【滬粵版物理九年級(jí)上冊(cè)】第十一章 機(jī)械功與機(jī)械能11.3 如何提高機(jī)械效率

·第2頁(yè)（共2頁(yè)）11.3如何提高機(jī)械效率一.單選題1．小明用兩個(gè)相同的滑輪，組成不同的滑輪組如圖所示，分別將同一物體勻速提高到相同高度，繩子的自由端移動(dòng)的距離為s1、s2，圖中左、右滑輪組的機(jī)械效率分別為η1、η2，下列關(guān)系正確的是（忽略繩重及摩擦）（）A．s1＞s2，η1=η2 B．s1＞s2，η1＞η2C．s1＜s2，η1=η2 D．s1＜s2，η1＞η2答案：C解析：(1)由于忽略繩重及摩擦，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n1=2，n2=3，則兩圖所用拉力：，又由于動(dòng)滑輪相同，提升的物體重相同，所以F1＞F2；(2)兩圖將同一物體勻速提高相同的高度，則做的有用功W有相同，F(xiàn)1移動(dòng)的距離s1=2h，F(xiàn)2移動(dòng)的距離s2=3h，故s1＜s2；(3)忽略繩重及摩擦，所做的額外功W額=G輪h，可得額外功W額相同，又W總=W有+W額，所以總功相同，，故兩圖的機(jī)械效率η相同，即η1=η2．故選C．2．如圖，用滑輪組提升重物時(shí)，重800N的物體在10s內(nèi)勻速上升了1m．已知拉繩子的力F為500N，則提升重物的過(guò)程中（）A．繩子自由端被拉下3mB．做的有用功是800JC．拉力F的功率是80WD．滑輪組的機(jī)械效率是60%答案：B解析：A.由圖知，此滑輪組由2段繩子承擔(dān)物重，所以繩子自由端被拉下s=2h=2×1m=2m；故A項(xiàng)錯(cuò)誤，不符合題意；B.由題意可知：G=800N；h=1m；F=500N；W有=Gh=800N×1m=800J；故B項(xiàng)正確，符合題意；C.總功W總=Fs=500N×2m=1000J；拉力F的功率；故C項(xiàng)錯(cuò)誤，不符合題意；D.滑輪組的機(jī)械效率，故D項(xiàng)錯(cuò)誤，不符合題意；故選B．3．如圖所示，利用輕質(zhì)滑輪組勻速拉動(dòng)水平地面上重為G的物體，若拉力的大小為F，物體和地面之間的摩擦力大小為f，A點(diǎn)的拉力為FA，則下列滑輪組的機(jī)械效率表達(dá)式正確的是（）A． B． C． D．答案：C解析：從圖可知，由2段繩子與動(dòng)滑輪相連，則S=2s物，物體在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng)，則此時(shí)A處繩子的拉力與物體與地面之間的摩擦力是一對(duì)平衡力，物體和地面之間摩擦力為f，A處的拉力大小為FA=f．則．故選C．4．如圖所示，用滑輪組把重為200N的貨物提到9m高的樓上，所用拉力為80N，則總功和滑輪組的機(jī)械效率分別是（）A．1400J80% B．1800J80%C．1800J83.3% D．2160J83.3%答案：D解析：有用功W有用=Gh=200N×9m=1800J，動(dòng)滑輪上有三段繩子，所以拉力移動(dòng)的距離是物體升高高度的3倍，s=3h=3×9m=27m；總功W總=Fs=80N×27m=2160J．機(jī)械效率，故ABC錯(cuò)誤，D正確，符合題意．故選D．5．下面提供了四則信息：①低溫技術(shù)已有重大突破，隨著低溫技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家一定能制取到內(nèi)能為零的物體；②某科研小組正在研制一種使光速大大降低的介質(zhì)，不久的將來(lái)，能使光速降到40m/h左右，慢到跟烏龜爬行的速度相仿；③由于太陽(yáng)的照射，海洋表面溫度可達(dá)30℃左右，而在海洋100～600m深的地方，水溫約4℃，因此人們研制了一種抗腐蝕的熱交換器，利用水溫差發(fā)電，并取得了成功；④隨著機(jī)械制造水平的提高，人們正在研制機(jī)械效率為100%的機(jī)械，并取得重大突破．請(qǐng)根據(jù)學(xué)過(guò)的物理知識(shí)辨別，以上信息中正確的是（）A．①② B．②③ C．③④ D．①④答案：B解析：①溫度越低，物體具有的內(nèi)能越少，但不可能為零，此說(shuō)法錯(cuò)誤，不符合題意；②光速受介質(zhì)種類(lèi)的影響，有時(shí)能使光速降到40m/h左右，慢到跟烏龜爬行的速度相仿．此說(shuō)法正確，符合題意；③海洋不同深度存在溫度差，在熱交換器中，物質(zhì)受熱發(fā)生汽化，產(chǎn)生的蒸汽可以推動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)電．此說(shuō)法正確，符合題意；④只要使用機(jī)械，不可避免地做額外功，所以機(jī)械效率一定小于100%．故題干的說(shuō)法是錯(cuò)誤的，不符合題意．故選B．6．關(guān)于機(jī)械效率，下列說(shuō)法正確的是（）A．機(jī)械效率越高，所做的有用功越多B．總功越少的機(jī)械，效率越高C．額外功少的機(jī)械，機(jī)械效率越高D．總功一定時(shí)，有用功多的機(jī)械的效率高答案：D解析：A.使用機(jī)械時(shí)，機(jī)械效率高說(shuō)明有用功在總功中占的比例大，但有用功不一定多，此選項(xiàng)錯(cuò)誤，不符合題意；B.機(jī)械效率高，說(shuō)明有用功在總功中占的比例大，無(wú)法確定總功的多少，此選項(xiàng)錯(cuò)誤，不符合題意；C.機(jī)械效率高，說(shuō)明有用功在總功中占的比例大，是由有用功和總功兩個(gè)因素決定的，只是額外功少的機(jī)械，機(jī)械效率不一定高，此選項(xiàng)錯(cuò)誤；D.總功一定時(shí)，有用功多的機(jī)械，有用功在總功中占的比例大，機(jī)械效率高，此選項(xiàng)正確，符合題意．故選D．7．關(guān)于機(jī)械效率和功率說(shuō)法正確的是（）A．機(jī)械效率高的機(jī)械功率一定大B．任何機(jī)械的機(jī)械效率都小于1C．做功越多，功率越大D．時(shí)間越長(zhǎng)，功率越小答案：B解析：A.機(jī)械效率是有用功與總功的比值，與做功快慢沒(méi)有關(guān)系，故A說(shuō)法錯(cuò)誤，不符合題意；B.使用任何機(jī)械都要做額外功，所以總功一定大于有用功，即有用功與總功的比值一定小于1，也就是機(jī)械效率小于1．故B說(shuō)法正確，符合題意；C.根據(jù)，時(shí)間未確定，所以做功多、功率大的說(shuō)法錯(cuò)誤，不符合題意；D.根據(jù)，做功多少未確定，所以時(shí)間越長(zhǎng)、功率越小的說(shuō)法錯(cuò)誤，不符合題意．故選B．8．下列描述正確的是（）A．有用功做得越多，滑輪組的機(jī)械效率越大B．地面上的桌子受到的重力和地面對(duì)桌子的支持力是一對(duì)平衡力C．高壓鍋是利用增大鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)來(lái)提高液體沸點(diǎn)的D．關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，汽車(chē)由于慣性還會(huì)勻速向前運(yùn)動(dòng)一段距離答案：C解析：A.有用功做的多，有用功與總功的比值不一定大，所以A錯(cuò)誤，不符合題意；B.靜止在水平地面上的桌子受到的重力和地面對(duì)桌子的支持力是一對(duì)平衡力，題目中桌子沒(méi)有說(shuō)明是否在水平地面上，所以B錯(cuò)誤，不符合題意；C.高壓鍋可以增大鍋內(nèi)氣壓，使水的沸點(diǎn)升高，故可以更快的煮熟食物，所以C正確，符合題意；D.關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，汽車(chē)由于慣性還會(huì)向前運(yùn)動(dòng)一段距離，但不是勻速運(yùn)動(dòng)，所以D錯(cuò)誤，不符合題意．故選C．9．不計(jì)摩擦和繩重，用圖所示的甲、乙兩個(gè)相同的滑輪組，提升不同數(shù)量的同種鉤碼，則它們的機(jī)械效率（）A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙 C．η甲=η乙 D．無(wú)法比較答案：B解析：不計(jì)摩擦和繩重，因滑輪組（甲）和（乙）動(dòng)滑輪重力相等，將不同重物提升相同的高度，由W額=G動(dòng)h可知，所做額外功相等；又因甲組提升的鉤碼少，所做有用功小，由機(jī)械效率的公式：可知：η甲＜η乙．故選B．10．如圖所示利用動(dòng)滑輪提升貨物，動(dòng)滑輪重為20牛頓，繩與動(dòng)滑輪間的摩擦及繩子重不計(jì)．第一次把重為100牛頓的貨物勻速提升，這個(gè)過(guò)程動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為η1；第二次把重為200牛頓的貨物勻速提升，這個(gè)過(guò)程動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為η2．則（）A．η1＜η2 B．η1＞η2C．η1=η2 D．η1和η2的關(guān)系無(wú)法確定答案：A解析：兩次拉升重物，都是用同一個(gè)滑輪組，故額外功是相同的；但第一次是提升100N的重物，第二次是提升200N的重物，故第二次的有用功更多．所以第二次的機(jī)械效率比第一次大．故選A．11．如圖，兩個(gè)滑輪組由每個(gè)質(zhì)量相同的滑輪組成．用它們分別將重物G1、G2提升相同高度（）A．用同一個(gè)滑輪組提起不同的重物，機(jī)械效率不變B．若G1=G2，甲的機(jī)械效率高C．若G1=G2，拉力做的總功相同D．若G1=G2，拉力做的額外功相同答案：B解析：A.用同一個(gè)滑輪組提起不同的重物，所做的額外功不變，有用功發(fā)生變化，所以有用功在總功中的比值發(fā)生變化，所以機(jī)械效率變，所以A錯(cuò)誤，不符合題意．B、C.若G1=G2，則甲、乙所做的有用功相同，總功=有用功+額外功，所以乙做的總功大于甲做的總功，所以C錯(cuò)誤，不符合題意；根據(jù)可得，甲的機(jī)械效率大于乙的機(jī)械效率，B正確，符合題意．D.甲滑輪組中有一個(gè)動(dòng)滑輪，乙滑輪組中有兩個(gè)動(dòng)滑輪，所以若把物體提升相同的高度，乙滑輪組做的額外功多，所以D錯(cuò)誤，不符合題意．故選B．12．某滑輪組改進(jìn)后提高了機(jī)械效率，用這個(gè)滑輪組把同一個(gè)物體勻速提高到同樣的高度，改進(jìn)后與改進(jìn)前相比（）A．總功減少，有用功不變 B．總功增加，有用功不變C．總功和有用功都增加 D．總功和有用功都減少答案：A解析：把同一物體勻速提升同樣的高度，由W=Gh可知：利用滑輪組做的有用功相同；滑輪組改進(jìn)后提高機(jī)械效率，由可知：改裝后滑輪組做的總功減少，由W總=W有+W額，可知改裝后利用滑輪組做的額外功減少．故A正確，符合題意；BCD錯(cuò)誤．故選A．13．用如圖所示的滑輪組提升重物，若每個(gè)滑輪的重和物體被提升的高度均相同且GA＞GB，不計(jì)繩重及輪與軸之間的摩擦，下列判斷正確的是（）A．甲、乙兩個(gè)滑輪組對(duì)重物做的有用功相同B．甲、乙兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率相等C．滑輪組甲的機(jī)械效率一定大于丙的機(jī)械效率D．滑輪組乙的機(jī)械效率可能等于丙的機(jī)械效率小于甲的機(jī)械效率答案：CD解析：A.甲、乙提升重物到相同高度，A較重，根據(jù)W有用=Gh可知，甲做的有用功較多，故A錯(cuò)誤，不符合題意；B.甲、乙相比，額外功相同，甲的有用功較多，所以甲的機(jī)械效率較高，故B錯(cuò)誤，不符合題意；C.甲、丙相比，有用功相同，丙的額外功較多，所以丙的機(jī)械效率較低，故C正確，符合題意；D.由B分析知，乙的效率小于甲的效率；乙、丙相比，乙被提升物體的重力較小，動(dòng)滑輪的重力較小，所以提升相同的高度，做的有用功較少，額外功也較少，二者機(jī)械效率可能相等，故D正確，符合題意．故選CD．14．用四個(gè)相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，用它們提起相同的貨物，不計(jì)繩重以及各種摩擦，則（）A．甲滑輪組較省力，它的機(jī)械效率也比較高B．乙滑輪組較省力，它的機(jī)械效率也比較高C．甲滑輪組較省力，兩滑輪組機(jī)械效率相同D．乙滑輪組較省力，兩滑輪組機(jī)械效率相同答案：C解析：讀圖可知，乙滑輪組有兩股繩子與動(dòng)滑輪相連，甲滑輪線有三股繩子與動(dòng)滑輪相連，因此，甲滑輪組較省力；由題意可知，兩個(gè)滑輪組所做的有用功是相同的．分析產(chǎn)生額外功的因素可知，動(dòng)滑輪相同.繩重和摩擦不計(jì)，因此，額外功也是相同的．所以它們所做的總功=有用功+額外功，也是相同的．進(jìn)而得出，甲、乙滑輪組的機(jī)械效率是相同的，ABD錯(cuò)誤，C正確，符合題意．故選C．二.填空題15．如圖所示，工人用250N的力F將重為400N的物體lOs內(nèi)勻速提升2m，在此過(guò)程中，滑輪組的機(jī)械效率為，拉力的功率為W．答案：80%100解析：由圖可知，n=2，∵h(yuǎn)=2m，∴s=2h=2×2m=4m；當(dāng)提升G=400N的重物時(shí)，W有用=Gh=400N×2m=800J，W總=Fs=250N×4m=1000J，滑輪組的機(jī)械效率：；拉力的功率：．16．如圖所示，在“測(cè)量滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，物體重6N．沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，物體上升高度為10cm，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為N，滑輪組的機(jī)械效率是．答案：2.483.3%解析：由圖示彈簧測(cè)力計(jì)可知，其分度值為0.2N，示數(shù)為2.4N；由圖示滑輪組可知，承重繩子的有效股數(shù)n=3，滑輪組效率：。17．如圖所示，手用F1的力直接將物體B勻速提升h，F(xiàn)1做功為300J；若借助滑輪組把B勻速提升相同高度，滑輪組機(jī)械效率是30%，則F2做功為J．答案：1000解析：手用F1的力直接將物體B勻速提升h，F(xiàn)1做功為300J，即有用功：W有=300J，滑輪組把B勻速提升相同高度，F(xiàn)2做功是總功，由機(jī)械效率公式，可得F2做功：．18．某同學(xué)利用斜面勻速提升重為500N的物體，已知沿斜面的拉力做的功為1000J，斜面的機(jī)械效率為60%，則物體被提升的高度為m．答案：1.2解析：由機(jī)械效率公式，可得提升物體的有用功：由公式可得物體被提升的高度：。三、解答題19．工人用如圖所示的滑輪組提起重2000N的物體，若工人勻速提升這個(gè)物體所用的拉力是800N，則該滑輪組的機(jī)械效率是多少？若工人用800N的拉力在1min內(nèi)將這個(gè)物體勻速提高了3m，他做功的功率有多大？答案：（1）62.5%（2）160W解析：由圖知，承擔(dān)物體繩子的股數(shù)n=4，s=4h，（1）滑輪組的機(jī)械效率：；（2）s=4h=4×3m=12m，W總=Fs=800N×12m=9600J，1min=60s，拉力的功率：．20．用如圖所示滑輪組勻速提升重為200N的物體，人對(duì)繩的拉力為125N，不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率是多少？答案：80%解析：由圖可知，s=2h，則滑輪組的機(jī)械效率：。21．利用如圖所示的滑輪組，在5s內(nèi)將重為300N的物體勻速向上提起0.2m，豎直向上的拉力F為125N．求：（1）滑輪組的機(jī)械效率；（2）拉力的功率．答案：（1）80%（2）15W解析：（1）有用功W有用=Gh=300N×0.2m=60J，總功W總=Fs=F×3h=125N×3×0.2m=75J，滑輪組的機(jī)械效率：；（2）拉力的功率：。22．小李用如圖所示的滑輪組把90kg的物體提升3m，作用在繩子自由端的拉力是400N，不考慮繩重及摩擦（g=10N/kg）．求：（1）滑輪組的機(jī)械效率；（2）動(dòng)滑輪的重力．答案：（1）75%（2）300N解析：（1）由圖可知通過(guò)動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)n=3，物體重力G=mg=90kg×10N/kg=900N，滑輪組的機(jī)械效率：；（2）不考慮繩重及摩擦，，G