12.3机械效率
一、单项选择题(共7小题;共35分)
1.
下列关于功率的说法中正确的是
?
A.
功率大的机器做的功一定多
B.
功率大的机器做功时间一定短
C.
功率大的机器做功一定快
D.
功率大的机器机械效率一定高
2.
采取下列措施,可以增大机械效率的是
?
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
3.
甲、乙两个机械,功率
、效率
,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.
甲机械中的摩擦比较大
D.
甲机械的输出功率
与输入功率
之比大于乙机械的
与
之比
4.
如图用一个动滑轮把一个重为
的沙袋从地面提高到
的脚手架上,所用的力
是
,则该动滑轮
?
A.
可以改变力的方向
B.
可以省功
C.
做的有用功为
D.
机械效率为
5.
如图所示,工人用滑轮或滑轮组提升重物,每只滑轮质量均相同,若把同一货物匀速提升相同的高度(不计绳子和滑轮间的摩擦),下列说法正确的是
?
A.
使用丙滑轮组与使用丁滑轮组一样省力
B.
使用丁滑轮组最省力
C.
其中机械效率最高的是丙滑轮组
D.
其中机械效率最高的是乙滑轮
6.
甲、乙两个滑轮组如图所示,其中的每一个滑轮的重量都相同,用它们分别将重物
、
提高相同的高度,不计绳重和摩擦,下列说法中正确的是
?
A.
若
,则拉力做的总功相同
B.
若
,则甲的机械效率大于乙的机械效率
C.
若
,则拉力做的有用功相同
D.
用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变
7.
利用如图所示的杠杆将重为
的物体缓慢匀速提高
,手的拉力
为
,手移动的距离
为
。则杠杆的机械效率为
?
A.
B.
C.
D.
二、双项选择题(共1小题;共6分)
8.
用同一滑轮组分别把
和
的重物匀速提高
,如果两种情况下的额外功相等,则
?
A.
所做的总功不相等
B.
所做的有用功不相等
C.
两次的机械效率相等
D.
两次用于拉绳子的力相等
三、填空题(共5小题;每空2分,共28分)
9.
暖水瓶重
,内装
的水,小明同学从一楼打水送到二楼,暖水瓶在此过程中升高了
,小明做的有用功是
?
,额外功是
?
,总功是
?
。
10.
用滑轮组将一个重为
的物体匀速提升
,由图可知,绳端受到的拉力
为
?
,绳端移动的距离
为
?
,滑轮组的机械效率
为
?。
11.
小强利用如图所示的滑轮组去拉物体,使重为
的物体
在
内沿水平方向匀速移动了
,若
所受地面的摩擦力
,小强所用拉力
,则拉力
的功率为
?
,该装置的机械效率是
?。
12.
填写下表中各种机械做额外功的原因。
13.
如图所示,在斜面上拉一重
的木块到
高处,木块沿斜面向上移动了
,共耗时
,已知拉力为
,则拉力的功率为
?
,此斜面的机械效率为
?。
四、计算题(共2小题;14题16分,15题15分,共31分)
14.
用如图所示的滑轮组匀速提升重为
的物体,此人对绳子的拉力为
,不计绳重和摩擦。
(1)求滑轮组的机械效率。
(2)如果人的体重为
,那么他用此滑轮组所提升物体的重力不能超过多少?
15.
某建筑工地为了搬运建材,采用的滑轮组示意图如图所示。钢丝绳的拉力
由电动机提供。此滑轮组在
内将质量为
的建材匀速提升了
,拉力
所做的功为
,不计绳重和摩擦,
取
。
(1)求滑轮组的机械效率。
(2)求钢丝绳移动的速度。
(3)此滑轮组的机械效率小于
的原因是什么?
答案
1.
C
【解析】功率等于功和做功时间的比值,功率大,时间不确定,做功的多少不确定,A选项错误;
功率大,做功多少不确定,做功时间长短不确定,B选项错误;
功率是比较物体做功快慢的物理量,功率大,说明做功快,C选项正确;
功率和机械效率之间没有关系,D选项错误。
2.
C
【解析】因为总功是有用功与额外功之和,机械效率是有用功在总功中所占的比值,所以提高机械效率的办法应当是在有用功一定时,减小额外功,此时有用功在总功中所占的比值就增大,机械效率就得到了提高。
3.
D
4.
D
【解析】动滑轮可以省力,但不能改变用力的方向,A选项错误;使用动滑轮不能省功,B选项错误;有用功,C选项错误;动滑轮上有两段绳子,所以拉力移动的距离是物体升高高度的倍,,总功,机械效率,D选项正确。
5.
D
【解析】由图丙可知,绳子的有效股数为
,图丁中绳子的有效股数为
,由
可知,把同一货物匀速提升相同的高度(不计绳子与滑轮间的摩擦)时,使用丙滑轮组比使用丁滑轮组更省力,故A、B
不正确;
由
可知,把同一货物匀速提升相同的高度时做的有用功相同,因甲、丙、丁中都需要提升动滑轮而做额外功,而乙中不需要,所以,由
可知,乙滑轮的机械效率最高,故C不正确,D正确。
6.
B
【解析】本题综合考查功、机械效率等知识,难度中等。将重物提升一定高度所做的功是有用功,若
,则将两重物提升相同的高度所做的有用功相同,若不计绳重和摩擦,使用图中机械所做的额外功是克服动滑轮重力做的功,由于使用乙装置需提升更多的动滑轮,需克服动滑轮重力做更多的额外功,因此乙图中拉力做的总功更大,A项错误;在有用功相同时,总功越大,机械效率越低,B项正确;若
,将两重物提升相同的高度时,重物越重,克服重物的重力做的有用功就越多,C项错误;同一机械的机械效率也不是固定的,增大所提升的物重,就能够在做额外功一定的条件下多做有用功,机械效率也就越大,D项错误。
7.
C
【解析】杠杆提升重物时,对重物做的功为有用功,即
,拉力做的功为总功,即
,因此杠杆的机械效率
。
8.
A,
B
【解析】两重物的重力大小不同,提升的高度相同,故滑轮组对两重物所做的有用功不相等;
又因两种情况下额外功相等,故所做的总功不相等;机械效率为有用功占总功的比值,故两次的机械效率不相等;
物重不相同,用同一滑轮组,用于拉绳子的力不相同。
综上所述,选项A、B正确,C、D错误。
9.
;
;
【解析】此时小明对水做的功为有用功,即
,小明对暖水瓶做的功为额外功,即
,
。
10.
;
;
(或
)
【解析】从图中弹簧测力计示数可看出,此时绳端受到的拉力大小为
;
有三股绳与动滑轮相连,当物体上升
时,拉力端移动的距离为
;滑轮组的机械效率为
。
11.
【解析】由图可知,拉力移动的距离
和物体移动的距离
的关系:
,
拉力
的功率:
;
装置的机械效率:
。
12.
杠杆的重力、摩擦力;摩擦力;动滑轮重力、摩擦力;动滑轮重力、摩擦力
13.
;
【解析】有用功
,拉力做的总功
,拉力的功率
。
斜面的机械效率
。
14.
(1)
【解析】滑轮组的机械效率
。
??????(2)
【解析】设动滑轮重为
,由
,即
,得
。
设提升的最大物重为
,人的体重为
,此时绳的拉力为
,则
。
因为
,则所能提起物体的最大重力为
。
15.
(1)
【解析】有用功
,总功
,机械效率
。
??????(2)
【解析】钢丝绳移动时间
,钢丝绳移动距离
,钢丝绳移动速度
。
??????(3)
效率小于
的原因是要克服动滑轮重力做额外功
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