中考物理总复习优化设计1311第11课时简单机械机械效率

1、实用标准 文案大全 第11课时 简单机械 机械效率 一、考题集粹试做 1.(2013安徽,19)某实验小组进行测量滑轮组机械效率的实验,先用弹簧测力计测量钩码的重力G(如图甲),再按图乙所示连接方式组装好滑轮组,并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。 (1)图甲中弹簧测力计的示数为 N。 (2)图乙中,为了测量绳子自由端的拉力F,A同学认为应该在弹簧测力计静止时读数,B同学认为应该在缓慢匀速提升时读数,正确的是 (选填“A”或“B”)同学的方法。 (3)按照正确的测量方法,测出拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F (选填“”“ (4)测量钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s 解析:(1)由

2、题图知,测力计的分度值为0.2N,所以其示数为2.0N; (2)为了正确测量滑轮组提升物体时的拉力,需在缓慢匀速提升时读数,B同学正确; (3)由图知,滑轮组由3段绳子承担物重,所以F= ,但其成立的条件是不考虑机械自重和摩擦;若考虑的话拉力F大于 ; (4)为了测量钩码和弹簧测力计移动的距离,从而计算有用功和总功,应分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。 2.答案:(1) ? ? 100% (2)杠杆的自重 (3)变大 实用标准 文案大全 解析:(1)有用功为W有=Gh1,总功W总=Fh2,则机械效率的表达式= 有 总100%= ? ? 100%; (2)有用功是提升钩码所做的功,额外功主要是

3、克服杠杆重力做的功,影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例;提升的钩码重一定说明有用功一定,所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力; (3)钩码的悬挂点在A点时,由杠杆的平衡条件得GOA=FOB;悬挂点移至C点时,由杠杆的平衡条件得GOC=FOB,经对比发现,由OA到OC力臂变大,所以拉力F也变大,如果仍使钩码提升相同的高度,那么杠杆提升的高度就会减小,额外功减小,因此杠杆的机械效率变大。 3.答案:83.3% 解析:该装置为动滑轮,拉力移动的距离是物体升高高度的2倍,机械效率等于有用功除以总功,有用功等于物体上升的高度乘以物重,总功等于拉力乘以绳子自由端移动的距离; = 有用

4、 总 ? ? ? =83.3%。 4.答案:20 如图所示: 解析:最长的力臂是从支点到力的作用点的连线,即OA,再利用杠杆平衡的条件计算;要使杠杆平衡,并用力最小,此力应垂直于OA,根据动力动力臂=阻力阻力臂,FOA=40NOB,所以F=20N。 5.B 解析:拉力移动的距离为s=2h=23m=6 m,拉力做的总功为W总=Fs=250N6m=1500J,故A错误; 有用功W有用=Gh=400N3m=1200J,滑轮组的机械效率为= 有用 总100%= 100%=80%,故B正确; 此题滑轮没有发生变化,所以在此过程中所做的额外功不变,由于物体的重力增加,所以有用功增大,由公式= 有用 总 有

5、用 有用 额外可知,若用该动滑轮提升更重的货物,有用功在总功中所占的比值将增大,所以机械效率变大,故C错误 ; 实用标准 文案大全 采用轻质滑轮完成原任务,额外功减小,由= 有用 总 有用 有用 额外可知,机械效率变大,故D错误。 6.A 解析:以哥哥的肩A为支点,由F1L1=F2L2可知,弟弟对杠杆的支持力F1= =400N,由于压力和支持力是一对相互作用力,因此弟弟承担的压力为400N,故A正确;以O为支点,由F1L1=F2L2可知,兄弟二人对杠杆支持力之比为 ,由于压力和支持力是一对相互作用力,因此兄弟二人承担的压力之比为45或54,故B、C错误;以弟弟的肩B为支点,由F1L1=F2L2

6、可知,哥哥对杠杆的支持力F1= =500N,由于压力和支持力是一对相互作用力,因此哥哥承担的压力为500N,故D错误。 7.D 解析:在A点用细线悬挂一重物,在B点施加一个竖直向下的动力时,动力臂最长;因此当动力沿虚线方向拉杠杆时,动力臂L1将变小,而阻力和阻力臂均不变,由F1L1=F2L2可知,动力F1将变大。 8.D 解析:斜面的高为h,物体的重力为G,有用功为W有用=Gh,斜面长为L,拉力为F,总功为W总=FL,则机械效率为= 有用 总 ? ; 而物体与斜面的摩擦力为f,额外功为W额外=fL,则总功为W总=W有用+W额外=Gh+fL, 故机械效率为= 有用 总100%= ? ? 100%

7、,故D正确。 A选项是有用功与额外功的比值,不是机械效率;B选项是有用功与有用功的比值,不是机械效率;C选项是有用功与(总功加上额外功)的比值,不是机械效率。 9.答案:如图所示: 解析:动滑轮的本质是(竖直拉绳子时)动力臂是阻力臂2倍的杠杆,使用时可以省一半的力,但是不能改变力的方向;动滑轮的支点O在绳子与边框的接触点上,动力F为绳子的拉力,方向向上,过支点O向动力作用线画垂线,就得到动力臂L。 实用标准 文案大全 一、考点考法集训 1.D 解析:在使用开瓶器时,支点在最前端,而A、B图的支点错误;动力F1方向向上,而阻力F2方向向下,所以C错误,D正确。 2.B 解析:运动员一手撑住桨柄的

8、末端(视为支点),另一手用力划桨,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;为省力,可将用力划桨的手远离支点,故A错误,B正确;为省距离,可将用力划桨的手靠近支点,但更费力,故C、D均错误。 3.答案:75% 48 解析:摩擦力f=0.3G=0.3300N=90N,滑轮组的机械效率: = 有用 总100%= 100%= 100%= 100%=75%; 拉力移动速度v=3v物=30.4m/s=1.2 m/s,拉力的功率: P= =Fv=40N1.2m/s=48W。 4.答案:2.6 10.4 75% 1.7 0.65 解析:在斜面中,拉力做功是总功,

9、克服物重做功是有用功,克服物体与斜面的摩擦做功是额外功。拉力做的总功为W总=Fs=2.6N4m=10.4J。克服物重做的有用功为W有用=Gh=3.9N2m=7.8N。 斜面的机械效率为= 有用 总100%= 100%=75%。 若使用滑轮组提升物体时,= 有用 总100%= ? 100%= 100%=75% 拉力F= 100%= =1.73N 利用滑轮组做的总功为W总=Fs=1.73N0.5m3=2.6J 额定功为W额外=W总(1-)=2.6J(1-75%)=0.65J。 5.答案:(1)匀速 83.3% (2)增大 解析:(1)在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,这样弹簧测力计处于平衡

10、状态,弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小;由图示滑轮组可知,承重绳子的有效股数:n=3,弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为2.4N, 实用标准 文案大全 W有=Gh=6N0.1m=0.6J,由于重物有3段绳子承担,则绳子自由端移动的距离:s=3h=30.1m=0.3 m,总功:W总=Fs=2.4N0.3m=0.72J,滑轮组机械效率: = 有 总100%= 100%83.3%; (2)整个滑轮组保持不变,即额外功不变,因为对重物做的功为有用功,增加重物的重力,有用功增加,机械效率会增大。 6.答案:(1)0.05m/s (2)1.5J 75% (3)5N 解析:(1)重物上升的速度v= =0.05m/s; (2)有用功:W有用=Gh=15N0.1m=1.5J; 由题图可知:拉力移动距离s=2h=20.1m=0.2m, 所以总功W总=Fs=10N0.2m=2J, 杠杆的机械效率= 有用 总100%= 100%=75% (3)克服硬棒的重力做的额外功: W额=W总-W有用=2