1.4 人与机械 同步练习（含答案解析） (2)

1.4
人与机械
同步练习
1．下列对功率和机械效率的说法，正确的是(　　)
A．现在机械的机械效率小于1，将来有可能出现新的机械，其效率大于1
B．功率的大小与机械效率的大小无关
C．机械效率越大，说明有用功越多
D．功率越大，机械效率越大
【解析】　机械在做功过程中，W总＝W有用＋W额外；W有用永远不可能大于W总，因此机械效率不可能大于1，A错误；功率和机械效率是两个不同的物理量，功率是表示做功快慢的物理量，机械效率是表示对总能量利用率大小的物理量，二者没有必然联系，B正确，D错误；机械效率越大，说明有用功在总功中占的比例越大，但总功、有用功都不一定越多，C错误．
【答案】　B
2．要提高某一机械的效率，可以采取的正确方法是(　　)
A．增加机械做功的时间
B．减小机械做功的时间
C．有用功一定，减少额外功
D．增加重物上升的高度
【解析】　在使用机械时，改变机械做功的时间或高度，有用功和总功会同时改变相同的倍数，由η＝W有用/W总可得，机械效率不会改变．由η＝W有用/W总、W总＝W有用＋W额外可得η＝W有用/(W有用＋W额外)，当W有用一定时，W额外越少，η就越高．
【答案】　C
3．有甲、乙两台机械，功率P甲>P乙，机械效率η甲<η乙，下列说法正确的是(　　)
A．在相同的时间内，乙机械做的功多
B．做相同的有用功，甲用的时间少
C．甲机械中的摩擦阻力一定比乙机械中的大
D．甲机械的输出功率和输入功率之比小于乙机械的输出功率和输入功率之比
【解析】　机械所做的功W＝Pt，由于P甲>P乙，所以在相同时间内W甲>W乙，故A错；机械所做的有用功W有＝ηPt，由此可知有用功由η、P、t三个因素决定，所以无法比较做相同的有用功所用的时间，故B错；无用功应包括克服摩擦阻力和额外阻力所做的功，所以效率低的机械摩擦阻力不一定大，故C错；根据定义式η＝可知，D正确．
【答案】　D
4．下列哪种机械是实际中不可能存在的(　　)
A．省力不省功的机械
B．机械效率高，但功率小的机械
C．做功快，但机械效率低的机械
D．机械效率等于1的机械
【解析】　根据功的原理，任何机械都不省功，但增大距离可以省力，选项A正确，由于功率与机械效率没有必然联系，机械效率高但功率小或机械效率低但功率大的机械都可能存在，选项B、C正确，由于实际中额外功是不可避免的，所以机械效率一定小于1，选项D错误．
【答案】　D
5．如图1－4－4所示，不计任何摩擦，分别用定滑轮、动滑轮、滑轮组把同一个物体匀速提升到同一高度，其中机械效率最高的是(　　)
图1－4－4
A．定滑轮　　　　　　　
B．动滑轮
C．滑轮组
D．无法确定
【解析】　使用动滑轮和滑轮组提升物体，都需要克服滑轮自重做功，所做的功是额外功，而使用定滑轮不需克服滑轮自重做功，A正确．
【答案】　A
6．一滑轮组，不计绳子与滑轮间及所有滑轮的轮轴之间的摩擦，用它提升一重为G的货物时其机械效率为80%.若用此滑轮组来提升一重为2G的货物时，其机械效率将(　　)
A．大于80%
B．等于80%
C．小于80%
D．无法确定
【解析】　提高机械效率的方法有减小额外功和增大有用功．增加货物重量就是增大有用功，故机械效率将提高．
【答案】　A
7．有两个人利用斜面共同将木箱拉上汽车，为了提高斜面的机械效率，下列做法中可取的是(　　)
A．以较快的速度将木箱匀速拉上汽车
B．以较慢的速度将木箱匀速拉上汽车
C．改由一个人匀速将木箱拉上汽车
D．板长不变，改用光滑的斜面板将木箱匀速拉上车
【解析】　所做的有用功相同时，要提高斜面的机械效率，只有减小额外功．
【答案】　D
8．一个人用10
N的拉力，沿长为4
m的固定斜面将重为16
N的物体匀速地拉上高为2
m的斜面顶端，该人拉物体的机械效率η及斜面对物体的摩擦力F1的大小分别为(　　)
A．η＝50%　F1＝8
N
B．η＝50%　F1＝2
N
C．η＝80%　F1＝8
N
D．η＝80%　F1＝2
N
【解析】　人拉物体的机械效率η＝＝＝＝80%.由力的平衡条件得F－G－F1＝0，解得F1＝2
N．D正确．
【答案】　D
图1－4－5
9．(2013·文昌一中检测)如图1－4－5所示，用滑轮组提升重物时，重800
N的物体在10
s内匀速上升了1
m．已知拉绳子的力F为500
N，则提升重物的过程中(　　)
A．绳子自由端被拉下3
m
B．做的有用功是800
J
C．拉力F的功率是80
W
D．滑轮组的机械效率是60%
【解析】　该滑轮组是由2段绳子承担物体的重力，即s＝2h＝2×1
m＝2
m.
有用功W有用＝Gh＝800
N×1
m＝800
J，
总功W总＝Fs＝500×2
J＝1
000
J
拉力的功率P＝＝＝100
W，
滑轮组的机械效率
η＝＝＝80%.
【答案】　B
10．用一个装配好的滑轮组，把重力不同的物体提升相同的高度，在不计摩擦和绳重的情况下，被提升的物体越重，做的有用功就________，而额外功________，所以机械效率就________．(选填“变大”“变小”或“不变”)
【解析】　根据W有用＝Gh可判断有用功的变化．由于不计摩擦和绳子重，那么，克服动滑轮重力做的功等于额外功，因为是同一滑轮组，动滑轮受到的重力没变，所以额外功不变．由η＝W有用/W总、W总＝W有用＋W额外可得η＝1－W额外/W总，根据该公式可判断出机械效率的变化．
【答案】　变大　不变　变大
图1－4－6
11．如图1－4－6所示，重100
N的物体G在大小为12
N的水平向右的力F作用下，在水平方向匀速移动了2
m，弹簧测力计示数为5
N．试求滑轮的机械效率．
【解析】　由题图知，力F的作用点移动的距离为
s2＝s1＝×2
m＝1
m.
利用滑轮做的总功为
W总＝Fs2＝12×1
J＝12
J.
因物体做匀速运动，Ff＝F′＝5
N，
则有用功为
W有用＝Ff·s1＝5×2
J＝10
J.
根据η＝
得滑轮的机械效率为
η＝＝≈83.3%.
【答案】　83.3%
12．(2013·铜仁高一检测)人骑摩托车以60
km/h的速度沿水平路面匀速行驶，受到的阻力为100
N，如果燃烧1
L汽油释放的能量为3.7×107
J，摩托车的效率为14%，问摩托车牵引力的功率为多大？此人骑摩托车每行驶100
km消耗多少汽油？
【解析】　因摩托车匀速行驶，因此摩托车受力平衡，受到的阻力等于摩托车的牵引力，
因此牵引力
F＝f阻＝100
N，v＝60
km/h＝16.67
m/s
功率P＝Fv＝100×16.67
W＝1
667
W
每行驶100
km用1.67
h，约是6
000
s
所以牵引力提供的能量
E＝Pt＝1
667×6
000
J＝1.0×107
J
因摩托车效率是14%，所以燃烧汽油释放的能量
E′＝＝
J＝7.1×107
J，
此过程中摩托车的耗油量为
V＝
L＝1.9
L.
【答案】　1
667
W　1.9
L