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1、第十二章簡單機(jī)械(二)一一機(jī)械效率中考透視明確航向本專題中有關(guān)機(jī)械效率的計(jì)算及定性分析,測滑輪組的機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)等是各地普遍考查的重點(diǎn).題型主要有選擇、填空、作圖、實(shí)驗(yàn)探究及計(jì)算題等.縱觀近年全國中考題,有關(guān)機(jī)械效率的計(jì)算題常與功率、壓強(qiáng)、密度、浮力結(jié)合在一起考查,難度明顯增大.典例探究提煉技法考點(diǎn)一:機(jī)械效率概念的的理解V.4V.1.4.:【解法技巧】首先要明確機(jī)械效率的物理意義::機(jī)械效率是機(jī)械性能的重要標(biāo)志之一,它反映機(jī):械對(duì)總功的利用率;然后從機(jī)械效率的公式入:WW:1=-r:手分析:由公式W總W有+W敬可知,當(dāng)額外;功一定時(shí),機(jī)械做的有用功越多,機(jī)械效率越高。:當(dāng)機(jī)械所做的有用功一定
2、時(shí),機(jī)械做的額外功越;少,機(jī)械效率越高??梢?,機(jī)械效率與機(jī)械是否省;力、做功多少、做功快慢都無關(guān)?!纠?】:(2017銖賓)下列關(guān)于機(jī)械效率的說法正確的是()A.越省力的機(jī)械,機(jī)械效率越高B.做功越少的機(jī)械,機(jī)械效率越低C.做功越慢的機(jī)械,機(jī)械效率越低D.總功相同,有用功越大的機(jī)械,機(jī)械效率越高考點(diǎn)二:定性比較或計(jì)算機(jī)械效率的大小III:【解法技巧】審題:明確已知量和待求量;進(jìn);而分析額外功產(chǎn)生的原因;然后根據(jù)已知量選:擇合理的公式分別表達(dá)出Wg、W息;最后利用:"=Wf_M100%變形或展開式比較或計(jì)算。:W心、注意:對(duì)于滑輪組來說,若已知物體移動(dòng)的距離:或速度,可根據(jù)承擔(dān)物重或承
3、擔(dān)水平摩擦力的繩:子段數(shù)n計(jì)算出繩子自由端移動(dòng)的距離或速度.即;s繩=品物;Vf=2Vg若不計(jì)摩擦或繩重,表明額外功:是由于克服動(dòng)滑輪的重產(chǎn)生的,此時(shí)額外功的大小為:WJ外=GJh-IB,«!【例2】:(2017?圭木斯)分別使用定滑輪、動(dòng)滑輪、兩個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組,勻速提升同一物體到同一高度處,其機(jī)械效率分別為刀定、刀動(dòng)、”組(不計(jì)繩重和摩擦,設(shè)每個(gè)滑輪質(zhì)量相等),則下列選項(xiàng)中正確的是()A. Yfi<Ya<YaB.Xa<Y定VY組C.Y定動(dòng)組D,Y定組VY動(dòng)【例3】:(2017碰州)同一物體(質(zhì)量為m)先用滑輪組(如圖甲)勻速提升,后沿斜面(如圖乙
4、)勻速提升,兩次提升高度均為h,兩次拉力大小均為%mg,斜面長AB=2h,則這兩次提升物體的機(jī)械效率比較()甲乙A.刀甲>刀乙B,刀甲刀乙C.刀甲八二D.條件不足無法比較【例4】:(2017?惠州)如圖所示的滑輪組中,動(dòng)滑輪重1N,小強(qiáng)用6N的拉力F通過該滑輪組勻速拉起重10N的物體,物體沿豎直方向上升0.4m.此過程中,額外功和機(jī)械效率分別是()A.0.4J83.3%B. 0.8J91.7%公;C. 0.8J83.3%D. 0.4J91.7%擊考點(diǎn)三:功、功率和機(jī)械效率的綜合計(jì)算:【解法技巧】認(rèn)真審題,剖析題意確定各量間的關(guān)系。根據(jù)已知量和待求量的關(guān)系,結(jié)合相應(yīng)的:公式或物理量規(guī)律建立
5、關(guān)系式。逐步分析、計(jì):算中間物理量,直至導(dǎo)出所求量。注意:對(duì)于求解:功率時(shí)一定要明確是求總功的功率還是有用功的:功率。I,!【例5】:(2017臻安)如圖是工人利用滑輪組提升重為810N物體的示意圖,某段過程中物體勻速上升的速度為0.1m/s,工人拉力F的功率為90W,物體上升10s拉力F克服滑輪組的摩擦做的功是60J,不計(jì)繩重.求:(1)工人拉繩子的速度;(2)滑輪組的機(jī)械效率;(3)滑輪組中的動(dòng)滑輪的重力.【例6】:(2017汝順)小華用如圖所示的滑輪組拉動(dòng)貨箱,已知貨箱的質(zhì)量為60kg,在F=50N的拉力作用下,貨箱以0.1m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),地面對(duì)貨箱的滑動(dòng)摩擦力f為貨箱重的0
6、.2倍.求:(1)貨箱的重力是多少?(2)拉力F的功率是多少?(3)貨箱運(yùn)動(dòng)了1min,克服摩擦所做的功是多少?(4)此滑輪組的機(jī)械效率是多少?考點(diǎn)四:測量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn):【解法技巧】首先根據(jù)已有知識(shí)寫出測量滑輪:組機(jī)械效率的原理公式。然后選擇器材設(shè)計(jì)合:理的實(shí)驗(yàn)方案。最后分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論并;進(jìn)行簡單計(jì)算。注意:滑輪組的機(jī)械效率與繞線:方法和重物提升高度無關(guān);同一滑輪組機(jī)械的效:率隨所提物重增大而增大?!纠?1:(2017班昌)小明同學(xué)做測量滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn).(如圖所示),用相同的滑輪組提升不同數(shù)量的鉤碼,記錄數(shù)據(jù)如表所示.(1)觀察如圖中測力計(jì)的示數(shù),表格中編號(hào)的數(shù)值是,的數(shù)
7、值是(2)小明通過分析表格中的數(shù)據(jù),得到了提高滑輪組機(jī)械效率的方法,汽車作為一種機(jī)械”,提高效率對(duì)節(jié)能減排有重要意義,請(qǐng)你指出以下三種提高效率的方法中,驗(yàn)同理的.方法一:鼓勵(lì)人們拼車”出行,使汽車盡量裝滿人員方法二:汽車制造廠用新材料減輕汽車重量.方法三:經(jīng)常給汽車做保養(yǎng),保持良好的潤滑.(3)小明發(fā)現(xiàn)繩端移動(dòng)的距離與鉤碼提升高度有固定的倍數(shù)關(guān)系,于是他認(rèn)為鉤碼數(shù)量一定時(shí),無論將鉤碼提升多高,都不影響該滑輪組的機(jī)械效率;小芳則認(rèn)為:鉤碼提升的高度不同,有用功就不同,機(jī)械效率就變化了,你認(rèn)為的看法是正確的.對(duì)點(diǎn)實(shí)戰(zhàn)診斷達(dá)標(biāo)1.(2017?!石)下列關(guān)于簡單機(jī)械在實(shí)際應(yīng)用中的說法正確的是()A.指
8、甲剪是省力省功的機(jī)械B.定滑輪不省力,但能改變力的方向C.滑輪組既省力,又省距離,還省功D.斜面的機(jī)械效率可以達(dá)到100%2. (2017曠州)圖1中力F1水平拉動(dòng)重為G的物體A在水平路面勻速移動(dòng)了s.改用滑輪組拉動(dòng)A在同一路面勻速移動(dòng)了s,拉力為F2(如圖2).此過程滑輪組()A.總功為F2sC.機(jī)械效率為二巴、F2M(3s)3. (2017次營)如圖所示,物理興趣小組分別用甲、乙兩個(gè)滑輪組勻速提起質(zhì)量相同的物體,不計(jì)繩重及摩擦.若每個(gè)滑輪質(zhì)量相同,對(duì)比兩個(gè)滑輪組,下列說法正確的是()B.額外功為F1SD.額外功為3F2S- F1SA.甲更省力,甲機(jī)械效率大B.乙更省力,機(jī)械效率一樣大C.乙
9、更省力,乙機(jī)械效率大D.甲更省力,機(jī)械效率一樣大4. (2017浦充)將一個(gè)重為4.5N的物體沿斜面從底端勻速拉到頂端(如圖所示),斜面長1.2m,高0.4m,斜面對(duì)物體的摩擦力為0.3N(物體大小可忽略).則下列說法正確的是()A .沿斜面向上的拉力0.3NB.有用功0.36J,機(jī)械效率20%C.有用功1.8J,機(jī)械效率20%D.總功2.16J,機(jī)械效率83.3%5. (2017?西寧)如圖所示,動(dòng)滑輪重3N,用彈簧測力計(jì)豎直向上勻速拉動(dòng)繩子自由端,1s內(nèi)將重為27N的物體提高0.2m,如果不計(jì)繩重及摩擦,則下列計(jì)算結(jié)果正確的是()A.繩子自由端移動(dòng)的速度為0.2m/sB.滑輪組的機(jī)械效率為
10、90%C.提升物體所做的有用功為6JD.彈簧測力計(jì)的示數(shù)為9NA.彈簧測力計(jì)通常要豎直向上勻速拉動(dòng)B.測量機(jī)械效率的原理:w有用v()x100%WwC.機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重力的大小有關(guān)10. (2017?!建)如圖所示,用相同的滑輪安裝成甲、乙兩種裝置,分別用 F1、F2勻速提升重力為 Ga、Gb的A、B兩物體,不計(jì)繩重和摩擦.若Ga>Gb,則刀甲 刀乙;若Fa=Fb,則Ga Gb.(選填 法”、第5題圖第6題圖 第7題圖6. (2017潼慶)工人師傅用如圖所示的滑輪組,將 重為800 N的物體緩慢勻速豎直提升3m,人對(duì)繩端的拉力F為500N,不計(jì)繩重和滑輪轉(zhuǎn)軸處的摩擦,則( )A .繩子
11、自由端移動(dòng)的距離為9 mB.動(dòng)滑輪的重力為 200 NC.人通過滑輪組做的有用功為1500 JD.滑輪組的機(jī)械效率為53.3%7. (2017水春)如圖所示,用相同的滑輪組成甲、 乙兩個(gè)滑輪組,分別將同一物體在相同時(shí)間內(nèi)勻速提 升相同高度,若不計(jì)繩重和摩擦,比較甲、乙兩滑輪 組,下列說法正確的是()A.甲的拉力大B.乙的額外功少C.甲的拉力功率大 D.乙的機(jī)械效率低8. (2017泡丹江)如圖所示,物體重100N,用110N 的拉力將物體在2s內(nèi)勻速提升0.5m,則()A .繩子自由端下降 1mB.物體上升的速度是 0.5m/sC.拉力的功率是 27.5WD.該裝置的機(jī)械效率是 45.5%2”
12、或“可11. ( 2017?帛州)某同學(xué)利用如圖所示裝 置將重為500N的重物從一樓勻速上到二 樓,他在繩端施加的拉力 F=300N ,每層樓 高3m,不計(jì)繩重和摩擦.則他做的有用功 為 J;動(dòng)滑輪重為 N .12. (2017至帛陽)如圖是某建筑工地上提 升建筑材料的滑輪組示意圖,其動(dòng)滑輪質(zhì)量 次提升材料質(zhì)量 240kg,材料在空中靜止時(shí),15kg,某摩擦影響很小,繩很輕,可以不考慮,則豎著向上的拉力 F=N ;豎著向上勻速提升材料,摩擦影響較大, 實(shí)際所用的拉力大小是1000N,并將材料提升了 10m高.則滑輪組的機(jī)械效率 是.(取 g=10N/kg)13. (2017梅錦)如圖所示,分別
13、用定滑 輪、動(dòng)滑輪把重均為100N的物體在相同時(shí) 間內(nèi)勻速提升相同的高度(不計(jì)繩重和摩 擦),每個(gè)滑輪組均為10N,則所用拉力F 甲 F乙,拉力做功的功率 P甲 P乙,機(jī)械效率刀甲 仲.(均填 失于“、等于“或 小于")第13題圖第14題圖第10題圖第8題圖 第9題圖9. (2017?合爾濱)用如圖所示的裝置研究滑輪組機(jī)械效率,下列說法不正確的是()14. (2017?!臺(tái))往車上裝重物時(shí),常常用長木板搭 個(gè)斜面,把重物沿斜面推上去,如圖所示,工人用3m長的斜面,把120kg的重物提高1m,假設(shè)斜面很光 滑,則需要施加的推力為 ,若實(shí)際用力為500N, 斜面的機(jī)械效率為 ,重物受到的
14、摩擦力為 .(g 取 10N/kg).15. (2017劑池)在 測量滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中, 小麗用同一滑輪組提升不同的物體, 如圖甲、乙所示,D.提高機(jī)械效率可以通過減小鉤碼的重力來實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下:實(shí)驗(yàn)次數(shù)物體重力/N提升高度/m拉力/N繩端移動(dòng)的距離/m機(jī)械效率Y130.12.00.350%260.10.3二(1)實(shí)驗(yàn)中要豎直向上拉動(dòng)彈簧測力計(jì),使物體升高.(2)圖乙中彈簧測力計(jì)的示數(shù)為N,表格中處數(shù)據(jù)應(yīng)為%.(3)如圖丙所示,將滑輪組換一種繞繩方法,不計(jì)摩擦及繩重,提升相同的物體時(shí),滑輪組的機(jī)械效率(選填變大"、不變”或變小”).第15題圖第16題圖16.(2016?
15、!義)搬運(yùn)工人用如圖所示的滑輪組將一個(gè)重120N的物體勻速提升3m,所用的拉力為50N,不計(jì)繩重及摩擦.求:(1)滑輪組的機(jī)械效率;(2)動(dòng)滑輪的重;(3)若用該滑輪組同時(shí)拉4個(gè)這樣的物體,拉力為多大.17.(2017?棗莊)如圖所示,是一輛汽車通過滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝置圖,已知井深10m,物體重G=4X103N,汽車重G車=3X104N,汽車勻速拉繩子時(shí)的拉力F=2X103n,汽車受到的阻力為車重的0.05倍.請(qǐng)計(jì)算:(1)若汽車運(yùn)動(dòng)的速度為1.2m/s,則將物體由井底拉至井口,需要多長時(shí)間?(2)滑輪組的機(jī)械效率是多少?(保留一位小數(shù))(3)汽車的牽引力是多大?(4)將物體由井
16、底拉至井口,汽車的牽引力做的功是多少?拓展升華提升能力18.(2017池頭)如圖所示,物體在沿斜面向上拉力的作用下,從傾角為30°的斜面底端勻速拉到斜面的頂端,已知物體所受重力為G,斜面的機(jī)械效率為75%,若物體受到的拉力和摩擦力分別用F和f表示,則()A.F=G69C.F=Wg3第18題圖19. (2017之州) 物體豎直勻速上升, (物體未拉出水面)2f=G33f= G8B.D.2F=G3F= G2f_lcfG6f= ' ' G3* 卜:* * *, 14 mJ _ .第19題圖如圖所示,用力F拉著重為G的在時(shí)間t內(nèi)物體上升的高度為h,若物體的體積為V,水的密度P
17、,則下列算式正確的是(B.G+P VgC.W 有=GhD. P有二3F(G-P Vg)h20.(多選)(2017泊賓)如圖所示,動(dòng)滑輪下面掛著重為5.4N的物體,現(xiàn)用2.4N的拉力,把物體勻速提升10cm,不計(jì)一切摩擦和繩重,下列說法正確的是()A.動(dòng)滑輪的重力為3NB.拉力所做功為0.24JC.滑輪組機(jī)械效率為75%D.若使用該滑輪組把物體從水中勻速提升到水面以上,則其機(jī)械效率將增大物體沿高為h,長為l的粗糙斜面以速度v由底端勻速拉到頂端的過程中,拉力F做的功為W,則下列選項(xiàng)正確的是()A.拉力大小為B.物體所受摩擦力大小為5:一C.拉力功率的大小為y-D.斜面的機(jī)械效率為Gh期+Gh)22
18、.(多選)(2017?可北)用五個(gè)相同質(zhì)量的滑輪和繩子組成如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組,在繩子自由端分別用力將重力為G的物體勻速提升,乙滑輪組的效率為Y乙,不計(jì)摩擦、繩和木板的重,下列說法正確的是()A.兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率可能相等B.Fi一定大于F2(1-n乙)gC.每個(gè)滑輪重為一不盧一2Tl乙D.甲、乙將重物提升相同的高度,F(xiàn)i與F2的功率可能相等23.(多選)(2017?聊城)如圖所示,重300N的物體在20N的水平拉力F的作用下,以0.2m/s的速度沿水平地面向左勻速直線運(yùn)動(dòng)了10s,滑輪組的機(jī)械效率為80%,則在此過程中,下列說法正確的是()A.繩子自由端移動(dòng)的距離為2mB.物體與地面
19、間的滑動(dòng)摩擦力為48NC.拉力F的功率為12WD.有用功為120J24. (2017瑙安)小明利用斜面搬運(yùn)物體的過程中,提出了一個(gè)問題:斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度有沒有關(guān)系?”針對(duì)這個(gè)問題,他通過在斜面上拉動(dòng)物體進(jìn)行了探究(如圖所示),測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表中所示:實(shí)驗(yàn)斜面的物體物體上沿斜物體移有用總功機(jī)械次數(shù)傾斜程重升高度面拉動(dòng)距離功W總效率度G/Nh/m力F/NS/mW有/J/J71較緩5.00.101.60.500.500.8063%2較陡5.00.152.20.500.751.1068%3最陡5.00.253.10.501.55(I)沿斜面拉動(dòng)物體時(shí),應(yīng)使其做運(yùn)動(dòng).(2)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)
20、可求出第次實(shí)驗(yàn)中拉力所做的有用功為J,機(jī)械效率是.(3)通過對(duì)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可知,斜面的省力情況與斜面傾斜程度的關(guān)系是:斜面越緩,越.(4)通過對(duì)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,對(duì)斜面機(jī)械效率的問題可獲得的初步結(jié)論是:在其它條件不變的情況25. (2017?W通)工人用圖示裝置在10s內(nèi)將質(zhì)量為45kg的貨物勻速提升2m,此過程中拉力的功率為120W.(g取10N/kg)求:(1)有用功;(2)滑輪組的機(jī)械效率;(3)若工人用此裝置勻速提升其他貨物,測得拉力大小為300N,額外功占總功的20%,工人提升貨物的重.第25題圖第26題圖26. (2017?襄陽)質(zhì)量為60kg的工人用如圖甲所示的滑輪組運(yùn)送
21、貨物上樓,滑輪組的機(jī)械效率隨貨物重力計(jì).(g=10N/kg)(1)影響滑輪組機(jī)械效率的因素之一是 .(2)若工人在1min內(nèi)將貨物勻速向上提高了6m,作用在鋼繩上的拉力為 400N,求拉力的功率.(3)求動(dòng)滑輪受到的重力.(4)該工人豎直向下拉繩子自由端運(yùn)送貨物時(shí),此滑輪組的機(jī)械效率最大值是多少?式可知,機(jī)械效率也相同.例4.C.解析:(1)由圖知,n=2,拉力端移動(dòng) 距離 s=2h=2X 0.4m=0.8m,W 總=Fs=6N X 0.8=4.8J, W 有用=Gh=10N X 0.4m=4J, W 額=W 總W 有用=4.8J 4J=0.8J, (2)滑輪組的機(jī)械效率:刀空曳xJ3簡單機(jī)械
22、(二)一一機(jī)械效率例1. D .解析:A、機(jī)械效率是有用功與總功的比值,機(jī)械省 力與否與機(jī)械效率大小沒有關(guān)系,故A錯(cuò)誤; B、機(jī)械效率越低,說明做的功中有用功所占 的比例越低,并不一定就是做的功少.故B錯(cuò) 誤;C、做功越慢的機(jī)械功率越小,功率與機(jī)械效 率是兩個(gè)沒有關(guān)系的概念,不能說做功越慢的 機(jī)械.機(jī)械效率越低,故C錯(cuò)誤;D、機(jī)械效率是有用功與總功的比值,在總功 相同時(shí),有用功越大,機(jī)械效率就越高,故D 正確例2.A.解析:勻速提升同一物體到同一高度處, 由W有用=Gh可知,三種情況下做的有用功相 同,大小都為W有用;不計(jì)繩子質(zhì)量和摩擦,所 做的額外功:W額=G動(dòng)h ,使用定滑輪、動(dòng)滑輪、 滑
23、輪組時(shí),動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)分別為0、1、2,使 用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組時(shí),做的額外功: W額定vW額動(dòng)W額組,由 W總=W有用+W額可知 三種情況下做的總功:W定v W動(dòng)v W組,由100%=AL 義 100%= 83.3%.4. 8J例5.解析:(1)由圖可知,n=3,繩端移動(dòng)的速度: v繩=門丫物=3 x 0.1m/s=0.3m/s,(2)根據(jù)P=J=Fv可得,工人的拉力:F= 190W0. 3m/s=300N滑輪組的機(jī)械效率:”有用CYiCr=x 100%=x 100%=xW 總FsnF100%= 81 x 100%=90% ;3X 300N(3)重物上升的高度:h=vt=0.1m/s x
24、10s=1m,拉力做的有用功: W有i=Gh=810N X1m=810J,拉力做的總功: W ,-Fs=Fnh=300N X3X 1m=900J ,提升動(dòng)滑輪做的額外功:W <=W總-W有用-Wf=900JY100%可知,使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的機(jī)械效 率:刀組v Y動(dòng)V Y定.例3.C.解析:兩次提升物體時(shí),提升物體的高 度相同,根據(jù)公式W有二Gh可知,有用功是相 同的;兩次的拉力是相同的,由圖可知,有兩 端繩子拉著動(dòng)滑輪,則繩子自由端通過的距離 為物體上升高度的2倍,即2h;物體在斜面通 過的距離為2h ,即物體在拉力的距離都是相同 的,根據(jù)公式W總=Fs可知,總功也相同;-81
25、0J- 60J=30J,由W輪=G輪h可得,動(dòng)滑輪的重:W 輪 3QJG 輪=30N.h Im答:(1)工人拉繩子的速度是0.3m/s;(2)滑輪組的機(jī)械效率是90%;(3)滑輪組中的動(dòng)滑輪的重力是30N.例6.解析:(1 )貨箱所受重力:G=mg=60kg 乂 10N/kg=600N ;(2)滑輪組n值為3,繩子自由端移動(dòng)速度:v繩=3v=3 x 0.1m/s=0.3m/s,拉力的功率是 P=Fv繩=50N X 0.3m/s=15W ;(3) f=0.2G=0.2 X 600N=120N ;由丫=且得,貨箱移動(dòng)距離:s=vt=0.1m/s x 1 x 60s=6m,t克服摩擦做功:W a=f
26、s=120N X 6m=720J;(4) 1min內(nèi)繩子自由端移動(dòng)距離:s繩=3s=3 x6m=18m ,變化的圖象如圖乙,機(jī)械中摩擦力及繩重忽略不有用功相同,總功相同,則根據(jù)機(jī)械效率的公YX 100% 87%;W=Fs繩=50Nx18m=900J,打上5-x100%=720Jx100%=80%W總900J答:(1)貨箱所受重力為600N;(2)拉力F做功的功率是15W;(3)貨箱運(yùn)動(dòng)了1min,克服摩擦所做的功是720J;(4)該滑輪組的機(jī)械效率是80%.例7.(1)2.3;87%;(2);(3)小明.解析:(1)由圖知,彈簧測力計(jì)的分度值為0.1N,彈簧測力計(jì)的示數(shù)為2.3N;第三次實(shí)驗(yàn)滑
27、輪組的機(jī)械效率:一有用=Gh=6NXUmWa"¥"2.3NXQ.3m(2)小明通過分析表格中的數(shù)據(jù)知,同一滑輪組,物體越重,機(jī)械效率越高.方法一:鼓勵(lì)人們拼車”出行,使汽車盡量裝滿人員,是在額外功相同時(shí),人越多,有用功越多,機(jī)械效率越高,故符合題意;方法二:汽車制造廠用新材料減輕汽車重量,是通過減小額外功來增加機(jī)械效率的,故不符合題意.方法三:經(jīng)常給汽車做保養(yǎng),保持良好的潤滑.提高滑輪組機(jī)械效率的方法是通過減小摩擦來增加機(jī)械效率的,故不符合題意,故選方法一與與本實(shí)驗(yàn)同理;(3)根據(jù)刀士迪=里!=里=且知機(jī)械效率與高W總FsF3h3F度無關(guān),故小明的正確.1.B.解
28、析:A、指甲剪由三條杠桿組成,其中既有省力杠桿也有費(fèi)力杠桿,但其最終可以達(dá)到省力的目的,所以為省力機(jī)械,但使用任何機(jī)械都不省功,故A錯(cuò)誤;B、定滑輪的實(shí)質(zhì)是等臂杠桿,不省力也不費(fèi)力,但可以改變力的方向,故B正確;C、滑輪組可以省力,但費(fèi)距離,且不可能省功,故C錯(cuò)誤;D、使用任何機(jī)械都要做額外功,所以機(jī)械效率不可能達(dá)到100%,故D錯(cuò)誤.2.D.解析:圖1中,因?yàn)槲矬w做勻速運(yùn)動(dòng),拉力和摩擦力平衡,所以Ff;圖2中,同一物體在同一路面上勻速運(yùn)動(dòng),因?yàn)閴毫Υ笮〔蛔?,接觸面的粗糙程度不變,所以摩擦力不變,物體A受到的摩擦力仍為f=F1,A、因?yàn)榛喗M中有3段繩子拉著物體,所以s'=3s此滑輪組
29、的總功為:W,F2X3s=3F2S,故A錯(cuò)誤;BD、此滑輪組的有用功:W有=fs=F1S,則額外功為:W額=W總-W有用=3F2S-F1S,故B錯(cuò)誤,D正確;C、此滑輪組的機(jī)械效率為:Y故C錯(cuò)誤.3.B.解析:不計(jì)繩重及摩擦,拉力F-(G物+G輪),nn甲=2,n乙=3,繩子文的拉力:F甲=工(G物+G輪),F(xiàn)乙(G物+G23輪),F(xiàn)甲F乙,乙圖省力;動(dòng)滑輪重相同,提升的物體重和高度相同,W額=G輪h,W有用二G物h,利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同,總功相同,由一月用X100%,可知,*J3滑輪組的機(jī)械效率相同.4.D.解析:此過程所做額外功為:W額=fs=0.3NX1.2m=0.36J
30、;有用功為:W有=Gh=4.5NX0.4m=1.8J;所做總功為:W總=亞額+W有=0.36J+1.8J=2.16J;由W總=Fs可得拉力:FjL=2I"=1.8N;斜面的s1.2m蚪有1ST機(jī)械效率為:Y二-=Lx100%=83.3%;故ABCw總2.16J錯(cuò)誤,D正確;5.B.解析:由圖可知,滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3,A、1s內(nèi)將物體提高0.2m,則物體升高速度為0.2m/s,則繩子自由端移動(dòng)的速度v=3v物=3X0.2m/s=0.6m/s,故A錯(cuò);BCD、由于不計(jì)繩重及摩擦,則繩端的拉力f(G物+G輪)(27N+3N)=10N,即彈簧測力計(jì)的示數(shù)3為10N;繩子自由端移動(dòng)
31、距離s=3h=3X0.2m=0.6m,拉力F做的總功:W總=Fs=10NX0.6m=6J,有用功:W有用=Gh=27NX0.2m=5.4J,滑輪組的機(jī)械效率:*有用54TY-=WLx100%=90%,故B正確、CD錯(cuò)誤.科總6J6.B.解析:由圖可知,滑輪組中由2段繩子承擔(dān)物體和動(dòng)滑輪的總重,即n=2;則繩子自由端移動(dòng)的距離為:s=nh=2X3m=6m,故A錯(cuò)誤;此過程中,所做有用功為:W*Gh=800NX3m=2400J,故C錯(cuò)誤;所做總功為:W*Fs=500NX6m=3000J;滑輪組的機(jī)械效率為:加有=2騏口X100%=80%,故D錯(cuò)誤;W總3000J額外功為:W額=W總-W有=3000
32、J-2400J=600J,不計(jì)繩重和滑輪轉(zhuǎn)軸處的摩擦,則額外功為克服動(dòng)滑輪重力做的功,由W額=G動(dòng)h可得,動(dòng)滑輪的重力:G動(dòng)=6劃=200N,故B正確;h3m7 .A.解析:A、不計(jì)繩重及摩擦,拉力F=(G物+G輪),由圖知,n甲=2,n乙=3,所以繩端的拉力分別為:F甲=(G物+G輪),F(xiàn)乙=工23(G物+G輪),所以5甲>5乙,故A正確;BD、因?yàn)椴挥?jì)繩重及摩擦,動(dòng)滑輪重相同,提升的物體重和高度相同,由W額=G輪h、W有用=G物h可知,利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同,拉力做的總功相同,w有用因?yàn)閺V一用,所以兩滑輪組的機(jī)械效率相同,故BD錯(cuò)誤;C、拉力做的總功相同,所用的時(shí)間相同
33、,由P=”可知,拉力F甲做功的功率等于拉力F乙做功的t功率,故C錯(cuò).8 .C.解析:A、由圖可知,該滑輪為定滑輪,則繩子移動(dòng)的距離等于物體上升的高度;由題意知,物體上升0.5m,則繩子自由端下降0.5m,故A錯(cuò)誤;B、物體上升的速度:丫=且上二°”加=0.25m/s,故Btt2s錯(cuò)誤;c、繩子的速度等于物體的速度,則拉力的功率:WFsP=Y=-=Fv=110NX0.25m/s=27.5W,故C正確;D、該裝置的機(jī)械效率:W有用GhG100N皿,口=察=告=*100%90.9%.故D錯(cuò)誤.W總FhF110N9 .D.解析:A.在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì),這樣彈簧測力計(jì)處于
34、平衡狀態(tài),彈簧測力計(jì)的示數(shù)才反映了拉力的大小,故A正確;B.測量機(jī)械效率的原理:0F有用X100%,故B正確;C.圖中滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪的重力有關(guān),在物重一定的條件下,動(dòng)滑輪越重,機(jī)械效率越低,故C正確;D.減小鉤碼的重力,在額外功相同的情況下,有用功減小,有用功占總功的百分百減小,滑輪組的機(jī)械效率減小,故D錯(cuò)誤.10 .>;<.解析:(1)不計(jì)純重和摩擦,克服物體重力做的功為有用功,克服物體重力和動(dòng)滑輪重力做的功為總功,則滑輪組的機(jī)械效率:W有C4-2-x100%=,"Lx100%=七xW總(G+G動(dòng))hG+G動(dòng)100%=X100%,14因物體的重力G越大,1+里
35、大,且動(dòng)滑輪的重力相等,所以,Ga>Gb時(shí),刀甲>刀乙;(2)由圖可知,n甲=2,n乙=3,由F(G+G動(dòng))可得,提升物體的重力:G=nF-G動(dòng),則Fa=Fb時(shí),提升物體的重力關(guān)系為Ga<Gb.11.1500;100.解析:此過程中,所做有用功:W有=Gh=500NX3m=1500J;由圖可知,有2段繩子承擔(dān)物體和動(dòng)滑輪的總重,即n=2,不計(jì)繩重和摩擦,已知F=300N,則F=1G=。(G+G22動(dòng)),即300N4(500N+G動(dòng)),解得G動(dòng)=100N.12.850;80%.解析:(1)由圖可知,n=3,物體和動(dòng)滑輪的總重力:G=(m輪+m材料)g=(15kg+240kg)X
36、10N/kg=2550N,不考慮純重和摩擦,則豎著向上的拉力:F=4G=4X332550N=850N;(2)拉力做的有用功:W有i=m材料gh=240kg義10N/kgX10m=24000J,拉力移動(dòng)的距離:s=3h=3X10m=30m;實(shí)際拉力為1000N,則拉力做的總功:W總=F's=1000N30m=30000J,滑輪組的機(jī)械效率:”丁有用X100%=2400。1W總30000JX100%=80%.13.><>.解析:(1)不計(jì)機(jī)械自重和摩擦,由定、動(dòng)滑輪的使用特點(diǎn)可知:F?=G=100N;F乙=JL(G+G輪)=x(100N+10N)22二55N,所以5甲&g
37、t;5乙.(2)如圖所示,用定滑輪和動(dòng)滑輪分別將質(zhì)量相同的甲、乙兩物體勻速提升相同的高度,由W有"Gh-mgh可知,則所做的有用功一樣大;使用動(dòng)滑輪時(shí),由于要克服動(dòng)滑輪的重力做額外功,所以使用動(dòng)滑輪做的總功多,即拉力做功W甲<W乙;因?yàn)樽龉r(shí)間相同,根據(jù)公式P=g可知使用動(dòng)滑輪做功的功率大,即P甲<P乙(3)由前面分析可知,使用定滑輪和動(dòng)滑輪時(shí)所做的有用功相同,但使用動(dòng)滑輪做的總功多,根據(jù)機(jī)械效率的公式可知,動(dòng)滑輪的機(jī)械效率低,即刀甲>刀乙.14.400N;80%;100N.解析:(1)斜面很光滑,故利用功的原理得,人做的有用功等于用斜面所做的功:W有=Gh=mgh
38、=120kgX10N/kgX1m=1200J;Fs=mgh=1200J,解得:F=1200J=4oon;(2)人所做的總功:W總=Fs=500NX3m=1500J;斜面的機(jī)械效率:-2乂100%=120叮X100%=80%;(3)W總W忌1500J=W有+W額,即:Fs=Gh+fs,所以fFZh1500J-1200Jsczf=100N;s3m15 .(1)勻速;(2)3.2;62.5%;(3)不變.解析:(1)實(shí)驗(yàn)中要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì),使鉤碼升高,此時(shí),系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),測力計(jì)示數(shù)才等于拉力大??;(2)由圖可知,測力計(jì)分度值為0.2N,示數(shù)為3.2N;有用功:W;r=Gh=6Nx0.
39、1m=0.6J;總功:W總=Fs=3.2NX0.3m=0.96J,第2次機(jī)械效率為:w有用nET“一照匕X100%=.%;X100%=62.5%;處數(shù)據(jù)應(yīng)為3.2,編號(hào)處數(shù)據(jù)應(yīng)為62.5%.(3)若將此滑輪組換一種繞繩方法,不計(jì)摩擦及繩重,額外功的來源是克服動(dòng)滑輪自重做的功,額外功:W額#=G動(dòng)h,有用功:亞有=6物h,總功:WuW額外+W*G動(dòng)h+G物h,此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率:Y上直曳=_上吧一,W總G動(dòng)h+G物h當(dāng)用同一滑輪組提升相同的物體時(shí),G動(dòng)與G物均不變,由上式知,滑輪組的機(jī)械效率不變.16 .解析:由圖可知,n=3;(1)滑輪組的機(jī)械效率:Y)里-x100%=x100%=x100%
40、=-ONxW總Fs3F3X50N100%=80%;(2)由F=(G+G動(dòng))可得,動(dòng)滑輪的重:G動(dòng)=3FG=3X50N120N=30N;(3)若用該滑輪組同時(shí)拉4個(gè)這樣的物體,則拉力:F'L(4G+G3動(dòng))=工(4X120N+30N)=170N.3答:(1)滑輪組的機(jī)械效率為80%;(2)動(dòng)滑輪的重為30N;(3)若用該滑輪組同時(shí)拉4個(gè)這樣的物體,拉力為170N.17 .解析:(1)由圖可知,滑輪組中由3段繩子承擔(dān)重物,則物體上升的速度為:v物上v車=x1.2m/s=0.4m/s;33物體由井底拉至井口需要的時(shí)間:t=s h 10m?物叱物0.4m/s=25s;(2)滑輪組的機(jī)械效率為:
41、W有=Gh=Gh=_G_=4X1O3N刀W總FsFXSh3F3x2x1q3nX 100% =18 .7%;(3)由題意可得,汽車受到的阻力為:f=0.05G車=0.05X3X104N=1500N;汽車勻速直線運(yùn)動(dòng),受到平衡力作用,在水平方向上,汽車受到向右的牽引力、向左的拉力、向左的阻力作用;由力的平衡條件可得牽引力:F牽=F拉+f=2X103N+1500N=3500N;(4)汽車運(yùn)動(dòng)的距離:s車=s繩=3卜=3x10m=30m;牽引力做功為:W牽=F牽s車=3500NX30m=1.05X105j;答:(1)若汽車運(yùn)動(dòng)的速度為1.2m/s,則將物體由井底拉至井口,需要25s;(2)滑輪組的機(jī)械
42、效率是66.7%;(3)汽車的牽引力是3500N;(4)將物體由井底拉至井口,汽車的牽引力做的功是1.05X105J.18.8. 解析:有用功:W有i=Gh,拉力做的功為總功:W"FL;由傾角為30°的斜面可得L=2h,斜面的機(jī)械效率:=;=:='W總 FL FX2h 2F代入數(shù)據(jù),75%=解得f=Zg;2F3額外功就是克服摩擦所做的功:W額=W總-W有用=FL-Gh=fL=FL-GxL=fL,2由FL-GXL=fL,約去L,2所以可得;f=F-0=2g-9=JLg,232619 .D.解析:因物體浸沒時(shí)排開液體的體積和自身的體積相等,所以,物體豎直勻速上升過程中,
43、受到的浮力:F浮=pgVpgV;由圖可知,滑輪組繩子的有效股數(shù)n=3,則繩端移動(dòng)的距離:s=nh=3h,繩子拉力做的總功:W總=5$=5X3h=3Fh;動(dòng)滑輪對(duì)物體的拉力:F'=G5浮=6-pgV動(dòng)滑輪對(duì)物體的拉力做的功為有用功,則有用功:WwF'h=G-pgVh,故C錯(cuò)誤;有用功的功率:P*±_=i二旦翌紅,故D正確;tt滑輪組的機(jī)械效率:W有(G-RgV)h=Gf3"W總3Fh3F-故AB錯(cuò)誤.20 .CD.解析:(1)由圖可知,n=3,不計(jì)繩重和摩擦,拉力F=2(G+G動(dòng)),3則動(dòng)滑輪的重力:G動(dòng)=3F-G=3X2.4N-5.4N=1.8N,故A錯(cuò);(
44、2)由圖可知,n=3,拉力端移動(dòng)的距離:s繩=3s物=3X0.1m=0.3m,拉力做的功:W=Fs繩=2.4NX0.3m=0.72J,故B錯(cuò);(3)滑輪組的機(jī)械效率:W有用二Gh二Gh二G二5.4M=以=.【IJ3X 100%=75%,故C正確;(4)使用該滑輪組把物體從水中勻速提升到水面以上時(shí),物重不變,浮力減小,相當(dāng)于增大了物重,提升高度相同時(shí),有用功增加;動(dòng)滑輪重力不變,額外功不變,根據(jù)機(jī)械效率公式可知,滑輪組的機(jī)械效率會(huì)增大,故D正確.21.BC.解析:A、拉力做的功為總功,即W總=W=Fl,所以拉力F=兒;有用功為W有用=Gh,因?yàn)樵谛泵嫔侠瓌?dòng)物體要克服摩擦力做功,所以W總W有用,即
45、FlGh,則F=竽,故A錯(cuò);B、使用斜面時(shí)克服摩擦力做的功為額外功,則W額=fl=W總W有用=WGh,所以物體所受的摩擦力:f=WTh,故b正確;C、做功時(shí)間為t=, v拉力功率的大小P.野告賽故C正確;VW有用GhD、斜面的機(jī)械效率為Y=-=-,故D錯(cuò).WaW22.BCD.解析:(1)由圖可知,甲滑輪組只有1個(gè)動(dòng)滑輪,乙滑輪組有2個(gè)動(dòng)滑輪,且不計(jì)摩擦、繩和木板的重,因克服物體重力G做的功為有用功,克服物重和動(dòng)滑輪重做的功為總功,所以,兩滑輪組的機(jī)械效率分別為:_生_Gh_G刀甲-旗一-(G+G動(dòng))h=G+G動(dòng)',二W有二Gh=G=W總'=(G+2G動(dòng))h=G+2G動(dòng)'則刀甲刀乙,故A錯(cuò)誤;由川一£可得,動(dòng)滑輪的重力(即每個(gè)滑輪重)G+2G動(dòng)UF乙)GG動(dòng)=",故C正確;2n乙(2)由圖可知,n甲=2,n乙=4,不計(jì)摩擦、繩和木板的重,則兩滑輪組繩子的拉力分別為:Fi=(G+G動(dòng))=(2G+2G動(dòng)),F(xiàn)2=(G+2G動(dòng)),244因(2G+2G動(dòng))>(G+2G動(dòng)),所以,F(xiàn)i&g
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