蘇科版物理九年級(jí)全冊(cè)11.5機(jī)械效率素養(yǎng)提升練含解析

第第頁(yè)蘇科版物理九年級(jí)全冊(cè)11.5機(jī)械效率素養(yǎng)提升練（含解析）第十一章簡(jiǎn)單機(jī)械和功

五、機(jī)械效率

基礎(chǔ)過(guò)關(guān)全練

知識(shí)點(diǎn)1有用功、額外功、總功

1.(2022陜西西安匯知中學(xué)月考)清晨,清河河畔聚集了很多釣魚(yú)愛(ài)好者,若某位師傅不小心把水桶掉進(jìn)了水里,撈上水桶時(shí)發(fā)現(xiàn)桶里帶些水。在打撈水桶的過(guò)程中,下列關(guān)于做功的說(shuō)法中正確的是()

A.對(duì)水所做的功是有用功

B.對(duì)水桶所做的功是總功

C.對(duì)水所做的功是總功

D.對(duì)水桶所做的功是有用功

2.如圖所示,人向下拉繩提升重物。已知物體重400N,動(dòng)滑輪重60N,不計(jì)繩重及摩擦,將重物勻速提升0.5m,人施加的拉力為N,繩子自由端移動(dòng)的距離為m,人所做的有用功為J,總功為J,額外功為J。

知識(shí)點(diǎn)2機(jī)械效率

3.(2022江蘇揚(yáng)州中考)在測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的活動(dòng)中,裝置如圖所示,欲使所測(cè)機(jī)械效率提高,下列措施可行的是()

A.轉(zhuǎn)軸加潤(rùn)滑油B.增加提升高度

C.增大提升速度D.減小物體質(zhì)量

4.(2022江蘇南京秦淮外國(guó)語(yǔ)學(xué)校期中)在某場(chǎng)館建設(shè)中,采用了如圖所示的裝置提升重物,當(dāng)工人師傅們用800N的拉力F向下拉繩時(shí),重1200N的重物勻速上升了5m,下列說(shuō)法中不正確的是()

A.繞在動(dòng)滑輪上每股繩的拉力為600N

B.拉力F做功為8×103J

C.滑輪組的機(jī)械效率為75%

D.動(dòng)滑輪的重可能為380N

5.【中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化】【新獨(dú)家原創(chuàng)】如圖所示是一項(xiàng)稱為跳板的雜技表演?？梢詫⑺醋鞲軛U,支點(diǎn)在跳板的上都,此時(shí)跳板右端距離地面1m,當(dāng)質(zhì)量為80kg的甲表演者從距離跳板右端2m高的位置由靜止落到跳板的右端時(shí),這時(shí)會(huì)將質(zhì)量為40kg的乙表演者彈起5m,恰好落在另一位表演者肩上扛的桿的座椅上。在這個(gè)過(guò)程中,總功為J,額外功為J,跳板的機(jī)械效率為。(g=10N/kg)

6.(2023江蘇蘇州立達(dá)中學(xué)期中)如圖,塔式起重機(jī)的滑輪組將重為1.2×104N的重物在5s內(nèi)勻速吊起2m,滑輪組的機(jī)械效率為80%。求:

(1)提升重物做的有用功;

(2)繩端的拉力F;

(3)拉力的功率。

能力提升全練

7.(2022甘肅蘭州中考,8,★★☆)如圖所示,斜面長(zhǎng)10m,高4m。用平行于斜面F=50N的拉力,將重100N的物體,從斜面的底端勻速拉到頂端。在此過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()

A.利用此裝置既可以省力,也可以省功

B.物體受到的摩擦力為50N

C.對(duì)物體所做的有用功為500J

D.該斜面的機(jī)械效率為80%

8.(2022四川達(dá)州中考,6,★★☆)如圖所示,小華用滑輪組水平向左勻速拉動(dòng)A物體,A物體5s內(nèi)移動(dòng)了100cm,且A物體與水平地面的摩擦力大小為12N,已知滑輪組的機(jī)械效率為80%,則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.拉力F大小為4N

B.繩子自由端移動(dòng)的速度為0.6m/s

C.拉力F做功的功率為3W

D.拉力F在5s內(nèi)對(duì)滑輪組做的額外功為3J

9.(2023江蘇南通中考,10,★★★)物理學(xué)中把機(jī)械對(duì)重物施加的力與人對(duì)機(jī)械施加的力的比值叫作機(jī)械效益MA,用于比較不同機(jī)械的省力程度?，F(xiàn)用圖示滑輪組勻速提升重物,不計(jì)繩重和摩擦。則下列描述滑輪組的機(jī)械效益MA與物體重力G、機(jī)械效率η與機(jī)械效益MA的關(guān)系圖線中,可能正確的是()

ABCD

10.(2022江蘇鹽城中考,17改編,★★☆)在“再探動(dòng)滑輪”的實(shí)驗(yàn)中,小明用彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向勻速拉一個(gè)動(dòng)滑輪,使掛在它下面重為3N的鉤碼緩緩上升0.2m,鉤碼上升的時(shí)間為4s。繩受到的拉力為2N,此過(guò)程中鉤碼上升的速度為m/s,拉力的功率為W,動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為。

11.(2022江蘇南通中考,22,★★☆)用圖甲滑輪組做“探究動(dòng)滑輪的重對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響”實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中把不同的磁鐵吸附在動(dòng)滑輪邊框上以改變滑輪的重,每次實(shí)驗(yàn)都勻速拉動(dòng)繩端使物體上升10cm。不計(jì)繩重,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表。

次數(shù)G物/NG動(dòng)/NF/Nη

16.00.32.290.9%

26.01.0

36.01.92.969.0%

46.03.23.458.8%

(1)每次實(shí)驗(yàn)繩端移動(dòng)距離為cm;

(2)第2次實(shí)驗(yàn)中拉力F的示數(shù)如圖乙,讀數(shù)為N,第2次實(shí)驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效率為%。分析數(shù)據(jù)可知:在物重不變的情況下,動(dòng)滑輪越重滑輪組的機(jī)械效率越;

(3)實(shí)驗(yàn)中若僅增大繩端移動(dòng)的距離,則滑輪組的機(jī)械效率將;

(4)本實(shí)驗(yàn)中,在物重不變的情況下,動(dòng)滑輪變重時(shí),由摩擦引起的額外功占總額外功的比例(選填“變大”“變小”或“不變”)。

12.(2022江蘇鎮(zhèn)江中考,28改編,★★☆)如圖所示,用拉力F通過(guò)動(dòng)滑輪將重90N的貨物勻速提升1m,動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為90%。不計(jì)繩重及滑輪與軸、滑輪與繩之間的摩擦,求:

(1)上述過(guò)程中的有用功W有。

(2)上述過(guò)程中拉力所做的功WF。

(3)動(dòng)滑輪所受的重力G動(dòng)。

素養(yǎng)探究全練

13.【科學(xué)探究】小明、小紅和小華在學(xué)習(xí)完機(jī)械效率后,他們無(wú)意中發(fā)現(xiàn)重建的“紅星橋”的引橋傾斜程度比“蓉湖大橋”的傾斜程度更小。關(guān)于這一現(xiàn)象,結(jié)合所學(xué)知識(shí)他們提出了自己的猜想。

猜想一:引橋傾斜程度較小是為了增大斜面的機(jī)械效率;

猜想二:引橋的傾斜程度較小是為了更省力,但無(wú)法增大機(jī)械效率;

猜想三:斜面的機(jī)械效率還與提升物體的重力有關(guān)。

為了驗(yàn)證自己的猜想,他們用木板搭成了如圖所示的裝置,并以傾角α的大小表示斜面的傾斜程度,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究,記錄數(shù)據(jù)如表:

次數(shù)斜面傾角α物重G/N斜面高度H/m拉力F/N斜面長(zhǎng)度L/m機(jī)械效率η

130°60.65.01.260%

230°30.62.51.260%

342°30.82.61.2

(1)分析表中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):物重相同時(shí),斜面傾角越小,越;

(2)第3次實(shí)驗(yàn)中斜面的機(jī)械效率η=;

(3)比較兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以驗(yàn)證猜想三是(選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的;對(duì)比2、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以初步得出斜面機(jī)械效率和斜面傾斜程度的關(guān)系:。

答案全解全析

基礎(chǔ)過(guò)關(guān)全練

1.D師傅不小心把水桶掉進(jìn)水里,目的是把水桶提上來(lái),所以對(duì)水桶做的功為有用功。

2.230120023030

解析由圖知,n=2,不計(jì)繩重及摩擦,人施加的拉力F=(G+G動(dòng))=×(400N+60N)=230N;

繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh=2×0.5m=1m;

人所做的有用功W有=Gh=400N×0.5m=200J;

總功W總=Fs=230N×1m=230J;

不計(jì)繩重及摩擦,額外功為克服動(dòng)滑輪自重做的功W額=G動(dòng)h=60N×0.5m=30J。

3.A轉(zhuǎn)軸加潤(rùn)滑油,可以減小滑輪與軸之間的摩擦力,從而減小額外功占總功的比例,機(jī)械效率變高,故A正確;增加提升高度,根據(jù)η=可知機(jī)械效率不受影響,故B錯(cuò)誤;根據(jù)η=可知,增大提升物體的速度不影響滑輪組的機(jī)械效率,故C錯(cuò)誤;根據(jù)機(jī)械效率η=可知,在動(dòng)滑輪重一定時(shí),被提升物體的重力越小,機(jī)械效率越低,故D錯(cuò)誤。

4.A繩子末端的拉力F為800N,同一根繩子上的拉力相同,則繞在動(dòng)滑輪上每股繩的拉力都為800N,故A符合題意;由圖知,滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2,拉力端移動(dòng)的距離s=nh=2×5m=10m,拉力F做功W總=Fs=800N×10m=8×103J,故B不符合題意;拉力做的有用功W有=Gh=1200N×5m=6×103J,滑輪組的機(jī)械效率η=×100%=75%,故C不符合題意;拉力做的額外功W額=W總-W有=8×103J-6×103J=2×103J,若不計(jì)摩擦和繩重,由W額=G動(dòng)h可得,動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)==400N,而題目中未說(shuō)明不計(jì)摩擦和繩重,則克服動(dòng)滑輪的重力做的額外功應(yīng)該小于2×103J,故動(dòng)滑輪的重力應(yīng)小于400N,可能為380N,故D不符合題意。

5.240040083%

解析甲表演者做的總功W總=G1h1=m1gh1=80kg×10N/kg×(2m+1m)=2400J;對(duì)乙表演者做的有用功W有用=G2h2=m2gh2=40kg×10N/kg×5m=2000J;額外功W額外=W總-W有用=2400J-2000J=400J;跳板的機(jī)械效率η=≈83%。

6.解析(1)提升重物做的有用功W有用=Gh=1.2×104N×2m=2.4×104J;(2)由η=可得,拉力做的總功W總==3×104J,由圖知,滑輪組繩子有效股數(shù)n=3,則繩端移動(dòng)距離s=nh=3×2m=6m,由W=Fs可得,繩端拉力F==5×103N;(3)拉力的功率P==6000W。

能力提升全練

7.D此裝置為斜面,可以省力,根據(jù)功的原理可知,使用任何機(jī)械都不省功,故A錯(cuò)誤;有用功W有用=Gh=100N×4m=400J,故C錯(cuò)誤;總功W總=Fs=50N×10m=500J,機(jī)械效率η==80%,故D正確;額外功W額外=W總-W有用=500J-400J=100J,物體受到的摩擦力f==10N,故B錯(cuò)誤。

8.A由圖可知n=3,由η=可知,繩子自由端的拉力F==5N,故A錯(cuò)誤;物體移動(dòng)的距離s物=100cm=1m,繩子自由端移動(dòng)的距離s=ns物=3×1m=3m,則繩子自由端移動(dòng)的速度v==0.6m/s,故B正確;拉力做的總功W總=Fs=5N×3m=15J,拉力做功的功率P==3W,故C正確;有用功W有=fs物=12N×1m=12J,額外功W額=W總-W有=15J-12J=3J,故D正確。

9.C由題知MA=,n=3,不計(jì)繩重和摩擦,則F=(G+G動(dòng)),則MA=,可知,隨著G的增大,MA增大,但逐漸趨于零,所以MA逐漸趨于不變,故MA與G的關(guān)系圖線是一條向MA軸凸的曲線,A、B錯(cuò)誤;MA=,不計(jì)繩重和摩擦,η=,則,即η與MA是成正比的,故C正確,D錯(cuò)誤。

10.0.050.275%

解析鉤碼上升的速度v==0.5m/s;拉力的功率P==0.2W;動(dòng)滑輪的機(jī)械效率η==75%。

11.(1)30(2)2.580低(3)不變(4)變小

解析(1)從圖中可知n=3,每次實(shí)驗(yàn)繩端移動(dòng)距離s=nh=3×10cm=30cm=0.3m;(2)彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.1N,讀數(shù)為2.5N,第2次實(shí)驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效率η==80%;分析數(shù)據(jù)可知:在物重不變的情況下,從實(shí)驗(yàn)1至實(shí)驗(yàn)4,動(dòng)滑輪的重力逐漸變大,滑輪組的機(jī)械效率逐漸變低,故動(dòng)滑輪越重滑輪組的機(jī)械效率越低;(3)實(shí)驗(yàn)中若僅增大繩端移動(dòng)的距離,根據(jù)η=可知滑輪組的機(jī)械效率將不變;(4)四次實(shí)驗(yàn)中,物體上升的高度h=10cm=0.1m,有用功W有用=Gh=6.0N×0.1m=0.6J,第1次實(shí)驗(yàn)中,克服動(dòng)滑輪的重力所做的額外功W動(dòng)1=G動(dòng)1h=0.3N×0.1m=0.03J,總功W總1=F1s=2.2N×0.3m=0.66J,摩擦引起的額外功W摩1=W總1-W有用-W動(dòng)1=0.66J-0.6J-0.03J=0.03J,摩擦引起的額外功占總額外功的比例=50%……第4次實(shí)驗(yàn)中,克服動(dòng)滑輪的重力所做的額外功W動(dòng)4=G動(dòng)4h=3.2N×0.1m=0.32J,總功W總4=F4s=3.4N×0.3m=1.02J,摩擦引起的額外功W摩4=W總4-W有用-W動(dòng)4=1.02J-0.6J-0.32J=0.1J,摩擦引起的額外功占總額外功的比例≈24%;本實(shí)驗(yàn)中,在物重不變的情況下,動(dòng)滑輪變重時(shí),由摩擦引起的額外功占總額外功的比例變小。

12.解析(1)上述過(guò)程中的有用功W有=Gh=90N×1m=90J;(2)由η==100J;(3)由圖知,繩子的有效股數(shù)n=2,則s=nh=2×1m=2m,由W=Fs得,繩端的拉力F==50N,不計(jì)繩重及滑輪與軸、滑輪與繩之間的摩擦,由F=(G+G動(dòng))可得,動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)=nF-G=2×50N-90N=10N。

素養(yǎng)探究全練

13.(1)省力(2)77%(3)1、2錯(cuò)誤斜面的傾斜程度越大,機(jī)械效率越高

解析(1)由表中第2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,物