2024-2025學(xué)年九年級(jí)物理全冊(cè)11.5機(jī)械效率基礎(chǔ)練含解析新版蘇科版

Page1111.5機(jī)械效率一、單選題1．如圖所示，規(guī)格完全相同的滑輪，用相同的繩子繞成甲、乙兩個(gè)滑輪組，分別提起重為G1和G2的兩個(gè)物體，不計(jì)摩擦與繩重，比較它們的省力狀況和機(jī)械效率，下列說(shuō)法正確的是A．若G1=G2，則F1＜F2，甲的機(jī)械效率高 B．若G1=G2，則F1＞F2，乙的機(jī)械效率高C．若G1＜G2，則F1＜F2，甲、乙的機(jī)械效率相同 D．若G1＜G2，則F1＜F2，乙的機(jī)械效率高【答案】D【解析】A.由于滑輪組相同,并且不計(jì)摩擦則額外功相等,若G1=G2，則有用功也相同，所以機(jī)械效率相等，故A錯(cuò)誤；B.甲圖n=3,F1=G1,乙圖n=2,F2=G2,若G1=G2,則F1<F2，提升相同的重物，其機(jī)械效率與繩子的繞法無(wú)關(guān)，即機(jī)械效率相同；故B錯(cuò)誤；C.甲圖n=3,F1=G1,乙圖n=2,F2=G2,若G1<G2,則F1<F2,若G1<G2，則乙圖有用功多，機(jī)械效率高，故C錯(cuò)誤；D.甲圖n=3,F1=G1,乙圖n=2,F2=G2,若<,則F1<F2;甲乙兩圖由于滑輪組相同,并且不計(jì)摩擦則額外功相等,若G1<G2，由W=Gh，可得，則乙圖有用功多，機(jī)械效率高，故D正確；故選D.2．甲吊車比乙吊車的機(jī)械效率高，當(dāng)它們分別把相同質(zhì)量的物體勻速提升相同高度時(shí)，則（）A．甲吊車的電動(dòng)機(jī)做的有用功較多 B．乙吊車的電動(dòng)機(jī)做的額外功較多C．甲吊車的電動(dòng)機(jī)做的總功較多 D．甲、乙兩吊車的電動(dòng)機(jī)做的總功相同【答案】B【解析】A．機(jī)械效高，說(shuō)明有用功在總功所占的比例較大，把相同質(zhì)量的物體勻速提升相同高度時(shí)，所做的有用功是相等的，故A錯(cuò)；B．有用功相等時(shí)，機(jī)械效率越高，額外功越少，所以乙吊車的電動(dòng)機(jī)做的額外功較多，故B正確；CD．有用功相等時(shí)，機(jī)械效率越高，總功越少，所以甲吊車的電動(dòng)機(jī)做的總功較少，故C錯(cuò)，D錯(cuò)；應(yīng)選B．3．建筑工人用如圖所示的滑輪組，在4s內(nèi)將重為1500N的物體沿水平方向勻速移動(dòng)2m的過(guò)程中，所用的拉力大小為375N，物體受到水平地面的摩擦力為物重的0.4倍．在此過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是（）A．繩子自由端沿水平方向移動(dòng)了6mB．物體受到的拉力為750NC．拉力F的功率為750WD．滑輪組的機(jī)械效率為80%【答案】D【解析】A．由圖可知，n=2，則繩子自由端沿水平方向移動(dòng)的距離s=nsA=2×2m=4m，故A錯(cuò)誤；B．物體沿水平方向勻速移動(dòng)時(shí)處于平衡狀態(tài)，物體受到的拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力，則物體受到的拉力FA=f=0.4G=0.4×1500N=600N，故B錯(cuò)誤；C．拉力F做的功W總=Fs=375N×4m=1500J，則拉力F的功率P===375W，故C錯(cuò)誤；D．有用功W有=FAsA=600N×2m=1200J，則滑輪組的機(jī)械效率η=×100%=×100%=80%，故D正確；4．一個(gè)滑輪組經(jīng)改進(jìn)后提高了機(jī)械效率，用它把同一物體勻速提升同樣的高度，改進(jìn)后與改進(jìn)前相比較（）A．額外功削減，總功增多B．有用功不變，總功削減C．功率變大，機(jī)械做功更多D．機(jī)械效率提高，機(jī)械做功加快【答案】B【解析】AB．機(jī)械效率提高，說(shuō)明有用功在總功中占的比值大，滑輪組把同一物體勻速提升同樣的高度，物重不變，物體上升的高度不變，有用功不變，因?yàn)橛杏霉υ诳偣χ姓嫉谋戎荡螅杏霉Σ蛔?，所以總功削減，額外功削減，故B符合題意，A不符合題意；C．功率大指機(jī)械做功快，跟機(jī)械做功多少?zèng)]有干脆的關(guān)系，故C不符合題意；D．機(jī)械效率高指有用功在總功中占的比值大，機(jī)械做功快指機(jī)械功率大，機(jī)械效率和機(jī)械功率沒(méi)有干脆的關(guān)系，故D不符合題意。故選B。5．利用圖所示的裝置，可以用100N的拉力拉著重180N邊長(zhǎng)為0.2m的正方體勻速上升，物體在10s內(nèi)上升了1m，不計(jì)繩重和摩擦，則（）A．繩子自由端移動(dòng)的距離為3mB．動(dòng)滑輪的重力是20NC．拉力的功率為10WD．滑輪組的機(jī)械效率為90％【答案】A【解析】A．繩子自由端移動(dòng)的距離故A符合題意；B．動(dòng)滑輪的重力故B不符合題意；C．拉力的功率為故C不符合題意；D．滑輪組的機(jī)械效率為故D不符合題意。故選A。6．用相同的定滑輪和動(dòng)滑輪，組成甲、乙兩個(gè)滑輪組，如圖所示，用它們來(lái)提升同一重物，甲滑輪組將重物舉高1m，乙滑輪組將重物舉高2m，在不計(jì)繩重和摩擦的條件下，下列說(shuō)法正確的是（）A．甲滑輪組拉力大，機(jī)械效率低B．乙滑輪組省力，所以它的機(jī)械效率高C．乙滑輪組將重物舉得高．所以它的機(jī)械效率高D．乙滑輪組做的有用功多，但甲、乙機(jī)械效率相等【答案】D【解析】(1)從圖中可以看出，甲圖是有兩段繩子在拉重物，故F甲＝12(G+G動(dòng))；乙圖有三段繩子在拉重物，故F乙＝13(G+G動(dòng))；∵提升的重物相同，動(dòng)滑輪相同，∴乙圖更省力；(2)在不計(jì)繩重和摩擦的條件下，提升物體做的額外功：W額＝G輪h，提升重物做的有用功W有＝Gh，∵h(yuǎn)1<h2，提升物體重G相同，∴乙滑輪組做的有用功多；∵W總＝W有+W額，∴η＝W有W總＝W有點(diǎn)睛：（1）在不計(jì)摩擦和繩重的狀況下，若有n段繩子在拉重物，則F＝1n（G+G動(dòng)），據(jù)此推斷省力狀況；（2）不計(jì)繩重和摩擦，動(dòng)滑輪相同，可知提升重物做的額外功（W額＝G動(dòng)h）相同；而總功等于有用功與額外功之和；利用η＝W有W總7．如圖所示的吊車有大小兩個(gè)吊鉤，在確保平安的前提下，下列關(guān)于吊車機(jī)械效率說(shuō)法正確的（）A．吊起相同貨物，運(yùn)用小吊鉤機(jī)械效率高B．吊起相同貨物，上升速度快機(jī)械效率高C．每次吊起的貨物越少，機(jī)械效率越高D．貨物上升的高度越高，機(jī)械效率越高【答案】A【解析】運(yùn)用小吊鉤吊起相同貨物時(shí)，小吊鉤（小動(dòng)滑輪）的重力小，做的額外功少，在有用功肯定的狀況下，總功小，其機(jī)械效率高，故A正確；由機(jī)械效率公式知道，機(jī)械效率的凹凸與上升速度、貨物上升的高度無(wú)關(guān)，故BD錯(cuò)誤；每次吊起的貨物越少，有用功越少，有用功在總功中所占比例越小，所以機(jī)械效率越低，故C錯(cuò)誤。8．某同學(xué)用滑輪組提升物體，繩子自由端豎直移動(dòng)的距離隨時(shí)間改變的關(guān)系如圖中圖線a所示，物體上升的高度隨時(shí)間改變的關(guān)系如圖中圖線b所示。已知物體的質(zhì)量為450g，所用動(dòng)滑輪的質(zhì)量為50g，繩子自由端的拉力F為3.2N．g取10N/kg。在0~2s的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）A．物體上升的速度為0.1m/s B．機(jī)械提升動(dòng)滑輪做的功0.2JC．滑輪組的機(jī)械效率為90% D．拉力F的功率為0.64W【答案】D【解析】A．由圖可知，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)2s時(shí)，路程是10cm，物體上升速度為故A錯(cuò)誤；B．動(dòng)滑輪做的功故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)2s時(shí)，路程是10cm，有用功為總功為機(jī)械效率為故C錯(cuò)誤；D．依據(jù)圖可知，當(dāng)繩子運(yùn)動(dòng)2s時(shí)，路程是40cm，繩子的速度為拉力F的功率為故D正確。故選D。9．下列關(guān)于熱機(jī)效率的說(shuō)法中，正確的是A．熱機(jī)的功率越大，效率越高B．熱機(jī)做的有用功越多，效率就越高C．削減熱機(jī)的各種熱損失，保持良好的潤(rùn)滑，能提高熱機(jī)效率D．增加熱機(jī)的工作時(shí)間，能提高熱機(jī)效率【答案】C【解析】熱機(jī)的功率越大，表示做功越快，與效率無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；熱機(jī)做的有用功占燃料完全燃燒放出熱量的比例越大，熱機(jī)的效率越高，熱機(jī)效率與熱機(jī)做的有用功無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；使燃料充分燃燒、削減廢氣帶走的熱量、削減熱機(jī)部件間的摩擦都可以削減熱量的損失，提高效率，故C正確；增加熱機(jī)的工作時(shí)間，并不能削減熱量的損失，所以不能提高熱機(jī)的效率，故D錯(cuò)誤；故選C。10．下列關(guān)于功、功率、機(jī)械效率的說(shuō)法正確的是（）A．做功多的機(jī)器機(jī)械效率肯定高B．功率大的機(jī)器做功時(shí)間肯定短C．機(jī)械效率高的機(jī)器功率肯定大D．滑輪組可以通過(guò)減輕動(dòng)滑輪重加潤(rùn)滑油等方法提高機(jī)械效率【答案】D【解析】A．總功相同，有用功多的機(jī)器機(jī)械效率肯定高，故A錯(cuò)誤；B．做相同的功，功率大的機(jī)器做功時(shí)間肯定短，故B錯(cuò)誤；C．功率與機(jī)械效率無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；D．滑輪組可以通過(guò)減輕動(dòng)滑輪重加潤(rùn)滑油等方法提高機(jī)械效率，故D正確。故選D。二、填空題11．如圖所示，建筑工人用滑輪組提升重為240N的泥桶，動(dòng)滑輪重為30N，不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦及繩重．若工人在10s內(nèi)將繩子勻速向上拉9m，則泥桶上升______m，手拉繩子的力為______N，拉力的功率為______W，滑輪組的機(jī)械效率為______．【答案】3m90N81W88.9％【解析】（1）如圖，泥桶由3股繩子擔(dān)當(dāng)，n=3，∵s=3h，s=9m，∴泥桶上升的高度：h=3m．（2）不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦及繩重，拉力大小：=（30N+240N）=90N；（3）拉力做功：W總=Fs=90N×9m=810J，拉力的功率：；（4）提升泥桶中的泥沙做的有用功：W有=G泥h=240N×3m=720J，滑輪組的機(jī)械效率：．12．如圖所示，小明用50N的拉力使重90N的物體以0.2m/s的速度勻速上升，不計(jì)繩重和繩與滑輪之間的摩擦，10s內(nèi)物體上升______m，拉力的功率為______W；若勻速提升120N的物體，機(jī)械效率將______。（選填“增大”、“減小”或“不變”）【答案】230增大【解析】[1]物體上升的高度[2]由圖知有3端繩子擔(dān)當(dāng)物重，所以繩子自由端移動(dòng)的距離拉力做的功拉力做功的功率[3]若勻速提升的物體，即用該滑輪組提升更重的物體，在提上升度相同時(shí)，由于物重增大，則有用功增大，而額外功不變，所以有用功在總功中所占的比例變大，機(jī)械效率會(huì)變大。三、試驗(yàn)題13．如圖所示是某學(xué)習(xí)小組“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的示意圖：(1)用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上________拉動(dòng)繩子自由端，將重為4.5N的物體從A位置提升到位置，同時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)從圖中的B位置上升到位置，用毫米刻尺測(cè)出移動(dòng)的距離，在這個(gè)過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示；(2)該滑輪組的機(jī)械效率η=___________；(3)若在圖甲裝置的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)動(dòng)滑輪，改為圖丙所示的裝置，提升同一物體，則滑輪組的機(jī)械效率____________（選填“變大”、“變小”或“不變”）?！敬鸢浮縿蛩?5%變小【解析】(1)[1]測(cè)滑輪組機(jī)械效率試驗(yàn)中，要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；若加速拉動(dòng)，會(huì)由于物體加速運(yùn)動(dòng)而使拉力比正常狀況下偏大，增大試驗(yàn)誤差。(2)[2]由圖甲知，物體上升的距離為5cm，繩子自由端移動(dòng)的距離為15cm，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2N。拉力所做的總功有用功滑輪組的機(jī)械效率(3)[3]增加一個(gè)動(dòng)滑輪后，動(dòng)滑輪的總重力增大。在提升相同重物時(shí)，有用功相同的狀況下，增大了額外功，所以滑輪組的機(jī)械效率變小。四、計(jì)算題14．如圖所示裝置，繩重及摩擦不計(jì)。(1)若要充分利用圖示的3個(gè)滑輪，請(qǐng)畫出該滑輪組完整的繞線；(2)當(dāng)物重為50N時(shí)，繩端需用20N的拉力才能使物體勻速上升，此時(shí)該滑輪組的機(jī)械效率為多少？(3)當(dāng)物重為90N時(shí)，繩端需用多大的拉力才能使其勻速上升？(4)假如繩子能承受的最大拉力為60N，那么該滑輪組最大可吊起多重的物體？【答案】【小題1】【小題2】(1)；(2)62.5%；(3)30N；(4)210N【解析】(1)依據(jù)題意知道，繩子只能從定滑輪起先繞線，將繩子的一端固定在定滑輪的掛鉤上，然后依次繞完，有效段數(shù)是n=4，如下圖所示：(2)由圖知道，該滑輪組的機(jī)械效率是(3)因?yàn)椴挥?jì)繩重及摩擦，由F=知道動(dòng)滑輪的重力是G動(dòng)=nF-G=4×20N-50N=30N當(dāng)物重為90N時(shí)，繩端須要的拉力是F′==(4)假如繩子能承受的最大拉力為60N，則最大吊起的物重是G″=4F″-G動(dòng)=4×6