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专题16机械效率★考点一：机械效率的概念及大小比较1．（2019•临沂）下列各选项是小明整理的物理笔记，错误的是（）A．做功快的机械，效率不一定高B．动滑轮既能省力又能改变力的方向C．不透明物体的颜色由它反射的色光决定D．沙漠地区昼夜温差大与砂石的比热容小有关【解析】A、做功快的机械，表示其功率大；但机械效率是指有用功与总功的比值，做功快的机械，机械效率不一定高，二者没有直接关系。故A正确；B、使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。故B错误；C、不透明的物体可以反射与它相同的色光，而吸收其它色光，所以物体颜色是由反射的色光决定的。故C正确；D、沙漠地区的昼夜温差大，主要是因为砂石的比热容小，在同样吸放热的情况下，其温度变化大。故D正确。故选：B。2．（2019•宜昌）如图所示的吊车有大小两个吊钩，在确保安全的前提下，下列关于吊车机械效率说法正确的是（）A．吊起相同货物，使用小吊钩机械效率高B．吊起相同货物，上升速度快机械效率高C．每次吊起的货物越少，机械效率越高D．货物升高的高度越高，机械效率越高【解析】（1）使用小吊钩吊起相同货物时，小吊钩（小动滑轮）的重力小，做的额外功少，在有用功一定的情况下，总功小，其机械效率高，故A正确；（2）由机械效率公式η＝＝＝可知，机械效率的高低与上升速度、货物升高的高度无关，故BD错误；（3）每次吊起的货物越少，有用功越少，有用功在总功中所占比例越小，所以机械效率越低，故C错误。故选：A。3．（2019•呼和浩特）人类从刀耕火种，经过几次工业革命，走向了科技大发展的今天。简单机械和内燃机的使用，为我们的生活带来了极大便利。下列几种简单机械和内燃机，其机械效率大于百分之七十的是（）A．用滑轮匀速拉一个重为5N的物体到高处（不计绳重，摩擦）B．利用斜面，用平行于斜面的大小为2N拉力，将一个重为5N的物体匀速拉到高处，斜面高1.2m，斜面长5mC．用滑轮组拉一个重为5N的物体到高处，重物在拉力F作用下匀速上升，动滑轮质量100g（不计绳重，摩擦）D．四冲程四缸内燃机，气缸内汽油燃烧产生高温高压燃气推动活塞向下运动，若燃气对活塞平均推力为400N，活塞向下运动距离为30cm，内燃机转速为600r/min，内燃机每一个循环完成四个冲程，每分钟需要消耗热值为4.6×107J/kg的汽油5.2g【解析】A、由于不计绳重和摩擦，用定滑轮提升物体过程不做额外功，总功等于有用功，机械效率为100%，故A符合题意；B、有用功：W有＝Gh＝5N×1.2m＝6J，总功：W总＝Fs＝2N×5m＝10J，则斜面的机械效率：η＝×100%＝×100%＝60%，故B不符合题意；C、动滑轮的质量m＝100g＝0.1kg，其重力：G动＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N，不计绳重和摩擦，则动滑轮的机械效率：η＝＝＝＝×100%≈83.3%，故C符合题意；D、一个做功冲程燃气对活塞做的功：W1＝Fs＝400N×0.3m＝120J，因为飞轮转2r，对外做功1次，内燃机转速为600r/min，所以，1min飞轮转600r，对外做功300次，1min做的机械功：W＝300W1＝300×120J＝3.6×104J，5.2g汽油完全燃烧放出的热量：Q＝mq＝5.2×10﹣3kg×4.6×107J/kg＝2.392×105J，则汽油机的效率：η＝×100%＝×100%≈15%，故D不符合题意。故选：AC。4．（2018•镇江）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，小明做功的功功率P＝W。【解析】此过程中有用功：W有用＝Gh＝100N×2m＝200J；根据η＝可知，总功为：W总＝＝＝250J；额外功为：W额＝W总﹣W有用＝250J﹣200J＝50J；小明做功的功率：P＝＝＝50W。故答案为：200；50；50。★考点二：滑轮组的机械效率5．（2019•福建）工人用如图的机械将物体匀速提升到某一高度，若物体的重力与滑轮的重力之比G物：G滑轮＝9：1，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为（）A．10%B．45%C．80%D．90%【解析】物体的重力与滑轮的重力之比G物：G轮＝9：1，G＝9G轮，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率：η＝＝＝＝＝＝90%。故选：D。6．（2019•长春）如图所示，用甲、乙滑轮组在相同时间内分别将A、B物体匀速提升相同高度，已知物体受到的重力GA＞GB，滑轮组的机械效率”η甲＜η乙（忽略绳重和摩擦）。下列判断正确的是（）A．两滑轮组绳端移动的距离相等B．甲滑轮组的有用功比乙的少C．甲滑轮组的总功率比乙的小D．甲滑轮组的动滑轮比乙的重【解析】A、由图可知，滑轮组绳子的有效股数n甲＝3，n乙＝2，则s甲＝3h，s乙＝2h，则两滑轮组绳端移动的距离不相等，故A错误；B、已知物体受到的重力GA＞GB、上升的高度相同，根据W有＝Gh可知，甲滑轮组的有用功比乙的多，故B错误。C、由B可知，W有甲＞W有乙，已知滑轮组的机械效率η甲＜η乙，由η＝可得，甲滑轮组的总功比乙的大，已知时间相同，由P＝可知，甲滑轮组的总功率比乙的大，故C错误；D、忽略绳重和摩擦，由η＝＝＝可得，η甲＝，η乙＝，因为GA＞GB，η甲＜η乙，所以甲滑轮组的动滑轮比乙的重，故D正确。故选：D。7．（2019•南通）如图所示，用滑轮组将重为12N的物体匀速提升0.2m，作用在绳端的拉力F为5N，不计绳重和摩擦。利用以上信息不能求解的物理量是（）A．拉力的功率B．动滑轮的重力C．滑轮组的额外功D．滑轮组的机械效率【解析】A、已知拉力，绳子移动的距离：s＝nh＝3×0.2m＝0.6m，可求拉力做的功，没有时间不能求解拉力的功率，故A符合题意；B、不计绳重和摩擦，拉力F＝（G轮+G），动滑轮的重力：G轮＝nF﹣G＝3×5N﹣12N＝3N，故B不符合题意；C、有用功：W有用＝Gh＝12N×0.2m＝2.4J，总功：W总＝Fs＝5N×0.6m＝3J，额外功：W额＝W总﹣W有用＝3J﹣2.4J，故C不符合题意；D、滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝80%，故D不符合题意，故选：A。8．（2019•通辽）如图所示，利用滑轮组在2s内将重400N的物体匀速提升了1m，所用拉力F为150N．不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）A．绳子自由端移动的速度为2m/sB．动滑轮的总重为100NC．滑轮组的机械效率为83.3%D．提升更重的物体，滑轮组的机械效率会变小【解析】A、由图知，n＝4，绳子自由端移动的距离：s＝4h＝4×1m＝4m，绳子自由端移动的速度：v＝＝＝2m/s，故A正确；B、不计绳重及摩擦，拉力F＝（G+G动），可得动滑轮所受的重力：G动＝4F﹣G＝4×150N﹣400N＝200N，故B错误；C、拉力做的功：W总＝Fs＝150N×4m＝600J，有用功：W有用＝Gh＝400N×1m＝400J，滑轮组的机械效率：η＝＝×100%≈66.7%，故C错误；D、若用该滑轮组提升所受重力更重的物体，额外功不变，有用功增加，有用功在总功中所占的比例增加，机械效率会变大，故D错误。故选：A。9．（2019•包头）如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N．下列说法正确的是（）A．物体A受到的摩擦力为10NB．拉力F的功率为1.5WC．滑轮组的机械效率为80%D．拉力F增大到15N时，物体B开始向左运动【解析】A、物体B静止在地面上，所以受力平衡；水平方向上物体B受到向右的弹簧拉力、地面对它向左的摩擦力和物体A对它向左的摩擦力，所以两个摩擦力之和为12N，即fAB+4N＝12N，则fAB＝8N；根据相互作用力的知识可知，物体A受到的摩擦力为f＝fAB＝8N；故A错误；B、由图知，水平使用滑轮组，n＝2，拉力端移动速度v＝2v物＝2×0.1m/s＝0.2m/s，则拉力做功的功率：P＝＝＝Fv＝5N×0.2m/s＝1W；故B错误；C、滑轮组的机械效率：η＝×100%＝＝80%，故C正确；D、若拉力F增大到15N时，A在运动过程中，A对B的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A和B之间的摩擦力不变，所以物体B的运动状态不会改变，即物体B仍然静止，不会向左运动，故D错误。故选：C。10．（2019•莱芜区）如图所示，汽车通过滑轮组将矿井内重为9500N的物体M匀速提升了6m，所用的时间为10s，汽车的拉力F为5000N．在此过程中，滑轮组的机械效率为，汽车拉力F的功率为W。【解析】（1）由图知，n＝2，则绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×6m＝12m；汽车拉力对滑轮组做的总功：W总＝Fs＝5000N×12m＝6×104J；拉力做的有用功：W有用＝Gh＝9500N×6m＝5.7×104J；滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝95%；（2）汽车拉力的功率：P＝＝＝6000W。故答案为：95%；6000。11．（2019•鞍山）如图所示，用滑轮组拉动重70N的物体A，在10s内使A在水平方向上移动5m，所用拉力F为20N，地面对A的摩擦力为30N，则A运动速度是m/s，滑轮组所做的有用功是J，滑轮组的机械效率是。【解析】（1）A运动的速度v＝＝＝0.5m/s；（2）滑轮组做的有用功：W有用＝fs＝30N×5m＝150J；（3）由图可知：n＝2，绳子自由端移动的距离sF＝2s＝2×5m＝10m，拉力F做的总功：W总＝FsF＝20N×10m＝200J，滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝75%。故答案为：0.5；150；75%。★考点三：斜面的机械效率12．（2018•郴州）如图所示，在相同时间内，用大小相同的拉力F把等质量的甲、乙两物体沿斜面AB、AC从低端拉到斜面顶端。F做功的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙．下列分析正确的是（）A．P甲＞P乙，η甲＜η乙B．P甲＜P乙，η甲＜η乙C．P甲＜P乙，η甲＞η乙D．P甲＞P乙，η甲＞η乙【解析】（1）已知AB＞AC，拉力相同，由W＝Fs可知，W1＞W2；根据P＝，W1＞W2，时间相同，所以P甲＞P乙；（2）已知物体的重力不变，斜面的高度不变，故由W＝Gh可知，将等质量的甲、乙两物体分别沿斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点所做的有用功相同，W1有＝W2有；因为W1＞W2，由η＝可得，η甲＜η乙。故选：A。13．（2019•铁岭）如图所示，工人用160N的拉力F将重为300N的木箱在10s内匀速拉到长3m、高1m的斜面顶端。下列说法正确的是（）A．拉力F做功的功率是16WB．克服木箱重力做的功是900JC．斜面的机械效率是62.5%D．若只改变斜面的倾斜角度，斜面的机械效率不变【解析】A、拉力做的功为W总＝FL＝160N×3m＝480J，拉力做功的功率为P＝＝＝48W．故A错误；B、克服木箱重力做的功是W有用＝Gh＝300N×1m＝300J．故B错误；C、斜面的机械效率为η＝＝×100%＝62.5%．故C正确；D、改变斜面的倾斜角度，木箱对压力发生改变，斜面与木箱接触面粗糙程度不变，所以摩擦力发生改变；木箱上升过程中，克服摩擦力做的功是额外功，虽然有用功不变，但额外功发生变化，由公式知，斜面的机械效率发生变化。故D错误。故选：C。14．（2019•常州）如图所示，斜面高2m、长4m，小明用平行于斜面的拉力F，将重400N的物体从斜面底端拉到顶端，已知拉力F＝250N，对此过程，下列结果中正确的是（）A．有用功为1000JB．总功为1600JC．额外功为200JD．机械效率为60%【解析】A、小明对物体做的有用功：W有用＝Gh＝400N×2m＝800J，故A错；B、拉力F做的总功：W总＝Fs＝250N×4m＝1000J，故B错；C、额外功：W额＝W总﹣W有用＝1000J﹣800J＝200J，故C正确；D、斜面的机械效率：η＝＝×100%＝80%，故D错。故选：C。15．（2019•安徽）用沿斜面向上大小为3.5N的力