第4节 简单机械(第4课时)
一、机械效率的定义:有用功在总功中所占的比值
公式:η=________×100%
说明:对于实际机械,由于摩擦、机械本身重力等因素,不可避免地要产生额外功。因此,机械效率不可能大于1。
二、斜面的机械效率
(1)光滑斜面:W额外=0,Fl=Gh,η=100%。
(2)有摩擦的斜面:W总=________,W有用=________,W额外=fl,η=________。
三、滑轮组的机械效率
多数情况下仅考虑由于动滑轮自重所带来的额外功,而不考虑绳子的重力和摩擦。此时对于用滑轮组提升物体时有:
η===
A组 基础训练
1.分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举升相同高度,做的有用功( )
A.杠杆最多
B.斜面最多
C.滑轮组最多
D.一样多
2.通过测量滑轮组机械效率的实验,可得出下列各措施中能提高机械效率的是( )
A.增加动滑轮,减小拉力
B.减少提升重物重力,减小拉力
C.减少提升高度,减少做功
D.增加提升重物重力,增大有用功
3.机械效率不可能大于1的原因是( )
A.动力总大于阻力
B.动力所做的功总是大于机械克服全部阻力所做的功
C.阻力所做的功总是大于动力所做的功
D.使用任何机械时,总是无法避免额外功
4.某同学不小心把桶掉到井里,当他从井里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水。下面有关说法中正确的是( )
A.提桶的功是有用功
B.提水的功是有用功
C.提桶的功是额外功
D.提水的功是总功
第5题图
5.如图所示,用甲、乙两个滑轮组来提相同
( http: / / www.21cnjy.com )重物G,甲图中两个动滑轮共重5N,乙图中一个动滑轮重3N,不计摩擦和绳重,则两个滑轮组的机械效率( )
A.甲比乙大
B.甲比乙小
C.一样大
D.以上三种情况都可能
第6题图
6.(乌鲁木齐中考)如图,某同学用F=30
( http: / / www.21cnjy.com )0N的力将重为400N的物体从斜面底端匀速拉到顶端,斜面的高为3m,底边为4m,斜面的机械效率( )
A.93.75%
B.80%
C.56.25%
D.45%
第7题图
7.(重庆中考)小明利用如图所示的装置探究
( http: / / www.21cnjy.com )滑轮组的特点,他将重为3N的物体匀速提高了0.5m,已知绳子自由端的拉力F为2N,则绳端移动的距离s及提起重物时滑轮组的机械效率是( )
A.s=1.5m,η=50%
B.s=1.5m,η=80%
C.s=1m,η=75%
D.s=1m,η=37.5%
8.(聊城中考)如图,在水
( http: / / www.21cnjy.com )平拉力F的作用下,使物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s,若物重为G,水平面对物体的摩擦力为f。下列说法正确的是( )
第8题图
A.有用功的功率为fs
B.拉力的功率为3Fs
C.装置的机械效率为
D.额外功为(3F-f)s
第9题图
9.(泸州中考)如图所示为电工师傅用移
( http: / / www.21cnjy.com )动式升降机抢修一条动力外线,已知升降机的箱蓝重900N,用升降机将重600N的王师傅匀速提升8m,升降机做的有用功________J,升降机的机械效率是________。(伸缩杆和所携带的工具质量不计)
10.利用一个动滑轮将重70N的物
( http: / / www.21cnjy.com )体匀速提高6m,设动滑轮重10N,绳重和摩擦不计,则利用动滑轮所做的额外功是________,总功是________,这个滑轮组的机械效率是________。
11.(云南中考)如图所示,小刚用
( http: / / www.21cnjy.com )200N的拉力在10s内把重320N的物体匀速提升了3m,滑轮的机械效率是________,拉力的功率是________W。
第11题图
第12题图
12.如图所示,斜面高为1m,长为3m,工人
( http: / / www.21cnjy.com )用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上。在这过程中工人做的有用功是________J,机械效率是________。
第13题图
13.(扬州中考)工人用如图所示的装置将重物提高5m,已知物重为800N,人对绳的拉力为500N。求此过程中:
(1)做的总功。
(2)做的有用功。
(3)滑轮组的机械效率。
B组 自主提高
第14题图
14.(菏泽中考)甲乙两个
( http: / / www.21cnjy.com )滑轮组如图所示,其中的每一个滑轮都相同,用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度,不计滑轮组的摩擦,下列说法中正确的是( )
A.若G1=G2,拉力做的额外功相同
B.若G1=G2,拉力做的总功相同
C.若G1=G2,甲的机械效率大于乙的机械效率
第15题图
D.用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变
15.(南通中考)如图所
( http: / / www.21cnjy.com )示,用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮,使挂在下面重为G的物体缓慢上升,动滑轮的重力不可忽略,现改变物体的重力G,则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的( )
第16题图
16.建筑工地上,施工人员用起重机吊臂
( http: / / www.21cnjy.com )上的滑轮组吊起建筑材料(如图)。绕在滑轮组上的钢丝绳最大拉力为6×103N,不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦,一次最多能起吊________N的建筑材料,实际使用该滑轮组最多只能吊起5.4×103N的建筑材料,且将建筑材料1s内匀速吊起了1m,起重机的功率是________W,机械效率为________。若吊起的建筑材料重力减小,机械效率将________。(填“增大”、“减小”或“不变”)
第17题图
17.如图所示,物体A的质量是100k
( http: / / www.21cnjy.com )g,在力F的作用下物体以0.5m/s的速度沿水平方向匀速前进。若A与水平面间的摩擦力为物重的1/2,滑轮组的机械效率为80%,则5s内拉力的有用功是________,拉力F是________。(g取10N/kg)
18.(潍坊中考)学习了简单机械的
( http: / / www.21cnjy.com )有关知识后,小强同学自制了一种简易升降晾衣架,它由四个定滑轮和两个动滑轮组成,绳子的一端固定在天花板上,人用力拉绳子的自由端可以使晾衣架匀速上升,晾衣架在匀速上升过程中横梁保持水平,如图所示。将40N的衣物挂在晾衣架上,人拉绳的力为12.5N时,衣物匀速上升,忽略绳重及摩擦。求:
第18题图
(1)此时该装置的机械效率;
(2)求将60N的衣物挂在晾衣架上,使其匀速上升1米,人所做的总功。
19.(舟山中考)肥胖可能会引发许多慢性
( http: / / www.21cnjy.com )疾病,某人用如图所示的健身拉力器进行减肥锻炼,配重由若干金属块(每块质量为10kg)组成,锻炼时可以根据自己的实际选择配重的金属块数量。(杆重、绳重、摩擦均不计,g取10N/kg)
(1)拉力器上的滑轮均属于________(填“定”或“动”)滑轮。
(2)若该人的质量为85kg,他一次最多能拉起________块金属块。
第19题图
(3)当他选择6块金属块时,把拉杆向
( http: / / www.21cnjy.com )下拉动0.5米,若累积拉动100次,拉力共做了多少功?假设脂肪氧化释放的能量10%用于拉力做功,则相当于消耗多少克脂肪?(已知1克脂肪在体内完全氧化约释放37.5千焦的能量)
第4节 简单机械(第4课时)
【课堂笔记】
一、
二、(2)Fl Gh
【课时训练】
1—5.DDDAB 6-8.BCD
9.4800 40%
10.60J 480J 87.5%
11.80% 120
12.840 70%
13.(1)5000J (2)4000J (3)80%
14-15.CB
16.1.2×104 1.2×104 45% 减小
17.1250J 312.5N
18.(1)80% (2)70J
19.(1)定 (2)8 (3)由平衡
( http: / / www.21cnjy.com )条件可知,拉力:F=mg=60kg×10N/kg=600N,人的拉力做功:W=Fs=600N×0.5m×100=3×104J,消耗脂肪的质量:m脂肪==8g;拉力共做功3×104J,相当于消耗8克脂肪。