第九章 机械和功 练习（含解析）

第九章机械和功练习一、选择题图甲中用力F1水平拉着重为G的物体在水平路面上匀速移动s的距离。图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动s的距离，水平拉力为F2 A．总功为W总=F2s C．机械效率为η=Gs2F2s如图所示的滑轮组中，动滑轮重1 N，小强用6 N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10 N的物体，物体沿竖直方向上升 A．0.4 J 83.3% B．0.8 J 91.7% C．0.8 J如图所示是工人师傅往高处运送货物的两种方法．物重均为500 N，滑轮重均为10 N A．甲图中的拉力等于乙图中的拉力 B．甲图中的拉力小于乙图中的拉力 C．甲图中的机械效率小于乙图中的机械效率 D．甲图中的机械效率大于乙图中的机械效率下列说法正确的是 A．机械效率越高的机械做功越快 B．机械效率越高的机械做功越多 C．功率越大的机械做功越快 D．功率越大的机械做功越多两个完全相同的滑轮，分别以图中两种方式，将重为G的物体以相同的速度匀速竖直提升了10 m，不计绳重和摩擦，以下判断正确的是 A．甲的机械效率大于乙的机械效率 B．甲的机械效率小于乙的机械效率 C．F1和F2做的功相等 D．F1如图所示是两个工人分别用相同的滑轮按甲、乙两种方式把质量相同的两袋沙子从地面提到二楼，两种方式所做的总功W总甲、W总乙，机械效率为η甲、 A．甲较省力，W总甲<W总乙 C．W总甲=W总乙，η甲如图所示，利用动滑轮提升一个重为G的物块，不计绳重和摩擦，其机械效率为60%，要使此滑轮的机械效率达到90%，则需要提升重力为G的物块的个数为 A．3个 B．4个 C．5个 D．6个如图所示，AC>BC，用相同的推力沿粗糙程度相同的斜面AC和BC分别将同一重物从底部推到顶端，则此过程中 A．两次推力做功大小相同 B．两次克服摩擦力做功大小相同 C．两次克服物体重力做功大小相同 D．两个斜面的支持力对物体做功大小不相等如图，用滑轮组提升重物时，重800 N的物体在10 s内匀速上升了1 m。已知拉绳子的力F为 A．绳子自由端被拉下3 m B．拉力F做的功是800  C．拉力F做功的功率是100 W D．滑轮组的机械效率是53.3%如图所示，斜面长20 m、高10 m，固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上，大小为40 N的拉力，在20 s内把重60  A．斜面对物体的摩擦力为20 N B．斜面的机械效率是75% C．该同学对物体做功是300 J D．该同学对物体做功的功率是40 如图所示的斜面长3 m，高1 m。小明用200 N的力沿斜面方向将重为 A．有用功是200 J，总功是420 J B．有用功是420 J C．总功是600 J，效率为70% D．有用功是200 J，效率为如图所示，规格完全相同的滑轮组用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提起重为G1、G2 A．若G1=G B．若G1=G C．若G1<G D．若G1<G如图所示，小林利用滑轮组提升800 N的重物，他在绳子自由端施加的拉力F为500 N，物体在5 s内匀速上升了1 m A．绳子自由端移动了3 m B．小林做的有用功是500 J C．动滑轮的重力大小不会影响滑轮组的机械效率 D．增大物体重力，有利于提高滑轮组的机械效率如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为 A．W1=W2，η1=η C．W1<W2，η1>η如图所示，规格完全相同的滑轮组用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提起重为G1、G2 A．若G1=G B．若G1=G C．若G1<G D．若G1<G二、填空题（共5题）如图所示，斜面高1 m、长3 m，小明沿斜面方向用200 N的力将重480 N的箱子推到车上，在这个过程中，小明做的总功是J，斜面的机械效率是如图，用大小为500 N的拉力F通过滑轮组将重为800 N的物体以0.2 m/s的速度匀速提升一定高度，不计绳重与摩擦，动滑轮重为N，拉力F做功的功率为W如图所示的三个滑轮中，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别沿F1、F2、F3的方向匀速提起同一物体时，则F1、F2、F3的大小关系式是。若滑轮自重不能忽略，而绳重和摩擦不计，则机械效率最小的是（选填“使用滑轮组可以提高机械效率。（判断对错）利用斜面移动物体可以（选填“省力”、“省距”、“省功”）。小明想把重1000 N的木箱搬到高4 m，长10 m的斜面上，如图所示，他站在斜面上，沿斜面向上用F=500 N的拉力将木箱以v=0.2 m/s的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端，则小明拉木箱的功率W，斜面的机械效率为三、作图题（共1题）如图所示，用杠杆（自重忽略不计）将物体吊起，O点是支点，请画出动力F1四、计算题（共1题）某人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速提升重物。人的重力G=500 N，人的双脚与高台接触面积为S=4×10−2 m2，不计绳重和摩擦。第一次他匀速提升重物，G1=600 N(1)第一次提升重物时，拉力F1(2)第二次提升重物时，滑轮组的机械效率是多少？(3)第二次提升重物时，人对高台的压强是多少？

答案一、选择题（共15题）1.【答案】D【解析】使用动滑轮拉力端移动距离sʹ=2s，拉力做的总功W总使用动滑轮做的有用功，等于直接拉物体做的功，即W有机械效率η=W额外功W额2.【答案】C【解析】由图知，n=2，拉力端移动距离s=2ℎ=2×0.4 m=0.8 mW有用W额滑轮组的机械效率：η=W故选C。3.【答案】D【解析】由题知，不计摩擦和绳重：甲图使用的是定滑轮，F甲=G物=500 N，乙图使用的是动滑轮，拉力F乙=12(4.【答案】C【解析】机械效率是反映机械性能优劣的重要标志之一。机械效率高，表明使用该机械做功时，有用功在总功中所占的比例高，机械性能好，它并不能反映机械做功的快慢。功率是单位时间内所做的功，它反映的是物体做功快慢的物理量，功率越大的机械做功越快。故选项A是错误的，选项C正确。物体做功多少是由功率大小和做功时间共同决定的，与物体的机械效率高低无关，所以选项B错误。由于做功多少是由功率大小和时间共同决定，所以在不指明时间相同这一条件下，功率大的机械做的功不一定多。选项D缺少“时间相同”这一条件，所以是错误的。5.【答案】A【解析】不计绳重和摩擦，甲图使用定滑轮时可以认为不做额外功，机械效率等于1；乙图使用动滑轮时，除提起物体外，还必须提起动滑轮，对动滑轮做的是额外功，所以机械效率一定小于1。故A正确，B错误。甲乙两图对物体做的功是相同的，但乙图拉力F除了对物体做功外，还要对动滑轮做功，所以做的功要多一些。故C、D错误。6.【答案】D【解析】（1）不计绳重和摩擦，由图可知，甲图为定滑轮，不能省力；乙图为动滑轮，能够省力，所以提起相同的重物，乙工人用力较小，即乙较省力；（2）因为分别用甲、乙两滑轮把质量相同的两袋沙子提到二楼，物体的重力相同，提升的高度相同，根据公式W=Gℎ可知两种情况的有用功相同，即W有用甲不计绳重和摩擦，甲中所做的总功为对一袋沙子所做的功，没有做额外功，所以甲做的总功少，且有用功相同，所以甲的机械效率高；又因为乙是动滑轮，乙中所做的总功还要加上对动滑轮所做的功，利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低；即W总甲<W综上所述，D正确，ABC错误。故选：D。7.【答案】D【解析】不计绳重和摩擦，提升物体重力所做的功为有用功，提升物体重力和动滑轮重力所做的功为总功，则动滑轮的机械效率η=W有用W总×100%=Gℎ(G+ηʹ=GʹGʹ+G8.【答案】C【解析】已知AC>BC，则sAC>s已知将同一重物从底部推到顶端，根据W有用根据W额由于斜面的支持力方向与运动方向垂直，则物体在支持力的方向上没有移动距离，所以，两个斜面的支持力对物体做功都为0 J9.【答案】C【解析】由图可知，n=2，绳子自由端移动的距离s=2ℎ=2×1 m拉力做的总功：W总拉力做功的功率：P=W所做的有用功：W有用=Gℎ=800 N10.【答案】B【解析】由图知，若物体沿斜面向上匀速拉动了10 m，则物体升高的高度为5 此过程所做有用功为：W有对物体所做总功为：W总斜面的机械效率为：η=W对物体做功的功率：P=W此过程所做额外功为：W额由W额=fs变形可得物体受到的摩擦力：故ACD错误；B正确。11.【答案】C【解析】对木箱做的有用功：W有利用斜面做的总功：W总额外功W额斜面效率：η=W故选C。12.【答案】D【解析】A．由于滑轮组相同，并且不计摩擦则额外功相等，若G1B．甲图n=3，F1=13G1，乙图n=2，C．甲图n=3，F1=13G1，乙图n=2，F2D．甲图n=3，F1=13G1，乙图n=2，F2=113.【答案】D14.【答案】C15.【答案】D二、填空题（共5题）16.【答案】600；80%；17.【答案】200；200；80%【解析】从图中可以看出，该重物由2股绳子承担，根据F=1n(重物以0.2 m/s的速度匀速上升，可知绳端的速度为v=2×0.2 拉力做的功的功率为：P=Fv=500 N拉力做的功为：W=Pt，提升重物所做的有用功为：W有用滑轮组的机械效率为：η=W18.【答案】F1=【解析】[1]甲图：用F1的力提升重物时，定滑轮不能省力，可以改变力的方向，故F乙图：用F2的力提升重物时，定滑轮不能省力，可以改变力的方向，故F丙图：用F3的力提升重物时，动滑轮能省一半的力，但不可以改变力的方向，故F则F1、F2、F3[2]若滑轮自重不能忽略，而绳重和摩擦不计，匀速提起同一重物，做的有用功相等，F3做的额外功大于F1和F2；由公式η=W有用19.【答案】错误【解析】使用滑轮组时，要克服动滑轮重、绳重和摩擦做一部分额外功，总功等于有用功与额外有功之和，则总功增大，若有用功一定时，由η=W20.【答案】省力；；；【解析】（1）根据功的原理可知，使用任何机械都不省功；利用斜面可以省力，但费了距离。（2）由题知F=500 N，v=0.2 P=W则做的有用功：W有用斜面的机械效率：η=W（3）额外功：W额外=W三、作图题（共1题）2