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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

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

~

^

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()。

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

【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

-

•=

T铁

=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

»□

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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