十一章 第9课时 机械效率

第9课时 机械效率
【基础训练】
1．如图所示，某工人用动滑轮往3m高的平台上运沙土，已知沙土的质量是40 kg，袋子和动滑轮总质量为10 kg，不计绳重和摩擦。工人匀速拉动绳子时，所用的拉力是_______N，此动滑轮的机械效率是_______。(g取10 N/kg)
2．如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB上的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为_______N。测力计竖直移动的距离s为0.2 m，物块重G为1.5 N，物块上升的高度h为0.3 m，则杠杆的机械效率为_______%。使用杠杆提升物块的过程中，做额外功的原因之一是_______。
3．学校新近买了30套总质量为300 kg的实验器材，每套一箱。实验员需要把这批实验器材搬运到15 m高的实验室。（g取10 N/kg）
(1)该实验员在搬运过程中，对实验器材总共做功_______J。
(2)假设他的身体可以向外提供的功率P与所搬运物体的质量m的关系如图所示，每次他搬起箱子、放下箱子和下楼的时间t与所搬运物体的质量m关系如下表所示，那么他搬完全部箱子，且回到开始搬运处，所用最短时间为_______s(计算结果精确到0.1 s)。
4．如图所示的剪刀，剪纸的机械效率为80%，这表示 ( )
A．若作用在剪刀上的动力是1N，则阻力是0.8 N
B．若作用在剪刀上的阻力是1N，则动力是0.8 N
C．若作用在剪刀上的动力做功1J，则有0.2 J的功用于剪纸
D．若作用在剪刀上的动力做功1J，则有0.8 J的功用于剪纸
5．工人利用如图所示的滑轮组，将重800 N的物体竖直向上匀速提升1 m，工人对绳的拉力为500 N，则滑轮组对重物所做的有用功W有和该滑轮组此时的机械效率η分别是 ( )
A．W有＝500J η＝62.5% B．W有＝500J η＝80%
C．W有＝800 J η＝62.5% D．W有＝800 J η＝80%
6．某学习小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图。他们将测得的钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、弹簧测力计移动的距离s，并将计算出的有用功W有用、总功W总和机械效率η的数据一并记入下表：
(1)表格中数据★＝_______；
(2)比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是_______；
(3)比较实验2、3，影响这两次实验机械效率不同的主要因素是_______，使用滑轮组的优点是_______．
7．水平地面上有一个重为5000N的箱子，现用起重机把箱子吊到3m高的位置，所用的时间为10s，起重臂下的钢丝绳是绕在一个动滑轮上的，如图所示，钢丝绳上的拉力为3000 N。
(1)起重机起吊该箱子的机械效率是多少？
(2)钢丝绳上拉力的功率是多少？
8．如图所示，要把一个质量是450 kg的贵重物品A沿水平地面移动100 m，为保护该物品，工人把它放在一个质量是50 kg的木板B上，然后用F＝400 N的水平拉力将木板B沿直线匀速拉动，直至目的地。（提示：滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比）
(1)在匀速拉动B的过程中，A、B之间的摩擦力是多少？
(2)计算拉力F做的总功是多少焦耳？
(3)在拉力F做功的过程中，机械效率是多少？
【提优拔尖】
9．如图所示，用弹簧测力计沿粗糙斜面匀速向上拉动木块。由图中数据可知，弹簧测力计示数为_______N，斜面的机械效率为_______；若将图中的斜面变陡，则该斜面的机械效率将_______（变大／变小／不变）。
10．小聪用如图所示的滑轮组将重4N的物体匀速提高2m，他做的有用功为_______J。若滑轮组的绳重及摩擦不计，他用这个滑轮组匀速提升9N的物体时，机械效率比提升4N的物体时提高了10%，此时的拉力为_______N（已知动滑轮的重力小于4N）。
11．如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端。已知物体受到斜面的摩擦力为f，则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是 ( )
A． B．
C． D．
12．分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在100 s内将重为400 N的物体G匀速提升10 m，每个滑轮的重均为20 N。不计绳重及摩擦，此过程中 ( )
A．F甲做的功大于F乙做的功
B．F甲做的功小于F乙做的功
C．F甲做功的功率小于F乙做功的功率
D．F甲做功的功率等于F乙做功的功率
13．如图是小明“探究斜面的机械效率与倾斜程度关系”的实验装置，他在实验时用弹簧测力计拉着重为6 N的木块分别沿倾斜程度不同的同一斜面匀速向上运动，实验数据记录如下表。
(1)在第2次实验中，拉力所做的额外功是_______J，机械效率是_______。
(2)小明完成两次实验后，得出的结论是：光滑程度一样的斜面，其倾斜程度越大，机械效率越高。你觉得他的结论_______（可靠／不可靠），理由是______________。
(3)斜面在生产、生活中随处可见，在盘山公路、镊子、螺丝钉、汽车方向盘中，应用了斜面的是_______、_______．
14．小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表所示：
(1)在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上拉动弹簧测力计，且在拉动过程中读数。
(2)第1次实验测得的机械效率为_______。（结果保留两位有效数字）
(3)分析表中数据可知：第2次实验是用_______图做的；第4次实验是用_______图做的。[(a)／(b)／(c)]
(4)分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，_______可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率_______。
(5)分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度_______。
15．在农村常有家庭挖井取水。小明同学用如图甲所示的滑轮组提土，他用20 s的时间把重为120 N的土从井中匀速提升5m，拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示。求：
(1)有用功；
(2)滑轮组的机械效率；
(3)拉力的大小；
(4)拉力的功率。
16．如图甲所示，重为16 N的物体A在拉力F的作用下，5s内匀速运动了0.5 m，拉力F做的功随时间变化的图象如图乙所示。已知动滑轮重0.5 N，物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力，为物重G的0.25倍。求：
(1)拉力F的功率；
(2)拉力F的大小；
(3)克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例。
参考答案
1．250 80%
2．2.5 90
3．(1)4.5×104 (2)1518.2
4．D
5．D
6．(1)74.1% (2)动滑轮有重力 (3)摩擦 可以省力或改变作用力的方向
7．(1)83.3% (2)1 800 W
8．(1)0 (2)4×104 J (3)90%
9．6 83.3% 变大
10．8 5
11．D
12．D
13．(1)0.3 80% (2)不可靠　实际次数太少，结论不具有普遍性　(3)盘山公路　螺丝钉
14．(1)匀速 (2)74% (3)(b) (c) (4)增加物重 越低　（5）无关
15．(1)600J (2)75% (3)80 N (4)40 W
16．(1)0.5 W (2)2.5 N (3)