【解析】浙教版科學(xué)九上第三章 第4節(jié)簡單機(jī)械(五)

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浙教版科學(xué)九上第三章第4節(jié)簡單機(jī)械(五)

一、基礎(chǔ)與鞏固

1．叫機(jī)械效率，用字母表示機(jī)械效率，它的計(jì)算公式是。因?yàn)橛杏霉偸强偣?，所以機(jī)械效率總1。

2．某人用一個(gè)動(dòng)滑輪把一袋1000牛的沙子勻速提到9米高的腳手架上，所用拉力為600牛，歷時(shí)20秒，該過程中他所做的有用功為，總功為，該裝置的機(jī)械效率為。

3．用機(jī)械效率為90%的滑輪組，將重為1500牛的零件勻速提升2.5米，則有用功為，總功為。

4．滑輪組的機(jī)械效率無法達(dá)到100%，這是由于使用滑輪組時(shí)，必須克服和而做一定量的功。

5．下列關(guān)于機(jī)械的一些說法，正確的是（）。

A．機(jī)械的功率越大，做的功越多

B．機(jī)械效率越大，機(jī)械的功率就越大

C．使用省力的機(jī)械，可以提高機(jī)械做功的功率

D．任何機(jī)械都有摩擦，故都要做額外功

6．用滑輪組提起重物時(shí)，下列措施中可以提高它的機(jī)械效率的是（）。

A．增加動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)B．加快提升的速度

C．加大重物的質(zhì)量D．加增提升的高度

7．一臺(tái)起重機(jī)將質(zhì)量為420千克的貨物勻速提高了5米，如果在此過程中起重機(jī)所做的額外功為9000焦。g取10牛/千克，求：

（1）起重機(jī)所做的有用功和總功。

（2）起重機(jī)的機(jī)械效率。

8．某科學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)，利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究斜面的機(jī)械效率。他們用彈簧測力計(jì)沿斜面勻速向上拉動(dòng)物塊，收集了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并通過計(jì)算得出了機(jī)械效率，見下表。

實(shí)驗(yàn)序號斜面的傾斜程度物塊重力G(牛)斜面高度h(米)拉力F(牛)斜面長度s(米)機(jī)械效率η

1較緩50.22.4141.7%

2較陡50.53.2178.1%

3最陡50.74.3181.4%

（1）分析表中的數(shù)據(jù)可得出：在其他條件一定時(shí)，斜面越緩越力；斜面越陡，機(jī)械效率越。

（2）該小組又進(jìn)行了第4次實(shí)驗(yàn)，他們在斜面上鋪上棉布，使斜面變粗糙，保持斜面高和長分別是0.5米和1米，用彈簧測力計(jì)拉動(dòng)同一物塊沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為4.5牛。這種情況下斜面的機(jī)械效率為。把第4次與第次測量結(jié)果相比較，還能得出在其他條件一定時(shí)

，斜面越粗糙，斜面的機(jī)械效率越低。

（3）當(dāng)用彈簧測力計(jì)沿斜面勻速向上拉動(dòng)物塊時(shí)，物塊所受的拉力物塊所受的摩擦力。

（4）斜面在生產(chǎn)和生活中應(yīng)用廣泛．請你舉出一個(gè)生產(chǎn)或生活中利用斜面的實(shí)例：。

二、拓展與提高

9．如圖甲所示，滑輪組在豎直向上的拉力F作用下，將重為105牛的物體勻速提起，在5秒內(nèi)繩子自由端移動(dòng)的距離為s=3米。圖乙是滑輪組工作時(shí)的拉力F與繩自由端移動(dòng)距離s的關(guān)系圖。

（1）計(jì)算物體上升的速度。

（2）圖乙中陰影部分的面積表示的量是，并列式計(jì)算出該量大小。

（3）計(jì)算滑輪組提升該重物時(shí)的機(jī)械效率。

10．如圖所示，甲、乙兩位同學(xué)關(guān)于機(jī)械的省力。省功以及機(jī)械效率做了辯論，你支持哪一方的說法？不支持另一方的原因是什么？

答案解析部分

1．【答案】有用功與總功的比例；η；η=；小于；小于

【知識點(diǎn)】機(jī)械效率

【解析】【分析】根據(jù)機(jī)械效率的定義、符號、公式和數(shù)值范圍分析解答。

【解答】有用功與總功的比值叫機(jī)械效率，用字母η表示機(jī)械效率，它的計(jì)算公式是。因?yàn)橛杏霉偸切∮诳偣?，所以機(jī)械效率總小于1。

2．【答案】9000焦；10800焦；83.3%

【知識點(diǎn)】機(jī)械效率的計(jì)算

【解析】【分析】根據(jù)W有=Gh計(jì)算有用功，根據(jù)W=Fs計(jì)算總功，最后根據(jù)計(jì)算出機(jī)械效率。

【解答】該過程中他所做的有用功為W有=Gh=1000N×9m=9000J；

自由端繩子移動(dòng)的距離s=nh=2×9m=18m；

則總功為：W=Fs=600N×18m=10800J；

則該裝置的機(jī)械效率。

3．【答案】3750焦；4166.7焦

【知識點(diǎn)】機(jī)械效率的計(jì)算

【解析】【分析】首先根據(jù)W有=Gh計(jì)算出有用功，再根據(jù)計(jì)算總功。

【解答】有用功W有=Gh=1500N×2.5m=3750J；

總功為：。

4．【答案】摩擦；動(dòng)滑輪自重；額外

【知識點(diǎn)】機(jī)械效率

【解析】【分析】根據(jù)對滑輪組的認(rèn)識分析解答。

【解答】滑輪組的機(jī)械效率無法達(dá)到100%，這是由于使用滑輪組時(shí)，必須克服摩擦和2動(dòng)滑輪自重而做一定量的額外功。

5．【答案】D

【知識點(diǎn)】功率計(jì)算公式的應(yīng)用；機(jī)械效率

【解析】【分析】（1）根據(jù)W=Pt判斷；

（2）根據(jù)功率和機(jī)械效率的定義判斷；

（3）省力與否與功率大小無關(guān)；

（4）根據(jù)對機(jī)械效率的認(rèn)識判斷。

【解答】A.根據(jù)W=Pt可知，當(dāng)時(shí)間相同時(shí)，功率越大，做的功越多，而題目描述限制時(shí)間相同，故A錯(cuò)誤；

B.機(jī)械效率表示機(jī)械性能的好壞，而功率表示機(jī)械做功的快慢，二者沒有任何聯(lián)系，故B錯(cuò)誤；

C.機(jī)械.省力與否與功率大小無關(guān)，故C錯(cuò)誤；

D.任何機(jī)械都有摩擦，故都要做額外功，故D正確。

故選D。

6．【答案】C

【知識點(diǎn)】機(jī)械效率

【解析】【分析】根據(jù)滑輪組機(jī)械效率的影響因素分析判斷。

【解答】使用滑輪組提升重物時(shí)，克服物體的重力做有用功，克服摩擦、繩重和動(dòng)滑輪的重力做額外功。那么提高滑輪組機(jī)械效率的方法，包括：①減小動(dòng)滑輪的重力；②減小摩擦；③減小繩重；④增大物體的重力，故C正確，而A、B、D錯(cuò)誤。

故選C。

7．【答案】（1）起重機(jī)所做的有用功W有=Gh=420kg×10N/kg×5m=2.1×104J；

起重機(jī)做的總功W總=W有+W額=2.1×104J+9000J=3×104J；

（2）起重機(jī)的機(jī)械效率。

【知識點(diǎn)】功的計(jì)算公式的應(yīng)用；機(jī)械效率的計(jì)算

【解析】【分析】（1）根據(jù)W有=Gh計(jì)算起重機(jī)做的有用功，根據(jù)W總=W有+W額計(jì)算總功；

（2）根據(jù)計(jì)算起重機(jī)的機(jī)械效率。

8．【答案】（1）??；高

（2）55.6%；2

（3）大于

（4）盤山公路、引橋

【知識點(diǎn)】機(jī)械效率的計(jì)算；機(jī)械效率的測量實(shí)驗(yàn)

【解析】【分析】（1）根據(jù)表格數(shù)據(jù)，分析斜面的省力情況與傾斜程度的關(guān)系，以及斜面的機(jī)械效率與傾斜程度的關(guān)系。

（2）根據(jù)公式計(jì)算斜面的機(jī)械效率。根據(jù)控制變量法的要求，確定哪些因素相同，哪個(gè)因素不同，據(jù)此選擇對照實(shí)驗(yàn)。

（3）對斜面上的物體進(jìn)行受力分析即可；

（4）根據(jù)斜面在日常生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用解答。

【解答】（1）根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，斜面越緩，拉力越小，即斜面越省力；斜面越陡，機(jī)械效率越高。

（2）此時(shí)斜面的機(jī)械效率為：。探究斜面的粗糙程度對機(jī)械效率的影響時(shí)，需要控制斜面的傾斜程度（斜面的高和長）相等，而改變接觸面，故選實(shí)驗(yàn)4和2。

（3）當(dāng)用彈簧測力計(jì)沿斜面勻速向上拉動(dòng)物塊時(shí)，物體受到沿斜面向上的拉力，沿斜面向下的摩擦力和重力的分力，此時(shí)F=G分+f，則物體受到的拉力大于物塊受到的摩擦力。

（4）斜面在生產(chǎn)和生活中應(yīng)用廣泛，生產(chǎn)或生活中利用斜面的實(shí)例：盤山公路、引橋。

9．【答案】（1）根據(jù)圖甲可知，承擔(dān)重力的繩子段數(shù)為n=3，

則物體上升的高度為：；

物體上升的速度為：。

（2）功；150焦

（3）該滑輪組的機(jī)械效率為：。

【知識點(diǎn)】速度公式及其應(yīng)用；功的計(jì)算公式的應(yīng)用；滑輪組及其工作特點(diǎn)；機(jī)械效率的計(jì)算

【解析】【分析】（1）首先根據(jù)s=nh計(jì)算出物體上升的高度，再根據(jù)計(jì)算物體上升的速度；

（2）根據(jù)長方形的面積公式S=ab與功的計(jì)算式W=Fs分析即可；

（3）用滑輪組提升重物時(shí)，根據(jù)計(jì)算機(jī)械效率。

【解答】（1）根據(jù)圖甲可知，承擔(dān)重力的繩子段數(shù)為n=3，

則物體上升的高度為：；

物體上升的速度為：。

（2）根據(jù)乙圖可知，陰影部分為長方形，根據(jù)S=ab可知，陰影部分的面積S=Fs。根據(jù)W=Fs可知，S=W，即陰影部分的面積表示功。該功的大小為：W=Fs=50N×3m=150J。

（3）該滑輪組的機(jī)械效率為：。

10．【答案】支持乙同學(xué)的說法。不支持甲同學(xué)的原因：①使用任何機(jī)械都不省功；②使用機(jī)械要多做額外功，機(jī)械效率會(huì)更低。

【知識點(diǎn)】機(jī)械效率的計(jì)算

【解析】【分析】在使用任何機(jī)械時(shí)，都要不可避免的做額外功，即使用任何機(jī)械都不能省功，根據(jù)功的原理分析解答。

【解答】我支持乙同學(xué)的說法，不支持甲同學(xué)，原因?yàn)椋孩偈褂萌魏螜C(jī)械都不省功；②使用機(jī)械要多做額外功，機(jī)械效率會(huì)更低。

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浙教版科學(xué)九上第三章第4節(jié)簡單機(jī)械(五)

一、基礎(chǔ)與鞏固

1．叫機(jī)械效率，用字母表示機(jī)械效率，它的計(jì)算公式是。因?yàn)橛杏霉偸强偣?，所以機(jī)械效率總1。

【答案】有用功與總功的比例；η；η=；小于；小于

【知識點(diǎn)】機(jī)械效率

【解析】【分析】根據(jù)機(jī)械效率的定義、符號、公式和數(shù)值范圍分析解答。

【解答】有用功與總功的比值叫機(jī)械效率，用字母η表示機(jī)械效率，它的計(jì)算公式是。因?yàn)橛杏霉偸切∮诳偣?，所以機(jī)械效率總小于1。

2．某人用一個(gè)動(dòng)滑輪把一袋1000牛的沙子勻速提到9米高的腳手架上，所用拉力為600牛，歷時(shí)20秒，該過程中他所做的有用功為，總功為，該裝置的機(jī)械效率為。

【答案】9000焦；10800焦；83.3%

【知識點(diǎn)】機(jī)械效率的計(jì)算

【解析】【分析】根據(jù)W有=Gh計(jì)算有用功，根據(jù)W=Fs計(jì)算總功，最后根據(jù)計(jì)算出機(jī)械效率。

【解答】該過程中他所做的有用功為W有=Gh=1000N×9m=9000J；

自由端繩子移動(dòng)的距離s=nh=2×9m=18m；

則總功為：W=Fs=600N×18m=10800J；

則該裝置的機(jī)械效率。

3．用機(jī)械效率為90%的滑輪組，將重為1500牛的零件勻速提升2.5米，則有用功為，總功為。

【答案】3750焦；4166.7焦

【知識點(diǎn)】機(jī)械效率的計(jì)算

【解析】【分析】首先根據(jù)W有=Gh計(jì)算出有用功，再根據(jù)計(jì)算總功。

【解答】有用功W有=Gh=1500N×2.5m=3750J；

總功為：。

4．滑輪組的機(jī)械效率無法達(dá)到100%，這是由于使用滑輪組時(shí)，必須克服和而做一定量的功。

【答案】摩擦；動(dòng)滑輪自重；額外

【知識點(diǎn)】機(jī)械效率

【解析】【分析】根據(jù)對滑輪組的認(rèn)識分析解答。

【解答】滑輪組的機(jī)械效率無法達(dá)到100%，這是由于使用滑輪組時(shí)，必須克服摩擦和2動(dòng)滑輪自重而做一定量的額外功。

5．下列關(guān)于機(jī)械的一些說法，正確的是（）。

A．機(jī)械的功率越大，做的功越多

B．機(jī)械效率越大，機(jī)械的功率就越大

C．使用省力的機(jī)械，可以提高機(jī)械做功的功率

D．任何機(jī)械都有摩擦，故都要做額外功

【答案】D

【知識點(diǎn)】功率計(jì)算公式的應(yīng)用；機(jī)械效率

【解析】【分析】（1）根據(jù)W=Pt判斷；

（2）根據(jù)功率和機(jī)械效率的定義判斷；

（3）省力與否與功率大小無關(guān)；

（4）根據(jù)對機(jī)械效率的認(rèn)識判斷。

【解答】A.根據(jù)W=Pt可知，當(dāng)時(shí)間相同時(shí)，功率越大，做的功越多，而題目描述限制時(shí)間相同，故A錯(cuò)誤；

B.機(jī)械效率表示機(jī)械性能的好壞，而功率表示機(jī)械做功的快慢，二者沒有任何聯(lián)系，故B錯(cuò)誤；

C.機(jī)械.省力與否與功率大小無關(guān)，故C錯(cuò)誤；

D.任何機(jī)械都有摩擦，故都要做額外功，故D正確。

故選D。

6．用滑輪組提起重物時(shí)，下列措施中可以提高它的機(jī)械效率的是（）。

A．增加動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)B．加快提升的速度

C．加大重物的質(zhì)量D．加增提升的高度

【答案】C

【知識點(diǎn)】機(jī)械效率

【解析】【分析】根據(jù)滑輪組機(jī)械效率的影響因素分析判斷。

【解答】使用滑輪組提升重物時(shí)，克服物體的重力做有用功，克服摩擦、繩重和動(dòng)滑輪的重力做額外功。那么提高滑輪組機(jī)械效率的方法，包括：①減小動(dòng)滑輪的重力；②減小摩擦；③減小繩重；④增大物體的重力，故C正確，而A、B、D錯(cuò)誤。

故選C。

7．一臺(tái)起重機(jī)將質(zhì)量為420千克的貨物勻速提高了5米，如果在此過程中起重機(jī)所做的額外功為9000焦。g取10牛/千克，求：

（1）起重機(jī)所做的有用功和總功。

（2）起重機(jī)的機(jī)械效率。

【答案】（1）起重機(jī)所做的有用功W有=Gh=420kg×10N/kg×5m=2.1×104J；

起重機(jī)做的總功W總=W有+W額=2.1×104J+9000J=3×104J；

（2）起重機(jī)的機(jī)械效率。

【知識點(diǎn)】功的計(jì)算公式的應(yīng)用；機(jī)械效率的計(jì)算

【解析】【分析】（1）根據(jù)W有=Gh計(jì)算起重機(jī)做的有用功，根據(jù)W總=W有+W額計(jì)算總功；

（2）根據(jù)計(jì)算起重機(jī)的機(jī)械效率。

8．某科學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)，利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究斜面的機(jī)械效率。他們用彈簧測力計(jì)沿斜面勻速向上拉動(dòng)物塊，收集了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并通過計(jì)算得出了機(jī)械效率，見下表。

實(shí)驗(yàn)序號斜面的傾斜程度物塊重力G(牛)斜面高度h(米)拉力F(牛)斜面長度s(米)機(jī)械效率η

1較緩50.22.4141.7%

2較陡50.53.2178.1%

3最陡50.74.3181.4%

（1）分析表中的數(shù)據(jù)可得出：在其他條件一定時(shí)，斜面越緩越力；斜面越陡，機(jī)械效率越。

（2）該小組又進(jìn)行了第4次實(shí)驗(yàn)，他們在斜面上鋪上棉布，使斜面變粗糙，保持斜面高和長分別是0.5米和1米，用彈簧測力計(jì)拉動(dòng)同一物塊沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為4.5牛。這種情況下斜面的機(jī)械效率為。把第4次與第次測量結(jié)果相比較，還能得出在其他條件一定時(shí)

，斜面越粗糙，斜面的機(jī)械效率越低。

（3）當(dāng)用彈簧測力計(jì)沿斜面勻速向上拉動(dòng)物塊時(shí)，物塊所受的拉力物塊所受的摩擦力。

（4）斜面在生產(chǎn)和生活中應(yīng)用廣泛．請你舉出一個(gè)生產(chǎn)或生活中利用斜面的實(shí)例：。

【答案】（1）??；高

（2）55.6%；2

（3）大于

（4）盤山公路、引橋

【知識點(diǎn)】機(jī)械效率的計(jì)算；機(jī)械效率的測量實(shí)驗(yàn)

【解析】【分析】（1）根據(jù)表格數(shù)據(jù)，分析斜面的省力情況與傾斜程度的關(guān)系，以及斜面的機(jī)械效率與傾斜程度的關(guān)系。

（2）根據(jù)公式計(jì)算斜面的機(jī)械效率。根據(jù)控制變量法的要求，確定哪些因素相同，哪個(gè)因素不同，據(jù)此選擇對照實(shí)驗(yàn)。

（3）對斜面上的物體進(jìn)行受力分析即可；

（4）根據(jù)斜面在日常生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用解答。

【解答】（1）根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，斜面越緩，拉力越小，即斜面越省力；斜面越陡，機(jī)械效率越高。

（2）此時(shí)斜面的機(jī)械效率為：。探究斜面的粗糙程度對機(jī)械效率的影響時(shí)，需要控制斜面的傾斜程度（斜面的高和長）相等，而改變接觸面，故選實(shí)驗(yàn)4和2。

（3）當(dāng)用彈簧測力計(jì)沿斜面勻速向上拉動(dòng)物塊時(shí)，物體受到沿斜面向上的拉力，沿斜面向下的摩擦力和重力的分力，此時(shí)F=G分+f，則物體受到的拉力大于物塊受到的摩擦力。

（4）斜面在生產(chǎn)和生活中應(yīng)用廣泛，生產(chǎn)或生活中利用斜面的實(shí)例：盤山公路、引橋。

二、拓展與提高

9．如圖甲所示，滑輪組在豎直向上的拉力F作用下，將重為105牛的物體勻速提起，在5秒內(nèi)繩子自由端移動(dòng)的距離為s=3米。圖乙是滑輪組工作時(shí)的拉力F與繩自由端移動(dòng)距離s的關(guān)系圖。

（1