北师大版八年级下9.6测滑轮组的机械效率 同步练习（有解析）
文档属性
| 名称 | 北师大版八年级下9.6测滑轮组的机械效率 同步练习（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 665.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 北师大版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-14 12:49:07 | ||
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文档简介
北师大版八年级下 9.6 测滑轮组的机械效率 同步练习
一、单选题
1．将一个定滑轮和挂有一个重60N钩码的动滑轮分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组。在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6m。不计摩擦和绳重。设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则
A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙 C．η甲≈55.5% D．η乙≈83.3%
2．下列说法正确的是（ ）
A．做功越多，功率越大
B．做功时间越短，功率一定越大
C．做功越快，功率越大
D．机械效率越大，功率一定越大
3．如图所示，用滑轮组提升重物时，将重500N的物体在10s内匀速提升了2m，已知动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中（ ）
A．滑轮组对重物做的功为500J
B．滑轮组的机械效率为55.6%
C．绳子自由端拉力F的功率为120W
D．提升的重物变为400N时，滑轮组的机械效率将变大
4．如图所示，用滑轮组在1s内将重为10N的物体沿竖直方向匀速提升0.2m，作用在绳端的拉力F为4N，不计绳重和轮轴摩擦，以下计算正确的是（ ）
A．拉力F的功率为2W
B．滑轮组的有用功为2.4J
C．动滑轮的重力为2N
D．滑轮组的机械效率为80%
5．如图，在水平拉力F的作用下，使物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s，若物重为G，平面对物体的摩擦力为f。下列说法正确的是（ ）
A．有用功的功率为fs B．拉力的功率为3Fs
C．额外功为(3F-f)s D．装置的机械效率为
6．如图所示，在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长s＝1.2m、高h＝0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功，则（ ）
A．有用功为1.35J，机械效率为75%
B．有用功为2.16J，机械效率为62.5%
C．有用功为1.35J，机械效率为62.5%
D．有用功为1.35J，机械效率为100%
7．如图所示的滑轮组，500N的拉力F在10s内将重800N的箱子匀速提升了2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．定滑轮的作用是省力
B．滑轮组机械效率为80%
C．动滑轮的重力为100N
D．拉力F的功率为100W
8．关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．热机做的有用功越多，热机的效率就越高
B．热机的功率越大，热机的效率就越高
C．热机消耗的燃料少，热机的效率就越高
D．以上说法都不对
9．用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，滑轮组的机械效率为80%。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端沿水平方向移动了6m
B．物体受到的拉力为750N
C．如果只增加物体的重力，滑轮组的机械效率不变
D．拉力做的额外功为300J
10．小明用如图所示的滑轮组将一个重为 120N的物体匀速提升 2m，所用的拉力为50N，此时拉力所做的功为W，滑轮组的机械效率为 η1，若仍用该滑轮组提升一个重为170N的物体，此时滑轮组的机械效率为 η2，则 W、η1、η2分别是（ ）（不计绳重和摩擦）
A．240J、80%、85% B．300J、80%、85%
C．300J、80%、80% D．240J、75%、80%
11．如图所示，在粗糙水平地面上，用10N的力F沿水平方向拉滑轮（不计滑轮重力）木板B静止，木块A在粗糙木板B上水平向左做匀速直线运动，5s内木块A移动了0.5m，滑轮组的机械效率为80% 下列说法正确的是（ ）
A．木块A受到的摩擦力为4N
B．5s内绳子拉力对木板B做的功为2J
C．拉力F的功率为2.5W
D．地面对木板B的摩擦力为4N
12．如图所示，用滑轮组提升重物时，用300N的力将重500N的物体匀速升高了2m，不计绳重和摩擦，则提升重物的过程中（ ）
A．滑轮组的机械效率为83.3%
B．动滑轮重为200N
C．若采用轻质滑轮完成原任务，机械效率将保持不变
D．若用该滑轮组提升更重的货物，机械效率将保持不变
二、填空题
13．如图所示，在竖直向上大小为1200N的力F的作用下，重物 A沿竖直方向以0.4m/s的速度匀速上升，则滑轮上升的速度为______m/s，已知该装置机械效率为 80%，则物体 A 的重力为______N。
14．在如图所示的斜面上，一工人用200N的拉力，将一重为250N的物体，从底端匀速拉到顶端，用时6s，拉力做功的功率为______W，克服斜面对物体的摩擦力做的功为______J。
15．如图所示滑轮组，工人师傅用125N的拉力把重为200N的箱子匀速提升到某一高度，此滑轮组的机械效率为______；生活中经常使用的笤帚是______（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
16．用图所示的滑轮组匀速提升重为400N的物体，人对绳的拉力为250N，不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率为_______。如果人的体重为550N，竖直向下匀速拉动绳子过程中（绳始终未断裂），使用此滑轮组能提升的最大物重为________N。
三、综合题
17．2014年6月，台湾省农民张文任栽种出一个超级大南瓜．为将南瓜顺利装车，村民们用如图所示的滑轮，用绳子绕制成滑轮组．在20s时间内，村民们用750N的拉力将绳端沿竖直方向匀速向下拉动6m，把南瓜提升1.5m，此过程中滑轮组的机械效率为90％．(g取10N/kg)
问：(1)按题意画出滑轮组的绳子绕法．
(2)村民们拉动滑轮组的功率为多大
(3)超级大南瓜的质量为多大
18．如图所示，利用轻质滑轮组拉动水平地面上的物体，使物体以0.1m/s的速度匀速向左运动。已知物体重400N，拉力F=50N，物体和地面之间的摩擦力f=80N。则：
(1)B滑轮的作用是______；
(2)A处的拉力大小为______N；
(3)滑轮组在10s内做的有用功为______J；滑轮组的机械效率为______。
19．请用已经量的符号表示下列机械的有用功和总功
机械 已知条件 有用功W有 总功W总
抽水机 电源电压U、通过电动的电流I、通过时间t、抽水高度h、抽水的质量m __ __
如左图： 用力F将重G的物体匀速移动s，物体受到的摩力是f __ __
20．一名体重为500N、双脚与地面接触面积为0.04m2的学生站在水平地面上，要用滑轮组将600N的重物匀速提升1m．求：
（1）他站在地面上未拉绳子时对地面的压强多大？
（2）画出滑轮组的绕线方式；
（3）若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75%，则拉力F多大？
21．如图甲是我省潮汕地区东奥岛风力发电的外景，风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成．
（1）风机的叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用硬度大，密度______（选填“大”或“小”）的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同，上方的流速较，产生压强差，从而受到向______（选填“上”或“下”）的力使风叶旋转．
（2）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用___________原理，使机械能转化为电能．
（3）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像可知，能使该风力发电机组产生电能的风速范围是___________（用图像中的字母表示）．
（4）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：
平均风速（m/s） 5 10 15 20
1s内获得的能量（×104J） 1 8 27 64
①请你对表格的数据进行分析，你会发现该风机1s内获得的能量与风速的关系是_______；
②风速为5m/s时，这台风机工作1min所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10min，风机发电的效率是为______．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
由图可知，甲、乙滑轮组中n甲=2，n乙=3由
可得
G动=2F1-G=2×36N-60N=12N
则
由
可得，甲滑轮组的机械效率
乙滑轮组的机械效率
即
η甲=η乙
故选D。
2．C
【详解】
A．功率是功与时间的比值，只知道做功的多少，不知道时间的大小，不能判断功率的大小，故A错误；
B．功率是功与时间的比值，只知道时间的大小，不知道做功的多少，不能判断功率的大小，故B错误；
C．功率是表示物体做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，故C正确；
D．功率和机械效率是两个不同的物理量，机械效率是有用功与总功的比值，无法比较，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】
A．滑轮组对重物做的功为
故A错误；
B．因为不计绳重和摩擦，所以额外功产生的原因只有动滑轮的重力，所以额外功为
拉力F做的总功为
滑轮组的机械效率为
故B错误；
C．绳子自由端拉力F的功率为
故C正确；
D．在不计绳重和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率和所提升物体重力、动滑轮重力有关，当提升的重物变为400N时，所提升物体重力变小，动滑轮重力不变，所以滑轮组的机械效率变小，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】
由图可得，滑轮组中绳子承担重物的段数
物体的重力
物体移动的距离
绳子末端的拉力
则绳子末端移动的距离
A．拉力F的功率
故A错误；
B．滑轮组的有用功即物体自身重力做的功
故B错误；
C．根据可得动滑轮重力
故C正确；
D．拉力所做的总功为
则滑轮组的机械效率
故D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．由图示知，滑轮组承重绳子的根数为3，克服摩擦力所做的功为有用功，则
W有=fs
有用功的功率
P有=fv
故A错误；
BCD．在向右匀速移动过程中，绳子端移动的距离
s绳=ns=3s
所用的时间
则拉力的所做的功
W总=F 3s=3Fs
拉力的功率
那么额外功
W额=W总-W有=3Fs-fs=(3F-f)s
装置的机械效率
故BD错误，C正确。
故选C。
6．C
【详解】
有用功
总功
机械效率
故选C。
7．B
【详解】
A．定滑轮既不省力也不费力，只能改变力的方向，故A错误；
B．有用功为克服物体重力做的功，所以有用功为
连接动滑轮的绳子有两股，物体上升2m，因此绳子自由端移动的距离为4m。所以拉力做的总功为
因此机械效率为
故B正确；
C．对动滑轮和物体做受力分析，向上受到两股绳子拉力，向下受到动滑轮和物体的总重力，因此有
带入数据得
故C错误；
D．拉力的功率
故D错误。
故选B。
8．D
【详解】
AC．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，当热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高；当热机消耗的燃料一定，做的有用功越多，效率就一定越高，故A、C错误；
B．热机的功率越大，热机做功越快，效率与功率无关，故B错误；
D．根据对前三项分析可知以上说法都不对，故D正确。
故选D。
9．D
【详解】
A．由图示知，滑轮组承重绳子的根数为2根，物体移动2m时，绳子自由端移动的距离
s=nh=2×2m=4m
故A错误；
BD．拉力所做的总功
W总=Fs=375N×4m=1500J
据知，拉动物体做的有用功
W有=ηW总=80%×1500J=1200J
拉力所做的额外功
W额=W总-W有=1500J-1200J-300J
物体所受的拉力
F拉=
故B错误，D正确；
C．物体是被匀速拉动的，那么物体在水平方向所受的摩擦力和拉力是一对平衡力，则增加物体的重力，则物体对地面的压力变大，则地面对物体的摩擦力变大，拉动物体时所需的拉力变大，所做的有用功变大，那么机械效率会变化，故C错误。
故选D。
10．B
【详解】
由图可知，n=3，则绳子移动的距离为
s=3h=3×2m=6m
当用滑轮组将一个重为120N的物体匀速提升2m时拉力所做的功为
W =F1s=50N×6m=300J
动滑轮的重力为
G动=3F-G=3×50N-120N=30N
当提升G1=120N的重物时
W有用1=G1h=120N×2m=240J
滑轮组的机械效率
提升G2=170N的重物时，所用的拉力为
滑轮组的机械效率
故ACD不符合题意；B符合题意。
故选B。
11．A
【详解】
A．滑轮组的机械效率为80%，机械效率公式
可知
故A正确；
B．5s内木板B静止，绳子拉力对木板B做的功为0J，故B错误；
C．5s内木块A移动的距离为0.5m，则拉力拉着滑轮移动了0.25m，拉力F的功率为
故C错误；
D．木板B静止，受力平衡，对其受力分析可知，受到绳子的拉力为5N，方向向右，还受到木块A的摩擦力为4N，方向向左，因此地面给木板B的摩擦力为1N，方向向左，故D错误。
故选A。
12．A
【详解】
由图可知，绳子承担重物的段数n为2，物体被匀速提升2m，则绳子末端移动的距离
A．物体重为500N，则物体克服重力做的有用功
拉力做的总功
则滑轮组机械效率
故A正确；
B．不计绳重和摩擦，根据可得动滑轮重力
故B错误；
CD．不计绳重和摩擦，动滑轮克服重力做的功为额外功，物体克服重力做的功为有用功，根据可知，若采用轻质滑轮完成原任务或者用该滑轮组提升更重的货物，机械效率会增大，故CD错误。
故选A。
13． 0.2 480
【详解】
[1][2]由图可知滑轮上升的速度为
该装置机械效率为
则物体 A 的重力为
14． 100 100
【详解】
[1]由图可知，在拉力作用下物体移动了3m，拉力所做的功为
W总=Fs=200N×3m=600J
拉力做功的功率为
[2]由图可知，一重为250N的物体被提升了2m，所做的有用功为
W有=Gh=250N×2m=500J
克服摩擦力做的额外功为
W额=W总-W有=600J-500J=100J
15． 80% 费力
【详解】
[1]如图滑轮组中n=2，则此滑轮组的机械效率为
[2]使用笤帚时，动力臂小于阻力臂，可以节省距离，但费力，所以是费力杠杆。
16． 80% 1000
【详解】
由题图可知动滑轮上绳子段数为2段，滑轮组的机械效率为
η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝80%
根据第一次提升物重G物＝400N，F＝250N，由
F＝
可得动滑轮重
G动＝2F-G物=2×250N－400N=100N
如果人的体重为550N，可知最大拉力Fmax＝550N，再代入
Fmax＝
得最大物重
G物′＝2Fmax－G动＝2×550N100N＝1000N
17．(1) ； (2)225W；(3)270kg
【详解】
试题分析：（1）将绳端沿竖直方向匀速向下拉动6m，把南瓜提升1.5m，可知吊物体的绳子有n=6m/1.5m=4段，并且绳端是向下的，连线如上图所示；(2)村民们拉动滑轮组做的功为W=Fs=750N×6m=4500J，所以村民们拉动滑轮组的功率为P=W/t=4500J/20s=225W；（3）由于滑轮组的机械效率为90％，所以对大南瓜做的有用功为W有=Gh=mgh=W总η=4500J×90％=4050J，所以可得超级大南瓜的质量为m=W有/hg=4050J/（1.5m×10N/kg）=270kg．
【考点定位】功的计算；机械效率
18． 改变力的方向 80 80 80%
【详解】
(1)[1]图中B滑轮的轴固定不动，因此它是定滑轮，其作用是改变力的方向。
(2)[2]因为物体水平向左做匀速直线运动，则物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，所以A处的拉力
FA=f=80N
(3)[3][4]由图可知，n=2，已知物体移动的速度为0.1m/s，滑轮组在10s内做的有用功为
W有=fs=fvt=80N×0.1m/s×10s=80J
滑轮组的机械效率
19． mgh UIt fs 3Fs
【详解】
[1]∵抽水的质量为m，抽水高度为h，通过时间为t，
∴有用功为
W有用=Gh=mgh
[2]又∵电源电压为U，通过电动的电流为I，通过时间为t，
∴总功为
W总=UIt
[3]∵物体受到的摩擦力为f，物体移动的距离为s，
∴有用功为
W有用=fs
[4]又∵动滑轮上有三段绳子拉着物体，
∴绳子末端移动的距离为3s，而绳子末端的拉力为F，
∴总功为
W总=F3s=3Fs
20．（1）1.25×104Pa；（2）；（3）400N．
【详解】
（1）他站在地面上未拉绳子时对地面的压力：F＝G＝500N，此时他对地面的压强：p＝＝1.25×104Pa；（2）由图知要求站在地面上提升重物，所以，最终的绳子自由端方向向下，则绳子的起始端应在定滑轮上，如图所示：
（3）由图可知，n＝2，则绳端移动的距离：s＝nh＝2×1m＝2m，做的有用功：W有＝Gh＝600N×1m＝600J，由η＝×100%可得，拉力做的总功：W总＝ ＝ ＝800J，由W＝Fs可得，拉力的大小：F＝＝400N．
点睛：（1）他站在地面上时对地面的压力和自己的体重相等，又知道双脚与地面接触面积，根据p＝ 求出对地面的压强；（2）在使用滑轮组提升重物时，既要考虑到它的省力情况，还应注意动力的施力方向；（3）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳端移动的距离，根据W＝Gh求出有用功，利用η＝ ×100%求出总功，利用W＝Fs求出拉力的大小．
21． 小 上 电磁感应 V1～V3 风速越大，获得能量越多 或 风机获得的能量与风速的三次方成正比 10%
【详解】
第一空．风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度大的复合材料制成；
第二空．由乙图知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，叶片受到向上的力使风叶旋转．
第三空．风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机发电，把风的机械能转化为电能，这是电磁感应现象．
第四空．由图象可知，风速为V1～V3时有输出功率，所以使该风力发电机组产生电能的风速范围是V1～V3；
第五空．①由表格数据知，风速增大为原来的2倍，风能增大为原来的23倍；风速增大为原来的3倍，风能增大为原来的33倍…，所以风机获得的能量与风速的三次方成正比；
第六空．根据P=可得，有用功：W有用=Pt=100W×10×60s=6×104J；
风速为5m/s时，由表格数据可得总功：W总=P′t′=1×104W×60s=6×105J；
风机发电的效率：η=×100%=×100%=10%．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．将一个定滑轮和挂有一个重60N钩码的动滑轮分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组。在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6m。不计摩擦和绳重。设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则
A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙 C．η甲≈55.5% D．η乙≈83.3%
2．下列说法正确的是（ ）
A．做功越多，功率越大
B．做功时间越短，功率一定越大
C．做功越快，功率越大
D．机械效率越大，功率一定越大
3．如图所示，用滑轮组提升重物时，将重500N的物体在10s内匀速提升了2m，已知动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中（ ）
A．滑轮组对重物做的功为500J
B．滑轮组的机械效率为55.6%
C．绳子自由端拉力F的功率为120W
D．提升的重物变为400N时，滑轮组的机械效率将变大
4．如图所示，用滑轮组在1s内将重为10N的物体沿竖直方向匀速提升0.2m，作用在绳端的拉力F为4N，不计绳重和轮轴摩擦，以下计算正确的是（ ）
A．拉力F的功率为2W
B．滑轮组的有用功为2.4J
C．动滑轮的重力为2N
D．滑轮组的机械效率为80%
5．如图，在水平拉力F的作用下，使物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s，若物重为G，平面对物体的摩擦力为f。下列说法正确的是（ ）
A．有用功的功率为fs B．拉力的功率为3Fs
C．额外功为(3F-f)s D．装置的机械效率为
6．如图所示，在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长s＝1.2m、高h＝0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功，则（ ）
A．有用功为1.35J，机械效率为75%
B．有用功为2.16J，机械效率为62.5%
C．有用功为1.35J，机械效率为62.5%
D．有用功为1.35J，机械效率为100%
7．如图所示的滑轮组，500N的拉力F在10s内将重800N的箱子匀速提升了2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．定滑轮的作用是省力
B．滑轮组机械效率为80%
C．动滑轮的重力为100N
D．拉力F的功率为100W
8．关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．热机做的有用功越多，热机的效率就越高
B．热机的功率越大，热机的效率就越高
C．热机消耗的燃料少，热机的效率就越高
D．以上说法都不对
9．用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，滑轮组的机械效率为80%。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端沿水平方向移动了6m
B．物体受到的拉力为750N
C．如果只增加物体的重力，滑轮组的机械效率不变
D．拉力做的额外功为300J
10．小明用如图所示的滑轮组将一个重为 120N的物体匀速提升 2m，所用的拉力为50N，此时拉力所做的功为W，滑轮组的机械效率为 η1，若仍用该滑轮组提升一个重为170N的物体，此时滑轮组的机械效率为 η2，则 W、η1、η2分别是（ ）（不计绳重和摩擦）
A．240J、80%、85% B．300J、80%、85%
C．300J、80%、80% D．240J、75%、80%
11．如图所示，在粗糙水平地面上，用10N的力F沿水平方向拉滑轮（不计滑轮重力）木板B静止，木块A在粗糙木板B上水平向左做匀速直线运动，5s内木块A移动了0.5m，滑轮组的机械效率为80% 下列说法正确的是（ ）
A．木块A受到的摩擦力为4N
B．5s内绳子拉力对木板B做的功为2J
C．拉力F的功率为2.5W
D．地面对木板B的摩擦力为4N
12．如图所示，用滑轮组提升重物时，用300N的力将重500N的物体匀速升高了2m，不计绳重和摩擦，则提升重物的过程中（ ）
A．滑轮组的机械效率为83.3%
B．动滑轮重为200N
C．若采用轻质滑轮完成原任务，机械效率将保持不变
D．若用该滑轮组提升更重的货物，机械效率将保持不变
二、填空题
13．如图所示，在竖直向上大小为1200N的力F的作用下，重物 A沿竖直方向以0.4m/s的速度匀速上升，则滑轮上升的速度为______m/s，已知该装置机械效率为 80%，则物体 A 的重力为______N。
14．在如图所示的斜面上，一工人用200N的拉力，将一重为250N的物体，从底端匀速拉到顶端，用时6s，拉力做功的功率为______W，克服斜面对物体的摩擦力做的功为______J。
15．如图所示滑轮组，工人师傅用125N的拉力把重为200N的箱子匀速提升到某一高度，此滑轮组的机械效率为______；生活中经常使用的笤帚是______（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
16．用图所示的滑轮组匀速提升重为400N的物体，人对绳的拉力为250N，不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率为_______。如果人的体重为550N，竖直向下匀速拉动绳子过程中（绳始终未断裂），使用此滑轮组能提升的最大物重为________N。
三、综合题
17．2014年6月，台湾省农民张文任栽种出一个超级大南瓜．为将南瓜顺利装车，村民们用如图所示的滑轮，用绳子绕制成滑轮组．在20s时间内，村民们用750N的拉力将绳端沿竖直方向匀速向下拉动6m，把南瓜提升1.5m，此过程中滑轮组的机械效率为90％．(g取10N/kg)
问：(1)按题意画出滑轮组的绳子绕法．
(2)村民们拉动滑轮组的功率为多大
(3)超级大南瓜的质量为多大
18．如图所示，利用轻质滑轮组拉动水平地面上的物体，使物体以0.1m/s的速度匀速向左运动。已知物体重400N，拉力F=50N，物体和地面之间的摩擦力f=80N。则：
(1)B滑轮的作用是______；
(2)A处的拉力大小为______N；
(3)滑轮组在10s内做的有用功为______J；滑轮组的机械效率为______。
19．请用已经量的符号表示下列机械的有用功和总功
机械 已知条件 有用功W有 总功W总
抽水机 电源电压U、通过电动的电流I、通过时间t、抽水高度h、抽水的质量m __ __
如左图： 用力F将重G的物体匀速移动s，物体受到的摩力是f __ __
20．一名体重为500N、双脚与地面接触面积为0.04m2的学生站在水平地面上，要用滑轮组将600N的重物匀速提升1m．求：
（1）他站在地面上未拉绳子时对地面的压强多大？
（2）画出滑轮组的绕线方式；
（3）若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75%，则拉力F多大？
21．如图甲是我省潮汕地区东奥岛风力发电的外景，风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成．
（1）风机的叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用硬度大，密度______（选填“大”或“小”）的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同，上方的流速较，产生压强差，从而受到向______（选填“上”或“下”）的力使风叶旋转．
（2）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用___________原理，使机械能转化为电能．
（3）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像可知，能使该风力发电机组产生电能的风速范围是___________（用图像中的字母表示）．
（4）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：
平均风速（m/s） 5 10 15 20
1s内获得的能量（×104J） 1 8 27 64
①请你对表格的数据进行分析，你会发现该风机1s内获得的能量与风速的关系是_______；
②风速为5m/s时，这台风机工作1min所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10min，风机发电的效率是为______．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
由图可知，甲、乙滑轮组中n甲=2，n乙=3由
可得
G动=2F1-G=2×36N-60N=12N
则
由
可得，甲滑轮组的机械效率
乙滑轮组的机械效率
即
η甲=η乙
故选D。
2．C
【详解】
A．功率是功与时间的比值，只知道做功的多少，不知道时间的大小，不能判断功率的大小，故A错误；
B．功率是功与时间的比值，只知道时间的大小，不知道做功的多少，不能判断功率的大小，故B错误；
C．功率是表示物体做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，故C正确；
D．功率和机械效率是两个不同的物理量，机械效率是有用功与总功的比值，无法比较，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】
A．滑轮组对重物做的功为
故A错误；
B．因为不计绳重和摩擦，所以额外功产生的原因只有动滑轮的重力，所以额外功为
拉力F做的总功为
滑轮组的机械效率为
故B错误；
C．绳子自由端拉力F的功率为
故C正确；
D．在不计绳重和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率和所提升物体重力、动滑轮重力有关，当提升的重物变为400N时，所提升物体重力变小，动滑轮重力不变，所以滑轮组的机械效率变小，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】
由图可得，滑轮组中绳子承担重物的段数
物体的重力
物体移动的距离
绳子末端的拉力
则绳子末端移动的距离
A．拉力F的功率
故A错误；
B．滑轮组的有用功即物体自身重力做的功
故B错误；
C．根据可得动滑轮重力
故C正确；
D．拉力所做的总功为
则滑轮组的机械效率
故D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．由图示知，滑轮组承重绳子的根数为3，克服摩擦力所做的功为有用功，则
W有=fs
有用功的功率
P有=fv
故A错误；
BCD．在向右匀速移动过程中，绳子端移动的距离
s绳=ns=3s
所用的时间
则拉力的所做的功
W总=F 3s=3Fs
拉力的功率
那么额外功
W额=W总-W有=3Fs-fs=(3F-f)s
装置的机械效率
故BD错误，C正确。
故选C。
6．C
【详解】
有用功
总功
机械效率
故选C。
7．B
【详解】
A．定滑轮既不省力也不费力，只能改变力的方向，故A错误；
B．有用功为克服物体重力做的功，所以有用功为
连接动滑轮的绳子有两股，物体上升2m，因此绳子自由端移动的距离为4m。所以拉力做的总功为
因此机械效率为
故B正确；
C．对动滑轮和物体做受力分析，向上受到两股绳子拉力，向下受到动滑轮和物体的总重力，因此有
带入数据得
故C错误；
D．拉力的功率
故D错误。
故选B。
8．D
【详解】
AC．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，当热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高；当热机消耗的燃料一定，做的有用功越多，效率就一定越高，故A、C错误；
B．热机的功率越大，热机做功越快，效率与功率无关，故B错误；
D．根据对前三项分析可知以上说法都不对，故D正确。
故选D。
9．D
【详解】
A．由图示知，滑轮组承重绳子的根数为2根，物体移动2m时，绳子自由端移动的距离
s=nh=2×2m=4m
故A错误；
BD．拉力所做的总功
W总=Fs=375N×4m=1500J
据知，拉动物体做的有用功
W有=ηW总=80%×1500J=1200J
拉力所做的额外功
W额=W总-W有=1500J-1200J-300J
物体所受的拉力
F拉=
故B错误，D正确；
C．物体是被匀速拉动的，那么物体在水平方向所受的摩擦力和拉力是一对平衡力，则增加物体的重力，则物体对地面的压力变大，则地面对物体的摩擦力变大，拉动物体时所需的拉力变大，所做的有用功变大，那么机械效率会变化，故C错误。
故选D。
10．B
【详解】
由图可知，n=3，则绳子移动的距离为
s=3h=3×2m=6m
当用滑轮组将一个重为120N的物体匀速提升2m时拉力所做的功为
W =F1s=50N×6m=300J
动滑轮的重力为
G动=3F-G=3×50N-120N=30N
当提升G1=120N的重物时
W有用1=G1h=120N×2m=240J
滑轮组的机械效率
提升G2=170N的重物时，所用的拉力为
滑轮组的机械效率
故ACD不符合题意；B符合题意。
故选B。
11．A
【详解】
A．滑轮组的机械效率为80%，机械效率公式
可知
故A正确；
B．5s内木板B静止，绳子拉力对木板B做的功为0J，故B错误；
C．5s内木块A移动的距离为0.5m，则拉力拉着滑轮移动了0.25m，拉力F的功率为
故C错误；
D．木板B静止，受力平衡，对其受力分析可知，受到绳子的拉力为5N，方向向右，还受到木块A的摩擦力为4N，方向向左，因此地面给木板B的摩擦力为1N，方向向左，故D错误。
故选A。
12．A
【详解】
由图可知，绳子承担重物的段数n为2，物体被匀速提升2m，则绳子末端移动的距离
A．物体重为500N，则物体克服重力做的有用功
拉力做的总功
则滑轮组机械效率
故A正确；
B．不计绳重和摩擦，根据可得动滑轮重力
故B错误；
CD．不计绳重和摩擦，动滑轮克服重力做的功为额外功，物体克服重力做的功为有用功，根据可知，若采用轻质滑轮完成原任务或者用该滑轮组提升更重的货物，机械效率会增大，故CD错误。
故选A。
13． 0.2 480
【详解】
[1][2]由图可知滑轮上升的速度为
该装置机械效率为
则物体 A 的重力为
14． 100 100
【详解】
[1]由图可知，在拉力作用下物体移动了3m，拉力所做的功为
W总=Fs=200N×3m=600J
拉力做功的功率为
[2]由图可知，一重为250N的物体被提升了2m，所做的有用功为
W有=Gh=250N×2m=500J
克服摩擦力做的额外功为
W额=W总-W有=600J-500J=100J
15． 80% 费力
【详解】
[1]如图滑轮组中n=2，则此滑轮组的机械效率为
[2]使用笤帚时，动力臂小于阻力臂，可以节省距离，但费力，所以是费力杠杆。
16． 80% 1000
【详解】
由题图可知动滑轮上绳子段数为2段，滑轮组的机械效率为
η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝80%
根据第一次提升物重G物＝400N，F＝250N，由
F＝
可得动滑轮重
G动＝2F-G物=2×250N－400N=100N
如果人的体重为550N，可知最大拉力Fmax＝550N，再代入
Fmax＝
得最大物重
G物′＝2Fmax－G动＝2×550N100N＝1000N
17．(1) ； (2)225W；(3)270kg
【详解】
试题分析：（1）将绳端沿竖直方向匀速向下拉动6m，把南瓜提升1.5m，可知吊物体的绳子有n=6m/1.5m=4段，并且绳端是向下的，连线如上图所示；(2)村民们拉动滑轮组做的功为W=Fs=750N×6m=4500J，所以村民们拉动滑轮组的功率为P=W/t=4500J/20s=225W；（3）由于滑轮组的机械效率为90％，所以对大南瓜做的有用功为W有=Gh=mgh=W总η=4500J×90％=4050J，所以可得超级大南瓜的质量为m=W有/hg=4050J/（1.5m×10N/kg）=270kg．
【考点定位】功的计算；机械效率
18． 改变力的方向 80 80 80%
【详解】
(1)[1]图中B滑轮的轴固定不动，因此它是定滑轮，其作用是改变力的方向。
(2)[2]因为物体水平向左做匀速直线运动，则物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，所以A处的拉力
FA=f=80N
(3)[3][4]由图可知，n=2，已知物体移动的速度为0.1m/s，滑轮组在10s内做的有用功为
W有=fs=fvt=80N×0.1m/s×10s=80J
滑轮组的机械效率
19． mgh UIt fs 3Fs
【详解】
[1]∵抽水的质量为m，抽水高度为h，通过时间为t，
∴有用功为
W有用=Gh=mgh
[2]又∵电源电压为U，通过电动的电流为I，通过时间为t，
∴总功为
W总=UIt
[3]∵物体受到的摩擦力为f，物体移动的距离为s，
∴有用功为
W有用=fs
[4]又∵动滑轮上有三段绳子拉着物体，
∴绳子末端移动的距离为3s，而绳子末端的拉力为F，
∴总功为
W总=F3s=3Fs
20．（1）1.25×104Pa；（2）；（3）400N．
【详解】
（1）他站在地面上未拉绳子时对地面的压力：F＝G＝500N，此时他对地面的压强：p＝＝1.25×104Pa；（2）由图知要求站在地面上提升重物，所以，最终的绳子自由端方向向下，则绳子的起始端应在定滑轮上，如图所示：
（3）由图可知，n＝2，则绳端移动的距离：s＝nh＝2×1m＝2m，做的有用功：W有＝Gh＝600N×1m＝600J，由η＝×100%可得，拉力做的总功：W总＝ ＝ ＝800J，由W＝Fs可得，拉力的大小：F＝＝400N．
点睛：（1）他站在地面上时对地面的压力和自己的体重相等，又知道双脚与地面接触面积，根据p＝ 求出对地面的压强；（2）在使用滑轮组提升重物时，既要考虑到它的省力情况，还应注意动力的施力方向；（3）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳端移动的距离，根据W＝Gh求出有用功，利用η＝ ×100%求出总功，利用W＝Fs求出拉力的大小．
21． 小 上 电磁感应 V1～V3 风速越大，获得能量越多 或 风机获得的能量与风速的三次方成正比 10%
【详解】
第一空．风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度大的复合材料制成；
第二空．由乙图知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，叶片受到向上的力使风叶旋转．
第三空．风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机发电，把风的机械能转化为电能，这是电磁感应现象．
第四空．由图象可知，风速为V1～V3时有输出功率，所以使该风力发电机组产生电能的风速范围是V1～V3；
第五空．①由表格数据知，风速增大为原来的2倍，风能增大为原来的23倍；风速增大为原来的3倍，风能增大为原来的33倍…，所以风机获得的能量与风速的三次方成正比；
第六空．根据P=可得，有用功：W有用=Pt=100W×10×60s=6×104J；
风速为5m/s时，由表格数据可得总功：W总=P′t′=1×104W×60s=6×105J；
风机发电的效率：η=×100%=×100%=10%．
答案第1页，共2页
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