初中物理教科版八年级下册第十一章4机械效率练习题(含答案)
一、单选题
关于功、功率、机械效率说法中正确的是
A.
功率越大,做功越快,机械效率也越大
B.
做功越少,功率就越小
C.
功率越大,反映做功越快,与机械效率无关
D.
机械效率越大,表明它做的有用功越多
如图所示,斜面长10m,高4m,用沿斜面方向的推力F,将一个质量为50kg的货物由斜面底端匀速推到顶端,运动过程中克服摩擦力做功500J,下列说法正确的是
A.
机械效率为
B.
C.
摩擦力为50N
D.
推力做的总功为3000J
如图所示,在大小为1000N的拉力F作用下,滑轮组将1800N的重物匀速提升了,设滑轮组摩擦不计。则在此过程中
A.
做的有用功是500J
B.
做的总功是1500J
C.
滑轮组的机械效率是
D.
若减缓重物的提升速度,滑轮组的机械效率会相应的减小
农村建房时,常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中,建筑工人用400N的拉力,将重600N的建材在10s内匀速提高3m。不计绳重及摩擦,则下列判断正确的是
A.
该滑轮的机械效率
B.
滑轮所做的有用功为1200J
C.
滑轮自身的重力为100N
D.
绳子自由端移动的距离大小为3m
如图所示,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
工人用图示装置在20s内将重为450N的货物匀速提升4m,拉力的功率为关于此过程,下列说法正确的是【】
A.
做的有用功是5400J
B.
绳子自由端移动的距离是16m
C.
滑轮组的机械效率是
D.
工人用的拉力大小为150N
如图两个滑轮组中,每个轮的重相等,每个钩码的重也相等,相同时间内把钩码提升相同的高度,所用拉力分别为、,拉力所做的功分别为、,拉力的功率分别为、,两个滑轮组的机械效率分别为、,若不计绳重和摩擦,则下列说法中正确的是
A.
B.
C.
D.
用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组提升相同的重物,不计绳重和摩擦
A.
甲较省力且机械效率较高
B.
乙较省力且机械效率较高
C.
乙较省力,机械效率相同
D.
两个滑轮组省力不同,机械效率不同
对同一滑轮组,下列各措施中不能提高机械效率的是
A.
增加提升重物的重力
B.
改用质量小的动滑轮
C.
减少提升高度,减少做功
D.
在轮轴处加润滑油,减小摩擦
建筑工人用如图所示的滑轮组,在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中,所用的拉力大小为375N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的倍,在此过程中下列说法正确的是
A.
做的有用功为1000J
B.
拉力F的功率为750W
C.
重力做的功为3000J
D.
该装置的机械效率为
二、多选题
如图所示,用两个相同的重为滑轮组成的滑轮组匀速提升一个底面积为S、体积为V的物体,物体M始终以速度v匀速竖直上升h,绳子自由端用力大小为物体在忽略绳重和摩擦,下列说法正确的是
A.
将物体M放置在水平地面上,它对地面的压力是
B.
该滑轮组的额外功是
C.
拉力F的功率为2Fv
D.
此过程中,该滑轮组的机械效率为
某同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离随时间的变化关系如图线a所示,物体上升的高度随时间变化的关系如图线b所示。已知物体的质量为450g,所用动滑轮的质量为50g,绳子自由端的拉力F为在的过程中。下列说法中正确的是
A.
绳子自由端移动的速度为
B.
有用功为
C.
额外功为
D.
滑轮组的机械效率为
如图所示在测算动滑轮机械效率的实验中,下列要求中正确的是
A.
弹簧测力计必须先校零
B.
弹簧测力计必须竖直向上拉
C.
弹簧测力计必须在静止时读数
D.
实验时装置旁的直尺必须竖直放置
如图所示,在斜面上将一个重为G的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力F,物体沿斜面移动距离s高度上升h整个过程用时t。则
A.
提升物体所做的有用功为Gh
B.
斜面的机械效率为
C.
物体在斜面上运动过程中拉力做功功率为
D.
物体与斜面间的摩擦力为
三、填空题
如图所示,用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆,使重为36N的物体缓慢升高10cm,拉力大小F为16N,拉力移动的距离为25cm。则杠杆的机械效率为______,若将重物的悬挂点A向右移动到B点,将重物提升相同的高度,则杠杆的机械效率将______变大变小不变不考虑摩擦。
现有一重为3000N的包装箱,工人师傅想把它搬到高的车厢上,他们用木板在车厢与地面之间搭成一个长度约为4m的简易斜面,如图所示,工人师傅站在地上用1200N沿斜面的推力把包装箱匀速推上车。该斜面的机械效率是______
;包装箱在斜面上运动时所受摩擦力为______
。
如图所示的四个滑轮中,若滑轮的自重和摩擦不计,当分别沿力、、方向匀速提起同一物体时,则、、的大小关系是______。若滑轮自重不能忽略,摩擦和绳重不计,则机械效率最小的是______。
某同学家新房装修时,在地面与窗台间放置斜木板,将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示,已知窗台高3m,木板长5m,瓷砖重为600N,斜面的机械效率为,则克服物体的重力所做的功为______
J,瓷砖在斜木板上所受的摩擦力为______
N。
四、作图题
小明准备做探究“滑轮组的机械效率是否与滑轮组细绳的绕法有关”的实验。他根据探究目的先画出第一次实验装置图如图1所示。请你在图2中画出第二次实验的装置图。
五、实验探究题
在“探究影响动滑轮机械效率的因素”的实验中,小佳用同一动滑轮进行了三次实验,实验装置如图所示。
序号
动滑轮重
钩码总重
钩码上升的高度
测力计示数
绳自由端上升的高度
动滑轮的机械效率
1
1
2
2
3
4
实验时,小佳应沿______
方向匀速拉动弹簧测力计;
第3次实验时,弹簧测力计的示数如图所示,此时绳端受到的拉力为______
N,拉力所做的额外功为______
J,动滑轮的机械效率为______
;
分析表中数据可知:用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时,随着钩码总重的增加,拉力所做的额外功将______
选填“减小”、“不变”或“增大”,你认为其原因是______
;
如图甲所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度关系”的实验装置。在其它条件一定时获取了表格中的实验数据。
实验时,沿斜面拉动木块时,为使测力计的示数稳定,应尽量使木块做______
运动。
通过比较表格中“______
”和“______
”两栏对应的数据,可知斜面是一种省力的简单机械。
实验次数
斜面的倾斜程度
物重
斜面高度
拉力
斜面长度
机械效力
1
较缓
10
2
较陡
10
3
最陡
10
表格中空缺处的数据为______
。依据完整的数据可得出结论:在其它条件一定时,斜面______
,机械效率越高。
学习小组进一步分析实验数据,发现在其它条件一定时,斜面越陡,物体所受的摩擦力越______
。
请你结合所学物理知识,解决斜面的有关物理问题。图乙中木块分别沿斜面1、2滑到底端,木块到达斜面1、2底端时的速度分别为的、,若斜面粗糙程度相同则
______
选填“大于”、“等于”或“小于”。
六、计算题
建筑工地上,工人用如图所示的装置将重为500N的建材从地面匀速送到6m高处,所用拉力为300N,时间为20s,不计摩擦和绳重,求:
工人做功的功率。
此过程中该装置的机械效率。
如果人的体重为600N,那么他们用此滑轮组所提升物体的物重不能超过多少N?
本题请写出解题过程。
用如图所示的滑轮组将一重为400N的物体在10s内匀速提高了2m,若所用的拉力为200N,不计绳重和摩擦。取
该滑轮组的机械效率为多少?
拉力的功率是多少?
若用此滑轮组匀速提升1000N的物体需要多大拉力?
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:功率是单位时间内做功的多少,是表示做功快慢的物理量,功率大小与做功多少和时间有关;机械效率是有用功与总功的比值。
AC、功率越大,反映做功越快,与机械效率无关,不能说明机械效率越大,故A错误,C正确;
B、功率大小与做功多少和时间有关;做功少,因做功时间未知,则功率不一定小,故B错误;
D、机械效率越大,说明有用功与总功的比值大;因总功未知,所以做的有用功不一定多,故D错误;
故选:C。
根据功、功率、机械效率的关系分析。功率是单位时间内做的功的多少,是表示做功快慢的物理量;机械效率是有用功与总功的比值。
本题考查了功、功率、机械效率的关系。功率由功和时间共同决定,机械效率由有用功和总功共同决定。
2.【答案】C
【解析】解:
AD、推力做的有用功:
,
推力做的总功:
,故D错;
该斜面的机械效率:
,故A错;
B、由得推力:
,故B错;
C、由得摩擦力:
,故C正确;
故选:C。
使用斜面时,利用可求有用功,推力做的总功等于有用功加上额外功,斜面的机械效率等于有用功与总功之比,
利用求推力F的大小;
利用求摩擦力f的大小。
本题考查了使用斜面时有用功、总功、摩擦力、机械效率的计算,明确有用功、总功的含义是关键。
3.【答案】C
【解析】解:由图可知,,则绳端移动的距离:
,
则做的总功:
,故B不正确;
做的有用功:
,故A不正确;
滑轮组的机械效率:
,故C正确;
由可知,
减缓重物的提升速度时,G、n、F均不变,则滑轮组的机械效率不变,故D不正确。
故选:C。
由图可知,滑轮组绳子的有效股数,根据求出绳端移动的距离,根据求出总功,根据求出有用功,利用求出滑轮组的机械效率;
根据可知,滑轮组机械效率与提升速度的关系。
本题考查了有用功、总功、机械效率的计算,利用好公式是关键。
4.【答案】A
【解析】解:
滑轮所做的有用功:
,故B错误;
由图知,使用的是动滑轮,承担物重的绳子股数,
绳子自由端移动的距离:
,故D错误;
拉力做的总功:
,
动滑轮的机械效率:
,故A正确;
不计绳重及摩擦,拉力,则动滑轮的重:
,故C错误。
故选:A。
利用求滑轮所做的有用功;
由图知,使用的是动滑轮,承担物重的绳子股数,根据求出绳子自由端移动的距离,利用求拉力做的总功,动滑轮的机械效率等于有用功与总功之比;
不计绳重及摩擦,拉力,据此求动滑轮的重。
本题考查了使用动滑轮时有用功、总功、机械效率等,属于基础题目。
5.【答案】D
【解析】解:
AC、由图知,动滑轮绳子段数,则绳子自由端移动的距离:,故C错误;
拉力做的总功:,故A错误;
B、拉力F的功率:,故B错误;
D、有用功:,
滑轮组的机械效率:,故D正确。
故选:D。
本题考查了学生对功率的公式、机械效率公式、滑轮组、有用功、总功的理解和运用,因条件已给出,难度不大。
6.【答案】C
【解析】略
7.【答案】B
【解析】解:
A、由图可知,甲滑轮组绳子的有效股数,乙滑轮组绳子的有效股数,
由题意可知,甲滑轮组只有1个动滑轮,乙滑轮组是2个动滑轮,两滑轮组中动滑轮的重力不相等,但提升物体的重力相等,
所以,忽略绳重与摩擦时,由可知,,,物重和动滑轮重的关系未知,拉力大小无法比较,故A错误;
BCD、因忽略绳重与摩擦时,克服物体重力做的功为有用功,克服动滑轮重力做功为额外功,克服物体和动滑轮总重力做的功为总功,且两物体提升相同高度,所以,由可知,有用功相同,而右图是两个动滑轮,所以右图中拉力做的总功大于左图,则;
由可知,两滑轮组的机械效率关系为;
因两物体提升相同高度用的时间相等,由可知,拉力做功的功率关系为,故B正确,CD错误。
故选:B。
本题考查了滑轮组特点、机械效率、功率计算公式的应用,明确有用功和总功以及滑轮组绳子有效股数,是正确解答的关键。
8.【答案】C
【解析】解:从图中可以看出,甲图是有两段绳子在拉重物,故F;乙图有三段绳子在拉重物,故F。所以两个滑轮组的省力程度不同,乙较省力。
因为两图的动滑轮和绳子是完全相同的,所以额外功相同,提升相同的高度,做的有用功相同,总功相同,根据可知,两滑轮组的机械效率是相同。
综上所述,C正确,ABD错误。
故选:C。
在不计摩擦的情况下,若有n段绳子在拉重物,则。
机械效率是指有用功占总功的百分比,而有用功和额外功之和称为总功。
增大机械效率的题目有时判断起来会比较麻烦,甚至有些会超出学生的判断能力。故判断此类题时要抓住上课时老师讲的增大机械效率的方法,如果不符,说明机械效率就是不变的。
9.【答案】C
【解析】
【分析】
此题主要考查了提高滑轮组的机械效率的方法;首先要知道滑轮组机械效率是有用功与总功之比,比值越大,效率越高;所以有用功越大、额外功越少,机械效率越高。因此可以通过减少额外功,提高有用功来提高滑轮组的效率。
滑轮组的机械效率是有用功与总功之比,比值越大,机械效率越高。所以要提高滑轮组的机械效率可以尽量减少额外功;
知道额外功是克服摩擦以及动滑轮重力做的功。
【解答】
A.增加被提升物体的重力,可以增大有用功,在额外功不变的前提下,有用功在总功中所占的比例增大,所以,增加提升重物重力可以提高滑轮组的机械效率,故A不符合题意;
B.改用质量小的动滑轮,可以减少额外功,在有用功一定的前提下可以提高滑轮组的机械效率,故B不符合题意;
C.机械效率是有用功与总功之比,与提升物体的速度无关,所以,加快提升物体的速度,不能提高机械效率,故C符合题意;
D.在轮轴处加润滑油,减小摩擦,在有用功一定的前提下可以提高机械效率,故D不符合题意。
10.【答案】D
【解析】解:
A、物体A受到的摩擦力,
所做的有用功:,故A错误;
B、由图知,,则绳子自由端移动的距离,
拉力F做的总功:
,
拉力F的功率:
,故B错误;
C、物体沿水平方向运动,在重力的方向上没有移动距离,所以重力不做功,即重力做功为0J,故C错误;
D、该装置的机械效率,故D正确。
故选:D。
由题知物体受到水平地面的摩擦力,利用求所做的有用功;
由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据求出绳子自由端移动的距离;利用求出拉力F做的总功,再利用求出拉力F的功率;
物体沿水平方向运动,在重力的方向上没有移动距离,据此判断重力是否做功;
利用求该装置的机械效率。
本题考查了功的公式、功率公式、机械效率公式的应用,明确有用功和滑轮组绳子的有效股数是关键。
11.【答案】ACD
【解析】解:A、忽略绳重和摩擦,故绳子的拉力:
,
物体的重力,将物体M放置在水平地面上,它对地面的压力等于其重力大小,即,A正确;
B、因忽略绳重和摩擦,故克服动滑轮做的功为额外功的唯一来源,,B错误;
C、物体上升的速度为v,故绳子自由端移动的速度为2v,拉力大小为F,拉力F的功率为:
;
C正确;
D、图中,,
拉力端移动距离,
拉力做的总功:,
物体的重力,该滑轮组的机械效率:
,D正确。
故选:ACD。
A、忽略绳重和摩擦,根据绳子的拉力得出物体的重力,可知物体对地面的压力等于其重力大小;
B、因忽略绳重和摩擦,故克服动滑轮做的功为额外功的唯一来源,根据求出额外功;
C、已知物体上升的速度,得出绳子自由端移动的速度,根据得出拉力F的功率;
D、拉力端移动距离,根据得出拉力做的总功,根据求出该滑轮组的机械效率。
本题考查滑轮组绳子自由端的拉力计算、压力和重力的关系、功、功率及机械效率公式的运用,学会用字母表示物理量。
12.【答案】BCD
【解析】解:
A、由图线a可知,在的过程中,绳子自由端移动的距离,
则绳子自由端移动的速度为:,故A错误;
B、由图线b可知,在的过程中,物体上升的高度,
则所做的有用功:,故B正确;
C、拉力做的总功,
额外功为,故C正确;
D、滑轮组的机械效率:
,故D正确。
故选:BCD。
由图线绳子自由端竖直移动的距离随时间的变化关系图象可知,在的过程中,绳子自由端移动的距离,利用速度公式求绳子自由端移动的速度;
由图线物体上升的高度随时间变化的关系图象可知在的过程中,物体上升的高度,利用求所做的有用功;
利用求拉力做的总功,再利用求出额外功;
滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、额外功、机械效率的计算,分析图象得出在的过程中,绳子自由端移动的距离、物体上升的高度是关键。
13.【答案】ABD
【解析】解:弹簧测力计使用前必须先校零,故A正确;
B.竖直拉动时,才能保证拉力的力臂正好是动滑轮的直径,故B正确;
C.实验时,应使弹簧测力计做匀速直线运动;若在用弹簧测力计静止时进行读数,则减小了一部分由于摩擦造成的额外功,因此得出的机械效率与实际值相比偏高,故C错误;
D.要测物体上升的高度和绳端移动的距离,装置旁的直尺必须竖直放置,故D正确。
故选:ABD。
弹簧测力计使用前要先观察弹簧测力计的指针是否指在零点,不在零点就要将指针调到零点;
动滑轮的实质是杠杆,竖直拉动才能保证力臂间的关系;
实验过程中,为准确测量拉力,需使弹簧测力计做匀速直线运动;用滑轮组提升物体时,要克服动滑轮重力及一些摩擦力做额外功,若拉动绳端静止,则此时测量的额外功偏小,机械效率偏高;
刻度尺使用时应紧靠物体被测物体平行。
本题考查了测量滑轮组实验中的注意事项,涉及到弹簧测力计、刻度尺的使用以及动轮组的特点,这些都是需要我们注意的问题,平时学习应注意。
14.【答案】ABD
【解析】解:
A、提升物体所做的有用功为:,故A正确。
B、拉力所做的总功为,
则斜面的机械效率为:,故B正确。
C、拉力做功的功率为:,故C错误。
D、此过程做的额外功为:,
由变形可得,物体与斜面间的摩擦力:,故D正确。
故选:ABD。
根据求出有用功。
根据公式可求出拉力做的功,即总功;利用机械效率的计算公式可求出斜面的效率。
运用公式可求拉力做功总功的功率P。
根据总功与有用功的差得出额外功,再根据变形后可求摩擦力f。
熟练运用计算功、功率、机械效率的公式,明确额外功是用来克服斜面上的摩擦,是解答此题的关键。
15.【答案】?
变小
【解析】解:拉力所做的功:
,
有用功:
,
杠杆的机械效率:
。
杠杆提升钩码时,对钩码做有用功,克服杠杆重做额外功,并且;
设杠杆重心升高的距离为h,所以,,G不变,不变,不变,
钩码从A点到B点,钩码还升高相同的高度,有用功不变;
杠杆上旋的角度减小,杠杆升高的距离h变小,克服杠杆重力所做的额外功变小;
则变小,所以也变小;根据可知,总功变小,有用功不变,所以增大。
故答案为:;变大。
已知拉力的大小和拉力移动的距离,根据公式可求拉力所做的功;还知道物体的重力和物体升高的高度,根据公式可求有用功;有用功和总功的比值就是机械效率。
将钩码的悬挂点从A点移至B点,钩码还升高相同的高度,杠杆上旋的角度减小,克服杠杆重做功减小,有用功不变,额外功减小,总功减小,进而判断机械效率的变化。
本题考查了使用杠杆时有用功、总功和机械效率的计算,在判断杠杆的机械效率的大小变化时,利用杠杆平衡条件得出动力的大小变化是关键。
16.【答案】?
300N
【解析】解:,
,
;
由可知
,
由可知,
摩擦力大小:。
故答案为:;300N。
将包装箱直接提升做的功为有用功,利用计算;沿斜面推上去推力做的功为总功,利用计算,再利用效率公式求斜面的机械效率;
因为,据此求出额外功,而利用斜面做的额外功就是克服摩擦做的功,利用求摩擦力大小。
本题考查了做功公式、效率公式的灵活应用,关键是明确克服摩擦力所做的功为额外功、拉力做的功为总功。
17.【答案】?
【解析】解:
甲图:用的力提升重物时,用的是定滑轮;根据定滑轮不省力,故F。
乙图:用的力提升重物时,用的是定滑轮;根据定滑轮不省力,但可以改变力的方向,故F。
丙图:用的力提升重物时,用的是动滑轮;根据动滑轮能够省一半的力,故F。
则、、的大小关系是,
匀速提起同一物体,做的有用功相等,若滑轮自重不能忽略,摩擦和绳重不计,做的额外功大于和做的额外功;
由可它们的机械效率。
故答案为:;。
定滑轮的轮轴是固定的,使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向;动滑轮的轮轴与物体一起运动,使用动滑轮可以省力。
分析有用功和总功的大小,由可得机械效率的大小关系。
本题通过比较作用力的大小考查了定滑轮和动滑轮的特点,属于基础题目。
18.【答案】1800?
40
【解析】解:
克服物体的重力所做的有用功:,
斜面的机械效率为,
因为,
所以,
解得总功为:,
克服摩擦力做的额外功:,
因为,
所以,,
解得摩擦力为:。
故答案为:1800;40。
知道瓷砖的重力和斜面高度,根据求出克服重力做功;知道斜面的机械效率求出总功,知道总功和有用功,求出额外功,根据求出摩擦力。
瓷砖在斜面上匀速上升,此时的拉力和摩擦力不是平衡力,这是学生最容易出现问题的地方。
19.【答案】解:由题知,本实验的目的是滑轮组的机械效率是否与滑轮组细绳的绕法有关;
图1中绳子从定滑轮绕起,所以要改变滑轮组的绕线方式,图2中绳子需从动滑轮绕起;因为滑轮组的机械效率还与被提升物体的重力有关,所以被提升的物体应不变,如下图所示:
故答案为:如上图。
【解析】要解决此题,需要掌握滑轮组的绕线方式:可以从动滑轮或定滑轮绕起,首先要确定甲图的绕线方法是从定滑轮绕起的,所以丙图要从动滑轮绕起。
此题主要考查了影响滑轮组机械效率的因素及滑轮组的组装。
20.【答案】竖直?
?
?
?
增大?
摩擦力变大
【解析】解:
实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,弹簧测力计示数不变,便于读数;
第3次实验中,由图可知,弹簧测力计的分度值是,弹簧测力计的示数为;
滑轮对钩码所做的功为,
拉力做的总功;
额外功为:;
动滑轮的机械效率;
在用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时,由表格数据可知:
第一次拉力所做的额外功,
第二次拉力所做的额外功,
综上可知,若仅增加被提升物体的物重,则拉力所做的额外功增大,由表格数据最后一列可知,动滑轮的机械效率增大;
实验中,额外功的来源为克服动滑轮自重和机械摩擦做功,额外功增大的原因是摩擦力变大;
故答案为:竖直;;;;增大;摩擦力变大。
实验过程中要匀速直线拉动弹簧测力计,弹簧测力计示数不变,便于读数;
根据求出滑轮对钩码所做的功,根据求出拉力做的总功,从而求出额外功;利用求出动滑轮的机械效率;
根据求出拉力所做的额外功,然后结合最后一列数据得出结论。
本题考查了实验的注意事项和功、机械效率的计算以及实验数据的分析等,明确有用功和总功以及额外功是关键。
21.【答案】匀速直线?
物重?
拉力?
?
倾斜程度越大?
小?
大于
【解析】解:实验时,沿斜面拉动木块时,为使测力计的示数稳定,应尽量使木块做匀速直线运动;
比较表中“物块重”和“拉力”两栏对应的数据,由实验数据可知,在同一次实验中,拉力总是小于重力的,由此可知斜面是一种省力的简单机械;
第3次实验的机械效率为:
,
由表中实验数据可知:在其它条件一定时,斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越高;
由表中第1组实验数据可知,
有用功:,
总功:,
则额外功:,
因为,
所以摩擦力:
第一次实验中,;
同理,第二、三次实验中,摩擦力分别为:3N和,
故得出,其它条件一定时,斜面越陡,物体所受的摩擦力越小;
若斜面粗糙程度相同,斜面2的倾斜程度小,木块对斜面的压力大在水平面上时,压力大小等于重力大小,压力最大,滑动摩擦力大,且斜面2更长,则克服摩擦所做的额外功多,木块到达斜面2底端时动能小,速度小,即大于。
故答案为:匀速直线;物重;拉力;;倾斜程度越大;小;大于。
为使测力计的示数稳定,实验时,沿斜面匀速拉动木块;
若物体的重力大于利用机械的拉力,则为省力机械;
若物体的重力等于利用机械的拉力,则为不省力、也不费力的机械;
若物体的重力小于利用机械的拉力,则为费力机械;
根据得出第3次实验的机械效率;分析表中实验数据得出结论;
由表中第1组实验数据,根据得出有用功;根据求出总功;
从而得出额外功,根据得出第一次实验中摩擦力,同理得出第二、三次实验中的摩擦力大小,据此分析;
若斜面粗糙程度相同,斜面2的倾斜程度小,分析木块对斜面的压力大小及滑动摩擦力大小,根据克服摩擦所做的额外功多少分析木块到达斜面2底端时动能大小,质量相同时,动能越小,速度越小。
本题探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度关系”的实验,考查注意事项、机械效率的计算、数据分析和能量转化的知识。
22.【答案】解:
由图可知,,拉力端移动距离,
工人做的总功:
,
拉力做功的功率:
;
拉力做的有用功:
,
滑轮组的机械效率:
;
在不计摩擦与绳重时,拉力,即:,
解得动滑轮重力:
,
因为人站在地面施加的最大拉力不可能大于自身重力,所以最大拉力为,
因为,
即:,
所以提升的最大物重:
。
答:工人做功的功率为180W;
此过程中该装置的机械效率;
如果人的体重为600N,那么他们用此滑轮组所提升物体的物重不能超过1100N。
【解析】由图可知,,拉力端移动距离,利用求工人做的总功,知道做功时间,利用求工人做功的功率;
利用求拉力做的有用功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比;
不计绳重和摩擦,利用计算出动滑轮的重力;当绳子的拉力和人的体重相等时,滑轮组所提升物体的物重最大,再利用求能提升的最大物重。
本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算。本题关键是知道:绳端的最大拉力取决于人的体重。
23.【答案】解:
由图知,滑轮组有三段绳子承担物重,则,
滑轮组的机械效率:
;
,
拉力的功率:
;
不计绳重和摩擦,拉力,
提升400N重物时,,
,
提升1000N重物时,拉力。
答:该滑轮组的机械效率为;
拉力的功率是120W;
若用此滑轮组匀速提升1000N的物体需要400N的拉力。
【解析】由图知,使用滑轮组承担物重的绳子股数,利用求滑轮组的机械效率;
利用求出总功,知道时间,再利用求拉力的功率;
不计绳重和摩擦,拉力,可求动滑轮重力,再利用求提升700N重物时拉力大小。
本题主要考查了滑轮组的机械效率和功率的计算,增大提升的物重,机械效率发生了变化,利用好不计绳重和摩擦拉力是关键。
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