初中浙教版第4节 简单机械习题

第4节　简单机械

第5课时　机械效率与斜面

请判断下列说法的正误(正确的在括号内画“√”，错误的画“×”)：

(1)做功越快的机械，它的机械效率越高。(　　)

(2)使用同一滑轮组提升重物，所提升的重物越重，机械效率越高。(　　)

(3)机械效率越高的机械越省力(　　)

[核心知识]

1．使用任何机械都不省功。

2．总功：动力对机械所做的功。W总＝W有用＋W额外。

3．机械效率＝×100%，即η＝×100%。

4．求解有用功的方法：如果不用简单机械，外力所做的功，就等于有用功；求解总功的方法：使用了简单机械，外力对机械所做的功，就等于总功。

[易错点拨]

1．用力拉着物体在斜面上向上做匀速直线运动，物体所受的拉力与摩擦力不是一对平衡力。

拉力与摩擦力的关系符合：FL＝Gh＋fL。(其中，F—拉力；L—斜面长度；h—斜面高度；G—物体重力；f—摩擦力)

2．在不计绳重和摩擦的条件下，用滑轮组提升重物的机械效率可以表示为：η＝×100%＝ ×100%＝×100%＝×100%。由此可知，在不计绳重和摩擦的条件下，用滑轮组提升重物的机械效率只与被提升重物的重力和动滑轮的重力有关，与承重的绳子股数、上升的高度等均无关。

1．人直接用力F1匀速提升某重物到一定高度，所做的功是 W1，若人使用某机械匀速提升该重物到同一高度，人的拉力为F2，所做的功是 W2，则(　　)

A．F1一定大于F2 

B．F1一定小于F2

C. W2一定大于 W1 

D．以上均不正确

2．工人师傅使用一个动滑轮将400 N的重物匀速提升到3 m高处，假如所用的拉力方向竖直向上，大小为250 N，则(　　)

A．拉力所做的功为750 J 

B．动滑轮的机械效率为80%

C．若用该动滑轮提升更重的货物，机械效率将保持不变 

D．若采用轻质滑轮完成原任务，机械效率将保持不变

3．部分农户在新建住房时，常利用如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内匀速竖直提高3 m。则下列判断正确的是(　　)

A．滑轮所做的有用功为1200 J

B．滑轮受到的重力为100 N

C．该滑轮的机械效率为75%

D．绳子自由端移动的速度大小为0.3 m/s

4．下列关于功率、机械效率的说法正确的是(　　)

A．做功多的机器机械效率一定高

B．机械效率高的机器功率一定大

C．功率小的机器做功慢

D．功率大的机器做功时间一定短

5．甲、乙两机械，甲的机械效率是70%，乙的机械效率是50%，下列说法中正确的是(　　)

A．使用甲机械省力

B．甲机械做功快

C．相同时间内，甲机械完成的功多

D．使用乙机械所做的额外功在总功中占的比例大

6．甲滑轮组的机械效率高于乙滑轮组的机械效率，若用它们把同样重的物体提升相同高度，则(　　)

A．用甲滑轮组做功较少，也更省力

B．用甲滑轮组做功较少，但不一定省力

C．用乙滑轮组做的有用功较少，费力

D．用甲滑轮组做的有用功较少，但不一定费力

7．如所示，斜面长3 m，高0.6 m，建筑工人用绳子在6 s内将重500 N的物体从斜面底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150 N(忽略绳重)，则下列说法正确的是(　　)

A．斜面对物体的摩擦力是50 N

B．拉力做功的功率是50 W

C．拉力所做的功是300 J 

D．斜面的机械效率是80%

8．如所示，工人师傅用动滑轮将箱子吊到阳台上，箱子重为500 N，动滑轮重为10 N。在工人师傅竖直向上的拉力F作用下，箱子匀速上升了2 m，不计绳重和摩擦，则在此过程中(　　)

A．F＝250 N

B．F＝510 N

C．绳子自由端移动的距离为4 m

D．装置的机械效率η＝100%

9．如所示，沿斜面把质量为12 kg的物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力F＝100 N，斜面长2 m，高1 m，则其机械效率是________%，物体所受的摩擦力是______N。(g取10 N/kg)

10．如所示，在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，物体重6 N。

(1)实验时应沿竖直方向________拉动弹簧测力计。若物体上升的高度为10 cm，此时弹簧测力计的示数如图所示，则滑轮组的机械效率是________________________________________。

(2)若仅增加物体的重力，该滑轮组的机械效率将__________。

11．一个斜面的高为h，长为l，该斜面的机械效率为η。现把重为G的物体沿斜面匀速向上移动，则物体受到的滑动摩擦力的大小为(　　)

A.＋G         B.－G

C.         D.

12．小刚小组探究了影响滑轮组机械效率的因素后，联想到斜面也是一种机械，那么斜面的机械效率与斜面的哪些因素有关呢？小刚猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小萌猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。于是他们将一块长木板的一端垫高，构成长度一定、高度可调的斜面，用弹簧测力计拉着同一木块沿不同的斜面匀速向上运动，如所示。下表是他们实验记录的相关数据。

(1)在第1、2、3次实验中，选用玻璃、木板、毛巾作为斜面表面的材料，是为了________________________________________________________________________。

(2)在第2次实验中，拉力做的总功是________J，斜面的机械效率是________。

(3)分析第1、2、3次实验数据，可以得出：当其他条件一定时，________________________________________________________________________。

(4)若通过分析第1、4、5次实验数据，得出斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越大。你认为存在的问题是_________________________________________________________。

(5)实验中还发现，斜面材料相同时，斜面倾角越小，越________(填“省力”或“费力”)。

13．在工地上，赵师傅用如所示的滑轮组，将600 N的木箱从地面匀速提升到     6 m高的地方，所用时间为60 s，整个过程中滑轮组的机械效率是80%，不计摩擦和绳重。求：

(1)木箱匀速上升的速度。

(2)整个过程中赵师傅使用滑轮组提升木箱的功率。

(3)动滑轮的重力。

(4)赵师傅用这个滑轮组匀速提升480 N的货物时，拉力是多大。

答案

核心·易错

1．(1)×　 做功快表示功率大，功率是单位时间内做的功，机械效率是指有用功与总功的比值，两者没有必然的联系。

(2)√　

(3)×　 机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率高说明有用功与总功的比值大，与机械省不省力无关，且使用任何机械都不省功。

能力提升拔尖练

1．C

2．B　 拉力移动的距离：s＝2h＝2×3 m＝6 m，拉力做的功：W总＝Fs＝250 N×6 m＝1500 J；有用功：W有用＝Gh＝400 N×3 m＝1200 J，滑轮组的机械效率：η＝×100%＝× 100%＝80%；由公式η＝×100%＝×100%可知，若用该动滑轮提升更重的货物，有用功在总功中所占的比例将增大，所以机械效率将变大；采用轻质滑轮完成该任务，额外功减小，由公式η＝×100%＝×100%可知，机械效率将变大。

3．C　 滑轮所做的有用功为W有用＝Gh＝600 N×3 m＝1800 J；由于绳重、摩擦不知，故动滑轮重无法计算；动力作用点通过的距离为s＝2×3 m＝6 m，总功W总＝Fs＝400 N×     6 m＝2400 J，该滑轮的机械效率η＝×100%＝×100%＝75%；绳子自由端移动的速度为v＝＝＝0.6 m/s。

4．C　 机械效率是有用功与总功的比值。功率是指单位时间内完成的功，它表示做功的快慢。

5．D　6.B

7．A　 利用斜面提升物体时，有用功W有用＝Gh＝500 N×0.6 m＝300 J，总功W总＝Fs＝150 N×3 m＝450 J，则W额外＝W总－W有用＝450 J－300 J＝150 J，由W额外＝fs可知，f＝＝＝50 N；拉力的功率：P＝＝＝75 W；斜面的机械效率：η＝×100%＝        ×100%≈66.7%。

8．C　 拉力F＝＝＝255 N；箱子匀速上升了h＝2 m，绳子自由端被收起的长度为s＝nh＝2×2 m＝4 m；不计绳重和摩擦，装置的机械效率：η＝×100%＝×100%＝≈98%。

9．60　40

 质量为12 kg的物体所受到的重力为G＝mg＝12 kg×10 N/kg＝120 N；有用功W有用＝Gh＝120 N×1 m＝120 J；总功W总＝Fs＝100 N×2 m＝200 J；机械效率为η＝×100%＝ ×100%＝60%；额外功W额外＝W总－W有用＝200 J－120 J＝80 J，物体所受摩擦力为f＝＝＝40 N。

10．(1)匀速缓慢　83.3%　

(2)增大

培优初探拓展练

11．D

12．(1)改变斜面的粗糙程度

(2)6　58.3%

(3)斜面越粗糙，其机械效率越低

(4)没有控制斜面的粗糙程度相同

(5)省力

13．解：(1)木箱匀速上升的速度：v＝＝＝0.1 m/s。

(2)W有用＝G物h＝600 N×6 m＝3600 J，

W总＝＝＝4500 J，

提升木箱的功率：P＝＝＝75 W。

(3)不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率η＝×100%，

则80%＝，

解得G动＝150 N。

(4)拉力F＝＝＝210 N。