沪粤版九年级上册物理习题课件 第11章 11.3.1 机械效率（30张）

第十一章 　机械功与机械能
HY版 九年级上
第3节 如何提高机械效率
第1课时　机械效率
有用功；额外功
D
1
2
3
答案呈现
D
见习题
滑轮组；10
4
5
6
600；三；690
80；15
7
8
9
1 500
10
D
A
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答案呈现
见习题
14
13
15
16
见习题
D
250；80%
11
A
12
B
1．甲同学用水桶从井里提水，他对水所做的功是__________；乙同学用绳把掉在井中的桶捞上来，水桶里带了一些水，他对水所做的功是__________。(均填“有用功”或“额外功”)
有用功
额外功
2．用三种方法把沙子运上三楼，根据图中数据算出三种方法所做有用功的大小均为______J，其中第______种方法做的总功最少，
为 ______J。
(不计摩擦和绳重)
600
三
600
3. 卖茶杯的人，从货架上拿起茶杯；喝茶水的人，从桌面上端起盛有茶水的茶杯。下列关于两人克服茶杯重力做功的说法中正确的是(　　)
A．都是有用功
B．都是额外功
C．对喝茶水的人而言是有用功
D．对卖茶杯的人而言是有用功
D
4．【教材改编题】如图所示，用挖掘机提升泥土的过程中，所做的有用功是(　　)
A．克服挖掘机零件间的摩擦力做的功
B．克服抓斗的重力所做的功
C．提升泥土和抓斗所做的功
D．克服泥土重力所做的功
D
5．【安徽宿松模拟】有用功和________的总和叫作总功。________跟总功的比值叫机械效率，机械效率总是________(填“小于”“等于”或“大于”)1。
额外功
有用功
小于
6．【中考·湖南娄底】既可以省力，又可以改变用力方向的滑轮是________(填“定滑轮”“动滑轮”或“滑轮组”)。利用一个机械效率为90%的杠杆做100 J的总功，其中额外功是________J。
【点拨】使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，使用动滑轮可以省力，但不可以改变力的方向，用定滑轮和动滑轮组成滑轮组，既可以省力，又可以改变力的方向；使用杠杆做的总功W总＝100 J，η＝90%，有用功W有用＝W总×90%＝100 J×90%＝90 J，则利用该杠杆做的额外功W额外＝W总－W有用＝100 J－90 J＝10 J。
【答案】滑轮组；10　
7．【安徽芜湖弋江区校级月考】下列关于机械效率的说法中正确的是(　　)
A．越省力的机械，机械效率越高
B．做功越慢的机械，机械效率越低
C．做功越多的机械，机械效率越高
D．总功相同时，额外功越小，机械效率越高
D
8．【中考·湖北宜昌】如图所示的吊车有大小
两个吊钩，在确保安全的前提下，下列
关于吊车机械效率的说法正确的是(　　)
A．吊起相同货物，使用小吊钩机械效率高
B．吊起相同货物，上升速度快机械效率高
C．每次吊起的货物越少，机械效率越高
D．货物升高的高度越高，机械效率越高
A
9．【2021·安徽合肥庐江期末】如图所示，用75 N的力F沿斜面向上匀速拉一个重为100 N的物体到斜面顶端，斜面长5 m，高3 m，则这个斜面的机械效率是________%，物体受到的摩擦力是________N。
80
15
10．【2020·安徽】如图所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重为600 N的物体从斜面底部匀速推到顶部(不考虑物体的大小)。已知斜面长L＝3 m，高h＝1.5 m。若该过程中斜面的效率为60%，力F所做的功为________J。
【答案】1 500
【点拨】力F所做的有用功：W有用＝Gh＝600 N×1.5 m＝900 J，由η＝ ＝60%得总功：W总＝
＝1 500 J，即力F做的功为1 500 J。
11．建筑工地上，工人用如图所示的滑轮组，将500 N的重物在5 s内匀速提升3 m，所用拉力F为300 N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是(　　)
A．工人做的总功为1 800 J
B．动滑轮的重力为50 N
C．滑轮组的机械效率为91.7%
D．提升更重的物体，滑轮组的机械效率会变小
【答案】A
【点拨】由图可知，n＝2，则绳端移动的距离s＝nh＝2×3 m＝6 m，工人做的总功W总＝Fs＝300 N×6 m＝1 800 J，A正确；不计绳重和摩擦，由F＝ (G＋G动)可得，动滑轮的重力G动＝nF－G＝2×300 N－500 N＝100 N，B错误；工人做的有用功W有＝Gh＝500 N×3 m＝1 500 J，滑轮组的机械效率η＝ ×100%＝ ×100%≈83.3%，C错误；不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝ ，据此可知提升更重的物体，滑轮组的机械效率会变大，D错误。
12．【新题】在测量图甲所示滑轮组机械效率η的实验中，通过改变物重G或动滑轮重G动进行多次实验，得到了如图乙所示的效率与物重或动滑轮重的关系，图中纵轴表示机械效率的倒数η－1，若不计绳重与摩擦，则横轴可能表示(　　)
A．G B．G动
C．G2 D．G动－1
【答案】B
【点拨】不计绳重与摩擦，此滑轮组的机械效率η＝ ＝
，则η－1＝ ＝1＋(G－1×G动)，已知图中纵轴表示机械效率的倒数η－1，由此可知，若不计绳重与摩擦，则横轴可能表示G－1或G动，B正确。
13．【2020·山东德州】如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等。用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，在相等时间内绳端A、B移动相同的距离(忽略绳重和摩擦)。在此过程中，下列选项正确的是(　　)
A．两钩码上升的速度相等
B．两滑轮组绳端的拉力相等
C．甲滑轮组的总功比乙少
D．两滑轮组的机械效率相等
【点拨】图甲使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n甲＝2；图乙使用的是滑轮组，承担物重的绳子股数n乙＝3；因为拉力端移动的距离s＝nh，所以拉力端移动的速度等于物体升高速度的n倍，已知在相等时间内绳端A、B移动相同的距离，可知绳端A、B移动的速度相等，设其大小为v，则由v绳＝nv物可知，钩码上升的速度分别为：v甲＝ v，v乙＝ v，所以两钩码上升的速度：v甲＞v乙，A错误；
提升钩码的重力相同，且滑轮的重力相同，不计绳重及摩擦，拉力F＝ (G＋G动)，绳端的拉力分别为：F甲＝ (G＋G动)，F乙＝ (G＋G动)，则绳端的拉力F甲＞F乙，B错误；绳端拉力F甲＞F乙，绳端A、B移动相同的距离，由W＝Fs可知拉力做的总功W甲总＞W乙总，即甲滑轮组的总功比乙多，C错误；忽略绳重和摩擦，机械效率η＝
因为提升钩码的重力相等，动滑轮的重力相等，所以动滑轮和滑轮组的机械效率相等，D正确。
【答案】D
14．【中考?江苏徐州】工人用杠杆将重为180 N的物体匀速提升0.5 m，做了100 J的功。求：
(1)提升物体做的有用功。
(2)该杠杆的机械效率。
解：提升物体做的有用功：W有用＝Gh＝180 N×0.5 m＝90 J；
该杠杆的机械效率：η＝ ×100%＝ ×100%＝90%。
15．【2021·江苏扬州期末】在九年级物理拓展课上，李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景，设置了如图所示的滑轮组来提升重450 N的装修材料，若他用250 N的拉力在20 s内，将绳自由端移动
了12 m，则：(不计绳重和摩擦，g取
10 N/kg)
(1)拉力的功率是多少？
解：(1)绳子自由端移动的速度为v＝ ＝0.6 m/s，
所以拉力的功率P＝Fv＝250 N×0.6 m/s＝150 W。
(2)提升重450 N的材料时，此滑轮组的机械效率是多少
由图可知，该滑轮组的绳子有效段数为3，
所以装修材料上升的高度为h＝ ＝4 m，
该滑轮组的有用功为W有＝Gh＝450 N×4 m＝1 800 J，
该滑轮组的总功为W总＝Fs＝250 N×12 m＝3 000 J，
所以滑轮组的机械效率为
η＝ ×100%＝ ×100%＝60%。
(3)若绳子能承受的最大拉力为 400 N时，此滑轮组的机械效率最大可提高到多少？
用250 N的拉力提升重物，绳子自由端移动12 m的过程中额外功为W额＝W总－W有＝3 000 J－1 800 J＝1 200 J，
在绳子能承受的最大拉力为400 N时，绳子自由端同样移动12 m，此过程中，额外功为克服动滑轮重力所做功，W额′＝W额，滑轮组的总功为W总′＝F′s＝400 N×12 m＝4 800 J，
该滑轮组的有用功为
W有′＝W总′－W额′＝4 800 J－1 200 J＝3 600 J，
该滑轮组的机械效率为
η′＝ ×100%＝ ×100%＝75%。
16．【安徽池州贵池区三模】如图，一滑轮重50 N，下端悬吊一个重100 N的物体，在竖直向上拉力F的作用下，物体在2 s内匀速上升了2 m(不计绳的重力和摩擦)，则拉力F＝______N，该滑轮提升物体的机械效率为______。
【答案】250；80%
【点拨】图中是一个动滑轮，动力作用在轴上，不计绳的重力和摩擦，由力的平衡条件可得拉力：
F＝2G＋G轮＝2×100 N＋50 N＝250 N；
拉力端移动距离：s＝ h＝ ×2 m＝1 m，
使用滑轮时做的有用功：W有用＝Gh＝100 N×2 m＝200 J，
拉力做的总功：W总＝Fs＝250 N×1 m＝250 J，
该滑轮提升物体的机械效率：
η＝ ×100%＝ ×100%＝80%。