115機(jī)械效率鞏固練習(xí)

11.5機(jī)械效率一、單選題1．簡(jiǎn)單機(jī)械在我們生活中應(yīng)用非常廣泛，好動(dòng)手的小明同學(xué)分別用杠桿、斜面和滑輪組將同一物體移動(dòng)到相同高度，做有用功（）A．杠桿最多 B．斜面最多C．滑輪組最多 D．一樣多【答案】D【詳解】用杠桿、斜面和滑輪組將同一物體舉到相同的高度，根據(jù)公式W有=Gh可知，做的有用功相等。故選D。2．下列說(shuō)法中正確的是（）A．功率大的機(jī)器做功多 B．功率大的機(jī)器做功快C．機(jī)械效率高的機(jī)械做的有用功多 D．機(jī)械效率高的機(jī)械做的額外功少【答案】B【詳解】A．功率在數(shù)值上等于功與時(shí)間的比，不知道做功的時(shí)間，功率大的機(jī)器做功不一定多，故A錯(cuò)誤；B．功率是表示做功快慢的物理量，功率大的機(jī)器做功快，故B正確；CD．機(jī)械效率高的機(jī)械有用功占總功的百分比高，但不能說(shuō)做的有用功多，其做的額外功也不一定少，故CD錯(cuò)誤。故選B。3．期末考試前，小明整理錯(cuò)題，梳理出幾個(gè)結(jié)論，分析正確的是（）A．一個(gè)物體受兩個(gè)力的作用，若這兩個(gè)力的三要素完全相同，它們一定是平衡力B．動(dòng)滑輪省一半力，機(jī)械效率一定等于50%C．做功越少，功率越小，機(jī)械效率越小D．功率越大，反映做功越快，與機(jī)械效率無(wú)關(guān)【答案】D【詳解】A．由于這兩個(gè)力的三要素完全相同，即大小、方向、作用點(diǎn)都一樣，那么這兩個(gè)力作用在一個(gè)物體上時(shí)，不可能是平衡力，平衡力是指兩個(gè)大小相等、方向相反、作用在同一條直線上的力，故A錯(cuò)誤；B．使用動(dòng)滑輪能省力；由于不能確定有用功和總功的大小，所以不能確定動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是多少，故B錯(cuò)誤；C．做功多少與功率和機(jī)械效率沒(méi)有直接關(guān)系，功率是指單位時(shí)間內(nèi)做的功，機(jī)械效率是指有用功與總功的比值，故C錯(cuò)誤；D．功率越大，表示做功的速度越快，功率與機(jī)械效率沒(méi)有直接關(guān)系，故D正確。故選D。4．小明同學(xué)用如圖所示的滑輪組提升重物。下列說(shuō)法中不能提高滑輪組的機(jī)械效率的方法是（）A．增大物體的重GB．增大物體被提升的高度hC．使用輕質(zhì)的動(dòng)滑輪D．在滑輪的輪軸處涂潤(rùn)滑劑【答案】B【詳解】A．根據(jù)機(jī)械效率可知，物體的重力越大，機(jī)械效率越高，故A不符合題意；B．根據(jù)可知機(jī)械效率與物體被提升的高度h無(wú)關(guān)，故B符合題意；CD．使用輕質(zhì)的動(dòng)滑輪或在滑輪的輪軸處涂潤(rùn)滑劑，可以減小克服摩擦所做的額外功，總功減小，由可知，效率會(huì)增加，故CD不符合題意。故選B。5．如圖所示，用F=50N的水平拉力，通過(guò)一個(gè)動(dòng)滑輪，使重為200N的物體A水平向右勻速移動(dòng)了12m，在這個(gè)過(guò)程中（

）A．拉力F做了300J的功B．拉力F做了1200J的功C．重力做了600J的功D．重力做了1200J的功【答案】B【詳解】AB．物體A水平向右勻速移動(dòng)了12m，由圖可知，繩端移動(dòng)的距離為拉力F=50N，拉力做功故A不符合題意，B符合題意；CD．在重力的方向上沒(méi)有移動(dòng)距離，重力做功為0，故CD不符合題意。故選B。6．如圖所示，固定的斜面長(zhǎng)s=2m，高h(yuǎn)=0.5m，沿斜面向上用50N的拉力在4s內(nèi)把一個(gè)重60N的物體從斜面底端勻速拉到頂端，這一過(guò)程中（）A．對(duì)物體做的有用功為120J B．物體受的摩擦力為50NC．拉力做功的功率為25W D．斜面的機(jī)械效率為70%【答案】C【詳解】A．根據(jù)題意，對(duì)物體做的有用功為故A不符合題意；B．總功為則額外功為則物體受的摩擦力為故B不符合題意；C．拉力做功的功率為故C符合題意；D．斜面的機(jī)械效率為故D不符合題意。故選C。7．如圖，將同一物體分別沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度從底部勻速拉到頂點(diǎn)A，已知，施加的力分別為、，拉力做的功為、，則它們的關(guān)系正確的是（）A．

B．

C．

D．

【答案】C【詳解】斜面光滑說(shuō)明摩擦力為0，即使用光滑的斜面沒(méi)有做額外功，拉力F1、F2分別將同一物體分別沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度從底部勻速拉到頂點(diǎn)A，拉力F1、F2做的功均等于物體重力做的功，即依題意得AB>AC，由可知，。故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。8．用圖示滑輪組勻速提升不同的重物，不計(jì)繩重和摩擦。先定義一個(gè)物理量M，將人拉繩的力與滑輪組對(duì)重物施加的力的比值叫作M。則下列圖像中可能正確的是（）A． B．C． D．【答案】A【詳解】AB．人拉繩的力與滑輪組對(duì)重物施加的力的比值叫作M，即，不計(jì)繩重和摩擦，則，則由此可知，M與的關(guān)系線是一條不過(guò)原點(diǎn)的一次函數(shù)圖像，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．不計(jì)繩重和摩擦則是一個(gè)定值，是反比例函數(shù)的一支，故CD錯(cuò)誤。故選A。9．如圖，用相同的滑輪安裝成甲、乙兩種裝置，分別用、勻速提升重力為、的A、B兩個(gè)物體。物體提升相同高度，不計(jì)繩重和摩擦，下列說(shuō)法一定正確的是（）A．若，則 B．若，則C．若，則 D．若，則【答案】C【詳解】A．由圖可知，甲滑輪組承重的繩子股數(shù)n甲=3，乙滑輪組承重的繩子股數(shù)n乙=2，若GA=GB，且動(dòng)滑輪重相同，根據(jù)可知，η甲=η乙，故A錯(cuò)誤；B．若GA<GB，且動(dòng)滑輪重相同，根據(jù)可知，η甲<η乙，故B錯(cuò)誤；C．由題知各滑輪重相同，且不計(jì)繩重和摩擦，由可得，提升物體的重力G=nFG動(dòng)則兩物體的重力分別為GA=3FAG動(dòng)GB=2FBG動(dòng)若FA=FB，由上式可知GA>GB，不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)可知，η甲>η乙，故C正確；D．若FA<FB，GA和GB的大小關(guān)系無(wú)法確定，因此其效率大小無(wú)法確定，故D錯(cuò)誤。故選C。二、填空題10．如圖所示，古人用桔槔從水井中提水的過(guò)程中，對(duì)水桶做的功是（選填“有用功”“額外功”或“總功”），使用桔槔可以?。ㄟx填“力”或“功”）；人提著水桶在水平路面沿直線勻速行走時(shí)，人對(duì)水桶（選填“做功”或“不做功”）?！敬鸢浮款~外功力不做功【詳解】[1]從井中提水的過(guò)程中，目的是提水，因此對(duì)水做的功為有用功，對(duì)桶做的功是額外功。[2]使用任何簡(jiǎn)單機(jī)械都不能省功，因此使用桔槔可以省力。[3]人提著水桶在水平路面沿直線勻速行走時(shí)，手給水桶一個(gè)向上的力，此時(shí)力與距離垂直，因此人對(duì)水桶不做功。11．在學(xué)校的升旗儀式上，升旗手將質(zhì)量為2.lkg的國(guó)旗升高10m做了300J的功，則有用功為J，機(jī)械效率為。（g=10N/kg）【答案】21070%【詳解】[1][2]升旗手對(duì)旗所做的有用功為機(jī)械效率為12．如圖所示的動(dòng)滑輪自重為6N，在繩子自由端拉著物體勻速上升時(shí)，拉力F＝12N，該滑輪的機(jī)械效率是%。（不計(jì)繩重和摩擦）【答案】75【詳解】由圖可知，該滑輪為動(dòng)滑輪，輪子上的繩子段數(shù)為n＝2，根據(jù)可得物體的重力為G＝nF﹣G動(dòng)＝2×12N﹣6N＝18N該滑輪的機(jī)械效率為13．如圖所示，斜面長(zhǎng)4m，高1m，工人用400N沿斜面方向的力把重1200N的貨箱勻速推到車上。此過(guò)程中，推力做的功為J，斜面的機(jī)械效率為，斜面對(duì)貨箱的摩擦力大小為N?！敬鸢浮?60075%100【詳解】[1]推力做的功為[2]推力做的有用功為斜面的機(jī)械效率為[3]推力做的額外功為斜面對(duì)貨箱的摩擦力大小為14．如題圖所示，用質(zhì)量相同的兩滑輪分別將質(zhì)量相同的甲、乙兩物體勻速提升相同的高度，不計(jì)繩重與摩擦，且滑輪重G滑小于物體的物重G。(1)拉甲物體的是滑輪，拉乙物體的是滑輪；所用的拉力F甲F乙（選填“大于”、“小于”或“等于”）；(2)拉甲物體時(shí)拉力做的功為W甲，拉乙物體時(shí)拉力做的功為，則W甲W乙，兩者機(jī)械效率的關(guān)系η甲η乙（選填“大于”、“小于”或“等于”）?！敬鸢浮?1)定動(dòng)大于(2)小于大于【詳解】（1）[1]拉甲物體的滑輪不隨甲物體一起運(yùn)動(dòng)，所以拉甲物體的滑輪是定滑輪。[2]拉乙物體的滑輪與乙物體一起運(yùn)動(dòng)，所以拉乙物體的滑輪是動(dòng)滑輪。[3]甲、乙兩物體的質(zhì)量相同，則甲、乙兩物體的重力相同，使用定滑輪拉甲物體時(shí)，不省力，則F甲=G甲使用動(dòng)滑輪拉乙物體時(shí)，拉力由于滑輪重G滑小于物體的物重G，所以故F甲>F乙（2）[1]拉甲物體時(shí)拉力做的功等于克服甲物體的重力做功W甲=G甲h拉乙物體時(shí)拉力做的功等于克服乙物體和動(dòng)滑輪的重力做功W乙=G乙h+G滑h所以W甲<W乙[2]由于使用定滑輪對(duì)甲物體做功時(shí)，不計(jì)繩重與摩擦，則對(duì)甲物體做的功等于總功，沒(méi)有額外功，即效率為100%；使用動(dòng)滑輪對(duì)乙物體做功時(shí)，不計(jì)繩重與摩擦，則對(duì)乙物體做的功和對(duì)動(dòng)滑輪做的功的和等于總功，則提升動(dòng)滑輪做的功為額外功，所以機(jī)械效率小于100%，故η甲>η乙15．用圖甲所示的滑輪組運(yùn)送貨物上樓，每件貨物重100N，每次運(yùn)送的量不定，圖乙記錄了在整個(gè)過(guò)程中泄輪組的機(jī)械效率隨貨物重力增加而變化的圖像，由圖可知?jiǎng)踊喼貫镹；當(dāng)某次運(yùn)送3件貨物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為。（不考慮繩重和摩擦）【答案】10075%【詳解】[1]由乙圖可知，當(dāng)物重為100N時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為50%，機(jī)械效率解得，動(dòng)滑輪重為[2]當(dāng)某次運(yùn)送3件貨物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率三、實(shí)驗(yàn)題16．如圖所示，在“測(cè)量滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，利用甲、乙、丙三個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。（鉤碼規(guī)格相同、動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多重力越大）實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重力G/N提升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率140.10.3280.13.20.383.3%380.12.00.580.0%(1)在實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)沿豎直方向拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；(2)第一次實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是N，機(jī)械效率是（精確到0.1%）；(3)由1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升不同重物，，機(jī)械效率越高；(4)由兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：使用不同滑輪組提升相同重物，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越；(5)在第三次實(shí)驗(yàn)操作的基礎(chǔ)上，如圖丁所示改變繩端拉力方向，測(cè)得的滑輪組機(jī)械效率將。（選填“偏高”“偏低”或“不變”）【答案】(1)勻速(2)1.874.1%(3)重物越重(4)2、3低(5)偏低【詳解】（1）在實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量繩端拉力F時(shí)，應(yīng)在豎直向上方向上勻速拉動(dòng)使物體勻速上升，物體處于平衡狀態(tài)，此時(shí)彈簧測(cè)力示數(shù)等于拉力大小。（2）[1]由圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)最小分度值為0.2N，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1.8N。[2]分析第1次實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)可知，根據(jù)可得，機(jī)械效率為（3）比較第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，鉤碼越重，機(jī)械效率越高，故可得出結(jié)論：使用同一滑輪組，重物越重，機(jī)械效率越高。（4）比較第2、3次實(shí)驗(yàn)，鉤碼的重力相同，動(dòng)滑輪的重力變大，機(jī)械效率降低，可得出結(jié)論：滑輪組的機(jī)械效率跟提起的物重、動(dòng)滑輪的重有關(guān)，使用不同滑輪組提升相同重物，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低。（5）由圖丁可知，拉力F沿斜向上方向拉動(dòng)時(shí)，拉力的力臂變短，與丙相比需要更大的拉力才能拉動(dòng)物體上升，因此總功更大，而有用功不變，根據(jù)可得，機(jī)械效率偏低。17．小明思考“斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度有沒(méi)有關(guān)系？”。他在用同一木板做的斜面上，做勻速直線拉動(dòng)物塊的探究實(shí)驗(yàn)，如下圖，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：實(shí)驗(yàn)次數(shù)斜面傾斜程度物重G/N物體上升度高度h/m拉力F/N物體移動(dòng)離距離S/m有用功W有/J總功W總/J機(jī)械效率1較緩5.00.101.60.50.500.863%2較陡5.00.152.20.50.751.168%3最陡5.00.253.30.51.65(1)將表格中的空白處數(shù)據(jù)填上。(2)通過(guò)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，你認(rèn)為斜面省力情況與斜面傾斜程度的關(guān)系是：斜面越陡，越。(3)通過(guò)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，你對(duì)斜面機(jī)械效率的問(wèn)題可獲得的初步結(jié)論是：；(4)如果小明還想要探究斜面的機(jī)械效率與物體重力的關(guān)系，請(qǐng)你與他一起來(lái)完成實(shí)驗(yàn)：①實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)控制不變的條件是：、物體移動(dòng)的距離；②實(shí)驗(yàn)時(shí)需要的測(cè)量?jī)x器有：和刻度尺?！敬鸢浮?1)1.25；76%(2)費(fèi)力(3)斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)，傾斜程度越大，機(jī)械效率越高(4)斜面的傾斜程度彈簧測(cè)力計(jì)【詳解】（1）對(duì)于第三次實(shí)驗(yàn)，有用功W有?可以通過(guò)公式計(jì)算得出，其中G為物重，h為物體上升的高度。代入數(shù)據(jù)得有用功為機(jī)械效率為（2）從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以看出，當(dāng)斜面越陡時(shí)，所需的拉力F也越大。因此，我們可以得出結(jié)論：斜面越陡，越費(fèi)力。（3）通過(guò)對(duì)比三次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)斜面的傾斜程度增加時(shí)，雖然所需拉力增大，但機(jī)械效率也在增大。因此，可以初步得出結(jié)論：斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)，傾斜程度越大，機(jī)械效率越高。（4）[1]要探究斜面的機(jī)械效率與物體重力的關(guān)系，他需要進(jìn)行額外的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，他應(yīng)該控制斜面的傾斜程度和物體移動(dòng)的距離不變，以排除這兩個(gè)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。[2]需要測(cè)量物重和物體上升的高度來(lái)計(jì)算有用功，以及測(cè)量拉力和物體移動(dòng)的距離來(lái)計(jì)算總功。因此，他需要的測(cè)量?jī)x器有彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺。四、計(jì)算題18．工人用圖示的滑輪組提升建材，工人的重力是600N，雙腳與地面的接觸面積是。他將600N的建材勻速提升了2m，滑輪組的機(jī)械效率是75%。試求：(1)工人提升建材所做的有用功是多少？(2)工人對(duì)繩子的拉力是多少？(3)提升建材時(shí)，工人對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？【答案】(1)(2)(3)【詳解】（1）工人提升建材所做的有用功（2）由圖可知，，則拉力端移動(dòng)的距離總功為拉力為（3）提升建材時(shí)，工人對(duì)地面的壓力為提升建材時(shí)，工人對(duì)地面的壓強(qiáng)為19．建筑工地上，工人用如圖所示裝置將重為500N的材料從地面上勻速送到4m高處，所用拉力為200N，用時(shí)為12s。不計(jì)摩擦和繩重。求：(1)工人做的有用功；(2)工人做功的功率；(3)此過(guò)程中該裝置的機(jī)械效率。（結(jié)果保留一位小數(shù)）【答案】(1)2000J(2)200W(3)83.3%【詳解】（1）裝置將重為500N的材料從地面上勻速送到4m高處，則工人做的有用功為（