)×100%(2)有用功变小20解(1)如图,在直角三角形ABC中,斜面倾角∠ACB=30°,则斜面长AC=2AB=2×1m=2m。斜面的机械效率为:η=×100%=70%;(2)将物块提到h处做的有用功:W有=Gh=G×AC×sinθ,沿斜面将物块拉上去,拉力做的总功:W总=F×AC,根据有用功、额外功和总功的关系可得:W额=W总-W有=F×AC-G×AC×sinθ,克服摩擦力做的额外功:W额=Ff×AC。所以,物块受到斜面的摩擦力:Ff==F-Gsinθ。答案:(1)70%(2)F-Gsinθ21解:(1)滑轮组由3段绳子承担物重;故绳子移动距离为:s=3h=3×2m=6m;故人做的总功为:W总=Fs=800N×6m=4800J;人做功的总功率为:P==80W;(2)由η=得:W有=W总η=4800J×60%=2880J;由W有=Gh得:G==1440N;7则物体质量为:m==144kg;(3)不计绳重及摩擦,则拉力F与物体和动滑轮总重力之间关系为:F=(G+G动);则动滑轮重力为:G动=3F-G=3×800N-1440N=960N;当物重为1500N时,绳端的拉力大小为:F'=(G'+G动)=(1500N+960N)=820N;滑轮组的机械效率为:η==61%。答案:(1)80W(2)144kg(3)820N61%22解:(1)由杠杆原理可知:FL1=GL2,即,F=G=×20N=10N。(2)W有用=Gh=20N×0.1m=2J,W额外=G杆h=5N×0.1m=0.5J,W总=W有用+W额外=2J+0.5J=2.5J,η=×100%=×100%=80%。答案:(1)10N(2)2J80%