9.6 机械效率 同步练习
一、单选题
1.如图所示,用不同动滑轮匀速提升同一重物,不计绳重和摩擦,则下列图像中能粗略反映动滑轮的机械效率η与动滑轮重G的关系的是( )
A. B.
C. D.
2.关于功、功率、机械效率,下列说法中正确的是( )
A.功率大的机器做功就一定快
B.功率大的机器做功就一定多
C.做功快的机器其机械效率一定大
D.物体受力且运动时,力对物体就做了功
3.如图所示,用滑轮组提升所受重力为400N的物体,在拉力F的作用下,绳子自由端竖直向上匀速移动了3m,用时10s,滑轮组的额外功是100J。对于这一过程,下列说法正确的是( )
A.滑轮组的机械效率是80%
B.滑轮组提升物体所做的有用功是1200J
C.拉力F的功率是40W
D.动滑轮所受的重力为100N
4.如图,吊车在匀速吊起东西的过程可以等效的看成滑轮组匀速提升重物(右侧为等效简图),若所吊的重物的质量为300kg,吊车把重物提升6m所需的时间是10s,其工作期间的机械效率为60%,钢丝绳能承受的最大拉力为8000N(g取10N/kg,不计绳重与摩擦),则下列说法正确的是( )
A.动滑轮的重力为200N
B.拉力的功率为1.5×103W
C.该吊车在这段时间里所做的额外功为1.2×104J
D.该吊车能吊起的最大重物的质量为400kg
5.工人师傅使用如图所示的滑轮组,将重为450N的建筑材料在10s内匀速提升4m,此次滑轮组的机械效率为75%,忽略绳重和摩擦。下列有关这次提升过程说法正确的是( )
A.所做的有用功为1800J B.在绳端的拉力F为150N
C.动滑轮所受的重力为75N D.拉力F的功率为180W
6.如图所示,工人用10s沿斜面把一箱货物从底端匀速拉到顶端,拉力为800N,斜面长5m、高2m,货物质量为160kg。对此,下列说法正确的是(g取10N/kg)( )
A.货物的重力和斜面对货物的支持力是一对平衡力
B.货物受到的摩擦力大小为800N
C.拉力的功率为400W
D.斜面的机械效率是75%
7.小刚用如图所示的滑轮组,将重为10N的物体匀速提升0.5m,已知动滑轮重2N,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.拉力F为5N
B.有用功为10J
C.绳子自由端移动的距离为1.5m
D.该滑轮组的机械效率为83.3%
8.用如图所示的滑轮组提升重物时,重800N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为500N,则提升重物的过程中( )
A.绳子自由端被拉下3m
B.拉力做的功是1000J
C.滑轮组的机械效率是90%
D.拉力F的功率是80W
9.如图,用沿斜面向上的拉力F,拉着重为G的物体A在粗糙斜面B上匀速移动s,物体A受到的摩擦力为f,上升高度为h,此过程中有( )
A.斜面B和物体A的机械能守恒
B.斜面B的内能转化为物体A的机械能
C.机械效率
D.机械效率
10.工人用如图所示的滑轮组提升重物,在10s内将重为300N的物体匀速提升2m,已知工人的拉力为120N,则以下说法中错误的是( )
A.所做的有用功是600J
B.滑轮组的机械效率为
C.拉力F的功率是72W
D.若不计绳重及摩擦,动滑轮重60N
二、填空题
11.如图所示,将重为40N的物体G沿水平直线向左匀速拉动2m,用时5s,滑轮组中动滑轮重为6N,绳子自由端拉力F为10N,则绳子自由端拉力F的功率为 W。该滑轮组的机械效率为 (不计绳重和滑轮组的摩擦)。
12.如图所示,斜面长3m,高1m,工人用400N沿斜面方向的力将重为900N的箱子匀速推到车上,在此过程中工人做的有用功为 J,额外功为 J,斜面机械效率为 。
13.一木箱重800N,工人用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处,如图甲所示。已知整个过程中拉力F做的功W与木箱沿斜面运动距离s的关系如图乙所示,整个过程的额外功是320J,则拉力F= N,斜面的机械效率η= ,斜面的摩擦力f= N。
14.如图所示,现用一个滑轮组匀速拉动物体A,使物体A在5 s内沿水平地面向左运动了50 cm,已知物体A重600 N,物体与地面间的摩擦力为24 N,拉力F的大小为10 N,则使用滑轮组时所做的有用功为 J,滑轮组的机械效率为 ,拉力F的功率为 W。
15.如图所示,工人将80N的重物提升了 3m,所用的时间为20s,拉力为50N.则工人做的有用功为 J.拉力的功率是 W,动滑轮的机械效率是 .
16.如图所示,小聪用滑轮组拉动水平地面上的物体A,使它匀速前进2m,地面对它的摩擦力为300N,小聪施加的拉力F=250N(忽略绳重和滑轮重),滑轮组的机械效率为 。如果将物体A沿竖线MN切掉三分之一,则地面对剩余部分的摩擦力 300N(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
17.某人将一箱书搬上楼,第一次把所有的书一起搬上楼;第二次先搬一部分书上楼,再搬剩下的部分.假设他上楼的速度相同,如两次人做功分别为W1、 W2,人做功的效率分别为η1、η2,则W1 W2,η1 η2(均选填“>”、“<”或“=”).
18.如图所示,重500N的物体在40N的水平拉力F的作用下,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,已知滑轮组的机械效率为80%,则在此过程中,物体与地面间的摩擦力为 N,拉力F的功率为 W。
19.用如图甲的滑轮组提升重240N的物体,已知拉力F为100N,不计绳重和摩擦,物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,反映绳子自由端运动的图线是 (选填“A”或“B”),动滑轮重为 N,该滑轮组的机械效率为 。
20.如图所示,用平行于斜面的拉力F,将重为8N的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端,斜面长40cm,高20cm,斜面的机械效率为80%,则拉力F为 N;物体受到的摩擦力f为 N。
三、综合题
21.如图所示,一辆汽车发动机功率为160kW,运送5t的货物,以4m/s的速度沿斜坡匀速到达坡顶,已知斜坡长60m、高24m,问:(g取10N/kg)
(1)在高度相同时,斜面越长越 (选填“省力”或“费力”);
(2)汽车从斜坡底端到达坡顶的时间是多长 ?
(3)汽车上坡时的牵引力是多大 ?
(4)汽车运送货物的机械效率是多大 ?
22.读短文,回答后面问题。
三峡升船机——全球最大的“超级电梯”三峡升船机是三峡工程重要通航设施之一,主要为客船、货船和特种船舶提供快速过坝通道,过船规模为3000吨级,提升总重量约15500吨,最大提升高度为113米,是目前世界上规模最大、技术难度最高的垂直升船机,如图1。
与电梯相似,升船机主要由塔柱、承船厢、滑轮组和平衡重组等构成,承船厢是3.5米标准水深、总重为15500吨的水厢。其工作原理是:船只由航道进入承船厢,关闭闸门后,由带动力的滑轮组和平衡重组将承船厢提升或下降,到达位置后开闸,船只离开承重厢驶出,如图2所示。
(1)一艘总重量为3000吨(船重+货重)的货轮驶入承船厢,关闭承船厢的闸门后,货轮和承船厢的总重是 吨。因此,为了减少升船机的耗能,提升升船机的机械效率,三峡升船机的平衡重组设置重量应为 吨;
(2)升船机将一艘总重量为3000吨的货轮,从下航道闸口以0.2m/s的速度匀速提升100米到上航道闸口。在提升过程中,为克服误载水深荷载、系统机械摩擦阻力和风阻力等,滑轮组驱动机构给予了承船厢400吨的驱动力,则在这次提升中滑轮组的驱动功率是 W,滑轮组和平衡重组所做的总功为 J,滑轮组和平衡重组提升承船厢的机械效率是 %。(g取10N/kg)
23.用如图装置在内将一重为的物体匀速向上提起,拉力为,则
(1)拉力所做的有用功?
(2)拉力的功率?
(3)这个动滑轮的机械效率?
(4)在提升重物的过程中,重物的 (填“动”、“重力势”或“机械”)能不变。如果不计绳重及摩擦,想提高该动滑轮的机械效率,请你提出一种可行的方法 。
参考答案:
1.D
2.A
3.A
4.C
5.A
6.C
7.D
8.B
9.D
10.B
11. 12 80%
12. 900 300 75%
13. 100 60% 40
14. 12 80% 3
15. 240 15 80%
16. 60% 小于
17. < >
18. 96 12
19. A 60 80%
20. 5 1
21. 省力 15s 4×104N 50%
22. 15500 7750 8×105 1.59×1010 18.9
23. 720J 180 80% 动 增加物重