苏科版九年级物理11.5机械效率习题（有解析）

苏科版九年级物理11.5机械效率习题
一、单选题
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. 拉力做的功是额外功
C. 绳子自由端的拉力做的功是总功
D. 该滑轮的机械效率可能等于
用如图所示的滑轮组将质量为的物体，在内匀速向上提升已知拉力，取在此过程中，下列说法正确的是
A. 绳子自由端移动的距离为
B. 拉力的功率为
C. 人所做的额外功为
D. 该滑轮组的机械效率为
做值日时，小阳将一桶水从一楼提到二楼。此过程中，关于做功的说法正确的是
A. 对桶做的功是有用功 B. 对水做的功是有用功
C. 对水做的功是额外功 D. 克服自身重力做的功是总功
在下列有关机械效率和功率说法中正确的是
A. 功率较大的，做功一定较快
B. 机械效率较大的，所做的额外功较少
C. 机械效率较大的，功率也较大
D. 机械效率较大的，额外功和有用功的比值较大
如图，用同一滑轮组分别将物体和物体匀速提升相同的高度。与提升相比，提升的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响，则提升的过程中，下列说法
额外功较小
额外功相同
总功较小
总功较大
A. 只有正确 B. 只有正确 C. 只有正确 D. 只有正确
关于功、功率和机械效率，下列说法中正确的是
A. 物体受到的力越大，力对物体做功就越多
B. 将掉在地上的物理课本捡到桌面上，需要做约的功
C. 使用机械效率越高的机械，完成一定量的功就越快
D. 完成一定量的功越快的机械，功率就越大
如图所示，有一斜面长为，高为。现用力沿斜面把重为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，则下列关于斜面机械效率的表达式正确的是
A. B. C. D.
下列说法中正确的是【】
A. 做功越多的机械，机械效率越高 B. 功率大的机械，做功就越多
C. 功率大的机械，做功就越快 D. 部分机械的机械效率可以大于
分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在内将重为的物体匀速提升，每个滑轮的重均为不计绳重及摩擦，此过程中
A. 拉力小于拉力
B. 做的功小于做的功
C. 滑轮组甲的机械效率小于滑轮组乙的机械效率
D. 做功的功率等于做功的功率
如图甲所示，用一个动滑轮匀速提升重为的物体，在卷扬机拉力的作用下，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线所示；用该装置匀速提升物体时，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线所示。已知动滑轮的重力为，在这两次提升物体的过程中，卷扬机拉力的功率保持不变，且不计绳重和轮与轴间的摩擦。下列说法不正确的是
A. 物体受到的重力为
B. 物体上升的速度为
C. 拉力的功率为
D. 提升物体时动滑轮的机械效率为
二、实验探究题
在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如表：
序号 动滑轮重 物重 物体上升的高度 绳端受到的拉力 绳端移动的距离 滑轮组的机械效率
根据表格中的数据，在图甲中画出滑轮组的绕绳方法．
实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应_________保持静止匀速上升．
第三次实验时，弹簧测力计示数如图乙所示，此时绳端受到的拉力为_________，滑轮组的机械效率为_________．
根据表格中的数据分析可知：
随着物重的增大，额外功_________变小不变变大，原因是_____________．
要提高同一滑轮组的机械效率，可以采取_______________________的措施．
实验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。
实验次数
钩码重
钩码上升高度
绳端拉力
绳端移动距离
机械效率
通过表中数据可分析出第次实验是用图______选填“甲”或“乙”所示装置做的实验；读弹簧测力计示数时必须______。
A.匀速竖直向上，缓慢拉动弹簧测力计竖直向上，静止拉着弹簧测力计
通过第次实验和第次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的质量越大，滑轮组的机械效率______选填“越高”、“不变”或“越低”。
小组同学再用第次实验中使用的装置做第次实验，机械效率______。
比较第次实验和第次实验可得出结论：使用同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率______。
图丙装置绳子股数为，把丙图中的滑轮组绕线画好；采用图丙装置，改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图像。分析图像中的点可知，被提升物体所受的重力为______。忽略绳重和摩擦
1.【答案】
【解析】解：水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做有用功，克服绳与动滑轮之间的摩擦、克服动滑轮和绳重做额外功，绳子自由端的拉力做总功；有用功小于总功，故机械效率总小于．
2.【答案】
【解析】解：
绳子自由端移动的距离，，拉力做功的功率；
，；
滑轮组的机械效率：．
3.【答案】
【解析】解：小阳目的是提水，对水做的功为有用功，故B正确、错；
对桶做的功为额外功，故A错；
小阳把水、桶、自身提升做的功为总功，故D错。
故选：。
小阳将一桶水从一楼提到二楼，目的是提水，对水做的功为有用功；把桶和自身提升做的功为额外功，有用功加上额外功等于总功。
本题考查了学生对有用功、总功、额外功的了解与掌握，区分时要从我们的目的出发分析判断。
4.【答案】
【解析】解：
A、功率是表示物体做功快慢的物理量，功率越大，表示做功越快，故A正确；
B、机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率大，做的额外功不一定少，故B错误；
C、机械效率反映机械性能的好坏，功率表示做功的快慢，所以机械效率的大小与功率无关，故C错误；
D、机械效率较大的，额外功和有用功的比值就越小，故D错误。
故选：。
要解决此题，需要掌握机械效率和功率的概念，知道机械效率是指有用功与总功的比值。机械效率越大，有用功在总功中所占的比值越大，额外功在总功中所占的比值越小；功率是表示物体做功快慢的物理量。
此题主要考查了学生对机械效率的概念的理解。首先要掌握此概念，即有用功与总功的比值，同时要理解含义，能得出额外功与总功、有用功与额外功的关系。
5.【答案】
【解析】解：
、由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，由可知，提升和所做的额外功相同，故错误，正确；
、滑轮组的机械效率：，额外功相同，提升物体时滑轮组的机械效率较大，所以提升物体所做的有用功较大，由可知，提升物体所做的总功较大，故错误，正确。
故选：。
不计绳重及摩擦，用同一滑轮组将物体提升相同的高度，由可知做的额外功相同；而总功等于有用功与额外功之和；机械效率是有用功与总功的比值，由此分析解答。
本题考查了对有用功、额外功和总功以及机械效率的认识和理解，注意：不计绳重及摩擦，用同一滑轮组将物体提升相同高度时所做的额外功是相同的。
6.【答案】
【解析】
【分析】
功率是单位时间内做的功的多少，是表示做功快慢的物理量；
机械效率是有用功与总功的比值；
功的两个必要条件：一是物体要受力的作用，二是物体要在力的方向上通过一定的距离。
本题是直接考查功、功率和机械效率的定义和公式，比较简单。
【解答】
A、有力作用在物体上，但在力的方向上不一定移动了距离，则力不一定做功；力越大，力对物体做功也不一定多，还要看在力的方向上移动的距离，故A错误；
B、一本物理课本的质量约为，课桌高度约为，将掉在地上的物理课本捡到桌面上，需要做功，故B错误；
C、机械效率是有用功与总功的比值，与做功快慢无关，所以使用机械效率越高的机械，完成一定量的功不一定越快，故C错误；
D、功率等于单位时间内做功的多少，是表示做功快慢的物理量，所以完成一定量的功越快的机械，功率就越大，故D正确；
故选：。
7.【答案】
【解析】解：
斜面的高为，物体的重力为，有用功为：，
斜面长为，拉力为，总功为：，
使用斜面的机械效率为：，
而物体与斜面的摩擦力为，额外功为：，
则总功为：，
机械效率也可以表达为：
或：，故D正确；
选项中，是有用功与额外功的比值，不是机械效率，故A错；
选项中，是有用功与有用功的比值，不是机械效率，故B错；
选项中，分母是总功与额外功之和，则该比值不是机械效率，故C错。
故选：。
斜面是用来提升物体的，将物体从底端匀速拉到顶端时做的有用功等于物体重力和斜面高度的乘积，即；总功等于物体沿斜面向上的拉力和斜面长的乘积，即；斜面的机械效率等于有用功与总功之比。使用斜面时，所做的额外功就是克服物体与斜面摩擦力做的功，总功等于有用功和额外功之和，据此进行分析和判断即可。
此题考查有关斜面机械效率的计算，容易出错的是摩擦力的计算，我们要知道使用斜面时克服摩擦力做的功就是额外功，关键在于明确总功应等于有用功与额外功之和。
8.【答案】
【解析】
【分析】
深入理解功、功率、机械效率的概念，是解答此题的关键。
功率表示物体做功快慢的物理量，即；
机械效率等于有用功与总功的比值，反映了有用功在总功中所占比例的大小。
【解答】
A.机械效率是有用功与总功的比，做功越多，机械效率不一定高，故A错误；
B.功率大的机械，做功不一定越多，因为做功的时间不明确，故B错误；
C.功率表示物体做功快慢的物理量，机械功率越大，则机械做功越快，故C正确；
D.机械效率等于有用功与总功之比，因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于，故D错误。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了使用滑轮组拉力和拉力功率的计算，关键是不计绳重及滑轮轴间的摩擦时和绳子有效股数的确定。
由两图可知，承担物重的绳子股数，不计绳重及滑轮轴间的摩擦，利用求拉力大小，根据求出绳端移动的距离，根据分别求出拉力做的功；再根据求出两图中拉力的功率即可得出答案。
【解答】
有用功，
由图甲可知：，
不计绳重及滑轮轴间的摩擦，
，
，
；
。
由图乙可知：，
不计绳重及滑轮轴间的摩擦，
，
乙，
；
。
由以上可得：，，；
故选D。
10.【答案】
【解析】解：、由图甲可知，由乙图图象可知，提升物体时，绳子自由端移动的距离，所用的时间，
则绳子自由端的速度为：，则物体上升的速度，故B正确，不符合题意；
C、不计绳重和摩擦时拉力，拉力的功率，故C正确，不符合题意；
A、由乙图图象可知，提升物体时，绳子自由端移动的距离，所用的时间，速度为：，
在这两次提升物体的过程中，卷扬机拉力的功率保持不变，由可得，物体时的拉力，
由可得，物体受到的重力，故A错误，符合题意；
D、升物体时动滑轮的机械效率，故D正确，不符合题意。
故选：。
由图甲可知，由乙图图象可知绳子自由端移动的距离，利用速度公式求速度大小，物体上升的速度；
利用不计绳重和摩擦时求拉力，利用求拉力的功率；
在这两次提升物体的过程中，卷扬机拉力的功率保持不变，利用求升物体时的拉力，然后利用求物体受到的重力；
利用求机械效率。
本题考查了速度、使用动滑轮时绳子拉力、有用功、总功、功率和机械效率的计算，利用不计绳重和摩擦时是解题的关键。
11.【答案】；匀速上升；；；变大；摩擦变大；
增大物重。
【解析】
【分析】
在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验，考查了滑轮组的连接、注意事项、测力计读数、机械效率的计算、数据分析、提高机械效率的方法及影响摩擦大小的因素，最后一问是难点，关键要从摩擦力的方向考虑。
根据求出绳子的有效段数，根据“偶定奇动”连接；
在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应匀速上升；
根据图中弹簧测力计的分度值读数，由表中数据，根据求出第三次试验时滑轮组的机械效率；
根据表格中的数据，分别求出三次实验做的额外功得出结论；根据影响摩擦大小的因素分析；
使用同一滑轮组，为了提高机械效率，可从增大有用功或减小额外功考虑；
用同一滑轮组匀速提升和匀速放下同一物体时，摩擦力方向不同，据此分析。
【解答】
分析表中数据可知，动力作用点移动的距离是钩码上升高度的倍，根据，绳子的有效段数：
，根据“偶定奇动”，绳子先从动滑轮连接，故滑轮组的绕线情况如下图所示：
在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应匀速上升，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小；
图中弹簧测力计的分度值为，所以拉力，
由表中数据，第三次试验时，滑轮组的机械效率为：
；
根据表格中的数据分析可知：
三次实验的额外功分别为：
；
；
；
故随着物重的增大，额外功变大；
原因是随着物重的增大，绳子与轮之间和轮与轴之间的摩擦变大；
增大提升物体的重力，可增大有用功，减小摩擦可减小额外或，故提高同一滑轮组机械效率可以增大提升的物重。
故答案为：如上；匀速上升；；；变大；摩擦变大；
增大物重。

12.【答案】乙 越低 越高
【解析】解：实验中，物体升高，绳端移动距离为，由可知，物体和动滑轮的总重由段绳子承担，所以第次实验是用乙滑轮组做的实验；
实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样示数才会稳定，读出的数值才等于拉力的大小，故选A；
根据表中数据，由可知，实验中，实验中，实验是选择甲图进行实验的，实验是选择乙图进行实验的，乙图动滑轮的个数多，动滑轮的质量大，且提升物体的重力相同，实验的机械效率大于实验的机械效率，故可得出的结论是：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的质量越大，滑轮组的机械效率越低；
第次实验的机械效率为：；
由实验和实验可知，使用同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越高；
丙装置绳子股数为，
装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，应先从定滑轮开始连接，依次绕过动滑轮、定滑轮，如图所示：
；
根据，由图丙装置知，当动滑轮重为时，机械效率为，则，故被提升物体所受的重力：。
故答案为：乙；；越低；；越高；如上图；。
根据物体升高的距离和绳子自由端移动的距离，判断承担物体和动滑轮绳子的段数；实验中要匀速拉动弹簧测力计，这样示数才与拉力相同，并有利于准确读数；
比较实验和的实验数据和所选装置的不同，根据共同点和不同点得出正确结论；
根据算出机械效率；
根据两次实验数据中的相同点和不同点，利用控制变量法得出结论；
动滑轮被几根绳子承担，物体上升的距离就是绳子移动几分之一；根据结合图丁求出被提升物体所受的重力。
在此实验中，对滑轮组的分析、机械效率公式的运用是实验的基础，同时，实验中分别探究了机械效率高低与动滑轮个数、提升物体重力等多个量的关系，因此运用控制变量法进行探究非常关键。
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