九年級物理上冊同步考點：11.5機械效率（專題訓練）【十大題型】（解析版）

九年級物理上冊同步考點：11.5機械效率（專題訓練）【十大題型】（解析版）九年級物理上冊同步考點：11.5機械效率（專題訓練）【十大題型】（解析版）PAGEPAGE1九年級物理上冊同步考點：11.5機械效率（專題訓練）【十大題型】（解析版）11.5\o"11.5機械效率"機械效率(專題訓練)【十大題型】TOC\o"1-3"\h\u【題型1\o"機械效率的概念"機械效率的概念】 1【題型2\o"機械效率的大小比較"機械效率的大小比較】 3【題型3\o"功的原理"功的原理】 6【題型4\o"增大或減小機械效率的方法"增大或減小機械效率的方法】 9【題型5\o"滑輪(組)的機械效率"滑輪(組)的機械效率】 11【題型6\o"杠桿的機械效率"杠桿的機械效率】 24【題型7\o"斜面的機械效率"斜面的機械效率】 28【題型8\o"斜面機械效率的測量實驗"\o"實驗測量滑輪組的機械效率"滑輪組的機械效率測量實驗】 38【題型9\o"斜面機械效率的測量實驗"斜面機械效率的測量實驗】 44【題型10\o"杠桿機械效率的測量實驗"杠桿機械效率的測量實驗】 51【題型1\o"機械效率的概念"機械效率的概念】 1．(2023?古浪縣開學)下列說法正確的是()A．機械效率越高的機械做功越快 B．機械效率越高的機械做功越多 C．功率越大的機械做功越快 D．功率越大的機械做功越多【答案】C【分析】(1)有用功跟總功的比值叫做機械效率,通常用百分數(shù)表示.(2)物體在單位時間內所做的功叫功率.【解答】解：A、機械效率的高低與機械做功快慢沒有關系,故A錯誤.B、做功多少與機械效率無關,故B錯誤.C、功率表示做功的快慢,功率越大的機械做功越快,故C正確.D、做功多少與功率功率和時間有關,故D錯誤.故選：C.2．(2022秋?廣陵區(qū)校級期中)下列是有關小明同學對于有關物理量的估測,符合實際的是()A．小明騎自行車上學時的功率約為1000W B．小明將一本物理書從地上撿起到課桌上,對物理書做功約為2J C．對起重機的性能進行改良后,其機械效率可高達110% D．一個普通家庭燒一頓飯,大約需要消耗天然氣10千克【答案】B【分析】不同物理量的估算,有的需要憑借生活經驗,有的需要簡單的計算,有的要進行單位的換算,最后判斷最符合實際的是哪一個.【解答】解：A．騎自行車的功率較小,不會有1000W那么大,約為80W,故A不正確;B．一本物理書的重力約為2N,課桌的高度約為0.8m,這個過程對物理書做功約為W＝Gh＝2N×0.8m＝1.6J,接近2J,故B正確;C．利用機械做功,總需要做額外功,機械效率不可能達到100%,更不會有110%那么高,故C不正確;D．天然氣的密度約為0.8kg/m3,燒一頓飯約消耗0.5m3的天然氣,質量約為m＝ρV＝0.8kg/m3×0.5m3＝0.4kg,故D不正確.故選：B.3．(2022春?香河縣期末)使用任何機械都不可避免的要做額外功,有用功總是小于(選填"大于”、"等于”或"小于”)總功,所以機械效率總是小于(選填"大于”、"等于”或"小于”)1,機械效率通常用η表示.【答案】小于;小于;η.【分析】機械效率是有用功占總功的百分比,而有用功和額外功的和等于總功,也就是有用功總比總功小,因此機械效率總小于1.【解答】解：機械工作時,因為額外功是不可避免的,而W總＝W有+W額,故有用功總是小于總功;由機械效率公式η＝可以看出：機械效率總是小于1.故答案為：小于;小于;η.4．(2022春?巴東縣期末)使用任何機械都不(選填"不”或"會”)省功,而且都要做額外功,人們希望額外功減小(選填"增大”或"減小”),使機械效率提高.【答案】不;減小.【分析】(1)使用機械時,人們所做功,都不會少于直接用手所做的功,也就是使用任何機械都不省功,這個結論叫做功的原理.(2)機械效率是有用功與總功之比,總功包括有用功和額外功兩部分.【解答】解：根據(jù)功的原理可知：使用機械時,人們所做功,都不會少于直接用手所做的功,也就是說使用任何機械都不能省功;在有用功一定時,減少額外功,總功減少.由η＝知,機械效率增大.所以減小額外功,可以提高機械效率.故答案為：不;減小.5．(2020春?龍鳳區(qū)校級期末)有用功和總功的比值稱為機械效率.使用機械時,由于存在額外功,因此所做的有用功必小于總功,因此,機械效率必小于1．(填："小于”、"大于”或"等于”)【答案】有用功;總功;小于;小于【分析】在使用機械時,人們?yōu)橥瓿赡稠椚蝿毡仨氉龅墓杏杏霉?對完成任務沒有用但不得不做的功叫額外功;有用功與額外功之和叫總功;有用功與總功的比值叫機械效率.【解答】解：有用功和總功的比值,叫做機械效率;只要使用機械,就必然會在機械上消耗一部分額外功,也就是說額外功總是存在的,所以有用功總是會小于總功,機械效率總是小于1.故答案為：有用功;總功;小于;小于.【題型2\o"機械效率的大小比較"機械效率的大小比較】 6．(2023?德惠市校級模擬)如圖所示,建筑工人用定滑輪,分別沿甲、乙兩個方向將相同的建筑材料提升相同高度,忽略繩重和摩擦,則()A．F甲＞F乙 B．F甲＜F乙 C．η甲＝η乙 D．η甲＞η乙【答案】C【分析】定滑輪的工作特點是：使用定滑輪只能改變力的方向,不能省力;將相同的建筑材料提升相同高度,做的有用功相同,根據(jù)使用定滑輪不省力也不省距離判斷總功的大小關系,根據(jù)效率公式判斷機械效率的大小關系.【解答】解：由圖可知,圖中滑輪是定滑輪,定滑輪不能省力,且忽略繩重和摩擦,所以F甲、F乙都與物體重力相等,所以兩種拉法所用拉力一樣大,故AB錯誤;將相同的建筑材料提升相同高度,根據(jù)W有＝G物h可知有用功相同,使用定滑輪不省力也不省距離,忽略繩重和摩擦,由W總＝Fs可知,沿甲、乙兩個方向拉力做的總功相等,即W甲＝W乙,由η＝可知,沿甲、乙兩個方向拉力的機械效率相等.故C正確,D錯誤.故選：C.7．(2023?汶上縣二模)如圖所示,用相同的滑輪構成甲、乙兩個滑輪組,分別將相同重物勻速提升相同高度,不計繩重和摩擦.對比甲、乙兩個滑輪組,下列說法正確的是()A．繩端移動的距離s甲≠s乙,拉力對滑輪組所做的功W甲＝W乙 B．繩端移動的距離s甲＝s乙,拉力對滑輪組所做的功W甲≠W乙 C．繩端拉力F甲＝F乙,滑輪組的機械效率η甲＝η乙 D．繩端拉力F甲≠F乙,滑輪組的機械效率η甲≠η乙【答案】A【分析】(1)由滑輪組的結構知道承擔物重的繩子股數(shù)n,由F＝(G物+G輪)可得繩子受的拉力關系,由s＝nh可得繩子自由端移動的距離關系;把相同的重物在相同時間內,勻速提升相同的高度,做的有用功相同;(2)不計繩重及摩擦,利用相同的滑輪和繩子、提升相同的高度,做額外功相同;而總功等于有用功加上額外功,可知利用滑輪組做的總功相同,再根據(jù)效率公式判斷滑輪組機械效率的大小關系.【解答】解：(1)由圖可知,n甲＝2,n乙＝3;不計繩重及摩擦,由F＝(G物+G動)可得繩子受的拉力分別為：F甲＝×(G物+G動),F乙＝×(G物+G動),所以可得,F甲＞F乙;提升物體的高度h相同,因為繩子自由端移動的距離s＝nh,所以s甲＝2h,s乙＝3h,則s甲≠s乙;拉力做的功分別為：W甲＝F甲s甲＝×(G物+G動)×2h＝(G物+G動)h,W乙＝F乙s乙＝×(G物+G動)×3h＝(G物+G動)h;所以,W甲＝W乙,即拉力對滑輪組所做的功相等;故A正確,B錯誤;(2)因為提升的物體重和高度相同,由W有用＝G物h可知,有用功相同;由前面分析可知,總功相同,根據(jù)η＝×100%可知,滑輪組的機械效率相同,故CD錯誤.故選：A.8．(2023?柳州一模)如圖,在建筑工地上,工人借助相同的滑輪和繩用甲、乙兩種方式分別將相同物料提起來(忽略摩擦力及繩重的影響),其中可以省力的是乙,機械效率較高的是甲.【答案】乙;甲.【分析】定滑輪不省力,能夠改變力的方向;動滑輪能夠省力,不能改變力的方向;提升相同的重物到相同的高度,做的有用功相同;不計繩重及摩擦,使用動滑輪需要克服動滑輪重做額外功;而總功等于有用功加上額外功,再根據(jù)效率公式判斷滑輪組機械效率的大小關系.【解答】解：由圖可知,甲是定滑輪,乙是動滑輪,不計繩重及摩擦,使用定滑輪的拉力F1＝G物;使用動滑輪的拉力F2＝(G物+G輪);F2＜F1,故使用乙省力;提升的物體重和高度相同,由W有用＝G物h可知做的有用功相同;忽略摩擦力的影響,則使用定滑輪時做的額外功為零,使用動滑輪時需要克服動滑輪重力做功,即額外功為W額＝G輪h,由機械效率公式η＝＝可知,使用定滑輪的機械效率大于使用動滑輪的機械效率,故甲的機械效率較高.故答案為：乙;甲.9．(2022秋?南昌期中)如圖所示,是使用同一滑輪組將不同數(shù)量的鉤碼提升到相同高度的情景.忽略繩重和摩擦,兩次所做額外功的關系是W甲額＝W乙額,兩次做功的機械效率η甲＜η乙.(均選填"＞”"＜”或"＝”)【答案】＝;＜.【分析】摩擦均不計,額外功為克服動滑輪和繩子的重力所做的功;根據(jù)η＝＝＝分析機械效率的大小.【解答】解：根據(jù)題意可知,摩擦均不計,額外功為克服動滑輪的重力所做的功,動滑輪的重力相同,上升的高度也相同,則所做的額外功是相同的,即W甲額＝W乙額;根據(jù)η＝＝＝＝可知,在動滑輪的重力相同的情況下,物體的重力不同,機械效率不同;物體的重力越大,則機械效率越大,即η甲＜η乙.故答案為：＝;＜.【題型3\o"功的原理"功的原理】 10．(2023?濮陽二模)關于圖中的現(xiàn)象及其對應的物理知識的說法,正確的是()A．甲圖：自行車輪胎上有花紋,這是為了減小摩擦 B．乙圖：雞蛋碰石頭,雞蛋破裂是因其受到的力較大 C．丙圖：茶壺的壺嘴與壺身構成了一個連通器 D．丁圖：盤山公路既可以省力,也可以省功【答案】C【分析】(1)增大摩擦力的方法：增大壓力或增大接觸面的粗糙程度.(2)力的作用是相互的,相互作用力大小相等.(3)上端開口不連通,下部連通的容器叫做連通器.(4)任何機械都不能省功.【解答】解：A、自行車輪胎上有花紋,這是為了增大摩擦,故A錯誤;B、雞蛋碰石頭,雞蛋對石頭的力和石頭對雞蛋的力是相互作用力,相互作用力大小相等,雞蛋破裂是因雞蛋的硬度較小,故B錯誤;C、茶壺的壺嘴與壺身構成了一個連通器,故C正確;D、盤山公路可以省力,但不可以省功,故D錯誤.故選：C.11．(2023?新寧縣模擬)如圖所示,用撬棒撬起大石塊,兩次作用在A點的力分別為F1、F2,已知OA＞OB,下列說法中錯誤的是()A．O是支點 B．作用在A點的力F1＜F2 C．使用該杠桿不能省功 D．作用在A點的力F1＞F2【答案】B【分析】(1)能繞固定點轉動的硬棒叫杠桿,該固定點為支點;(2)由杠桿平衡條件可知,在阻力、阻力臂一定時,動力臂越大、動力越小、越省力;(3)功的原理：使用任何機械都不省功.【解答】解：A．圖中,在使用撬棒時,繞固定點O轉動,O為支點,故A正確;BD．圖中,F2的力臂大于F1的力臂,而阻力、阻力臂相同,由杠桿平衡條件可知,F2＜F1,故B錯誤、D正確;C．使用任何機械都不省功,使用該杠桿能省力,但不能省功,故C正確.故選：B.12．(2023?通城縣校級二模)如圖,斜面長s＝60cm,高h＝20cm.用彈簧測力計拉著6N重的物體沿斜面方向勻速運動,彈簧測力計的示數(shù)為2.5N.在此過程中,拉力做的有用功是1.2J,總功為1.5J,額外功為0.3J,物體受到的支持力做功為0J.對上述數(shù)據(jù)進行分析可以得出：使用斜面不能("能”或"不能”)省功.【答案】1.2;1.5;0.3;0;省功.【分析】(1)根據(jù)公式W有＝Gh計算有用功.(2)根據(jù)公式W總＝Fs計算總功.(3)根據(jù)公式W額＝W總﹣W有計算額外功.(4)物體做功的條件：有力作用在物體上,在力的方向上通過了距離;任何機械都不能省功.【解答】解：(1)拉力做的有用功：W有＝Gh＝6N×0.2m＝1.2J;(2)總功為：W總＝Fs＝2.5N×0.6m＝1.5J;(3)額外功為：W額＝W總﹣W有＝1.5J﹣1.2J＝0.3J;(4)物體受到的支持力垂直斜面向上,在這個方向上物體沒有移動距離,故支持力沒有做功.(5)由功的原理可知,任何機械都不能省功.故答案為：1.2;1.5;0.3;0;不能.13．(2022春?郫都區(qū)校級期末)如圖所示,斜面高為h＝1m,長為L＝3m,若不計摩擦,工人需用200N的力可將重為600N的箱子推到車上.使用斜面不能(能或不能)省功.【答案】見試題解答內容【分析】小明在使用斜面的過程中,若不計摩擦,根據(jù)功的原理Gh＝FL求推力;知道斜面越長越省力,使用任何機械都不省功.【解答】解：使用斜面若不計摩擦,根據(jù)功的原理可知：Gh＝FL,則推力F＝＝＝200N;根據(jù)功的原理可知,使用任何機械都不省功;小明使用斜面的目的是為了省力.故答案是：200N;不能.【題型4\o"增大或減小機械效率的方法"增大或減小機械效率的方法】 14．(2023?吉林三模)通過"測量滑輪組機械效率”的實驗可知,下列各措施中能提高機械效率的是()A．減小提升高度 B．增大提升速度 C．改用質量小的定滑輪 D．增大被提升物體的質量【答案】D【分析】(1)滑輪組的機械效率是指有用功和總功的比值,比值越大,機械效率越高.(2)要提高滑輪組的機械效率可以在有用功一定時,減少額外功;在額外功一定時,增大有用功.【解答】解：AB．滑輪組的機械效率η＝＝＝＝,所以減少提升高度或增大提升速度,不能改變有用功和總功的比值,即滑輪組的機械效率不變,故AB不符合題意;C．改用質量小的定滑輪,不能減少額外功,不能改變有用功和總功的比值,即滑輪組的機械效率不變,故C不符合題意;D．增大被提升物體的質量,可以增加提升物體的重力,可以提高有用功,這樣有用功在總功中所占的比值增大,即增加提升重物重力可以提高滑輪組的機械效率,故D符合題意.故選：D.15．(2022秋?西安期中)如圖,用滑輪組豎直向上勻速提升重物,不計繩重和摩擦,下列措施能提高滑輪組機械效率的是()A．適當增大重物上升的高度 B．適當增大重物的質量 C．增大繩子自由端移動的距離 D．增大繩子自由端的拉力【答案】B【分析】(1)提高滑輪組機械效率的方法,有兩種方法：一是減輕動滑輪質量、加潤滑油減小摩擦,這些方法可以減少額外功,提高機械效率;二是增加提升物體的重,在額外功不變的情況下,增大有用功,從而提高機械效率.(2)不計繩重和摩擦時,被提升物體重力為G,動滑輪重力為G動,動滑輪升高的高度為h,滑輪組機械效率：η＝＝＝＝＝,據(jù)此分析影響滑輪組機械效率的因素.【解答】解：ACD、用滑輪組豎直向上勻速提升重物時,不計繩重和摩擦時,被提升物體重力為G,動滑輪重力為G動,動滑輪升高的高度為h,有用功：W有用＝Gh,不計繩重和摩擦,額外功：W額外＝G動h,功：W總＝W有用+W額＝Gh+G動h;則滑輪組的機械效率：η＝＝＝＝＝;由此可知,滑輪組機械效率的高低與重物上升的高度、增大繩子自由端移動的距離和增大繩子自由端的拉力無關,故ACD錯誤;B、由η＝可知,適當增大重物的質量,被提升物體的重力G變大,在動滑輪重力不變時,能提高滑輪組的機械效率,故B正確.故選：B.16．(2023春?鄱陽縣期中)如圖所示為轱轆取水的裝置,該裝置能夠省力(選填"距離”、"力”或"功”),使用更輕的桶可以提高(選填"提高”或"降低”)機械效率.【答案】力;提高.【分析】(1)轆轤取水的裝置在使用時動力臂大于阻力臂,是省力杠桿.(2)在有用功一定時,減少額外功可以提高機械效率.【解答】解：轆轤取水的裝置在使用時可以省力;使用更輕的桶可以減小額外功,提高機械效率.故答案為：力;提高.【題型5\o"滑輪(組)的機械效率"滑輪(組)的機械效率】 17．(2023?福田區(qū)模擬)如圖甲所示的滑輪組提升物體M,已知物體M所受的重力為550N,卷揚機加在繩子自由端的拉力F將物體M在20s內沿豎直方向勻速提升10m,拉力F做的功W隨時間t的變化圖象如圖乙所示,忽略繩重及摩擦,下列說法正確的是()A．動滑輪重為40N B．繩子自由端移動的速度為0.5m/s C．拉力做功功率為300W D．該滑輪組的機械效率為83.3%【答案】C【分析】(1)由圖甲可知滑輪組上繩子的有效股數(shù),根據(jù)s＝nh求出繩子自由端移動的距離;根據(jù)圖乙得出在20s內拉力F做的功,利用W總＝Fs求出繩子自由端的拉力大小;忽略繩重及摩擦,根據(jù)F＝(G+G動)求出動滑輪的重力;根據(jù)P＝求出拉力做功的功率;(2)根據(jù)v＝求出繩子自由端移動的速度;(3)根據(jù)W＝Gh求出所做的有用功,利用η＝×100%求出滑輪組的機械效率.【解答】解：AC．由圖甲可知n＝2,則物體M沿豎直方向勻速提升10m時,繩子自由端移動的距離：s＝nh＝2×10m＝20m,由圖乙可知,在20s內拉力F做的功：W總＝6000J,由W總＝Fs可得,繩子自由端的拉力為：F＝＝＝300N,忽略繩重及摩擦,由F＝(G+G動)可得,動滑輪的重力：G動＝nF﹣G＝2×300N﹣550N＝50N,拉力做功的功率為：P＝＝＝300W,故A錯誤,C正確;B．繩子自由端移動的速度：v＝＝＝1m/s,故B錯誤;D．所做的有用功：W有＝Gh＝550N×10m＝5500J,滑輪組的機械效率：η＝×100%＝×100%≈91.7%,故D錯誤.故選：C.18．(2023?濟源二模)在老舊小區(qū)改造中,工人利用滑輪組將重380N的建筑材料提升到樓頂,如圖所示.已知工人對繩子的拉力為200N,建筑材料在5s內勻速上升5m,不計繩重及摩擦.此過程中,下列說法正確的是()A．工人所用拉力的功率為400W B．動滑輪所受重力為10N C．滑輪組的機械效率為90% D．增加物體的重力,該滑輪組的機械效率不變【答案】A【分析】(1)由圖可知n＝2,繩子自由端移動的距離s＝nh,利用W總＝Fs求拉力做的總功,利用P＝求拉力做功的功率;(2)利用不計繩重和摩擦時F＝(G+G動)求動滑輪的重力;(3)利用η＝＝＝＝求滑輪組的機械效率;(4)利用不計繩重和摩擦時η＝＝＝＝＝分析滑輪組機械效率與物體重力之間的關系.【解答】解：A、由圖可知n＝2,繩子自由端移動的距離：s＝nh＝2×5m＝10m,拉力做的總功：W總＝Fs＝200N×10m＝2000J,拉力做功的功率：P＝＝＝400W,故A正確;B、因為不計繩重和摩擦時F＝(G+G動),所以動滑輪的重力：G動＝nF﹣G＝2×200N﹣380N＝20N,故B錯誤;C、滑輪組的機械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝95%,故C錯誤;D、由不計繩重和摩擦時η＝＝＝＝＝可知,動滑輪的重力不變,增加物體的重力,滑輪組機械效率變大,故D錯誤.故選：A.19．(2023?肥城市模擬)在如圖所示的裝置中,水平桌面上的物體A重4N,掛在動滑輪上的物體B重8N,每個滑輪重1N,不計繩重和摩擦,此時,物體A恰好可以向右做勻速直線運動.現(xiàn)對物體A施加一個水平向左,功率為3.6W的拉力F,使物體B勻速上升.下列說法中()①物體B上升的速度為0.6m/s②拉力F的大小為6N③物體A受到桌面的摩擦力為4N④物體B勻速上升的過程中,滑輪組的效率約為88.9%A．只有①③正確 B．只有②④正確 C．只有①②正確 D．只有③④正確【答案】B【分析】(1)由圖可知n＝3,利用不計繩重和摩擦時F＝(G+G動)求繩子自由端的拉力,根據(jù)力的平衡條件求出物體A受到桌面的摩擦力;(2)根據(jù)力的平衡條件求出拉力F,根據(jù)P＝＝＝Fv求出繩子自由端移動的速度,根據(jù)繩子自由端移動的速度v＝nv物求出物體B上升的速度;(3)利用不計繩重和摩擦時η＝＝＝＝求滑輪組的機械效率.【解答】解：③由圖可知n＝3,因為不計繩重和摩擦,所以繩子自由端的拉力：F繩＝(GB+G動)＝×(8N+1N)＝3N,因為此時物體A恰好可以向右做勻速直線運動,所以,由力的平衡條件可知,物體A受到桌面的摩擦力f＝F繩＝3N,故③錯誤;①②由題意可知,物體A向左運動,則物體A受到桌面的摩擦力方向向右,由于壓力和接觸面的粗糙程度沒有發(fā)生變化,物體A受到桌面的摩擦力大小仍為3N,由力的平衡條件可知,此時拉力：F＝F繩+f＝3N+3N＝6N,由P＝＝＝Fv可知,繩子自由端移動的速度：v繩＝＝＝0.6m/s,則物體B上升的速度：v＝＝＝0.2m/s,故①錯誤,②正確;④因為不計繩重和摩擦,所以滑輪組的機械效率：η＝＝＝＝＝×100%≈88.9%,故④正確.綜上所述只有②④正確,故B正確.故選：B.20．(2023?河北模擬)(多選)用2個完全相同的滑輪組成如圖所示的滑輪組,用此裝置拉起一個物塊A時,繩端拉力為F1;當用此裝置同時拉起兩個相同的物塊A時,繩端拉力為F2.不考慮繩重及摩擦,下列說法正確的是()A．F2為F1的2倍 B．物塊A的重力為3(F2﹣F1) C．動滑輪的重力為3(F1﹣F2) D．機械效率的變化量為3﹣【答案】BD【分析】(1)由圖可知n＝3,利用不計繩重和摩擦時F＝(G+G動)求兩次繩子自由端的拉力,進而求出兩次拉力的關系、物塊A的重力和動滑輪的重力;(2)利用η＝＝＝＝求滑輪組機械效率的變化量.【解答】解：ABC、由圖可知n＝3,因為不計繩重和摩擦,所以用此裝置拉起一個物塊A時,繩端拉力為F1＝(G+G動)……①當用此裝置同時拉起兩個相同的物塊A時,繩端拉力為F2＝(2G+G動)……②①×2可得：2F1＝(2G+2G動)＞(2G+G動),即2F1＞F2,故A錯誤;②﹣①可得：F2﹣F1＝(2G+G動)﹣(G+G動),整理可得物塊A的重力：G＝3(F2﹣F1),故B正確;①×2﹣②可得：2F1﹣F2＝(2G+2G動)﹣(2G+G動),整理可得動滑輪的重力：G動＝3(2F1﹣F2),故C錯誤;D、由η＝＝＝＝可知,滑輪組機械效率的變化量：Δη＝η2﹣η1＝﹣＝G×(﹣)＝×3(F2﹣F1)×(﹣)＝3﹣,故D正確.故選：BD.21．(2023?宜興市二模)如圖所示,搬運工人在20s內用滑輪組將重為540N的重物勻速提升3m,所用拉力為200N,則拉力的功率是90W,滑輪組的機械效率是90%,忽略繩重和摩擦,動滑輪重為60N.【答案】90;90%;60.【分析】已知做功時間t＝20s,拉力F＝200N,物體上升的高度h＝3m,拉力移動的距離s＝nh,根據(jù)W總＝Fs求拉力做功,再根據(jù)P＝求功率;根據(jù)W有＝Gh求有用功,再根據(jù)η＝×100%求機械效率;忽略繩重和摩擦,根據(jù)W額＝W總﹣W有求額外功,再根據(jù)G滑＝求動滑輪的重力.【解答】解：由圖可知經過動滑輪的繩子段數(shù)為3端,故拉力移動的距離s＝3h＝3×3m＝9m,拉力做功W總＝Fs＝200N×9m＝1800J;拉力的功率P＝＝＝90W;有用功W有＝Gh＝540N×3m＝1620J,則機械效率η＝×100%＝×100%＝90%;額外功W額＝W總﹣W有＝1800J﹣1620J＝180J,忽略繩重和摩擦,動滑輪的重力G滑＝＝＝60N.故答案為：90;90%;60.22．(2023?未央?yún)^(qū)校級模擬)如圖所示,工人用250N的拉力將質量為40kg的物體從地面運到10m高的樓上.物體上升高度h與時間t的關系如圖所示,則物體上升的速度為0.25m/s,整個過程中,工人做功的功率為125W,此裝置的機械效率為80%.【答案】0.25;125;80%.【分析】(1)根據(jù)圖像利用v＝求出物體上升的速度;(2)由圖可知n＝2,繩子自由端移動的速度v＝nv物,利用P＝＝＝Fv求工人做功的功率;(3)根據(jù)G＝mg求物體的重力,利用η＝＝＝＝求滑輪組的機械效率.【解答】解：(1)由圖像可知,當物體上升高度h＝10m時,所用時間t＝40s,則物體上升的速度：v＝＝＝0.25m/s;(2)由圖可知n＝2,繩子自由端移動的速度：v＝nv物＝2×0.25m/s＝0.5m/s,工人做功的功率：P＝＝＝Fv＝250N×0.5m/s＝125W;(3)物體的重力：G＝mg＝40kg×10N/kg＝400N,滑輪組的機械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝80%.故答案為：0.25;125;80%.23．(2023?連山區(qū)二模)如圖所示,重50N的物體A在水平拉力F的作用下以0.01m/s的速度向左勻速行駛5s,物體A受到的摩擦力為18N,滑輪組的機械效率為90%(不計繩、彈簧測力計和滑輪重),則彈簧測力計的示數(shù)為10N,拉力F做的有用功0.9J,拉力F的功率為0.2W.【答案】10;0.9;0.2.【分析】(1)由圖可知n＝2,知道滑輪組的機械效率,使用該滑輪組時克服物體與地面間摩擦力做的功為有用功,利用公式η＝＝＝＝求出繩子自由端的拉力,同一根繩子各處的拉力大小相等,據(jù)此可知彈簧測力計的示數(shù);(2)根據(jù)v＝求出物體A移動的距離,利用W有＝fs物求拉力F做的有用功;(3)繩子自由端移動的速度v＝nv物,利用P＝＝＝Fv求拉力F做功的功率.【解答】解：(1)由圖可知n＝2,使用該滑輪組時克服物體與地面間摩擦力做的功為有用功,由η＝＝＝＝可知,繩子自由端的拉力：F＝＝＝10N,因同一根繩子各處的拉力大小相等,所以彈簧測力計的示數(shù)也為10N;(2)由v＝可知,物體A在5s內移動的距離：s物＝v物t＝0.01m/s×5s＝0.05m,拉力F做的有用功：W有＝fs物＝18N×0.05m＝0.9J;(3)繩子自由端移動的速度：v＝nv物＝2×0.01m/s＝0.02m/s,則拉力F做功的功率：P＝＝＝Fv＝10N×0.02m/s＝0.2W.故答案為：10;0.9;0.2.24．(2023?衡水模擬)圖甲是某大型起吊裝置,圖乙是其機械起吊部分的簡化示意圖.已知物體A重為2700N,底面積為0.675m2,不計繩重、機械部分摩擦和水的阻力.(g取10N/kg)求：(1)起吊前物體A靜止在水平地面時對水平地面的壓強;(2)如圖乙所示,動滑輪的總重為650N,在繩子自由端施加拉力后物體A被勻速提升2m,此時整個機械的機械效率;(計算結果保留到1%)(3)工人師傅利用該裝置將A以0.1m/s的速度勻速放入水中過程中,繩子拉力的功率隨時間變化關系如圖丙所示,則物體A的密度.(ρ水＝1.0×103kg/m3)【答案】(1)起吊前物體A靜止在水平地面時對水平地面的壓強為4000Pa;(2)此時整個機械的機械效率為81%;(3)物體A的密度為2.7×103kg/m3.【分析】(1)起吊前物體A靜止在水平地面時對水平地面的壓力大小等于物體A的重力,根據(jù)p＝求物體A對水平地面的壓強;(2)利用不計繩重和摩擦時η＝＝＝＝求滑輪組的機械效率;(3)由圖可知n＝4,繩子自由端移動的速度v＝nv物;根據(jù)圖丙可知浸沒在水中時繩子拉力的功率,利用P＝＝＝Fv求出此時繩子的拉力,利用不計繩重、機械部分摩擦和水的阻力時F＝(F拉+G動)求物體浸沒在水中時受到的拉力,根據(jù)力的平衡條件求出物體浸沒在水中時受到的浮力,根據(jù)阿基米德原理求出物體排開水的體積,根據(jù)物體浸沒時排開液體的體積等于物體的體積求出物體的體積,根據(jù)G＝mg求出物體的質量,根據(jù)密度公式求出物體的密度.【解答】解：(1)起吊前物體A靜止在水平地面時對水平地面的壓力：F壓＝G＝2700N,物體A對水平地面的壓強：p＝＝＝4000Pa;(2)因為不計繩重和摩擦,所以滑輪組的機械效率：η＝＝＝＝＝×100%≈81%;(3)由圖可知n＝4,繩子自由端移動的速度：v＝nv物＝4×0.1m/s＝0.4m/s,由圖丙可知,物體浸沒在水中時繩子拉力的功率為235W,由P＝＝＝Fv可知,此時繩子的拉力為：F＝＝＝587.5N,由不計繩重、機械部分摩擦和水的阻力時F＝(F拉+G動)可知,物體浸沒在水中時受到的拉力：F拉＝nF﹣G動＝4×587.5N﹣650N＝1700N,由力的平衡條件可知,物體浸沒在水中時受到的浮力：F浮＝G﹣F拉＝2700N﹣1700N＝1000N,由F?。溅岩篻V排可知,物體排開水的體積：V排＝＝＝0.1m3,因為物體浸沒在水中,所以物體的體積：V＝V排＝0.1m3,由G＝mg可知,物體A的質量：m＝＝＝270kg,則物體的密度：ρ＝＝＝2.7×103kg/m3.答：(1)起吊前物體A靜止在水平地面時對水平地面的壓強為4000Pa;(2)此時整個機械的機械效率為81%;(3)物體A的密度為2.7×103kg/m3.25．(2023?鐵鋒區(qū)模擬)大壯用如圖所示的滑輪組拉動貨箱,已知貨箱的質量為80kg,在F＝100N的拉力作用下,貨箱以0.3m/s的速度做勻速直線運動,地面對貨箱的滑動摩擦力f為貨箱重的0.3倍.求：(1)貨箱的重力是多少?(g＝10N/kg)(2)拉力F的功率是多少?(3)貨箱運動了1min,克服摩擦所做的功是多少?(4)此滑輪組的機械效率是多少?【答案】(1)貨箱所受重力為800N;(2)拉力F做功的功率是90W;(3)貨箱運動了1min,克服摩擦所做的功是4320J;(4)該滑輪組的機械效率是80%【分析】(1)已知物體的質量,利用G＝mg計算物體的重力;(2)已知拉力的大小和物體的移動速度以及動滑輪上繩子的段數(shù),根據(jù)公式P＝Fv可求拉力的功率;(3)水平使用滑輪組,拉力克服摩擦力做功,用摩擦力乘以物體移動距離計算有用功,即克服摩擦做功;(4)用拉力乘以拉力移動距離計算總功,然后用有用功除以總功計算機械效率.【解答】解：(1)貨箱所受重力：G＝mg＝80kg×10N/kg＝800N;(2)滑輪組n值為3,繩子自由端移動速度：v繩＝3v＝3×0.3m/s＝0.9m/s,拉力的功率是P＝Fv繩＝100N×0.9m/s＝90W;(3)f＝0.3G＝0.2×800N＝240N;由v＝得,貨箱移動距離：s＝vt＝0.3m/s×1×60s＝18m,克服摩擦做功：W有＝fs＝240N×18m＝4320J;(4)1min內繩子自由端移動距離：s繩＝3s＝3×18m＝54m,W總＝Fs繩＝100N×54m＝5400J,η＝×100%＝×100%＝80%答：(1)貨箱所受重力為800N;(2)拉力F做功的功率是90W;(3)貨箱運動了1min,克服摩擦所做的功是4320J;(4)該滑輪組的機械效率是80%.26．(2023?永興縣一模)如圖所示是利用起重機打撈水中物體的示意圖,吊臂前端由滑輪組組成,動滑輪重100kg,繩重和摩擦不計.現(xiàn)在用此起重機從水中把上表面距水面5m,質量為1×103kg,體積為0.5m3的物體G勻速提起(g＝10N/kg,ρ水＝1.0×103kg/m3).求：(1)物體G受到的重力;(2)物體完全浸沒在水中時受到的浮力;(3)物體離開水面前,滑輪組的機械效率.【答案】(1)物體G受到的重力為104N;(2)物體完全浸沒在水中時受到的浮力為5000N;(3)物體離開水面前,滑輪組的機械效率為83.3%.【分析】(1)根據(jù)G＝mg物體受到的重力(2)物體浸沒時排開水的體積和自身的體積相等,根據(jù)阿基米德原理求出物體受到的浮力;(3)拉物體的繩子所受的拉力等于物體的重力減去受到的浮力,由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù),繩重和摩擦不計,根據(jù)F＝(F拉+G動)求出鋼絲繩拉力F的大小,根據(jù)s＝nh求出鋼絲繩移動的距離,根據(jù)W＝Fs求出物體露出水面前拉力做的功;物體離開水面前,根據(jù)W＝F拉h(huán)求出有用功,根據(jù)η＝×100%求出滑輪組的機械效率.【解答】解：(1)物體G受到的重力為：G＝mg＝1×103kg×10N/kg＝104N;(2)物體完全浸沒在水中時受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m3＝5000N;(3)拉物體的繩子所受的拉力：F拉＝G﹣F?。?04N﹣5000N＝5000N,由圖可知,n＝3,繩重和摩擦不計,鋼絲繩拉力F的大小：F＝(F拉+G動)＝(F拉+m動g)＝×(5000N+100kg×10N/kg)＝2000N,鋼絲繩移動的距離：s＝nh＝3×5m＝15m,物體露出水面前拉力做的功：W總＝Fs＝2000N×15m＝3×104J;物體離開水面前,有用功：W有＝F拉h(huán)＝5000N×5m＝2.5×104J,滑輪組的機械效率：η＝×100%＝×100%≈83.3%.答：(1)物體G受到的重力為104N;(2)物體完全浸沒在水中時受到的浮力為5000N;(3)物體離開水面前,滑輪組的機械效率為83.3%.27．(2023?襄城區(qū)模擬)如圖甲是工人使用升降平臺進行高空玻璃幕墻清洗的場景,該平臺結構簡圖如圖乙所示,吊籃和動滑輪質量為20kg,吊籃由電動機控制升降,電動機輸出功率恒為1000W,在某次吊升過程中,兩名工人及所帶工具總質量250kg,30s內吊籃勻速上升6m,g＝10N/kg,求：(1)該過程中的有用功;(2)平臺的機械效率;(3)判斷該平臺中繞繩的重力及各處摩擦能否忽略,在平臺各器材不可替換的情況下,欲提高該平臺使用時的機械效率,可采用什么方法?(說出一種)【答案】(1)該過程中的有用功為1.5×104J;(2)平臺的機械效率為50%;(3)該平臺中繞繩的重力及各處摩擦不能忽略;可以通過增加工人及工具的重力(或加潤滑油)來提高該平臺使用時的機械效率.【分析】(1)根據(jù)G＝mg求兩名工人及所帶工具的總重力,利用W有＝Gh求該過程中的有用功;(2)利用P＝求平臺做的總功;利用η＝×100%求平臺的機械效率;(3)根據(jù)G＝mg求吊籃和動滑輪的總重力,利用W動＝G動h求克服吊籃和動滑輪的總重力做的額外功,利用W總＝W有+W額求總的額外功,比較克服吊籃和動滑輪的總重力做的額外功與總的額外功,進而判斷該平臺中繞繩的重力及各處摩擦能否忽略;提高機械效率的方法：一是減輕動滑輪和繩子的重力、加潤滑油減小摩擦,這些方法可以減少額外功,提高機械效率;二是增加提升物體的重,在額外功不變的情況下,增大有用功,從而提高機械效率,據(jù)此分析.【解答】解：(1)兩名工人及所帶工具的總重力：G人總＝m人總g＝250kg×10N/kg＝2500N,則該過程中的有用功：W有＝G人總h＝2500N×6m＝1.5×104J;(2)由P＝可知,平臺做的總功：W總＝Pt＝1000W×30s＝3×104J,平臺的機械效率：η＝×100%＝×100%＝50%;(3)吊籃和動滑輪的總重力：G動總＝m動總g＝20kg×10N/kg＝200N,克服吊籃和動滑輪的總重力做的額外功：W動總＝G動總h＝200N×6m＝1200J,總的額外功：W額＝W總﹣W有＝3×104J﹣1.5×104J＝1500J＞1200J,因此該平臺中繞繩的重力及各處摩擦不能忽略,由于平臺各器材不可替換,因此可以通過增加工人及工具的重力(或加潤滑油)來提高該平臺使用時的機械效率.答：(1)該過程中的有用功為1.5×104J;(2)平臺的機械效率為50%;(3)該平臺中繞繩的重力及各處摩擦不能忽略;可以通過增加工人及工具的重力(或加潤滑油)來提高該平臺使用時的機械效率.【題型6\o"杠桿的機械效率"杠桿的機械效率】 28．(2023?泗縣校級一模)某實驗小組利用圖示裝置研究杠桿的機械效率.保持O點位置不變,豎直向上拉動彈簧測力計使重為G的鉤碼緩慢勻速上升,在此過程中彈簧測力計的讀數(shù)為F,利用刻度尺分別測出C、B兩點上升的高度為h1、h2．則下列說法正確的是()A．杠桿機械效率的表達式為 B．杠桿機械效率的表達式為 C．在如圖水平位置拉升時F×OB＝G×OA D．若彈簧測力計始終豎直向上拉,則測力計示數(shù)不斷變化【答案】B【分析】(1)使用杠桿克服鉤碼的重力做功,有用功等于克服鉤碼重力做的功,總功等于彈簧測力計的拉力做的功,機械效率等于有用功和總功的比值;(2)根據(jù)圖示應用杠桿平衡條件分析答題.【解答】解：(1)有用功為W有＝Gh1,總功W總＝Fh2,則機械效率的表達式η＝×100%＝×100%,故A錯誤,B正確.(2)由圖示根據(jù)杠桿平衡條件可知,在水平位置拉升時：F×OB＝G×OC,故C錯誤;(3)若彈簧測力計始終豎直向上拉,動力臂與阻力臂的比值不變,阻力不變,由杠桿平衡條件可知,測力計示數(shù)不變,故D錯誤.故選：B.29．(2021?江漢區(qū)模擬)用如圖所示的實驗裝置測量一形狀規(guī)則,質量均勻的杠桿的機械效率(不考慮摩擦).實驗時,豎直向上勻速拉動彈簧測力計,使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升,鉤碼總重G為1.2N,鉤碼上升高度h為0.1m,測力計移動距離s為0.3m,下列說法正確的是()A．動力×動力臂＝G×OA B．杠桿自重為0.2N C．鉤碼位于A和B機械效率不變 D．機械效率是66.7%【答案】B【分析】(1)本題中杠桿平衡條件是否成立,關鍵是根據(jù)阻力和相應的力臂進行判斷.(2)對彈簧測力計進行讀數(shù)時,需看清彈簧測力計的分度值,然后根據(jù)指針位置進行讀數(shù).在實驗中,彈簧測力計向上拉力做的功是總功,克服鉤碼重力做的功是有用功,不計摩擦,克服杠桿自重做的功是額外功,杠桿的機械效率可以根據(jù)公式η＝×100%來計算.(3)將同一物體分別懸掛在A、B兩點時,若保持鉤碼提升高度不變,則有用功不變,但杠桿重心上升的高度不同,則額外功不同,總功也不同,據(jù)此判斷機械效率是否變化.【解答】解：A、根據(jù)圖示可知,阻力大小等于鉤碼總重G,只有當杠桿在水平位置時,阻力臂才為OA,所以該關系式不一定成立,故A錯誤;B、有用功：W有用＝Gh＝1.2N×0.1m＝0.12J;圖中彈簧測力計的分度值是0.1N,讀數(shù)為0.5N;測力計的拉力做的總功：W總＝Fs＝0.5N×0.3m＝0.15J;則W額＝W總﹣W有＝0.15J﹣0.12J＝0.03J;測力計移動的距離s為0.3m,質量均勻的杠桿的重心在杠桿的中心,根據(jù)幾何關系可知,杠桿重心上升的高度為彈簧測力計上升高度的一半,即h杠桿＝0.15m;不計摩擦,克服杠桿自重做的功是額外功,由W額＝G杠桿h杠桿可得杠桿自重：G杠桿＝＝＝0.2N,故B正確;C、鉤碼總重不變,保持鉤碼提升高度不變,則有用功不變;鉤碼分別位于A和B時,杠桿重心上升的高度不同,則額外功不同,總功也不同,根據(jù)η＝可知杠桿的機械效率會發(fā)生變化,故C錯誤.D、該實驗中,杠桿的機械效率：η＝×100%＝×100%＝80%,故D錯誤;故選：B.30．(2023?包河區(qū)一模)利用如圖所示的輕質杠桿提升鉤碼,已知鉤碼總重G為1.0N,利用彈簧測力計將杠桿緩慢拉至圖中虛線位置,鉤碼上升高度為0.1m,彈簧測力計豎著向上移動的距離為0.5m,在此過程中,彈簧測力計示數(shù)如圖所示.則在上述過程中,該杠桿的機械效率為40%.【答案】40%【分析】利用杠桿提升物體時,對物體做功為有用功,拉力做的功為總功;根據(jù)彈簧測力計的分度值讀出拉力,根據(jù)W總＝Fs計算總功,根據(jù)W有用＝Gh計算有用功,有用功與總功的比值是機械效率.【解答】解：已知鉤碼總重G為1.0N,鉤碼上升高度為h＝0.1m,彈簧測力計豎著向上移動的距離為s＝0.5m,由圖知,拉力F＝0.5N.有用功是：W有用＝Gh＝1N×0.1m＝0.1J,總功是：W總＝Fs＝0.5N×0.5m＝0.25J,所以杠桿的機械效率是η＝×100%＝×100%＝40%.故答案為：40%.31．(2023?南海區(qū)校級模擬)花匠手握如圖所示的修枝剪刀把手的末端,便可以輕松地剪斷樹枝.這時修枝剪刀屬于省力(選填"省力”或"費力”)杠桿,它的支點在B(選填"A”、"B”或"C”)點.使用時,若在軸上加潤滑油,則可以增大(選填"增大”或"減小”)杠桿的機械效率.【答案】省力;B;增大.【分析】(1)剪刀的本質是杠桿,"把長刃短”的剪刀是省力杠桿的結構,利用省力杠桿節(jié)省力的特點來產生較大的力;(2)影響剪刀機械效率的因素在于刀片與軸之間的摩擦,加潤滑油可以減小摩擦.【解答】解：剪刀屬于杠桿,支點是B點,動力作用在A點,阻力作用在C點,使用時動力臂大于阻力臂,因此是省力杠桿;使用時,若在軸上加潤滑油,可以減小軸的摩擦,從而減小額外功,可以增大杠桿的機械效率.故答案為：省力;B;增大.32．(2021秋?沭陽縣月考)如圖所示,一根均勻的細木棒OC,OA＝OC,B為OC的中點.在C點施力將掛在A點的重為180N的物體勻速提升20cm,木棒的機械效率為90%.提升該物體做的有用功是36J,木棒重為10N(不計摩擦).僅將物體的懸掛點從A移到B,若物體被提升的高度相同,則杠桿的機械效率將增大(增大/不變/減小).【答案】36;10;增大.【分析】(1)根據(jù)W有＝Gh可求出有用功;(2)根據(jù)η＝×100%＝×100%和W額＝G木h′可求出木棒的重力;(3)根據(jù)η＝×100%通過分析有用功和額外功的變化得出機械效率的變化.【解答】解：物體上升高度h＝20cm＝0.2m,有用功：W有＝Gh＝180N×0.2m＝36J;因為OA＝OC,B為OC的中點(即B點為杠桿的重心),由相似三角形的知識可知,當物體上升20cm時,重心B點將上升40cm＝0.4m;不計摩擦,由η＝＝和W額＝G木h′可得：90%＝,解得G木＝10N.根據(jù)圖示可知,僅將物體的懸掛點從A移到B,提升相同高度,B點上升的高度小些,故有用功相同,額外功減小,總功減小,根據(jù)η＝×100%可知,機械效率變大.故答案為：36;10;增大.【題型7\o"斜面的機械效率"斜面的機械效率】 33．(2023?張店區(qū)二模)如圖所示,用F1的力直接將物體A勻速提升h,做功300J;若借助長5m的斜面用F2＝100N的力在3s內把A勻速提升到相同高度,下列說法正確的是()A．借助斜面做的有用功為500J B．物體克服斜面摩擦力做的額外功是300J C．物體A受到斜面的摩擦力是100N D．斜面的機械效率是60%【答案】D【分析】(1)借助斜面做的有用功為克服物體重力所做的功,即用F1直接提升物體做的功;(2)利用W＝Fs求拉力F2所做的總功;物體克服斜面摩擦力做的額外功等于總功減去有用功;(3)利用W額＝fs求物體A受到斜面的摩擦力;(4)斜面的機械效率等于有用功與總功之比.【解答】解：A、借助斜面做的有用功為克服物體重力所做的功,即用F1直接提升物體做的功,則W有用＝300J,故A錯誤;B、拉力F2所做的總功：W總＝Fs＝100N×5m＝500J,物體克服斜面摩擦力做的額外功：W額＝W總﹣W有用＝500J﹣300J＝200J,故B錯誤;C、由W額＝fs可得物體A受到斜面的摩擦力：f＝＝＝40N,故C錯誤;D、斜面的機械效率：η＝＝×100%＝60%,故D正確.故選：D.34．(2023?雁塔區(qū)校級模擬)如圖所示,工人利用長木板搭了一個3m長的斜面,用推力F＝500N把120kg的箱子沿斜面從底端勻速推到1m高的車廂上,用時10s.(g取10N/kg)下列分析與計算不正確的是()A．利用斜面可以省力 B．工人推力F做功的功率為150W C．箱子受到斜面的摩擦力為300N D．斜面的機械效率為80%【答案】C【分析】(1)使用斜面可以省力;(2)知道推力大小、斜面長,利用W＝Fs求推力做的總功,由P＝可求工人做功的功率;(3)知道箱子的質量、斜面高,利用W＝Gh＝mgh求出有用功;推力做的額外功等于總功減去有用功,再根據(jù)W額＝fs求箱子受到的摩擦力;(4)斜面的機械效率等于有用功與總功之比.【解答】解：A、利用斜面可以省力,故A正確;B、推力做的總功：W總＝Fs＝500N×3m＝1500J,推力做功功率：P＝＝＝150W,故B正確;C、箱子的重力：G＝mg＝120kg×10N/kg＝1200N,推力做的有用功：W有用＝Gh＝1200N×1m＝1200J,推力做的額外功：W額＝W總﹣W有用＝1500J﹣1200J＝300J,由W額＝fs得箱子受到的摩擦力：f＝＝＝100N,故C錯誤;D、斜面的機械效率：η＝×100%＝×100%＝80%,故D正確.故選：C.35．(2023?雁塔區(qū)校級三模)如圖重為G的物體在沿斜面向上的拉力作用下,從斜面的底部移到頂部,設斜面長為s,高為h,拉力為F,物體受到的摩擦力為f,所需時間為t.下列說法中正確的是()A．拉力F做功的功率是 B．斜面是一種費力機械 C．斜面的機械效率是 D．拉力做的功為Gh+Fs【答案】A【分析】(1)知道物體重力、斜面高,利用W＝Gh求拉力做的有用功;知道物體受到的摩擦力、斜面長,利用W＝fs求拉力做的額外功;知道拉力大小、斜面長,利用W＝Fs求拉力做的總功,也可以為W總＝W有+W額;利用P＝求拉力做功功率,注意：總功有兩種表示方法,功率也有兩種表示方法;(2)使用斜面可以省力,但費距離,屬于省力機械;(3)斜面的機械效率等于有用功與總功之比,注意：總功有兩種表示方法,機械效率也有兩種表示方法.【解答】解：(1)拉力做的有用功：W有＝Gh,拉力做的額外功：W額＝fs,拉力做的總功：W總＝Fs,或W總＝W有+W額＝Gh+fs,拉力做功功率：P＝＝,或P＝＝,故A正確、D錯誤;(2)使用斜面可以省力,但費距離,屬于省力機械,故B錯誤;(3)斜面的機械效率：η＝＝,或η＝＝,故D錯誤.故選：A.36．(2023?南開區(qū)二模)(多選)在勞動實踐中,某同學想將240kg的重物搬到距地面高h＝2m的貨車上,但力氣不足,于是同學們想到課上講的簡單機械知識,在水平地面與車廂間用木板搭了長L＝5m的斜面,如圖所示,該同學用1200N的力花了2min將重物勻速推到車上,下列說法中正確的是()A．該同學所做的有用功為480J B．該同學推力做功的功率為50W C．此簡易斜面裝置的機械效率為80% D．重物與斜面之間的摩擦力為1200N【答案】BC【分析】(1)根據(jù)G＝mg求出重物的重力,根據(jù)W＝Gh求出克服重力做的有用功;(2)已知推力F與斜面長,利用W＝Fs計算推力做的總功,利用P＝求得推力做功的功率;(3)已知有用功和總功,利用η＝×100%計算此次簡易斜面裝置的機械效率;(4)先求得額外功,進一步求得摩擦力大小.【解答】解：A．物體的重力G＝mg＝240kg×10N/kg＝2.4×103N,對重物做的有用功,故A錯誤;B．該同學推力做的功,該同學推力做功的功率,故B正確;C．此簡易斜面裝置的機械效率,故C正確;D．此簡易斜面裝置的額外功,此簡易斜面裝置中重物與斜面之間的摩擦力,故D錯誤.故選：BC.37．(2023?天寧區(qū)校級模擬)如圖所示,沿斜面向上勻速拉一個重5N的物體到斜面頂端,斜面長1.0m,高0.3m,拉力做功為2J,則使用該斜面所做的額外功為0.5J,這個斜面的機械效率是75%.勻速拉動過程中拉力大小大于摩擦力(選填"大于”、"小于”或"等于”).【答案】0.5;75%;大于.【分析】(1)已知物體重力和提升的高度(斜面高),根據(jù)公式W＝Gh可求有用功,再利用W額＝W總﹣W有求出額外功;(2)知道拉力做的功(總功),斜面的機械效率等于有用功與總功之比;(3)拉力做的總功W總＝Fs,拉力做的額外功W額＝fs,根據(jù)W總＞W額推導拉力與摩擦力的大小關系.【解答】解：(1)拉力做的有用功W有＝Gh＝5N×0.3m＝1.5J拉力做的額外功W額＝W總﹣W有＝2J﹣1.5J＝0.5J(2)拉力做的功W總＝2J,斜面的機械效率：η＝＝×100%＝75%;(3)拉力做的額外功：W額＝W總﹣W有用＝2J﹣1.5J＝0.5J;因為W總＝Fs,W額＝fs,而W總＞W額,所以,Fs＞fs,則F＞f,即：勻速拉動過程中拉力大于摩擦力.故答案為：0.5;75%;大于.38．(2023?金壇區(qū)二模)小明學了簡單機械后,用如圖甲所示O為支點的杠桿(自重和摩擦不計),A處掛一重為100N的物體,在中點B處沿F2(F1/F2/F3)方向施加一個最小為200N的力,使杠桿在水平位置平衡.小明偶然看到工人用完全相同的木板,搭建了AB、CD兩個長度不同的斜面(如圖乙所示),把兩件完全相同的貨物,分別從斜面AB、CD的底端,以相同大小的速度勻速推到頂端.小明利用所學知識,判斷兩次搬運過程中,工人克服貨物重力做功的功率不相等(相等/不相等);若貨物的質量為100kg,D到水平地面的高度為2m,CD的長度為4m,沿CD的推力大小為625N,則克服重力做功為2000J,斜面機械效率為80%.g取10N/kg.【答案】F2;200;不相等;2000;80.【分析】如圖甲,若在杠桿上B點施加最小的力F,使杠桿在水平位置平衡,該力的方向應該垂直杠桿向上,使動力臂最長,即豎直向上;B是杠桿的中點,則OA＝2OB,又知道物重大小,利用杠桿平衡條件求拉力大小.如圖乙,判斷兩次搬運過程中,根據(jù)W＝Gh可知工人克服貨物重力做的功的大小關系;把兩件完全相同的貨物,分別從斜面AB、CD的底端,以相同大小的速度勻速推到頂端,斜面CD較長,根據(jù)t＝可知沿斜面運大小關系,根據(jù)P＝可知工人克服貨物重力做功的功率是否相等.根據(jù)W＝Gh＝mgh得出克服重力做功,根據(jù)W總＝Fs得出總功,根據(jù)η＝得出斜面機械效率.【解答】解：如圖甲,根據(jù)杠桿的平衡條件可知,為使拉力最小,動力臂要最長,拉力F的方向應該垂直杠桿向上,即豎直向上(F2),動力臂為OB最長,杠桿在水平位置平衡,根據(jù)杠桿的平衡條件：F2×OB＝G×OA,所以：F＝G×＝100N×＝200N.如圖乙,判斷兩次搬運過程中,根據(jù)W＝Gh可知工人克服貨物重力做的功相等;把兩件完全相同的貨物,分別從斜面AB、CD的底端,以相同大小的速度勻速推到頂端,斜面CD較長,根據(jù)t＝可知沿斜面CD用時較長,根據(jù)P＝可知工人克服貨物重力做功的功率不相等.若貨物的質量為100kg,D到水平地面的高度為2m,CD的長度為4m,沿CD的推力大小為625N,則克服重力做功W＝Gh＝mgh＝100kg×10N/kg×2m＝2000J,總功W總＝Fs＝625N×4m＝2500J,斜面機械效率為η＝＝＝80%.故答案為：F2;00;不相等;2000;80.39．(2023?碑林區(qū)校級模擬)臨潼有條"陜西最美環(huán)山公路”是網紅打卡地,整個環(huán)山路猶如一條玉帶纏繞在驪山之上,公路全長大約8.4km,公路的海拔落差高度約1000m.為助力"2022年兵馬俑石榴節(jié)旅游發(fā)展大會",驪山景區(qū)購置了一批新能源純電動客車,客車質量為5000kg,滿載時人的總質量2000kg.現(xiàn)有一輛滿載的新能源客車,以84kW的恒定功率,沿盤山公路從山底勻速行駛至山頂用時20分鐘.(行駛過程中客車所受重力和阻力大小恒定不變,g取10N/kg)請完成下列問題：(1)電動客車的運行速度是多少?(2)整個過程中電動機對游客所做的有用功為多少?效率為多少?(3)整個過程中,電動機的牽引力為多少??【答案】(1)電動客車的運行速度是7m/s;(2)整個過程中電動機對游客所做的有用功為2×107J,效率為19.8%;(3)整個過程中,電動機的牽引力為1.2×104N.【分析】(1)知道電動客車行駛的路程、所用時間,利用速度公式求運行速度;(2)利用G＝mg求游客總重力,利用W＝Gh求電動機對游客所做的有用功;利用W＝Pt求電動機做的總功,電動機的效率等于有用功與總功之比;(3)利用P＝＝＝Fv求電動機的牽引力.【解答】解：(1)電動客車的運行速度：v＝＝＝7m/s;(2)游客總重力：G人＝m人g＝2000kg×10N/kg＝2×104N;電動機對游客所做的有用功：W有用＝Gh＝2×104N×1000m＝2×107J;由P＝可得,電動機做的總功：W總＝Pt＝84×103W×20×60s＝1.008×108J,電動機的效率：η＝×100%＝×100%≈19.8%;(3)由P＝＝＝Fv可得,電動機的牽引力：F＝＝＝1.2×104N.答：(1)電動客車的運行速度是7m/s;(2)整個過程中電動機對游客所做的有用功為2×107J,效率為19.8%;(3)整個過程中,電動機的牽引力為1.2×104N.40．(2023?鎮(zhèn)平縣一模)一物塊重2.5N,在拉力F的作用下從底部沿斜面勻速運動到如圖甲所示的位置,用時6s.此過程F做的功W和時間t的關系圖像如圖乙所示,物塊運動的速度和時間的關系圖像如圖丙所示.求：(1)圖甲中,拉力F對物體所做的有用功是多少?(2)拉力F做的總功是多少?(3)斜面的機械效率是多少?(百分號前保留一位小數(shù))(4)拉力F是多少?【答案】(1)圖甲中,拉力F對物體所做的有用功是2.75J;(2)拉力F做的總功是3.6J;(3)斜面的機械效率約是76.4%;(4)拉力F是2N.【分析】(1)由圖甲知物體上升的高度h,利用W＝Gh求對物體做的有用功;(2)由圖乙可知6s內拉力做的總功;(3)斜面的機械效率等于有用功與總功之比;(4)利用P＝求拉力F所做功的功率,由圖丙知物體做勻速直線運動,且v＝0.3m/s,再利用P＝＝＝Fv求拉力F的大小.【解答】解：(1)由圖甲知,物體上升的高度h＝1.1m,對物體做的有用功：W有＝Gh＝2.5N×1.1m＝2.75J;(2)由題知,將物塊從底部沿斜面勻速運動到如圖甲所示的位置,用時6s,則由圖乙可知,6s內拉力做的總功為W總＝3.6J;(3)斜面的機械效率：;(4)拉力F所做功的功率：,由圖丙知,物體做勻速直線運動,且v＝0.3m/s,由P＝Fv可得拉力：.答：(1)圖甲中,拉力F對物體所做的有用功是2.75J;(2)拉力F做的總功是3.6J;(3)斜面的機械效率約是76.4%;(4)拉力F是2N.41．(2023?越秀區(qū)一模)兩物體甲、乙受到的重力均為G,從水平地面豎直向上勻速提起物體甲,使其上升的高度為h.用平行于斜面的拉力F把物體乙沿斜面勻速上升至相同的高度,物體乙移動的距離為s,受到的阻力為f,如圖1所示.忽略繩重及空氣的阻力.(1)請在圖2中畫出物體乙受到的阻力、重力及支持力;(2)以下說法正確的有BD(選填以下對應的字母).A.f＝FB.f≠FC.斜面的機械效率為D.斜面的機械效率為【答案】(1)見解答圖;(2)BD.【分析】(1)重力的方向是豎直向下的,作用點在重心上;斜面對物體的支持力和物體對斜面的壓力是一對相互作用力,方向是相反的;壓力的方向是垂直于斜面向下的,支持力就是垂直于斜面向上的,作用點在物體的重心上;物體沿斜面向上運動受到的阻力沿斜面向下;(2)不用機械,直接把重為G的物體甲從底端豎直拉上斜面所做的功為有用功,根據(jù)W＝Gh求出有用功,使用機械時拉力做的功為總功,利用機械效率公式求出斜面的機械效率.【解答】解：(1)重力G的方向是豎直向下的,作用點在重心上;斜面對物體的支持力和物體對斜面的壓力是一對相互作用力,方向是相反的;壓力的方向是垂直于斜面向下的,支持力F支就是垂直于斜面向上的,作用點在物體的重心上;物體沿斜面向上運動受到的阻力f沿斜面向下,如下圖所示：;(2)有用功(克服物體重力所做的功)為：W有＝Gh,拉力做功為總功為：W總＝Fs,物體克服摩擦力做的功為額外功,所以W額＝fs,由于W總＝W有用+W額,即Fs＝Gh+fs,F＝+f,所以f≠F,故A錯誤,B正確;斜面的機械效率：η＝＝＝,故C錯誤,D正確.故選：BD.故答案為：(1)見解答圖;(2)BD.【題型8\o"斜面機械效率的測量實驗"\o"實驗測量滑輪組的機械效率"滑輪組的機械效率測量實驗】 42．(2022春?雙流區(qū)期末)關于教材上的實驗,下列說法正確的是()A．探究杠桿的平衡條件時,杠桿在水平位置平衡,目的是便于測量力臂 B．探究二力平衡的條件時,應該將小車放在盡量粗糙的水平桌面上 C．測量滑輪組的機械效率時,同一裝置測出的機械效率一定相同 D．探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關時,物體必須放在水平面上運動【答案】A【分析】(1)杠桿在水平位置平衡,力臂可以從杠桿上直接讀出;(2)盡量減少阻力的影響,如使用光滑水平面、使用小卡片等;(3)影響滑輪組機械效率的因素為動滑輪的重力、物體的重力、繩子的重力以及繩與輪的摩擦、輪與軸的摩擦等因素;(4)根據(jù)二力平衡的知識分析.【解答】解：A、探究杠桿的平衡條件時,杠桿在水平位置平衡,目的是便于讀出力臂,故A正確;B、探究二力平衡的條件時,將小車放在光滑的水平桌面上可減小小車與水平面間的阻力,故B錯誤;C、測量滑輪組的機械效率時,同一裝置物體的重力不同,測出的機械效率不同,故C錯誤;D、探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關時,物體必須放在水平面上勻速直線運動,目的是使木塊在水平方向上受到的拉力和摩擦力構成平衡力,這樣讀出拉力的大小,就可以知道摩擦力的大小了,而題目中沒有說做勻速直線運動,故D錯誤.故選：A.43．(2022?南京模擬)某實驗小組在測滑輪組機械效率的實驗中得到的數(shù)據(jù)如表所示,實驗裝置如圖所示.請回答下列問題：實驗次數(shù)12鉤碼重G/N44鉤碼上升高度h/m0.10.1繩端拉力F/N1.81.6繩端移動的距離s/m0.30.4機械效率η71.4%(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知第2次實驗使用的是滑輪組乙(選填"甲”或"乙”);(2)計算第2次實驗中的機械效率η＝62.5%;(3)通過2次實驗的數(shù)據(jù)分析可得出結論：使用不同的滑輪組提升相同的重物時,動滑輪動滑輪的個數(shù)越多(或動滑輪的質量越大),滑輪組的機械效率越低.【答案】(1)乙;(2)62.5;(3)動滑輪的個數(shù)越多(或動滑輪的質量越大).【分析】(1)根據(jù)繩子移動的距離與物體升高高度的關系s＝nh求得繩子的有效段數(shù);(2)由公式η＝＝得出機械效率;(3)在不考慮繩重和摩擦時,滑輪組的機械效率跟提起的物重、動滑輪的重有關,在提起的物重一定時,動滑輪越重,機械效率越低;在動滑輪重相同時,提起的物體越重,機械效率越高.【解答】解：(1)根據(jù)繩子移動的距離與物體升高高度的關系s＝nh,繩子的有效段數(shù)n＝＝4,故使用的是滑輪組乙.(2)計算第2次實驗中的機械效率η＝＝＝＝62.5%.(3)通過對第1次實驗和第2次實驗的數(shù)據(jù)分析可得出結論：使用不同的滑輪組提升相同的重物時,動滑輪的個數(shù)越多(或動滑輪的質量越大),滑輪組的機械效率越低.故答案為：(1)乙;(2)62.5;(3)動滑輪的個數(shù)越多(或動滑輪的質量越大).44．(2023?呈貢區(qū)三模)測量如圖所示滑輪組的機械效率,部分實驗數(shù)據(jù)如表.實驗次數(shù)鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/cm拉力F/N繩端移動距離s/cm11.051521.550.81532.051.01542.0101.030(1)實驗過程中,應緩慢拉動彈簧測力計,使鉤碼豎直向上做勻速直線運動.第1次實驗時,彈簧測力計示數(shù)如圖所示,為0.6N.(2)第2次實驗時,有用功為0.075J;滑輪組的機械效率是62.5%.(3)分析1、2、3次實驗的數(shù)據(jù)可知,使用同一滑輪組提升重物時,重物重力越大(選填"大”或"小”),滑輪組的機械效率越高;分析3、4次實驗的數(shù)據(jù)可知,滑輪組的機械效率與鉤碼上升的高度無關(選填"有關”或"無關”).(4)結合生產生活實際用滑輪組提升重物時,下列選項中也可提高機械效率的是B.A.增大繩重B.減輕動滑輪重C.加快物體提升的速度(5)小明進一步研究,測出動滑輪的質量為50g,根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)得出：總功總是大于有用功與克服動滑輪重力的功之和,即W總＞W有+W輪,他猜測還有繩子與滑輪之間的摩擦因素影響機械效率.(答一種因素即可)【答案】(1)勻速直線;0.6;(2)0.075;62.5%;(3)大;無關;(4)B;(5)繩子與滑輪之間的摩擦.【分析】(1)實驗過程中,應緩慢拉動彈簧測力計,使鉤碼豎直向上做勻速運動,此時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),測力計示數(shù)等于拉力大小;根據(jù)拉力計分度值得出彈簧測力計示數(shù);(2)根據(jù)W有用2＝G2h2得出第2次實驗時所做的有用功,根據(jù)W總2＝F2s2得出第2次做的總功,根據(jù)η＝×100%求出滑輪組的機械效率;(3)分析1、2、3次實驗的數(shù)據(jù)得出結論;分析3、4次實驗的數(shù)據(jù)可知得出滑輪組的機械效率與鉤碼上升的高度的關系;(4)A．增大繩重,增大了額外功,據(jù)此分析;B．減輕動滑輪重,減小了額外功,據(jù)此分析;C．由(3)知,滑輪組的機械效率與鉤碼上升的高度無關,根據(jù)v＝分析;(5)根據(jù)額外功的來源分析.【解答】解：(1)實驗過程中,應緩慢拉動彈簧測力計,使鉤碼豎直向上做勻速運動.測力計分度值為0.1N,第1次實驗時,彈簧測力計示數(shù)如圖所示,為0.6N;(2)第2次實驗時所做的有用功為：W有用2＝G2h2＝1.5N×0.05m＝0.075J;第2次做的總功：W總2＝F2s2＝0.8N×0.15m＝0.12J;滑輪組的機械效率是：η＝×100%＝×100%＝62.5%;(3)分析1、2、3次實驗的數(shù)據(jù)可知,使用同一滑輪組提升重物時,重物重力越大,滑輪組的機械效率越高;分析3、4次實驗的數(shù)據(jù)可知,滑輪組的機械效率與鉤碼上升的高度無關;(4)A．增大繩重,增大了額外功,有用功與總功的比值變小,機械效率變小;B．減輕動滑輪重,減小了額外功,有用功與總功的比值變大,機械效率大;C．由(3)知,滑輪組的機械效率與鉤碼上升的高度無關,根據(jù)v＝,機械效率與物體提升的速度無關,故選：B;(5)實驗中,額外功為克服動滑輪重力做的功與克服繩重、各種摩擦做的功之和,即繩重、各種摩擦也會影響機械效率.故答案為：(1)勻速直線;0.6;(2)0.075;62.5%;(3)大;無關;(4)B;(5)繩子與滑輪之間的摩擦.45．(2023?天山區(qū)校級模擬)用如圖甲所示的裝置探究滑輪組的機械效率η與動滑輪重G動的關系.(忽略繩重和摩擦)(1)實驗時,豎直向下拉動彈簧測力計使物體勻速(選填"勻速”"加速”或"減速”)運動.(2)改變動滑輪重,提升同一物體進行多次實驗,獲得數(shù)據(jù)并繪制出如圖乙所示的圖象.分析圖象可知：被提升的物體所受的重力相同時,動滑輪越重,滑輪組的機械效率越低(選填"越高”或"越低”).(3)分析圖象中的A點可知,被提升物體所受的重力為3N.若用不同滑輪組提升同一物體的效率分別為60%和90%,則兩個滑輪組中動滑輪的重力之比為6：1.【答案】(1)勻速;(2)越低;(3)3;6：1.【分析】(1)實驗中應該勻速豎直向下拉動彈簧測力計;(2)根據(jù)機械效率與動滑輪重的關系得出相應的結論;(3)根據(jù)η＝＝＝＝可求出被提升物體所受的重力;根據(jù)η＝可求兩個滑輪組中動滑輪的重力之比.【解答】解：(1)實驗時,應勻速豎直向下拉動彈簧測力計使物體勻速運動,且應該在彈簧測力計勻速拉動時讀取示數(shù);(2)根據(jù)圖乙可知,被提升物體所受的重力相同時,動滑輪越重,滑輪組的機械效率越低;(3)根據(jù)圖像可知,當動滑輪重為1N時,滑輪組的機械效率為75%,根據(jù)η＝＝＝＝可得,被提升物體所受的重力：G＝＝＝3N;根據(jù)η＝可得兩個滑輪組中動滑輪的重力：G動＝可得不同滑輪組提升同一物體的效率分別為60%和90%,兩個滑輪組中動滑輪的重力之比：＝＝＝＝＝6：1.故答案為：(1)勻速;(2)越低;(3)3;6：1.46．(2023?棗陽市模擬)如圖1所示,圖是張平同學測量"滑輪組機械效率”的實驗裝置,實驗數(shù)據(jù)如表：摩擦及繩重忽略不計.實驗次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動距離s/m機械效率η/%110.10.60.355.6220.11.00.366.7340.11.80.3(1)實驗中,小明應豎直向上勻速拉動彈簧測力計,使掛在動滑輪下面的鉤碼緩慢上升.(2)第3次實驗中,滑輪組的機械效率是74.1%(結果保留至0.1%).(3)如圖2所示,根據(jù)所學知識分析用同一滑輪組勻速提升質量不同的物體,該滑輪組的機械效率η與所提升物體的重力G的關系圖像正確的是B.(4)機械效率是衡量機械性能好壞的重要標志,請根據(jù)你的生活經驗提出一種提高機械效率的措施減輕動滑輪的自重.【答案】(1)勻速;(2)74.1%;(3)B;(4)減輕動滑輪的自重.【分析】(1)實驗中,小明應豎直向上勻速拉動彈簧測力計,此時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),測力計示數(shù)等于拉力大小;(2)根據(jù)η3＝×100%得出第3次實驗中滑輪組的機械效率;(3)摩擦及繩重忽略不計,克服動滑輪自重做的功為額外功的唯一來源,根據(jù)滑輪組的機械效率為η＝＝＝＝分析.(4)在有用功一定時,可減輕動滑輪的自重,可減少做的額外功.【解答】解：(1)實驗中,小明應豎直向上勻速拉動彈簧測力計,使掛在動滑輪下面的鉤碼緩慢上升.(2)第3次實驗中,滑輪組的機械效率是：η3＝×100%＝×100%≈74.1%;(3)摩擦及繩重忽略不計,克服動滑