11.5 机械效率
一、单选题
1.下列有关机械做功、功率、机械效率的说法,正确的是( )
A.效率越高的机械,功率越大 B.做功越多的机械,功率越大
C.做有用功越多的机械,效率越高 D.功率越大的机械,做功越快
2.如图所示,斜面长s为1.2m,高h为0.3m,现将重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端,若拉力F为5N,拉力的功率为3W,则下列说法正确的是( )
A.拉力做的有用功为6J B.拉力做的有用功为19.2J
C.物体所受摩擦力为5N D.物体由斜面底端运动到顶端用时2s
3.如图所示,小桂利用动滑轮竖直匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是( )
A.适当减小木箱重力 B.增大木箱上升高度
C.增大提升木箱的速度 D.换用质量较小的动滑轮
4.汽车上坡,一般都是低挡减速,其原因是( )
A.汽车功率一定,减速可以增大牵引力
B.有用功一定,减速能提高机械效率
C.减速上坡,安全第一
D.减速上坡可增大摩擦,防止车下滑
5.如图,工人师傅用两种不同的滑轮装置把同一物体提升相同的高度(G动 < G物),若不计绳重和摩擦,则( )
A.绳子自由端的拉力F甲 < F乙 B.工人师傅做的总功W甲 > W乙
C.滑轮的机械效率η甲 > η乙 D.绳子自由端移动的距离s甲 > s乙
6.如图,重为G的物体在沿斜面向上的拉力作用下,从斜面的底部移到顶部,设沿斜面移动的距离为s,高为h,拉力为F,物体受到的摩擦力为f。则斜面的机械效率为( )
A. B. C. D.
7.如图所示是小新家在郊游时用滑轮组拉车的情景。他们10s内将静止在水平地面上质量为1.6t的汽车匀速拉动了1m。已知水平拉力F=500N,汽车运动时受到的阻力是它重力的0.05倍,汽车与地面的总接触面积为800cm2。下列说法正确的是( )
A.汽车静止时,汽车对地面的压强为2×104Pa
B.汽车在运动过程中,汽车重力做功为1.6×104J
C.汽车在运动过程中,此滑轮组的机械效率为80%
D.汽车在运动过程中,拉力做功的功率为80W
8.用四个滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,用它们匀速提起货物,在绳自由端施加竖直的拉力分别为F甲和F乙,物重分别为G甲和G乙,物体被提升高度分别为h甲、h乙,不计绳重及摩擦,则( )
A.若F甲=F乙且G甲=G乙,则乙的机械效率比较低
B.若F甲=F乙且h甲=h乙,则甲的机械效率比较低
C.若G甲=G乙且滑轮重均相同,则甲的机械效率比较低
D.若F甲=F乙且滑轮重均相同,则乙的机械效率比较低
9.如图所示,在竖直方向上大小为600N的力F的作用下,重物A沿竖直方向以0.2m/s的速度匀速上升,已知该装置机械效率为80%(不计绳重及绳与滑轮间的摩擦),则下列说法正确的是( )
A.拉力F的功率为60W B.滑轮的重力为210N
C.滑轮移动速度为0.4m/s D.物体A受到的绳子的拉力为960N
10.在如图所示的滑轮组中,每个滑轮重,在绳子自由端用的拉力把货物匀速提高,不计摩擦和绳重,则货物的重力和滑轮组的机械效率分别是( )
A.; B.;
C.; D.;
二、填空题
11.如图所示是一种小型千斤项的示意图,往下压动摇臂时,能把重物抬高一段较小的距离,工人在2s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂1m,把1000N的重物匀速抬高8cm。则物体上升的速度是______m/s,人做的功为______J,千斤项的效率是______%。
12.如图所示,在拉力F=50N的作用下,一个重600N的物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s,已知滑轮组的机械效率为80%,则物体与地面间的滑动摩擦力为______N,拉力F做功的功率为______W。
13.在测滑轮组的机械效率实验中,某同学用如图所示安装好滑轮组,物重为G(每个轮都相同,摩擦和绳重不计),试比较甲、乙两图中,机械效率较高的是______;拉力较小的是______;在甲图中,如果增大物重G,机械效率将______(填“增大”、“减小”、“不变”)。
14.一质量为40kg的重物A放在水平地面上,利用如图所示的装置将它匀速提升0.1m用了1s,此时的机械效率为80%,则有用功为 _____J,动滑轮重力为 _____N,拉力的功率为 _____W,若再用该滑轮提升多块重物B(规格相同),提升一块重物B和两块重物B时滑轮的机械效率之比η1∶η2=4∶5,则重物B的重力为 _____N。(不计绳重和摩擦)
15.一个质量为70kg的工人,用图所示的装置提升石板,已知托板重200N,容量足够大,每块石板重100N,绳能承受的最大拉力为800N,滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计。当工人在4s内将10块石板匀速提升2m时,此装置的机械效率为80%。那么,该工人站在地面上用此装置提升石板的过程中,此装置动滑轮重______N;该工人提升10块石板升高2m做的额外功是______J;该工人此装置提升石板的机械效率最高可达到______%。(保留一位小数)
三、实验题
16.在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小丽用同一滑轮组提升不同的物体,如图甲、乙所示,实验数据记录如下:
实验次数 物体重力/N 提升高度/m 拉力/N 绳端移动的距离/m 机械效率η
1 3 0.1 2.0 0.3 50%
2 6 0.1 ① 0.3 ②
(1)实验中要竖直向上______拉动弹簧测力计,使物体升高;
(2)图乙中弹簧测力计的示数为______N,表格中②处数据应为______%;
(3)如图丙所示,将滑轮组换一种绕绳方法,不计摩擦及绳重,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
17.如图所示是小红同学探究影响斜面机械效率因素的实验装置,物体在沿斜面向上的拉力F作用下匀速向上运动。实验准备的器材有:三个质量不同的木块A、三个高度不同的长方体铁块C、刻度尺、弹簧测力计。
实验序号 重物G/N 弹簧测力计示数F/N 重物沿斜面移动得距离L/m 重物上升得高度h/m 机械效率/%
1 2.0 1.51 0.80 0.40 66.2
2 2.5 1.89 0.80 0.40 66.1
3 3.0 2.26 0.80 0.40 66.4
(1)上面的表格是小红探究斜面机械效率与物重的关系时记录的有关数据,通过分析数据,你可以得出结论是______;
(2)上述实验中,保持斜面长度不变,将斜面高度改为0.2m,把一个重3N木块沿斜面匀速向上拉时,所需拉力为1.5N,则此过程中拉力所做的功为______J,物体受到的摩擦力为______N,此过程中木块的机械能______(选填“变大”、“变小”或“不变”),斜面的机械效率为______%,由此可知斜面的机械效率与斜面的倾斜程度______(选填“有关”或“无关”);
(3)选择合适的木块A及铁块C后,斜面机械效率变为70%,此时匀速向上拉动A时,需要的拉力4N,则此时选择的物体A重力为______N。
四、计算题
18.新冠疫情期间,为更好的收治重症患者,武汉市集结了约4万名建设者,仅用10天左右时间就使火神山、雷神山医院成功交付使用,再次让世界见证了“中国速度”。如图所示,工人用滑轮组装置沿水平轨道运送建筑工件,用力F拉绳使工件沿水平轨道匀速运动的速度v=0.5m/s,经t=20s将工件送到目的地。已知工件的质量m1=600kg,与轨道的接触面积S=1.2m2,运动过程中所受阻力f是重力的k=0.2倍;若滑轮组的绳保持竖直方向,不计绳重和滑轮与绳间的摩擦,滑轮组装置的机械效率η=96%,取g=10N/kg。求:
(1)工件在轨道上匀速前进时对轨道的压强p;
(2)工人拉力F做功的功率P;
(3)动滑轮的质量m。
参考答案
1.D
2.D
3.D
4.A
5.C
6.B
7.C
8.D
9.A
10.C
11.0.04 100 80
12.120 15
13.甲 乙 增大
14.40 100 50 150
15.50 500 81.5
16.匀速 3.2 62.5 不变
17.斜面的机械效率与物重无关 1.2 0.75 变大 50 有关 3
18.(1)5000Pa;(2)625W;(3)5kg