s物
移动的速度 1m
W 有
A v = = 物 t 2s=0.5m
/s. 1200N=2400N,滑轮组的机械效率η=W =总
第三节 功 F拉h F拉 2400N= = =80%.
Fs nF 3×1000N
1.C 2.C 3.C 4.B 5.D 6.B 7.做了功
19.(1)建筑材料受到的重力为G=mg=50kg×
8.改变 不做功 做功 9.< = 10.粗
10N/kg=500N,则工人克服建筑材料的重力
稀 功 11.不做功 12.没做 做了 没做
做的功即对建筑材料做的有用功为W 有用=Gh
13.1800 0 14.3000 0 15.等于 16.0
=500N×10m=5000J.
17.有用 力 18.=
()依题意可知,图甲所示的滑轮组共有 股绳
19.(1)800N 800kg (2)
2 3
7.2×107J
子承担,由于忽略绳重及摩擦,则可得工人的拉
20.(1)1.12m/s (2)168J
G+G动 500N+10N
第四节 功 率 力为F1= n = 3 =170N.
1.A 2.A 3.A 4.A 5.D 6.B 7.B (3)因为忽略绳重及摩擦,所以可得滑轮组的机
8.0 5 9.2∶3 3∶2 甲 10.10 20 5 50
械效率为 G ,比较甲、乙两图可看出,当
η=
11.0 12 12.大于 6×104 6×105 13.快 G+G动
慢 0 30 14.3500 6.3×107 0 15.秒表 它们提升相同的建筑材料时,重物的重力相同,
mgh m h 但由于乙图中的动滑轮个数多,动滑轮的重力 小明的质量m t 16.30 75 17.①
g
t 更大,所以乙滑轮组的机械效率更低.
①②均可 18.1∶2 2∶1 1∶1 19.不变
第十二章 机械能和内能
秒表 时间 nm h20. t mg nmgh
g
t A 第一节 机械能
第五节 机械效率 1.D 2.D 3.D 4.D 5.D 6.A 7.A
1.A 2.D 3.D 4.A 5.D 6.B 7.D 8.D 9.D 10.AB 11.A 12.B 13.D
8.B 9.B 10.D 11.A 12.D 13.D 14.木块移动的距离 15.减小 增大 不守恒
14.150 15.100 80% 16.720 20 17.0.2 16.变小 变小
要克服动滑轮重和摩擦做额外功 B 17.(1)钢球 (2)没有控制钢球的速度相同
18.(1)经分析知,0~60s时A 浸没在水中上升时, (3)速度
A 受到的拉力不变,绳端的拉力F 不变;60~70s 18.(1)推力做功W=Fs=6N×4m=24J.
时A 逐渐露出水面,70s时A 恰好全部露出水 ()功率 W 24J
2 P= = =12W.
面,A 受到拉力变大,绳端拉力F 变大.A 上升 t 2s
(3)物体受到向下的重力,在重力方向上没有移
的速度始终为0.1m/s,由
s
v= 可得,井中水 t 动距离,重力不做功,所以重力做功为0J.木块
深h=vt=0.1m/s×70s=7m,井底受到水的 的质量不变,开始木块做匀速直线运动,速度不
压强p=ρ水 gh=1×103kg/m3×10N/kg× 变,动能不变;撤去推力后,木块由于惯性又前
7m=7×104Pa. 进了1m,木块的速度变小,动能变小;所以整个
(2)实心长方体 A 浸没在水中时受到的浮力 过程中动能先不变后变小.
F浮=ρ水 gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg× 19.(1)减小 (2)不平衡 (3)② (4)1600
0.12m3=1200N. 第二节 内 能 热传递
(3)
由图知,通过动滑轮绳子的段数n=3,A 浸 1.D 2.D 3.B 4.A 5.C 6.C 7.C 8.C
没时(露出水面前)绳端拉力F=1000N,A 受 9.0 不为0 10.增大 引力 11.两手互搓,克服
到滑轮组的拉力F拉 =GA -F浮 =3600N- 摩擦做功,手的内能会增大,温度会升高,是通过做
6
第五节 机械效率
1.利用机械做功时,对我们有用的那部分功叫有用功;克服机械自身重力、摩擦等不得不额外做
的那部分功叫额外功;动力对机械做的功叫作总功.
W 有用
2.有力功跟总功的比值叫机械效率,公式为η= 由于额外功的存在,有用功总是小W ×100%.总
于总功,因此任何机械的效率都小于1.机械效率是反映机械性能的指标之一,与做功多少、快
慢没有直接关系.
例1 如图所示,在50N的水平拉力F 的作用下,重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动,
物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍,绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s.则下
列说法中正确的是 ( )
A.拉力的功率为30W
B.物体重力的功率为360W
C.该滑轮组的机械效率为75%
D.1min内所做的有用功为144J
解析:A.拉力的功率P=Fv=50N×0.6m/s=30W,故A正确;B.拉动绳子时,物体在竖直方
向没有移动距离,故物体的重力不做功,故物体重力的功率为0,故B错误;C.物体与地面间的滑
动摩擦力是自身重力的0.2倍,即物体与地面间的滑动摩擦力f=0.2G=0.2×600N=120N,
W 有 fs物
由图可知,承担绳子的段数n=3,该滑轮组的机械效率η=W ×100%=Fs ×100%=
f
nF×总 绳
120N 1 1
100%= 3×50N×100%=80%
,故C错误;D.物体移动的速度v物= /3v=3×0.6ms=
0.2m/s,物体移动的距离s物=v物t=0.2m/s×60s=12m,1min内所做的有用功W 有=fs物
=120N×12m=1440J,故D错误.故选A.
答案:A
例2 如图所示,用滑轮组提升重物,下述几种方法中能够提高机械效率的是(不计摩擦
和绳重) ( )
A.改变绳子的缠绕方法
B.增加重物提升高度
C.减少重物提升高度
D.增加重物的质量
68
解析:A.改变绳子的缠绕方法,对重物被拉升没有影响,即对有用功没影响;对动滑轮的拉升、动
滑轮转动时的摩擦也没有影响,即不影响额外功.所以改变绕绳方式不影响机械效率,故A错;
W 有用 Gh G
B.增加重物提升高度的时候,绳端被拉升的距离也变长了,根据η= = = ,可知机W 总 Fnh nF'
械效率并不受影响,故B错;C.减少提升高度,与B项是一样的道理,同样机械效率不受影响.故
C错;D.增加重物的重力,在动滑轮、摩擦不变的情况下,即额外功不变的情况下,有用功增加
了,所以机械效率就提高了.故D正确.故选D.
答案:D
例3 如图所示,斜面高为2m,长为6m,用沿斜面向上大小为250N的拉力F,将重为600N的
木箱由斜面底端拉到顶端,则物体与斜面间的摩擦力是 N.
解析:木箱由斜面底端拉到顶端的有用功W 有=Gh=600N×2m=1200J,木箱由斜面底端拉到
顶端,拉力做的总功W 总=Fs=250N×6m=1500J,克服斜面摩擦的额外功为W 额=W 总-W 有
, , W 额 300J
=1500J-1200J=300J由W 额=fs可得 物体与斜面间的摩擦力f= = s 6m =50N.
答案:50
一、选择题
1.某建筑工地要将同一个箱子从地面搬上二楼,如果分别采用如图所示的两种搬运方式,关于
F1 和F2 做功及相关情况,以下判断正确的是 ( )
甲 乙
A.两种方式所做的有用功一定相等 B.两种方式功率一定相等
C.两种方式机械效率一定相等 D.两种方式所做的总功一定相等
2.工人师傅利用如图所示的装置匀速提升重物,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是 ( )
A.增大提升速度,可以增大有用功
69
B.增大提升高度,可以提高机械效率
C.增大定滑轮的重力,可以增大额外功
D.增大物体的重力,可以提高机械效率
3.图1中力F1 水平拉动重为G 的物体A 在水平路面匀速移动了s.改用滑轮组拉动A
在同一路面匀速移动了s,拉力为F2(如图2).此过程滑轮组 ( )
图1 图2
A.总功为F2s B.额外功为F1s
机械效率为 Gs
C. · 额外功为F2 3s
D. 3F2s-F1s
4.如图所示,小刚用滑轮组匀速提升一个重为400N的物体,提升重物0.2m所
用时间为1s,人拉绳的力F 为250N,下列说法中正确的是 ( )
①绳子自由端移动的速度为0.2m/s;②人拉绳做功的功率为100W;③滑轮
组的机械效率为80%;④动滑轮重110N.
A.只有②和③ B.只有①和④
C.只有①和② D.只有②③和④
5.下列说法中正确的是 ( )
A.机械效率越高,机械越省力
B.机械效率越高,机械做功一定越多
C.功率越大的机械做功一定越多
D.有用功在总功中所占的比例越大,机械效率一定越高
6.如图所示,工人用500N的拉力将重800N的物体匀速提升0.5m,所用时间为1s,
不计绳重和摩擦,下列说法正确的是 ( )
A.绳子自由端移动的速度为0.5m/s
B.人拉绳做功的功率为500W
C.滑轮组的机械效率为90%
D.动滑轮重为100N
7.关于机械效率,下面说法正确的是 ( )
A.功率越大的机械,机械效率越高
B.机械效率大小与功率大小有关
C.机械效率越低的机械,做的功就越少
D.由于有用功总小于总功,机械效率总小于1
70
8.如图所示,用相同的滑轮采用不同的绕绳方法,将同一重物匀速提升相同的高度(不计绳重和
摩擦),则 ( )
A.F1F2
C.η甲<η乙 D.η甲>η乙
甲 乙
第8题 第10题
9.下列数据估测不符合实际的是 ( )
A.托起两个鸡蛋用的力约1N B.起重机的机械效率是100%
C.海平面上的大气压强约1000hPa D.中学生站立时对地面的压力约500N
10.如图所示,用一个动滑轮在5s内将一重为200N的物体向上提起3m,拉力F 为150N,在
此过程中 ( )
A.对物体做的有用功为450J
B.拉力做的功为600J
C.拉力的功率为120W
D.这个动滑轮的机械效率是66.7%
11.用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重G 的物体匀速提升h,不计摩擦和绳重,滑轮
组的机械效率为η,拉力大小F,绳子移动距离为s,则下列动滑轮重力的表达式错误的是
( )
(1-η)h sA. G B. (1-η)h Fη
s 1-
C.hF-G D.
ηG
η
12.用如图所示的滑轮组拉动物体,已知物体质量为40kg,与地面的
摩擦力为其重力的0.2倍.10s内物体被拉动了10m,动滑轮重
20N.(不计绳重和滑轮间的摩擦)下列说法中正确的是 ( )
A.自由端的拉力F 为100N
B.滑轮组所做的有用功为4000J
C.拉力的功率为150W
D.滑轮组的机械效率为80%
71
13.小勇体重600N,利用如图所示的滑轮组在1s内使物体A 匀速上升
5m.已知物体A 重为800N,小勇作用在绳端的拉力大小为500N,不
计绳子重力和绳子与滑轮摩擦,在此过程中,下列说法正确的是 ( )
A.水平地面对小勇的支持力做功为6000J
B.小勇做的有用功为3000J
C.小勇拉力的功率为250W
D.此滑轮组的机械效率为80%
二、填空题
14.用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,每件货物重100N,每次运送的量不定,图乙记录了在
整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像,当某次运送2件货物时,绳子
的拉力F 是 N.(不考虑绳重和摩擦)
甲 乙
第14题 第15题 第16题
15.如图所示,斜面长6m,高1m,工人用500N的力沿斜面把重2400N的箱子匀速推到车上,
摩擦力大小为 N,斜面的机械效率为 .
16.如图,小王站在高3m、长6m的斜面上,将重200N的木箱沿斜面匀速从底端拉上顶端,拉
力大小恒为120N,所花时间是10s.则小王对木箱做功的功为 J,木箱与斜面间的
摩擦力为 N.
三、实验题
17.在学习功的原理后,为了验证结论,小明找来杠杆和动滑轮做实验,记录数据如下
记录
提升重物做功 动力做功
实验
物重/N 高度/h 功/J 动力/N 距离/m 功/J
杠杆 10 2 4 0.5 2
动滑轮 4 0.3 1.2 2.2 0.6 1.32
(1)将表中空的数字补充完整.
(2)他发现提升重物做功和动力做功在滑轮实验中不相等,原因是 .
72
(3)接着小明又做了探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”的实验,他提出了下列假设:
①滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关;
②滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关;
③滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关;
④滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关.
然后小明同学设计了如图所示的两个滑轮组,进行对比实验来验证提出的假设,则该实
验验证的假设是 .
A.① B.② C.③ D.④
四、计算题
18.某工人站在水平地面上,用如图甲所示装置,将实心长方体A 从井底沿竖直方向匀速拉起.
A 体积为0.12m3,重3600N,上升的速度始终为0.1m/s,图乙是人对绳子的拉力F 随时
间t变化的图像.(不计绳与滑轮间的摩擦及绳重,忽略水对物体的阻力,g 取10N/kg,ρ水=
1×103kg/m3)求:
(1)井底受到水的压强.(不考虑井中水面高度的变化)
(2)实心长方体A 浸没在水中时受到的浮力.
(3)实心长方体A 露出水面前,在提升过程中滑轮组的机械效率.
甲 乙
19.某工人利用图甲所示滑轮组将质量为50kg的建筑材料从地面提升到高为10m的四楼,已
知每个滑轮受到的重力为10N.(忽略绳重及摩擦,g 取10N/kg)
(1)求工人对建筑材料做的有用功.
(2)求工人的拉力F1 的大小.
(3)试判断使用甲、乙两滑轮组提升相同的建筑材料时,机械效率的大小关系,并说明理由.
甲 乙
73
