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文档简介
2025年中考物理一轮复习资料配套练习专题14
机械效率(练习)(原卷版)
目录
第题型过关练2
题型01有用功、额外功和总功................................................2
题型02功率与机械效率......................................................3
题型03杠杆机械效率.........................................................4
题型04斜面机械效率........................................................6
题型05滑轮组机械效率.......................................................7
题型06测量滑轮组的机械效率.................................................9
怂真题实战练.............................
同重难创新练
题型过关练
题型01有用功、额外功和总功
1.如图所示,快递小哥为了把较重的货物装入运输车,用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。
若把同一货物匀速提升到同一高度,忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是()。
A.甲方式可以省力;
B.乙方式不能改变力的方向;
C.甲、乙两种方式做的有用功相等;
D.甲、乙两种方式的机械效率相等
2.如图所示,小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体,A物体5s内移动了100cm,且A物体与水平地
面的摩擦力大小为12N,已知滑轮组的机械效率为80%,则下列说法错误的是()。
A
A.拉力广大小为4NB.绳子自由端移动的速度为0.6m/s
C.拉力尸做功的功率为3WD.拉力尸在5s内对滑轮组做的额外功为3J
3.因为有用功总—(选填“大于”、“等于”或“小于”)总功,所以机械效率总小于lo滑轮组的
机械效率越高,说明额外功在总功中所占的比例就—(选填“越大”或“越小”)。
4.如图甲所示,用水平拉力E=20N拉着重为500N的物体在水平路面上匀速移动1m的距离,如图乙所
示,用水平拉力后12.5N拉着同一物体在同一路面上也匀速移动1m的距离,求图乙中使用动滑轮时的:
(1)有用功;
(2)总功;
(3)机械效率。
7TTTTTT7TTTTTTT7TTTnTn7TTTnTn777TTT
卬
题型02功率与机械效率
1.关于功率、机械效率的说法正确的是()。
A.功率大的机器做功一定多B.额外功占总功比值小的机器机械效率高
C.做功多的机器机械效率一定高D.功率大的机器做功时间一定短
2.理解物理概念是学好物理的关键。下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是()。
A.做有用功多的机械,机械效率一定高;
B.做功多的机械,功率一定大;
C.功率大的机械,做功一定快;
D.对机械进行改造完善,可以使其效率达到100%
3.如图所示,小明分别使用甲、乙、内三种机械匀速提升物体M(绳长不变),测得物体"所受重
力和拉力如表所示,请回答:甲、乙、丙的机械效率关系()。
GMF丙
9N10N10N10N
C.甲、乙的机械效率相等D.甲、乙、丙的机械效率均相等
4.利用四个相同的滑轮,组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,用同样的时间,把质量相等的物体提升
相同的高度,则关于所用的拉力/甲和广乙,拉力做的功『甲和『乙,拉力的功率尸甲和产乙,机械效率分别〃甲
=〃乙(忽略绳重与摩擦),下列关系式正确的是()。
A.尸甲〈尸乙〃甲〉〃乙B.尸甲〉/乙〃甲二〃乙C./甲〉/乙尸甲〉尸乙D.W甲二卬乙P甲二P乙
5.如图所示,工人用滑轮组匀速提升重800N的货物,所用的拉力户为500N,货物在50s内匀速上升
5m。在此过程中,有用功是J;拉力做功的功率是W;滑轮组的机械效率是%o
\\\\\\\\
6.小明用如图所示滑轮组提起3个钩码(每个钩码重L8N),匀速拉动弹簧测力计向上移动30cm,用
时2s,弹簧测力计示数如图。则克服钩码重力所做有用功为J,拉力的功率为W,滑轮组的机械
效率是%□
题型03杠杆机械效率
1.小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率。他将两个钩码悬挂在3点,在A点用弹簧测力计保持
竖直方向向上拉动杠杆,使其绕O点缓慢转动,带动钩码上升一定的高度力(不计摩擦)。下列说法正确
的是
CB
~
与
^
A.杠杆转动过程中,弹簧测力计的示数会变小:
B.仅增加钩码的个数,拉力所做的额外功增大;
C.仅将钩码的悬挂点从3点移到C点,拉力做的总功变大;
D.仅将拉力的作用点从A点移到C点,杠杆的机械效率不变
2.如图所示,一根质地均匀的细木棒0C,OA=(1/4)0C,B为OC的中点。在C端用始终竖直向上的50N的
拉力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.1m。提升该物体做的有用功是—J,总功是J,木棒的机械
效率为(不计摩擦)o
0ABC
3.由于在使用杠杆时的摩擦非常小,故杠杆是一种机械效率非常高的简单机械。如图所示,若用一根
机械效率为90%的杠杆将一个720N的物体提升5cm。求:
(1)有用功为多少?
(2)需要做多少总功?
(3)若手对杠杆向下的力为200N,求杠杆的动力臂与阻力臂的比值为多少?
4.某小组同学在用杠杆测定机械效率的实验中。
(-)小敏用如图所示的实验装置测定杠杆的机械效率.实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使
挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。
(1)实验中,测力计的示数F为N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m时,C点上升
了30cm,则杠杆的机械效率为%o
(2)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o
(3)若只将钩码的悬挂点由A移至B,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将(选
填“变大”、“变小”或“不变”)。
(二)小王用如图所示的另一实验装置测量杠杆的机械效率。0为杠杆的转轴,不计摩擦。实验时,给
B端施加竖直向下的力,使挂在杠杆A端的钩码缓缓上升.(图中杠杆为质量分布均匀的直棒)下表是提升
物体时采集到的数据:
实验序号物重G(N)拉力(N)A端上升的高度h/mB端下降的高度s/m杠杆的效率
1250.040.02
2490.040.0289%
3250.060.0380%
(1)第①组实验中,杠杆的机械效率为O
(2)由________三组实验,可以初步得出的结论:相同的杠杆,提升的物体越重效率越高。
(3)该实验中杠杆的效率总小于100%的原因是杠杆有自重,分析实验数据可知道杠杆的自重为
题型04斜面机械效率
1.如图所示,有一斜面长为S、高为〃,现用力/沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端。已
知物体受到斜面的摩擦力为了,则斜面机械效率〃的正确表达式为()。
(F+f)s(F-f)s
2.如图所示,同一物体(质量为附先用滑轮组(如图甲)匀速提升,后沿斜面(如图乙)匀速提升,
两次提升高度均为心两次拉力大小均为0.75/咫,斜面长=则这两次提升物体的机械效率比较
A.条件不足无法比较B.御=〃乙C.〃甲〈〃乙D.〃甲>〃乙
3.如图所示,斜面长10m,高4m。用平行于斜面后50N的拉力,将重100N的物体,从斜面的底端匀速拉
到顶端。在此过程中,下列说法正确的是()。
A.利用此装置既可以省力,也可以省功B.物体受到的摩擦力为50N
C.对物体所做的有用功为500JD.该斜面的机械效率为力J
4.如图所示,斜面长如»,高Ofm。工人在6s内将重的物体从底端沿斜面向上匀速拉到顶端,
拉力是150N。此过程中工人做的有用功为J,斜面的机械效率为。
5.如图所示,斜面与水平地面夹角为30°,某快递员用500N的力,将重800N的货物沿斜面匀速推上
车厢,不考虑斜面形变,货物所受摩擦力方向沿斜面向;斜面的机械效率为0不改变斜面与地
面夹角和货物质量,采用的方法可以提高斜面的机械效率。
题型05滑轮组机械效率
1.以下方法不能提高滑轮组的机械效率的是()。
A.在滑轮的转动轴中加润滑油,以减小摩擦力;
B.减小动滑轮的自重;
C.尽量增大所提升物体的重力;
D.尽量使物体移动的距离增大
2.如图所示,用完全相同的四个滑轮组成甲、乙两个滑轮组,在各自的自由端分别施加耳和F2的拉力,
在相同的时间内将相同的物块提升相同的高度(不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦)。下列说法正确的是()。
甲乙
A.拉力小于F?
B.甲图中绳子自由端移动的速度大于乙图中绳子自由端移动的速度
C.甲、乙滑轮组的机械效率相等
D.甲、乙两滑轮组绳子自由端移动的距离相等
3.甲乙两个滑轮组如图所示,其中的每一个滑轮都相同,用它们分别将重物&、2提高相同的高度,不
计滑轮组的摩擦,下列说法中错误的是()。
甲
A.若&=2,拉力做的有用功相同;
B.若G产优,拉力做的总功不相同;
C.若G=G,甲的机械效率大于乙的机械效率;
D.用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变
4.在建筑工地,用如图所示的滑轮组把建筑材料运送到高处。当电动机用1000N的力拉钢丝绳,使建筑
材料在10s内匀速上升1m的过程中,额外功为300J,g取10N/kg。则下列说法中正确的是()。
A.动滑轮重为300N;
B.电动机对钢丝绳做功的功率为100W;
C.滑轮组的机械效率为70%;
D.建筑材料的质量为270kg
5.2022年冬季奥林匹克运动会主办城市是北京,北京成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥
林匹克运动会以及亚洲运动会三项国际赛事的城市。在某场馆建设中,采用如图所示的装置,滑轮组悬挂
在水平支架上,工人站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,使物体A在5s内匀速上升了1m.已知物
体A重400N,该工人重500N,两个滑轮质量相等,不计滑轮组的绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为80%.关
于该过程,下列说法正确的是()。
A.水平地面对工人的支持力为300NB.动滑轮重为50N
C.人对绳子拉力的功率为120WD.支架受到滑轮组的拉力为850N
6.小明家装修房屋,一箱质量为8°kg的建筑材料放在水平地面上,它与水平地面的接触面积是
1义104cm2。装修工人用500N的拉力厂通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升3m,用时20s。
(g=l°N/kg)求:
(1)建筑材料放在水平地面上时对地面的压强;
(2)拉力厂的功率;
(3)滑轮组的机械效率。
\\\、\\\
题型06测量滑轮组的机械效率
1.在“测量滑轮组机械效率”的实验中,用同一滑轮组进行了两次实验,得出的数据如下表,分析数
据,下列说法正确的是()。
次数钩码重/N钩码上升高度/C机弹簧测力计示数/N弹簧测力计移动的距离/CM
12101.220
25102.720
A.此实验中至少需要2个动滑轮;
B.第1次实验过程中机械所做有用功为20
C.第2次实验过程中滑轮组的机械效率约为83.3%;
D.比较两次实验说明同一机械提升货物越重,滑轮组的机械效率越高
2.用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动
滑轮边框上以改变滑轮的重,每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重,实验数据如表。
次数G物/NG动/NQN〃/%
16.00.32.290.9
26.01.0
36.01.92.969.0
46.03.23.458.8
(1)每次实验绳端移动距离为cm;
(2)第2次实验中拉力尸的示数如图乙,读数为N,第2次实验滑轮组的机械效率为%o
分析数据可知:在物重不变的情况下,动滑轮越重滑轮组的机械效率越;
(3)实验中若仅增大绳端移动的距离,则滑轮组的机械效率将
(4)本实验中,在物重不变的情况下,动滑轮变重时,由摩擦引起的额外功占总额外功的比例
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
3.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,实验小组用如图所示的装置进行了实验,实验数据记录如
表所示,第三次实验时的拉力如图所示。
实验钩码所受的钩码上升的绳自由端移动
拉力FN机械效率n
次数重力0N高度力/cm的距离s/cm
12100.83083.3%
24101.530②
3610①30*
(1)实验中应竖直向上__________拉动弹簧测力计使钩码上升;
(2)表格中编号①的数据应为;编号②的数据应为;
(3)比较实验数据可得出的实验结论是:使用同样的滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越
(4)如果在第一次实验时,忽略绳重和摩擦,可以计算出动滑轮的重力为N;
(5)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是一
A.增大绳重
B.减轻动滑轮重
C.加快物体提升的速度
嬴真题实战练
1.(2023•阿坝州)某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮等重),在相同时间
内把重物G提升相同高度,R和&大小相等,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是()。
A.力B和Fz做功的功率相同;
B.力Fi和Fz做的总功相同;
C.乙滑轮组更省力,两个滑轮组机械效率一样大;
D.甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
2.(2023•广安)学习了简单机械知识后,某同学自制了如图所示的晾衣架。他将50N的衣物挂在横
杆上,拉绳使其匀速上升1.6m,用时5s(上升过程中,横杆保持水平),此过程该装置的机械效率为80%
(不计绳重及摩擦)。下列分析正确的是()。
A.拉力做功80JB.拉力的功率为20W
C.动滑轮重12.5ND.若增大衣物的质量,机械效率将减小
3.(2023•包头)在小区改造工程中,工人师傅用滑轮组提升建筑材料,如图所示。滑轮组挂在固定
的钢架上,每个滑轮重为150N。绳子自由端受到的拉力尸为500N,材料在30s内匀速上升了3m,不计绳重
和摩擦,下列说法正确的是()。
A.绳子自由端速度为0.lm/sB.拉力尸的功率为50W
C.滑轮组的机械效率为90%D.钢架受到的拉力为1500N
4.(2023•通辽)如图所示,用滑轮组帮助汽车脱困,汽车被水平匀速拉动1.2m时,作用在绳子自由
端的拉力尸为1000N,绳子自由端移动的速度为0.6m/s,滑轮组的机械效率为80%,则下列说法正确的是
()O
A.汽车移动速度为0.4m/sB.拉力厂做的功为1200J
C.汽车受到的摩擦力大小为2000ND.拉力厂所做的有用功的功率为480W
5.(2023•济宁)两个滑轮按如图所示的方式组合,用5N的拉力厂拉动绳端,使物体在5s内水平向
左匀速滑动1m,物体与地面间的摩擦力为9N,则拉力户的功率为W,滑轮组的机械效率
为。
6.(2023•泸州)小聪探究斜面的机械效率时,将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面,如图
所示。用刻度尺量出斜面底端A点到斜面上B点的距离/为80cm,B点距水平地面高度分为20cm。沿斜面
向上用0.8N的拉力厂将重为2N的木块匀速拉到B点,用时2s,则这段过程中拉力厂做功的功率
P=W,斜面的机械效率〃=%,木块在该斜面上受到的滑动摩擦力於N»
7.(2023•枣庄)提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用,对节能减排、提高经济效益有重要的
意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实,对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想:
猜想I:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想n:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想m:滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
根据猜想,运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究,测得的实验数据如下表所示。
实验次数钩码的重力0N钩码上升高度A/m绳端拉力FN绳端移动的距离S/m机械效率〃
120.10.900.374.1%
240.11.500.388.9%
340.11.250.4
440.21.500.588.9%
甲乙丙
(1)实验时应沿竖直方向缓慢向上拉动弹簧测力计;
(2)分析表中数据可知:第3次实验是利用了图__________的装置完成的,它的机械效率〃
(3)比较2、4两次实验数据,可验证猜想I是(选填“正确”或“错误”)的;
(4)通过比较(填实验序号)两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,
滑轮组的机械效率越高;
(5)通过比较2、3两次实验数据可得出结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的
机械效率=
8.(2023•眉山)如图所示,工人用滑轮组提升重物,已知重物重力G=1OOON,动滑轮重力
G动=200N。在工人用力/作用下,重物匀速上升,30s达到规定高度6m处。不计绳重和机械之间的摩
擦。求:
(1)拉力做功的功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)若用该装置提升另一重物时,机械效率达到90%,则该重物的重力是多少?
9.(2023•大连)将重力为1680N的建筑材料放在工地的水平地面上,与地面的接触面积为Odn?。
用如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升了3m,滑轮组的机械效率是84%。试求:
(1)将建筑材料放在地面上时,对地面的压强是多少?
(2)滑轮组做的有用功是多少?
(3)电动机对钢丝绳的拉力尸是多少?
F
电动机
同重难创新练
1.(2023•锦州)如图所示,重100N的物体A在水平拉力广的作用下以0.lm/s的速度匀速运动10s,
弹簧测力计的示数为20N,滑轮组的机械效率为80%„则拉力厂所做的功是J,拉力/的功率是
肌物体A受到的摩擦力是No(不计绳重和滑轮重)
2.(2023•滨州)用如图所示的装置匀速提升浸没在容器底部的正方体物块A,物块A的质量为5kg,
棱长为10cm,水的深度为60cm。物块A露出水面前滑轮组的机械效率为80%,在水中上升的时间为5s。物
块A与容器底部未紧密接触,水对物块A的阻力、绳子的重力、绳子与滑轮间摩擦都忽略不计,
33
p7K=1.0xl0kg/m,g=10N/kgo下列分析正确的是()。
A.物块A的重力为50N;
B.物块A上升的速度为0.12m/s;
C.物块A露出水面前,拉力所做的有用功为20J;
D.物块A完全露出水面后,滑轮组的机械效率约为83.3%
3.(2023•江西)如图所示,利用斜面将箱子推进车厢,通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多
了,某同学用1OON的力沿斜面向上匀速推动箱子,已知箱子质量为20kg,斜面长3m,斜面高1.2m,
g=10N/kgo求:
(1)箱子受到的重力;
(2)箱子受到的摩擦力;
(3)斜面的机械效率;
(4)使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。
徒手搬运
专题14机械效率(练习)(解析版)
目录
匪题型过关练2
题型01有用功、额外功和总功................................................2
题型02功率与机械效率......................................................3
题型03杠杆机械效率.........................................................4
题型04斜面机械效率........................................................6
题型05滑轮组机械效率.......................................................7
题型06测量滑轮组的机械效率.................................................9
林真题实战练.............................
同重难创新练
题型过关练
题型01有用功、额外功和总功
1.如图所示,快递小哥为了把较重的货物装入运输车,用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。
若把同一货物匀速提升到同一高度,忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是()。
A.甲方式可以省力;
B.乙方式不能改变力的方向;
C.甲、乙两种方式做的有用功相等;
D.甲、乙两种方式的机械效率相等
【答案】Co
【答案】本题中有用功就是克服物体重力所做的功。对动滑轮所做的功是额外功,总功等于有用功和
额外功之和,机械效率是有用功与总功的比值。
A.由图可知,甲方式是两个定滑轮,定滑轮的本质是等臂杠杆,不能省力,故A错误;
B.乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组,不仅可以省力,也可以改变力的方向,故B错误;
C.由题可知,甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度,由W甭=Gh可知,W甲有=W乙有;故C正确;
D.由图可知,甲方式是两个定滑轮,乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组,乙方式做的额外功
W有用
大于甲方式做的额外功,有用功相同、总功不相同,根据n=1萼义100%可知,两个滑轮组的机械效率不
W总
相等,故D错误。
2.如图所示,小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体,A物体5s内移动了100cm,且A物体与水平地
面的摩擦力大小为12N,已知滑轮组的机械效率为80%,则下列说法错误的是()。
A.拉力尸大小为4NB.绳子自由端移动的速度为0.6m/s
C.拉力尸做功的功率为3WD.拉力尸在5s内对滑轮组做的额外功为3J
【答案】Ao
【解析】B.动滑轮上有三段绳子,则上3,5s内绳子自由端移动的距离s折刀s航3义100X10-2nl=3m
绳子自由端移动的速度j=堕=包■=06m/s
故B正确,不符合题意;
AC.物体克服摩擦力做的有用功W^fs^12NX100X10-2m=12J
拉力做的总功%=」=2=15J
拉力尸大小尸=性■=/=5N
s.3m
拉力尸做功的功率尸=%=三・3W
/5s
故A错误,符合题意;C正确,不符合题意。
D.拉力尸在5s内对滑轮组做的额外功(折肌『(行15J-12J=3J
故D正确,不符合题意。故选A。
3.因为有用功总—(选填“大于”、“等于”或“小于”)总功,所以机械效率总小于lo滑轮组的
机械效率越高,说明额外功在总功中所占的比例就—(选填“越大”或“越小”)。
【答案】小于;越小。
【解析】因为使用任何机械都要做额外功,且有用功与额外功之和等于总功,所以有用功一定小于总
功,而机械效率等于有用功与总功的比值,所以机械效率总小于1;
滑轮组的机械效率越高,说明有用功在总功中占的比例越大,则额外功在总功中占的比例就越小。
故答案为:小于;越小。
4.如图甲所示,用水平拉力夕=20N拉着重为500N的物体在水平路面上匀速移动1m的距离,如图乙所
示,用水平拉力后12.5N拉着同一物体在同一路面上也匀速移动1m的距离,求图乙中使用动滑轮时的:
(1)有用功;
(2)总功;
(3)机械效率。
jnnnnnn}tnnmnn)}n»)n))))今”〃〃〃〃,
甲乙
【答案】(1)20J;(2)25J;(3)80%o
【解析】(1)由图甲:用水平拉力丹=20N拉着重为500N的物体在水平路面上匀速运动,可知物体在
水平面上受到的摩擦力为,・耳・20N
对滑轮组分析,可知绳子的股数为N=2,物体水平方向移动的距离为5=如
故有用功为冷mW=20Nxlm=20J
(2)总功为唯=加・125Nx2x1m=25J
^S*xtOO%=—xlOO%=8C%
(3)根据机械效率公式可得滑轮组的机械效率为^=
町25J
答:(1)有用功为20J;(2)总功为25J;(3)机械效率为80%。
题型02功率与机械效率
1.关于功率、机械效率的说法正确的是()。
A.功率大的机器做功一定多B.额外功占总功比值小的机器机械效率高
C.做功多的机器机械效率一定高D.功率大的机器做功时间一定短
【答案】Bo
【解析】A.功率是指做功的快慢,功率大的机器做功并不一定多,故A错误;
B.根据机械效率公式〃=不~三—100*o
%十%「
可知额外功占总功比值小的机器,有用功占比大,则其机械效率高,故B正确;
C.功率大的机械、做功多的机械,额外功不一定小,机械效率不一定高,故C错误;
D.功率大的机器说明做功快,但做功时间不一定短,故D错误。故选B。
2.理解物理概念是学好物理的关键。下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是()。
A.做有用功多的机械,机械效率一定高;
B.做功多的机械,功率一定大;
C.功率大的机械,做功一定快;
D.对机械进行改造完善,可以使其效率达到100%
【答案】C。
【解析】A.机械效率是有用功与总功的比值,有用功较多,总功不确定,机械效率不能确定,故A错
误;
B.功率是做功多少与所用时间的比值。做功多,时间不确定,功率大小不能确定,故3错误;
C.功率反映做功的快慢,功率大则做功快,功率小,则做功慢,故C正确;
D.使用任何机械都要做额外功,所以总功一定大于有用功,即有用功与总功的比值一定小于1,也就
是机械效率小于100%,故。错误。故选:C。
3.如图所示,小明分别使用甲、乙、丙三种机械匀速提升物体”(绳长不变),测得物体M所受重
力和拉力如表所示,请回答:甲、乙、丙的机械效率关系()。
GMF乙F丙
9N10N10N10N
C.甲、乙的机械效率相等D.甲、乙、丙的机械效率均相等
【答案】Ao
【解析】由图知:甲图承担物重的绳子股数为1,则拉力端移动的距离s=/z,
拉力做的有用功%用=G/i,拉力做的总功W&=Fs=Fxnh=nFh,
机械效率〃噜优=携—%;
乙图承担物重的绳子股数为2,则拉力端移动的距离s=2万,
9N
乙图中的机械效率为:%=-----x100%=45%;
2殳2xlON
m
丙图中斜面的机械效率为:〃丙=9N*2x100%=45%。
%F丙L10Nx4m
所以乙、丙两图的机械效率相等,甲图的机械效率是乙、丙图机械效率的2倍,故A正确,BCD错误。
故选:A。
4.利用四个相同的滑轮,组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,用同样的时间,把质量相等的物体提升
相同的高度,则关于所用的拉力尸甲和尸乙,拉力做的功/和/乙,拉力的功率户甲和户乙,机械效率分别“甲
=〃乙(忽略绳重与摩擦),下列关系式正确的是()。
A.尸甲〈尸乙〃甲〉〃乙B.尸甲〉/乙〃甲二〃乙C./甲〉/乙尸甲〉尸乙D.十甲二/乙尸甲二尸乙
【答案】Do
【解析】由图可知,滑轮组中4$=3,«.
由受力平衡可知所用拉力为nF=G-G)
G+G.G+G.G*G.G.G^
即品kr'grr,则…
滑轮组的机械效率为1二.二11鬣'。二、"二-zz•二7~7~'贝U〃甲二〃乙
IT.FtnFhG+q
G+G
拉力做功为FT=Fs=----二3:=,G-G产卜;:,贝!J/甲二十乙
n
因所有时间相同,则拉力做功的功率为尸=工=巴生上,则尸甲二尸乙
tt
故ABC错误、D正确。故选D。
5.如图所示,工人用滑轮组匀速提升重800N的货物,所用的拉力F为500N,货物在50s内匀速上升
5m。在此过程中,有用功是J;拉力做功的功率是W;滑轮组的机械效率是%o
而
【答案】4000;100;80o
【解析】⑴工人所做的有用功为%=a=800Nx5m=400W
[2]由图可知,F2,拉力移动距离为a=温=2x5tn=l0m
拉力做的功为砂]=Fs=500NxlOm=5000J
拉力做功得功率为P=上="曰=100W
/50s
[3]滑轮组的机械效率?=》xlQ0%=誓鸟xlOO%=80%。
即a5000J
6.小明用如图所示滑轮组提起3个钩码(每个钩码重1.8N),匀速拉动弹簧测力计向上移动30cm,用
时2s,弹簧测力计示数如图。则克服钩码重力所做有用功为J,拉力的功率为W,滑轮组的机械
效率是%□
【答案】0.54;0.36;75o
【解析】⑴提升钩码的总重力为G=3Gk3XL8N=5.4N
由图可知,承担钩码重力的绳子股数〃=3,则根据s=M可得,钩码升高的高度为
h=-s=-x30cm=10cm=0Im
33
则克服钩码重力所做有用功为W有用=Gh=5.4NX0.lm=0.54J
[2]由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计示数即绳端的拉力片2.4N,绳端移动的距离
为s=30cm=0.3m
拉力做的总功为犷总=Fs=2.4NX0.3m=0.72J
则拉力做功的功率为尸=9=2卫=036W
r2s
054J
[3]滑轮组的机械效率为?100%=^21x100%=73%
0.72J
题型03杠杆机械效率
1.小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率。他将两个钩码悬挂在3点,在A点用弹簧测力计保持
竖直方向向上拉动杠杆,使其绕O点缓慢转动,带动钩码上升一定的高度〃(不计摩擦)。下列说法正确
的
是
-
•=
T铁
架
=台
A.杠杆转动过程中,弹簧测力计的示数会变小;
B.仅增加钩码的个数,拉力所做的额外功增大;
C.仅将钩码的悬挂点从8点移到C点,拉力做的总功变大;
D.仅将拉力的作用点从A点移到C点,杠杆的机械效率不变
【答案】Do
【解析】A.若弹簧测力计拉力方向一直竖直向上拉动,阻力不变,动力臂减小,阻力臂变小,如下
图所示:
2
铁
»□
木
八
口
AOBB'^AOAA,所以"=所以动力臂与阻力臂的比值不变,因为阻力不变,根据杠杆的平衡
OA!0A
条件知,弹簧测力计的示数应该不变,故A错误;
B.克服杠杆重力做的功为额外功,仅增加钩码的个数,杠杆重力和杠杆上升的高度不变,拉力所做
的额外功不变,故3错误;
C.仅将钩码的悬挂点从3点移到C点,钩码和杠杆还是上升原来的高度,有用功不变;
钩码由3到C,上升高度不变,根据数学关系可知,杠杆提升的高度减小,额外功减小,又因为总功
等于额外功与有用功之和,所以拉力做的总功变小,故C错误;
D.仅将拉力的作用点从A点移到C点,钩码和杠杆还是上升原来的高度,则有用功不变,额外功也
不变,总功不变,根据〃=生可知,效率不变,故。正确。故选:D。
%
2.如图所示,一根质地均匀的细木棒OC,0A=(1/4)OC,B为0C的中点。在C端用始终竖直向上的50N的
拉力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.1m。提升该物体做的有用功是—J,总功是J,木棒的机械
效率为一(不计摩擦)。
0ABC
人I••
【答案】18;20;90%□
【解析】提升该物体做的有用功卯有=C/i=180NxO.1m=18J,
由题意可知,0A=(1/4)0C,由比例关系可知,拉力端(C端)上升的高度s=4h=4xo.lm=0.4m,
提升该物体做的总功IF..=F.I=50Nx0.4m=20J
木棒的机械效率17=兽=导J9=90%.o
W爸J
答案为:18;20;90%o
3.由于在使用杠杆时的摩擦非常小,故杠杆是一种机械效率非常高的简单机械。如图所示,若用一根
机械效率为90%的杠杆将一个720N的物体提升5cm。求:
(1)有用功为多少?
(2)需要做多少总功?
(3)若手对杠杆向下的力为200N,求杠杆的动力臂与阻力臂的比值为多少?
【解析】G=720N,h=5cm=0.05m,n=90%;
(1)W有用=Gh=720NX0.05m=36J;
(2)总二,
•;FiLkFzL?..."=£=晶%=18:5。
L2FJ200N
答:(1)有用功为36J;(2)总功为40J;(3)若手对杠杆向下的力为200N,求杠杆的动力臂与阻
力臂的比值为18:5o
4.某小组同学在用杠杆测定机械效率的实验中。
(一)小敏用如图所示的实验装置测定杠杆的机械效率.实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使
挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。
(1)实验中,测力计的示数F为N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m时,C点上升
了30cm,则杠杆的机械效率为
(2)实验中若提升的钩码重一定,则影响杠杆机械效率的
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