2018年秋浙教版九年级科学上册同步练习课件：3.4.5 机械效率

1、 1. 1. 一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升同一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升同 样的高度，改进后与改进前相比样的高度，改进后与改进前相比( () ) A A有用功减少，总功减少有用功减少，总功减少 B B有用功增加，总功增加有用功增加，总功增加 C C有用功不变，总功不变有用功不变，总功不变 D D有用功不变，总功减少有用功不变，总功减少 D D 一、选择题一、选择题 2 2下列措施中可以提高滑轮组机械效率的是下列措施中可以提高滑轮组机械效率的是( () ) A A增大物体被提升的高度增大物体被提升的高度 B B改变绳子的绕法，使滑轮组最省力

2、改变绳子的绕法，使滑轮组最省力 C C增加动滑轮的个数增加动滑轮的个数 D D增大被提升物体的质量增大被提升物体的质量 D D 3 3【20172017广州广州】图图3131K K1 1甲中用力甲中用力F F1 1水平拉动重为水平拉动重为G G的物体的物体A A 在水平路面上匀速移动了距离在水平路面上匀速移动了距离s s。改用滑轮组拉动。改用滑轮组拉动A A在同一路面上在同一路面上 匀速移动了距离匀速移动了距离s s，拉力为，拉力为F F2 2( (如图乙所示如图乙所示) )。此过程中滑轮组。此过程中滑轮组 ( () ) A A所做总功为所做总功为F F2 2s s B B所做额外功为所做额外

3、功为F F1 1s s C C所做机械效率为所做机械效率为 D D所做额外功为所做额外功为3F3F2 2s sF F1 1s s C C 图图3131K K1 1 4 4某实验小组分别用如图某实验小组分别用如图3131K K2 2所示的甲、乙两个滑轮组所示的甲、乙两个滑轮组( (每个每个 滑轮重相同滑轮重相同) )匀速提起相同的重物，不计绳重及摩擦，下列说法正匀速提起相同的重物，不计绳重及摩擦，下列说法正 确的是确的是( () ) A A图甲省力，机械效率图甲大图甲省力，机械效率图甲大 B B图甲省力，机械效率一样大图甲省力，机械效率一样大 C C图乙省力，机械效率一样大图乙省力，机械效率一样

4、大 D D图乙省力，机械效率图乙大图乙省力，机械效率图乙大 C C 图图3131K K2 2 解析解析 不计绳重及摩擦，拉力不计绳重及摩擦，拉力 n n1 12 2，n n2 23 3， F F1 1F F2 2，图乙省力。，图乙省力。 动滑轮重相同，提升的重物相同，机械效率：动滑轮重相同，提升的重物相同，机械效率： 故滑轮组的机械效率相同。故滑轮组的机械效率相同。 5 5如图如图3131K K3 3所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为 300 N300 N的物体，拉力的物体，拉力F F的大小为的大小为30 N30 N，若物体和地面之间的摩擦力，

5、若物体和地面之间的摩擦力 大小为大小为45 N45 N，则，则A A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为( () ) A A45 N45 N、50%50% B B45 N45 N、75%75% C C60 N60 N、50% 50% D D60 N60 N、75%75% B B 图图3131K K3 3 解析解析 物体在水平地面上匀速运动，则此时物体在水平地面上匀速运动，则此时A A处绳子的拉力和物体与地面处绳子的拉力和物体与地面 之间的摩擦力是一对平衡力，已知物体和地面之间的摩擦力为之间的摩擦力是一对平衡力，已知物体和地面之间的摩擦力为f f45 N45

6、N， 所以所以A A处的拉力大小为处的拉力大小为F FA Af f45 N45 N。由图可知，有。由图可知，有2 2股绳子与动滑轮相连，股绳子与动滑轮相连， 则则s s2s2s物 物， ，F F30 N30 N，f f45 N45 N，滑轮组的机械效率：，滑轮组的机械效率： 6 6【20172017陕西陕西】如图如图3131K K4 4所示，某工地用滑轮组将重为所示，某工地用滑轮组将重为 5000 N5000 N的货物匀速提升的货物匀速提升6 m6 m，所用时间为，所用时间为20 s20 s，在绳的末端所用拉，在绳的末端所用拉 力为力为2200 N2200 N，下列说法错误的是，下列说法错误的

7、是( () ) A AM M处滑轮的作用是改变力的方向处滑轮的作用是改变力的方向 B B提升货物过程中的有用功是提升货物过程中的有用功是3 3104 J104 J C C拉力的功率为拉力的功率为660 W660 W D D若只增加货物所受的重力，滑轮组的若只增加货物所受的重力，滑轮组的 机械效率将增大机械效率将增大 C C 图图3131K K4 4 解析解析 M M处滑轮的轴的位置不变，是定滑轮，其作用是改变力的方向；处滑轮的轴的位置不变，是定滑轮，其作用是改变力的方向； 提升货物过程中的有用功提升货物过程中的有用功W W有用有用GhGh5000 N5000 N6 m6 m3 3104 J10

8、4 J；由图知；由图知n n 3 3，则拉力端移动的距离：，则拉力端移动的距离：s s3h3h3 36 m6 m18 m18 m，拉力做的总功：，拉力做的总功：W W总总 FsFs2200 N2200 N18 m18 m3.963.96104 J104 J，拉力做功的功率：，拉力做功的功率： 只增加货物所受的重力，有用功增加，额外功不变，有用功占总功的比值只增加货物所受的重力，有用功增加，额外功不变，有用功占总功的比值 变大，滑轮组的机械效率也会随之增大。变大，滑轮组的机械效率也会随之增大。 7 7小李同学利用如图小李同学利用如图3131K K5 5所示的滑轮组匀速提升所示的滑轮组匀速提升 重

9、物。第一次提升的重物重物。第一次提升的重物A A的重力为的重力为G GA A，加在绳子自由，加在绳子自由 端的拉力为端的拉力为F F1 1，重物上升的速度为，重物上升的速度为v v1 1， ，运动时间为 运动时间为t t1 1； 第二次提升的重物第二次提升的重物B B的重力为的重力为G GB B，加在绳子自由端的拉，加在绳子自由端的拉 力为力为F F2 2，重物上升的速度为，重物上升的速度为v v2 2，运动时间为，运动时间为t t2 2。已知。已知 F F1 1GGA A5858，G GB BGGA A3232，v v1 1vv2 22121，t t1 1tt2 2 2323。动滑轮的重力不

10、能忽略，不计绳重与摩擦的影。动滑轮的重力不能忽略，不计绳重与摩擦的影 响，下列对两个过程的分析中，正确的是响，下列对两个过程的分析中，正确的是( () ) 图图3131K K5 5 7.7.（ ） A A拉力之比拉力之比F F1 1FF2 27878 B B拉力的功率之比拉力的功率之比P P1 1PP2 2710710 C C机械效率之比机械效率之比1 1：2 214151415 D D额外功之比额外功之比W W1 1WW2 22323 图图3131K K5 5 C C 解析解析 已知已知F F1 1GGA A5858，G GB BGGA A3232，假设，假设G GA A8G8G，则，则G

11、GB B12G12G，F F1 1 5G5G，图中使用的滑轮组，图中使用的滑轮组n n2 2，不计绳重与摩擦的影响，不计绳重与摩擦的影响， 则动滑轮重：则动滑轮重：G G动 动 2F2F1 1G GA A2 25G5G8G8G2G2G，拉力，拉力 所以所以F F1 1FF2 25757。拉力端移动的速度之比等于物体上升的速度之比，则。拉力端移动的速度之比等于物体上升的速度之比，则 拉力的功率之比：拉力的功率之比：P P1 1PP2 2F F1 1v v1 1FF2 2v v2 2(5G(5G2)(7G2)(7G1)1)107107。不计。不计 绳重与摩擦的影响，滑轮组的机械效率：绳重与摩擦的影

12、响，滑轮组的机械效率： 解析解析 不计绳重与摩擦的影响，额外功不计绳重与摩擦的影响，额外功W W额外 额外 G G动 动h h， ，h h1 1hh2 2v v1 1t t1 1vv2 2t t2 2 (2(22)(12)(13)3)4343，额外功之比，额外功之比W W1 1WW2 2G G动 动h h1 1G G动 动h h2 2 h h1 1hh2 24343。 8 8如图如图3131K K6 6所示，张伟同学通过斜面用平行于斜面大小为所示，张伟同学通过斜面用平行于斜面大小为F F 200 N200 N的推力，将质量为的推力，将质量为30 kg30 kg的物体在的物体在5 s 5 s 时

13、间内匀速推到时间内匀速推到h h1 m1 m 高的平台上，斜面长高的平台上，斜面长s s2 m(g2 m(g取取10 N/kg)10 N/kg)，则，则( () ) A A推力的功率为推力的功率为40 W 40 W B B斜面的机械效率为斜面的机械效率为75%75% C C推力做的总功为推力做的总功为300 J 300 J D D斜面对物体的摩擦力为斜面对物体的摩擦力为100 N100 N B B 图图3131K K6 6 解析解析 总功：总功：W W总 总 FsFs200 N200 N2 m2 m400 J400 J；推力的功率：；推力的功率： 有用功：有用功：W W有用 有用 GhGhmg

14、hmgh30 kg30 kg10 N/kg10 N/kg1 m1 m300 J300 J；斜面的机械效率：；斜面的机械效率： 由由W W总 总 W W有用 有用 W W额外 额外可得， 可得，W W额外 额外 W W总 总 W W有用 有用 400 J400 J300 J300 J100 J100 J，由，由W W额外 额外 fsfs可得摩擦力：可得摩擦力： 二、填空题二、填空题 9 9【20172017德阳德阳】某建筑工地用如图某建筑工地用如图3131K K7 7 所示的滑轮组提升重物，工人对绳的拉力所示的滑轮组提升重物，工人对绳的拉力F F为为 400 N400 N，并能用，并能用10 s

15、10 s的时间将的时间将96 kg96 kg的重物匀速的重物匀速 提升提升2 m2 m，则拉力，则拉力F F的功率为的功率为_W_W，此时，此时 滑轮组的机械效率为滑轮组的机械效率为_%_%。( (不计绳重和摩不计绳重和摩 擦，擦，g g取取10 N/kg)10 N/kg) 240240 8080 图图3131K K7 7 解析解析 由图知，由图知，n n3 3，则绳端移动的距离：，则绳端移动的距离：s s3h3h3 32 m2 m6 m6 m，拉力，拉力F F做做 的功：的功：W W总 总 FsFs400 N400 N6 m6 m2400 J2400 J；拉力；拉力F F做功的功率：做功的功

16、率： 重物的重力：重物的重力：G Gmgmg96 kg96 kg10 N/kg10 N/kg960 N960 N，有用功：，有用功：W W有用 有用 GhGh960 960 N N2 m2 m1920 J1920 J；滑轮组的机械效率：；滑轮组的机械效率： 1010如图如图3131K K8 8所示，一根均匀的细木棒所示，一根均匀的细木棒OCOC，OAOA OC OC，B B为为OCOC 的中点，在的中点，在C C点施力将挂在点施力将挂在A A点重为点重为180 N180 N的物体匀速提升的物体匀速提升0.2 m0.2 m， 木棒的机械效率为木棒的机械效率为90%90%，这里的木棒是一种简单机械

17、，称为，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，提升该物体做的有用功是_J_J，木棒重为，木棒重为 _N_N。( (不计摩擦不计摩擦) ) 杠杆杠杆3636 1010 图图3131K K8 8 1111【20172017烟台烟台】往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把 重物沿斜面推上去，如图重物沿斜面推上去，如图3131K K9 9所示，工人用所示，工人用3 m3 m长的斜面，把长的斜面，把 120 kg120 kg的重物提高的重物提高1 m1 m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为 _，若实际用

18、力为，若实际用力为500 N500 N，则斜面的机械效率为，则斜面的机械效率为_，重，重 物受到的摩擦力为物受到的摩擦力为_。(g(g取取10 N/kg)10 N/kg) 400 N400 N80%80% 100 N100 N 图图3131K K9 9 三、实验探究题三、实验探究题 1212【20172017烟台烟台】下面是小明和小红的下面是小明和小红的“测量滑测量滑 轮组的机械效率轮组的机械效率”实验报告。实验报告。 实验名称：测量滑轮组的机械效率实验名称：测量滑轮组的机械效率 实验步骤：实验步骤：(1)(1)用弹簧测力计测量钩码所受的重力用弹簧测力计测量钩码所受的重力G G 并填入表格。并

19、填入表格。 图图3131K K1010 实验步骤：实验步骤：(1)(1)用弹簧测力计测量钩码所受的重力用弹簧测力计测量钩码所受的重力G G并填入表格。并填入表格。 (2)(2)按图按图3131K K1010安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置。安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置。 (3)(3)拉动弹簧测力计并读出拉力拉动弹簧测力计并读出拉力F F的值，用刻度尺测出钩码上升的高的值，用刻度尺测出钩码上升的高 度度h h和弹簧测力计移动的距离和弹簧测力计移动的距离s s，将这三个量填入表格。，将这三个量填入表格。 (4)(4)算出有用功算出有用功W W有用、总功有用、总功W W总、机

20、械效率总、机械效率并填入表格。并填入表格。 (5)(5)改变钩码上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据。改变钩码上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据。 实验实验次数次数钩码钩码 重力重力G G/N/N 物体上物体上 升的高升的高 度度h h/cm/cm 有用功有用功 W W有用 有用/J /J 拉力拉力 F F/N/N 弹簧测弹簧测 力计移力计移 动的距动的距 离离s s/cm/cm 总功总功W W总 总 /J/J 机械效机械效 率率 1 16 63.003.0018.0018.002.382.389.009.0021.4221.4284.0%84.0% 2 26 65.00

21、5.0030.0030.002.402.4015.0015.0036.0036.0083.3%83.3% 3 36 68.008.0048.0048.002.362.3624.0024.0056.6456.6484.7%84.7% 4 46 610.0010.0060.0060.002.352.3530.0030.0070.5070.5085.1%85.1% 实验记录：实验记录： 实验结论：在忽略绳子的重力和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率实验结论：在忽略绳子的重力和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率 与所提升物体的重力和高度无关。与所提升物体的重力和高度无关。 请你评价小明和小红的实验报告。请你评

22、价小明和小红的实验报告。 (1)(1)指出实验步骤中存在的错误和不足；指出实验步骤中存在的错误和不足； (2)(2)从理论上分析说明他们实验结论的局限性。从理论上分析说明他们实验结论的局限性。 (1)(1)有用功和总功的计算值错误，物体上升的高度有用功和总功的计算值错误，物体上升的高度h h和弹簧测力计移动的距离均以和弹簧测力计移动的距离均以 cmcm为单位，未换算成国际单位为单位，未换算成国际单位m m；在研究滑轮组的机械效率与物体重力的关系时，；在研究滑轮组的机械效率与物体重力的关系时， 小明和小红没有改变提升物体的重力大小。小明和小红没有改变提升物体的重力大小。 (2)(2)研究滑轮组的

23、机械效率与所提升物体高度的关系时，原实验只使用了一个滑研究滑轮组的机械效率与所提升物体高度的关系时，原实验只使用了一个滑 轮组进行实验；在研究滑轮组的机械效率与所提升物体重力的关系时，原实验没轮组进行实验；在研究滑轮组的机械效率与所提升物体重力的关系时，原实验没 有改变物体的重力且只使用了同一滑轮组做实验。有改变物体的重力且只使用了同一滑轮组做实验。 1313某实验小组利用如图某实验小组利用如图3030K K1111所示装置研究所示装置研究 “杠杆的机械效率杠杆的机械效率”，实验的主要步骤如下：，实验的主要步骤如下： 用轻绳悬挂杠杆一端的用轻绳悬挂杠杆一端的O O点作为支点，在点作为支点，在A

24、 A点用轻点用轻 绳悬挂总重为绳悬挂总重为G G的钩码，在的钩码，在B B点用轻绳竖直悬挂一个点用轻绳竖直悬挂一个 弹簧测力计，使杠杆保持水平；弹簧测力计，使杠杆保持水平； 竖直向上拉动弹簧测力计使其缓慢匀速上升竖直向上拉动弹簧测力计使其缓慢匀速上升( (保持保持 O O点位置不变点位置不变) )，在此过程中弹簧测力计的读数为，在此过程中弹簧测力计的读数为F F， 利用刻度尺分别测出利用刻度尺分别测出A A、B B两点上升的高度为两点上升的高度为h h1 1、h h2 2。 图图3030K K1111 回答下列问题：回答下列问题： (1)(1)杠杆机械效率的表达式为杠杆机械效率的表达式为_。(

25、 (用已知或测量的物理用已知或测量的物理 量符号表示量符号表示) ) (2)(2)本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主 要因素是要因素是_。 (3)(3)若只将钩码的悬挂点由若只将钩码的悬挂点由A A移至移至C C，O O、B B位置不变，仍将钩码提升位置不变，仍将钩码提升 相同的高度，则杠杆的机械效率将相同的高度，则杠杆的机械效率将_(_(填填“变大变大”“”“变小变小” 或或“不变不变”)”)。 杠杆的自重杠杆的自重 变大变大 解析解析 (1)(1)杠杆的机械效率：杠杆的机械效率： (3)(3)将钩码提升相同的高度，做

26、的有用功不变；将钩码提升相同的高度，做的有用功不变；O O、B B位置不变，由于位置不变，由于C C比比A A离离 支点支点O O远，所以将钩码提升相同的高度，杠杆重心升高的高度将变小，即额远，所以将钩码提升相同的高度，杠杆重心升高的高度将变小，即额 外功变小；由公式外功变小；由公式 可知，在可知，在W W有用 有用一定时， 一定时，W W额外 额外越小，机械效率越大。 越小，机械效率越大。 四、解答题四、解答题 1414配重配重M M单独置于水平地面上静止时，对地面压强为单独置于水平地面上静止时，对地面压强为3 3105 Pa105 Pa， 将配重将配重M M用绳系在杠杆的用绳系在杠杆的B

27、B端，在杠杆的端，在杠杆的A A端悬挂一滑轮组，定滑轮端悬挂一滑轮组，定滑轮 重重150 N150 N，动滑轮重，动滑轮重90 N90 N，杠杆，杠杆ABAB的支点为的支点为O O，OAOBOAOB5353，由这，由这 些器材组装成一个重物提升装置，如图些器材组装成一个重物提升装置，如图3131K K1212所示，当工人利所示，当工人利 用滑轮组提升重为用滑轮组提升重为210 N210 N的物体以的物体以0.4 m/s0.4 m/s的速度匀速上升时，杠杆的速度匀速上升时，杠杆 在水平位置平衡，此时配重在水平位置平衡，此时配重M M对地面压强为对地面压强为1 1105 Pa105 Pa。问：。问

28、：( (杠杆杠杆 与绳的重力、滑轮组的摩擦均不计，与绳的重力、滑轮组的摩擦均不计，g g取取10 N/kg)10 N/kg) (1)(1)滑轮组的机械效率是多少？滑轮组的机械效率是多少？ (2)(2)配重配重M M的质量是多少千克？的质量是多少千克？ (3)(3)为使配重为使配重M M不离开地面，人对绳的最大拉力是多少牛？不离开地面，人对绳的最大拉力是多少牛？ 图图3131K K1212 解：解：(1)(1)根据图示可知，根据图示可知，n n2 2，则，则 滑轮组的机械效率：滑轮组的机械效率： (3)(3)当配重对地面的压力为当配重对地面的压力为0 0时，人对绳子的拉力最大，此时时，人对绳子的

29、拉力最大，此时B B端受到的拉力为端受到的拉力为 1500 N1500 N；由杠杆平衡条件可得，；由杠杆平衡条件可得，F FB BOBOBF FA AOAOA，即，即 由二力平衡条件可得：由二力平衡条件可得：3F3FG G定 定 FF，则，则 答：答：(1)(1)滑轮组的机械效率为滑轮组的机械效率为70%70%；(2)(2)配重配重M M的质量为的质量为150 kg150 kg；(3)(3)为使配重为使配重M M不不 离开地面，人对绳的最大拉力为离开地面，人对绳的最大拉力为250 N250 N。 1 1【20172017台州台州】小柯用图小柯用图3131K K1313中装置提升重为中装置提升重为400 N400 N 的物体，不计滑轮重、绳重及摩擦，下列说法正确的是的物体，不计滑轮重、绳重及摩擦，下列说法正确的是( () ) A A两个滑轮均为定滑轮两个滑轮均为定滑轮 B B人将绳子拉过人将绳子拉过1 m1 m，物体也上升，物体也上升1 m1 m C C物体匀速上升时，人对绳子的拉力为物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200 N200 N D D使用该装置不能省力，使用该装置不能省力，但能