机械效率课后练习2
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机械效率课后练习（下）
在“测定动滑轮机械效率”的实验中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，正确操作，实验数据如下：21·世纪*教育网
（1）实验时，用手 拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升。
（2）第①次实验时测得动滑轮的机械效率为 。
（3）第③次实验时，钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力的功率为 W。
（4）由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。www-2-1-cnjy-com
在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用两组滑轮组进行了5次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测定前4组数据，用二个动滑轮和二个定滑轮得第5组数据，测得数据如表： 21*cnjy*com
实验次数
动滑轮重G动/N
物重G/N
钩码上升高度h/m
动力F/N
动力作用点移动距离s/m
滑轮组的机械效率η/%
1
0.5
1
0.1
0.7
0.3
47.6
2
0.5
1
0.2
0.7
0.6
47.6
3
0.5
2
0.1
1.1
0.3
60.6
4
0.5
4
0.1
2
0.3
①
5
1
4
0.1
②
0.5
（1）请根据前四组数据，在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法。
（2）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。
（3）表格中编号①处数据应为 ；根据图乙中弹簧测力计可知编号②数据应为 N。
（4）由表中第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与 无关。
（5）由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和 有关。
（6）有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”。你认为这句话是 的（填“正确”或“错误”）。你是用小明收集的数据中 两组数据对比分析来判断的。【出处：21教育名师】
小明在探究“斜面的机械效率”的实验中，用长度s=0.50 m的木板搭成一个斜面，用弹簧测力计将重力G=5.0 N的物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端。21教育名师原创作品
（1）小明在实验中，调整斜面的高度为h=0.22 m，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，弹簧测力计的示数F=4.0 N，则有用功为 J，机械效率为 。【版权所有：21教育】
（2）小明利用上述器材进一步研究发现，木板搭成倾角不同的斜面时，将物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中，额外功W额外与斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度）有如下关系：
L/m
0.45
0.40
0.35
0.30
W额外/J
0.90
0.80
0.70
0.60
通过数据分析，小明得出初步结论：W额外与L成 比，小明查阅资料后证实此结论是正确的。根据此结论，当斜面的水平长度L=0.40 m时，斜面的机械效率为 ；当木板平放在水平桌面上，水平匀速拉动木板上的物块时，弹簧测力计的示数为 N。
小明同学结合“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想，斜面的机械效率跟：A．斜面的倾斜程度有关；B．斜面的粗糙程度有关；C．斜面的长有关；D．物体受的重力有关。小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确，设计方案并进行了探究，下表反映了他的探究过程。（参看图，表中①③两次实验所用斜面是相同的，设物体在斜面上做匀速直线运动）21世纪教育网版权所有
（1）请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据。
（2）通过对比实验①、②数据，可验证猜想 （填写字母）。
（3）通过对比实验①、③数据，可以得出的探究结论是：当斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率的值越 。21教育网
（4）若要验证猜想D，应控制斜面的倾斜程度和 不改变。
李华同学利用如图所示装置提起水中的物块，下列判断正确的是（ ）
A．装置中的滑轮是定滑轮
B．装置中的AOB是省力杠杆
C．装置的机械效率可以达到100%
D．物块上表面露出水面前，所受浮力不断减小
如图所示是用滑轮组从水中匀速提升物体的情景（注：物体一直浸没在水中）。已知物体重G1=400 N，动滑轮重G2=50 N，忽略绳重和摩擦，人对绳子拉力F=100 N。求：2·1·c·n·j·y
（1）物体浸没在水中受到浮力的大小；
（2）物体的密度大小；
（3）滑轮组的机械效率。
建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为230 N的建材从地面匀速送到6 m高处，所用拉力为125 N，时间为20 s。求：21·cn·jy·com
（1）工人做的有用功；
（2）工人做的总功；
（3）此过程中该装置的机械效率；
（4）工人做功的功率。
随着人们生活水平的提高，不少居民小区都配备了健身房。小明每个周末回家都会到健身房锻炼，如图所示是小明最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图。如果小明每次向下拉动拉杆时，拉力为F=250 N，在0.4 s内使质量为m=20 kg的配重块匀速升高到h=40 cm后放手让其自由落下。不计拉杆和绳的重力，g取10 N/kg。求：【来源：21·世纪·教育·网】
（1）小明拉动拉力器的功率P；
（2）小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功；
（3）在小明锻炼过程中拉力器的机械效率η。
机械效率（下）
课后练习参考答案
（1）匀速 （2）71.4% （3）0.17 （4）增大
详解：（1）在实验时，应用手匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升；（2）；（3）由第三次数据知，s=2h，所以绳子移动速度为物体上升速度的2倍；P总= Fv=1.7N×0.05m/s×2=0.17W；21cnjy.com
（4）根据表格中数据，②的效率；，根据三次的机械效率及物重的变化可得同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将增大。2-1-c-n-j-y
（1）如图所示 （2）匀速 （3）66.7；1.6 （4）物体被提升的高度 （5）被提升的物重 （6）错误；4、5【来源：21cnj*y.co*m】
详解：（1）由前4组实验数据知，s=3h，所以滑轮组由3段绳子承担物重，因此应从动滑轮绕起；（2）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，根据二力平衡可知弹簧测力计的示数就是拉力大小；（3）①；②由图知，测力计的分度值为0.2N，所以其示数为1.6N；（4）第1、2组数据，动滑轮重、钩码重相同，钩码被提升的高度不同，机械效率相同，可知同一滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关；（5）第3、4组数据，动滑轮、钩码被提升的高度相同，被提升的钩码重不同，机械效率不同，可知同一滑轮组的机械效率与摩擦和被提升的物重有关；（6）由表格中数据知，第5组滑轮组由5段绳子承担物重，；由计算知，第五组比第四组滑轮组省力，但机械效率更低，所以“机械越省力，它的机械效率越高”的说法不正确。
（1）1.1；55% （2）正；65.2%（或65%）；2.0（或2）
详解：（1）物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，做的有用功为：
W有用=Gh=5.0N×0.22m=1. 1 J，拉力做的总功为：W总=Fs=4.0N×0.50m=2 J，21*cnjy*com
该斜面的机械效率为：η==×100%=55%；
（2）分析表格中的数据能够看出，额外功W额外与斜面的水平长度L成正比；查表知，当L=0.40 m时，W额外=0.8 J，斜面长为0.5 m，依据勾股定理可以计算出将物体提升的高度为：h＇=0.3 m，提升物体做的有用功为：W有用＇=Gh＇=5.0N×0.3m=1.5J，
此时斜面的机械效率为：η＇====65.2%；
当木板平放在水平桌面上后，依据已知的额外功W额外与斜面的水平长度L成正比的结论，可以计算出此时需做的额外功为1.0J，由W额外＇=fs得：f===2 N。
（1）①70.6 ②1.4 （2）B （3）高 （4）粗糙程度
详解：本题考查对探究实验的数据分析和处理能力。解题时，有变量控制的思想。①中η==×100%=70.6 %；②中W总===1.4J；对比实验①、②中的数据能够发现：当斜面的倾斜程度相同时，斜面的粗糙程度不同，斜面的机械效率也不同，从而可验证猜想B；对比实验①、③中的数据能够发现：当斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高；若要验证猜想D（斜面的机械效率与物体受到的重力有关），应控制斜面的倾斜程度和粗糙程度不改变，只改变物体的重力，从而探究斜面的机械效率与物体受到的重力的关系。
B
详解：由图知，滑轮与物体一起上升，所以为动滑轮，A错误；由图知，OB大于OA，动力臂大于阻力臂，根据杠杆的平衡条件，动力小于阻力，杠杆属于省力杠杆，B正确；使用机械时，不仅要克服机械本身的重力，还要克服机械摩擦，所以机械效率不可以达到100%，C错误；物块上表面露出水面前，由于液体的密度和物体排开液体的体积不变，所以受到的浮力不变，D错误。故选B。
（1）物体浸没在水中受到浮力的大小为150N；（2）物体的密度为2.67×103kg/m3；（3）滑轮组的机械效率83.3%。
详解： （1）由图可知，n=3，∵忽略绳重和摩擦，∴F=（G轮+F拉），
则滑轮组对物体的拉力：F拉=3F-G轮=3×100N-50N=250N，
∵G1=F浮+F拉，∴F浮=G1-F拉=400N-250N=150N； （2）∵F浮=ρ水V排g，∴V排===1.5×10-2m3，物体的体积： V=V排=1.5×10-2m3，物体的质量：m===40kg，
ρ===2.67×103kg/m3；
（3）滑轮组的机械效率：η====≈83.3%。
（1）W有用=Gh=230N×6 m=1380 J
（2）W总=Fs=125N×12m=1500 J
（3）η＝=1380J/1500J×100%=92%
（4）P＝=1500J/20s= 75 W
详解：（1）工人在运送物体的过程中，是重物升高克服物体重力所做的功为有用功
W有用=Gh；（2）其中拉力所做的功包含提升重物的有用功以及提升动滑轮以及克服摩擦等做的额外功，这部分功为总功，W总=Fs，其中s表示拉力移动的距离，由于有两段绳子连着动滑轮，所以拉力移动距离为重物升高距离的2倍；（3）根据η＝可以算出机械效率；（4）工人所做的功即为总功，功率计算可以用功率计算公式P＝算得。www.21-cn-jy.com
（1）小明拉动拉力器的功率250 W
（2）小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功是20 J
（3）在小明锻炼过程中拉力器的机械效率是80%
详解：（1）根据题意有：W总=Fh=250N×40×10﹣2m=100 J，
小明拉动拉力器的功率；
（2）W有用=Gh=mgh=20kg×10N/kg×40×10-2m=80 J，
小明克服摩擦做的功为W额=W总﹣W有用=100 J-80 J=20 J；
（3）根据题意有：。
在“测定动滑轮机械效率”的实验中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，正确操作，实验数据如下：21·世纪*教育网
（1）实验时，用手 拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升。
（2）第①次实验时测得动滑轮的机械效率为 。
（3）第③次实验时，钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力的功率为 W。
（4）由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。www-2-1-cnjy-com
在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用两组滑轮组进行了5次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测定前4组数据，用二个动滑轮和二个定滑轮得第5组数据，测得数据如表： 21*cnjy*com
实验次数
动滑轮重G动/N
物重G/N
钩码上升高度h/m
动力F/N
动力作用点移动距离s/m
滑轮组的机械效率η/%
1
0.5
1
0.1
0.7
0.3
47.6
2
0.5
1
0.2
0.7
0.6
47.6
3
0.5
2
0.1
1.1
0.3
60.6
4
0.5
4
0.1
2
0.3
①
5
1
4
0.1
②
0.5
（1）请根据前四组数据，在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法。
（2）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。
（3）表格中编号①处数据应为 ；根据图乙中弹簧测力计可知编号②数据应为 N。
（4）由表中第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与 无关。
（5）由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和 有关。
（6）有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”。你认为这句话是 的（填“正确”或“错误”）。你是用小明收集的数据中 两组数据对比分析来判断的。【出处：21教育名师】
小明在探究“斜面的机械效率”的实验中，用长度s=0.50 m的木板搭成一个斜面，用弹簧测力计将重力G=5.0 N的物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端。21教育名师原创作品
（1）小明在实验中，调整斜面的高度为h=0.22 m，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，弹簧测力计的示数F=4.0 N，则有用功为 J，机械效率为 。【版权所有：21教育】
（2）小明利用上述器材进一步研究发现，木板搭成倾角不同的斜面时，将物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中，额外功W额外与斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度）有如下关系：
L/m
0.45
0.40
0.35
0.30
W额外/J
0.90
0.80
0.70
0.60
通过数据分析，小明得出初步结论：W额外与L成 比，小明查阅资料后证实此结论是正确的。根据此结论，当斜面的水平长度L=0.40 m时，斜面的机械效率为 ；当木板平放在水平桌面上，水平匀速拉动木板上的物块时，弹簧测力计的示数为 N。
小明同学结合“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想，斜面的机械效率跟：A．斜面的倾斜程度有关；B．斜面的粗糙程度有关；C．斜面的长有关；D．物体受的重力有关。小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确，设计方案并进行了探究，下表反映了他的探究过程。（参看图，表中①③两次实验所用斜面是相同的，设物体在斜面上做匀速直线运动）21世纪教育网版权所有
（1）请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据。
（2）通过对比实验①、②数据，可验证猜想 （填写字母）。
（3）通过对比实验①、③数据，可以得出的探究结论是：当斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率的值越 。21教育网
（4）若要验证猜想D，应控制斜面的倾斜程度和 不改变。
李华同学利用如图所示装置提起水中的物块，下列判断正确的是（ ）
A．装置中的滑轮是定滑轮
B．装置中的AOB是省力杠杆
C．装置的机械效率可以达到100%
D．物块上表面露出水面前，所受浮力不断减小
如图所示是用滑轮组从水中匀速提升物体的情景（注：物体一直浸没在水中）。已知物体重G1=400 N，动滑轮重G2=50 N，忽略绳重和摩擦，人对绳子拉力F=100 N。求：2·1·c·n·j·y
（1）物体浸没在水中受到浮力的大小；
（2）物体的密度大小；
（3）滑轮组的机械效率。
建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为230 N的建材从地面匀速送到6 m高处，所用拉力为125 N，时间为20 s。求：21·cn·jy·com
（1）工人做的有用功；
（2）工人做的总功；
（3）此过程中该装置的机械效率；
（4）工人做功的功率。
随着人们生活水平的提高，不少居民小区都配备了健身房。小明每个周末回家都会到健身房锻炼，如图所示是小明最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图。如果小明每次向下拉动拉杆时，拉力为F=250 N，在0.4 s内使质量为m=20 kg的配重块匀速升高到h=40 cm后放手让其自由落下。不计拉杆和绳的重力，g取10 N/kg。求：【来源：21·世纪·教育·网】
（1）小明拉动拉力器的功率P；
（2）小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功；
（3）在小明锻炼过程中拉力器的机械效率η。
机械效率（下）
课后练习参考答案
（1）匀速 （2）71.4% （3）0.17 （4）增大
详解：（1）在实验时，应用手匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升；（2）；（3）由第三次数据知，s=2h，所以绳子移动速度为物体上升速度的2倍；P总= Fv=1.7N×0.05m/s×2=0.17W；21cnjy.com
（4）根据表格中数据，②的效率；，根据三次的机械效率及物重的变化可得同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将增大。2-1-c-n-j-y
（1）如图所示 （2）匀速 （3）66.7；1.6 （4）物体被提升的高度 （5）被提升的物重 （6）错误；4、5【来源：21cnj*y.co*m】
详解：（1）由前4组实验数据知，s=3h，所以滑轮组由3段绳子承担物重，因此应从动滑轮绕起；（2）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，根据二力平衡可知弹簧测力计的示数就是拉力大小；（3）①；②由图知，测力计的分度值为0.2N，所以其示数为1.6N；（4）第1、2组数据，动滑轮重、钩码重相同，钩码被提升的高度不同，机械效率相同，可知同一滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关；（5）第3、4组数据，动滑轮、钩码被提升的高度相同，被提升的钩码重不同，机械效率不同，可知同一滑轮组的机械效率与摩擦和被提升的物重有关；（6）由表格中数据知，第5组滑轮组由5段绳子承担物重，；由计算知，第五组比第四组滑轮组省力，但机械效率更低，所以“机械越省力，它的机械效率越高”的说法不正确。
（1）1.1；55% （2）正；65.2%（或65%）；2.0（或2）
详解：（1）物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，做的有用功为：
W有用=Gh=5.0N×0.22m=1. 1 J，拉力做的总功为：W总=Fs=4.0N×0.50m=2 J，21*cnjy*com
该斜面的机械效率为：η==×100%=55%；
（2）分析表格中的数据能够看出，额外功W额外与斜面的水平长度L成正比；查表知，当L=0.40 m时，W额外=0.8 J，斜面长为0.5 m，依据勾股定理可以计算出将物体提升的高度为：h＇=0.3 m，提升物体做的有用功为：W有用＇=Gh＇=5.0N×0.3m=1.5J，
此时斜面的机械效率为：η＇====65.2%；
当木板平放在水平桌面上后，依据已知的额外功W额外与斜面的水平长度L成正比的结论，可以计算出此时需做的额外功为1.0J，由W额外＇=fs得：f===2 N。
（1）①70.6 ②1.4 （2）B （3）高 （4）粗糙程度
详解：本题考查对探究实验的数据分析和处理能力。解题时，有变量控制的思想。①中η==×100%=70.6 %；②中W总===1.4J；对比实验①、②中的数据能够发现：当斜面的倾斜程度相同时，斜面的粗糙程度不同，斜面的机械效率也不同，从而可验证猜想B；对比实验①、③中的数据能够发现：当斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高；若要验证猜想D（斜面的机械效率与物体受到的重力有关），应控制斜面的倾斜程度和粗糙程度不改变，只改变物体的重力，从而探究斜面的机械效率与物体受到的重力的关系。
B
详解：由图知，滑轮与物体一起上升，所以为动滑轮，A错误；由图知，OB大于OA，动力臂大于阻力臂，根据杠杆的平衡条件，动力小于阻力，杠杆属于省力杠杆，B正确；使用机械时，不仅要克服机械本身的重力，还要克服机械摩擦，所以机械效率不可以达到100%，C错误；物块上表面露出水面前，由于液体的密度和物体排开液体的体积不变，所以受到的浮力不变，D错误。故选B。
（1）物体浸没在水中受到浮力的大小为150N；（2）物体的密度为2.67×103kg/m3；（3）滑轮组的机械效率83.3%。
详解： （1）由图可知，n=3，∵忽略绳重和摩擦，∴F=（G轮+F拉），
则滑轮组对物体的拉力：F拉=3F-G轮=3×100N-50N=250N，
∵G1=F浮+F拉，∴F浮=G1-F拉=400N-250N=150N； （2）∵F浮=ρ水V排g，∴V排===1.5×10-2m3，物体的体积： V=V排=1.5×10-2m3，物体的质量：m===40kg，
ρ===2.67×103kg/m3；
（3）滑轮组的机械效率：η====≈83.3%。
（1）W有用=Gh=230N×6 m=1380 J
（2）W总=Fs=125N×12m=1500 J
（3）η＝=1380J/1500J×100%=92%
（4）P＝=1500J/20s= 75 W
详解：（1）工人在运送物体的过程中，是重物升高克服物体重力所做的功为有用功
W有用=Gh；（2）其中拉力所做的功包含提升重物的有用功以及提升动滑轮以及克服摩擦等做的额外功，这部分功为总功，W总=Fs，其中s表示拉力移动的距离，由于有两段绳子连着动滑轮，所以拉力移动距离为重物升高距离的2倍；（3）根据η＝可以算出机械效率；（4）工人所做的功即为总功，功率计算可以用功率计算公式P＝算得。www.21-cn-jy.com
（1）小明拉动拉力器的功率250 W
（2）小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功是20 J
（3）在小明锻炼过程中拉力器的机械效率是80%
详解：（1）根据题意有：W总=Fh=250N×40×10﹣2m=100 J，
小明拉动拉力器的功率；
（2）W有用=Gh=mgh=20kg×10N/kg×40×10-2m=80 J，
小明克服摩擦做的功为W额=W总﹣W有用=100 J-80 J=20 J；
（3）根据题意有：。