【百日冲刺】2019中考物理专练17-机械效率

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专练17-机械效率

　有关滑轮机械效率的计算
1．若重物和滑轮的重力都是10N，如图1所示，用轻绳分别组装成甲、乙两种装置，并都将重物匀速提升1m，拉力F1做功为10J，动滑轮的机械效率为50%，则F1_______F2（选填“大于”“小于”或“等于”）；F2做功为　　_______J．






2．用如图2所示的滑轮组匀速提升重力为200N的物体,人对绳的拉力为125N,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为________。如果人的体重为600N,拉动过程中绳始终未断裂,他用此滑轮组能提升的最大物重为________。
3．(2018·岳阳)用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为720N的货物匀速提高10m，所做的总功为12000J，此时滑轮组的机械效率为________；用该滑轮组提升更重的物体，机械效率会________(填“变小”“不变”或“变大”)．
　有关斜面机械效率的计算
4．如图3所示，沿斜面向上拉一个重为4.5N的物体到斜面顶端，斜面长1.2m，高0.3m，拉力做功为2.16J，则这个斜面的机械效率是________，物体受到的摩擦力是________N．



5.为了将重为600N的物体运送到6m高的楼顶上，建筑工人搭建了如图4所示的长12m、高6m的斜面．工人沿斜面方向用了400N的拉力，在30s内将重物匀速运送到楼顶，该过程中工人所做的有用功为________J，总功率为________W，斜面的机械效率为________%.
　有关杠杆机械效率的计算
6．如图5所示，用竖直向上的力拉动较长的杠杆，使重为18N的物体缓慢升高0.1m，拉力大小为8N，拉力移动的距离为0.25m．该杠杆的机械效率为________，此杠杆属于________(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆．


重难点　有关简单机械的机械效率的计算
　（2018?自贡）如图6所示，用滑轮组提升重物时，重400N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为250N，则提升重物的过程中（　　）
A．做的总功是400J
B．拉力F的功率是25W
C．绳子自由端被拉下1m
D．滑轮组的机械效率是80%
【分析】（1）（3）已知拉力大小，由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2，则s=2h，求出拉力端移动距离，利用W=Fs可求总功；
（2）知道做功时间，利用P=求出拉力F的功率；
（4）已知物重和物体被提升高度，根据公式W=Gh可计算出有用功；利用效率公式η=求滑轮组的机械效率。
【解答】解：
AC、由图知，n=2，则绳子自由端移动的距离：s=2h=2×1m=2m，故C错误；
拉力做的总功：W总=Fs=250N×2m=500J，故A错误；
B、拉力F的功率：P===50W，故B错误；
D、有用功：W有用=Gh=400N×1m=400J，
滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%，故D正确。
故选：D。

【变式训练1】（2018?滨州）如图7所示，重400N的物体在30N的水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的距离为3m
B．有用功为400J
C．拉力F的功率为9W
D．物体与地面间的滑动摩擦力为72N
【变式训练2】如图8所示，把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A，若沿斜面的拉力F1=F2，则斜面两边的机械效率ηB、ηC的大小关系是（　　）
A.ηB＜ηC
B.ηB=ηC
C.ηB＞ηC
D.不能确定
【变式训练3】　如图9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下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为________N，测力计上升的高度s为0.2m．物块重G为1.5N，物块上升的高度h为0.3m，则杠杆的机械效率为________%.



实验突破1　测量滑轮组的机械效率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　(2017·齐齐哈尔)某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示．
实验 次序 钩码重 力G/N 钩码上升 高度h/m 绳端拉 力F/N 绳端移动 距离s/m 机械效 率η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5 ________ ________
　
(1)实验中应沿竖直方向________缓慢拉动弹簧测力计．
(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法________(填“正确”或“不正确”)，因为她没有考虑到________对滑轮组机械效率的影响．
(3)用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整．
(4)通过比较________(填实验次序)两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关．
(5)通过比较________(填实验次序)两次实验数据得出结论：用同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高．
(6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：________．

(7)有的同学认为，测量绕法确定的滑轮组的机械效率，钩码上升的高度和绳端移动距离________(填“可以不测量”或“一定要测量”)．
(8)有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”．分析表中数据，你认为这句话是________(填“正确”或“错误”)的．
实验突破2　测量斜面的机械效率
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　(2017·淮安)小明利用斜面搬运物体的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上拉动物体进行了探究(如图所示)，测得的实验数据如表中所示：　
实验 次序 斜面的 倾斜程度 物体重 G/N 物体上升 高度h/m 沿斜面拉 力F/N 物体移动 距离s/m 有用功 W有/J 总功 W总/J 机械效 率η
1 较缓 5.0 1.10 1.6 0.50 0.50 0.80 63%
2 较缓 5.0 1.15 2.2 0.50 0.75 1.10 68%
3 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50 1.55

(1)沿斜面拉动物体时，应使其做________运动．
(2)根据表中的数据可求出第③次实验中拉力所做的有用功为________J，机械效率是________．
(3)通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越缓，越________．
(4)通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其他条件不变的情况下，________．

(5)若小明还想要探究斜面机械效率与物重的关系，实验时应控制不变的量是：_________．
(6)若斜面是光滑的，则有用功________(填“大于”“等于”或“小于”)总功．
(7)斜面在生产、生活中随处可见．在镊子、船桨、螺丝钉、汽车的刹车踏板中，应用了斜面的是________．





1．（2018?宜昌）下列有关起重机提升货物时机械效率的说法，正确的是（　　）
A．有用功越多，机械效率越高 B．同一起重机提起的货物越重，机械效率越高
C．额外功越少，机械效率越高 D．同一起重机提起同一货物越快，机械效率越高
2.（2018?自贡）如图10所示，用滑轮组提升重物时，重400N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为250N，则提升重物的过程中（　　）
A．做的总功是400J
B．拉力F的功率是25W
C．绳子自由端被拉下1m
D．滑轮组的机械效率是80%
3．利用如图11所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是（　　）
A．重力做的功是有用功
B．拉力F1做的功是额外功
C．绳子自由端的拉力F做的功是总功
D．该滑轮的机械效率可能等于100%
4．（2018?福建）如图12所示，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过程（　　）
A．额外功较小
B．额外功较大
C．总功较小
D．总功较大
5．(2018·深圳)如图13所示为“测滑轮组机械效率”的实验．在弹簧测力计拉力作用下，重6N的物体2s内匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图示（不计绳重与摩擦）．下列说法错误的是（　　）
　A.弹簧测力计的拉力是2.4N
　B.物体上升的速度为0.05m/s
　C.弹簧测力计拉力的功率为0.12W
　D.滑轮组的机械效率约83.3％
6．(2018·乐山)如图14甲中用力F1水平拉着重为G的物体在水平路面上匀速移动，距离为s.图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动s的距离，水平拉力为F2使用动滑轮的过程中（　　）
A．总功为W总＝F2s
B．有用功为W有＝Gs
C．机械效率为η＝Gs/2F2s
D．额外功为W额＝2F2s－F1s
7．（2018?广安）如图15所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力）。则下列说法正确的是（　　）
A．斜面上的摩擦力是50N
B．拉力的功率是50W
C．拉力所做的功是300J
D．斜面的机械效率是80%
8．(2017·达州)用如图16所示滑轮组拉着重为30N的物体A匀速前进0.2m，则绳子自由端移动的距离为________m;若物体A与地面的摩擦力为9N，则拉力所做的有用功是________J;若实际拉力F＝4N，则该滑轮组的机械效率为________．





9．(2018·临沂)小明用如图17所示的动滑轮提起重为140N的水桶，动滑轮重20N(不计绳重和摩擦)，小明拉绳子的动力为________N；如果向水桶内再加入40N的水，提起时动滑轮的机械效率________(填“变大”“变小”或“不变”)．
10.(2018·南京)用如图18所示的滑轮组将重85N的物体匀速提升2m，拉力F为50N．此过程中有用功为________J，总功为________J，滑轮组机械效率为________．
11.(2018·襄阳)某同学“测量滑轮组的机械效率”的实验装置如图19所示．实验时把重7.2N的物体吊在滑轮上，向上缓慢拉动弹簧测力计，测出物体上升高度和绳端移动距离分别为0.1m和0.3m．图中小弹簧测力计示数为________N，滑轮组机械效率为________%.如果用此滑轮组提升另一重为10N的物体，它的机械效率________(填“变大”“变小”或“不变”)．
12.（2018?泰安）如图20图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端，将重为4.5N的物体从A位置提升到A′位置，同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B′位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题：
（1）物体提升的高度是________cm，拉力是________N，该滑轮组的机械效率η=________；
（2）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，则滑轮组的机械效率________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。







13．用如图21所示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如下表．
实验 次序 物体 种类 物重 G/N 斜面高 h/cm 拉力 F/N 斜面长 s/cm 机械效 率η
1 木块 4 15 1.1 90 60.6%
2 小车 4 15 90





(1)沿斜面拉动物体时，应使其做________运动．
(2)根据图中测力计的示数，可知第2次实验的机械效率为________%，由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同，物体重量一定时，________越小，机械效率越大．
(3)第1次实验中，木块所受摩擦力为________N.
14.（2018?桂林）小熊在课外实践活动中，用如图甲所示的滑轮组匀速拉动放在树下一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从100N开始逐渐增加，每次物体被拉动的距离均为1m。根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图象，如图乙所示。若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，求：
（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是多大？
（2）当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是多大？
（3）当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳，还能用此滑轮组拉动物体吗？用计算结果说明。






专练17-机械效率
明确考点
考点1
1.等于 20 2.80%　1150 N 3.60%　变大
考点2 4.62.5% 0.675 5.3600　160　75
考点3 6.90%　省力
突破重难点
【变式训练1】ACD
【变式训练2】C
【变式训练3】　2.5　90
实验突破1
①等于　②nh　③低　④高
例2　(1)匀速　(2)不正确　摩擦　(3)0.4　80%　(4)1、2
(5)2、3　(6)不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组机械效率越高(不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低)　(7)可以不测量　(8)错误
实验突破2
①匀速　②W有/W总　③Gh,Fs　④越高　⑤越高
例3　(1)匀速直线　(2)1.25　80.6%　(3)省力　(4)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，倾斜程度越大，机械效率越高　(5)斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度　(6)等于　(7)螺丝钉
针对性训练
1.B 2.D 3.C 4.D 5.C 6.D 7.A 8.0.6　1.8　75%　9.80　变大 10.170　200　85% 11.3　80　变大
12.（1）5.0； 2；75%；（2）变小 13.(1)匀速直线　(2)95.2　摩擦力　(3)0.4　
14. 解：（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是50%；
（2）当f1=100N时，η1=50%，
通过滑轮组拉动水平面上的物体，则有用功：W有用1=f1s，
由题知，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，则额外功：W额外=G动s，
则总功：W总1=W有用1+W额外=f1s+G动s，
所以，η1=====50%，
解得动滑轮重：G动=100N；
当η2=75%时，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，此时滑轮组的机械效率：
η2=====75%，
解得此时的摩擦力：f2=300N；
则滑轮组的有用功率：
P有===f2v=300N×0.1m/s=30W；
（3）由图可知，n=3，
不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，当f3=1500N时，拉动物体需要的拉力：
F3=（f3+G动）=（1500N+100N）≈533N，
小熊的重力为500N，根据力的作用是相互的，所以小熊给绳子的最大拉力等于其重力为500N，小于533N，故不能用此滑轮组拉动物体。
答：（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是50%；
（2）当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是30W；
（3）当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳，不能用此滑轮组拉动物体。




图2

图1

图5

图4

图3

图6

图7

图8

图9

图10

图11

图12

图13

图14

图15

图19

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图16

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图21






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