知识预习05 机械效率
1.有用功:为达到目的必须做的功。
2.额外功:为达到目的不需要做但不得不做的功。
3.总功:为达到目的实际做的功W总= W有+W额。(有用功小于总功,因此机械效率小于百分之一百)
4.机械效率:有用功与总功的比值η= W有/ W总。
5、滑轮组的机械效率与提升物重、滑轮自重、绳的摩擦有关,与提升高度、提升速度与绕线方式无关。
斜面的机械效率与光滑程度、倾斜程度有关。
轮轴的轮越大、轴越细,轮轴的机械效率越大。
一、选择题
1. 如图所示,小明用桶把一些沙子运上三楼。在此过程中( )
A.小明克服自身重力所做的功是总功 B.小明克服沙子重力所做的功是有用功
C.小明克服沙子重力所做的功是额外功 D.小明克服桶的重力所做的功是有用功
2.下列关于机械效率说法正确的是( )
A.机械做功越快,机械效率就越高
B.省力越多的机械,机械效率越大
C.单位时间做功越多的机械,效率越高
D.额外功在总功中占比例越小的机械效率越高
3.总功是300J,额外功是30J,则有用功和机械效率分别是( )
A.270J,10% B.330J,90% C.270J,90% D.330J,10%
4. 用动滑轮提升重物时,做了420J的有用功,若滑轮的机械效率是70%,则额外功等于( )
A.680J B.150J C.180J D.200J
5. 一台机器的机械效率为80%,当它完成1000J的总功时,所做的有用功为( )
A.1000J B.800J? C.400J D.200J
6.在斜面上拉一个重4.5N的物体到高处,沿斜面向上的拉力为1.8N,斜面长s=1.2m,高h=0.3m。则提升重物所做的有用功和该斜面的机械效率分别为( )
A.2.16J 37.5% B.5.4J 62.5%
C.1.35J 62.5% D.1.35J 37.5%
7. 如图所示,用两个滑轮分别匀速提升A、B两个物体,拉细绳的力F大小相等,在相同时间内,物体上升的距离也相等,绳重及摩擦不计,滑轮的质量小于物体的质量,甲的有用功为,机械效率为,拉力的功率为;乙的有用功为,机械效率为,拉力的功率为.比较甲、乙两个装置可知( )
A.>
B.<
C.< <
D.= <
8. 如图所示,重80N的物体,在拉力F的作用下2s内匀速上升了0.4m,动滑轮重20N,不计绳重及摩擦,则下列计算结果正确的是( )
A.拉力的大小为40N
B.绳子自由端移动距离为1.2m
C.拉力F的功率为20W
D.滑轮组的机械效率为67%
9. 下列几种方法中,可以提高机械效率的是( )
A.有用功一定,增大额外功 B.额外功一定,增大有用功
C.有用功一定,增大总功 D.总功一定,增大额外功
二、填空题
10. 某机械的效率为50%,表示该机械做功时,_____功在总功中的比例为50%,使用任何机械时。机械效率总是小于_____。
11. 因为有用功总_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)总功,所以机械效率总小于1.滑轮组的机械效率越高,说明额外功在总功中所占的比例就_____(选填“越大”或“越小”)。
12. 当你用桶从井中提水时,你对桶做的功是_____;如果桶掉进井里,从井捞桶时,桶里带着一些水,这时你对桶做的功是_____,对水做的功是_____(均选填“总功”、“额外功”或“有用功”)。
13. 将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端(如图所示)。已知斜面长1.2m,高为0.4m,斜面对物体的摩擦力为0.3N(物体的大小可忽略不计)。则在上述过程中有用功为_____J,额外功为_____J,沿斜面向上的拉力大小为_____N
14. 起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m,而它的电动机所做的功是2.4×1J,起重机提升重物所做的有用功是_____J,起重机的机械效率是_____。(g=10N/kg)
15.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_____。
16. 利用杠杆把一重200N的物体提高0.1m,用了100N的拉力。拉力作用点沿力的方向移动了0.25m,则拉力对机械所做的功是_____,机械克服阻力所做的功是_____,使用此杠杆时的机械效率是_____。
17. 一滑轮组的机械效率为80%,当做了40J的额外功时,做的总功是_____J.如果被提升的重物为80N,则重物被提升了_____m。
三、实验探究题
18.某综合实践小组用图示装置探究“斜面机械效率”,实验记录如下:
实验次数
物体种类
物重G/N
斜面高h/cm
沿斜面的
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
0.7
90
(1)沿斜面拉动物体时,使其做_____运动。
(2)表格中第二次实验机械效率的数据是_____。
(3)由实验可以得出初步结论:斜面倾斜程度相同时,_____越小,机械效率越大。
19. 用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。
(1)实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数F为_____N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为_____%.请写出使用该杠杆做额外功的一个原因:_____。
(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,一位同学用该实验装置,先后将钩码挂在A、B两点,测量并计算得到下表所示的两组数据:
次数
钩码
悬挂点
钩码总重
G/N
钩码移动距离
h/m
拉力
F/N
测力计移动距离
s/m
机械效率
η/%
1
A点
1.5
0.10
0.7
0.30
71.4
2
B点
2.0
0.15
1.2
0.30
83.3
根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论?答:_____;请简要说明两条理由:①_____;②_____。
如果杠杆粗细均匀,不考虑摩擦,由第2次实验,可知杠杆自重_____N。
20. 如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装,测得的实验数据如下表:
实验次数
物重G/N
物体上升高度h/m
拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6%
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7%
3
4
0.1
1.8
0.3
(1)请用笔画线代替绳子,在图中画出绳子绕法;
(2)根据表中数据分析,实验过程中,第3次实验中滑轮组的机械效率是_____%;
(3)若在第3次实验中,物体上升的速度为0.1m/s,则拉力F的功率为_____W;
(4)分析表中实验数据可知,同一滑轮组,物重_____,滑轮组的机械效率越高;
(5)创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了3次实验,每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值,则创新小组测量值偏大的原因可能是_____。(填字母)
A.测量时拉动的距离较大
B.滑轮与转轴的摩擦较大
C.所使用的动滑轮的重力小于智慧小组
D.弹簧测力计每次拉动物体时速度较大
知识预习05 机械效率答案
1、B
D
C
C
B
C
A
C
B
有用;100%
小于;越小
额外功;有用功;额外功
1.8;0.36;1.8
1.5×10 4 ;62.5%
F 1 =F 2 >F 3 ;η 3
25J;5J;80%
200;2
(1)匀速直线;(2)95.2%;(3)摩擦力
(1)0.5;66.7;由于使用杠杆时需要克服杠杆?重做功;(2)不能;两次实验时钩码没有挂在同?位置;仅根据?次对比实验所得结论是不可靠的;0.4
(1)见下图;(2)74.1;(3)0.54;(4)越大;(5)C