9.6机械效率 同步练习
一、单选题
1.如图,用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度(不计绳重和摩擦),提升A时滑轮组的机械效率大。下列说法中正确的是( )
①A物体比B物体轻;②提升A的拉力大;
③提升A做的额外功多;④提升A做的有用功多
A.只有②④ B.只有①③ C.只有②③ D.只有①④
2.用如图所示装置在5s时间内将重40N的物体匀速提升了10m,拉力F大小为20N,不计绳重和摩擦。以下说法正确的是( )
A.提升重物过程中克服动滑轮重力做功400J
B.提升重物过程中,拉力的功率为40W
C.此情景下滑轮组机械效率约为66.7%
D.若只增加重物的重力,机械效率不变
3.如图,用四个完全相同的滑轮,组装成甲、乙两套滑轮组,用它们分别匀速提升物体G1、G2,已知G1>G2,其拉力分别为所F1、F2,滑轮组的机械效率分别为 1、 2。不计绳重和摩擦,下列选项中正确的是( )
A.F1>F2, 1= 2 B.F1 2 D.F1>F2, 1> 2
4.甲乙两个滑轮组如图所示,其中的每一个滑轮都相同,用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度,不计滑轮组的摩擦,下列说法中错误的是( )
A.若G1=G2,拉力做的有用功相同
B.若G1=G2,拉力做的总功不相同
C.若G1=G2,甲的机械效率大于乙的机械效率
D.用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变
5.关于功、功率、机械效率的说法中正确的是( )
A.物体沿力的方向移动的距离越多则力做的功就越多
B.力做的功越多,力的功率就越大
C.力做的功越快,力的功率就越大
D.有用功越大,机械效率就越大
6.关于功、功率、机械效率,下列说法中正确的是( )
A.物体做功越多,功率越大
B.作用在物体上的力越大,对物体所做的功越多
C.机械功率越大,则机械做功越快
D.机械做的有用功越多,机械效率就越高
7.如图所示,建筑工人使用滑轮组匀速向楼上运送石料,能提高滑轮组机械效率的措施是( )
A.换用更大更重的动滑轮
B.滑轮转轴处加润滑油
C.增大匀速拉动的速度
D.减小单次运送石料的重量
8.下列关于功率、机械效率的说法错误的是( )
A.做功用的时间越少,功率越大
B.做功做得越快,功率越大
C.当额外功一定时,有用功越多,机械效率越高
D.当有用功一定时,额外功越少,机械效率越高
9.如图所示,用F=12N的拉力竖直向上匀速提升木块,2s内木块升高的高度为0.1m,木块重力G=30N,在此过程中下列判断正确的是( )
A.拉力F做功为1.2J
B.滑轮组做的有用功为3J
C.滑轮组机械效率为40%
D.拉力F做功的功率为0.6W
10.用动滑轮提升重物,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是
A.可以省距离 B.可以改变力的方向
C.可以改变力的大小 D.提的物体越重,机械效率越低
二、填空题
11.小芳利用如图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。则绳端移动的距离为 ,此时该滑轮组的机械效率为 (保留一位小数)。
12.如图所示,甲、乙两个滑轮组中所用的滑轮相同,分别用甲、乙装置在相等的时间里把相同重物匀速提升相同高度。不计绳重及摩擦,则用 (甲/乙)装置更省力,两次拉力的功率 (相等/不等),装置的机械效率 (相等/不等)。
13.用一个自重为50N的动滑轮将重为150N的物体匀速向上提起3m,需要用 N的拉力,这个动滑轮的机械效率是 。(不计摩擦及绳重)
14.如图甲所示,滑轮组在竖直向上的拉力F作用下,将重为100N的物体匀速提起,在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。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。图乙中阴影部分的面积表示的物理量的大小是 ,计算滑轮组提升该重物时的机械效率 。
15.大量的实验和理论研究表明,使用任何机械都不能 ,同一个滑轮组在不同的做功过程中机械效率是 (选填“相同”或“不同” 的,用滑轮组提起一袋水泥,提高机械效率的一个有效措施是 。
16.如图所示,某实验小组的同学们用同一滑轮组分别将甲、乙两组,钩码匀速提升相同高度,每个钩码的质量是100g,所做的有用功分别为W甲和W乙,机械效率分别为η甲和η乙,则W甲 W乙,η甲 η乙 (以上两空均填“>”“=”或“<”)。
17.如图所示,用滑轮组提升重物时,重800N的物体在10s内匀速上升1m.已知拉绳子的力F为500N,则在这一过程滑轮组的机械效率是 ,拉力的功率为 W.
18.如图,小明在用动滑轮(不计绳重和摩擦)匀速提升不同重物时,记录下了在绳子自由端使用的拉力F与对应所提升的物体重力G,如表:
G/N 1 2 3 4 5 6
F/N 0.7 1.2 1.7 2.2 2.7 3.2
分析表中数据可知,拉力F与重力G的关系式是:F= ;动滑轮重为 N;随着物重的增加,动滑轮的机械效率变 。
19.为了省力,工人师傅常用图所示的斜面把物体搬运到汽车上。设斜面长为s高为h,把重为G的物体沿斜面匀速推到车上所用力的大小为F。则搬运物体所做的有用功为 ,该斜面的机械效率为 ×100%(用题中代表各物理量的字母表示)。
20.如图所示,一同学在用滑轮组匀速提升不同重物时,记录下了绳子自由端拉力F与对应所提升的物体的重力G,如下表:
根据上表数据分析可知,绳子自由端拉力F与物体重力G的关系式为F= ;当物体重力G=10N时,此滑轮组的机械效率η= .
三、综合题
21.新冠病毒是威胁全人类生命的大规模流行病,众志成城、共同抗疫是中国从抗疫过程中得到的宝贵经验,在抗疫过程中,武汉货物中转站借助了甲图的电动液压小吊车,很好的完成了物资的调运工作,图乙是小吊车的结构简图(吊杆重力、吊钩重力、各处摩擦力均不计)。如图乙所示,可伸缩吊杆ABCD伸缩时可将货物水平移动,吊杆最短长度,最长长度。液压杆EGB作用在吊杆的B点时,可将吊杆绕A点逆时针转动从而抬高货物,当吊杆处于水平状态时,A点到液压杆EGB距离,。
(1)由于操作不当或吊起的货物太重,电动液压小吊车可能会出现翻转的现象。如果把整个小吊车当作一个杠杆,吊车出现翻车时,大部分时候会以 为支点;(选填“E”、“O”或“F”)
(2)当用电动液压小吊车在C处吊起质量为1500kg的货物时,吊杆处于水平静止状态,此时液压杆对吊杆的推力是多少N ?如果已知液压杆内液体推动杆BG的有效作用面积为,求液压杆内液体对BG的压强为多少Pa ?
(3)当用该小吊车在D处吊起质量为1t的货物时,货物在1分钟内被抬高了,已知该小吊车的工作效率为,求此时小吊车的输入功率是多少W ?
22.我国万米深潜作业次数和下潜人数位居世界首位。图甲所示为我国“奋斗者”号载人潜水器的海试现场。潜水器的前边固定着一个采样篮,里面放着海底沉积物采样器等工具,采样器是一个下端开口的圆柱形玻璃管。潜水器两侧各连着一只机械手臂,其中一只机械手臂的简化示意图如图乙所示,它由金属杆AB、OC和可以伸缩的液压杆AC组成,C点为机械手臂和潜水器的连接点。当液压杆伸长或缩短时,会带动金属杆AB(AB杆质量分布均匀)绕着O点转动,金属杆B端就会向上提或向下压采样器。
(1)当液压杆AC收缩,带动金属杆AB绕着O点转至水平位置时,请在图乙中画出液压杆AC对金属杆A端拉力的力臂,以及采样器对金属杆B端的力的示意图;
(2)若OA、OC和AC的长分别是18cm、24cm和30cm,OB的长是72cm,这只机械手臂的液压杆AC对水平金属杆A端的拉力是200N;
①求采样器对金属杆B端的力的大小?(不考虑金属杆AB和采样器它们受到的重力和浮力)( )
②在采集器对金属杆拉力不变情况下,若连接点A向右移动一些(未过O点),AC上的力将 (变大/变小/不变);
(3)若考虑金属杆AB的自重,在采集器离开水面匀速提升重物到相同高度的过程中,如果把悬挂B点向左移动(未过O点),则机械手臂的机械效率将 (变大/变小/不变)。
23.某项目建设中,工人用如图所示的装置将质量为70kg的建筑材料匀速提升了5m,用时10s。电动机的输出功率恒定为500W,不计绳重和摩擦。求:
(1)建筑材料上升的速度为 m/s;
(2)10s内电动机输出的总功为 J;
(3)若用此滑轮组匀速提升另一批建筑材料时,机械效率是80%,则该建筑材料的质量为多少kg?( )
参考答案:
1.A
2.C
3.D
4.D
5.C
6.C
7.B
8.A
9.B
10.C
11. 0.6m 83.3
12. 乙 相等 相等
13. 100 75%
14. 120J 83.3%
15. 省功 不同 减小动滑轮的重力
16.
17. 80% 100
18. 0.4 大
19. Gh
20. 0.5G+0.3N 94.3%
21. F
22. 略 40 变大 变小
23. 0.5 5000 120kg