12.3机械效率
一、单选题
1.小叶同学用如图所示的滑轮组提升重物A,不计绳重和机械之间的摩擦,每个滑轮的重力均为10N,与地面固定的细绳a的拉力F2=105N,他通过细绳b用F1的拉力将重物A匀速提升1.5m,所用时间10s。下列说法中正确的是( )
A.物体A的重力为200N
B.拉力F1做功的功率为32.5W
C.该装置由两个定滑轮和一个动滑轮组成
D.该滑轮组在使用过程中的机械效率为80%
2.以下是对一些数据的估测,与实际情况相符的是( )
A.一个医用外科口罩的重约为10N
B.一名中学生从一楼走到二楼克服重力做的功大约是1500J
C.把一个鸡蛋举高2m,做的功大约是10J
D.生活中,滑轮组的机械效率可以达到100%
3.要提高滑轮组的机械效率,下列说法正确的是( )
A.改变绳子绕法
B.用滑轮组提升更重的物体
C.尽量用更快的速度提升物体
D.用更重的滑轮提升物体
4.分别用如图所示的两个滑轮组,将同一物体提升到相同的高度,若物体受到的重力为100N,动滑轮重为20N,把物体匀速提升1m的过程中(不计绳重和摩擦),下列说法中正确的是( )
A.乙滑轮组的效率要高于甲滑轮组的效率
B.甲、乙滑轮组中绳自由端的拉力是相等的
C.甲、乙两个滑轮组所做的总功都是120J
D.甲滑轮组所做的有用功是200J,乙滑轮组所做的有用功是300J
5.用如图所示的滑轮组用180N的力在10s内将300N的重物匀速提升3m,动滑轮重60N,不计摩擦和绳子重,则( )
A.绳子自由端移动的速度是0.6m/s B.利用滑轮组所做的有用功是450J
C.拉力的功率是99W D.滑轮组的机械效率是80%
6.如图所示,将细绳的一端固定在天花板上,细绳绕过滑轮后,手作用在细绳的B点,利用滑轮匀速提升物体。若不计摩擦,下列说法正确的是( )
A.物体克服重力做的功是总功
B.物体和绳子上B点移动的距离相等
C.手对B点施加的拉力所做的功是有用功
D.绳子上A点和B点受到的拉力大小相同
7.如图所示的滑轮组悬挂在水平钢架上,小南站在水平地面上竖直向下拉动绳子自由端,5s内使物体A匀速上升1m,小南施加拉力F的大小为400N。已知物体A重720N,小北重500N,不计绳重和摩擦,关于该过程下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的速度为0.2m/s B.地面对该工人的支持力为200N
C.动滑轮重80N D.该滑轮组提升物体的机械效率为60%
8.如图所示,物体沿斜面匀速上升,其重力为100N,沿斜面向上的拉力为50N,斜面长为10m,高为4m。下列说法正确的是( )
A.此过程中物体的动能转化为重力势能
B.斜面的效率为62.5%
C.物体与斜面间的摩擦力为10N
D.利用此装置既可以省力,也可以省功
9.对于功、功率、机械效率的理解,下列说法正确的是( )
A.功率大的机械机械效率一定高
B.功率大的机械做功一定多
C.机械效率高的机械做的有用功一定多
D.做功快的机械功率一定大
10.如图所示,小明用F=400N的拉力将一质量为64kg的物体,在10s内匀速竖直向上提升2m。不计摩擦和绳重,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为6m B.动滑轮的重力为240N
C.拉力F的功率为80W D.该滑轮组的机械效率为80%
二、填空题
11.如图所示,用动滑轮匀速提起重3N的物体,拉力F为2N,物体在10s内上升1m.在此过程中,动滑轮的机械效率为 ,拉力F的功率为 W,若要提高动滑轮提升物体的效率,可以采取的措施是: 。
12.一名工人用如图所示的滑轮组提起450N的重物,绳自由端的拉力F为200N,重物在5s内匀速上升了1m。则拉力的功率是 W,滑轮组的机械效率是 。
13.如图所示为固定斜面,长20m、高10m。小韩同学用平行于斜面向上400N的拉力,把重600N的物体从斜面底部匀速拉至顶部,该过程中,斜面的机械效率为 ,物体所受斜面的摩擦力为 。
14.小明利用图所示滑轮组用F=4N的拉力拉着物体匀速前进了0.2m。物体与地面的摩擦力为9N,则拉力对物体做的有用功为 J,拉力所做的总功为 J,该滑轮组的机械效率为 %。
15.如图所示,物体重210N,动滑轮重25N。工人用125N的拉力将物体匀速替身3m,用了10s,此过程中有用功是 J,拉力的功率是 W,克服动滑轮重所做的额外功占总功的 %。
16.用如图所示的滑轮组提起重为1200N的物体匀速上升10cm时,若不考虑摩擦、绳和动滑轮的重,则拉力F是 N;若实际作用在绳端的拉力F1是500N,此时拉力F1做的功是 J,滑轮组的机械效率是 。
17.如图甲所示,体重为80N的小宇用滑轮组提升重为900N的物体M,加在绳子自由端的拉力F将物体M以0.4m/s的速度匀速提升到8m的高度,拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示。不计绳子的重力、摩擦力,滑轮组提升重物的机械效率为 %;小宇匀速提升物体M时拉力F做功的功率为 W。
18.如图所示,用滑轮组将质量为12 kg的物体匀速提升2m,所用时间为10s,若不计绳子的重力及摩擦,动滑轮重为30N,所用拉力F为 N,拉力做功的功率为 W,滑轮组的机械效率为 。
19.(1)如图(1)所示,轻质杠杆OA中点悬挂一重G=60N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则F= N;保持F的方向不变,将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F将 (填“变大”、“不变”或“变小” );
(2)如图(2),某建筑工地用图所示的滑轮组提升重物,人对绳的拉力F为400N,能将75kg的物体以0.1m/s的速度匀速提升,则拉力F的功率为 W,此时滑轮组的机械效率为 %(不计绳重和摩擦)。
20.如图所示,用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组,每个滑轮重为30N。用这个滑轮组把重270N的物体匀速提升2m,不计绳重及摩擦,则拉力F大小是 N,滑轮组的机械效率为 。
三、综合题
21.某型号起重机吊臂上的滑轮组如图所示,某工地上需用该滑轮组将一些规格相同的石板匀速提升到2m高的平台上,若每块石板的重力均为1.2×104N,当滑轮组一次提升一块石板时,钢丝绳的拉力F的功率为3000W,此时滑轮组的机械效率为80%,不计摩擦和钢丝绳的重力。
(1)钢丝绳的拉力是由电动机提供的,电动机工作时将 能主要转化为机械能;
(2)在此过程中,石板匀速上升时的速度是 ;
(3)若该滑轮组一次匀速提升两块石板到同一平台上,则此时钢丝绳的拉力F是 ;
(4)起重机沿竖直方向吊起同一建材时,如果第一次建材以速度v匀速上升,第二次以速度2v匀速上升,则这两次相比,钢丝绳的拉力 ,拉力的功率 (两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
22.物理小组的同学在做“测量滑轮组机械效率”的实验时,首先将图中的滑轮组装成最省力的滑轮组,然后将重为3N的物体匀速提升0.2m,正确测得绳自由端的拉力为1.2N。请你完成下列内容:
(1)在图中画出滑轮组最省力的绕线方式;
(2)求该实验过程中,滑轮组的机械效率。
23.如图,要把一个质量是450kg的贵重物品A沿水平地面移动100m,工人把它放在一个质量是50kg的木板B上,然后用400N的水平拉力将木板B沿直线匀速拉动,直至终点.(注:滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比)
(1)在匀速拉动B的过程中,A、B之间的摩擦力是 N。
(2)计算拉力做的总功是多少焦耳?
(3)在拉力做功的过程中,机械效率是多少?
参考答案:
1.A
2.B
3.B
4.C
5.A
6.D
7.C
8.C
9.D
10.D
11. 75% 0.4 增加提升的物重、减小动滑轮的重力、减小动滑轮与绳子之间的摩擦力
12. 120 75%
13. 75% 100N
14. 1.8 2.4 75
15. 630
75 10
16. 400 150 80%
17. 90 400
18. 75 30 80%
19. 30 不变 120 62.5
20. 100 90%
21. 电 0.2m/s 8.5×103N 不变 变大
22.(1);(2)
23. 0 4×104J 90%