1、总 一、选择题 第3节 机械效率 测试时间:25 分钟 1.做值日时,晓明将一桶水从一楼提到二楼,此过程中,关于做功的说法正确的是()A.对桶做的功是有用功 B.对水做的功是有用功 C.对水做的功是额外功 D.克服自身重力做的功是有用功 1.答案 B 晓明将一桶水从一楼提到二楼,目的是提水,对水做的功是有用功,将桶和自身提升做的功是额外功,有用功加上额外功是总功。2.亮亮和体重较大的爸爸帮助邻居各扛一袋质量为5kg的大米,从一楼爬到三楼,爸爸用时较短,则亮亮与爸爸所做的()A.有用功相等 B.总功相等 C.总功率相等 D.有用功和总功的比值相等 2.答案 A 亮亮和爸爸的目的都是把 5kg 的
2、大米从一楼扛到三楼,所做的有用功是对米做的功,因此有用功相等,故 A 说法正确;两人在扛米上楼的时候,克服自身重力所做的功为额外功,即 W 额=G 人h,h 相等,爸爸的体重较大,故爸爸做的额外功多,又因有用功相等,故爸爸做的总功多,但有用功与总功的比值小,因此 B、D 说法错误;爸爸做的总功多,用的时间短,由 P=知,爸爸的总功率较大,C 说法错误。3.小聪测量了如图所示的滑轮组的机械效率,他先后进行了两次实验,将钩码分别匀速竖直提升h1和h2的高度(h1h2)。对两次实验中一些物理量进行比较,正确的是(其中s为绳子自由端通过的距离,H为动滑轮上升的高度,不计绳重和摩擦)()A.s1=s2B
3、.H1=H2C.1=2 D.有用1=有用2 3.答案 C 由图知,该滑轮组由 3 段绳子承担物重,则绳子自由端通过的距离 s=3h(h 为钩码被提升的高度),动滑轮上升 有用 h 的高度与钩码上升的高度相等,则 h1=H1,h2=H2,由于 h1h2,则 H1H2,s1s2;因 W 有用=Gh,所以有用1有用2;=h h=3,G、F 不变,则 1=2。故选 C。4.(多选)如图所示,物体重150N,挂在杠杆中点,人用100N的竖直向上的拉力将物体提高0.5m,在此过程中,下列说法正确的是()A.人用的拉力所做的功为 100J B.用杠杆提升物体所做的有用功为 50J C.额外功为 25J D.
4、杠杆的机械效率为 75%4.答案 ACD 人用 100N 的竖直向上的拉力将物体提高 0.5m 时,由相似三角形可知,拉力作用点沿竖直方向移动的距离:H=2h=20.5m=1m,人用的拉力所做的功:W 总=FH=100N1m=100J,故 A 正确;用杠杆提升物体所做的有用功:W 有=Gh=150N0.5m=75J,故 B 错误;因总功等于有用功和额外功之和,所以,额外功:W 额=W 总-W 有=100J-75J=25J,故 C 正确;杠 75J 杆的机械效率:=100J=75%,故 D 正确。5.下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是()A.做功多的机器机械效率一定高 B.功率小的机器做功
5、慢 C.机械效率高的机器功率一定大 D.功率大的机器做功时间一定短 5.答案 B 有用功与总功的比值叫机械效率,故机械效率与做功的多少无直接联系,A 错误;功率反映做功的快慢,功率大则做功快,功率小则做功慢,故 B 正确;机械效率与功率之间没有直接关系,故 C 错误;做功多少不确定的情况下,功率大的机器做功时间不一定短,故 D 错误。6.如图所示为用瓶起子开启瓶盖的情景,选项图中关于该瓶起子使用时的杠杆示意图正确的是()6.答案D 用瓶起子开启瓶盖时,瓶起子绕其前端与瓶盖接触处转动,故该接触点是瓶起子的支点;瓶起子受到瓶盖向下的阻力,D选项正确。二、填空题 7.如图所示的斜面长6米,高1.5米
6、,不计摩擦时,沿斜面用 牛的拉力可以把重800牛的重物拉上去,但因摩擦力的存在,实际用了225牛的拉力,那么重物从斜面底部拉至顶部的过程中,有用功为,总功为,机械效率为,摩擦力为。7.答案 200 1200J 1350J 88.9%25N h 800N 1.5m 解析若不计摩擦,则W有用=W总,即Gh=Fs,F=6m=200N;若实际拉力F=225N,有用功W有用 有用 1200J=Gh=800N1.5m=1200J,总功 W 总=Fs=225N6m=1350J,机械效率为=总=1350J88.9%,额外功 W 额=W 总-W 有用=1350J-额 150J 1200J=150J,摩擦力 f=
7、6m=25N。1 8.如图所示,一根均匀的细木棒 OC,OA=4OC,B 为 OC 的中点。在 C 点施力将挂在 A 点的重为 180N 的物体匀速提升 0.2m,木 棒的机械效率为90%。这里的木棒是一种简单机械,称为,提升该物体做的有用功是 J,木棒重为 N(不计摩擦)。8.答案 杠杆 36 10 1 解析 根据图示可知,木棒可以绕 O 点转动,故该木棒是杠杆;有用功:W 有=Gh=180N0.2m=36J;因为 OA=4OC,B 为 OC 的中 有 有 点,所以 OB=2OA,故当物体上升 0.2m 时,B 点将上升 h=0.4m;不计摩擦,由=36J 36J+木 0.4m,解得 G 木
8、=10N。=有+额 和 W 额=G 木h可得:90%=三、实验探究题 9.如图所示是同学们探究“影响滑轮组机械效率因素”的实验装置,请回答以下问题:(忽略摩擦及绳重)(1)实验中用到的测量工具除刻度尺外还有什么?(2)下表记录了实验中的部分数据:请算出第 4 次实验中的机械效率。(只写出计算结果)次数 钩码重 G 物/N 动滑轮重 G 动/N 机械效率 1 2 0.5 80.0%2 3 0.5 85.7%3 4 0.5 88.9%4 4 1.0 (3)分析 1、2、3 次实验数据,你认为他们可以探究滑轮组机械效率与什么因素的关系?并写出你这样认为的理由。9.答案(1)弹簧测力计(2)80.0%
9、(3)可以探究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系 理由:由表格可知物1=2N,物2=3N,物3=4N,有物1物2物3,1=80.0%,2=85.7%,3=88.9%,有 123,动1=动2=动3=0.5N,可知:动滑轮重一定时,滑轮组所提升的物体越重机械效率越高。解析(1)测量滑轮组机械效率的原理为=,所以要测量 G、F、h、s 四个量,测量工具为弹簧测力计和刻度尺。(2)G 有 物h 物 4N 物=4N,G 动=1.0N,不计绳重和摩擦,则=物h+动h=物+动=4N+1.0N=80%。10.在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法,分别做了甲、乙、丙
10、3 次实验,实验数据记录如下:总 总 实验次数 钩码所受的 重力 G/N 提升高度 h/m 拉力 F/N 绳端移动的距离 s/m 机械效率 1 2 0.05 1.0 0.15 66.7%2 4 0.05 1.7 0.15 78.4%3 6 0.05 2.4 0.15 (1)实验中要竖直向上 拉动弹簧测力计,使钩码升高。(2)表格中编号处数据应为。(3)分析以上实验数据可以得出结论:同一滑轮组的机械效率主要与 有关。(4)若将此滑轮组换一种绕绳方法,不计摩擦及绳重,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率(选填“变大”“变小”或“不变”)。10.答案(1)匀速(2)83.3%(3)提起物体的重力(4)
11、不变 有 6N 0.05m 解析(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计;(2)第 3 次实验中,滑轮组的机械效率:=2.4N 0.15m 83.3%;(3)实验选用的是同一滑轮组,动滑轮的重力不变;由表中实验数据可知,同一滑轮组提起的物体越重,滑轮组的机械效率越高,所以同一滑轮组的机械效率主要与提起物体的重力有关;(4)若将此滑轮组换一种绕绳方法,动滑轮的重不 有 有 变,不计摩擦及绳重,由=四、计算题=有+额=+动h=+动 可知,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率不变。11.如图所示,搬运工人用滑轮组提升重 540N 的物体,所用的拉力 F 为 200N,物体以 0.2m/s 的速度匀速上
12、升了 10s,(不计绳重及摩擦)求:(1)物体上升的高度;(2)拉力 F 所做的功;(3)若物重只有 240N,滑轮组的机械效率。11.答案(1)2m(2)1200J(3)80%解析(1)物体上升的高度 h=vt=0.2m/s10s=2m;(2)由题图可知,物重由 3 段绳子承担,故绳子自由端移动的距离 s=3h=32m=6m,拉力 F 所做的功 W 总 1 1=Fs=200N6m=1200J;(3)不计绳重及摩擦,F=3G 总=3(G 物+G 动),G 动=3F-G 物=3200N-540N=60N,若物重只有 240N,则拉力 1 1 有 F=3(G+G 动)=3(240N+60N)=10
13、0N,机械效率=总=3=3=80%。12.用一个动滑轮、一个定滑轮组成的滑轮组来匀速提升重物,如图所示,已知物重 G=600N,拉力 F=250N,则在重物升高 0.5m 的过程中,所做的有用功、额外功及机械效率为多大?若所提升重物重力为 750N,拉力为多大?此时的机械效率为多大?(不计绳重和摩擦)12.答案 300J 75J 80%300N 83.3%解析 由图可知,n=3,绳子自由端移动的距离 s=nh=30.5m=1.5m,有用功有1=Gh=600N0.5m=300J,总功总1 有1 300J +动=Fs=250N1.5m=375J,额外功额1=总1-有1=375J-300J=75J,滑轮组的机械效率1=总1=375J=80%;根据F=可求 +动 750N+150N 得动滑轮重:G 动=nF-G=3250N-600N=150N,提升 750N 重物时的拉力:F=3=300N,此时滑轮组的机械效 总 总 有2 750N 率 2=总2=3 300N83.3%。
