1.4 课时跟踪检测（四）+人与机械+Word版含解析

课时跟踪检测（四） 人与机械

1．(多选)下列关于人与机械的说法中正确的是(　　)
A．机械只能承担人类可以完成的工作
B．机械能够承担某些人类无法完成的工作
C．机械可以在超过额定功率的状态下长时间工作
D．机械可以在小于额定功率的状态下长时间工作
解析：选BD　机械不但能够承担人类可以完成的工作，也可以承担人类无法完成的一些工作，故A错、B正确；机械长时间正常工作的条件是小于或等于额定功率，反之则机械容易损坏，故C错、D正确。
2．(多选)下列几种工具能省力的是(　　)

解析：选ABC　根据功的原理，任何机械都不能省功，但增加距离可以省力，A、B、C中工具省力，D中工具费力但省距离。
3．(多选)以下说法中正确的是(　　)
A．机械效率越高的机械越省力
B．做有用功多的机械，机械效率不一定高
C．总功一定，有用功多的机械效率高
D．额外功在总功中占的比例越小，机械的机械效率就越高
解析：选BCD　机械是否省力与机械效率高低无关，A错误；机械效率的高低取决于有用功与总功的比值，选项B、C、D正确。
4．关于功率和机械效率，下列说法中正确的是(　　)
A．功率大，机械效率一定高
B．机械效率低，功率一定小
C．减小额外阻力可以提高机械效率
D．减小有用阻力可以提高机械效率
解析：选C　功率与机械效率是两个不同的物理概念，物理意义不同，没有确定的正反比关系，故A、B错误；减小额外阻力、增大有用阻力，都可以提高机械效率，故C正确、D错误。
5．采取下列措施，可以提高机械效率的是(　　)
A．有用功一定，增大总功
B．总功一定，增大额外功
C．有用功一定，减小额外功
D．额外功一定，减小总功
解析：选C　由η＝＝可知，有用功一定，减小额外功可以提高机械
效率。
6.如图1所示，是工人师傅往高处运送货物的两种方法。物重均为500 N，滑轮重均为10 N，不计摩擦和绳重，下列说法正确的是(　　)
图1
A．甲图中的拉力等于乙图中的拉力
B．甲图中的拉力小于乙图中的拉力
C．甲图中的机械效率小于乙图中的机械效率
D．甲图中的机械效率大于乙图中的机械效率
解析：选D　甲图中利用定滑轮拉货物，F1＝G货，乙图中利用动滑轮拉货物，F2＝，所以甲图中拉力大于乙图中拉力，A、B项错误；甲图中人所做总功等于克服货物重力所做的有用功为理想机械，其机械效率为1，乙图中人所做总功等于克服货物重力所做的有用功和克服滑轮重力所做的额外功之和，机械效率小于1，C项错误、D项正确。
7．有甲、乙两台机械，功率P甲＞P乙，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，甲机械用的时间少
C．甲机械中的摩擦阻力比较大
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：选D　根据P＝和η＝可知，时间相同时，甲做功W甲＝P甲t，乙做功W乙＝P乙t，又P甲＞P乙，则W甲＞W乙，甲做功多，A错误；做相同的有用功，甲机械输入的功应当多，由P甲＞P乙，W＝Pt，无法求出t甲、t乙谁大，B错误；甲的机械效率低，由于不知总功大小，也就不能确定哪个机械额外功多；即使总功相同时，甲机械所做的额外功比较多，机械所做的额外功与很多因素有关，克服摩擦阻力所做的功是额外功，但额外功不只是克服摩擦力所做的功，C错误；对机械来说：W总＝W入，机械输出的功是对物体做的有用功，由功与功率关系知W总＝W入＝P入t，W有＝P出t。输入功的时间与输出功的时间相同，则η＝，即机械效率等于机械输出功率与输入功率的比值，D正确。
8．一水电站，水流的落差为20 m，水流冲击水轮发电机后，水流能20%转化为电能，若发电机的功率为200 kW，则水流的功率为 ________kW，每分钟流下的水量是________kg。(g取10 m/s2)
解析：设水流的功率为P，则：P·20%＝200 kW，故P＝103 kW。设每分钟流下的水量为m，有＝P，即＝103×103 W，m＝3×105 kg。
答案：103　3×105
9．在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能，“客运效率”表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率＝。一个人骑电动自行车，消耗1 MJ(106 J)的能量可行驶30 km，一辆载有4人的普通轿车，消耗320 MJ的能量可行驶100 km，则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是(　　)
A．6∶1　　　　　　　　 　B．12∶5
C．24∶1 D．48∶7
解析：选C　由题中公式得电动自行车的客运效率＝，普通轿车的客运效率＝，所以电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是×＝24∶1。
10. (多选)如图2所示用滑轮组将重力为600 N的物体匀速提升，如果人用的拉力为250 N，则下列结论中正确的是(　　)
图2
A．如将物体提高2 m，拉力做功1 000 J
B．物体提高1 m，装置所做的有用功为250 J
C．物体以0.5 m/s的速度匀速被提升，拉力的功率为375 W
D．此时装置的机械效率是80%
解析：选CD　三根绳拉物体，所以拉力移动距离是物体移动距离的3倍，拉力做的功为：WF＝Fs＝250×2×3 J＝1 500 J，故选项A不正确。物体提高1 m，装置所做的有用功为W有＝Gh＝600×1 J＝600 J，故选项B不正确。物体以0.5 m/s的速度匀速被提升，拉力的功率为P拉＝Fv拉＝250×0.5×3 W＝375 W，故选项C正确。机械效率：η＝＝＝80%，故选项D正确。
11．一块长4 m的木板，一端放在地上，另一端搁在离地面1 m高的汽车车厢上，装卸工人把一个重4 000 N的木箱沿着木板匀速推到车厢里，推木箱用的力为木箱重的0.5倍。则：
(1)装卸工人把木箱推上去时受到的摩擦力是多少？
(2)克服摩擦做的功是多少？
(3)斜面的机械效率是多少？
解析：(1)装卸工人推木箱的力为：F＝0.5G＝2 000 N
克服摩擦力所做的功为：W额＝fs＝W总－W有＝Fs－Gh＝4 000 J
得f＝1 000 N。
(2)W额＝fs＝4 000 J。
(3)η＝＝50%。
答案：(1)1 000 N　(2)4 000 J　(3)50%
12．2015年，黄河中下游流域遭受大旱，给当地的农业生产造成了巨大的损失，当地群众积极开展抗旱自救工作。农田灌溉需用水泵抽水，假设每分钟用水380 kg，所用水需从15 m深的井里抽取，已知水泵的效率为80%，则水泵的输入功率至少是多少？
解析：水泵抽水是连续的，我们可以取一段时间(如1 min)分析，在此时间内把380 kg的水提升15 m。
在1 min内，水泵克服水的重力做功为
W＝mgh＝380×9.8×15 J＝55 860 J，
故水泵的有用功率P有用＝＝ W＝931 W，
根据η＝×100%
知P总＝＝ W＝1 163.75 W。
答案：1 163.75 W