安徽无为红庙初中上学期初三物理练习如何提高机械效率

安徽无为红庙初中上学期初三物理练习如何提高机械效率同步练习11.3如何提高机械效率一．选择题〔共10小题〕1．对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，以下说法正确的选项是〔〕A、通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%B、做功多的机械，功率一定大C、功率大的机械，做功一定快D、做功快的机械，机械效率一定高2．如图，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大。假设不计绳重与摩擦的影响，那么提升A的过程〔〕A、额外功较小B、额外功较大C、总功较小D、总功较大3．如下图，用滑轮组提升重物时，重400N的物体在10s内匀速上升了1m。拉绳子的力F为250N，那么提升重物的过粒中〔〕A、做的总功是400JB、拉力F的功率是25WC、绳子自由端被拉下1mD、滑轮组的机械效率是80%4．以下有关起重机提升货物时机械效率的说法，正确的选项是〔〕A、有用功越多，机械效率越高B、同一起重机提起的货物越重，机械效率越高C、额外功越少，机械效率越高D、同一起重机提起同一货物越快，机械效率越高5．某实验小组分别用如下图的甲、乙两个滑轮组〔每个滑轮等重〕，在相同时间内把重物G提升相同高度，F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，以下说法正确的选项是〔〕A、力F1和F2做功的功率相同B、力F1和F2做的总功相同C、乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大D、甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高6．一台电动机的额定电压是220V，其电阻是2Ω．正常工作时，通过的电流为5A，忽略各种摩擦，那么电动机正常工作时将电能转化为机械能的效率约为〔〕A、100%B、95%C、90%D、80%7．如下图装置，假设女孩用60N的力把绳子匀速拉出5m，重300N的男孩被匀速举高0.5m，这个盒子内机械的机械效率是〔〕A、50%B、20%C、75%D、条件不足，无法计算8．在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到高处，如下图，沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m、高1m。把重物直接提升h所做的功作有用功。g取10N/kg，以下说法正确的选项是〔〕A、物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用B、做的有用功是40JC、此斜面的机械效率为62.5%D、物体受到的摩擦力大小为10N9．工人师傅利用如下图的两种方式，将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离。F1、F2始终沿竖直方向；图甲中BO=2AO，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度为0.01m/s。不计杠杆重、绳重和摩擦，那么以下说法正确的选项是〔〕A、甲乙两种方式都省一半的力B、甲方式F1由150N逐渐变大C、乙方式F2的功率为3WD、乙方式中滑轮组的机械效率约为83.3%10．如下图，物体在沿斜面向上拉力的作用下从倾角为30°的斜面底端匀速拉到斜面的顶端，物体所受重力为G，斜面的机械效率为75%，假设物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示，那么〔〕A、F=Gf=GB、F=Gf=GC、F=Gf=GD、F=Gf=G二．填空题〔共5小题〕11．如下图，当工人师傅用400N的拉力向下拉绳时，可使重680N的重物匀速上升，此过程中滑轮组的机械效率为。12．如下图，沿斜面把质量为12kg的一个物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力是F=100N，斜面长2m、高1m，那么其机械效率是%，物体所受摩擦力是N．〔取g=10N/kg〕13．工人借助如下图的装置，在20s时间内将700N重的货物匀速提升了4m，他对绳子的拉力为500N．该过程中，工人所用装置的机械效率为，工人对绳子拉力的功率为W。14．如下图，将质量为80kg的木箱，用一个平行于斜面向上的拉力从底端匀速拉到斜面顶端。斜面长10m、高3m，在此过程斜面的机械效率为80%．那么拉力做的功为J，拉力所做的额外功为J．假设换一个质量小一点的木箱，用力匀速拉到斜面顶端，此时斜面的机械效率将。〔选填〝增大〞、〝不变〞或〝减小〞〕15．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，假设不计摩擦，杠杆自重为〔用题中给的字母表示〕，假设拉力的作用点向支点移动一些，杠杆提升重物的机械效率率将〔选填〝增大〞、〝减小〞或〝不变〞〕。三．实验探究题〔共1小题〕16．测量滑轮组的机械效率：步骤如下图为测量某滑轮组机械效率的实验装置。①实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计。②分析表中数据可知：实验2是用图做的实验。③实验序号3中的机械效装置图率η=。表格实验序号钩码重量G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率η140.11.80.374%280.13.10.386%380.12.50.4结论通过比较〔填实验序号〕两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率问题讨论实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数。你认为他的想法〔选填〝正确〞或〝不正确〞〕，因为他没有考虑到对滑轮组机械效率的影响。四．解答题〔共1小题〕17．请阅读«太空快递员»并回答以下各题。太空快递员2019年4月20日，天舟一号货运飞船成功进入预定轨道，太阳能帆板展开正常，发射获得圆满成功。因为天舟一号〝只运货，不送人〞，被人们形象地称为〝太空快递员〞。天舟一号外观如下图，部分参数见下表。〝天舟一号〞部分参数全长10.6m最大直径3.35m太阳电池翼展开后最大宽度14.9m起飞质量13.5t最大上行货物运载量6.5t最大推进剂补加量2t在近地轨道运行的航天器会由于空气阻力而〝掉高度〞，为了维持高度，就需要火箭发动机适时启动以保持轨道高度，但是其携带的燃料是有限的。这就对被称为〝太空加油〞的在轨推进剂补加技术提出了需求。此次天舟一号的一个重要使命就是验证该项技术。此次天舟一号的目标飞行器是天宫二号，为了给天宫二号补给物资，天舟一号必须首先和天宫二号交会对接。早在2019年11月3日，天宫一号目标飞行器就已与神舟八号飞船顺利完成我国的首次交会对接。天舟一号将首次使用我国航天人研发的快速自主交会对接技术。交会对接完毕后，天舟一号就可以向天宫二号补给物资以及为天宫二号〝太空加油〞。别小看这次的〝太空加油〞，它是天舟一号和天宫二号在高速飞行中对接锁紧、确保补加装置和管路气密性好的前提下进行，其过程要比汽车加油复杂得多，分为29个步骤，每步都需要精细控制。首先，天宫二号的压气机将手风琴状的膜盒贮箱中的气体压回气瓶，使天宫二号的燃料贮箱的气压低于天舟一号的燃料贮箱的气压；随后，接通天舟一号和天宫二号贮箱，使推进剂自动从天舟一号贮箱〝流入〞天宫二号贮箱，当两侧贮箱的气压相等时，加注工作完成。目前，我国成为继俄罗斯和美国之后第三个掌握在轨推进剂补加技术的国家。天舟一号任务的圆满成功，标志着我国载人航天工程第二步胜利完成，也正式宣告中国航天迈进〝空间站时代〞。请根据上述材料，回答以下问题：〔1〕〝太空加油〞时，天舟一号相对于天宫二号是的。〔选填〝静止〞或〝运动〞〕〔2〕〝太空加油〞时，推进剂自动从天舟一号贮箱〝流入〞天宫二号贮箱的条件是：天宫二号燃料贮箱的气压天舟一号燃料贮箱的气压。〔选填〝高于〞或〝低于〞〕〔3〕欧洲太空局ATV货运飞船最大上行货运能力约7.7t物资，它的起飞质量约为21t。借鉴所学机械效率概念，请你通过计算比较天舟一号与欧洲太空局ATV货运飞船哪个运载效率高。一．选择题〔共10小题〕1．【分析】〔1〕机械效率反映了机械的性能优劣，是有用功与总功的比值，与做功快慢没有关系；使用任何机械不可避免地做额外功，所以机械效率一定小于100%；〔2〕功率是描述物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内所做的功，功率大那么做功快。【解答】解：A、使用任何机械都要做额外功，所以总功一定大于有用功，即有用功与总功的比值一定小于1，也就是机械效率小于100%．故A错误；B、功率是做功多少与所用时间的比值。做功多，时间不确定，功率大小不能确定。故B错误；C、功率反映做功的快慢，功率大那么做功快，功率小，那么做功慢。故C正确；D、机械效率与做功快慢没有关系。故D错误。应选：C。【点评】正确理解功率和机械效率的概念是解决此题的关键；还要充分考虑选项中的条件，必要时可运用公式分析。2．【分析】不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功与额外功之和；机械效率是有用功与总功的比值。由此分析解答。【解答】解：AB、由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，由W额=G动h知，提升A和B所做额外功相同，故A、B错误；CD、不计绳重与摩擦的影响，滑轮组的机械效率：η==，额外功相同，提升A物体时滑轮组的机械效率较大，所以提升A物体所做的有用功较大，其总功较大，故C错误、D正确。应选：D。【点评】此题考查对有用功、额外功和总功以及机械效率的认识和理解，注意同一滑轮组提升物体高度相同时额外功是相同的。3．【分析】〔1〕〔3〕拉力大小，由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2，那么s=2h，求出拉力端移动距离，利用W=Fs可求总功；〔2〕知道做功时间，利用P=求出拉力F的功率；〔4〕物重和物体被提升高度，根据公式W=Gh可计算出有用功；利用效率公式η=求滑轮组的机械效率。【解答】解：AC、由图知，n=2，那么绳子自由端移动的距离：s=2h=2×1m=2m，故C错误；拉力做的总功：W总=Fs=250N×2m=500J，故A错误；B、拉力F的功率：P===50W，故B错误；D、有用功：W有用=Gh=400N×1m=400J，滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%，故D正确。应选：D。【点评】此题考查了学生对功率的公式、机械效率公式、滑轮组s=nh、有用功、总功的理解和运用，因条件已给出，难度不大。4．【分析】〔1〕机械效率是有用功与总功的比值。〔2〕增加物重，其他条件不变，有用功增多，有用功在总功中所占的比例增大，机械效率升高；〔3〕机械效率高的机械，说明所做有用功占总功的比值大，额外功所占总功的比值小，不是做的额外功越少，〔4〕机械做功的快慢指功率，机械效率大小与功率大小没有关系。【解答】解：A、机械效率是有用功与总功的比值，由于总功的多少不确定，所以无法判断有用功与总功比值的大小，即机械做的有用功越多，其机械效率不一定高，故A错误；B、起重机提起的货物越重，所做的额外功基本不变，有用功在总功中所占的比重越大，所以它的机械效率越大，故B正确；C、机械效率越高，说明所做有用功占总功的比值大，额外功所占总功的比值小，不是做的额外功越少，故C错误；D、使用滑轮组做功越快，说明功率越大，但机械效率与功率没有关系，故D错误。应选：B。【点评】此题考查学生对机械效率的理解，特别要注意功率与机械效率是两个不同的物理量，它们之间没有任何关系，功率由功和时间共同决定，机械效率由有用功和总功共同决定。5．【分析】①使用滑轮组时，手拉绳子自由端做的功是总功；总功与所用时间之比是拉力做功的功率；②根据条件判断省力情况；利用公式η====比较滑轮组机械效率。【解答】解：由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n=4。AB、假设重物上升高度为h，那么两滑轮组中绳端移动的距离分别为：s甲=3h，s乙=4h；甲滑轮组中拉力做的总功为W甲总=F1•3h，乙滑轮组中拉力做的总功为W乙总=F2•4h，F1=F2，所以W甲总＜W乙总，故B错误；时间相同，由公式P=知，P甲总＜P乙总．故A错误；CD、F1=F2，所以省力情况相同，故C错误；甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，设一个动滑轮的重为G动，不计绳重及摩擦，那么甲滑轮组的机械效率为：η甲====，乙滑轮组中有2个动滑轮，同理可得，乙滑轮组的机械效率为：η乙=，所以η甲＞η