功率、机械效率 练习课件 2021-2022学年苏科版物理九年级上册(共21张PPT)

(共21张PPT)
功率机械效率
全章综合检测
满分:90分　建议用时:60分钟
一、选择题(每小题3分,共21分)
1.下列工具中,使用时属于费力杠杆的是(　　)
　　　　　 　　　　　　　　　　
A.羊角锤　 B.筷子　　 C.瓶盖起子　　 D.天平
1.B　【解题思路】　使用羊角锤、瓶盖起子是为了省力,故它们是省力杠杆;在使用天平时,两力臂相等,故天平是等臂杠杆;在使用筷子时,动力臂小于阻力臂,故筷子是费力杠杆.
2.如图所示为家庭常用的两种墙壁开关,其按钮可绕面板内某轴转动.甲是较早的开关,现在逐渐被乙这种开关取代.由于在按压开关时,相当于一个杠杆,如果按压开关的力较大,极易损坏,乙开关不容易被损坏的根本原因是(　　)
A.可以增大阻力臂,减小动力作用点移动的距离
B.可以减小动力臂,减小动力作用点移动的距离
C.可以增大动力臂,使按压开关的力变小
D.可以减小阻力臂,减小动力做的功
2.C　【解题思路】　甲、乙两种开关均可在力的作用下绕轴转动,而乙可以增大动力臂,使按压开关的力变小,不容易被损坏,故C正确.
3.如图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图.下列说法正确的是 (　　)
A.从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃不做功
B.从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃不做功
C.从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃不做功
D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃不做功
3.D　【解题思路】　运动员从发力到上拉、从上拉到翻站、从翻站到上挺的过程中,杠铃在运动员对它的拉力或支持力的作用下,都沿力的方向移动了一段距离,故这三种情况下,运动员对杠铃都做了功,A、B、C错.在运动员举着杠铃稳定站立的过程中,杠铃没有在运动员对它的支持力的方向上移动距离,故运动员对杠铃不做功,D正确.
4.图甲所示的杠杆是水平平衡的,如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体,如图乙所示,则杠杆 (　　)
A.右端下沉
B.左端下沉
C.要保持杠杆水平平衡应将左端的物体向右移动
D.要保持杠杆水平平衡应在右端再加挂一个物体
4.A　【解题思路】　题图甲中,杠杆处于水平平衡状态,两边力和力臂的乘积相等,当物体下方分别加挂一个相同物体时,两边力和力臂的乘积都会增加,设加挂物体重力为G,每节杠杆的长度为L,计算出两边力和力臂乘积的增大值:左边为G×2L,右边为G×4L,右边力和力臂的乘积的增值较大,所以杠杆水平不平衡,右端下沉,B错误,A正确.若要让杠杆水平平衡,应将左端物体左移或减小右端物体的重力,C、D错误.
5.如图所示,OQ 是水平地面,物体在水平拉力作用下从O 匀速直线运动到Q.OP 段拉力F1为300 N,F1做的功为W1,功率为P1;PQ 段拉力F2为200 N,F2做的功为W2,功率为P2.则 (　　)
A.W1>W2 B.W1P2 D.P15.C　【解题思路】　W1=F1s1=300 N×4 m=1 200 J,W2=F2s2=200 N×6 m=1 200 J,由此可知W1=W2,A、B错误;由于物体从O 到Q 做匀速直线运动,由t=可知t1P2,故C正确,D错误.
　物体从O到Q做匀速直线运动,为什么在OP段和PQ段受到的拉力不同 因为OP段和PQ段接触面的粗糙程度不同,物体所受的摩擦力大小不同;由P= = =Fv可快速得出P1>P2.
6.图1中力F1水平拉动重为G 的物体A 在水平路面匀速移动了s.改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s,拉力为F2(如图2).此过程滑轮组 (　　)
A.总功为F2s
B.额外功为F1s
C.机械效率为
D.额外功为3F2s-F1s
6.D　【解题思路】　有用功W有用=F1s;因为从动滑轮上引出3段绳子,所以绳子末端移动的距离s2=3s;作用在绳子末端的拉力F2所做的功为总功,W总=F2 s2=F2×3s=3F2 s;所以W额外=W总-W有用=3F2s-F1s;机械效率η==.故选D.
7.湖北省第二届园林博览会将于2019年9月28日在荆州开幕.在某场馆建设中,采用了如图所示的装置提升重物,工人师傅们用1 000 N的拉力F向下拉绳,使重力为1 600 N的重物匀速上升了5 m,此过程中克服绳重和摩擦做功500 J,下列说法正确的是 (　　)
A.拉力F做功为5×103 J
B.缠绕在动滑轮上每股绳的拉力为800 N
C.动滑轮重为300 N
D.滑轮组的机械效率为75%
7.C　【解题思路】　根据滑轮组的绕线特点可知,绳子自由端移动的距离s=2h=2×5 m=10 m,拉力做的总功W总=Fs=1 000 N×10 m=1×104 J,A项说法错误.由于同一根绳子上的拉力处处相等,故动滑轮上每股绳的拉力均等于绳子自由端的拉力,为1 000 N,B项说法错误.已知在提升重物的过程中,克服绳重和摩擦做功Wf=500 J,提升物体做的有用功W有用=Gh=1 600 N×5 m=8 000 J,由于W总=W有用+W动+Wf,故W动=W总-W有用-Wf=1×104 J-8 000 J-500 J=1 500 J,动滑轮的重力G动===300 N,C项说法正确.滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=80%,所以D项说法错误.本题选C.
二、填空题(每空2分,共18分)
8.[2020江苏盐城东台第二联盟月考]使用机械可以极大地减轻人们的劳动强度,提高工作效率.如图甲,工人在铺设电缆时,要在转弯处固定一组导向滑轮,这组导向滑轮是为了　　　　　　;如图乙,尖嘴钳是常用的电工工具,将物体放在刀刃靠近转轴的位置,这是为了　　　　.(均填“省力”“省距离”或“改变力的方向”)
8.【参考答案】　改变力的方向　省力
9.[2020天津中考]小明在超市购物时,用10 N的力沿水平方向推着购物车在水平地面上前进10 m,用时10 s,则推力做的功等于　　　　J,推力的功率等于　　　　W.
9.【参考答案】　100　10　
【解题思路】　推力做的功为W=Fs=10 N×10 m=100 J,推力做功的功率为P===10 W.
10.用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为720 N的货物匀速提高10 m,所做的总功为12 000 J,此时滑轮组的机械效率为　　　　;用该滑轮组提升更重的物体,机械效率会　　　　(填“变小”“不变”或“变大”).
10.【参考答案】　60%　变大
【解题思路】　提升货物做的功为有用功,即W有用=Gh=720 N×10 m=7 200 J,滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=60%;因为η=====,对于同一滑轮组,在动滑轮重力不变的情况下,提升更重的物体,机械效率会变大.
11.用图甲所示的滑轮组运送货物上楼,每件货物重100 N,每次运送的量不定;图乙为整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力的增加而变化的图像.由图乙可知,动滑轮重为　　　　　N.当某次运送4件货物时,绳子的拉力F是　　　　N,滑轮组的机械效率为　　　　.(不考虑绳重和摩擦)
11.【参考答案】　100　250　80%
【解题思路】　解答本题的关键是要知道用同一滑轮组提升不同的重物时,动滑轮的重力不变.由题图乙可知,当G物=100 N时,η=×100%=50%,解得动滑轮重为G动=100 N.运送4件货物时,G'物=4×100 N=400 N.滑轮组由2股绳子承担物重,所以此时绳子的拉力为F=(G'物+G动)=×(400 N+100 N)=250 N,滑轮组的机械效率η'=×100%=×100%=×100%=×100%=80%.
三、作图题(每小题3分,共6分)
12.一个工人站在地面上,使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶,要求绳子的自由端要向下拉,请你用笔画线代替绳子,画出滑轮组最省力的绕绳方法.
12.【参考答案】　如图所示.
13.关注生活物理“节约用水,人人有责”,如图甲是用水后及时关闭水龙头时的情景.将水龙头手柄看作一个杠杆,请你在图乙所示的示意图中画出阻力F2的力臂l2,并画出施加在A点的最小动力F1及其力臂l1.
13.【参考答案】　如图所示.
【解题思路】　将F2的作用线反向延长,过O 点作阻力F2作用线的垂线段,为阻力F2的力臂l2.动力最小,则动力臂最长,由阻力的方向可知,动力的方向应该向下,连接支点O 与A 点,过A 点作OA 的垂线即可得到在A 点施加的最小动力F1,OA 为其力臂l1.
四、实验探究题(每空2分,共24分)
14.[2019江苏苏州中考]利用杠杆开展相关实验探究:
(1)安装好杠杆,将其放到水平位置后松手,发现杠杆沿顺时针方向转动,如图甲所示.则应将平衡螺母向　　　　(填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)如图乙所示,在A点挂3个重力均为0.5 N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为　　　　N;若在第(1)小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验,弹簧测力计的示数会　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”).
(3)始终竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丙所示.此过程中,弹簧测力计拉力的力臂　　　　(填“变大”“变小”或“不变”,下同),拉力的大小　　　　.
14.【参考答案】　(1)左　(2)2.0　偏小　(3)变小　不变
【解题思路】　(1)杠杆沿顺时针方向转动,说明杠杆的右端较重,故应将平衡螺母向左调节.
(2)题图乙中,设杠杆上每格的长度为L,根据杠杆平衡条件可知,4L×1.5 N=3L×F,解得F=2.0 N;在第(1)小题中,杠杆向右转动,说明支点右侧的力与力臂的乘积大于左侧的力与力臂的乘积,因此若未调节平衡螺母而直接进行第(2)小题的实验,弹簧测力计的示数将会偏小.
(3)始终竖直向下拉测力计,使杠杆转过一定角度,拉力的力臂将变小,左侧钩码重力的力臂也变小,但是运用数学知识分析可知,两力臂之比不变,因钩码的重力不变,根据杠杆平衡条件可知,拉力的大小不变.
15.[2020黑龙江哈尔滨中考]提高机械效率,能够更充分地发挥机械设备的作用.“测量机械效率”的实验装置如图. (每个动滑轮重力相同,忽略摩擦及绳重)
(1)实验中应　　　　拉动弹簧测力计.
(2)实验过程中收集到的a、b、c装置的实验数据如下表.
计算出a装置的有用功为　　　　　　J,机械效率为　　　　.
(3)比较a、b两装置的机械效率,它们的关系是ηa　　　ηb, 若提升相同重物到相同高度,与a装置相比,b装置的优势是　　　　　　　　　.
比较b、c滑轮组,它们的机械效率的关系是ηb　　　　ηc, 影响它们的机械效率的高低的因素是　 　　.
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15.【参考答案】　(1)匀速竖直向上　(2)0.2　66.7%　(3)=　b比a拉力小　<　被提升的重物的重
【解题思路】　(2)a装置的有用功W有a=Gaha=2 N×0.1 m=0.2 J,总功W总a=Fasa=1.5 N×0.2 m=0.3 J,机械效率ηa==≈66.7%.(3)b组装置的有用功W有b=2 N×0.1 m=0.2 J,总功W总b=1 N×0.3 m=0.3 J,机械效率ηb==≈66.7%,ηa=ηb.若提升相同重物到相同高度,与a装置相比,b装置的优势是b比a拉力小.c装置的有用功W有c=5 N×0.1 m=0.5 J,总功W总c=2 N×0.3 m=0.6 J,机械效率ηc==≈83.3%.比较b、c两装置的机械效率,得ηb<ηc,影响它们的机械效率的高低的因素是被提升的重物的重.
五、计算题(第16小题10分,第17小题11分,共21分)
16.如图所示为洋湖湿地公园的“河道保洁船”清理水面垃圾时的情景,保洁船的质量为2.5 t,收集宽度为3.4 m.它某次工作时以1 m/s的速度做匀速直线运动,其牵引力为5×104 N,保洁船工作50 s,求这段时间内:
(1)保洁船行驶的路徎;
(2)牵引力做的功;
(3)牵引力的功率.
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16.解:(1)保洁船工作50 s行驶的路程s=vt=1 m/s×50 s=50 m;
(2)保洁船工作50 s牵引力做的功W=Fs=5×104 N×50 m=2.5×106 J;
(3)牵引力的功率P===5×104 W.
17.[2020福建中考]美丽乡村建设中,工人用起吊装置提升建筑材料,如图.某次把质量为200 kg的材料匀速提升6 m,用时15 s,消耗电能1.5×104 J.g取10 N/kg.求这次匀速提升材料的过程中:
(1)材料所受拉力F 的大小;
(2)拉力F对材料做功的功率;
(3)该装置的效率.

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17.解:(1)匀速提升时,拉力F=G=mg=200 kg×10 N/kg=2.0×103 N.
(2)拉力F 对材料做的功W=Fs=2.0×103 N×6 m=1.2×104 J
拉力F 对材料做功的功率P===800 W.
(3)该装置的效率η=×100%=×100%=×100%=80%.