江西专版2020中考物理复习方案第一篇教材复习专项03机械效率的测量及计算试题

PAGEPAGE1专项(三)机械效率的测量及计算类型1机械效率的测量1.林红同学用如图ZX3-1甲所示的装置进行“测量滑轮组的机械效率”的实验(忽略绳重和摩擦)。图ZX3-1(1)在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计，且在(选填“静止”或“拉动”)时读数。

(2)若重物以0.1m/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向上移动的速度为m/s。

(3)改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图像，分析图像可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越。

(4)分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为N。

(5)林红在上述实验的基础上多使用一个滑轮再次做了实验，如图丙所示。林红多使用了一个滑轮，这样做的目的是 ()A.可以省力 B.可以省功C.可以省距离 D.可以改变拉力的方向(6)林红同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组提升相同的重物时，甲、丙滑轮组的机械效率(选填“相同”或“不相同”)。

2.林红在“探究斜面的机械效率”的实验中，用长度s=0.50m的木板搭成一个如图ZX3-2所示的斜面，用弹簧测力计将重力G=5.0N的物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端。图ZX3-2L/m0.450.400.350.30W额/J0.900.800.700.60(1)林红在实验中，调整斜面高度为h=0.22m，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，弹簧测力计的示数F=4.0N，则有用功为J。

(2)林红利用上述器材进一步研究发现，木板搭成倾角不同的斜面时，将物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中，额外功W额与斜面的水平长度L的关系如上表。①通过数据分析，林红得出了结论：W额与L成比。

②当斜面的水平长度L=0.40m时，斜面的机械效率为。(写成百分数的形式，结果保留三位有效数字)

3.林红同学用如图ZX3-3所示的装置测量杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m，O为支点。图ZX3-3(1)林红将2只钩码悬挂在B点，在A点竖直向上拉动弹簧测力计，拉力为F1，测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2，则此次杠杆的机械效率为η=。(用已知或测量物理量的符号表示)

(2)林红将2只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度为h2，则弹簧测力计的示数将(选填“大于”“小于”或“等于”)F1，此次弹簧测力计做的功将(选填“大于”“小于”或“等于”)第一次做的功，杠杆的机械效率将(选填“变大”“变小”或“不变”)。

(3)林红将3只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度仍为h2，则第3次杠杆的机械效率与前两次相比是(选填“最大”“最小”或“相等”)的。

(4)本实验中，影响杠杆机械效率的主要因素是、。

类型2机械效率的计算4.(不定项)[2018·江西样卷]如图ZX3-4所示，用力F拉着重为G的物体竖直匀速上升，在时间t内物体上升的高度为h(物体未拉出水面)，若物体的体积为V，水的密度为ρ，则下列算式正确的是 ()图ZX3-4A.η=GB.η=GC.W有=Gh D.P有=(5.如图ZX3-5所示，建筑工人用滑轮组在20s的时间内将重为480N的物体匀速提升5m，所用的拉力为300N。求这个过程中：(1)工人做的有用功。(2)拉力的功率。(3)滑轮组的机械效率。图ZX3-56.[2018·南昌一模]如图ZX3-6所示，A、B物块的质量分布均匀，长度分别是a、b，重力分别是GA、GB；A、B两长方体底面积SA∶SB=3∶2，滑轮下的绳子挂在两物体结合部位恰好A、B水平静止，且在拉力F=62.5N的作用下匀速竖直向上运动，滑轮的机械效率η=80%，GA=60N。求：(1)A、B两物块的总重力G0。(2)a∶b的比值是多少。(3)A、B两物块的密度ρA∶ρB的比值是多少。图ZX3-67.如图ZX3-7所示，工人用沿斜面向上、大小为500N的推力，将重800N的货物从A点匀速推至B点；再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s，到达C点。已知AB长3m，BC长1.2m，距地面高1.5m。求：(1)货物在水平面上运动的速度。(2)水平推力做功的功率。(3)斜面的机械效率。图ZX3-78.如图ZX3-8所示，林红同学在探究利用杠杆做功的实践活动中，将杠杆一端固定，中点处挂有一重力G为20N的物体，现在竖直提起杠杆的另一端，使物体缓慢匀速提升。(摩擦忽略不计)(1)若不计杠杆自重，求拉力F的大小。(2)若杠杆是一根自重为5N、材料均匀的硬棒，将物体提升的高度h为0.1m，林红使用杠杆所做的有用功W有为多大?机械效率η是多大?图ZX3-8【参考答案】1.(1)拉动(2)0.3(3)低(4)4(5)D(6)相同[解析](4)忽略绳重和摩擦，提升物体重力所做的功为有用功，提升物体和动滑轮重力所做的功为总功，则滑轮组的机械效率：η=W有用W总×100%=Gh由图乙可知，G动=1N，η=80%，则80%=GG+1N×100%，则G=4N。(6)林红同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，则克服动滑轮重做的功为额外功，额外功相同，做的有用功相同，因此总功相同，由η=2.(1)1.1(2)①正②65.2%[解析](1)有用功W有=Gh=5N×0.22m=1.1J。(2)①由题表中实验数据可知，额外功W额与斜面水平长度L成正比。②当斜面的水平长度L=0.40m时，额外功W额=0.80J，根据勾股定理，斜面高度h'=s2此时有用功W有'=Gh'=5N×0.3m=1.5J，总功W总'=W有'+W额=1.5J+0.80J=2.3J，机械效率η'=W有3.(1)匀速2mg(2)大于小于变大(3)最大(4)杠杆的自重提升物体的重力[解析](1)测量杠杆的机械效率时，将2只钩码悬挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，则有用功为W有用=G×h2=2mg×h2，总功W总=F1h1，则机械效率的表达式：η=W有用W总(2)钩码的悬挂点在B点时，由杠杠的平衡条件得F1×OA=G×OB；悬挂点移至C点时，由杠杠的平衡条件得F2×OA=G×OC；从图中可以看出，由OB到OC，力臂变大，所以弹簧测力计的示数变大，有用功不变，但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，因此此次弹簧测力计做的功将小于第一次做的功，并且有用功与总功的比值变大，即杠杆的机械效率变大。(3)因为第一次与第二次的有用功相等，并且第二次的额外功小，而机械效率等于有用功与总功的比值，所以第一次的机械效率小于第二次的机械效率；将3只钩码悬挂在C点时，物体升高的高度不变，物重增加，由W有=Gh2可得，有用功变大，但杠杆提升的高度与第二次相同，额外功与第二次相同，又因为机械效率等于有用功与总功的比值，因此第三次的机械效率大于第二次的机械效率。综上所述，第三次的机械效率最大。4.BD5.解：(1)将重为480N的物体匀速提升5m，做的有用功：W有用=Gh=480N×5m=2400J。(2)绳子的有效段数为2，绳子自由端移动的距离：s=nh=2×5m=10m，拉力做的总功：W总=Fs=300N×10m=3000J，拉力的功率：P=W总(3)滑轮组的机械效率：η=W有用W总6.解：(1)由η=W有η=G02F×100%=G0(2)B的重力为GB=G0-GA=100N-60N=40N，根据杠杆平衡条件得GA×12a=GB×12b，代入数据得60N×12a=40N×12b，解得(2)由密度的计算公式得：ρA=GASAag，ρB=GBSBbg。将a∶b=2∶3，SA∶S7.解：(1)货物在水平面上运动的速度为v=st(2)水平推力做功的功率P=Wt=Fs(3)在斜面上推力做的功W总=F's'=500N×3m=1500J；做的有用功W有=Gh=800N×1.5m=1200J；斜面的机械效率η=W有8.解