115機(jī)械效率-2022-2023學(xué)九年級(jí)上冊(cè)物理練習(xí)（蘇科版）

11.5機(jī)械效率如圖所示，有一斜面長(zhǎng)為L(zhǎng)，高為h?，F(xiàn)用力F沿斜面把重為G的物體從底端勻速拉到頂端，已知物體受到斜面的摩擦力為f，則下列關(guān)于斜面機(jī)械效率η的表達(dá)式正確的是（）A． B． C． D．【答案】D?！窘馕觥拷猓盒泵娴母邽閔，物體的重力為G，有用功為：W有用＝Gh，斜面長(zhǎng)為L(zhǎng)，拉力為F，總功為：W總＝FL，使用斜面的機(jī)械效率為：η＝＝，而物體與斜面的摩擦力為f，額外功為：W額外＝fL，則總功為：W總＝W有用+W額外＝Gh+fL，機(jī)械效率也可以表達(dá)為：η＝＝＝或：η＝＝＝＝1﹣，故D正確；A選項(xiàng)中，是有用功與額外功的比值，不是機(jī)械效率，故A錯(cuò)；B選項(xiàng)中，是有用功與有用功的比值，不是機(jī)械效率，故B錯(cuò)；C選項(xiàng)中，分母是總功與額外功之和，則該比值不是機(jī)械效率，故C錯(cuò)。如圖所示，工人用滑輪組把重物勻速提升到一定高度，重物的重為G物，動(dòng)滑輪的重為G動(dòng)，此裝置的機(jī)械效率為η，不計(jì)繩重和摩擦。則下列表達(dá)式中不能表示工人所用拉力大小的是（）A． B． C． D．【答案】D?！窘馕觥拷猓簭膱D中可知，n＝3，不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，根據(jù)F＝可知拉力F＝，故A正確；繩子自由端移動(dòng)的距離s＝nh＝3h，根據(jù)η＝＝＝可知，拉力F＝，故B正確；根據(jù)η＝＝＝＝可知，拉力F＝，故C正確。如圖所示，甲、乙杠桿的質(zhì)量和長(zhǎng)度均相同，機(jī)械摩擦不計(jì)，分別使用甲、乙杠桿將物體A提升相同的高度，則在工作過(guò)程中，甲、乙杠桿的機(jī)械效率相比（）A．甲的大 B．乙的大 C．一樣大 D．無(wú)法確定【答案】B?！窘馕觥拷猓菏褂酶軛U提升物體時(shí)，克服物體重力做的功是有用功，物體A重力一定，提升相同的高度，根據(jù)W＝Gh可知，拉力所做的有用功相比W甲＝W乙；由圖知：使用甲裝置提起物體時(shí)，拉力做的功包括兩部分：克服物重、克服杠桿重力；使用乙裝置提起物體時(shí)，由于杠桿的重心在O點(diǎn)，所以拉力做的功只要克服物重即可。由η＝知：乙裝置的機(jī)械效率更高。如圖所示小明分別用甲、乙兩個(gè)滑輪把同一袋沙子從地面勻速提到二樓，用甲滑輪所做的總功為W1，機(jī)械效率為η1；用乙滑輪所做的總功為W2，機(jī)械效率為η2，若不計(jì)繩重及摩擦，則（）A．W1＜W2η1＞η2 B．W1＝W2η1＜η2 C．W1＝W2η1＞η2 D．W1＞W(wǎng)2η1＜η2【答案】A?！窘馕觥拷猓海?）由W有＝Gh知，小明分別用甲、乙兩滑輪把同一袋沙從一樓地面提到二樓地面，所以?xún)煞N情況的有用功相同；（2）不計(jì)繩重及摩擦；有用功一定時(shí)，甲中所做的總功為對(duì)一袋沙所做的功，利用機(jī)械時(shí)做的額外功越少，則總功就越少，即W1＜W2；乙是動(dòng)滑輪，乙中所做的總功還要加上對(duì)動(dòng)滑輪所做的功，利用乙滑輪做的額外功多，則總功越多，由η＝可知甲機(jī)械效率較高。即：W1＜W2，η1＞η2。關(guān)于功、功率、機(jī)械效率，下列說(shuō)法中正確的是（）A．機(jī)械效率越高的機(jī)械，一定越省力 B．功率大的機(jī)器做功一定多 C．做功快的機(jī)器其機(jī)械效率一定高 D．功率大的機(jī)器做功就快【答案】D?！窘馕觥拷猓篈、機(jī)械的機(jī)械效率越高，表明機(jī)械做的有用功與總功的比值大，做的無(wú)用功少，與機(jī)械省不省力無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤。B、物體做功多少與功率和時(shí)間都有關(guān)系。功率大，時(shí)間不確定，因此機(jī)器做功多少不能確定，故B錯(cuò)誤；C、做功快，表明功率大，機(jī)械效率是指有用功與總功的比值，功率反應(yīng)物體做功的快慢，機(jī)械效率與機(jī)械功率大小沒(méi)有直接關(guān)系，故C錯(cuò)誤；D、因?yàn)楣β示褪敲枋鑫矬w做功快慢的物理量。功率大的機(jī)器做功一定快，故D正確。分別用如圖所示的兩個(gè)滑輪組，將同一物體提升到相同高度，若物體受到的重力為100N，動(dòng)滑輪的重力為20N。在把物體勻速提升1m的過(guò)程中（不計(jì)繩重和摩擦），下列說(shuō)法正確的是（）A．甲、乙兩滑輪組所做的有用功都是100J B．甲滑輪組所做的有用功為200J，乙滑輪組所做的有用功為300J C．甲、乙滑輪組中繩子的自由端的拉力相等 D．甲滑輪組的機(jī)械效率大于乙滑輪組的機(jī)械效率【答案】A。【解析】解：甲、乙兩滑輪組所提的重物相同、上升的高度相同，根據(jù)W＝Gh可知兩滑輪組所做的有用功相同，則W有＝Gh＝100N×1m＝100J；由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)n甲＝2，n乙＝3，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)和重力以及物體的重力相同，根據(jù)F拉＝（G物+G動(dòng)）可知，兩滑輪組繩子自由端的拉力不相等；不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，滑輪組的額外功是由克服動(dòng)滑輪重力所做的功，根據(jù)W＝Gh可知，動(dòng)滑輪重和上升高度相同時(shí)，兩者的額外功相等，即W額＝G動(dòng)h＝20N×1m＝20J；由于W總＝W有+W額，則兩滑輪組的總功相同，即W總＝100J+20J＝120J；有用功相同，總功相同，根據(jù)η＝可知，兩滑輪組的機(jī)械效率相等；綜上所述，A正確。如圖所示，工人用滑輪組把重物勻速提升到一定高度，重物的重力為G，每個(gè)滑輪的重力為G滑，此裝置的機(jī)械效率為η，則工人所用的拉力在下述表達(dá)中正確的是（）A． B． C． D．【答案】A。【解析】解：設(shè)物體上升的高度為h，由圖示可知，n＝2，由η＝＝＝＝可知，工人所用的拉力：F＝，故A正確；不計(jì)繩子的重力和繩子與滑輪間的摩擦，只計(jì)動(dòng)滑輪的重力時(shí)，由（1﹣η）＝＝＝＝可得，F(xiàn)＝，由于實(shí)際使用時(shí)，繩子的重力和繩子與滑輪間的摩擦是存在的，因此F＞，故BCD錯(cuò)誤。如圖所示，斜面長(zhǎng)s＝10m，高h(yuǎn)＝4m，用沿斜面向上的拉力F，將一個(gè)重為150N的物體由斜面底端勻速拉到頂端，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體克服摩擦力做了200J的功．該過(guò)程中物體受到的摩擦力為20N，斜面的機(jī)械效率η＝75%；若減小斜面傾斜度，則斜面的機(jī)械效率減?。ㄟx填“增大”“減小”或“不變”）．【答案】20；75%；減小?！窘馕觥拷猓焊鶕?jù)W＝fs可得，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體受到的摩擦力f＝＝＝20N；使用該斜面做的有用功W有＝Gh＝150N×4m＝600J；總功W總＝W有+W額＝600J+200J＝800J，斜面的機(jī)械效率η＝×100%＝×100%＝75%；若減小斜面傾斜度，則克服摩擦力做的額外功增加，有用功所占總功的比例減小，即斜面的機(jī)械效率減小。建筑工地上，起重機(jī)吊臂上的滑輪組如圖所示，在勻速起吊質(zhì)量為70kg的物體時(shí)，物體5s內(nèi)上升了6m。若滑輪組的機(jī)械效率為70%，則有用功為4200J，拉力F做功功率為1200W（g取10N/kg）?！敬鸢浮?200；1200?！窘馕觥拷猓海?）物體的重力：G＝mg＝70kg×10N/kg＝700N，拉力做的有用功：W有＝Gh＝700N×6m＝4200J；（2）由η＝×100%可知，拉力做的總功：W總＝＝＝6000J，拉力做功的功率：P＝＝＝1200W。用如圖所示的滑輪組將重為300N的物體勻速提升了2m，機(jī)械效率為75%，動(dòng)滑輪重60N。則此過(guò)程中有用功為600J，額外功為200J，拉力為200N?！敬鸢浮?00；200；200?！窘馕觥拷猓海?）此過(guò)程中做的有用功為克服物體的重力所做的功，所以有用功為：W有＝Gh＝300N×2m＝600J；（2）由效率公式η＝變形可得總功為：W總＝＝＝800J；所以額外功為：W額＝W總﹣W有＝800J﹣600J＝200J；（3）因?yàn)榕c動(dòng)滑輪連接的繩子股數(shù)為2，所以繩子自由端移動(dòng)的距離為重物上升高度的2倍，即繩子自由端移動(dòng)的距離為4m，而拉力做總功，所以拉力為：F＝＝＝200N。如圖所示，用相同的滑輪安裝成甲、乙兩種裝置，分別用FA、FB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η甲＞η乙；若FA＝FB，則GA＜GB。（選填“＞”、“＜”或“＝”）【答案】＞；＜?！窘馕觥拷猓海?）不計(jì)繩重和摩擦，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：η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%，因物體的重力G越大，1+越小，越大，且動(dòng)滑輪的重力相等，所以GA＞GB時(shí)，η甲＞η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。探究“斜面機(jī)械效率”的某次實(shí)驗(yàn)記錄如表物重G/N斜面高h(yuǎn)/cm沿斜面的拉力F/N斜面長(zhǎng)s/cm機(jī)械效率η/%3402100（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)沿斜面拉動(dòng)物體，應(yīng)使其做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。（2）表格中的機(jī)械效率為60%。（3）木塊所受摩擦力為0.8N?！敬鸢浮浚?）勻速直線(xiàn)；（2）60%；（3）0.8?！窘馕觥拷猓海?）沿斜面拉動(dòng)物體時(shí)，為使彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)，所以應(yīng)盡量使物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；（2）沿斜面拉木塊做的有用功：W有＝Gh＝3N×0.4m＝1.2J，拉力做的總功W總＝Fs＝2N×1m＝2J；實(shí)驗(yàn)時(shí)斜面的機(jī)械效率η＝＝×100%＝60%；（3）額外功W額＝W總﹣W有＝2J﹣1.2J＝0.8J，由W額＝fs得，木塊所受摩擦力f＝＝＝0.8N。如圖所示，是探究影響滑輪組的機(jī)械效率的因素時(shí)，選用相同的器材，組裝的多個(gè)滑輪組裝置。（1）選擇a、b裝置控制的變量是滑輪組的連接方式，探究的是物體的重力因素對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響。（2）選擇b、d裝置控制的變量是物體的重力，探究的是滑輪組的連接方式因素對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響。（3）多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，使用滑輪組所做的額外功均相同。則裝置b、d的機(jī)械效率較高，滑輪組的連接方式因素不影響滑輪組的機(jī)械效率?！敬鸢浮浚?）滑輪組的連接方式；物體的重力；（2）物體的重力；滑輪組的連接方式；（3）b、d；滑輪組的連接方式。【解析】解：（1）根據(jù)a、b裝置可知，滑輪組的連接方式相同，物體的重力不同，所以探究的是物體重力對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響；（2）根據(jù)b、d裝置可知，滑輪組的連接方式不相同，物體的重力相同，所以探究的是滑輪組的連接方式對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響；（3）使用滑輪組所做的額外功均相同，提升物體的高度相同，物體的重力越大，根據(jù)W＝Gh可知，有用功越大，根據(jù)η＝＝可知，裝置的機(jī)械效率就越大，由此可知，b、d的機(jī)械效率越大；根據(jù)η＝＝可知，滑輪組的連接方式不影響滑輪組機(jī)械效率的大小。用如圖所示的塔式起重機(jī)上的滑輪組勻速提升質(zhì)量為600kg體積為0.2m3的物體。滑輪組的機(jī)械效率時(shí)80%，g取10N/kg，求：（1）物體的密度是多少？（2）繩端的拉力F是多大？【答案】（1）物體的密度是3×103kg/m3；（2）繩端的拉力F是2500N。【解析】解：（1）物體的密度：ρ＝＝＝3×103kg/m3；（2）物體的重力：G＝mg＝600kg×10N/kg＝6000N，由圖知，使用的滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n＝3，拉力端移動(dòng)距離s＝3h，滑輪組的機(jī)械效率η＝＝＝＝，拉力大小：F＝＝＝2500N。如圖所示，用沿斜面方向的推力F，將一個(gè)重為100N的物體由斜面底端A勻速推到頂端B，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體克服摩擦力做了100J的