【九年級(jí)下冊(cè)人教版物理】專題21 機(jī)械效率

專題21機(jī)械效率一．選擇題1．（2018?福建）如圖，用同一滑輪組分別將物體A和物體B勻速提升相同的高度。與提升B相比，提升A的過(guò)程滑輪組的機(jī)械效率較大。若不計(jì)繩重與摩擦的影響，則提升A的過(guò)程（）A．額外功較小 B．額外功較大 C．總功較小 D．總功較大【解答】AB、由題知，提起兩物體所用的滑輪組相同，將物體提升相同的高度，不計(jì)繩重和摩擦，克服動(dòng)滑輪重力所做的功是額外功，由W額=G動(dòng)h知，提升A和B所做額外功相同，故A、B錯(cuò)誤；CD、不計(jì)繩重與摩擦的影響，滑輪組的機(jī)械效率：η==，額外功相同，提升A物體時(shí)滑輪組的機(jī)械效率較大，所以提升A物體所做的有用功較多，其總功較大，故C錯(cuò)誤，D正確。故選：D。2．（2018?自貢）如圖所示，用滑輪組提升重物時(shí)，重400N的物體在10s內(nèi)勻速上升了1m。已知拉繩子的力F為250N，則提升重物的過(guò)粒中（）A．做的總功是400J B．拉力F的功率是25WC．繩子自由端被拉下1m D．滑輪組的機(jī)械效率是80%【解答】AC、由圖知，n=2，則繩子自由端移動(dòng)的距離：s=2h=2×1m=2m，故C錯(cuò)誤；拉力做的總功：W總=Fs=250N×2m=500J，故A錯(cuò)誤；B、拉力F的功率：P===50W，故B錯(cuò)誤；D、有用功：W有用=Gh=400N×1m=400J，滑輪組的機(jī)械效率：η=×100%=×100%=80%，故D正確。故選D。3．（2018?東營(yíng)）對(duì)物理概念的理解是學(xué)好物理的關(guān)鍵。關(guān)于功、功率和機(jī)械效率，下列說(shuō)法正確的是（）A．通過(guò)改進(jìn)機(jī)械的性能可以使機(jī)械效率達(dá)到100%B．做功多的機(jī)械，功率一定大C．功率大的機(jī)械，做功一定快D．做功快的機(jī)械，機(jī)械效率一定高【解答】A、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100%，故A錯(cuò)誤；B、功率是做功多少與所用時(shí)間的比值。做功多，時(shí)間不確定，功率大小不能確定。故B錯(cuò)誤；C、功率反映做功的快慢，功率大則做功快，功率小，則做功慢。故C正確；D、機(jī)械效率與做功快慢沒(méi)有關(guān)系。故D錯(cuò)誤。故選：C。4．（2018?攀枝花）某實(shí)驗(yàn)小組分別用如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組（每個(gè)滑輪等重），在相同時(shí)間內(nèi)把重物G提升相同高度，F(xiàn)1和F2大小相等，不計(jì)繩重及摩擦，下列說(shuō)法正確的是（）A．力F1和F2做功的功率相同B．力F1和F2做的總功相同C．乙滑輪組更省力，兩個(gè)滑輪組機(jī)械效率一樣大D．甲滑輪組的機(jī)械效率比乙滑輪組高【解答】由圖知，甲滑輪組中承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n=3，乙滑輪組中承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n=4。AB、若重物上升高度為h，則兩滑輪組中繩端移動(dòng)的距離分別為：s甲=3h，s乙=4h；甲滑輪組中拉力做的總功為W甲總=F1?3h，乙滑輪組中拉力做的總功為W乙總=F2?4h，已知F1=F2，所以W甲總＜W乙總，故B錯(cuò)誤；已知時(shí)間相同，由公式P=知，P甲總＜P乙總．故A錯(cuò)誤；CD、甲、乙兩滑輪組提升的物重G相同，設(shè)一個(gè)動(dòng)滑輪的重為G動(dòng)，不計(jì)繩重及摩擦，則甲滑輪組的機(jī)械效率為：η甲====，乙滑輪組中有2個(gè)動(dòng)滑輪，同理可得，乙滑輪組的機(jī)械效率為：η乙=，所以η甲＞η乙，故C錯(cuò)誤，D正確。故選：D。5．（2018?宜昌）下列有關(guān)起重機(jī)提升貨物時(shí)機(jī)械效率的說(shuō)法，正確的是（）A．有用功越多，機(jī)械效率越高B．同一起重機(jī)提起的貨物越重，機(jī)械效率越高C．額外功越少，機(jī)械效率越高D．同一起重機(jī)提起同一貨物越快，機(jī)械效率越高【解答】A、機(jī)械效率是有用功與總功的比值，由于總功的多少不確定，所以無(wú)法判斷有用功與總功比值的大小，即機(jī)械做的有用功越多，其機(jī)械效率不一定高，故A錯(cuò)誤；B、起重機(jī)提起的貨物越重，所做的額外功基本不變，有用功在總功中所占的比重越大，所以它的機(jī)械效率越大，故B正確；C、機(jī)械效率越高，說(shuō)明所做有用功占總功的比值大，額外功所占總功的比值小，不是做的額外功越少，故C錯(cuò)誤；D、使用滑輪組做功越快，說(shuō)明功率越大，但機(jī)械效率與功率沒(méi)有關(guān)系，故D錯(cuò)誤。故選：B。6．（2018?廣安）如圖所示，斜面長(zhǎng)3m，高0.6m，建筑工人用繩子在6s內(nèi)將重500N的物體從其底端沿斜面向上勻速拉到頂端，拉力是150N（忽略繩子的重力）。則下列說(shuō)法正確的是（）A．斜面上的摩擦力是50N B．拉力的功率是50WC．拉力所做的功是300J D．斜面的機(jī)械效率是80%【解答】拉力F做的功：W總=Fs=150N×3m=450J；有用功：W有用=Gh=500N×0.6m=300J，額外功：W額=W總﹣W有用=450J﹣300J=150J，由W額=fs可得，物體在斜面上受到的摩擦力：f===50N，故A正確、C錯(cuò)；拉力的功率：P===75W，故B錯(cuò)；斜面的機(jī)械效率：η==×100%≈66.7%，故D錯(cuò)。故選A。7．（2018?深圳）如圖為“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)。在彈簧測(cè)力計(jì)拉力作用下，重6N的物體2s內(nèi)勻速上升0.1m，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖示（不計(jì)繩重與摩擦）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是2.4NB．物體上升的速度為0.05m/sC．彈簧測(cè)力計(jì)拉力的功率為0.12WD．滑輪組的機(jī)械效率約83.3%【解答】A、由圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.4N，故A正確；B、物體上升速度v===0.05m/s，故B正確；C、由圖知，n=3，拉力端移動(dòng)距離s=3h=3×0.1m=0.3m，拉力做功W總=Fs=2.4N×0.3m=0.72J，拉力做功的功率：P===0.36W，故C錯(cuò)誤；D、有用功W有=Gh=6N×0.1m=0.6J；滑輪組的機(jī)械效率：η==×100%≈83.3%，故D正確。故選：C。8．（2017?黑龍江）分別使用定滑輪、動(dòng)滑輪、兩個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組，勻速提升同一物體到同一高度處，其機(jī)械效率分別為η定、η動(dòng)、η組（不計(jì)繩重和摩擦，設(shè)每個(gè)滑輪質(zhì)量相等），則下列選項(xiàng)中正確的是（）A．η組＜η動(dòng)＜η定 B．η動(dòng)＜η定＜η組 C．η定＜η動(dòng)＜η組 D．η定＜η組＜η動(dòng)【解答】勻速提升同一物體到同一高度處，由W有用=Gh可知，三種情況下做的有用功相同，大小都為W有用；不計(jì)繩子質(zhì)量和摩擦，所做的額外功：W額=G動(dòng)h，使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)分別為0、1、2，使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組時(shí)，做的額外功：W額定＜W額動(dòng)＜W額組，由W總=W有用+W額可知三種情況下做的總功：W定＜W動(dòng)＜W組，由η=可知，使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的機(jī)械效率：η組＜η動(dòng)＜η定。故選A。9．（2018?聊城）工人師傅搬運(yùn)貨物時(shí)，在地面和卡車的車廂間傾斜放置一長(zhǎng)木板搭成斜面，將地面上的貨物沿斜面勻速拉上車廂用時(shí)15s。已知車廂高1.5m，木板長(zhǎng)3m，貨物質(zhì)量為60kg，沿斜面所用的拉力為400N，g=10N/kg，則下列說(shuō)法正確的是（）A．工人做的總功為900J B．工人做的額外功為300JC．工人做功的功率為60W D．此斜面的機(jī)械效率為75%【解答】A、工人做的總功為：W總=Fs=400N×3m=1200J；故A錯(cuò)誤；B、做的有用功為：W有=Gh=mgh=60kg×10N/kg×1.5m=900J；所做額外功為：W額=W總﹣W有=1200J﹣900J=300J；故B正確；C、工人做功的功率為：P===80W；故C錯(cuò)誤；D、斜面的機(jī)械效率為：η==×100%=75%；故D正確；故選：BD。10．（2018?濱州）如圖所示，重400N的物體在30N的水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左勻速直線運(yùn)動(dòng)了10s，滑輪組的機(jī)械效率為80%，則在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．繩子自由端移動(dòng)的距離為3mB．有用功為400JC．拉力F的功率為9WD．物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力為72N【解答】A、由圖知，n=3，則繩子自由端移動(dòng)的距離：s繩=3s物=3v物t=3×0.1m/s×10s=3m，故A正確；B、拉力做功為：W總=Fs繩=30N×3m=90J，有用功：W有=ηW總=80%×90J=72J，故B錯(cuò)誤；C、拉力做功的功率：P===9W，故C正確；D、有用功W有=fs物，拉力做的總功W總=Fs繩，由η====得，物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力：f=η×3F=80%×3×30N=72N，故D正確。故選：ACD。11．（2018?通遼）如圖，用滑輪組提升重物時(shí)，重400N的重物在10s內(nèi)勻速上升了1m。已知拉繩子的力F為250N，不計(jì)繩重和摩擦，則提升重物的過(guò)程中（）A．繩子自由端下降速度為0.3m/sB．動(dòng)滑輪的重力為100NC．拉力F的功率是40WD．滑輪組的機(jī)械效率是80%【解答】A、由圖可知，n=2，繩子自由端移動(dòng)的距離s=2h=2×1m=2m，繩子自由端移動(dòng)的速度v===0.2m/s，故A錯(cuò)；B、不計(jì)繩重和摩擦，拉力F=（G+G輪），則動(dòng)滑輪重力：G輪=2F﹣G=2×250N﹣400N=100N；故B正確；C、拉力做的總功：W總=Fs=250N×2m=500J，拉力的功率：P===50W，故C錯(cuò)誤；D、有用功：W有用=Gh=400N×1m=400J，滑輪組的機(jī)械效率：η==×100%=80%，故D正確。故選BD。二．填空題12．（2018?臨沂）小明用如圖所示的動(dòng)滑輪提起140N的水桶，動(dòng)滑輪重20N（不計(jì)繩重和摩擦），小明拉繩子的動(dòng)力為80N；如果向水桶內(nèi)再加入40N的水，提起時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率變大（選填“變大”“變小”或“不變”）。【解答】由圖可知，該滑輪為動(dòng)滑輪，有兩段繩子拉著動(dòng)滑輪，不計(jì)繩重和摩擦，則拉繩子的動(dòng)力：F=（G+G動(dòng)）=（140N+20N）=80N；使用同一滑輪組，在提升高度相同時(shí)，所做的額外功不變，增加水的重力，增大了有用功，所以有用功在總功中所占的比例變大，機(jī)械效率會(huì)變大?！敬鸢浮?0；變大。13．（2018?菏澤）使用同一個(gè)滑輪組提升物體，提升的物體質(zhì)量越大，滑輪組的機(jī)械效率越高（填“越高”“越低”或“不變”）【解答】使用同一個(gè)滑輪組提升物體，提升的物體質(zhì)量越大（即提升物體的重力越大），在提升高度相同時(shí)，所做有用功越大，而所做的額外功變化不大，則有用功在總功中所占的比例越大，即滑輪組的機(jī)械效率越高。【答案】越高。14．（2018?岳陽(yáng)）用不計(jì)繩重和摩擦的滑輪組把重為720N的貨物勻速提高10m，所做的總功為12000J，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為60%；用該滑輪組提升更重的物體，機(jī)械效率會(huì)變大（選填“變小”“不變”或“變大”）?！窘獯稹坑杏霉Γ篧有用=Gh=720N×10m=7200J；已知所做的總功：W總=12000J；則滑輪組的機(jī)械效率為：η==×100%=60%；用該滑輪組提升更重的物體，在提升高度相同時(shí)，由于物重增大，則有用功增大，而額外功幾乎不變，所以有用功在總功中所占的比例變大，機(jī)械效率會(huì)變大?！敬鸢浮?0%；變大。15．（2018?云南）如圖所示，用滑輪組把質(zhì)量為80kg的物體勻速提升3m，若拉力F=500N，則滑輪組的機(jī)械效率為80%，若不計(jì)繩重和摩擦，則動(dòng)滑輪受到的重力為200N?！窘獯稹课矬w的重力：G=mg=80kg×10N/kg=800N，做的有用功：W有用=Gh=800N×3m=2400J，由圖知，n=2，拉力端移動(dòng)距離s=2h=2×3m=6m，拉力做的總功：W總=Fs=500N×6m=3000J，滑輪組的機(jī)械效率：η==×100%=80%；不計(jì)繩重和摩擦，拉力F=（G+G動(dòng)），則動(dòng)滑輪重力：G動(dòng)=2F﹣G=2×500N﹣800N=200N?！敬鸢浮?0%；200。16．（2018?棗莊）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“=”）【解答】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；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?！敬鸢浮浚?；＜。17．（2018?廣州）小明用圖中的動(dòng)滑輪勻速拉動(dòng)水平地面上的物體A，測(cè)出A移動(dòng)的距離s、水平拉力F和A的重力G。（1）以上條件能否求出此時(shí)滑輪的機(jī)械效率η？不能，如果能，寫出η的表達(dá)式；如果條件不足，寫出還需補(bǔ)充的物理量的測(cè)量步驟和符號(hào)，并寫出η的表達(dá)式η=×100%（η用題目已知及補(bǔ)充的物理量符號(hào)表示）。（2）若A在10s內(nèi)運(yùn)動(dòng)了4m，A的速度為0.4m/s?！窘獯稹浚?）根據(jù)η==可知，要求出滑輪的機(jī)械效率，補(bǔ)充的物理量為：摩擦力f；測(cè)量摩擦力時(shí)應(yīng)水平勻速拉動(dòng)木塊，使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，木塊處于平衡狀態(tài)，由二力平衡條件可知，滑動(dòng)摩擦力等于拉力；作用在動(dòng)滑輪上有兩段繩子，所以拉力F通過(guò)的距離為物體A移動(dòng)距離的2倍，滑輪的機(jī)械效率為：η====×100%；（2）物體A的速度v===0.4m/s。【答案】（1）不能；η=×100%；（2）0.4m/s。18.（2018?眉山）如圖所示，一同學(xué)在用滑輪組勻速提升不同重物時(shí)，記錄下了繩子自由端拉力F與對(duì)應(yīng)所提升的物體的重力G，如下表：G/N123456F/N0.81.31.82.32.83.3根據(jù)上表數(shù)據(jù)分析可知，繩子自由端拉力F與物體重力G的關(guān)系式為F=0.5G+0.3N；當(dāng)物體重力G=10N時(shí)，此滑輪組的機(jī)械效率η=94.3%?！窘獯稹坑杀砀駭?shù)據(jù)可知，重力G每增大1N，繩子自由端的拉力F增大0.5N，所以F與G成一次函數(shù)關(guān)系，設(shè)F與G關(guān)系的表達(dá)式為F=kG+b，由表格第一組數(shù)據(jù)，當(dāng)G=1N，F(xiàn)=0.8N，則：0.8N=k×1N+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①由表格第二組數(shù)據(jù)，當(dāng)G=2N，F(xiàn)=1.3N，則：1.3N=k×2N+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②②﹣①可得k=0.5，將k=0.5代入①解得b=0.3N，所以拉力F與物體所受重力G的關(guān)系式：F=0.5G+0.3N；當(dāng)物體重力G=10N時(shí)，此時(shí)的拉力：F=0.5×10N+0.3N=5.3N；由圖可知，有兩段繩子拉著動(dòng)滑輪；滑輪組的機(jī)械效率為：η=====≈94.3%?！敬鸢浮?.5G+0.3N；94.3%。19．（2018?安徽）如圖所示，當(dāng)工人師傅用400N的拉力向下拉繩時(shí)，可使重680N的重物勻速上升，此過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率為85%。【解答】由圖可知，滑輪組承擔(dān)物重的繩子段數(shù)：n=2，由η====得，滑輪組的機(jī)械效率：η=×100%=×100%=85%?！敬鸢浮?5%。20．（2018?安順）工人借助如圖所示的裝置，在20s時(shí)間內(nèi)將700N重的貨物勻速提升了4m，已知他對(duì)繩子的拉力為500N．該過(guò)程中，工人所用裝置的機(jī)械效率為70%，工人對(duì)繩子拉力的功率為200W。【解答】由圖可知n=2，則繩子自由端移動(dòng)的距離s=2h=2×4m=8m，工人所用裝置的機(jī)械效率：η=×100%=×100%=×100%=70%。拉力做的功：W=Fs=500N×8m=4000J，拉力的功率：P===200W?！敬鸢浮?0%，200。21．（2018?德陽(yáng)）如圖所示，沿斜面把質(zhì)量為12kg的一個(gè)物體勻速拉到最高處，沿斜面向上的拉力是F=100N，斜面長(zhǎng)2m、高1m，則其機(jī)械效率是60%，物體所受摩擦力是40N。（取g=10N/kg）【解答】有用功：W有=Gh=mgh=12kg×10N/kg×1m=120J；拉力做的總功：W總=Fs=100N×2m=200J；斜面的機(jī)械效率：η==×100%=60%；額外功：W額=W總﹣W有=200J﹣120J=80J，由W額=fs可得，物體所受的摩擦力：f===40N?！敬鸢浮?0；40。三．實(shí)驗(yàn)探究題22．（2018?綿陽(yáng)）某小組同學(xué)測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率。實(shí)驗(yàn)步驟有：（i）按照如圖所示安裝滑輪組，測(cè)鉤碼重力G并記鉤碼和繩端的位置；（ii）用彈簧測(cè)力計(jì)緩慢拉動(dòng)繩端，使鉤碼上升，讀出拉力F的值，并測(cè)出鉤碼上升的高度h和繩端移動(dòng)的距離s；（iii）記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格中（表格略）；（iv）多次改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)；（v）用動(dòng)滑輪質(zhì)量不同的兩個(gè)滑輪組吊相同的鉤碼，分別測(cè)機(jī)械效率；（vi）分析測(cè)量結(jié)果，討論影響機(jī)械效率的因素?；卮鹨韵聠?wèn)題：除了如圖所示器材和彈簧測(cè)力計(jì)外，還需要的器材是刻度尺。（2）滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算公式是η=（用直接測(cè)得的物理量符號(hào)表示）。（3）關(guān)于影響滑輪組機(jī)械效率的因素，該小組同學(xué)討論后得到以下認(rèn)識(shí)，你認(rèn)為正確的有ADE（填序號(hào)，可能不止一項(xiàng)正確）。A．在相同情況下，摩擦越大，機(jī)械效率越小B．在相同情況下，摩擦越大，機(jī)械效率越大C．忽略摩擦，定滑輪質(zhì)量相同，則機(jī)械效率相同D．忽略摩擦，動(dòng)滑輪質(zhì)量相同，則機(jī)械效率相同E．忽略摩擦，動(dòng)滑輪質(zhì)量相同，所吊重物質(zhì)量越大，則機(jī)械效率越大F．忽略摩擦，動(dòng)滑輪質(zhì)量相同，所吊重物質(zhì)量越大，則機(jī)械效率越小【解答】（1）由圖可知，除了滑輪，彈簧測(cè)力計(jì)外，還需要測(cè)量高度的刻度尺；（2）由滑輪組的圖上可知，n=3滑輪組做的有用功為W有=Gh，總功為W總=Fs，機(jī)械效率的表達(dá)式為η==；（3）AB、在相同情況下，摩擦越大，所做的額外功越多，機(jī)械效率越小，故A正確，B錯(cuò)誤；CD、忽略摩擦，滑輪組的機(jī)械效率，與定滑輪的質(zhì)量無(wú)關(guān)，動(dòng)滑輪質(zhì)量相同，重力相同，額外功相同，則機(jī)械效率相同，故C錯(cuò)誤、D正確；EF、忽略摩擦，動(dòng)滑輪質(zhì)量相同，所吊重物質(zhì)量越大，所做的有用功越多，則機(jī)械效率越大。故E正確、F錯(cuò)誤。故選ADE?！敬鸢浮浚?）刻度尺；（2）；（3）ADE。23．（2018?德州）測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率：步驟如圖所示為測(cè)量某滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置。①實(shí)驗(yàn)時(shí)沿豎直方向勻速緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。②分析表中數(shù)據(jù)可知：實(shí)驗(yàn)2是用圖乙做的實(shí)驗(yàn)。③實(shí)驗(yàn)序號(hào)3中的機(jī)械效率η=80%。裝置圖表格實(shí)驗(yàn)序號(hào)鉤碼重量G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率η140.11.80.374%280.13.10.386%380.12.50.4結(jié)論通過(guò)比較1、2（填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時(shí)，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高。通過(guò)比較2、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低問(wèn)題討論實(shí)驗(yàn)過(guò)程中邊拉動(dòng)邊讀數(shù)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定，有同學(xué)認(rèn)為應(yīng)靜止時(shí)讀數(shù)。你認(rèn)為他的想法不正確（選填“正確”或“不正確”），因?yàn)樗麤](méi)有考慮到摩擦力對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響?！窘獯稹浚?）②根據(jù)繩子自由端移動(dòng)的距離s與提升物體的高度h的關(guān)系，s=nh，故實(shí)驗(yàn)1中繩子的有效段數(shù)：n===3；實(shí)驗(yàn)2中繩子的有效段數(shù)：n===3；由表格數(shù)據(jù)知：第1次實(shí)驗(yàn)物體的重力為4N，第2次物體的重力為8N，故第1次是用甲圖做的實(shí)驗(yàn)，第2次是用乙圖做的：③第3次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率：η3===×100%=80%；（2）根據(jù)控制變量法，要探究滑輪組的機(jī)械效率與物重的關(guān)系，需要控制繩子的段數(shù)相同，改變物體的重力，表格中1、2兩次實(shí)驗(yàn)符合要求，可以得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時(shí)，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高。比較實(shí)驗(yàn)2和3可得出結(jié)論：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多，滑輪組的機(jī)械效率越低；（3）在彈簧測(cè)力計(jì)靜止時(shí)讀出了數(shù)據(jù)，由于不會(huì)克服繩與輪之間的摩擦，所以測(cè)得的拉力偏小，她的想法是不正確的，因?yàn)樗龥](méi)有考慮到摩擦對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響?！敬鸢浮竣谝?；③80%；1、2；越低；不正確；摩擦力。24．（2018?欽州）下面是小明和小紅的“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)步驟：（1）觀察彈簧測(cè)力計(jì)的量程、零刻度線和分度值。（2）如圖1所示，測(cè)量物體G所受的重力為4.6N。（3）如圖2所示，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)并讀出拉力F的數(shù)值，用刻度尺測(cè)出的物體G上升的高度h和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s，將數(shù)據(jù)填入表格。根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，可以知道他們選用的滑輪組是乙（選填甲”或“乙”）。（4）僅改變重物G上升的高度，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，記錄并計(jì)算實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄：實(shí)驗(yàn)次數(shù)物體重量G/N物體上升高度h/cm拉力F/N彈簧測(cè)力計(jì)移機(jī)動(dòng)的距離s/cm機(jī)械效率η15.001.8015.0085.2%28.001.7724.0086.6%310.001.7530.0087.6%實(shí)驗(yàn)結(jié)論：滑輪組的機(jī)械效率與所提升物體的高度有關(guān)。實(shí)驗(yàn)討論與交流①小明和小紅的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：不科學(xué)（選填“科學(xué)”或“不科學(xué)”），請(qǐng)說(shuō)明你的理由根據(jù)η=×100%，滑輪組的機(jī)械效率與所提升物體的高度無(wú)關(guān)。②小明認(rèn)為提升的物重會(huì)影響該滑輪組的機(jī)械效率，建議進(jìn)一步探究：改變提升物體的重力，重復(fù)實(shí)驗(yàn)（3）步驟，計(jì)算出機(jī)械效率進(jìn)行比較分析?！窘獯稹浚?）觀察彈簧測(cè)力計(jì)的量程、零刻度線和分度值。（2）如圖1所示，測(cè)力計(jì)分度值為0.2N，測(cè)量物體G所受的重力為4.6N；（3）如圖2所示，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)并讀出拉力F的數(shù)值，用刻度尺測(cè)出的物體G上升的高度h和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s；根據(jù)繩子自由端移動(dòng)的距離與物體升高高度的關(guān)系s=nh，繩子的有效段數(shù)n===﹣﹣﹣﹣==3，可以知道他們選用的滑輪組是乙；（4）①滑輪組的機(jī)械效率：η====，故滑輪組的機(jī)械效率與所提升物體的高度無(wú)關(guān)，由題意和表中數(shù)據(jù)，滑輪組的機(jī)械效率與所提升物體的重力有關(guān)；小明和小紅的實(shí)驗(yàn)結(jié)論不科學(xué)；②小明認(rèn)為提升的物重會(huì)影響該滑輪組的機(jī)械效率，建議進(jìn)一步探究：改變提升物體的重力，重復(fù)實(shí)驗(yàn)（3）步驟，計(jì)算出機(jī)械效率進(jìn)行比較分析?！敬鸢浮浚?）分度值；（2）4.6N；（3）刻度尺；乙；（4）①不科學(xué)；根據(jù)η=×100%，滑輪組的機(jī)械效率與所提升物體的高度無(wú)關(guān)；②提升物體的重力。25.（2018?泰安）圖甲是某學(xué)習(xí)小組“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的示意圖。用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉動(dòng)繩子自由端，將重為4.5N的物體從A位置提升到A′位置，同時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)從圖中的B位置上升到B′位置，在這個(gè)過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示。請(qǐng)你根據(jù)他們做的實(shí)驗(yàn)完成下列問(wèn)題：（1）物體提升的高度是5.0cm，拉力是2N，該滑輪組的機(jī)械效率η=75%；（2）若在圖甲裝置的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)動(dòng)滑輪，改為圖丙所示的裝置，提升同一物體，則滑輪組的機(jī)械效率變小（選填“變大”“變小”或“不變”）。【解答】（1）測(cè)力計(jì)B位置勻速提升到B'位置，測(cè)力計(jì)上升的高度為：s=15.0cm；由圖可知，有3段繩子拉著動(dòng)滑輪，則物體上的高度為：h=s=×15.0cm=5.0cm；由圖可知，測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2N；該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率：η====75%；（3）若在圖甲裝置的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)動(dòng)滑輪，此時(shí)有用功不變，克服動(dòng)滑輪重力所做的額外功變大，故機(jī)械效率變小。【答案】（1）5.0；2；75%；（2）變小。26.（2018?黔南州）如圖為某同學(xué)測(cè)動(dòng)滑輪機(jī)械效率的示意圖。他用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)繩子的自由端，將質(zhì)量為200g的鉤碼從A位置勻速提升到B位置，同時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)從圖中的A′位置勻速豎直上升到B′位置，這個(gè)過(guò)程用時(shí)2秒，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)繩的拉力為F．請(qǐng)你根據(jù)這個(gè)同學(xué)做的實(shí)驗(yàn)完成下列問(wèn)題：（1）準(zhǔn)備了下列器材：鉤碼、天平、滑輪組、細(xì)繩、彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺，其中多余的器材是天平；（2）如圖，由刻度尺的讀數(shù)可知，鉤碼上升的距離是10.0cm。（3）若彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為1.2N，則這個(gè)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是83.3%，拉力F做功的功率是0.12W?！窘獯稹浚?）實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)出鉤碼的質(zhì)量，故多余的器材是天平；（2）由圖可知，刻度尺的分度值是1cm，則鉤碼上升的距離為10.0cm；（3）彈簧測(cè)力計(jì)從25cm開(kāi)始上升，上升到45cm處，繩子末端移動(dòng)的距離s=20.0cm=0.2m；拉力做的功即總功為：W總=Fs=1.2N×0.2m=0.24J；有用功為：W有=Gh=mgh=0.2kg×10N/kg×0.1m=0.2J；機(jī)械效率η===83.3%；拉力F做功的功率是：P===0.12W?！敬鸢浮浚?）天平；（2）10.0；（3）83.3%；0.12。27．（2018?襄陽(yáng)）某同學(xué)“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)把更7.2N的物體吊在滑輪上，向上緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，測(cè)出物體上升高度和繩端移動(dòng)距離分別為0.1m和0.3m。圖中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為3N，滑輪組機(jī)械效率為80%．如果用此滑輪組提升另一重為10N的物體，它的機(jī)械效率變大（填“變大”“變小”或“不變”）?！窘獯稹坑蓤D可知，測(cè)力計(jì)的分度值為0.5N，示數(shù)為3N；滑輪組機(jī)械效率η=×100%=×100%=×100%=80%；不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%，第一次提升物體的重力為7.2N，如果用該滑輪組提升10N的物體，物體的重力變大，滑輪組的機(jī)械效率變大?！敬鸢浮?；80；變大。四．計(jì)算題28．（2018?北京）如圖是用動(dòng)滑輪提升貨物A的示意圖。在豎直向上的拉力F的作用下，使重450N的貨物A在50s的時(shí)間里，勻速豎直上升了10m。在這個(gè)過(guò)程中，拉力F做的功為5000J．求：（1）有用功W有；（2）拉力F的功率P；（3）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率η?！窘獯稹浚?）有用功：W有=Gh=450N×10m=4500J；（2）已知拉力F做的功為5000J，即W總=5000J，拉力做功的功率：P===100W；（3）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率：η==×100%=90%。【答案】（1）4500J；（2）100W；（3）90%。29.（2018?德陽(yáng)）如圖所示為一吊運(yùn)設(shè)備的簡(jiǎn)化模型圖，圖中虛線框里是滑輪組（未畫出），滑輪組繩子自由端由電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)，現(xiàn)用該設(shè)備先后搬運(yùn)水平地面上的物體A和B，已知兩物體重GA=1.75GB。當(dāng)對(duì)A施以豎直向上的拉力FA=1500N時(shí)，物體A靜止，受到地面支持力是NA。當(dāng)對(duì)B施以豎直向上的拉力FB=1000N時(shí)，物體B靜止，受到地面支持力是NB；且NA=2NB。求：（1）物體A的重力GA和地面支持力NA大小；（2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)對(duì)滑輪組繩子的自由端施以F=625N的拉力時(shí)，物體B恰好以速度v被勻速提升，已知此時(shí)拉力F功率為500W，滑輪組機(jī)械效率力80%，不計(jì)各種摩擦和繩子質(zhì)量，物體B的速度v為多少？【解答】（1）當(dāng)對(duì)A施以豎直向上的拉力FA=1500N時(shí)，物體A靜止，受到地面支持力是NA；對(duì)A，由力的平衡條件可得：FA+NA=GA，即：1500N+NA=GA﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①已知兩物體重GA=1.75GB，且NA=2NB，所以①式可寫為：1500N+2NB=1.75GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②當(dāng)對(duì)B施以豎直向上的拉力FB=1000N時(shí)，物體B靜止，受到地面支持力是NB；對(duì)B，由力的平衡條件可得：FB+NB=GB，即：1000N+NB=GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③②﹣③得，500N+NB=0.75GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④③﹣④得，500N=0.25GB，解得GB=2000N，代入解得：NB=1000N，GA=3500N；NA=2000N；（2）已知繩子自由端的拉力F=625N，η=80%，物體B重為2000N，設(shè)承擔(dān)物重的繩子段數(shù)為n，則η=====80%，解得：n=4。又因?yàn)槔做功的功率P=500W，由P=Fv得，繩子自由端運(yùn)動(dòng)的速度v繩===0.8m/s，則物體B勻速上升的速度為：v=v繩=×0.8m/s=0.2m/s。【答案】（1）3500N；2000N；（2）0.2m/s。30.（2018?玉林）如圖所示是打撈物體的模擬裝置。現(xiàn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩自由端以0.5m/s的速度勻速拉動(dòng)滑輪組，經(jīng)過(guò)5min將體積為0.1m3的物體由海底提升到海面，物體離開(kāi)海面后鋼絲繩自由端的速度變?yōu)?.49m/s，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率比物體在海水中時(shí)增大了12%（不計(jì)物體的高度、繩重和摩擦，ρ物=7.6×103kg/m3，g取10N/kg，ρ海水取1.0×103kg/m3）。求：（1）物體浸沒(méi)在海水中受到的浮力；（2）物體在海底時(shí)的深度；（3）物體在海底時(shí)受到海水的壓強(qiáng)；（4）物體在海面下勻速上升過(guò)程中，該滑輪組的機(jī)械效率（不計(jì)動(dòng)滑輪體積）?！窘獯稹浚?）物體浸沒(méi)在海水中時(shí)，排開(kāi)海水的體積：V排=V=0.1m3，則物體浸沒(méi)在海水中受到的浮力；F浮=ρ海水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=1000N；（2）由圖知，n=5，物體升高的速度：v物=v=×0.5m/s=0.1m/s，由題意可得，物體在海底時(shí)的深度：h=v物t=0.1m/s×5×60s=30m；（3）物體在海底時(shí)受到海水的壓強(qiáng)：p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa；（4）物體重力：G=mg=ρ物gV=7.6×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=7600N，設(shè)物體在水中時(shí)電動(dòng)機(jī)的功率為P1，鋼絲繩自由端的拉力為F1，繩自由端的速度v1=0.5m/s，則P1=F1v1=F1×0.5m/s；物體在離開(kāi)水面后電動(dòng)機(jī)的功率為P2，鋼絲繩自由端的拉力為F2，繩自由端的速度v2=0.49m/s，則P2=F2v2=F2×0.49m/s；由題知，物體在離開(kāi)水面后電動(dòng)機(jī)的功率比物體在海水中時(shí)增大了12%，即：P2=P1（1+12%），代入數(shù)據(jù)可得：F2×0.49m/s=F1×0.5m/s（1+12%），解得：F2=F1，由圖知，n=5，不計(jì)繩重和摩擦，兩次的拉力分別為：F1=（G﹣F浮+G輪），F(xiàn)2=（G+G輪），可得：（G+G輪）=×（G﹣F浮+G輪），解得：G輪=8F浮﹣G=8×1000N﹣7600N=400N，物體在海面下勻速上升過(guò)程中，動(dòng)滑輪對(duì)物體的拉力G﹣F浮所做的功為有用功，不計(jì)繩重和摩擦，克服動(dòng)滑輪重力做功為額外功，此過(guò)程中該滑輪組的機(jī)械效率：η===×100%≈94.3%?！敬鸢浮浚?）1000N；（2）30m；（3）3×105Pa；（4）94.3%。31．（2018?青島）工人利用如圖所示的滑輪組勻速提升重600N的貨物，繩子自由端被豎直拉上6m，額外功為300J．求滑輪組的機(jī)械效率。【解答】由圖知，n=3，由s=nh可得，貨物提升的高度：h===2m，則所做的有用功：W有用=Gh=600N×2m=1200J；拉力所做的總功：W總=W有用+W額=1200J+300J=1500J；則滑輪組的機(jī)械效率：η==×100%=80%。【答案】80%。32．（2018?桂林）小熊在課外實(shí)踐活動(dòng)中，用如圖甲所示的滑輪組勻速拉動(dòng)放在一水平面上的不同物體，物體受到的摩擦力從100N開(kāi)始逐漸增加，每次物體被拉動(dòng)的距離均為1m。根據(jù)測(cè)量結(jié)果畫出了該滑輪組機(jī)械效率與物體受到摩擦力大小變化的關(guān)系圖象，如圖乙所示。若不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦，求：（1）由圖乙可知，當(dāng)物體受到的摩擦力為100N時(shí)，滑輪組機(jī)械效率是多大？（2）當(dāng)滑輪組