11.4机械效率
一、单选题
1.小军将图所示的滑轮组进行了改进,提高了它的机械效率。用改进后的滑轮组将同一物体匀速提升同样的高度,与改进前相比,则( )
A.有用功增加,总功增加 B.有用功增加,总功不变
C.有用功不变,总功减少 D.有用功不变,总功不变
2.如图所示是某场馆建设中的装置,滑轮组悬挂在水平支架上,工人站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,使物体在10s 内匀速上升了 2m,已知物体重 200N,该工人重 500N,两个滑轮质量相等,此时滑轮组的机械效率为80%。关于该过程下列说法不正确的是(不计滑轮组的绳重和摩擦)( )
A.每个滑轮的重力为50N B.人对绳子拉力的功率100W
C.人对水平地面压力为375N D.滑轮组对支架的拉力为 425N
3.小文同学采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上,其中说法正确的是( )
A.甲种方法克服物体重力做功多
B.乙种方法更省力
C.两种方法机械效率相等
D.以上都不对
4.利用如图所示的滑轮组使物体A沿水平方向匀速移动,下列说法错误的是( )
A.克服物体A与地面摩擦力做的功是有用功
B.拉力F做功越快,滑轮组的机械效率越高
C.绳子自由端移动的距离是物体A移动的两倍
D.绳子自由端移动速度越快,拉力F的功率越大
5.甲吊车比乙吊车的机械效率高,当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时,则( )
A.乙吊车做的总功较多
B.乙吊车做的有用功较多
C.甲吊车做的有用功较多
D.甲、乙两吊车做的总功相同
6.如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600kg,所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍,滑轮组的机械效率为75%。若人以0.6m/s的速度匀速前行,经100s将货物拉出仓库。人拉货物的过程中,分析正确的是( )
A.货物移动距离为20m B.工人的拉力为400N
C.工人做的有用功为 D.工人拉力的功率为360W
7.在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时,小军同学要用图所示的甲、乙两个滑轮组来验证的猜想是:滑轮组的机械效率可能与( )
A.被提升物体的质量有关 B.动滑轮的个数有关
C.物体被提升的高度关 D.承重绳子的段数有关
8.如图所示,体重为700N的工人用滑轮组把重为300N的货物在4s内匀速提高2m,拉力为200N,不计绳重及摩擦,则下列说法正确的是( )
A.工人拉力做功的功率为200W
B.滑轮组的机械效率为50%
C.工人对地面的压力为700N
D.工人用该滑轮组最多能提升1200N的货物
9.如图所示,在斜面上将一个重物匀速拉到高处,已知斜面长为s,高为h,有用功为W,斜面的机械效率为,则下列说法错误的是( )
A.总功 B.额外功
C.重物重力 D.重物受到摩擦力
10.关于机械效率的下列说法中,正确的是( )
A.利用机械越省力,机械效率越高 B.机械做功越快,机械效率越高
C.机械效率可以等于1 D.实验中,机械效率等于1的机械是没有的
二、填空题
11.如图所示,把重为200N的物体匀速提升2m,不计滑轮、绳子的重力及摩擦,所用拉力F为 N,拉力所做的功为 J;若拉力为110N,滑轮组的机械效率为 。
12.如图所示,将一个重3N的物体匀速拉到斜面顶端,人沿斜面向上的拉力为2N,物体沿斜面移动的距离为0.8m,上升的高度为0.4m,则物体重力做功为 J,分析数据可知利用斜面 (能/不能)省功,斜面的机械效率是 。
13.如图所示,在拉力F作用下,物体在水平桌面上以一定的速度向左匀速运动,绳子自由端5s内移动了6m,已知A的重力为200N,地面对物体的摩擦力为80N;若不计滑轮重,绳重及绳与轮的摩擦,拉力F为 N;若该装置的机械效率为80%,绳自由端的拉力做的总功是 J。
14.菁菁把重500N的木箱沿斜面拉了10m,使木箱上升了4m,如图所示,沿斜面向上用的拉力F=250N,木箱以0.2m/s的速度匀速上升的过程中,斜面的机械效率为 ,木箱在斜面上的匀速运动时受到摩擦力为 N。
15.小芳利用如图所示装置测量滑轮组提升某重物时的机械效率,测得这个重物重为1N,物体被缓慢提升的高度为0.2m,竖直向上的拉力为0.4N,此时该滑轮组的机械效率为 (保留一位小数);若重物的重力增大,滑轮组的机械效率 (选填“不变”“变小”或“变大”)。
16.小明用如图所示的滑轮组提升重物,重物的重力为300N,绳自由端施加200N的拉力时,可以使物体10s向上匀速提升1m,则该滑轮组的机械效率为 ,拉力做功的功率为 W(忽略绳重和摩擦)。
17.如图所示,测量滑轮组的机械效率,用10N拉力将重为16N的物体匀速提升0.5m,用时4s,拉力做的总功 J,滑轮组的机械效率为 ,拉力的功率为 W。
18.工人用图所示装置将重600N的货物沿斜面由底部拉到顶端。装置固定在水平面上,斜面长12m,高6m,工人的拉力为400N,此过程工人所做的总功为 J,该装置的机械效率为 ,若不计绳重、绳子与滑轮间的摩擦,物体与斜面间的摩擦力为 N。
19.小洪在一次劳动中,欲将重为600N的货物搬到距地面1m高的车厢。他用长为3m的木板搭成斜面,如图所示,并用沿着斜面向上大小为400N的力,在15s内,将货物匀速从底端推到顶端。该过程中,斜面起到了 (选填“省力”或“省功”)的作用;推力做功的功率为 W;斜面的机械效率为 %。
20.如图所示,在50N的水平拉力F作用下,重200N的物体沿水平地面向左匀速直线运动了2m,物体与地面的滑动摩擦力为120N,该物体克服摩擦力做功是 J,使用滑轮组的拉力做功为 J,滑轮组的机械效率为 。
三、综合题
21.如图所示,在我省新农村建设中体重为的工人师傅用的拉力向下拉绳时,在内使重680N的重物匀速上升到三楼(每层楼高):
(1)画出图中滑轮组的绕线;
(2)在提升物体的过程中,工人双脚与地面的接触面积为250cm3,求此时工人对地面的压强;
(3)求工人拉力所做功的大小;
(4)求滑轮组的机械效率.
22.朱雀二号(ZQ-2)运载火箭是蓝箭航天(蓝箭航天空间科技股份有限公司)完全自主研发、具备自主知识产权的一款中型液体运载火箭系统。配备具有自主知识产权的液氧甲烷低温发动机,也是国内首款液氧甲烷推进剂运载火箭。
(1)液氧甲烷燃料(液氧(-182℃)和甲烷(-162℃))采用先降低温度再进行 的方式液化而成。朱雀二号发动机 (选填“属于”“不属于”)热机。
(2)液态甲烷密度为420千克/立方米,低于煤油的840千克/立方米,同等质量/能量燃料需求体积降低很多,84吨液态甲烷比煤油体积增加了 m3,放出的热量增加了 J。(液态甲烷热值为5.6 107J/kg,没有热值为4.6 107J/kg)
(3)组装火箭的时候用如图所示装置提升一个100N的部件,所用的拉力为40N,且部件上升过程中动滑轮恰好转过1圈。已知动滑轮周边凹槽的周长C=0.3m,部件上升过程中的拉力所做的总功为 J,滑轮组的机械效率为 %。
(4)朱雀二号火箭飞行的速度为7.9km/s,火箭从西向东飞越我国领土上空(东西相距约5200km)的时间为 h。
23.天门山盘山公路(如图)是网红打卡地,公路共计99道弯,似玉带环绕,层层叠起,直冲云霄,公路全长大约10km,公路的海拔落差高度约1000m。为助力发展旅游,天门山景区购置了一批新型观光客车,客车满载时总质量为6000kg。现有一辆满载的客车,以80kW的恒定功率,4m/s的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶。(行驶过程中客车所受重力和阻力大小恒定不变,g取10N/kg)请完成下列问题:
(1)如图,盘山公路是 (选填“杠杆”、“滑轮”、“斜面”)模型,与直线上山的公路相比,盘山公路的优点是 ;
(2)整个过程中,客车发动机对客车和游客所做的有用功为多少?( )
(3)盘山公路的机械效率为多少?( )
参考答案:
1.C
2.B
3.D
4.B
5.A
6.B
7.A
8.A
9.D
10.D
11. 100 400
12. 1.2 不能 75%
13. 40 300
14. 80% 50N
15. 83.3% 变大
16. 75% 40
17. 10 80% 2.5
18. 4800 75% 100
19. 省力 80 50
20. 240 300 80%
21.(1)见解析所示(2)Pa(3)J(4)85%
22. 压缩体积 属于 100 12 83.3 18.3
23. 斜面 可以省力 6×107J 30%