5.3 功与机械效率 第三课时 同步练习（解析版）

华师大版科学九年级上册 5.3 功与机械效率（3）
一、单选题
1.下列做法不能够改变滑轮组机械效率的是( ?? ).
A.?改变提升重物的高度???????????????????????????????????????????B.?用体积相等的塑料动滑轮代替铸铁动滑轮C.?提升更重的物体??????????????????????????????????????????????????D.?给定滑轮加润滑油21世纪教育网版权所有
2.某人用50 N的拉力将重160 N的物体沿斜面匀速拉上长为4 m、高为0.8 m的斜面顶端，则该斜面的机械效率η和斜面对物体的摩擦力f的大小分别为 ( ?? ) 21教育网
A.?η=64%，f=32 N??????????B.?η=50%，f=18 N??????????C.?η=64%，f=18 N??????????D.?η=80%，f=32 N
3.甲、乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮重力都相同，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 ( ?? ) 21·cn·jy·com
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2·1·c·n·j·y
4.如图所示，不计摩擦，把重G=16 N的物体匀速提起所用的拉力F=10 N，则关于该动滑轮的说法中错误的是 (?? ) 【来源：21·世纪·教育·网】??
A.?动滑轮重4 N???????????????????????????????????????????????????????B.?使用该动滑轮要费距离C.?该动滑轮的机械效率为80%?????????????????????????????D.?提升物体的速度越快，机械效率越高
5.甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，则 (?? )
A.?甲吊车的电动机做的有用功较多?????????????????????????B.?乙吊车的电动机做的额外功较多C.?甲吊车的电动机做的总功较多?????????????????????????????D.?甲、乙两吊车的电动机做的总功相同
6.用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓缓上升，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的关系可能是图中的 ( ? )
A.?????????????????????????????B.?????????????????????????????C.?????????????????????????????D.?
7.分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举到相同的高度，做的有用功是(? ? ).
A.?一样多???????????????????????????B.?斜面的多???????????????????????????C.?滑轮组的多???????????????????????????D.?无法判断
8.同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时，提出了下列假设:①滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关;②滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关;③滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关;④滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关。然后一位同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的假设，则该实验验证的假设是 ( ?? ) 21·世纪*教育网
A.?①?????????????????????????????????????????B.?②?????????????????????????????????????????C.?③?????????????????????????????????????????D.?④
二、填空题
9.杠杆是一种机械效率很高的简单机械.若用一根机械效率为90%的杠杆将一个36kg的物体提升50cm，则需要做的有用功为________J，总功为________J(g取10N/kg). 21*cnjy*com
10.在图中，重为500 N的物体与地面间的摩擦力是150 N，为使物体匀速移动，必须在绳端加以60 N的水平拉力，则滑轮组的机械效率约为________;若物体的移动速度为0.2 m/s，则1 min内拉力做的功是________J. 【来源：21cnj*y.co*m】
11.为了测算滑轮组的机械效率，需要测出的物理量有________、________、________、________。测得滑轮组机械效率的表达式是________。 【出处：21教育名师】
三、解答题
12.如图甲，某同学用两个滑轮组成的滑轮组，在同一种绕绳的方式下匀速提升不同质量的重物，得到了多组竖直作用在绳子自由端的拉力F与重物所受重力G的大小关系，并绘制出如图乙的F-G图像(不计绳重以及摩擦)。 【版权所有：21教育】
?
（1）试根据图像计算动滑轮所受重力G动。
（2）在图甲中画出该同学的绕绳方法。
（3）用该滑轮组提起重为65 N的重物时，滑轮组的机械效率是多少? 答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 A
解析：（1）使用滑轮组时，克服绳子的重力、动滑轮的重力和摩擦做额外功； （2）当不计摩擦和绳重时，根据公式可知，影响滑轮组机械效率的因素有两个，即动滑轮的重力和物体重力，据此分析即可。 A.滑轮组的机械效率与提升重物的高度无关，故A符合题意； B.用体积相等的塑料动滑轮代替铸铁动滑轮，可以减小动滑轮的重力，根据公式可知，滑轮组的机械效率增大，故B不合题意； C.提升更重的物体，根据公式可知，滑轮组的机械效率增大，故C不合题意； D.给定滑轮加润滑油，可以减小摩擦力，减小额外功，根据公式可知，滑轮组的机械效率增大，故D不合题意。 故选A。
2.【答案】 C
解析：（1）首先根据W有=Gh计算有用功，然后根据W总=Fs计算总功，最后根据公式计算斜面的机械效率； （2）首先根据W额=W总-W有计算出克服摩擦力做的额外功，然后根据计算摩擦力的大小。 （1）拉动物体做的有用功为：W有=Gh=160N×0.8m=128J； 拉力做的总功为：W总=Fs=50N×4m=200J； 斜面的机械效率为：； （2）克服摩擦力做的额外功为：W额=W总-W有=200J-128J=72J； 斜面对物体的摩擦力为：。 故选C。
3.【答案】 C
解析：不计滑轮组的摩擦和绳重，根据公式 分析机械效率大小关系。 A.甲滑轮组中有一个动滑轮，乙滑轮组中有两个动滑轮，那么甲中动滑轮的重力小于乙中动滑轮的重力；根据公式W额=G动h可知，当提升相同的高度时，甲拉力做的额外功小于乙的额外功，故A错误； B.把物体提升相同的高度，若G1=G2 ， 根据公式W有=Gh可知，则甲乙所做的有用功W有相同；根据W总=W有+W额可知，因为甲做的额外功小于乙的额外功，所以甲做的总功小于乙做的总功，故B错误； C.已知甲乙所做的有用功相同，甲做的总功小于乙做的总功，所以根据可得，甲的机械效率大于乙的机械效率，故C正确； D.根据公式可知，当动滑轮的重力不变时，物体的重力越大，那么滑轮组的机械效率越大，故D错误。 故选C。
4.【答案】 D
解析：（1）已知拉力和物体的重力根据公式G动=2F-G计算即可； （2）动滑轮不能改变力的方向，但可以省力； （3）已知拉力和物体重力根据公式计算动滑轮的机械效率； （4）根据公式可知，动滑轮的机械效率只与物体重力和动滑轮的重力有关，与其它因素无关。 A.动滑轮的重力为：G动=2F-G=2×10N-16N=4N，故A正确不合题意； B.使用该动滑轮要费距离，故B正确不合题意； C.动滑轮的机械效率为：， 故C正确不合题意； D.滑轮组的机械效率与物体重力和动滑轮的重力有关，与提升物体的速度无关，故D错误符合题意。 故选D。
5.【答案】 B
解析：根据机械效率进行分析即可。 A物体的质量相等，根据公式G=mg可知，它们的重力相等；根据W=Gh可知，提升相同的高度时，吊车做的有用功相等。故A错误； 甲乙吊车做的有用功相等，根据公式可知，因为甲的机械效率高，所以甲做的总功少；根据公式W总=W有+W额可知，甲吊车做的额外功少，即乙吊车做的额外功多，故B正确； 根据上面的分析可知，甲吊车的电动机做的总功少，故C、D错误。 故选B。
6.【答案】 B
解析：（1）使用动滑轮提升重物时，由于克服动滑轮重力做额外功，因此机械效率永远小于100%； （2）不计摩擦，根据公式分析动滑轮的机械效率。 根据公式可知，当动滑轮的重力不变时，物体重力越大，机械效率越大，故C、D错误； 随着物体重力G不断增大，动滑轮的机械效率会不断增大，即无限靠近100%，但始终小于100%，故A错误，B正确。 故选B。
7.【答案】 A
解析：将物体举高，克服物体重力做有用功，根据公式W有=Gh比较有用功的大小。 同一物体重力G相等，相同的高度即h相等，根据公式W有=Gh可知，三种机械做的有用功一样多，故A正确，而B、C、D错误。 故选A。
8.【答案】 B
解析：分析甲乙两个图，确定其中不同的因素，根据这个因素确定要验证的假设。 甲乙两图中，甲只有一个钩码，乙则有两个钩码，那么被提升物体的重力不同，因此可以验证滑轮组的机械效率与物体的重力是否有关，故B正确，而A、C、D错误。 故选B。
二、填空题
9.【答案】 180；200
解析：使用杠杆提升重物，根据W有=Gh计算做的有用功，根据计算杠杆做的总功。 需要做的有用功为：W有=Gh=36kg×10N/kg×0.5m=180J； 需要做的总功为：。
10.【答案】 83.3%；2160
解析：（1）使用滑轮组水平拉动物体，滑轮组的机械效率计算即可； （2）首先根据公式v=nv'计算出自由端拉力移动的速度，然后根据s=vt计算自由端移动的距离，最后根据公式W=Fs计算拉力做的功即可。 （1）滑轮组的机械效率为：； （2）自由端拉力移动的速度v=nv'=3×0.2m/s=0.6m/s； 自由端拉力移动的距离：s=vt=0.6m/s×60s=36m； 自由端拉力做的功为：W=Fs=60N×36m=2160J。
11.【答案】 物重G；绳自由端的拉力F；重物升高的高度h；绳自由端移动的距离s；η=
解析：首先根据W有=Gh计算出滑轮组做的有用功，然后根据W=Fs计算滑轮组做的总功，最后根据公式计算机械效率即可。 为了测算滑轮组的机械效率，需要测出的物理量有物重G、绳自由端的拉力F、重物升高的高度h、绳自由端移动的距离s。测得滑轮组机械效率的表达式是：。
三、解答题
12.【答案】 （1）解：由受力分析可知F= (G+G动)。根据图像，取两个特殊点代入: (G+G动)=20 N，
? (70+G动)=40 N。(也可以根据其他点列方程)联立解之得G动=10 N，n=2（2）解：如图所示。
（3）解：由题意可知此时的拉力F= (G+G动)= (65
N+10 N)=37.5 N。
?此时滑轮组的机械效率η= = = =86.7%
解析：（1）使用滑轮组提升物体时，自由端的拉力 F=??(G+G动)，将乙图中F=20N和40N时对应的物体重力G分别带入上式得到两个方程，最后联立求解即可； （2）根据（1）中计算出的绳子段数n，利用“奇动偶定”的规律确定绳子的固定点，最后完成绳子的缠绕； （3）首先根据 F=??(G+G动)计算出自由锻的拉力F，然后根据公式 η=??=?? 计算滑轮组的机械效率。 （1）根据乙图可知，当F=20N时，G=30N； 当F=40N时，G=70N； 根据公式F=??(G+G动)得到： 20N=?(30N+G动); 40N=?(70N+G动); 解得：G动=10N，n=2； （2）因为n=2为偶数，所以绳子头应该系在定滑轮上，如下图; （3） 此时的拉力F=??(G+G动)=??(65 N+10 N)=37.5 N；
?此时滑轮组的机械效率η=??=??=??=86.7%。