115機械效率鞏固練習(xí)

11.5機械效率一、單選題1．簡單機械在我們生活中應(yīng)用非常廣泛，好動手的小明同學(xué)分別用杠桿、斜面和滑輪組將同一物體移動到相同高度，做有用功（）A．杠桿最多 B．斜面最多C．滑輪組最多 D．一樣多【答案】D【詳解】用杠桿、斜面和滑輪組將同一物體舉到相同的高度，根據(jù)公式W有=Gh可知，做的有用功相等。故選D。2．下列說法中正確的是（）A．功率大的機器做功多 B．功率大的機器做功快C．機械效率高的機械做的有用功多 D．機械效率高的機械做的額外功少【答案】B【詳解】A．功率在數(shù)值上等于功與時間的比，不知道做功的時間，功率大的機器做功不一定多，故A錯誤；B．功率是表示做功快慢的物理量，功率大的機器做功快，故B正確；CD．機械效率高的機械有用功占總功的百分比高，但不能說做的有用功多，其做的額外功也不一定少，故CD錯誤。故選B。3．期末考試前，小明整理錯題，梳理出幾個結(jié)論，分析正確的是（）A．一個物體受兩個力的作用，若這兩個力的三要素完全相同，它們一定是平衡力B．動滑輪省一半力，機械效率一定等于50%C．做功越少，功率越小，機械效率越小D．功率越大，反映做功越快，與機械效率無關(guān)【答案】D【詳解】A．由于這兩個力的三要素完全相同，即大小、方向、作用點都一樣，那么這兩個力作用在一個物體上時，不可能是平衡力，平衡力是指兩個大小相等、方向相反、作用在同一條直線上的力，故A錯誤；B．使用動滑輪能省力；由于不能確定有用功和總功的大小，所以不能確定動滑輪的機械效率是多少，故B錯誤；C．做功多少與功率和機械效率沒有直接關(guān)系，功率是指單位時間內(nèi)做的功，機械效率是指有用功與總功的比值，故C錯誤；D．功率越大，表示做功的速度越快，功率與機械效率沒有直接關(guān)系，故D正確。故選D。4．小明同學(xué)用如圖所示的滑輪組提升重物。下列說法中不能提高滑輪組的機械效率的方法是（）A．增大物體的重GB．增大物體被提升的高度hC．使用輕質(zhì)的動滑輪D．在滑輪的輪軸處涂潤滑劑【答案】B【詳解】A．根據(jù)機械效率可知，物體的重力越大，機械效率越高，故A不符合題意；B．根據(jù)可知機械效率與物體被提升的高度h無關(guān)，故B符合題意；CD．使用輕質(zhì)的動滑輪或在滑輪的輪軸處涂潤滑劑，可以減小克服摩擦所做的額外功，總功減小，由可知，效率會增加，故CD不符合題意。故選B。5．如圖所示，用F=50N的水平拉力，通過一個動滑輪，使重為200N的物體A水平向右勻速移動了12m，在這個過程中（

）A．拉力F做了300J的功B．拉力F做了1200J的功C．重力做了600J的功D．重力做了1200J的功【答案】B【詳解】AB．物體A水平向右勻速移動了12m，由圖可知，繩端移動的距離為拉力F=50N，拉力做功故A不符合題意，B符合題意；CD．在重力的方向上沒有移動距離，重力做功為0，故CD不符合題意。故選B。6．如圖所示，固定的斜面長s=2m，高h=0.5m，沿斜面向上用50N的拉力在4s內(nèi)把一個重60N的物體從斜面底端勻速拉到頂端，這一過程中（）A．對物體做的有用功為120J B．物體受的摩擦力為50NC．拉力做功的功率為25W D．斜面的機械效率為70%【答案】C【詳解】A．根據(jù)題意，對物體做的有用功為故A不符合題意；B．總功為則額外功為則物體受的摩擦力為故B不符合題意；C．拉力做功的功率為故C符合題意；D．斜面的機械效率為故D不符合題意。故選C。7．如圖，將同一物體分別沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度從底部勻速拉到頂點A，已知，施加的力分別為、，拉力做的功為、，則它們的關(guān)系正確的是（）A．

B．

C．

D．

【答案】C【詳解】斜面光滑說明摩擦力為0，即使用光滑的斜面沒有做額外功，拉力F1、F2分別將同一物體分別沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度從底部勻速拉到頂點A，拉力F1、F2做的功均等于物體重力做的功，即依題意得AB>AC，由可知，。故ABD錯誤，C正確。故選C。8．用圖示滑輪組勻速提升不同的重物，不計繩重和摩擦。先定義一個物理量M，將人拉繩的力與滑輪組對重物施加的力的比值叫作M。則下列圖像中可能正確的是（）A． B．C． D．【答案】A【詳解】AB．人拉繩的力與滑輪組對重物施加的力的比值叫作M，即，不計繩重和摩擦，則，則由此可知，M與的關(guān)系線是一條不過原點的一次函數(shù)圖像，故A正確，B錯誤；CD．不計繩重和摩擦則是一個定值，是反比例函數(shù)的一支，故CD錯誤。故選A。9．如圖，用相同的滑輪安裝成甲、乙兩種裝置，分別用、勻速提升重力為、的A、B兩個物體。物體提升相同高度，不計繩重和摩擦，下列說法一定正確的是（）A．若，則 B．若，則C．若，則 D．若，則【答案】C【詳解】A．由圖可知，甲滑輪組承重的繩子股數(shù)n甲=3，乙滑輪組承重的繩子股數(shù)n乙=2，若GA=GB，且動滑輪重相同，根據(jù)可知，η甲=η乙，故A錯誤；B．若GA<GB，且動滑輪重相同，根據(jù)可知，η甲<η乙，故B錯誤；C．由題知各滑輪重相同，且不計繩重和摩擦，由可得，提升物體的重力G=nFG動則兩物體的重力分別為GA=3FAG動GB=2FBG動若FA=FB，由上式可知GA>GB，不計繩重和摩擦，根據(jù)可知，η甲>η乙，故C正確；D．若FA<FB，GA和GB的大小關(guān)系無法確定，因此其效率大小無法確定，故D錯誤。故選C。二、填空題10．如圖所示，古人用桔槔從水井中提水的過程中，對水桶做的功是（選填“有用功”“額外功”或“總功”），使用桔槔可以?。ㄟx填“力”或“功”）；人提著水桶在水平路面沿直線勻速行走時，人對水桶（選填“做功”或“不做功”）?！敬鸢浮款~外功力不做功【詳解】[1]從井中提水的過程中，目的是提水，因此對水做的功為有用功，對桶做的功是額外功。[2]使用任何簡單機械都不能省功，因此使用桔槔可以省力。[3]人提著水桶在水平路面沿直線勻速行走時，手給水桶一個向上的力，此時力與距離垂直，因此人對水桶不做功。11．在學(xué)校的升旗儀式上，升旗手將質(zhì)量為2.lkg的國旗升高10m做了300J的功，則有用功為J，機械效率為。（g=10N/kg）【答案】21070%【詳解】[1][2]升旗手對旗所做的有用功為機械效率為12．如圖所示的動滑輪自重為6N，在繩子自由端拉著物體勻速上升時，拉力F＝12N，該滑輪的機械效率是%。（不計繩重和摩擦）【答案】75【詳解】由圖可知，該滑輪為動滑輪，輪子上的繩子段數(shù)為n＝2，根據(jù)可得物體的重力為G＝nF﹣G動＝2×12N﹣6N＝18N該滑輪的機械效率為13．如圖所示，斜面長4m，高1m，工人用400N沿斜面方向的力把重1200N的貨箱勻速推到車上。此過程中，推力做的功為J，斜面的機械效率為，斜面對貨箱的摩擦力大小為N?！敬鸢浮?60075%100【詳解】[1]推力做的功為[2]推力做的有用功為斜面的機械效率為[3]推力做的額外功為斜面對貨箱的摩擦力大小為14．如題圖所示，用質(zhì)量相同的兩滑輪分別將質(zhì)量相同的甲、乙兩物體勻速提升相同的高度，不計繩重與摩擦，且滑輪重G滑小于物體的物重G。(1)拉甲物體的是滑輪，拉乙物體的是滑輪；所用的拉力F甲F乙（選填“大于”、“小于”或“等于”）；(2)拉甲物體時拉力做的功為W甲，拉乙物體時拉力做的功為，則W甲W乙，兩者機械效率的關(guān)系η甲η乙（選填“大于”、“小于”或“等于”）?！敬鸢浮?1)定動大于(2)小于大于【詳解】（1）[1]拉甲物體的滑輪不隨甲物體一起運動，所以拉甲物體的滑輪是定滑輪。[2]拉乙物體的滑輪與乙物體一起運動，所以拉乙物體的滑輪是動滑輪。[3]甲、乙兩物體的質(zhì)量相同，則甲、乙兩物體的重力相同，使用定滑輪拉甲物體時，不省力，則F甲=G甲使用動滑輪拉乙物體時，拉力由于滑輪重G滑小于物體的物重G，所以故F甲>F乙（2）[1]拉甲物體時拉力做的功等于克服甲物體的重力做功W甲=G甲h拉乙物體時拉力做的功等于克服乙物體和動滑輪的重力做功W乙=G乙h+G滑h所以W甲<W乙[2]由于使用定滑輪對甲物體做功時，不計繩重與摩擦，則對甲物體做的功等于總功，沒有額外功，即效率為100%；使用動滑輪對乙物體做功時，不計繩重與摩擦，則對乙物體做的功和對動滑輪做的功的和等于總功，則提升動滑輪做的功為額外功，所以機械效率小于100%，故η甲>η乙15．用圖甲所示的滑輪組運送貨物上樓，每件貨物重100N，每次運送的量不定，圖乙記錄了在整個過程中泄輪組的機械效率隨貨物重力增加而變化的圖像，由圖可知動滑輪重為N；當某次運送3件貨物時，滑輪組的機械效率為。（不考慮繩重和摩擦）【答案】10075%【詳解】[1]由乙圖可知，當物重為100N時滑輪組的機械效率為50%，機械效率解得，動滑輪重為[2]當某次運送3件貨物時，滑輪組的機械效率三、實驗題16．如圖所示，在“測量滑輪組機械效率”的實驗中，利用甲、乙、丙三個實驗裝置進行實驗，測得的實驗數(shù)據(jù)如下表。（鉤碼規(guī)格相同、動滑輪個數(shù)越多重力越大）實驗次數(shù)鉤碼重力G/N提升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動距離s/m機械效率140.10.3280.13.20.383.3%380.12.00.580.0%(1)在實驗中，應(yīng)沿豎直方向拉動彈簧測力計；(2)第一次實驗中，如圖所示，彈簧測力計的示數(shù)是N，機械效率是（精確到0.1%）；(3)由1、2兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升不同重物，，機械效率越高；(4)由兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：使用不同滑輪組提升相同重物，動滑輪越重，機械效率越；(5)在第三次實驗操作的基礎(chǔ)上，如圖丁所示改變繩端拉力方向，測得的滑輪組機械效率將。（選填“偏高”“偏低”或“不變”）【答案】(1)勻速(2)1.874.1%(3)重物越重(4)2、3低(5)偏低【詳解】（1）在實驗中，測量繩端拉力F時，應(yīng)在豎直向上方向上勻速拉動使物體勻速上升，物體處于平衡狀態(tài)，此時彈簧測力示數(shù)等于拉力大小。（2）[1]由圖可知，彈簧測力計最小分度值為0.2N，彈簧測力計的示數(shù)為1.8N。[2]分析第1次實驗中數(shù)據(jù)可知，根據(jù)可得，機械效率為（3）比較第1、2次實驗數(shù)據(jù)可知，鉤碼越重，機械效率越高，故可得出結(jié)論：使用同一滑輪組，重物越重，機械效率越高。（4）比較第2、3次實驗，鉤碼的重力相同，動滑輪的重力變大，機械效率降低，可得出結(jié)論：滑輪組的機械效率跟提起的物重、動滑輪的重有關(guān)，使用不同滑輪組提升相同重物，動滑輪越重，機械效率越低。（5）由圖丁可知，拉力F沿斜向上方向拉動時，拉力的力臂變短，與丙相比需要更大的拉力才能拉動物體上升，因此總功更大，而有用功不變，根據(jù)可得，機械效率偏低。17．小明思考“斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有沒有關(guān)系？”。他在用同一木板做的斜面上，做勻速直線拉動物塊的探究實驗，如下圖，并記錄實驗數(shù)據(jù)如下表：實驗次數(shù)斜面傾斜程度物重G/N物體上升度高度h/m拉力F/N物體移動離距離S/m有用功W有/J總功W總/J機械效率1較緩5.00.101.60.50.500.863%2較陡5.00.152.20.50.751.168%3最陡5.00.253.30.51.65(1)將表格中的空白處數(shù)據(jù)填上。(2)通過對上述實驗數(shù)據(jù)的分析，你認為斜面省力情況與斜面傾斜程度的關(guān)系是：斜面越陡，越。(3)通過對上述實驗數(shù)據(jù)的分析，你對斜面機械效率的問題可獲得的初步結(jié)論是：；(4)如果小明還想要探究斜面的機械效率與物體重力的關(guān)系，請你與他一起來完成實驗：①實驗時應(yīng)控制不變的條件是：、物體移動的距離；②實驗時需要的測量儀器有：和刻度尺?！敬鸢浮?1)1.25；76%(2)費力(3)斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)，傾斜程度越大，機械效率越高(4)斜面的傾斜程度彈簧測力計【詳解】（1）對于第三次實驗，有用功W有?可以通過公式計算得出，其中G為物重，h為物體上升的高度。代入數(shù)據(jù)得有用功為機械效率為（2）從實驗數(shù)據(jù)中可以看出，當斜面越陡時，所需的拉力F也越大。因此，我們可以得出結(jié)論：斜面越陡，越費力。（3）通過對比三次實驗的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)，當斜面的傾斜程度增加時，雖然所需拉力增大，但機械效率也在增大。因此，可以初步得出結(jié)論：斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)，傾斜程度越大，機械效率越高。（4）[1]要探究斜面的機械效率與物體重力的關(guān)系，他需要進行額外的實驗。在實驗時，他應(yīng)該控制斜面的傾斜程度和物體移動的距離不變，以排除這兩個因素對實驗結(jié)果的影響。[2]需要測量物重和物體上升的高度來計算有用功，以及測量拉力和物體移動的距離來計算總功。因此，他需要的測量儀器有彈簧測力計和刻度尺。四、計算題18．工人用圖示的滑輪組提升建材，工人的重力是600N，雙腳與地面的接觸面積是。他將600N的建材勻速提升了2m，滑輪組的機械效率是75%。試求：(1)工人提升建材所做的有用功是多少？(2)工人對繩子的拉力是多少？(3)提升建材時，工人對地面的壓強是多少？【答案】(1)(2)(3)【詳解】（1）工人提升建材所做的有用功（2）由圖可知，，則拉力端移動的距離總功為拉力為（3）提升建材時，工人對地面的壓力為提升建材時，工人對地面的壓強為19．建筑工地上，工人用如圖所示裝置將重為500N的材料從地面上勻速送到4m高處，所用拉力為200N，用時為12s。不計摩擦和繩重。求：(1)工人做的有用功；(2)工人做功的功率；(3)此過程中該裝置的機械效率。（結(jié)果保留一位小數(shù)）【答案】(1)2000J(2)200W(3)83.3%【詳解】（1）裝置將重為500N的材料從地面上勻速送到4m高處，則工人做的有用功為（