粤沪版九年级上册11.3 如何提高机械效率同步练习题

这是一份粤沪版九年级上册11.3 如何提高机械效率同步练习题，共13页。试卷主要包含了夯实基础，提升训练等内容，欢迎下载使用。

精选练习


一、夯实基础


1.关于机械效率和功率说法正确的是( )


A．机械效率高的机械功率一定大


B．任何机械的机械效率都小于1


C．做功越多，功率越大


D．时间越长，功率越小


【答案】B


【解析】A．机械效率是有用功与总功的比值，与做功快慢没有关系，故A说法错误；


B．使用任何机械都要做额外功，所以总功一定大于有用功，即有用功与总功的比值一定小于1，也就是机械效率小于1，故B说法正确；


C．根据，时间未确定，所以做功多，功率大的说法错误，故C错误；


D．根据，做功多少未确定，所以时间越长.功率越小的说法错误，故D错误。


故选B。


2.下列描述正确的是( )


A．有用功做得越多，滑轮组的机械效率越大


B．地面上的桌子受到的重力和地面对桌子的支持力是一对平衡力


C．高压锅是利用增大锅内气体压强来提高液体沸点的


D．关闭发动机后，汽车由于惯性还会匀速向前运动一段距离


【答案】C


【解析】A．有用功做的多，有用功与总功的比值不一定大，故A错误；


B．静止在水平地面上的桌子受到的重力和地面对桌子的支持力一对平衡力，题目中桌子没有说明是否在水平地面上，故B错误；


C．高压锅可以增大锅内气压，使水的沸点升高，故可以更快的煮熟食物，故C正确；


D．关闭发动机后，汽车由于惯性还会向前运动一段距离，但不是匀速运动，故D错误。


故选C。


3.功率为10kW的起重机在一分钟内，将重的物体升高2m，水平移动4m，则下列数据错误的是( )


A．总功为 B．有用功为


C．总功为 D．机械效率为30%


【答案】A


【解析】由起重机功率与时间相乘得到的功W，这是外界输入起重机的功，是总功





由力与距离相乘得到的功，是起重机提升重物时对重物所做的功，提升重物是我们的目的，是我们想完成的功，此功是有用功，而水平移动过程时，起重机对重物并没有做功。所以





机械效率是有用功与总功的比值





故BCD正确，BCD不符合题意，A错误，A符合题意。


故选A。


4.图中剪刀剪纸机械效率为80%，这表示( )





A．若作用在剪刀的动力是1N，则阻力是0.8N


B．若作用在剪刀的阻力是1N，则动力是0.8N


C．若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.2J 的功用于剪纸


D．若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.8J 的功用于剪纸


【答案】D


【解析】利用剪刀的目的是剪纸，所以剪纸做的功是有用功。由机械效率为80%知，如果动力做功1J，有0.8J是用于剪纸，故ABC不符合题意，D符合题意。


故选D。


5.如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中( )





A．做的有用功是800J


B．拉力F的功率是80W


C．绳子自由端被拉下3m


D．D滑轮组的机械效率是60%


【答案】A


【解析】A．做的有用功是


W有用=Gh=800N×1m=800J


故A符合题意；


C．由总功为


W总=Fs=500N×2m=1000J


拉力F的功率是





故B不符合题；


B．由图知n=2，绳子自由端被拉下的距离为


s=2h=2×1m=2m


故不符合题意；


D．滑轮组的机械效


80%


故D不符合题意。


故选A。


6.在不计摩擦和绳子质量的情况下,分别使用定滑轮、动滑轮、滑轮组(两个定滑轮和两个动滑轮)匀速提升同一物体到同一高度处,其机械效率分别为η定、η动、η组,则下列选项正确的是 ( )


A.η组<η动<η定B. η定<η动<η组


C. η动<η定<η组 D. η定<η组<η动


【答案】A


【解析】因为，匀速提升同一物体到同一高度处，所以三种情况下做的有用功相同，大小都为W有用；由于不计绳子质量和摩擦，使用滑轮做的额外功：W额=G轮h，


又∵使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的动滑轮的个数为0、1、2，


∴使用定滑轮、动滑轮、滑轮组做的额外功：W额1＜W额2＜W额3，


∵W总=W有用+W额，


∴三种情况下做的总功：W定＜W动＜W组，


∵η= W有用/W总，


∴使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的机械效率：η定＞η动＞η组。


故BCD错误，A正确。


故选A。


7.一台起重机将重5000N的货物提高2m，如果额外功是2500J，则起重机做的有用功是________J，该起重机的机械效率是________。


【答案】10000；80％


【解析】起重机做的有用功是





起重机做的总功是





起重机的机械效率是





8.斜面长5m，高1m，工人用沿斜面方向400 N的力把重1600 N的集装箱匀速推到车上，推力对集装箱做的功是________J，斜面的机械效率是________。





【答案】2000；80％


【解析】推力对集装箱做的功是总功





推力对集装箱做的有用功是





斜面的机械效率是





9.如图所示，平行于斜面的拉力F将一块重10Ｎ的木块匀速拉上一个长为2m，高为0.5m的斜面，已知F 大小等于3N,求在这过程中，克服重力做了多少功？拉力F做了多少功？机械效率是多大？


【答案】5J；6J；83.3%


【解析】(1)克服重力做了多少功


W=Fs=Gh=10N×0.5m=5J


而人的目的是把重物提升,这个数值是有用功的大小；


(2)拉力所做功，拉力F的大小已知，在拉力方向下移动的距离为2m，所以


W=Fs=3N×2m=6J


拉力F所做的功是总功。


(3)则机械效率是





10.用滑轮组匀速提升重为2000N的物体，作用在绳子自由端的拉力大小为625N，拉力做功的功率为1250W，滑轮组的机械效率为80%，不计摩擦与绳重，求：


(1)重物上升的速度；


(2)本滑轮组用几段绳子悬挂动滑轮？


【答案】 (1)重物上升的速度为0.5m/s； (2) n=4


【解析】(1)总功W总是拉力F所做的功，即可以用Fs求出，也可以由拉力做功的功率求出，在t时间内，则W总=Pt。而有用功则是克服物重所做的功，W有用=Gh；而v为重物上升的速度，即我们要解答的问题


W有用=Gh=Gvt


比较两个总功表达式，结合机械效率的公式；得到如下解题过程


滑轮组的机械效率








则：重物上升的速度为0.5m/s。


(2)如何确定悬挂动滑轮绳子的段数，本来最简单方法就是看图，数数有几根绳悬挂动滑轮即可，而本题连图都没有，显然不行。我们不要忘记在滑轮组题目中永远隐含的条件是物体升高的距离h与拉力F移动距离S之间满足S=nh,再考虑绳子自由端的移动和重物上升所用时间相同，就可以得到绳端，即拉力运动的速度；


拉力做功的功率





绳端即拉力运动的速度








绳端前进的速度是重物上升速度v的4倍，说明重物是被4根绳拉住。


二、提升训练


1.小明用两个相同的滑轮，组成不同的滑轮组如图所示，分别将同一物体匀速提高到相同高度，绳子的自由端移动的距离为S1.S2，图中左.右滑轮组的机械效率分别为η1.η2，下列关系正确的是(忽略绳重及摩擦)( )





A．S1＞S2，η1=η2 B．S1＞S2，η1＞η2


C．S1＜S2，η1=η2 D．S1＜S2，η1＞η2


【答案】C


【解析】(1)由于忽略绳重及摩擦，承担物重的绳子股数n1=2，n2=3，则两图所用拉力：，又由于动滑轮相同，提升的物体重相同，所以F1＞F2；


两图将同一物体匀速提高相同的高度，则做的有用功W有相同，F1移动的距离s1=2h，F2移动的距离s2=3h，故s1＜s2；


(3)忽略绳重及摩擦，所做的额外功W额=G轮h，可得额外功W额相同，又W总=W有+W额，所以总功相同，，故两图的机械效率η相同，即η1=η2，故ABD错误，C正确。


故选C。


2.如图，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了1m．已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中( )





A．绳子自由端被拉下3m


B．做的有用功是800J


C．拉力F的功率是80W


D．滑轮组的机械效率是60%


【答案】B


【解析】A．由图知，此滑轮组由2段绳子承担物重，所以绳子自由端被拉下


s=2h=2×1m=2m


故A不符合题意；


B．由题意可知：G=800N；h=1m；F=500N


W有=Gh=800N×1m=800J


故B符合题意；


C．总功


W总=Fs=500N×2m=1000J


拉力F的功率





故C不符合题意；


D．滑轮组的机械效率





故D不符合题意。


故选B。


3.如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体，若拉力的大小为F，物体和地面之间的摩擦力大小为f，A点的拉力为FA，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是( )





A．B．C．D．


【答案】C


【解析】从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，则S=2s物，





物体在水平地面上做匀速运动，则此时A处绳子的拉力与物体与地面之间的摩擦力是一对平衡力，物体和地面之间摩擦力为f，A处的拉力大小为FA=f。则





故ABD错误，C正确。


故选C。


4.如图所示，用滑轮组把重为200N的货物提到9m高的楼上，所用拉力为80N，则总功和滑轮组的机械效率分别是( )





A．1400J 80% B．1800J 80%


C．1800J 83.3%D．2160J 83.3%


【答案】D


【解析】有用功


W有用=Gh=200N×9m=1800J


动滑轮上有三段绳子，所以拉力移动的距离是物体升高高度的3倍


s=3h=3×9m=27m


总功


W总=Fs=80N×27m=2160J


机械效率





故ABC不符合题意，D符合题意。


故选D。


5.不计摩擦和绳重，用图所示的甲.乙两个相同的滑轮组，提升不同数量的同种钩码，则它们的机械效率( )





A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙 C．η甲=η乙 D．无法比较


【答案】B


【解析】不计摩擦和绳重，因滑轮组(甲)和(乙)动滑轮重力相等，将不同重物提升相同的高度，由W额=G动h可知，所做额外功相等；


又因甲组提升的钩码少，所做有用功小，由机械效率的公式





可知：η甲＜η乙，故ACD不符合题意，B符合题意。


故选B。


6.如图，两个滑轮组由每个质量相同的滑轮组成．用它们分别将重物G1、G2提高相同高度( )





A．用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变


B．若G1=G2，甲的机械效率高


C．若G1=G2，拉力做的总功相同


D．若G1=G2，拉力做的额外功相同


【答案】B


【解析】A．用同一个滑轮组提起不同的重物，所做的额外功不变，有用功发生变化，所以有用功在总功中的比值发生变化，所以机械效率变，故A不符合题意．


B．根据可得，甲的机械效率大于乙的机械效率，故B符合题意；


C．若G1=G2，则甲乙所做的有用功相同，总功=有用功+额外功，所以乙做的总功大于甲做的总功，故C不符合题意；


D．甲滑轮组中有一个动滑轮，乙滑轮组中有两个动滑轮，所以若把物体提升相同的高度，乙滑轮组做的额外功多，故D不符合题意。


故选B。


7.电动自行车已成为大众化的一种交通工具，专业人员对某品牌电动自行车进行了测试，让电动自行车在平直的路面上由静止开始运动，获得速度随时间变化的图象如图甲所示，牵引力随时间变化的图象如图乙所示，已知匀速行驶时，电动机输入电压48V，输入电流5A，由图象可知，8～14s电动自行车受到的摩擦力为N，匀速行驶时，电能转化为机械能的效率为%．





【答案】30；75


【解析】[1]由甲图象可知，电动自行车的运动特点是先加速.后匀速．由乙图象可知，在8～14s牵引力大小F=30N，因为在8～14s匀速运动，牵引力与摩擦力是一对平衡力，所以摩擦力f=F=30N；


[2]由甲图象可知，电动自行车匀速行驶时速度v=6m/s，则克服摩擦力做功的功率为


P有用=fv=30N×6m/s=180W


电动机输入总功率为


P总=UI=48V×5A=240W


所以机械效率





8.某同学利用斜面匀速提升重为500N的物体，已知沿斜面的拉力做的功为1000J，斜面的机械效率为60%，则物体被提升的高度为m．


【答案】1.2


【解析】由机械效率公式，可得提升物体的有用功





由公式可得物体被提升的高度：





9.小李用如图所示的滑轮组把90kg的物体提升3m，作用在绳子自由端的拉力是400N，不考虑绳重及摩擦(g=10N/kg)．求：





(1)滑轮组的机械效率；(2)动滑轮的重力。


【答案】75%；300N


【解析】(1)由图可知通过动滑轮绳子的段数n=3，物体重力


G=mg=90kg×10N/kg=900N


滑轮组的机械效率





(2)不考虑绳重及摩擦，


G动=3F-G物=3×400N-900N=300N


答：(1)滑轮组的机械效率为75%；


(2)动滑轮的重力为300N。


10.如图甲所示，为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重9N．


(1)若拉力大小为5N，该滑轮组的机械效率为；


(2)若不考虑绳重.绳子和滑轮之间的摩擦，只改变滑轮组绳子的绕法(如图乙所示)，该滑轮组的机械效率将；若只增加钩码的个数，该滑轮組的机械效率将(选填“增大”、“减小”、“不变”)。





【答案】(1)60%；(2)不变；增大


【解析】(1)若拉力大小为F=5N，该滑轮组的机械效率为





(2)若不考虑绳重.绳子和滑轮之间的摩擦，动滑轮一定，滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关，物体越重滑轮组的机械效率越大。