中考物理总复习第13讲简单机械第2课时机械效率习题

第2课时　机械效率

　有关滑轮机械效率的计算

1．用甲、乙两种方式匀速将重为100 N的物体提升相同的高度，已知滑轮重20 N，绳重和摩擦力不计．则手的拉力F甲________F乙；拉力F对重物做的功W甲________W乙，机械效率η甲________η乙．(填“大于”“小于”或“等于”)

2．(南京)用如图所示的滑轮组将重85 N的物体匀速提升2 m，拉力F为50 N．此过程中有用功为________J，总功为________J，滑轮组机械效率为________．

3．(岳阳)用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为720 N的货物匀速提高10 m，所做的总功为12 000 J，此时滑轮组的机械效率为________；用该滑轮组提升更重的物体，机械效率会________(填“变小”“不变”或“变大”)．

　有关斜面机械效率的计算

4．(南充)将一个重为4.5 N的物体沿斜面从底

端匀速拉到顶端(如图所示)，斜面长1.2 m，高0.4 m，斜面对物体的摩擦力为0.3 N(物体大小可忽略)．则下列说法正确的是()

A．沿斜面向上的拉力为0.3 N

B．有用功为0.36 J，机械效率为20%

C．有用功为1.8 J，机械效率为20%

D．总功为2.16 J，机械效率为83.3%

5．为了将重为600 N的物体运送到6 m高的楼顶上，建筑工人搭建了如图所示的长12 m、高6 m的斜面．工人沿斜面方向用了400 N的拉力，在30 s内将重物匀速运送到楼顶，该过程中工人所做的有用功为________J，总功率为________W，斜面的机械效率为________%.

　有关杠杆机械效率的计算

6．如图所示，用竖直向上的力拉动较长的杠杆，使重为18 N的物体缓慢升高0.1 m，拉力大小为8 N，拉力移动的距离为0.25 m．该杠杆的机械效率为________，此杠杆属于________(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆．

重难点　有关简单机械的机械效率的计算

　(咸宁)如图所示，用滑轮组在4 s内将重为160 N的物体匀速提升2 m，若动滑轮重20 N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重．则在此过程中，下列说法正确的是()

A．绳子自由端向上移动了4 m

B．拉力F的功率为90 W

C．拉力F为90 N

D．滑轮组的机械效率为80%

【变式训练1】　(多选)(滨州)如图所示，重400 N的物体在30 N的水平拉力F的作用下，以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10 s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是()

A．绳子自由端移动的距离为3 m

B．有用功为400 J

C．拉力F的功率为9 W

D．物体与地面间的滑动摩擦力为72 N

【变式训练2】　(德阳)如图所示，沿斜面把质量为12 kg的一个物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力是F＝100 N，斜面长2 m，高1 m，则其机械效率是________%，物体所受摩擦力是________N．(g取10 N/kg)

【变式训练3】　如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为________N，测力计上升的高度s为0.2 m．物块重G为1.5 N，物块上升的高度h为0.3 m，则杠杆的机械效率为________%.

实验突破1　测量滑轮组的机械效率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　(齐齐哈尔)某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示．

(1)实验中应沿竖直方向________缓慢拉动弹簧测力计．

(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法________(填“正确”或“不正确”)，因为她没有考虑到________对滑轮组机械效率的影响．

(3)用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整．

(4)通过比较________(填实验次序)两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关．

(5)通过比较________(填实验次序)两次实验数据得出结论：用同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高．

(6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：________．

(7)有的同学认为，测量绕法确定的滑轮组的机械效率，钩码上升的高度和绳端移动距离________(填“可以不测量”或“一定要测量”)．

(8)有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”．分析表中数据，你认为这句话是________(填“正确”或“错误”)的．

实验突破2　测量斜面的机械效率

　(淮安)小明利用斜面搬运物体的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上拉动物体进行了探究(如图所示)，测得的实验数据如表中所示：

(1)沿斜面拉动物体时，应使其做________运动．

(2)根据表中的数据可求出第③次实验中拉力所做的有用功为________J，机械效率是________．

(3)通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越缓，越________．

(4)通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其他条件不变的情况下，________．

(5)若小明还想要探究斜面机械效率与物重的关系，实验时应控制不变的量是：_________．

(6)若斜面是光滑的，则有用功________(填“大于”“等于”或“小于”)总功．

(7)斜面在生产、生活中随处可见．在镊子、船桨、螺丝钉、汽车的刹车踏板中，应用了斜面的是________．

1．(黄石)下列关于简单机械在实际应用中的说法，正确的是()

A．指甲剪是省力省功的机械

B．定滑轮不省力，但能改变力的方向

C．滑轮组既省力，又省距离，还省功

D．斜面的机械效率可以达到100%

2．小王用滑轮组提升重物，下列提高机械效率的做法中正确的是()

A．把物体提得更高  B．提升重物的速度更大

C．提升更重的物体  D．增加滑轮个数

3．利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是()

A．重力做的功是有用功

B．拉力F1做的功是额外功

C．绳子自由端的拉力F做的功是总功

D．该滑轮的机械效率可能等于100%

4．(孝感)用四个完全相同的滑轮，组装成甲、乙两套滑轮组，用它们匀速提升同一物体时，其拉力分别为F1、F2，滑轮组的机械效率分别为η1、η2，如图所示，不计绳重和摩擦，下列选项中正确的是()

A．F1>F2，η1>η2

B．F1＝F2，η1＝η2

C．F1<F2，η1>η2

D．F1<F2，η1＝η2

5．(重庆B卷)部分农户在新建住房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材．在一次提升建材的过程中，建筑工人用400 N的拉力，将重600 N的建材在10 s内匀速提高3 m．则下列判断正确的是()

A．滑轮所做的有用功为1 200 J

B．滑轮受到的重力为100 N

C．该滑轮的机械效率η＝75%

D．绳子自由端移动的速度大小为0.3 m/s

6．(乐山)图甲中用力F1水平拉着重为G的物体在水平路面上匀速移动，距离为s.图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动s的距离，水平拉力为F2.使用动滑轮的过程中()

A．总功为W总＝F2s

B．有用功为W有＝Gs

C．机械效率为η＝Gs/2F2s

D．额外功为W额＝2F2s－F1s

7．(多选)(聊城)工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15 s．已知车厢高1.5 m，木板长3 m，货物质量为60 kg，沿斜面所用的拉力为400 N，g取10 N/kg，则下列说法正确的是()

A．工人做的总功为900 J

B．工人做的额外功为300 J

C．工人做功的功率为60 W

D．此斜面的机械效率为75%

8．(达州)用如图所示滑轮组拉着重为30 N的物体A匀速前进0.2 m，则绳子自由端移动的距离为________m; 若物体A与地面的摩擦力为9 N，则拉力所做的有用功是________J; 若实际拉力F＝4 N，则该滑轮组的机械效率为________．

9．(临沂)小明用如图所示的动滑轮提起重为140 N的水桶，动滑轮重20 N(不计绳重和摩擦)，小明拉绳子的动力为________N；如果向水桶内再加入40 N的水，提起时动滑轮的机械效率________(填“变大”“变小”或“不变”)．

10．小代用如图所示的滑轮组将重为640 N的物体匀速提升了2 m，用时40 s，此过程中滑轮组机械效率为80%，不考虑绳重及摩擦，则绳端的拉力是________N，拉力的功率是________W.

11．(襄阳)某同学“测量滑轮组的机械效率”的实验装置如图所示．实验时把重7.2 N的物体吊在滑轮上，向上缓慢拉动弹簧测力计，测出物体上升高度和绳端移动距离分别为0.1 m和0.3 m．图中小弹簧测力计示数为________N，滑轮组机械效率为________%.如果用此滑轮组提升另一重为10 N的物体，它的机械效率________(填“变大”“变小”或“不变”)．

12．用图示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如下表．

(1)沿斜面拉动物体时，应使其做________运动．

(2)根据图中测力计的示数，可知第2次实验的机械效率为________%，由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同，物体重量一定时，________越小，机械效率越大．

(3)第1次实验中，木块所受摩擦力为________N.

13．(呼和浩特)如图所示，用甲、乙两种滑轮组，分别匀速竖直向上提升同一重物，从相同位置开始提升至同一高度处，求：

(1)若不计绳重、滑轮重及摩擦，两次拉力F1和F2之比；

(2)若不计绳重及摩擦，重物质量为400 g，动滑轮质量为100 g，匀速拉动过程中甲、乙两装置的机械效率．

14．(重庆B卷)工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为300 N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离．F1、F2始终沿竖直方向，图甲中OB＝2OA，图乙中动滑轮重为60 N，重物上升速度为0.01 m/s.不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是()

A．甲、乙两种方式都省一半的力

B．甲方式F1由150 N逐渐变大

C．乙方式机械效率约为83.3%

D．乙方式F2的功率为3 W

15．如图所示，用一个重为18 N的动滑轮来提升物体，在实际工作中匀速竖直向上的拉力为30 N，则动滑轮的机械效率()

A．一定等于30%  B．一定等于70%

C．可能大于70%  D．一定小于70%

16．(枣庄)如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦．若GA＞GB，则η甲________η乙；若FA＝FB，则GA________GB.(填“＞”“＜”或“＝”)

17．(襄阳)质量为60 kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械间的摩擦力及绳重忽略不计．(g取10 N/kg)

(1)影响滑轮组机械效率的因素之一是________．

(2)若工人在1 min内将货物匀速向上提高了6 m，作用在钢绳上的拉力为400 N，求拉力的功率．

(3)求动滑轮受到的重力．

(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？

18．(RJ教材8下P88T3变式)(广安)如图所示，斜面长3 m，高0.6 m，建筑工人用绳子在6 s内将重500 N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150 N(忽略绳子的重力)．则下列说法正确的是()

A．斜面上的摩擦力是50 N

B．拉力的功率是50 W

C．拉力所做的功是300 J

D．斜面的机械效率是80%

第2课时　机械效率

基础得分训练

1．大于　等于　大于　2.170　200　85%　3.60%　变大　4.D　5.3 600　160　75　6.90%　省力

导学提分训练

例1　B

【变式训练1】　ACD

【变式训练2】　60　40

【变式训练3】　2.5　90

实验突破1

①等于　②nh　③低　④高

例2　(1)匀速　(2)不正确　摩擦　(3)0.4　80%　(4)1、2

(5)2、3　(6)不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组机械效率越高(不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低)　(7)可以不测量　(8)错误

实验突破2

①匀速　②W有/W总　③Gh,Fs　④越高　⑤越高

例3　(1)匀速直线　(2)1.25　80.6%　(3)省力　(4)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，倾斜程度越大，机械效率越高　(5)斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度　(6)等于　(7)螺丝钉

课后提分训练

1．B　2.C　3.C　4.D　5.C　6.D　7.BD　8.0.6　1.8　75%　9.80　变大　10.400　40　11.3　80　变大

12．(1)匀速直线　(2)95.2　摩擦力　(3)0.4　13.(1)由图知，甲图中，作用在动滑轮上绳子的段数n1＝2；乙图中，作用在动滑轮上绳子的段数n2＝3　若不计绳重、滑轮重及摩擦，则拉力F＝1/nG, 两次拉力F1和F2之比：F1/F2＝1/n1G,1/n2G＝n2/n1＝3/2　(2)重物的重力：G＝mg＝0.4 kg×10 N/kg＝4 N　动滑轮的重力：G轮＝m轮g＝0.1 kg×10 N/kg＝1 N　不计绳重及摩擦时，滑轮组的机械效率：η＝W有/W总＝Gh/(G＋G轮)h＝G/(G＋G轮)　由于两装置中物重和动滑轮重均相同，所以甲、乙两装置的机械效率：η＝W有/W总＝Gh/(G＋G轮)h＝G/(G＋G轮)＝4 N/(4 N＋1 N)＝80%

14．C　15.D　16.＞　＜　

17.(1)物重(或动滑轮重)　(2)由图甲可知，作用在动滑轮上绳子的段数n＝3，则绳端移动的距离：s＝nh＝3×6 m＝18 m　拉力做的功：W＝Fs＝400 N×18 m＝7 200 J　拉力的功率：P＝W/t＝7 200 J/60 s＝120 W

(3)由图乙可知，物重G＝300 N时，滑轮组的机械效率η＝60%，因机械间的摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率：η＝W有/W总＝Gh/(G＋G动)h＝G/（G＋G动）＝60%　解得G动＝200 N　

(4)已知工人的质量为60 kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：F大＝G人＝m人g＝60 kg×10 N/kg＝600 N　由F＝1/n(G＋G动)可得，提升的最大物重：G大＝nF大－G动＝3×600 N－200 N＝1 600 N

则滑轮组的最大机械效率：η大＝W有/W总＝G大/(G大＋G动)＝1 600 N/(1 600 N＋200 N)≈88.9%

教材变式题

18．A