【滬粵版物理九年級上冊】第十一章 機械功與機械能11.3 如何提高機械效率

·第2頁（共2頁）11.3如何提高機械效率一.單選題1．小明用兩個相同的滑輪，組成不同的滑輪組如圖所示，分別將同一物體勻速提高到相同高度，繩子的自由端移動的距離為s1、s2，圖中左、右滑輪組的機械效率分別為η1、η2，下列關系正確的是（忽略繩重及摩擦）（）A．s1＞s2，η1=η2 B．s1＞s2，η1＞η2C．s1＜s2，η1=η2 D．s1＜s2，η1＞η2答案：C解析：(1)由于忽略繩重及摩擦，承擔物重的繩子股數(shù)n1=2，n2=3，則兩圖所用拉力：，又由于動滑輪相同，提升的物體重相同，所以F1＞F2；(2)兩圖將同一物體勻速提高相同的高度，則做的有用功W有相同，F(xiàn)1移動的距離s1=2h，F(xiàn)2移動的距離s2=3h，故s1＜s2；(3)忽略繩重及摩擦，所做的額外功W額=G輪h，可得額外功W額相同，又W總=W有+W額，所以總功相同，，故兩圖的機械效率η相同，即η1=η2．故選C．2．如圖，用滑輪組提升重物時，重800N的物體在10s內勻速上升了1m．已知拉繩子的力F為500N，則提升重物的過程中（）A．繩子自由端被拉下3mB．做的有用功是800JC．拉力F的功率是80WD．滑輪組的機械效率是60%答案：B解析：A.由圖知，此滑輪組由2段繩子承擔物重，所以繩子自由端被拉下s=2h=2×1m=2m；故A項錯誤，不符合題意；B.由題意可知：G=800N；h=1m；F=500N；W有=Gh=800N×1m=800J；故B項正確，符合題意；C.總功W總=Fs=500N×2m=1000J；拉力F的功率；故C項錯誤，不符合題意；D.滑輪組的機械效率，故D項錯誤，不符合題意；故選B．3．如圖所示，利用輕質滑輪組勻速拉動水平地面上重為G的物體，若拉力的大小為F，物體和地面之間的摩擦力大小為f，A點的拉力為FA，則下列滑輪組的機械效率表達式正確的是（）A． B． C． D．答案：C解析：從圖可知，由2段繩子與動滑輪相連，則S=2s物，物體在水平地面上做勻速運動，則此時A處繩子的拉力與物體與地面之間的摩擦力是一對平衡力，物體和地面之間摩擦力為f，A處的拉力大小為FA=f．則．故選C．4．如圖所示，用滑輪組把重為200N的貨物提到9m高的樓上，所用拉力為80N，則總功和滑輪組的機械效率分別是（）A．1400J80% B．1800J80%C．1800J83.3% D．2160J83.3%答案：D解析：有用功W有用=Gh=200N×9m=1800J，動滑輪上有三段繩子，所以拉力移動的距離是物體升高高度的3倍，s=3h=3×9m=27m；總功W總=Fs=80N×27m=2160J．機械效率，故ABC錯誤，D正確，符合題意．故選D．5．下面提供了四則信息：①低溫技術已有重大突破，隨著低溫技術的發(fā)展，科學家一定能制取到內能為零的物體；②某科研小組正在研制一種使光速大大降低的介質，不久的將來，能使光速降到40m/h左右，慢到跟烏龜爬行的速度相仿；③由于太陽的照射，海洋表面溫度可達30℃左右，而在海洋100～600m深的地方，水溫約4℃，因此人們研制了一種抗腐蝕的熱交換器，利用水溫差發(fā)電，并取得了成功；④隨著機械制造水平的提高，人們正在研制機械效率為100%的機械，并取得重大突破．請根據(jù)學過的物理知識辨別，以上信息中正確的是（）A．①② B．②③ C．③④ D．①④答案：B解析：①溫度越低，物體具有的內能越少，但不可能為零，此說法錯誤，不符合題意；②光速受介質種類的影響，有時能使光速降到40m/h左右，慢到跟烏龜爬行的速度相仿．此說法正確，符合題意；③海洋不同深度存在溫度差，在熱交換器中，物質受熱發(fā)生汽化，產(chǎn)生的蒸汽可以推動渦輪發(fā)電機發(fā)電．此說法正確，符合題意；④只要使用機械，不可避免地做額外功，所以機械效率一定小于100%．故題干的說法是錯誤的，不符合題意．故選B．6．關于機械效率，下列說法正確的是（）A．機械效率越高，所做的有用功越多B．總功越少的機械，效率越高C．額外功少的機械，機械效率越高D．總功一定時，有用功多的機械的效率高答案：D解析：A.使用機械時，機械效率高說明有用功在總功中占的比例大，但有用功不一定多，此選項錯誤，不符合題意；B.機械效率高，說明有用功在總功中占的比例大，無法確定總功的多少，此選項錯誤，不符合題意；C.機械效率高，說明有用功在總功中占的比例大，是由有用功和總功兩個因素決定的，只是額外功少的機械，機械效率不一定高，此選項錯誤；D.總功一定時，有用功多的機械，有用功在總功中占的比例大，機械效率高，此選項正確，符合題意．故選D．7．關于機械效率和功率說法正確的是（）A．機械效率高的機械功率一定大B．任何機械的機械效率都小于1C．做功越多，功率越大D．時間越長，功率越小答案：B解析：A.機械效率是有用功與總功的比值，與做功快慢沒有關系，故A說法錯誤，不符合題意；B.使用任何機械都要做額外功，所以總功一定大于有用功，即有用功與總功的比值一定小于1，也就是機械效率小于1．故B說法正確，符合題意；C.根據(jù)，時間未確定，所以做功多、功率大的說法錯誤，不符合題意；D.根據(jù)，做功多少未確定，所以時間越長、功率越小的說法錯誤，不符合題意．故選B．8．下列描述正確的是（）A．有用功做得越多，滑輪組的機械效率越大B．地面上的桌子受到的重力和地面對桌子的支持力是一對平衡力C．高壓鍋是利用增大鍋內氣體壓強來提高液體沸點的D．關閉發(fā)動機后，汽車由于慣性還會勻速向前運動一段距離答案：C解析：A.有用功做的多，有用功與總功的比值不一定大，所以A錯誤，不符合題意；B.靜止在水平地面上的桌子受到的重力和地面對桌子的支持力是一對平衡力，題目中桌子沒有說明是否在水平地面上，所以B錯誤，不符合題意；C.高壓鍋可以增大鍋內氣壓，使水的沸點升高，故可以更快的煮熟食物，所以C正確，符合題意；D.關閉發(fā)動機后，汽車由于慣性還會向前運動一段距離，但不是勻速運動，所以D錯誤，不符合題意．故選C．9．不計摩擦和繩重，用圖所示的甲、乙兩個相同的滑輪組，提升不同數(shù)量的同種鉤碼，則它們的機械效率（）A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙 C．η甲=η乙 D．無法比較答案：B解析：不計摩擦和繩重，因滑輪組（甲）和（乙）動滑輪重力相等，將不同重物提升相同的高度，由W額=G動h可知，所做額外功相等；又因甲組提升的鉤碼少，所做有用功小，由機械效率的公式：可知：η甲＜η乙．故選B．10．如圖所示利用動滑輪提升貨物，動滑輪重為20牛頓，繩與動滑輪間的摩擦及繩子重不計．第一次把重為100牛頓的貨物勻速提升，這個過程動滑輪的機械效率為η1；第二次把重為200牛頓的貨物勻速提升，這個過程動滑輪的機械效率為η2．則（）A．η1＜η2 B．η1＞η2C．η1=η2 D．η1和η2的關系無法確定答案：A解析：兩次拉升重物，都是用同一個滑輪組，故額外功是相同的；但第一次是提升100N的重物，第二次是提升200N的重物，故第二次的有用功更多．所以第二次的機械效率比第一次大．故選A．11．如圖，兩個滑輪組由每個質量相同的滑輪組成．用它們分別將重物G1、G2提升相同高度（）A．用同一個滑輪組提起不同的重物，機械效率不變B．若G1=G2，甲的機械效率高C．若G1=G2，拉力做的總功相同D．若G1=G2，拉力做的額外功相同答案：B解析：A.用同一個滑輪組提起不同的重物，所做的額外功不變，有用功發(fā)生變化，所以有用功在總功中的比值發(fā)生變化，所以機械效率變，所以A錯誤，不符合題意．B、C.若G1=G2，則甲、乙所做的有用功相同，總功=有用功+額外功，所以乙做的總功大于甲做的總功，所以C錯誤，不符合題意；根據(jù)可得，甲的機械效率大于乙的機械效率，B正確，符合題意．D.甲滑輪組中有一個動滑輪，乙滑輪組中有兩個動滑輪，所以若把物體提升相同的高度，乙滑輪組做的額外功多，所以D錯誤，不符合題意．故選B．12．某滑輪組改進后提高了機械效率，用這個滑輪組把同一個物體勻速提高到同樣的高度，改進后與改進前相比（）A．總功減少，有用功不變 B．總功增加，有用功不變C．總功和有用功都增加 D．總功和有用功都減少答案：A解析：把同一物體勻速提升同樣的高度，由W=Gh可知：利用滑輪組做的有用功相同；滑輪組改進后提高機械效率，由可知：改裝后滑輪組做的總功減少，由W總=W有+W額，可知改裝后利用滑輪組做的額外功減少．故A正確，符合題意；BCD錯誤．故選A．13．用如圖所示的滑輪組提升重物，若每個滑輪的重和物體被提升的高度均相同且GA＞GB，不計繩重及輪與軸之間的摩擦，下列判斷正確的是（）A．甲、乙兩個滑輪組對重物做的有用功相同B．甲、乙兩個滑輪組的機械效率相等C．滑輪組甲的機械效率一定大于丙的機械效率D．滑輪組乙的機械效率可能等于丙的機械效率小于甲的機械效率答案：CD解析：A.甲、乙提升重物到相同高度，A較重，根據(jù)W有用=Gh可知，甲做的有用功較多，故A錯誤，不符合題意；B.甲、乙相比，額外功相同，甲的有用功較多，所以甲的機械效率較高，故B錯誤，不符合題意；C.甲、丙相比，有用功相同，丙的額外功較多，所以丙的機械效率較低，故C正確，符合題意；D.由B分析知，乙的效率小于甲的效率；乙、丙相比，乙被提升物體的重力較小，動滑輪的重力較小，所以提升相同的高度，做的有用功較少，額外功也較少，二者機械效率可能相等，故D正確，符合題意．故選CD．14．用四個相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，用它們提起相同的貨物，不計繩重以及各種摩擦，則（）A．甲滑輪組較省力，它的機械效率也比較高B．乙滑輪組較省力，它的機械效率也比較高C．甲滑輪組較省力，兩滑輪組機械效率相同D．乙滑輪組較省力，兩滑輪組機械效率相同答案：C解析：讀圖可知，乙滑輪組有兩股繩子與動滑輪相連，甲滑輪線有三股繩子與動滑輪相連，因此，甲滑輪組較省力；由題意可知，兩個滑輪組所做的有用功是相同的．分析產(chǎn)生額外功的因素可知，動滑輪相同.繩重和摩擦不計，因此，額外功也是相同的．所以它們所做的總功=有用功+額外功，也是相同的．進而得出，甲、乙滑輪組的機械效率是相同的，ABD錯誤，C正確，符合題意．故選C．二.填空題15．如圖所示，工人用250N的力F將重為400N的物體lOs內勻速提升2m，在此過程中，滑輪組的機械效率為，拉力的功率為W．答案：80%100解析：由圖可知，n=2，∵h=2m，∴s=2h=2×2m=4m；當提升G=400N的重物時，W有用=Gh=400N×2m=800J，W總=Fs=250N×4m=1000J，滑輪組的機械效率：；拉力的功率：．16．如圖所示，在“測量滑輪組機械效率”的實驗中，物體重6N．沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計，物體上升高度為10cm，此時彈簧測力計的示數(shù)為N，滑輪組的機械效率是．答案：2.483.3%解析：由圖示彈簧測力計可知，其分度值為0.2N，示數(shù)為2.4N；由圖示滑輪組可知，承重繩子的有效股數(shù)n=3，滑輪組效率：。17．如圖所示，手用F1的力直接將物體B勻速提升h，F(xiàn)1做功為300J；若借助滑輪組把B勻速提升相同高度，滑輪組機械效率是30%，則F2做功為J．答案：1000解析：手用F1的力直接將物體B勻速提升h，F(xiàn)1做功為300J，即有用功：W有=300J，滑輪組把B勻速提升相同高度，F(xiàn)2做功是總功，由機械效率公式，可得F2做功：．18．某同學利用斜面勻速提升重為500N的物體，已知沿斜面的拉力做的功為1000J，斜面的機械效率為60%，則物體被提升的高度為m．答案：1.2解析：由機械效率公式，可得提升物體的有用功：由公式可得物體被提升的高度：。三、解答題19．工人用如圖所示的滑輪組提起重2000N的物體，若工人勻速提升這個物體所用的拉力是800N，則該滑輪組的機械效率是多少？若工人用800N的拉力在1min內將這個物體勻速提高了3m，他做功的功率有多大？答案：（1）62.5%（2）160W解析：由圖知，承擔物體繩子的股數(shù)n=4，s=4h，（1）滑輪組的機械效率：；（2）s=4h=4×3m=12m，W總=Fs=800N×12m=9600J，1min=60s，拉力的功率：．20．用如圖所示滑輪組勻速提升重為200N的物體，人對繩的拉力為125N，不計繩重和摩擦，滑輪組的機械效率是多少？答案：80%解析：由圖可知，s=2h，則滑輪組的機械效率：。21．利用如圖所示的滑輪組，在5s內將重為300N的物體勻速向上提起0.2m，豎直向上的拉力F為125N．求：（1）滑輪組的機械效率；（2）拉力的功率．答案：（1）80%（2）15W解析：（1）有用功W有用=Gh=300N×0.2m=60J，總功W總=Fs=F×3h=125N×3×0.2m=75J，滑輪組的機械效率：；（2）拉力的功率：。22．小李用如圖所示的滑輪組把90kg的物體提升3m，作用在繩子自由端的拉力是400N，不考慮繩重及摩擦（g=10N/kg）．求：（1）滑輪組的機械效率；（2）動滑輪的重力．答案：（1）75%（2）300N解析：（1）由圖可知通過動滑輪繩子的段數(shù)n=3，物體重力G=mg=90kg×10N/kg=900N，滑輪組的機械效率：；（2）不考慮繩重及摩擦，，G