苏科版九年级物理上册备课同步练习11.5机械效率(作业)(原卷版+解析)

11.5机械效率一、单选题1． 关于机械效率，下列说法正确的是（　　）A．机械效率越高，所做的有用功越多 B．总功少的机械，效率越高C．额外功少的机械，机械效率高 D．总功一定时，有用功多的机械的机械效率高2．如图所示，小明用桶把一些沙子运上三楼。在此过程中（　　）A．小明克服自身重力所做的功是总功 B．小明克服沙子重力所做的功是有用功C．小明克服沙子重力所做的功是额外功 D．小明克服桶的重力所做的功是有用功3．两台机械完成的有用功之比W1︰W2＝4︰7，它们的机械效率分别为η1＝60％，η2＝75％，则两台机械所做总功之比为（ ）A．5︰7 B．7︰5 C．16︰35 D．35︰164．要提高某机械的机械效率，应该（　　）A．减小使用机械时动力所移动的距离 B．减小机械自身的重力和摩擦C．减小总功 D．减小使用机械时动力5．如图所示，小敏用100N的拉力在10s内将160N的物体匀速提升了2m，下列说法正确的是 [忽略绳重和摩擦] （　　）A．使用此滑轮组提升重物时，改变绕绳方式能提高机械效率 B．拉力的功率是32WC．滑轮组的机械效率是80% D．动滑轮重50N6．用同一滑轮组提升同一重物，第一次将重物提高h米．第二次将重物提高2h米．不考虑摩擦，比较两次实验滑轮组的机械效率，则（   ）A．第二次有用功是第一次的2倍，因为机械效率增大一倍B．第二次总功是第一次的2倍，因此机械效率减为一半C．第二次提升动滑轮做的额外功增大一倍，所以机械效率减为一半D．两次实验滑轮组机械效率相同7．如图所示，小冯分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面。用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2。若不计绳重和摩擦，则（ ）A．W1＝W2，η1＝η2 B．W1＝W2，η1＜η2C．W1＜W2，η1＞η2 D．W1＞W2，η1＜η28．如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端。已知物体受到斜面的摩擦力为f，则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是（　　）A．η=×100% B．η=×100%C．η=×100% D．η=×100%9．某建筑工地要将同一个箱子从地面搬上二楼，如果分别采用如图所示的两种方式搬运，F1和F2做功的情况，以下判断正确的是（　　）A．两种方式机械效率一定相等B．两种方式功率一定相等C．两种方式所做的总功一定相等D．两种方式所做的有用功一定相等10．用相同的定滑轮和动滑轮，组成甲、乙两个滑轮组，如图所示，用它们来提升同一重物，甲滑轮组将重物举高1m，乙滑轮组将重物举高2m，在不计绳重和摩擦的条件下，下列说法正确的是（　　）A．甲滑轮组拉力大，机械效率低B．乙滑轮组省力，所以它的机械效率高C．乙滑轮组将重物举得高．所以它的机械效率高D．乙滑轮组做的有用功多，但甲、乙机械效率相等11．某同学想通过实验来探究“影响滑轮组的机械效率的因素”，如图所示，并测算了各次实验装置的机械效率．关于他的实验过程，下列说法中不正确的是A．由①②可知：滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关B．由②③可知：同一滑轮组提起物重越大，机械效率越低C．在①实验中，应匀速竖直向上拉动绳子D．为使实验的结论更具可靠性，应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律12．某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。已知物体的质量为450g，所用动滑轮的质量为50g，绳子自由端的拉力F为3.2N．g取10N/kg。在0~2s的过程中，下列说法中正确的是（　　）A．物体上升的速度为0.1m/s B．机械提升动滑轮做的功0.2JC．滑轮组的机械效率为90% D．拉力F的功率为0.64W二、填空题13．如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体，物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。14．如图所示，搬运工人用滑轮将重为500N的重物匀速提升4m，所用拉力为300N。已知滑轮重80N，则此过程中工人所做的额外功是______J，滑轮的机械效率为______，若提升的重物增加，滑轮的机械效率将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。15．如图所示，是两个工人分别用滑轮按甲、乙两种方式把质量相同的两袋沙子从地面提到二楼，两种方式若不计绳重和摩擦，且G沙子＞G滑轮。使用甲图中的滑轮的目的是______；使用乙图中滑轮的好处是可以______。提起沙子到相同的高度，额外功做的多得是______装置，机械效率更高的是______（以上两空选填“甲”或“乙”）；若使乙图中的滑轮机械效率升高，可以采取的做法______。（写出一种方法即可） 16．如图所示，小明通过斜面用平行于斜面的推力，将重为300N的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上，斜面长（g取10）。则：推力的功率为_________W，斜面的机械效率为_________%，斜面对物体的摩擦力为______N。17．如图所示，用大小为500N的拉力F通过滑轮组，将重为800N的物体在5秒内匀速提升高度10cm。(1)有用功是___________J，拉力做功的功率是___________W，滑轮组的机械效率是___________%。(2)若要求出动滑轮的重力，需增加的条件是___________。(3)在以下方法中，能提高该滑轮组的机械效率的是___________。（填序号）①增大物体提升高度 ②增加物体的重力③增大匀速拉绳的速度 ④改变绕绳方式18．如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为36N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为25cm，则杠杆的机械效率为______，若将重物的悬挂点A向右移动到B点，将重物提升相同的高度，则杠杆的机械效率将______（变大/变小/不变）（不考虑摩擦）。19．小明用图示滑轮组在5s内将重为60N的重物匀速提高了3m，所用拉力为50N，该滑轮组的机械效率为______%。 若其他条件不变，将重物匀速提升5m，该滑轮组的机械效率将______。 小华同学根据公式算出此滑轮组中动滑轮重力为40N，实际的动滑轮重力______ （选填“>”，“=”或“4h0，t2=2t1，不计速度变化时的时间，斜面粗糙程度不变。(1)0至t2时间内拉力做的有用功是______；(2)0至时间内的拉力做功的功率为P1，t1至t2时间内的拉力做功的功率为P2，则P1______P2。时斜面的机械效率为η1，F2时斜面的机械效率为η2，则η1______η2。注：两空均填“”、“”或“。21．为了将放置在水平地面上重为100N 的物体提升一定高度，物体边长为10cm 设置了图所示的滑轮组装置，当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示，内，拉力做的功是______J；内，滑轮组的机械效率是______。22．建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示，钢丝绳能承受的最大拉力为3000N，其货箱重400N，则该起重机一次最多能匀速提起的货物重__（选填“”、“ ”或“”）8600N；当用1200N的拉力将质量为300kg的货物以0.6m/s的速度匀速提升5s的过程中，有用功是__J，拉力的功率是__W，其机械效率是__。三、作图题23．如图所示，画出滑轮组提起重物最省力时绳子的绕法．（______）24．小红想探究滑轮组的机械效率是否与绳子的绕法有关，她先通过实验算出图甲中滑轮组的机械效率，请你帮她在图乙中画出下一步实验所需的完整的组装图（包含绳的绕法与提升的重物）。（甲、乙两滑轮组中的滑轮完全相同）四、实验题25．如图所示，探究斜面的机械效率与倾斜程度的关系。实验时用弹簧测力计拉着重为6N的木块，沿倾斜程度不同的同一斜面匀速向上运动，数据记录表中。(1)沿较陡斜面拉木块，拉力所做的额外功是______J，斜面机械效率是______；(2)比较两组实验数据，发现光滑程度相同的斜面，其倾斜程度越大，机械效率越高。你认为此结论______（选填“可靠”或“不可靠”），理由是______；(3)盘山公路、镊子、螺丝钉、汽车方向盘中，应用斜面原理工作的是______、______。26．学习了“机械效率”后，小明知道了同一动滑轮提升不同重物机械效率不同。他想知道自重不同的动滑轮提升相同重物机械效率是否相同。小明选用三个自重不同的动滑轮进行了实验，测得数据如下表所示。（1）实验中，弹簧测力计应竖直向上_______拉动；（2）第③次实验中，有用功为_______，总功为_______，动滑轮的机械效率为_______；（3）分析表中①、②、③数据，可得出的结论是：物重一定时，动滑轮越重，动滑轮的机械效率越_______；（4）分析表中③、④数据，可得出结论是：机械效率与移动的距离_______。27．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小明用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如表：(1)在实验操作中应该沿竖直方向___________拉动弹簧测力计，同组的小华发现实验过程中边拉动边读数时，弹簧测力计示数不稳定，如果能在弹簧测力计静止时读数会更准确，小明认为如果这样，测量的结果将比真正的滑轮组机械效率要______（填“偏大”或“偏小”），其原因是忽略了________对滑轮组机械效率的影响；(2)第三次实验中弹簧测力计的示数为___________N，其机械效率为___________；(3)通过上面的实验数据可得出，对同一个滑轮组，其提升的物体越重，滑轮组的机械效率越_______；如果在甲的实验探究过程中，小明在不改变其他条件的情况下把动滑轮换为一个质量更大的滑轮，所测得的机械效率将比原来________（以上两空填“高”或“低”）。28．小明利用如图甲、乙所示的滑轮组探究“滑轮组的机械效率”，实验数据如表格所示。(1)根据表格中所示数据，可发现有一组实验数据所采用的滑轮组与其他不同，这组数据是第 ______ 次实验的结果，相对应的滑轮组是 ______ （甲/乙）；(2)实验中应竖直向上 ______ 拉动弹簧测力计时，才能正确读数；(3)根据表格数据可知：①处数据应为 ______ ；编号②数据应为 ______ N；(4)下列分析中，正确的结论是 ______ 和 ______ ；A．由第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关B．由第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关C．由第4、5组数据可知，机械越省力，它的机械效率越高(5)小明最后用甲滑轮组又进行了一组实验，当物重G为10N时，测得：h＝0.3m；F＝4.5N；s＝0.6m，结果发现机械效率算出来竟然超过了100％，导致小明犯错的原因最有可能是 ______ 。五、计算题29．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，提升支架过程中滑轮组的机械效率为80%。已知物体A重560N，该工人重600N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，求：（1）绳子自由端拉力的功率；（2）支架受到滑轮组的拉力。30．如图所示，工人师傅利用斜面把重物搬运到汽车上，汽车车厢底板高度h＝1m，斜面长度s＝4m，现用力F沿着斜面把重力G＝2400N的重物匀速拉到车上，拉力F＝800N。（1）工人做的有用功；（2）斜面的机械效率；（3）物体在斜面上匀速运动时受到的摩擦力。31．如图所示，是一个从隧道中运矿石的装置图，用滑轮组拉着重600N的货车A沿水平方向匀速运动，货车受到的摩擦力是货车重力的0.2倍。在40s内物体移动8m，拉力F做的功为1280J，求：(1)货车A受到绳子的水平拉力F1；(2)拉力F的功率以及拉力F的大小；(3)计算滑轮组的机械效率。32．为了将放置在水平地面上、重G=84 N的重物提升到高处。小明同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置。当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图（丙）和（丁）所示。若重物与地面的接触面积S=5×10-2 m2，不计摩擦和绳重，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：（1）在2~3s内，拉力F的功率P （2）在2~3s内，滑轮组的机械效率η（3）在1~2s内，拉力F做的功W（4）在0~1s内，重物对地面的压强p实验次数斜面倾斜程度斜面高h/m斜面长s/m沿斜面拉力F/N机械效率η/%1较缓0.10.5260%2较陡0.20.53实验序号动滑轮自重G/N被提升钓码重力G/N钩码上升的高度h/cm弹簧测力计的示数F/N弹簧测力计移动的距离s/cm动滑轮的机械效率①0.2653.21093.8%②0.5653.41088.2%③1.5654.010-④1.5664.012次数钩码重G/N钩码上升的距离h/cm弹簧测力计的示数F/N弹簧测力计上升的距离s/cm机械效率η/%12511566.7%2451.71578.4%36515试验次数动滑轮重G滑/N物重G物/N勾码上升高度h/m动力F/N动力作用的移动距离s/m滑轮组的机械效率1120.11.40.347.62120.21.40.647.63140.12.00.3①4180.14.00.366.75280.1②0.45011.5机械效率一、单选题1． 关于机械效率，下列说法正确的是（　　）A．机械效率越高，所做的有用功越多B．总功少的机械，效率越高C．额外功少的机械，机械效率高D．总功一定时，有用功多的机械的机械效率高【答案】D【解析】A．使用机械时，机械效率高说明有用功在总功中占的比例大，但有用功不一定多，此选项错误；B．机械效率高，说明有用功在总功中占的比例大，无法确定总功的多少，此选项错误；C．机械效率高，说明有用功在总功中占的比例大，总功不确定，额外功少的机械，机械效率不一定高，此选项错误；D．总功一定时，有用功多的机械，有用功在总功中占的比例大，机械效率高，此选项正确。故选D。2．如图所示，小明用桶把一些沙子运上三楼。在此过程中（　　）A．小明克服自身重力所做的功是总功B．小明克服沙子重力所做的功是有用功C．小明克服沙子重力所做的功是额外功D．小明克服桶的重力所做的功是有用功【答案】B【解析】小明用桶把一些沙子运上三楼，对克服沙子重力做的功为有用功；为了提升沙子不得不克服自身重力、克服桶的重力所做的功为额外功；克服沙子重力做的功、克服自身重力、克服桶的重力所做的功之和为总功；故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。3．两台机械完成的有用功之比W1︰W2＝4︰7，它们的机械效率分别为η1＝60％，η2＝75％，则两台机械所做总功之比为（ ）A．5︰7 B．7︰5 C．16︰35 D．35︰16【答案】A【解析】因 ；故．答案选A． 4．要提高某机械的机械效率，应该（　　）A．减小使用机械时动力所移动的距离B．减小机械自身的重力和摩擦C．减小总功D．减小使用机械时动力【答案】B【解析】A．机械效率是有用功与总功的比值，与动力所移动的距离无关；故A错误；B．减小机械自身的重力和摩擦，可以减少额外功，可以减小额外功在总功中所占的比例，也就是增大了有用功在总功中所占的比例，可以提高机械效率；故B正确；C．机械效率是有用功与总功的比值，减小总功，但有用功不确定，所以不一定能提高机械效率；故C错误；D．机械效率是有用功与总功的比值，与使用机械时的动力大小无关；故D错误。故选B。5．如图所示，小敏用100N的拉力在10s内将160N的物体匀速提升了2m，下列说法正确的是 [忽略绳重和摩擦] （　　）A．使用此滑轮组提升重物时，改变绕绳方式能提高机械效率B．拉力的功率是32WC．滑轮组的机械效率是80%D．动滑轮重50N【答案】C【解析】A．改变绳子的缠绕方法，对重物被拉升没有影响，即对有用功没影响；对动滑轮的拉升、动滑轮转动时的摩擦也没有影响，即不影响额外功。所以此滑轮组改变绕绳方式不影响机械效率，故A错；BCD．由图通过动滑轮绳子段数n= 2，则有用功因为s= nh，所以总功为故滑轮组的机械效率拉力做的功是总功，所以拉力的功率不计绳重及滑轮之间的摩擦，克服动滑轮重所做功是额外功，所以额外功为所以动滑轮重故BD错误，C正确。故选C。6．用同一滑轮组提升同一重物，第一次将重物提高h米．第二次将重物提高2h米．不考虑摩擦，比较两次实验滑轮组的机械效率，则（   ）A．第二次有用功是第一次的2倍，因为机械效率增大一倍B．第二次总功是第一次的2倍，因此机械效率减为一半C．第二次提升动滑轮做的额外功增大一倍，所以机械效率减为一半D．两次实验滑轮组机械效率相同【答案】D【解析】机械效率是指有用功占总功的百分比，对滑轮组来说，有几段绳子在拉重物，绳端移动的距离S就是重物移动距离h的几倍。故机械效率：η==(n为拉重物的绳子段数)所以用同一滑轮组提同一重物，两次提升的高度，在不考虑摩擦时，滑轮组的机械效率相同,故ABC错误D正确。7．如图所示，小冯分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面。用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2。若不计绳重和摩擦，则（ ）A．W1＝W2，η1＝η2 B．W1＝W2，η1＜η2C．W1＜W2，η1＞η2 D．W1＞W2，η1＜η2【答案】D【解析】因为小冯分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用功相同；当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效率越高。而甲滑轮是动滑轮，所以利用甲滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低。即W1＞W2，η1＜η2。故选D。【点睛】此题主要考查功的计算和机械效率的大小比较这一知识点，比较简单，主要是学生明确哪些是有用功，额外功，总功，然后才能正确比较出两种情况下机械效率的大小。8．如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端。已知物体受到斜面的摩擦力为f，则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是（　　）A．η=×100% B．η=×100%C．η=×100% D．η=×100%【答案】D【解析】D．∵斜面的高为h，物体的重力为G，∴有用功为W有用=Gh又∵斜面长为L，拉力为F，∴总功为W总=FL则机械效率为η=而物体与斜面的摩擦力为f，∴额外功为W额外=fL则总功为W总=W有用+W额外=Gh+fL，故机械效率为η=×100%=×100%故D正确；A．选项中是有用功与额外功的比值，不是机械效率，故A错；B．选项中是有用功与有用功的比值，不是机械效率，故B错；C．选项中是有用功与（总功加上额外功）的比值，不是机械效率，故C错。故选D。9．某建筑工地要将同一个箱子从地面搬上二楼，如果分别采用如图所示的两种方式搬运，F1和F2做功的情况，以下判断正确的是（　　）A．两种方式机械效率一定相等B．两种方式功率一定相等C．两种方式所做的总功一定相等D．两种方式所做的有用功一定相等【答案】D【解析】A．有用功相同，总功不同，机械效率等于有用功和总功的比值，所以机械效率也不同，故A错误．B．搬运时间不知道，无法比较功率的大小，故B错误．C．但额外功不同，总功等于额外功与有用功之和，所以总功不同，故C错误，D．两只搬运方式所做的有用功根据公式W=Gh可知是相同的，故D正确．10．用相同的定滑轮和动滑轮，组成甲、乙两个滑轮组，如图所示，用它们来提升同一重物，甲滑轮组将重物举高1m，乙滑轮组将重物举高2m，在不计绳重和摩擦的条件下，下列说法正确的是（　　）A．甲滑轮组拉力大，机械效率低B．乙滑轮组省力，所以它的机械效率高C．乙滑轮组将重物举得高．所以它的机械效率高D．乙滑轮组做的有用功多，但甲、乙机械效率相等【答案】D【解析】 (1)从图中可以看出，甲图是有两段绳子在拉重物，故F甲＝(GG动)；乙图有三段绳子在拉重物，故F乙＝(GG动)；∵提升的重物相同，动滑轮相同，∴乙图更省力；(2)在不计绳重和摩擦的条件下，提升物体做的额外功：W额＝G轮h，提升重物做的有用功W有＝Gh，∵h1”，“=”或“4h0，t2=2t1，不计速度变化时的时间，斜面粗糙程度不变。(1)0至t2时间内拉力做的有用功是______；(2)0至时间内的拉力做功的功率为P1，t1至t2时间内的拉力做功的功率为P2，则P1______P2。时斜面的机械效率为η1，F2时斜面的机械效率为η2，则η1______η2。注：两空均填“”、“”或“。【答案】 【解析】[1]0至t2时间内拉力做的有用功[2]由图乙知，物体在0至时间内和t1至t2时间内均做匀速直线运动，但速度不同，；因为物体一直做匀速直线运动，且斜面倾斜程度和滑动摩擦力不变，所以；根据可知，。[3]拉力为时斜面的机械效率拉力为F2时斜面的机械效率由几何关系可知又故21．为了将放置在水平地面上重为100N 的物体提升一定高度，物体边长为10cm 设置了图所示的滑轮组装置，当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示，内，拉力做的功是______J；内，滑轮组的机械效率是______。【答案】300 66.7% 【解析】[1]由图乙可知，内拉力的大小为40N，由图丙可知，物体做匀速直线运动，物体的速度是2.5m/s，所以内拉力做的功是 [2]由图丁可知，内物体上升的高度为1.25m，则有用功由图乙可知，内拉力为50N，则总功 则内，滑轮组的机械效率是22．建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示，钢丝绳能承受的最大拉力为3000N，其货箱重400N，则该起重机一次最多能匀速提起的货物重__（选填“”、“ ”或“”）8600N；当用1200N的拉力将质量为300kg的货物以0.6m/s的速度匀速提升5s的过程中，有用功是__J，拉力的功率是__W，其机械效率是__。【答案】 9000 2160 【分析】(1)不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦时，绳子自由端拉力，由此根据钢丝绳最大拉力计算起重机吊起的物体的最大重力；(2)首先求出，根据求出货物提升的高度，根据求出有用功；根据求出移动的距离，根据求出总功，根据即可求得拉力的功率；由即可求出机械效率。【解析】[1]不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦，由图可知承重绳子的股数，由可得最大物重由于实际使用该滑轮组，滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦的存在，所以，实际吊起的货物重[2]货物的重力根据可得货物提升的高度有用功[3]起重机吊臂上的钢丝绳移动的距离总功起重机的功率[4]机械效率【点睛】本题考查功、功率和机械效率的计算，涉及的知识点较多，要能熟练运用公式。特别注意：要正确判断通过动滑轮绳子的段数；注意实际使用该滑轮组，滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦的存在。三、作图题23．如图所示，画出滑轮组提起重物最省力时绳子的绕法．（______）【答案】【解析】上下滑轮个数相同时，奇数股的绳子比偶数股的绳子省力，所以作出的图应该是3股绳子.点睛：在画滑轮组绕线时记住口诀：“奇动偶定”，也就是说想要奇数股的绳子就从动滑轮起笔向定滑轮上绕，想要偶数股的绳子就从定滑轮起笔向动滑轮上绕.24．小红想探究滑轮组的机械效率是否与绳子的绕法有关，她先通过实验算出图甲中滑轮组的机械效率，请你帮她在图乙中画出下一步实验所需的完整的组装图（包含绳的绕法与提升的重物）。（甲、乙两滑轮组中的滑轮完全相同）【答案】答案如下图所示【解析】试题分析：在探究滑轮组机械效率实验中，要研究机械效率与绳子绕法是否有关时，要利用控制变量法，控制其他量都相同，包括钩码的数量等因素相同，改变绳子的绕法。考点：滑轮组机械效率实验四、实验题25．如图所示，探究斜面的机械效率与倾斜程度的关系。实验时用弹簧测力计拉着重为6N的木块，沿倾斜程度不同的同一斜面匀速向上运动，数据记录表中。(1)沿较陡斜面拉木块，拉力所做的额外功是______J，斜面机械效率是______；(2)比较两组实验数据，发现光滑程度相同的斜面，其倾斜程度越大，机械效率越高。你认为此结论______（选填“可靠”或“不可靠”），理由是______；(3)盘山公路、镊子、螺丝钉、汽车方向盘中，应用斜面原理工作的是______、______。【答案】0.3 80% 不可靠 实验次数太少，实验结论具有偶然性，不具普遍性 盘山公路 螺丝钉 【解析】(1)[1]沿较陡斜面拉木块，拉力所做有用功为拉力所做总功为拉力所做的额外功为[2]斜面机械效率为(2)[3][4]比较两组实验数据，发现光滑程度相同的斜面，其倾斜程度越大，机械效率越高。此结论不可靠，因为实验次数太少，实验结论具有偶然性，不具普遍性。(3)[5][6]在实际生活生产中应用了斜面工作原理的实例有：盘山公路和螺丝钉等，都是为了省力。26．学习了“机械效率”后，小明知道了同一动滑轮提升不同重物机械效率不同。他想知道自重不同的动滑轮提升相同重物机械效率是否相同。小明选用三个自重不同的动滑轮进行了实验，测得数据如下表所示。（1）实验中，弹簧测力计应竖直向上_______拉动；（2）第③次实验中，有用功为_______，总功为_______，动滑轮的机械效率为_______；（3）分析表中①、②、③数据，可得出的结论是：物重一定时，动滑轮越重，动滑轮的机械效率越_______；（4）分析表中③、④数据，可得出结论是：机械效率与移动的距离_______。【答案】匀速 0.3J 0.4J 75% 小 无关 【解析】（1）[1]实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，是为了让物体处于平衡状态，弹簧测力计示数不变，便于读数；（2）[2]第③次实验中，有用功为[3]总功为[4]动滑轮的机械效率为（3）[5]分析表中①、②、③数据可知，物重一定时，动滑轮越重，动滑轮的机械效率越小（4）[6]分析表中③、④数据，可得出结论：机械效率与移动的距离无关27．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小明用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如表：(1)在实验操作中应该沿竖直方向___________拉动弹簧测力计，同组的小华发现实验过程中边拉动边读数时，弹簧测力计示数不稳定，如果能在弹簧测力计静止时读数会更准确，小明认为如果这样，测量的结果将比真正的滑轮组机械效率要______（填“偏大”或“偏小”），其原因是忽略了________对滑轮组机械效率的影响；(2)第三次实验中弹簧测力计的示数为___________N，其机械效率为___________；(3)通过上面的实验数据可得出，对同一个滑轮组，其提升的物体越重，滑轮组的机械效率越_______；如果在甲的实验探究过程中，小明在不改变其他条件的情况下把动滑轮换为一个质量更大的滑轮，所测得的机械效率将比原来________（以上两空填“高”或“低”）。【答案】匀速 偏大 摩擦 2.4 83.3% 高 低 【解析】(1)[1]在实验操作中应该沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，否则弹簧测力计示数不稳定，难以读数。[2][3]如果在弹簧测力计静止时读数，则减少了一部分由于摩擦造成的额外功，测量的结果将比真正的滑轮组机械效率偏大。(2)[4]由图丙可知，弹簧测力计的分度值是0.2N，故第三次实验中弹簧测力计的示数为2.4N。[5]由表中第三次测量数据可知，此时滑轮组的机械效率为(3)[6]由上面的实验数据可知，对同一个滑轮组，其提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。[7]在甲实验探究过程中，不改变其他条件的情况下把动滑轮换为一个质量更大的滑轮，则克服动滑轮重力所做的额外功增加，所测得的机械效率将比原来低。28．小明利用如图甲、乙所示的滑轮组探究“滑轮组的机械效率”，实验数据如表格所示。(1)根据表格中所示数据，可发现有一组实验数据所采用的滑轮组与其他不同，这组数据是第 ______ 次实验的结果，相对应的滑轮组是 ______ （甲/乙）；(2)实验中应竖直向上 ______ 拉动弹簧测力计时，才能正确读数；(3)根据表格数据可知：①处数据应为 ______ ；编号②数据应为 ______ N；(4)下列分析中，正确的结论是 ______ 和 ______ ；A．由第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关B．由第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关C．由第4、5组数据可知，机械越省力，它的机械效率越高(5)小明最后用甲滑轮组又进行了一组实验，当物重G为10N时，测得：h＝0.3m；F＝4.5N；s＝0.6m，结果发现机械效率算出来竟然超过了100％，导致小明犯错的原因最有可能是 ______ 。【答案】5 乙 匀速 66.7% 4.0 A B s或h测量错误 【解析】(1)[1][2]根据表格中所示数据，第5次试验中，动滑轮接触绳股数为其他试验中动滑轮接触绳股数为3，可知第5次实验数据所采用的滑轮组与其他不同，即相对应的滑轮组是乙。(2)[3]根据二力平衡条件可知，实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计时，才能正确读数。(3)[4][5]根据表格数据可知：①处数据应为编号②数据应为(4)[6][7]根据控制变量法的思想，由第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关，机械效率保持不变；由第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关，物重越大则机械效率越大。(5)[8]小明最后用甲滑轮组又进行了一组实验，当物重G为10N时，测得：h＝0.3m；F＝4.5N；s＝0.6m，结果发现机械效率算出来竟然超过了100％，此时可知导致小明犯错的原因最有可能是s或h测量错误。五、计算题29．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，提升支架过程中滑轮组的机械效率为80%。已知物体A重560N，该工人重600N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，求：（1）绳子自由端拉力的功率；（2）支架受到滑轮组的拉力。【答案】（1）140W；（2）1190N【解析】解：（1）由图可知n=2，该滑轮组的机械效率解得F=350N，物体A以0.2m/s的速度匀速上升，则绳子自由端移动的速度v绳=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s绳子自由端拉力的功率P=Fv绳=350N×0.4m/s=140W（2）动滑轮的重力G动=2F-G=2×350N-560N=140N两个滑轮质量相等，其重力相等，则定滑轮的重力也为140N，以定滑轮为研究对象受力分析可知，定滑轮受到竖直向上的支架对它的拉力、竖直向下的重力和三股绳子的拉力作用处于平衡状态，拉力为F拉=G定+3F=140N+3×350N=1190N答：（1）绳子自由端拉力的功率140W；（2）支架受到滑轮组的拉力1190N。30．如图所示，工人师傅利用斜面把重物搬运到汽车上，汽车车厢底板高度h＝1m，斜面长度s＝4m，现用力F沿着斜面把重力G＝2400N的重物匀速拉到车上，拉力F＝800N。（1）工人做的有用功；（2）斜面的机械效率；（3）物体在斜面上匀速运动时受到的摩擦力。【答案】（1）2400J；（2）75%；（3）200N【解析】（1）工人做的有用功W有＝Gh＝2400×1m＝2400J（2）所做总功为W总＝Fs＝800N×4m＝3200J斜面的机械效率为（3）此过程的额外功为W额＝W总﹣W有＝3200J﹣2400J＝800J由W额＝fs知道，摩擦力为答：（1）工人做的有用功为2400J；（2）斜面的机械效率为75%；（3）物体在斜面上匀速运动时受到的摩擦力为200N。31．如图所示，是一个从隧道中运矿石的装置图，用滑轮组拉着重600N的货车A沿水平方向匀速运动，货车受到的摩擦力是货车重力的0.2倍。在40s内物体移动8m，拉力F做的功为1280J，求：(1)货车A受到绳子的水平拉力F1；(2)拉力F的功率以及拉力F的大小；(3)计算滑轮组的机械效率。【答案】(1)120N；(2)32W，80N；(3)75%【解析】解：(1)货车受的摩擦力为f=0.2G=0.2×600N=120N因为货车做的是匀速直线运动，所以它受的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以货车受到绳子的水平拉力为F1=f=120N(2)拉力F的功率拉力移动距离由W=Fs可得，拉力为(3)拉力做的有用功为W有用=fs=120N×8m=960J滑轮组的机械效率答：(1)货车A受到绳子的水平拉力F1为120N；(2)拉力F的功率为32W，拉力F的大小为80N；(3)滑轮组的机械效率为75%。32．为了将放置在水平地面上、重G=84 N的重物提升到高处。小明同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置。当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图（丙）和（丁）所示。若重物与地面的接触面积S=5×10-2 m2，不计摩擦和绳重，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：（1）在2~3s内，拉力F的功率P （2）在2~3s内，滑轮组的机械效率η（3）在1~2s内，拉力F做的功W（4）在0~1s内，重物对地面的压强p【答案】262.5W 80% 150 J 300 Pa【解析】(1)由图可以知道在2~3s内,重物做匀速运动,,拉力,因为从动滑轮上直接引出的绳子股数(承担物重的绳子股数)n=3, 所以拉力F的作用点下降的速度,拉力做功功率(总功率):;(2) 在2~3s内,滑轮组的机械效率:,(3)在1~2s内,拉力F2=40N,重物上升高度h2=1.25m,拉力F的作用点下降的距离,拉力做的功:; (4)设动滑轮重为G动,，所以动滑轮重: 在0~1s内,拉力F1=30N,把动滑轮和重物看成整体,则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态.,地面对物体的支持力: ,根据力的作用是相互的,重物对地面的压力: ,对地面的压强: 答案: 262.5W 80% 150 J 300 Pa【点睛】由滑轮组的结构可以看出,承担物重的绳子股数n=3,则拉力F移动的距离s=3h. (1)由F-t图象得出在内的拉力F,由v-t图象得出重物上升的速度,求出拉力F的作用点下降的速度,利用求拉力做功功率,知道拉力F和物重G大小,以及S与h的关系,利用效率求滑轮组的机械效率.实验次数斜面倾斜程度斜面高h/m斜面长s/m沿斜面拉力F/N机械效率η/%1较缓0.10.5260%2较陡0.20.53实验序号动滑轮自重G/N被提升钓码重力G/N钩码上升的高度h/cm弹簧测力计的示数F/N弹簧测力计移动的距离s/cm动滑轮的机械效率①0.2653.21093.8%②0.5653.41088.2%③1.5654.010-④1.5664.012次数钩码重G/N钩码上升的距离h/cm弹簧测力计的示数F/N弹簧测力计上升的距离s/cm机械效率η/%12511566.7%2451.71578.4%36515试验次数动滑轮重G滑/N物重G物/N勾码上升高度h/m动力F/N动力作用的移动距离s/m滑轮组的机械效率1120.11.40.347.62120.21.40.647.63140.12.00.3①4180.14.00.366.75280.1②0.450