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机械效率(限时:30分钟)一、选择题1.[2019·海安县一模]小明在“探究杠杆的机械效率与哪些因素有关”时，有以下猜想：猜想A：可能与悬挂重物位置有关；猜想B：可能与物体的质量有关。为此设计了以下三个方案：图K16-1(1)如图K16-1所示，在A处悬挂质量不同的钩码。(2)在A、B两处悬挂质量不同的钩码。(3)在A、B两处悬挂质量相同的钩码。下列说法正确的是()A.(1)方案能探究猜想AB.(2)方案能探究猜想BC.(3)方案能探究猜想AD.(3)方案能探究猜想B2.[2019·宜昌]如图K16-2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()图K16-2A.吊起相同货物，使用小吊钩机械效率高B.吊起相同货物，上升速度快的机械效率高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3.[2019·福建]工人用如图K16-3所示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()图K16-3A.10%B.45%C.80%D.90%4.[2019·新疆]用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组甲和乙，分别匀速提升同一重物时，滑轮组甲和乙的机械效率分别为80%和75%，不计绳重和摩擦，滑轮组甲和乙中的动滑轮重力之比为()A.4∶3B.3∶4C.5∶4D.4∶55.[2019·长春]如图K16-4所示，用甲、乙滑轮组在相同时间内分别将物体A、B匀速提升相同高度，已知物体受到的重力GAGB，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()图K16-4A.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6.[2019·绵阳]如图K16-5所示，斜面长20m、高10m，固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上40N的拉力，在20s内把重60N的物体沿斜面向上匀速拉动了10m。在此过程中()图K16-5A.斜面的机械效率是66.7%B.斜面的机械效率是75%C.该同学对物体做功的功率是10WD.该同学对物体做功的功率是30W二、填空题7.[2019·宿迁一模]工人用一根杠杆提升一桶油，他用250N竖直向下的拉力拉过1.2m，油桶上升30cm，若杠杆的机械效率为90%，则油桶重为N。8.[2019·娄底]既可以省力，又可以改变用力方向的滑轮是(选填“定滑轮”“动滑轮”或“滑轮组”)；利用一个效率为90%的杠杆做100J的总功，其中额外功是J。9.[2019·安徽]用沿斜面向上大小为3.5N的力将一个重为4.9N的物体从斜面底端匀速拉到顶端。已知斜面长为2m、高为1m，则该过程中斜面的机械效率为。10.[2019·怀化]如图K16-6所示，用滑轮组将重为100N的物体匀速提升3m，拉力F所做的总功为400J。则在这个过程中拉力F做了J的有用功，该滑轮组的机械效率是。图K16-611.[2019·龙东]如图K16-7所示，小聪用滑轮组拉动水平地面上重为500N的物体A，使它匀速前进2m，地面对它的摩擦力为150N，小聪施加的拉力F=100N(忽略绳重和滑轮重)，则滑轮组做的有用功为J，滑轮组的机械效率为。图K16-7三、计算题12.[2019·徐州]工人用杠杆将重为180N的物体匀速提升0.5m，做了100J的功。求：(1)提升物体做的有用功。(2)杠杆的机械效率。13.[2019·苏州]如图K16-8所示，利用动滑轮提升货物。在竖直向上、大小为250N的拉力F作用下，重为400N的货物在20s的时间内匀速上升5m。求：(1)有用功W有用。(2)拉力F的功率P。(3)此过程中动滑轮的机械效率η。图K16-8四、实验探究题14.[2019·淄博]在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从探究影响机械效率的因素出发，寻求办法。(1)为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用如图K16-9甲、乙所示装置进行实验，并把数据记录在下表中。图K16-9实验次数滑轮材质钩码重G/N钩码被提升的高度h/m有用功W有用/J拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总/J机械效率η1铝10.10.10.60.30.1856%2铝20.10.21.00.30.367%3铝20.20.41.00.60.667%4塑料20.20.40.80.60.4883%5塑料20.20.42.10.20.4295%①比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码，机械效率越高。②比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与有关。③比较两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。④第5次实验是利用图的装置完成的，判断依据是。⑤利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力匀速拉起，滑轮组的机械效率为。可见如果没有刻度尺，只有弹簧测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。(2)小明利用图丙装置实验时发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变，可以采用的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。(3)实验表明：额外功越小，有用功越接近总功；进一步推理得出：假如没有额外功，有用功等于总功；可见使用任何机械都。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是。A.焦耳定律B.牛顿第一定律C.阿基米德原理D.欧姆定律【参考答案】1.C2.A[解析]用吊车吊起重物时，克服吊钩的重力和摩擦力所做的功为额外功，所以吊起相同货物，使用小吊钩机械效率高，故A正确；吊车的机械效率与吊起货物的速度和高度无关，故B、D错误；每次吊起的货物越少，机械效率越低，故C错误。3.D4.B5.D[解析]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。已知物体受到的重力GAGB、上升的高度相同，根据W有用=Gh可知，甲滑轮组的有用功比乙的多，故B错误。由以上分析可知，W有用甲W有用乙，已知滑轮组的机械效率η甲η乙，由η=𝑊有用𝑊总×100%可得，甲滑轮组的总功比乙的大，已知时间相同，由P=𝑊𝑊可知，甲滑轮组的总功率比乙的大，故C错误。忽略绳重和摩擦，由η=𝑊有用𝑊总×100%=𝑊𝑊𝑊𝑊×100%=𝑊𝑊+𝑊动×100%可得，η甲=𝑊𝑊𝑊𝑊+𝑊动甲×100%，η乙=𝑊𝑊𝑊𝑊+𝑊动乙×100%，因为GAGB，η甲η乙，所以甲滑轮组的动滑轮比乙的重，故D正确。6.B[解析]由题知，斜面长20m、高10m，则物体沿斜面向上匀速运动s=10m时，由几何关系可知物体升高h=5m。拉力F做的总功W总=Fs=40N×10m=400J；拉力做的有用功W有用=Gh=60N×5m=300J；斜面的机械效率η=𝑊有用𝑊总×100%=300J400J×100%=75%，故A错误，B正确。该同学对物体做功的功率P=𝑊有用𝑊=300J20s=15W，故C、D错误。7.9008.滑轮组109.70%10.30075%11.30075%12.解：（1）有用功W有用=Gh=180N×0.5m=90J。（2）杠杆的机械效率η=𝑊有用𝑊总×100%=90J100J×100%=90%。13.解：（1）有用功W有用=Gh=400N×5m=2000J。（2）拉力F做的总功为W总=Fs=F·nh=250N×2×5m=2500J，根据W=Pt可得，拉力F的功率P=𝑊总𝑊=2500J20s=125W。（3）动滑轮的机械效率η=𝑊有用𝑊总×100%=2000J2500J×100%=80%。14.（1）①越重②滑轮的材质③2和3④乙图乙是定滑轮，不省力也不省距离⑤80%（2）减小斜面的粗糙程度（3）不省功B