9.6 机械效率 同步练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.为了改善老旧住宅楼的保暖效果,西丰县开展了“暖房子工程”,由于操作空间有限,采用了如图所示的提升装置。拉力F为500N,在5s内将质量为20kg的建筑材料匀速提升了6m(g=10N/kg)。下列各项判断正确的是( )
A.绳子自由端移动速度为2.4m/s
B.拉力的功率1200W
C.该装置的机械效率为80%
D.只增大提升速度,装置的机械效率会增大
2.如图甲所示装置,小欢用力F向下拉绳子,使物体M在水平地面匀速移动,地面ab、bc粗糙程度不同。物体M重为400N,动滑轮重为5N,ab=2m,bc=3m。物体M从a点到c点过程中,拉力F与M移动距离的关系如图乙,不考虑物体大小对运动的影响,忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦,对此过程的分析,下列结论正确的是( )
A.拉力F做的功为840J
B.绳子自由端移动的距离为15m
C.物体从ab段到bc段,滑轮组的机械效率变小
D.拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功
3.如图所示,相同的两个物体分别挂在两个滑轮下绳重及摩擦忽略不计,当分别用力匀速提起物体时,下列说法合理的是( )
A.左图省力 B.右图省距离
C.左图机械效率高 D.两图机械效率一样高
4.下列有关功、功率和机械效率的说法中,正确的是( )
A.做功越多,功率越大
B.有用功越多,机械效率越高
C.机械效率越高,功率越大
D.功率越大,做功越快
5.关于机械效率,下列说法中正确的是
A.做功越多的机械,机械效率越低
B.越省力的机械,机械效率越高
C.总功相同的情况下,额外功越多的,机械效率越低
D.只要设计合理,对机械精密加工,机械效率可达
6.甲、乙两机械的三种性能指标的对比如图自中点O越向外,数值越大,例如m甲A.有用功相同时,所消耗的能量更多
B.机械效率较高
C.做功较慢
D.有用功较小
7.如图所示,小明在测量滑轮组机械效率的实验中,用时1s将重为6N的物体匀速提升0.2m,绳子端所施加的拉力F为2.4N。忽略绳子与滑轮的摩擦及绳子的重力,下列说法中正确的是( )
A.提升更重的物体,滑轮组的机械效率降低
B.拉力F所做的有用功为1.44J
C.滑轮组的机械效率约为83.3%
D.拉力F做功的功率为1.2W
8.如图所示,在400N的拉力作用下,经过5s将960N的重物提升了1m。在此过程中( )
A.该滑轮组做的有用功是400J B.该滑轮组做的总功是960J
C.拉力的功率是192W D.该滑轮组的机械效率是80%
9.小明同学利用圆珠笔杆、钢丝、细绳制成了如图所示的滑轮组用其匀速提升重物下列说法正确的是
A.拉细绳的力F等于钩码重力G的1/3
B.拉细绳的力F等于钩码重力G的1/7
C.用该滑轮组提起不同的钩码,机械效率相同
D.用该滑轮组提起不同的钩码,机械效率不同
10.关于机械效率,下列说法正确的是( )
A.机械效率越高,越省力
B.机械效率越高,越省功
C.机械效率越高,功率越大
D.机械效率越高,额外功占总功的比例越小
二、填空题
11.若升旗手用20N的拉力,通过定滑轮将重为16N的旗帜竖直匀速提升10 m,则拉力所做的总功是 J,该定滑轮的机械效率是 。
12.如图所示,小明分别使用甲、乙两种机械匀速提升同一物体M到同一高度,测得两次拉力和物体M所受的重力如表所示。
F甲 F乙 GM
5.5N 5.5N 5N
(1)使用甲提升物体M时 (选填“省力”、“费力”或“既不省力也不费力”);
(2)使用乙提升物体M时 (选填“省力”或“费力”);
(3)甲的机械效率 (选填“大于”、“等于”或“小于”)乙的机械效率。
13.用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦,则所用拉力的大小 ,其中甲滑轮组的机械效率 1(均选填“>”、“<”或“=”)。
14.如图所示,拉力F将重为100N的物体匀速拉到4m高的斜面顶端,所用时间为20s,克服摩擦所做的额外功为100J,则拉力F的功率为 W,斜面的机械效率为 。
15.如图所示,用弹簧测力计竖直向上匀速提升重为5.4N的物体,弹簧测力计的示数是 N,则滑轮组的机械效率是 。
16.如图所示为一种搬运建筑材料的机械装置,其右端滑轮组的组装方式有两种,分别如图一甲、乙所示,不计绳重与摩擦、甲、乙两种方式,向上运送材料时其中比较省力的是方式 ;若采用乙方式某次提升3000N的材料时,材料上升的高度与时间的关系如图二所示,材料在上升过程中电动卷扬机拉钢丝绳的力F=1200N,材料在上升过程中电动卷扬机拉钢丝绳的力的功率为 W,该装置的机械效率是 。(结果保留至0.1%)
17.如图甲是一种剪式千斤顶,如乙图通过旋转手柄连接带嫘纹的螺杆,就能轻易地顶起小车。这种带螺纹的螺杆是利用 (填杠杆或斜面)来实现省力的;小华在一次给小汽车换胎工作中,转动手柄把质量为1.5t的小车的一后轮顶起了20cm,若千斤顶顶起小车该后轮的力为5000N,该过程总功是5000J,则此次工作千斤顶的机械效率是 。
18.小明直接用绳把一桶沙从地面吊到二楼做功W1,提沙的机械效率为η1;小强利用动滑轮将同一桶沙从地面吊到二楼做功W2,提沙的机械效率为η2.不计绳重,则W1 W2,η1 η2(大于/小于/等于).
19.“龙门吊”是港口、货场中常见的起重设备,其滑轮组部分如图所示,其中动滑轮的个数为 .现用此装置将地面上个重为3×104N的重物匀速吊到3m的高处,滑轮组钢索自由端的拉力为1×104N,提升重物过程中滑轮组的机械效率是 ;若再用此装置提升2×104N的重物时,它的机械效率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)
20.利用斜面将一个重600N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力F=300N,拉动的距离s=5m,物体提升的高度h=2m。此过程中拉力做的功是 J,该斜面的机械效率是 ,物体受到的摩擦力为 N;写出一个能增大斜面机械效率的方法 。
三、综合题
21.小睿利用机械效率为80%的滑轮组提升重为400N的货物,如图所示,若小睿10秒内对货物做800J的有用功。求:
(1)货物被提升的高度;
(2)绳子自由端拉力F的大小;
(3)为了提高滑轮组的机械效率,你认为有几种不同的方法?请写出两种。
22.如图甲为塔式起重机简易示意图,塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装(动滑轮重、绳重及摩擦不计,g取10N/kg)
(1)为保持平衡,起重臂的长度越长的塔式起重机,配备的平衡重的质量应越 (选填“大″或“小”);
(2)图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图,滑轮a是 (选填“动滑轮”或“定滑轮”),若钢丝绳能承受的最大拉力为3×104N,则能吊起货物的质量不能超过 kg;
(3)若将重为1.2×104N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m,再沿水平方向移动20m,则此过程钢丝绳做功 J;
(4)若换用如图丙所示滑轮组,用5000N的拉力F将重为8000N的物体A匀速提升0.5m,则滑轮组的机械效率η1= 。若把A换为重16000N的物体,则滑轮组的机械效率η2= 。(忽略绳重、摩擦的影响)
23.2023年5月1日,安阳曹操高陵遗址博物馆对外开放,该博物馆是一座集收藏、研究、展示、宣传教育为一体的遗址类专题博物馆,成为研究三国文化及汉魏历史的重要平台和国际交流中心,成为安阳的又一城市名片。博物馆建设过程中利用如图所示的滑轮组机械提升重物(忽略细绳的质量,忽略细绳与滑轮以及滑轮转动的摩擦阻力)。某次竖直搬运重960kg长宽高分别为100cm、80cm、80cm的长方体货箱。(g取10N/kg)
(1)使用滑轮组的好处是 ;
(2)把货箱静止放在水平地面上时,对地面最小的压强是多少?( )
(3)当细绳拉力F=2500N时,货箱正好以0.25m/s的速度匀速直线上升,求滑轮组的机械效率和拉力F的功率。( )
参考答案:
1.C
2.A
3.C
4.D
5.C
6.A
7.C
8.D
9.D
10.D
11. 200 80%
12. 费力 费力 大于
13. > =
14. 25 80%
15. 2.4 75%
16. 乙 4500 50%
17. 斜面 20%
18. 小于 大于
19. 2 75% 变小
20. 1500 80% 60 增大斜面倾斜程度
21.(1)2m;(2)166.7N;(3)减轻动滑轮质量;增加物重
22. 大 定滑轮 6000 3.6×105 80% 88.9%
23. 既能省力,又能改变施力的方向 1.2×104 Pa 2500W