2021年中考物理二轮复习《机械效率的测量及计算》专项训练 (含答案)

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LISTNUM OutlineDefault \l 3 小明同学做“测滑轮组机械效率”的实验，装置图如图所示.
小明用同一滑轮组进行了两次实验，实验数据记录表中.
(1)分析表中表据，用笔画线代替细绳，在图中组装滑轮组.
(2)将合适的数据，填写在表格的空格处.
(3)两次实验测得滑轮组的机械效率为_________和_________.
(4)若将重为3 N的钩码挂在同一滑轮组下，根据题中信息可以判断，滑轮组的机械效率应在________至________的范围内.
LISTNUM OutlineDefault \l 3 某同学选择如下器材做测定滑轮组的机械效率的实验:①弹簧测力计 ②重物 ③铁架台 ④定滑轮、动滑轮各一个 ⑤一根足够长的细绳
(1)他所选的器材缺少了 。
(2)补足器材后,该同学进行如下实验操作:
A.将滑轮组安装在铁架台上,在滑轮组下方挂好重物,将细绳的一端系住弹簧测力计。
B.记下重物和弹簧测力计的起始位置。
C.向上提起弹簧测力计,记下弹簧测力计的读数。
D.测量出重物提升的高度和弹簧测力计移动的距离。
E.将有关数据填入表格中,并进行必要的计算。
上述步骤中,有一项需要做重要补正,该项补正的内容是 。
(3)补正后,该同学按正确的操作方法完成了实验,并记录了如下实验数据,请帮助他完成下表:
(4)根据该同学以上的实验过程,将滑轮组的组装情况在图上画出。
(5)如果将重3 N的重物用同一滑轮组提升,根据题中已有的信息可以判断这时滑轮组的机械效率在 范围内。
LISTNUM OutlineDefault \l 3 小明同学利用一滑轮组匀速提升物体(不计绳重和摩擦)，下表是利用该滑轮组将一物体匀速提升到一定高度时采集到的信息.
(1)通过计算确定该滑轮组提起物体的绳子段数，并在如图所示的虚线框中画出该滑轮组的组装示意图.
(2)用该滑轮组将重为800 N的物体匀速提升1 m时，拉力做的总功为多少?
LISTNUM OutlineDefault \l 3 小熊在课外实践活动中,用如图甲所示的滑轮组匀速拉动放在水平地面上的不同物体,物体受到的摩擦力从100 N开始逐渐增加,每次物体被拉动的距离均为1 m。根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图像,如图乙所示,不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。
(1)由图乙可知,当物体受到的摩擦力为100 N时,滑轮组机械效率是多大?
(2)当滑轮组的机械效率为75%,物体以0.1 m/s的速度匀速运动时,该滑轮组的有用功率是多大?
(3)当物体与地面的摩擦力为1500 N时,体重为500 N的小熊竖直向下拉绳还能用此滑轮组拉动物体吗?用计算结果说明。
LISTNUM OutlineDefault \l 3 水平地面上放着重为200 N,边长为0.2 m的正方体物块,现用斜面将其由底端匀速拉到顶端,如图所示,已知平行于斜面的拉力为120 N,物体移动的距离为2 m,升高1 m,求:
(1)物块放在水平地面上时对地面的压强。
(2)斜面的机械效率。(结果保留三位有效数字)
(3)物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小。
LISTNUM OutlineDefault \l 3 如图所示,A物体受到的重力是100 N,在拉力F的作用下,能以0.2 m/s 的速度在水平地面上向左匀速直线运动。已知拉力F=5 N,滑轮组的机械效率为80%,试问:
(1)5 s内拉力F所做功的大小是多少?
(2)物体A受到水平地面的摩擦力大小是多少?
LISTNUM OutlineDefault \l 3 一辆质量是1.5×103 kg的汽车不慎陷入泥泞地面,汽车司机用如图所示滑轮组将汽车拖出。已知整个过程中,水平拉力F是400 N,汽车沿水平方向匀速移动了2 m,滑轮组的机械效率为75%。求:
(1)拉力F做的总功。
(2)有用功的大小。
(3)汽车受到的阻力大小。
LISTNUM OutlineDefault \l 3 如图所示，是海事船拖带失事渔船的机械示意图.利用滑轮组拉着渔船沿水平面以5 m／s的速度匀速前进，弹簧测力计的读数为40 N，每只滑轮重10 N，绳与滑轮间的摩擦不计.推算：
(1)拉力F的大小和滑轮组的机械效率.
(2)2 min内拉力F做的功及有用功的功率.
答案解析
LISTNUM OutlineDefault \l 3 答案为：
40 66.7％ 66.7％ 72.7 ％ 72.7％
LISTNUM OutlineDefault \l 3 答案为：(1)刻度尺
(2)C项内容中应为“匀速竖直向上提起弹簧测力计”
(3)70% 83.3%
(4)如图所示。
(5)70%~83.3%
解析：由η=知,要测量滑轮组的机械效率,需测量出用来计算有用功和总功的物理量,钩码所受重力为G,钩码上升高度为h,加在绳端的拉力为F,绳端移动的距离为s。因此,测量工具应有刻度尺,并且弹簧测力计应匀速竖直向上拉动。η=70%,第2次实验测得滑轮组的机械效率η2≈83.3%。承担物重的绳子股数n=3,绳子起点应在动滑轮上。因为对于同一滑轮组,被提升重物越重,机械效率越高,2 N<3 N<4 N,所以70%<η<83.3%。
LISTNUM OutlineDefault \l 3 答案为：3 900 J
LISTNUM OutlineDefault \l 3 解：
(1)由图乙可知,当物体受到的摩擦力为100 N时,滑轮组机械效率η1=50%。
(2)当η1=50%时,因为物体被匀速拉动,做匀速直线运动,故绳对物体的拉力Fa=f=100 N,
根据η=×100%=×100%=×100%得,
动滑轮重G动===100 N,
当η'=75%时,绳对物体的拉力Fa1=G动=×100 N=300 N,
该滑轮组的有用功率P有用=Fa1v物=300 N×0.1 m/s=30 W。
(3)由图甲可知,与动滑轮相连的绳子段数n=3,
当物体与地面的摩擦力为1500 N时,绳对物体的拉力Fa2=f2=1500 N,
作用在绳子自由端的拉力F=(Fa2+G动)=×(1500 N+100 N)≈533 N>G小熊=500 N,
所以体重为500 N的小熊竖直向下拉绳不能用此滑轮组拉动物体。
LISTNUM OutlineDefault \l 3 解:
(1)对地面的压强p====5000 Pa。
(2)有用功W有用=Gh=200 N×1 m=200 J,总功W总=Fs=120 N×2 m=240 J,
则机械效率η=×100%=×100%≈83.3%。
(3)f=×100%=×100%=×100%=20 N。
LISTNUM OutlineDefault \l 3 解：(1)5 s内绳移动的距离s=v绳t=0.6 m/s×5 s=3 m,5 s
内拉力所做的功W=Fs=5 N×3 m=15 J。
(2)由于物体匀速直线运动,
物体A受到滑轮对其水平向左的拉力F'和水平向右的摩擦力Ff,物体受力平衡,
故F'=Ff,因为滑轮组的机械效率η=
所以F'=3F×80%=3×5 N×80%=12 N,Ff=F'=12 N。
LISTNUM OutlineDefault \l 3 解:(1)由题图可知,由2股绳子拉动滑轮,n=2,
则绳端移动的距离s绳=ns车=2×2 m=4 m,
拉力F做的总功W总=Fs绳=400 N×4 m=1600 J。
(2)有用功W有=W总×η=1600 J×75%=1200 J。
(3)因滑轮组做的有用功为克服汽车阻力所做的功,则汽车受到的阻力大小f=600 N。
LISTNUM OutlineDefault \l 3 解：2F=40 N+10 N F=25 N

WF=FS=25 N×5 m／s×120 s×2=30000 J
P有=W有／t=40 N×5 m／s=200W