蘇科版初中九年級(jí)物理專項(xiàng)素養(yǎng)綜合練(三)機(jī)械效率的有關(guān)計(jì)算課件

專項(xiàng)素養(yǎng)綜合全練（三）機(jī)械效率的有關(guān)計(jì)算類型一豎直方向滑輪組類1.(新課標(biāo)·科學(xué)推理)(2024江蘇泰州民興實(shí)驗(yàn)中學(xué)期中)如圖所示,工人用200N的力將重350N的物體勻速提升2m,共用了10秒。若在此過(guò)程中忽略繩重和摩擦,下列說(shuō)法正確的是(

)A.繩子自由端移動(dòng)的距離是6mB.動(dòng)滑輪的重是5NC.工人做功的功率是40WD.滑輪組的機(jī)械效率是87.5%D解析由圖知,n=2,繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh=2×2m=4m,

故A錯(cuò)誤;忽略繩重和摩擦,動(dòng)滑輪的重力G輪=2F-G=2×200N-350N=50N,故B錯(cuò)誤;拉力做功W總=Fs=200N×4m=800J,P=

=

=80W,故C錯(cuò)誤;W有用=Gh=350N×2m=700J,滑輪組的機(jī)械效率η=

=

=87.5%。2.(2024江蘇蘇州星灣學(xué)校月考)小彬用如圖所示滑輪組把重300N的貨物勻速提升3m,若不計(jì)繩重和摩擦,所用的拉力是250N。此過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率是

。

60%解析拉力做的有用功W有用=Gh=300N×3m=900J,由圖可

知,n=2,繩端移動(dòng)的距離s=nh=2×3m=6m,拉力做的總功W總=

Fs=250N×6m=1500J,滑輪組的機(jī)械效率η=

=

=60%。類型二水平方向滑輪組類3.(2024江蘇淮安開(kāi)明中學(xué)期中)如圖所示,利用輕質(zhì)滑輪勻

速拉動(dòng)水平地面上重300N的物體A,使物體A在10s內(nèi)向右移

動(dòng)了2m,若彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為20N,拉力F大小為50N,則

(

)

A.物體A受到的摩擦力大小為10NB.水平拉力F所做的功為100JC.拉力的功率為10WD.滑輪的機(jī)械效率為80%D解析由二力平衡可知,物體A受到的摩擦力與繩對(duì)物體A的

拉力相等,即f=F示=20N,故A錯(cuò)誤;由圖可知n=2,繩端移動(dòng)的

距離s=

=

=1m,水平拉力F所做的功W總=Fs=50N×1m=50J,故B錯(cuò)誤;拉力做功的功率P=

=

=5W,故C錯(cuò)誤;拉力做的有用功W有用=fs物=20N×2m=40J,滑輪的機(jī)械效率η=

=

=80%。4.(2024江蘇海安期中)如圖,木箱A重1200N,在大小為100N

的水平拉力F的作用下以0.1m/s的速度向左勻速運(yùn)動(dòng),若滑

輪組的機(jī)械效率為80%,則木箱A受到地面對(duì)它的摩擦力的

大小為

N,在5s內(nèi)滑輪組對(duì)木箱A所做的功是

J。

240

120解析由圖可知,n=3,因水平方向使用滑輪組時(shí),克服物體摩

擦力所做的功為有用功,所以,滑輪組的機(jī)械效率η=

=

=

=

=80%,解得f=240N,即A受到地面對(duì)它的摩擦力為240N;5s內(nèi)木箱A移動(dòng)的距離s木=v木t=0.1m/s×5s=0.5

m,因木箱A勻速運(yùn)動(dòng),滑輪組對(duì)木箱A的力與其摩擦力相等,

F'=f=240N,在5s內(nèi)滑輪組對(duì)木箱A所做的功W=F's木=240N

×0.5m=120J。類型三斜面類5.(2024江蘇南京南師附中樹(shù)人學(xué)校期中)如圖所示,斜面s=1m,h=0.5m,小明在5s內(nèi)將重5N的木塊勻速拉到h高度處,拉

力F為2.8N,斜面的機(jī)械效率是

,木塊受到的摩擦力是

N。(保留一位小數(shù))89.3%

0.3解析小明將木塊勻速拉到h高度處,拉力F做的有用功W有用=Gh=5N×0.5m=2.5J,總功W總=Fs=2.8N×1m=2.8J,斜面的

機(jī)械效率η=

=

≈89.3%。額外功W額=W總-W有用=2.8J-2.5J=0.3J,木塊受到的摩擦力f=

=

=0.3N。類型四杠桿類6.(2024江蘇南京玄武期中)如圖所示,鉤碼的總重為1N,鉤碼上升的高度為0.1m,彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上移動(dòng)的距離為0.4m,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖,則此杠桿的機(jī)械效率為

%。忽略杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)軸的摩擦,僅將鉤碼的懸掛點(diǎn)從A點(diǎn)移到B點(diǎn),若將彈簧測(cè)力計(jì)從原位置提升相同高度,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將

,杠桿的機(jī)械效率將

。(均選填“變大”“變小”或“不變”)50變大變大解析

彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.1N,其示數(shù)是0.5N,有用功

W有=Gh=1N×0.1m=0.1J,總功W總=Fs=0.5N×0.4m=0.2J,此

杠桿的機(jī)械效率η=

=

=50%;僅將鉤碼的懸掛點(diǎn)從A點(diǎn)移到B點(diǎn),阻力臂變大,由杠桿的平衡條件可知,阻力不變,動(dòng)力

臂不變,則動(dòng)力變大,即彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變大;杠桿提升

鉤碼時(shí),對(duì)鉤碼做有用功,克服杠桿自重所做的功為額外功,

且W有+W額=W總,將鉤碼的懸掛點(diǎn)從A點(diǎn)移至B點(diǎn),彈簧測(cè)力計(jì)

升高相同的高度,杠桿上旋的角度不變,克服杠桿自重所做的功不變,鉤碼提升的高度增加,有用功增大,額外功不變,總功

變大,由η=

=

=1-

可知,總功變大,額外功不變,故機(jī)械效率η變大。類型五綜合計(jì)算類7.(2022陜西中考)如圖,這是一種塔式起重機(jī)。已知起重機(jī)上的滑輪組在勻速起吊330kg的物體時(shí),滑輪組的機(jī)械效率是60%,g取10N/kg。下列分析和計(jì)算錯(cuò)誤的是

(

)

A.起重機(jī)的吊臂AOB可視為杠桿B.物體上升2m,滑輪組所做有用功是6.6×103JC.物體上升2m,滑輪組所做總功是1.1×104JD.增加起吊物體的質(zhì)量,滑輪組的機(jī)械效率將減小D解析據(jù)圖可知,起重機(jī)的吊臂符合杠桿的條件,故A正確;物

體上升2m,滑輪組所做有用功W有用=Gh=mgh=330kg×10N/kg×2m=6.6×103J,故B正確;W總=

=

=1.1×104J,故C正確;增加起吊物體的質(zhì)量,起吊物體的重力變大,有用功變

大,額外功不變,有用功在總功中所占的比例變大,則滑輪組

的機(jī)械效率增大,故D錯(cuò)誤。8.(2024江蘇南京玄武外國(guó)語(yǔ)學(xué)校期中)生活中我們經(jīng)常使用簡(jiǎn)單機(jī)械。如圖是家用升降晾衣架的結(jié)構(gòu)示意圖。已知晾衣架上所掛衣服質(zhì)量為10kg,動(dòng)滑輪、桿和晾衣架總質(zhì)量為6kg。重為500N的小明用力F拉動(dòng)鋼絲繩自由端,在10s內(nèi)使衣服勻速上移1m,不計(jì)鋼絲繩重和摩擦。(g取10N/kg)求:(1)鋼絲繩自由端拉力F;(2)拉力F的功率;(3)由于使用不當(dāng),造成晾衣架最左側(cè)鋼絲繩受損,最多只能承受200N的力,其余鋼絲繩能正常使用,小明使用該裝置提

升衣服的最大機(jī)械效率。解析

(1)提升的總重力G總=mg=(10kg+6kg)×10N/kg=160N;由圖知鋼絲繩的有效段數(shù)為4,不計(jì)鋼絲繩重和摩擦,鋼絲繩自由端的拉力F=

=

=40N;(2)鋼絲繩自由端移動(dòng)的距離s=nh=4×1m=4m,拉力做的功W總=Fs=40N×4m=160J,拉力F的功率P=

=

=16W;(3)晾衣架最左側(cè)鋼絲繩受損,最多只能承受200N的力,不計(jì)鋼絲繩重和摩擦,F大=

=200N,動(dòng)滑輪、桿和晾衣架總重G'=60N,提升物體的最大重力G物=740N;提升衣服的機(jī)械效率η=

=

=

=

,G物越大,機(jī)械效率越高,故提升衣服的最大機(jī)械效率η大=

=

=92.5%。9.(新課標(biāo)·模型建構(gòu))(2023江蘇淮安文通中學(xué)期中)研究物理問(wèn)題時(shí),常需要突出研究對(duì)象的主要因素,忽略次要因素,將其簡(jiǎn)化為物理模型。如圖甲所示,一個(gè)質(zhì)量分布均勻的輪軸,研究它的特點(diǎn)時(shí)可以忽略它的質(zhì)量,將其簡(jiǎn)化成一個(gè)輕質(zhì)杠桿如圖乙。已知輪半徑R是軸半徑r的n倍。(1)若所提升物體的重力為G,當(dāng)作用在輪上的力為F時(shí)輪軸

勻速轉(zhuǎn)動(dòng),不計(jì)繩重和摩擦,請(qǐng)證明F=

;(2)若該輪軸的軸半徑r=10cm,輪半徑R=50cm,當(dāng)施加的拉

力F=120N時(shí),重力為G=500N的物體勻速上升了2m,則該輪軸的機(jī)械效率是多少?(百分號(hào)前保留一位小數(shù))