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浙教版科学九上第三章 第4节简单机械(五)
一、基础与巩固
1． 叫机械效率，用字母 表示机械效率，它的计算公式是 。因为有用功总是 总功，所以机械效率总 1。
2．某人用一个动滑轮把一袋1000牛的沙子匀速提到9米高的脚手架上，所用拉力为600牛，历时20秒，该过程中他所做的有用功为 ，总功为 ，该装置的机械效率为 。
3．用机械效率为90%的滑轮组，将重为1500牛的零件匀速提升2.5米，则有用功为 ， 总功为 。
4．滑轮组的机械效率无法达到100%，这是由于使用滑轮组时，必须克服 和 而做一定量的 功。
5．下列关于机械的一些说法，正确的是（ ）。
A．机械的功率越大，做的功越多
B．机械效率越大，机械的功率就越大
C．使用省力的机械，可以提高机械做功的功率
D．任何机械都有摩擦，故都要做额外功
6．用滑轮组提起重物时，下列措施中可以提高它的机械效率的是（ ）。
A．增加动滑轮个数 B．加快提升的速度
C．加大重物的质量 D．加增提升的高度
7．一台起重机将质量为420千克的货物匀速提高了5米，如果在此过程中起重机所做的额外功为9000焦。g取10牛/千克，求：
（1）起重机所做的有用功和总功。
（2）起重机的机械效率。
8．某科学实验小组的同学，利用如图所示的实验装置，探究斜面的机械效率。他们用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了实验数据并通过计算得出了机械效率，见下表。
实验序号 斜面的倾斜程度 物块重力G(牛) 斜面高度h(米) 拉力F(牛) 斜面长度s(米) 机械效率η
1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7%
2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1%
3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4%
（1）分析表中的数据可得出：在其他条件一定时，斜面越缓越 力；斜面越陡，机械效率越 。
（2）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5米和1米，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.5牛。这种情况下斜面的机械效率为 。把第4次与第 次测量结果相比较，还能得出在其他条件一定时
，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。
（3）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力 物块所受的摩擦力。
（4）斜面在生产和生活中应用广泛．请你举出一个生产或生活中利用斜面的实例： 。
二、拓展与提高
9．如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105牛的物体匀速提起，在5秒内绳子自由端移动的距离为s=3米。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。
（1）计算物体上升的速度。
（2）图乙中阴影部分的面积表示的量是 ，并列式计算出该量大小 。
（3）计算滑轮组提升该重物时的机械效率。
10．如图所示，甲、乙两位同学关于机械的省力。省功以及机械效率做了辩论，你支持哪一方的说法？不支持另一方的原因是什么？
答案解析部分
1．【答案】有用功与总功的比例；η；η= ；小于；小于
【知识点】机械效率
【解析】【分析】根据机械效率的定义、符号、公式和数值范围分析解答。
【解答】有用功与总功的比值叫机械效率，用字母η表示机械效率，它的计算公式是 。因为有用功总是小于总功，所以机械效率总小于1。
2．【答案】9000焦；10800焦；83.3%
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】根据W有=Gh计算有用功，根据W=Fs计算总功，最后根据计算出机械效率。
【解答】该过程中他所做的有用功为W有=Gh=1000N×9m=9000J；
自由端绳子移动的距离s=nh=2×9m=18m；
则总功为：W=Fs=600N×18m=10800J；
则该装置的机械效率。
3．【答案】3750焦；4166.7焦
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】首先根据W有=Gh计算出有用功，再根据计算总功。
【解答】有用功W有=Gh=1500N×2.5m=3750J；
总功为：。
4．【答案】摩擦；动滑轮自重；额外
【知识点】机械效率
【解析】【分析】根据对滑轮组的认识分析解答。
【解答】滑轮组的机械效率无法达到100%，这是由于使用滑轮组时，必须克服摩擦和2动滑轮自重而做一定量的额外功。
5．【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率
【解析】【分析】（1）根据W=Pt判断；
（2）根据功率和机械效率的定义判断；
（3）省力与否与功率大小无关；
（4）根据对机械效率的认识判断。
【解答】A.根据W=Pt可知，当时间相同时，功率越大，做的功越多，而题目描述限制时间相同，故A错误；
B.机械效率表示机械性能的好坏，而功率表示机械做功的快慢，二者没有任何联系，故B错误；
C.机械.省力与否与功率大小无关，故C错误；
D.任何机械都有摩擦，故都要做额外功，故D正确。
故选D。
6．【答案】C
【知识点】机械效率
【解析】【分析】根据滑轮组机械效率的影响因素分析判断。
【解答】使用滑轮组提升重物时，克服物体的重力做有用功，克服摩擦、绳重和动滑轮的重力做额外功。那么提高滑轮组机械效率的方法，包括：①减小动滑轮的重力；②减小摩擦；③减小绳重；④增大物体的重力，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
7．【答案】（1）起重机所做的有用功W有=Gh=420kg×10N/kg×5m=2.1×104J；
起重机做的总功W总=W有+W额=2.1×104J+9000J=3×104J；
（2）起重机的机械效率。
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据W有=Gh计算起重机做的有用功，根据W总=W有+W额计算总功；
（2）根据计算起重机的机械效率。
8．【答案】（1）省；高
（2）55.6%；2
（3）大于
（4）盘山公路、引桥
【知识点】机械效率的计算；机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）根据表格数据，分析斜面的省力情况与倾斜程度的关系，以及斜面的机械效率与倾斜程度的关系。
（2）根据公式计算斜面的机械效率。根据控制变量法的要求，确定哪些因素相同，哪个因素不同，据此选择对照实验。
（3）对斜面上的物体进行受力分析即可；
（4）根据斜面在日常生活和生产中的应用解答。
【解答】（1）根据表格数据可知，斜面越缓，拉力越小，即斜面越省力；斜面越陡，机械效率越高。
（2）此时斜面的机械效率为：。探究斜面的粗糙程度对机械效率的影响时，需要控制斜面的倾斜程度（斜面的高和长）相等，而改变接触面，故选实验4和2。
（3）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物体受到沿斜面向上的拉力，沿斜面向下的摩擦力和重力的分力，此时F=G分+f，则物体受到的拉力大于物块受到的摩擦力。
（4）斜面在生产和生活中应用广泛，生产或生活中利用斜面的实例：盘山公路、引桥。
9．【答案】（1）根据图甲可知，承担重力的绳子段数为n=3，
则物体上升的高度为：；
物体上升的速度为：。
（2）功；150焦
（3）该滑轮组的机械效率为：。
【知识点】速度公式及其应用；功的计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）首先根据s=nh计算出物体上升的高度，再根据计算物体上升的速度；
（2）根据长方形的面积公式S=ab与功的计算式W=Fs分析即可；
（3）用滑轮组提升重物时，根据计算机械效率。
【解答】（1）根据图甲可知，承担重力的绳子段数为n=3，
则物体上升的高度为：；
物体上升的速度为：。
（2）根据乙图可知，阴影部分为长方形，根据S=ab可知，阴影部分的面积S=Fs。根据W=Fs可知，S=W，即阴影部分的面积表示功。该功的大小为：W=Fs=50N×3m=150J。
（3）该滑轮组的机械效率为：。
10．【答案】支持乙同学的说法。不支持甲同学的原因：①使用任何机械都不省功；②使用机械要多做额外功，机械效率会更低。
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】在使用任何机械时，都要不可避免的做额外功，即使用任何机械都不能省功，根据功的原理分析解答。
【解答】我支持乙同学的说法，不支持甲同学，原因为：①使用任何机械都不省功；②使用机械要多做额外功，机械效率会更低。
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浙教版科学九上第三章 第4节简单机械(五)
一、基础与巩固
1． 叫机械效率，用字母 表示机械效率，它的计算公式是 。因为有用功总是 总功，所以机械效率总 1。
【答案】有用功与总功的比例；η；η= ；小于；小于
【知识点】机械效率
【解析】【分析】根据机械效率的定义、符号、公式和数值范围分析解答。
【解答】有用功与总功的比值叫机械效率，用字母η表示机械效率，它的计算公式是 。因为有用功总是小于总功，所以机械效率总小于1。
2．某人用一个动滑轮把一袋1000牛的沙子匀速提到9米高的脚手架上，所用拉力为600牛，历时20秒，该过程中他所做的有用功为 ，总功为 ，该装置的机械效率为 。
【答案】9000焦；10800焦；83.3%
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】根据W有=Gh计算有用功，根据W=Fs计算总功，最后根据计算出机械效率。
【解答】该过程中他所做的有用功为W有=Gh=1000N×9m=9000J；
自由端绳子移动的距离s=nh=2×9m=18m；
则总功为：W=Fs=600N×18m=10800J；
则该装置的机械效率。
3．用机械效率为90%的滑轮组，将重为1500牛的零件匀速提升2.5米，则有用功为 ， 总功为 。
【答案】3750焦；4166.7焦
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】首先根据W有=Gh计算出有用功，再根据计算总功。
【解答】有用功W有=Gh=1500N×2.5m=3750J；
总功为：。
4．滑轮组的机械效率无法达到100%，这是由于使用滑轮组时，必须克服 和 而做一定量的 功。
【答案】摩擦；动滑轮自重；额外
【知识点】机械效率
【解析】【分析】根据对滑轮组的认识分析解答。
【解答】滑轮组的机械效率无法达到100%，这是由于使用滑轮组时，必须克服摩擦和2动滑轮自重而做一定量的额外功。
5．下列关于机械的一些说法，正确的是（ ）。
A．机械的功率越大，做的功越多
B．机械效率越大，机械的功率就越大
C．使用省力的机械，可以提高机械做功的功率
D．任何机械都有摩擦，故都要做额外功
【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率
【解析】【分析】（1）根据W=Pt判断；
（2）根据功率和机械效率的定义判断；
（3）省力与否与功率大小无关；
（4）根据对机械效率的认识判断。
【解答】A.根据W=Pt可知，当时间相同时，功率越大，做的功越多，而题目描述限制时间相同，故A错误；
B.机械效率表示机械性能的好坏，而功率表示机械做功的快慢，二者没有任何联系，故B错误；
C.机械.省力与否与功率大小无关，故C错误；
D.任何机械都有摩擦，故都要做额外功，故D正确。
故选D。
6．用滑轮组提起重物时，下列措施中可以提高它的机械效率的是（ ）。
A．增加动滑轮个数 B．加快提升的速度
C．加大重物的质量 D．加增提升的高度
【答案】C
【知识点】机械效率
【解析】【分析】根据滑轮组机械效率的影响因素分析判断。
【解答】使用滑轮组提升重物时，克服物体的重力做有用功，克服摩擦、绳重和动滑轮的重力做额外功。那么提高滑轮组机械效率的方法，包括：①减小动滑轮的重力；②减小摩擦；③减小绳重；④增大物体的重力，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
7．一台起重机将质量为420千克的货物匀速提高了5米，如果在此过程中起重机所做的额外功为9000焦。g取10牛/千克，求：
（1）起重机所做的有用功和总功。
（2）起重机的机械效率。
【答案】（1）起重机所做的有用功W有=Gh=420kg×10N/kg×5m=2.1×104J；
起重机做的总功W总=W有+W额=2.1×104J+9000J=3×104J；
（2）起重机的机械效率。
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据W有=Gh计算起重机做的有用功，根据W总=W有+W额计算总功；
（2）根据计算起重机的机械效率。
8．某科学实验小组的同学，利用如图所示的实验装置，探究斜面的机械效率。他们用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了实验数据并通过计算得出了机械效率，见下表。
实验序号 斜面的倾斜程度 物块重力G(牛) 斜面高度h(米) 拉力F(牛) 斜面长度s(米) 机械效率η
1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7%
2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1%
3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4%
（1）分析表中的数据可得出：在其他条件一定时，斜面越缓越 力；斜面越陡，机械效率越 。
（2）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5米和1米，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.5牛。这种情况下斜面的机械效率为 。把第4次与第 次测量结果相比较，还能得出在其他条件一定时
，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。
（3）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力 物块所受的摩擦力。
（4）斜面在生产和生活中应用广泛．请你举出一个生产或生活中利用斜面的实例： 。
【答案】（1）省；高
（2）55.6%；2
（3）大于
（4）盘山公路、引桥
【知识点】机械效率的计算；机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）根据表格数据，分析斜面的省力情况与倾斜程度的关系，以及斜面的机械效率与倾斜程度的关系。
（2）根据公式计算斜面的机械效率。根据控制变量法的要求，确定哪些因素相同，哪个因素不同，据此选择对照实验。
（3）对斜面上的物体进行受力分析即可；
（4）根据斜面在日常生活和生产中的应用解答。
【解答】（1）根据表格数据可知，斜面越缓，拉力越小，即斜面越省力；斜面越陡，机械效率越高。
（2）此时斜面的机械效率为：。探究斜面的粗糙程度对机械效率的影响时，需要控制斜面的倾斜程度（斜面的高和长）相等，而改变接触面，故选实验4和2。
（3）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物体受到沿斜面向上的拉力，沿斜面向下的摩擦力和重力的分力，此时F=G分+f，则物体受到的拉力大于物块受到的摩擦力。
（4）斜面在生产和生活中应用广泛，生产或生活中利用斜面的实例：盘山公路、引桥。
二、拓展与提高
9．如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105牛的物体匀速提起，在5秒内绳子自由端移动的距离为s=3米。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。
（1）计算物体上升的速度。
（2）图乙中阴影部分的面积表示的量是 ，并列式计算出该量大小 。
（3）计算滑轮组提升该重物时的机械效率。
【答案】（1）根据图甲可知，承担重力的绳子段数为n=3，
则物体上升的高度为：；
物体上升的速度为：。
（2）功；150焦
（3）该滑轮组的机械效率为：。
【知识点】速度公式及其应用；功的计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）首先根据s=nh计算出物体上升的高度，再根据计算物体上升的速度；
（2）根据长方形的面积公式S=ab与功的计算式W=Fs分析即可；
（3）用滑轮组提升重物时，根据计算机械效率。
【解答】（1）根据图甲可知，承担重力的绳子段数为n=3，
则物体上升的高度为：；
物体上升的速度为：。
（2）根据乙图可知，阴影部分为长方形，根据S=ab可知，阴影部分的面积S=Fs。根据W=Fs可知，S=W，即阴影部分的面积表示功。该功的大小为：W=Fs=50N×3m=150J。
（3）该滑轮组的机械效率为：。
10．如图所示，甲、乙两位同学关于机械的省力。省功以及机械效率做了辩论，你支持哪一方的说法？不支持另一方的原因是什么？
【答案】支持乙同学的说法。不支持甲同学的原因：①使用任何机械都不省功；②使用机械要多做额外功，机械效率会更低。
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】在使用任何机械时，都要不可避免的做额外功，即使用任何机械都不能省功，根据功的原理分析解答。
【解答】我支持乙同学的说法，不支持甲同学，原因为：①使用任何机械都不省功；②使用机械要多做额外功，机械效率会更低。
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