11.5 机械效率同步练习（含答案）
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五 机械效率
第1课时 认识机械效率
1. 利用机械做功时,对人们有用的功叫 功,记为 。
2. 利用机械做功时,并非我们所需要的,但又不得不做的功叫 功,记为 。
3. 利用机械做功时,动力对机械所做的功叫 功,记为 。
4. 总功(W总)、有用功(W有用)和额外功(W额外)之间的关系是 。
5. 物理学中,将 叫作机械效率。
6. 机械效率的计算公式:机械效率= ;用符号表示:η= 。
7. 对于实际机械,由于 功的存在,机械的机械效率总 (大于/等于/小于)100%。
8. 斜面是一种 的简单机械,使用斜面时可以省 ,但要费 。
1. 做值日时,小阳将一桶水从一楼提到三楼。此过程中,小阳对水做的功是 功,对桶做的功是 功,克服自身重力做的功是 功,一共做的功是 功。 (总/有用/额外)
2. 用一个动滑轮匀速提升质量为20kg的物体,所用竖直向上的拉力为125N。物体上升2m的过程中,求:(g取10N/kg)
(1) 有用功。
(2) 总功。
(3) 动滑轮的机械效率。
3. 工人利用如图所示的滑轮组将物体匀速提升2m,所用的拉力为250N,滑轮组的机械效率为80%(不计绳重和各处摩擦)。求:
第3题
(1) 拉力所做的总功。
(2) 拉力所做的有用功。
(3) 提升物体的重力。
第2课时 测量滑轮组的机械效率
1. 在测量滑轮组的机械效率的实验中:
(1) 实验原理是 。
(2) 实验需要直接测量的物理量是 、 、 和 。
(3) 需要的测量工具是 和 。
(4) 在测量绳端拉力时,应 拉动弹簧测力计,使钩码 上升。
2. 影响滑轮组机械效率的因素有 、 和 等。
1. 如图所示为智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置。测得的实验数据如表所示。
实验 序号 物重 G/N 物体上升高度 h/m 拉力 F/N 绳端移动距离 s/m 机械 效率η
1 1 0.1 0.6 0.3 55.6%
2 2 0.1 1.0 0.3 66.7%
3 4 0.1 1.8 0.3
(1) 实验过程中,应竖直向上 拉动弹簧测力计。
(2) 第3次实验中滑轮组的机械效率约是 (结果精确到0.1%)。
(3) 分析表中数据可知:在用同一滑轮组将物体匀速提升相同的高度时,若仅增加被提升物体的重力,则拉力所做的额外功 ,滑轮组的机械效率 。(增大/不变/减小)
(4) 若在第3次实验中,物体上升的速度为0.1m/s,则拉力F的功率为 W。
(5) 创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验,若每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值,则创新小组测量值偏大的原因可能是 (填字母)。
A. 测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方
B. 弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C. 所使用的动滑轮的重力小于智慧小组
第2题
2. 某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮重相同)匀速提起相同的重物,所用的拉力分别为F1和F2,机械效率分别为η1和η2,不计绳重及摩擦,下列判断正确的是 ( )
A. F1>F2,η1=η2 B. F1C. F1η2 D. F1>F2,η1<η2
第3课时 机械效率的计算
1. 机械效率计算公式:η= 。
2. 滑轮组(竖直方向匀速提升物体)的机械效率:
(1) 已知物重G、拉力F、物体上升的高度h、自由端移动的距离s,则机械效率η=
。
(2) 已知物重G、拉力F、绳子的段数n,则机械效率η= 。
(3) 已知物重G、动滑轮重G动、不计绳重和摩擦,则机械效率η= 。
3. 斜面的机械效率:
(1) 已知物重G、斜面的高度h、斜面的长度s、拉力F,则机械效率η= 。
(2) 已知物重G、斜面的高度h、斜面的长度s、摩擦力f,则机械效率η=
。
(3) 已知斜面的长度s、摩擦力f、拉力F,则机械效率η= 。
1. (2024·南通)如图,工人用330N的拉力,使用定滑轮将质量为30kg的物体在6s内匀速吊起3m,g取10N/kg。求:
(1) 物体上升的速度。
(2) 工人做功的功率。
(3) 定滑轮的机械效率。(结果精确到0.1%)
第1题
2. 如图所示,斜面长为5 m,高为1 m,把重为5 000 N的物体匀速地拉向斜面顶端,此时斜面的机械效率为80%,则:
(1) 有用功是多少
(2) 所用拉力为多少
(3) 物体受到的摩擦力为多少
第2题
3. (2024·盐城期末)如图,塔式起重机上的滑轮组匀速吊起重物时,所用的拉力为1×103N,重物在90s内被提升3m,此过程中滑轮组的机械效率为80%。求:
(1) 拉力所做的总功。
(2) 拉力做的有用功。
(3) 若动滑轮重200N,克服摩擦和钢绳重所做的功。
第3题
4. (2024·苏州)某起重机的滑轮组结构如图所示,其最大载重为5t。起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上,滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦,g取10N/kg。求:
(1) 克服钢板重力做的功W有用。
(2) 钢丝绳的拉力F。
(3) 滑轮组满载时的机械效率。(结果精确到0.1%)
第4题
五、 机械效率
第1课时 认识机械效率
1. 有用 W有用 2. 额外 W额外 3. 总 W总 4. W总=W有用+W额外 5. 有用功与总功的比 6. ×100% ×100% 7. 额外 小于 8. 省力 力 距离
1. 有用 额外 额外 总 2. (1) 物体重G=mg=20kg×10N/kg=200N,有用功W有用=Gh=200N×2m=400J (2) 绳子末端移动距离s=2h=2×2m=4m。拉力做的总功W总=Fs=125N×4m=500J (3) 动滑轮的机械效率η=×100%=×100%=80% 3. (1) s=2h=2×2m=4m,W总=Fs=250N×4m=1 000J (2) 由η=×100%可得,W有用=ηW总=80%×1 000J=800J (3) 由W有用=Gh可得,G===400N
第2课时 测量滑轮组的机械效率
1. (1) η=×100% (2) 钩码的重力G 钩码上升的高度h 拉力F 绳端移动的距离s (3) 弹簧测力计 刻度尺 (4) 竖直 缓慢匀速 2. 物体的重力 动滑轮自重 绳重及绳与滑轮间的摩擦
1. (1) 匀速缓慢 (2) 74.1% (3) 增大 增大 (4) 0.54
(5) C 2. A
第3课时 机械效率的计算
1. ×100% 2. (1) ×100% (2) ×100% (3) ×100% 3. (1) ×100% (2) ×100% (3) ×100%
1. (1) 物体上升的速度v===0.5m/s (2) 拉力端移动距离s=h=3m,拉力做的总功W总=Fs=330N×3m=990J;拉力做功功率即工人做功的功率P===165W (3) 物体重力G=mg=30kg×10N/kg=300N,克服物体重力做的有用功W有用=Gh=300N×3m=900J,定滑轮的机械效率η=×100%=×100%≈90.9% 2. (1) 有用功W有用=Gh=5000N×1m=5000J (2) 由η=×100%得,总功W总===6 250 J;由W总=Fs得,拉力F===1 250 N (3) 此过程的额外功W额外=W总-W有用=6250J-5000J=1250J;由W额外=fs得,摩擦力f===250 N 3. (1) 拉力做的总功W总=Fs=Fnh=1×103N×3×3m=9×103J (2) 拉力做的有用功W有用=ηW总=80%×9×103J=7.2×103J (3) 克服动滑轮重力做的功W动=G动h=200N×3m=600J,克服摩擦和钢绳重所做的功=W总-W有用-W动=9×103J-7.2×103J-600J=1200J 4. (1) 钢板重力G钢板=m钢板g=3600kg×10N/kg=3.6×104N;提升钢板的有用功W有用=G钢板h=3.6×104N×10m=3.6×105J (2) s=4h=40m;拉力做的功W总===4.5×105J;拉力大小F===1.125×104N (3) W额外=W总-W有用=4.5×105J-3.6×105J=9×104J;动滑轮重G动===9000N;当载重最大时,质量为5t=5000kg,G最大=mg=5000kg×10N/kg=50000N;则此时机械效率η'=×100%=×100%=×100%=×100%≈84.7%
第1课时 认识机械效率
1. 利用机械做功时,对人们有用的功叫 功,记为 。
2. 利用机械做功时,并非我们所需要的,但又不得不做的功叫 功,记为 。
3. 利用机械做功时,动力对机械所做的功叫 功,记为 。
4. 总功(W总)、有用功(W有用)和额外功(W额外)之间的关系是 。
5. 物理学中,将 叫作机械效率。
6. 机械效率的计算公式:机械效率= ;用符号表示:η= 。
7. 对于实际机械,由于 功的存在,机械的机械效率总 (大于/等于/小于)100%。
8. 斜面是一种 的简单机械,使用斜面时可以省 ,但要费 。
1. 做值日时,小阳将一桶水从一楼提到三楼。此过程中,小阳对水做的功是 功,对桶做的功是 功,克服自身重力做的功是 功,一共做的功是 功。 (总/有用/额外)
2. 用一个动滑轮匀速提升质量为20kg的物体,所用竖直向上的拉力为125N。物体上升2m的过程中,求:(g取10N/kg)
(1) 有用功。
(2) 总功。
(3) 动滑轮的机械效率。
3. 工人利用如图所示的滑轮组将物体匀速提升2m,所用的拉力为250N,滑轮组的机械效率为80%(不计绳重和各处摩擦)。求:
第3题
(1) 拉力所做的总功。
(2) 拉力所做的有用功。
(3) 提升物体的重力。
第2课时 测量滑轮组的机械效率
1. 在测量滑轮组的机械效率的实验中:
(1) 实验原理是 。
(2) 实验需要直接测量的物理量是 、 、 和 。
(3) 需要的测量工具是 和 。
(4) 在测量绳端拉力时,应 拉动弹簧测力计,使钩码 上升。
2. 影响滑轮组机械效率的因素有 、 和 等。
1. 如图所示为智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置。测得的实验数据如表所示。
实验 序号 物重 G/N 物体上升高度 h/m 拉力 F/N 绳端移动距离 s/m 机械 效率η
1 1 0.1 0.6 0.3 55.6%
2 2 0.1 1.0 0.3 66.7%
3 4 0.1 1.8 0.3
(1) 实验过程中,应竖直向上 拉动弹簧测力计。
(2) 第3次实验中滑轮组的机械效率约是 (结果精确到0.1%)。
(3) 分析表中数据可知:在用同一滑轮组将物体匀速提升相同的高度时,若仅增加被提升物体的重力,则拉力所做的额外功 ,滑轮组的机械效率 。(增大/不变/减小)
(4) 若在第3次实验中,物体上升的速度为0.1m/s,则拉力F的功率为 W。
(5) 创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验,若每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值,则创新小组测量值偏大的原因可能是 (填字母)。
A. 测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方
B. 弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C. 所使用的动滑轮的重力小于智慧小组
第2题
2. 某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮重相同)匀速提起相同的重物,所用的拉力分别为F1和F2,机械效率分别为η1和η2,不计绳重及摩擦,下列判断正确的是 ( )
A. F1>F2,η1=η2 B. F1
第3课时 机械效率的计算
1. 机械效率计算公式:η= 。
2. 滑轮组(竖直方向匀速提升物体)的机械效率:
(1) 已知物重G、拉力F、物体上升的高度h、自由端移动的距离s,则机械效率η=
。
(2) 已知物重G、拉力F、绳子的段数n,则机械效率η= 。
(3) 已知物重G、动滑轮重G动、不计绳重和摩擦,则机械效率η= 。
3. 斜面的机械效率:
(1) 已知物重G、斜面的高度h、斜面的长度s、拉力F,则机械效率η= 。
(2) 已知物重G、斜面的高度h、斜面的长度s、摩擦力f,则机械效率η=
。
(3) 已知斜面的长度s、摩擦力f、拉力F,则机械效率η= 。
1. (2024·南通)如图,工人用330N的拉力,使用定滑轮将质量为30kg的物体在6s内匀速吊起3m,g取10N/kg。求:
(1) 物体上升的速度。
(2) 工人做功的功率。
(3) 定滑轮的机械效率。(结果精确到0.1%)
第1题
2. 如图所示,斜面长为5 m,高为1 m,把重为5 000 N的物体匀速地拉向斜面顶端,此时斜面的机械效率为80%,则:
(1) 有用功是多少
(2) 所用拉力为多少
(3) 物体受到的摩擦力为多少
第2题
3. (2024·盐城期末)如图,塔式起重机上的滑轮组匀速吊起重物时,所用的拉力为1×103N,重物在90s内被提升3m,此过程中滑轮组的机械效率为80%。求:
(1) 拉力所做的总功。
(2) 拉力做的有用功。
(3) 若动滑轮重200N,克服摩擦和钢绳重所做的功。
第3题
4. (2024·苏州)某起重机的滑轮组结构如图所示,其最大载重为5t。起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上,滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦,g取10N/kg。求:
(1) 克服钢板重力做的功W有用。
(2) 钢丝绳的拉力F。
(3) 滑轮组满载时的机械效率。(结果精确到0.1%)
第4题
五、 机械效率
第1课时 认识机械效率
1. 有用 W有用 2. 额外 W额外 3. 总 W总 4. W总=W有用+W额外 5. 有用功与总功的比 6. ×100% ×100% 7. 额外 小于 8. 省力 力 距离
1. 有用 额外 额外 总 2. (1) 物体重G=mg=20kg×10N/kg=200N,有用功W有用=Gh=200N×2m=400J (2) 绳子末端移动距离s=2h=2×2m=4m。拉力做的总功W总=Fs=125N×4m=500J (3) 动滑轮的机械效率η=×100%=×100%=80% 3. (1) s=2h=2×2m=4m,W总=Fs=250N×4m=1 000J (2) 由η=×100%可得,W有用=ηW总=80%×1 000J=800J (3) 由W有用=Gh可得,G===400N
第2课时 测量滑轮组的机械效率
1. (1) η=×100% (2) 钩码的重力G 钩码上升的高度h 拉力F 绳端移动的距离s (3) 弹簧测力计 刻度尺 (4) 竖直 缓慢匀速 2. 物体的重力 动滑轮自重 绳重及绳与滑轮间的摩擦
1. (1) 匀速缓慢 (2) 74.1% (3) 增大 增大 (4) 0.54
(5) C 2. A
第3课时 机械效率的计算
1. ×100% 2. (1) ×100% (2) ×100% (3) ×100% 3. (1) ×100% (2) ×100% (3) ×100%
1. (1) 物体上升的速度v===0.5m/s (2) 拉力端移动距离s=h=3m,拉力做的总功W总=Fs=330N×3m=990J;拉力做功功率即工人做功的功率P===165W (3) 物体重力G=mg=30kg×10N/kg=300N,克服物体重力做的有用功W有用=Gh=300N×3m=900J,定滑轮的机械效率η=×100%=×100%≈90.9% 2. (1) 有用功W有用=Gh=5000N×1m=5000J (2) 由η=×100%得,总功W总===6 250 J;由W总=Fs得,拉力F===1 250 N (3) 此过程的额外功W额外=W总-W有用=6250J-5000J=1250J;由W额外=fs得,摩擦力f===250 N 3. (1) 拉力做的总功W总=Fs=Fnh=1×103N×3×3m=9×103J (2) 拉力做的有用功W有用=ηW总=80%×9×103J=7.2×103J (3) 克服动滑轮重力做的功W动=G动h=200N×3m=600J,克服摩擦和钢绳重所做的功=W总-W有用-W动=9×103J-7.2×103J-600J=1200J 4. (1) 钢板重力G钢板=m钢板g=3600kg×10N/kg=3.6×104N;提升钢板的有用功W有用=G钢板h=3.6×104N×10m=3.6×105J (2) s=4h=40m;拉力做的功W总===4.5×105J;拉力大小F===1.125×104N (3) W额外=W总-W有用=4.5×105J-3.6×105J=9×104J;动滑轮重G动===9000N;当载重最大时,质量为5t=5000kg,G最大=mg=5000kg×10N/kg=50000N;则此时机械效率η'=×100%=×100%=×100%=×100%≈84.7%
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