1、11.4机械效率一、知识梳理（一）有用功和额外功1三种功（1）有用功：使用机械时，为完成工作目的必须做的功叫做_（2）额外功：使用机械时，并非我们需要但又不得不做的功叫做_（3）总功：_加上_是总共做的功，叫做总功总功、有用功、额外功的关系是_2三种功的关系：W总_3如图所示是小明利用动滑轮和水桶将沙子提升高度为h的情景，已知沙子、动滑轮、水桶的重力分别为G沙、G动、G桶，绳端的拉力为F，绳端移动的距离为s若不计绳子的重力和摩擦，则W有用_，W额外_，W总_或W总_；若考虑绳子的重力和摩擦，则W总_，W额外_（二）机械效率1定义：物理学中把_与_的比值叫机械效率2定义式：_3理解机械效率：（1
2、）机械效率常用_来表示，没有单位；（2）因为存在额外功，有用功总_总功，所以机械效率总_1；（3）机械效率的意义：机械效率是反映机械性能优劣的_，用来表示机械对总功的_效率越高，机械对总功的利用率就越高，做相同的有用功，需要的总功_，越节约能源，机械的性能就越好；（4）提高机械效率的方法：_；_；4滑轮组的机械效率可表示为_或_；若有n段绳子吊着动滑轮，则_；若不计绳重和摩擦，则nF_，_5测量滑轮组的机械效率：（1）测量原理：_；（2）需要测量的物理量：_、_、（_、_）；（3）需要的测量工具：_、（_）；（4）提升钩码时应使弹簧测力计沿_方向做_运动；做功目的有用功（W有用）总功（W总）额
3、外功（W额外）机械效率（）提升物体G物hFsFsG物h或平移物体fs1Fs2Fs2fs1或（5）影响滑轮组效率高低的因素：物体重力，物体越重效率越_；动滑轮重力，动滑轮越重效率越_；绳重和摩擦，绳重和摩擦越大，效率越_二、易错分析1物体越重，滑轮越轻，效率越大效率的高低与滑轮组省多少力、绕线方式、重物被提升的高度无关；2滑轮组不同用法时的功和机械效率：（如表所示）三、达标训练1卖茶杯的人，从货架上拿起茶杯；喝茶水的人，从桌面上端起盛茶水的茶杯，就两人克服茶杯重力做功的下列说法中正确的是（ ）A都是有用功B都是额外功C对喝茶的人而言是有用功D对卖茶杯的人而言是有用功2已知甲、乙两种机械在做功过程
4、中，甲的机械效率比乙的机械效率大，这表明（ ）A甲做功比乙做功快B甲做的有用功比乙做的有用功多C甲做的额外功比乙做的额外功少D甲做的有用功，与总功的比值比乙大3下列说法正确的是（ ）A效率高的机械，功率一定大B做功时间长的机械，功率一定大C所有机械的机械效率都小于1D功率大的机械做的功一定多4下列关于机械效率的说法正确的是（ ）A越省力的机械，机械效率越高B做功越少的机械，机械效率越低C做功越慢的机械，机械效率越低D总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高5在“测定滑轮组的机械效率”的实验中，如果被提升的物体物重相同，则（ ）A动滑轮的个数越多就越省力，且效率越高B动滑轮的个数越多就越省力，且
5、效率越低C动滑轮的个数越少就越省力，且效率越高D动滑轮的个数越少就越省力，且效率越低6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7一位建筑工人用了如图所示的装置把建筑材料运送到楼上，已知吊篮的质量为m1，建筑材料的质量m2，人对绳子的拉力为F，吊篮在拉力的作用下匀速上升了h，不计绳重及摩擦下列表述正确的是（ ）A绳子自由端移动的距离为3hB工人做的有用功为m2ghC工人做的额外功为2Fh（m1m2）ghD动滑轮重为3F（m1m2）g8工人用滑轮组把一箱箱货物从一楼提升到
6、五楼，在滑轮组上加润滑油后，机械效率提高了，则加润滑油后工人提升同样的重物时，做功的（ ）A有用功减小，总功不变B有用功增加，总功增加C有用功减小，总功减小D有用功不变，总功减小9在探究“影响滑轮组机械效率的因素”时，小明同学用图所示甲、乙两个相同的滑轮组来验证的猜想是：滑轮组的机械效率可能与（ ）A被提升物体重力有关B动滑轮重力有关C物体被提升的高度有关D承重绳子的段数有关10某同学想通过实验来探究“影响滑轮组的机械效率的因素”他做了如图所示的实验，并测算了各次实验装置的机械效率关于他的实验过程，下列说法中不正确的是（ ）A根据、两次实验可知：滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关B根据、两次实验
7、可知：同一滑轮组提起物重越大，机械效率越低C根据该同学的探究结论可知，通过适当增大物重可以提高滑轮组的机械效率D为使实验的结论更具可靠性，应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律11工人师傅用如图所示的滑轮组，将重为800N的重物缓慢匀速竖直提升3m，人对绳的拉力F为500N，不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，则（ ）A绳子自由端移动的距离为9mB动滑轮的重力为200NC人通过滑轮组做的有用功为1500JD滑轮组的机械效率为53.3%12建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍在此
8、过程中下列说法正确的是（ ）A绳子自由端沿水平方向移动了6mB物体受到的拉力为750NC拉力F的功率为750WD滑轮组的机械效率为80%13用图示滑轮组提升100N重物时，机械效率为50%；用同一滑轮组提起300N重物，重物以2m/s速度匀速上升5s时（不计绳重与摩擦），下列说法不正确的是（ ）A动滑轮自重为100NB拉力做功4000JC拉力做功功率为400WD机械效率为75%14用如图所示的装置研究滑轮组机械效率，下列说法不正确的是（ ）A弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动B测量机械效率的原理：（W有用/W总）100%C机械效率与动滑轮重力的大小有关D提高机械效率可以通过减小钩码的重力来实现1
9、5某人用如图所示的滑轮组提升重为800N的重物，在拉力F作用下，30s时间内，物体向上移动了12m，若滑轮组的机械效率为80%，绳重、摩擦阻力不计，则（ ）A拉力做的功为12000JB拉力的功率为50WC绳子自由端被拉下距离为36mD动滑轮重力大小为100N16（多选）如图所示，重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是（ ）A绳子自由端移动的距离为2mB物体与地面间的滑动摩擦力为48NC拉力F的功率为12WD有用功为120J17用如图所示的滑轮组将重为G的物体提升高度h，已知绳
10、端所需拉力为F，动滑轮自重为G，绳端移动的距离为s，则下列表示该滑轮组的机械效率的表达式中错误的是（绳重与各种摩擦均忽略不计）（ ）ABCD18如图甲所示，力F1水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s，拉力F2为（如图乙）此过程滑轮组（ ） A总功为F2sB额外功为F1sC机械效率为D额外功为3F2sF1s19如图所示，用力F拉着重为G的物体竖直匀速上升，在时间t内物体上升的高度为h（物体未拉出水面），若物体的体积为V，水的密度为，则下列算式正确的是（ ）ABCW有GhD20分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物体
11、到同一高度处，其机械效率分别为定、动、组（不计绳重和摩擦，设每个滑轮质量相等），则选项中正确的是（ ）A组动定B动定组C定动组D定组动21如图所示，用甲、乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度时，拉力做功的功率为P甲、P乙，机械效率分别为甲、乙（不计绳重与摩擦）下列判断正确的是（ ）AP甲P乙甲乙BP甲P乙甲乙CP甲P乙甲乙DP甲P乙甲乙22用四个完全相同的滑轮，组装成两套滑轮组，用它们匀速提升同一物体时，其拉力分别为F1、F2，滑轮组的机械效率分别为1、2，如图所示，不计绳重和摩擦，下列选项中正确的是（ ）AF1F212BF1F212CF1F212DF1F21223用如图所示的滑轮
12、组在5s内将重G240N的物体匀速向上提起3m，拉力F150N，这个滑轮组的机械效率是_如果忽略绳重和摩擦，动滑轮自重为_N24如图，小明用动滑轮在10s内将重400N的物体匀速提高了5m，若这一过程中动滑轮的机械效率是80%，则小明的拉力为_N，小明做的额外功为_J，小明做功的功率为_W，若用该装置提升500N的重物，此时滑轮组的机械效率将_(填“变大”、“变小”或“不变”）第23题图第24题图第25题图第26题图25如图，是塔式起重机上的滑轮组在将210N的重物匀速提高2m的过程中，作用在绳端的拉力为100N，则有用功是_J，该滑轮组的机械效率是_26如图所示是一种小型千斤顶的示意图，当手
13、往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离，工人在4s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂1m，把1000N的重物匀速抬高8cm则重物上升的速度为_m/s，人做的功为_J，千斤顶的效率是_%27如图所示，重为100N的物体A在拉力F5N作用下沿水平面做匀速直线运动已知滑轮组机械效率为60%，物体A运动的速度为0.5m/s，则物体A在20s内通过的路程为_m，该机械所做的有用功的功率为_W（忽略绳子和滑轮的重力）28在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用同一滑轮组提升不同的物体，如图甲、乙所示，实验数据记录如下：实验次数物体重力/N提升高度/m拉力/N绳端移动的距离/m机械效率130.12.0
14、0.350%260.10.3（1）实验中要竖直向上_拉动弹簧测力计，使物体升高（2）图乙中弹簧测力计的示数为_N，表格中处数据应为_%（3）如图丙所示，将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”、“不变”或“变小”）29如图所示，A物体受到的重力是100N，在拉力F的作用下，能以0.2m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动已知拉力F5N，滑轮组的机械效率为80%，试问：（1）5s内拉力F所做功的大小是多少？（2）物体A受到水平地面的摩擦力大小是多少？四、能力提升30如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、
15、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦若GAGB，则甲_乙；若FAFB，则GA_GB（选填“”、“”或“”）31用如图甲中所示的滑轮组提升浸没在水中的实心圆柱形物体，己知物体的高度为1m，底面积为0.12m2，质量为200kg物体始终以0.5m/s的速度匀速上升，物体浸没在水中匀速上升时，作用在绳端的拉力F所做的功随时间的变化关系如图乙所示（不计绳重、摩擦及水的阻力1.0103kg/m3；g10N/kg）求：（1）当物体的上表面刚好与水面相平时，其底部受到水的压强；（2）物体浸没在水中时受到的浮力；（3）物体浸没在水中匀速上升时绳端受到的拉力；（4）物体浸没在水中匀速上升时，滑轮组的机械效率：（5）物体出水后绳端拉力的功率11.41D2D3C4D5B6A7B8D9A10B11B12D13C14D15A16BC17D18D19D20A21B22D2380%、60；24250、500、250、变大；25420、70%；260.02、100、80%；2710、4.5；28（1）匀速；（2）3.2、62.5%；（3）不变；29（1）15J；（2）12N；30、；31（1）1104Pa；（2）1.2103N；（3）300N；（4）66.7%；（5）1.2103W；
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