搜索
总一、选择题第3节机械效率测试时间:25分钟1.做值日时,晓明将一桶水从一楼提到二楼,此过程中,关于做功的说法正确的是()A.对桶做的功是有用功B.对水做的功是有用功C.对水做的功是额外功D.克服自身重力做的功是有用功1.答案B晓明将一桶水从一楼提到二楼,目的是提水,对水做的功是有用功,将桶和自身提升做的功是额外功,有用功加上额外功是总功。2.亮亮和体重较大的爸爸帮助邻居各扛一袋质量为5kg的大米,从一楼爬到三楼,爸爸用时较短,则亮亮与爸爸所做的()A.有用功相等B.总功相等C.总功率相等D.有用功和总功的比值相等2.答案A亮亮和爸爸的目的都是把5kg的大米从一楼扛到三楼,所做的有用功是对米做的功,因此有用功相等,故A说法正确;两人在扛米上楼的时候,克服自身重力所做的功为额外功,即W额=G人h,h相等,爸爸的体重较大,故爸爸做的额外功多,又因有用功相等,故爸爸做的总功多,但有用功与总功的比值小,因此B、D说法错误;爸爸做的总功多,用的时间短,�由P=�知,爸爸的总功率较大,C说法错误。3.小聪测量了如图所示的滑轮组的机械效率,他先后进行了两次实验,将钩码分别匀速竖直提升h1和h2的高度(h1h2)。对两次实验中一些物理量进行比较,正确的是(其中s为绳子自由端通过的距离,H为动滑轮上升的高度,不计绳重和摩擦)()A.s1=s2B.H1=H2C.η1=η2D.�有用1=�有用23.答案C由图知,该滑轮组由3段绳子承担物重,则绳子自由端通过的距离s=3h(h为钩码被提升的高度),动滑轮上升�有用�h的高度与钩码上升的高度相等,则h1=H1,h2=H2,由于h1h2,则H1H2,s1s2;因W有用=Gh,所以�有用1�有用2;η=�=��=�h��×�h=3�,G、F不变,则η1=η2。故选C。4.(多选)如图所示,物体重150N,挂在杠杆中点,人用100N的竖直向上的拉力将物体提高0.5m,在此过程中,下列说法正确的是()A.人用的拉力所做的功为100JB.用杠杆提升物体所做的有用功为50JC.额外功为25JD.杠杆的机械效率为75%4.答案ACD人用100N的竖直向上的拉力将物体提高0.5m时,由相似三角形可知,拉力作用点沿竖直方向移动的距离:H=2h=2×0.5m=1m,人用的拉力所做的功:W总=FH=100N×1m=100J,故A正确;用杠杆提升物体所做的有用功:W有=Gh=150N×0.5m=75J,故B错误;因总功等于有用功和额外功之和,所以,额外功:W额=W总-W有=100J-75J=25J,故C正确;杠75J杆的机械效率:η=100J=75%,故D正确。5.下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是()A.做功多的机器机械效率一定高B.功率小的机器做功慢C.机械效率高的机器功率一定大D.功率大的机器做功时间一定短5.答案B有用功与总功的比值叫机械效率,故机械效率与做功的多少无直接联系,A错误;功率反映做功的快慢,功率大则做功快,功率小则做功慢,故B正确;机械效率与功率之间没有直接关系,故C错误;做功多少不确定的情况下,功率大的机器做功时间不一定短,故D错误。6.如图所示为用瓶起子开启瓶盖的情景,选项图中关于该瓶起子使用时的杠杆示意图正确的是()6.答案D用瓶起子开启瓶盖时,瓶起子绕其前端与瓶盖接触处转动,故该接触点是瓶起子的支点;瓶起子受到瓶盖向下的阻力,D选项正确。二、填空题7.如图所示的斜面长6米,高1.5米,不计摩擦时,沿斜面用牛的拉力可以把重800牛的重物拉上去,但因摩擦力的存在,实际用了225牛的拉力,那么重物从斜面底部拉至顶部的过程中,有用功为,总功为,机械效率为,摩擦力为。7.答案2001200J1350J88.9%25N�h800N×1.5m解析若不计摩擦,则W有用=W总,即Gh=Fs,F=�=6m=200N;若实际拉力F'=225N,有用功W有用�有用1200J=Gh=800N×1.5m=1200J,总功W总=F's=225N×6m=1350J,机械效率为η=�总=1350J≈88.9%,额外功W额=W总-W有用=1350J-�额150J1200J=150J,摩擦力f=�=6m=25N。18.如图所示,一根均匀的细木棒OC,OA=4OC,B为OC的中点。在C点施力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2m,木棒的机械效率为90%。这里的木棒是一种简单机械,称为,提升该物体做的有用功是J,木棒重为N(不计摩擦)。8.答案杠杆36101解析根据图示可知,木棒可以绕O点转动,故该木棒是杠杆;有用功:W有=Gh=180N×0.2m=36J;因为OA=4OC,B为OC的中�有�有点,所以OB=2OA,故当物体上升0.2m时,B点将上升h'=0.4m;不计摩擦,由η=�36J36J+�木×0.4m,解得G木=10N。=�有+�额和W额=G木h'可得:90%=三、实验探究题9.如图所示是同学们探究“影响滑轮组机械效率因素”的实验装置,请回答以下问题:(忽略摩擦及绳重)(1)实验中用到的测量工具除刻度尺外还有什么?(2)下表记录了实验中的部分数据:请算出第4次实验中的机械效率。(只写出计算结果)次数钩码重G物/N动滑轮重G动/N机械效率η120.580.0%230.585.7%340.588.9%441.0(3)分析1、2、3次实验数据,你认为他们可以探究滑轮组机械效率与什么因素的关系?并写出你这样认为的理由。9.答案(1)弹簧测力计(2)80.0%(3)可以探究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系理由:由表格可知�物1=2N,�物2=3N,�物3=4N,有�物1�物2�物3,η1=80.0%,η2=85.7%,η3=88.9%,有η1η2η3,�动1=�动2=�动3=0.5N,可知:动滑轮重一定时,滑轮组所提升的物体越重机械效率越高。�ℎ解析(1)测量滑轮组机械效率的原理为η=��,所以要测量G、F、h、s四个量,测量工具为弹簧测力计和刻度尺。(2)G�有�物h�物4N物=4N,G动=1.0N,不计绳重和摩擦,则η=�=�物h+�动h=�物+�动=4N+1.0N=80%。10.在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法,分别做了甲、总总乙、丙3次实验,实验数据记录如下:实验次数钩码所受的重力G/N提升高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η120.051.00.1566.7%240.051.70.1578.4%360.052.40.15①(1)实验中要竖直向上拉动弹簧测力计,使钩码升高。(2)表格中编号①处数据应为。(3)分析以上实验数据可以得出结论:同一滑轮组的机械效率主要与有关。(4)若将此滑轮组换一种绕绳方法,不计摩擦及绳重,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率(选填“变大”“变小”或“不变”)。10.答案(1)匀速(2)83.3%(3)提起物体的重力(4)不变�有�ℎ6N×0.05m解析(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计;(2)第3次实验中,滑轮组的机械效率:η=�=��=2.4N×0.15m≈83.3%;(3)实验选用的是同一滑轮组,动滑轮的重力不变;由表中实验数据可知,同一滑轮组提起的物体越重,滑轮组的机械效率越高,所以同一滑轮组的机械效率主要与提起物体的重力有关;(4)若将此滑轮组换一种绕绳方法,动滑轮的重不�有�有�ℎ�变,不计摩擦及绳重,由η=�四、计算题=�有+�额=�ℎ+�动h=�+�动可知,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率不变。11.如图所示,搬运工人用滑轮组提升重540N的物体,所用的拉力F为200N,物体以0.2m/s的速度匀速上升了10s,(不计绳重及摩擦)求:(1)物体上升的高度;(2)拉力F所做的功;(3)若物重只有240N,滑轮组的机械效率。11.答案(1)2m(2)1200J(3)80%解析(1)物体上升的高度h=vt=0.2m/s×10s=2m;(2)由题图可知,物重由3段绳子承担,故绳子自由端移动的距离s=3h=3×2m=6m,拉力F所做的功W总11=Fs=200N×6m=1200J;(3)不计绳重及摩擦,F=3G总=3(G物+G动),G动=3F-G物=3×200N-540N=60N,若物重只有240N,则拉力11�有'�ℎ�F'=3(G+G动)=3×(240N+60N)=100N,机械效率η=�总'=�'·3ℎ=3�'=80%。12.用一个动滑轮、一个定滑轮组成的滑轮组来匀速提升重物,如图所示,已知物重G=600N,拉力F=250N,则在重物升高0.5m的过程中,所做的有用功、额外功及机械效率为多大?若所提升重物重力为750N,拉力为多大?此时的机械效率为多大?(不计绳重和摩擦)12.答案300J75J80%300N83.3%解析由图可知,n=3,绳子自由端移动的距离s=nh=3×0.5m=1.5m,有用功�有1=Gh=600N×0.5m=300J,总功�总1�有1300J�+�动=Fs=250N×1.5m=375J,额外功�额1=�总1-�有1=375J-300J=75J,滑轮组的机械效率η1=�总1=375J=80%;根据F=�可求总总�'+�动750N+150N得动滑轮重:G动=nF-G=3×250N-600N=150N,提升750N重物时的拉力:F'=�=3=300N,此时滑轮组的机械效�有2�'ℎ�'750N率η2=�总2=�'�=��'=3×300N≈83.3%。