12.3《机械效率》同步练习题
一、单选题
6452615467105用如图所示的滑轮组把重 100N 的物体匀速提升 0.5m,所用的拉力是 80N,下列说法正确的是( )
总功是 50J,有用功是 80J
有用功是 50J,额外功是 20J
总功是 100J,有用功是 80J
总功是 80J,机械效率是 62.5%
已知甲、乙两种机械在做功过程中,甲的机械效率比乙的机械效率大,这表明( )
3832859133603A. 甲做功比乙做功快 B. 甲做的有用功比乙做的有用功多
4035552132588C. 甲做的有用功与总功的比值比乙大 D. 甲做的额外功比乙做的额外功少
一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改 进前相比( )
388772364290A. 有用功减少,总功减少 B. 有用功增加,总功增加
3883152133603C. 有用功不变,总功不变 D. 有用功不变,总功减少
利用四个相同的滑轮,组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把质量相等的重物 G 提升了相同的高度,所用的拉力分别为 F 甲、F 乙 , 机械效率分别是η甲、η乙(忽略绳重与摩擦), 下列关系正确的是( )
121941495328
249326467182390905967182533857167182A. F 甲<F 乙 B. F 甲>F 乙 C. η甲<η乙 D. η甲>η乙
如下左图所示,不计摩擦,把重 G =16N 的物体匀速提起,所用的拉力 F =10N,则关于该动滑轮的说法中错误的是( )
379475969468A. 动滑轮重 4N B. 该动滑轮的机械效率为 80%
12512034286784299203257936C. 使该用动滑轮要费距离 D. 提升物体的速度越快,机械效率越高
如上右图所示,不计绳重和摩擦,拉力 F 是 125N,在 10s 内将重物匀速提升 2m,此时滑轮组的机械效率是 80%,则下列说法正确的是 ( )
403555267183A. 动滑轮重是 50N B. 物体重是 375N
3982211134238C. 拉力 F 的功率是 25W D. 拉力 F 做的功是 750J
如下左图,用滑轮组提升重物时,重 800N 的物体在 10s 内匀速上升了 1m.已知拉绳子的力 F 为 500N,则提升重物的过程中( )
379475969469A. 绳子自由端被拉下 3m B. 做的有用功是 800J
147066031546737947593718553819144132587C. 拉力 F 的功率是 80W D. 滑轮组的机械效率是 60%
如上右图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等,用它们分加紧将所挂重物在相等时间 内竖直向上匀速提升相同高度.若 G1=G2 , 所用竖直向上的拉力分别为 F1 和 F2 , 拉力做功的功率分别为 P1 和 P2 , 两装置的机械效率分别为η1 和η2(忽略绳重和摩擦).则下列选项正确的是( )
366064769849A. F1>F2 η1<η2 P1<P2 B. F1>F2 η1=η2 P1=P2
3654552124840C. F1<F2 η1<η2 P1<P2 D. F1<F2 η1>η2 P1>P2
分别用如下左图所示的两个滑轮组,将同一物体提升到相同高度。若物体受到的重力为
100N,动滑轮的重力为 10N。把物体匀速提升 1m 的过程中,(不计绳重和摩擦)下列说法不正确的是( )
甲、乙两滑轮组所做的有用功都是 100J
甲滑轮组拉力所做的总功为 200J,乙滑轮组拉力所做的总功为 300J
甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力不相等
甲、乙两滑轮组的机械效率均为 90.9%
13853161039354070603103935
如上右图所示,用甲乙两种装置匀速提升同一重物,若每个滑轮重相同,不计摩擦及绳 重,则下列说法正确的是( )
393192066171A. 甲较省力,机械效率较低 B. 乙较省力,机械效率较低
3924300134238C. 甲较省力,机械效率较高 D. 乙较省力,机械效率较高
如下左图所示是“再探动滑轮“的实验装置,下列说法正确的是( )
3383279134238A. 使用这个滑轮可以省距离 B. 使用这个滑轮可以改变力的方向
C. 使用这个滑轮一定省一半力 D. 钩码重力越大,用该滑轮匀速提升它时的机械效率也越大
24993601448354309871182935
如上右图所示,斜面长 s=4m,高 h=2m,用平行于斜面向上的 7.5N 的拉力将 10N 重的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端,则( )
366979169735A. 斜面的机械效率是 75% B. 物体所受的额外功为 20J
3721608133604C. 物体所受的摩擦力等于拉力 D. 斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度有关
利用如图所示的三种装置把重 100N 的物体匀速升高,所用拉力分别为 30N、80N、40N, 这时三种装置的机构效率η1、η2、η3 之间的关系是( )
262585112636440355521263645422391126364A. η1>η2>η3 B. η1<η3<η2 C. η1=η2<η3 D. η1<η2<η3 14.小聪测量了如下左图所示的滑轮组的机械效率,他先后进行了两次实验,将钩码分别匀 速竖直提升 h1 和 h2 的高度(h1>h2).对两次实验中一些物理量进行比较,正确的是(其中 s 为绳子自由端通过的距离,H 为动滑轮上升的高度)( )
12329162271844166615388728249478868688378409168688509168468688A. s1=s2 B. H1=H2 C. η1=η2 D. W 有用 1=W 有用 2
如上右图所示,用完全相同的两个滑轮组,分别将重力为 G1、G2 的两个物体匀速提升相同的高度,若 G1>G2 , 提升重物所做的有用功分别为 W1、W2 , 机械效率分别为η1、η2 , 则下列判断正确的是( )
253288868459390905968459528370868459A. W1>W2 η1=η2 B. W1>W2 η1>η2 C. W1>W2 η1<η2 D. W1=W2 η1>η2
二、填空题
山区常见的盘山公路可以看作是我们学过的一种简单机械: ;但使用任何机械都不能省 .
如图所示,小明用一个滑轮组匀速提升重为 200N 的物体,物体在 4s 内上升 2m 的过程中,人所用的拉力为 125N.此过程中,小明做的有用功是 J,拉力的功率是
W,滑轮组的机械效率是 .
1143000126759
机械效率是 和 的比值,它可以用公式η= 表示,使用任何机械都不可地要做 功,因此,有用功总是 总功,机械效率总是 . 19.小明思考“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系?”。他在用同一木板做的斜面上,做匀速直线拉动物块的探究实验,如图,并记录实验数据如下:
1143000109939
实验
次数
斜面倾
斜程度
物重
G/N
物体上升
高度 h/m
拉力
F/N
物体移动
距离 S/m
有用功
W 有/J
总功
W 总/J
机械
效率
1
较缓
5.0
0.10
1.6
0.5
0.50
0.8
63%
2
较陡
5.0
0.15
2.2
0.5
0.75
1.1
68%
3
最陡
5.0
0.25
3.3
0.5
将表格中的空白数据填上。
通过对上述实验数据的分析,你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越陡, 越 。
通过对上述实验数据的分析,你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是: ;
如果小明还想要探究斜面的机械效率与物体重力的关系,请你与他一起来完成实验:
①实验时应控制不变的条件是 、 ;
②实验时需要的测量仪器有: 、 。
1143000581659小明在 30s 内用 600N 的拉力 F 把 900N 的重物沿斜面向右上方匀速拉动 3m,此过程中重物高度上升 1.5m,拉力 F 做功的功率是 W,此过程中斜面的机械效率是 .
一台起重机在 10 s 内将重为 3 600 N 的货物匀速提高了 4 m,起重机做的有用功是
J。若起重机做的额外功是 9 600 J,则机械效率是 ,起重机的功率是
W。
11430001309242小明用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”.实验时,将总重为 G 的钩码挂在杠杆A 处,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,钩码上升的高度为 h,弹簧测力计的示数为 F,其移动的距离为 S,则杠杆的机械效率η= (用题中字母表示).若将钩码移动到 B 点,仍将它匀速提升 h 的高度,则弹簧测力计的示数 F′ (>/=/<)F,杠杆的机械效率 η′ (>/=/<)η.
如图所示,搬运工人用滑轮将重为 425N 的重物匀速提升 4m,所用拉力为 250N,时间为
114300030479920s.则此过程中总功是 J,拉力的功率是 W,滑轮的机械效率是 .
如图所示,人利用滑轮组匀速提升重 960N 的重物,所用拉力为 600N,物体升高 1m;则人做的总功为 J,人做的有用功为 J,人做的额外功为 J,动滑轮重为 N,滑轮组的机械效率为 .(不计绳重及滑轮之间的摩擦)
小刚用如图所示的动滑轮提起 140N 的水桶,动滑轮重 20N(不计绳重和摩擦),小刚拉绳子的动力为 N;如果向水桶内再加入 40N 的水,提起时动滑轮的机械效率
(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
1210055111593
三、计算题
如图是用动滑轮提升货物 A 的示意图。在竖直向上的拉力 F 的作用下,使重 450N 的货物
A 在 50s 的时间里,匀速竖直上升了 10m。在这个过程中,拉力 F 做的功为 5000J.求:
121005595869
有用功 W 有;
拉力 F 的功率 P;
动滑轮的机械效率η。
如图所示,是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图,已知井深 10m, 物体重 G=4×103N,汽车重 G 车=3×104N,汽车匀速拉绳子时的拉力 F=2×103N,汽车受到的阻力为车重的 0.05 倍.请计算:
若汽车运动的速度为 1.2m/s,则将物体由井底拉至井口,需要多长时间?
滑轮组的机械效率是多少?(保留一位小数)
汽车的牵引力是多大?
将物体由井底拉至井口,汽车的牵引力做的功是多少?
1143000772794如图所示,是用动滑轮运送建筑材料 A 的示意图,在卷扬机对绳子的拉力作用下,使建筑材料 A 以 0.2m/s 的速度匀速竖直上升了 10m。在这个过程中,动滑轮提升建筑材料 A 所做的有用功为 8000J,卷扬机对绳子的拉力 F 做功的功率为 200W。求:
建筑材料 A 受到的重力 G;
动滑轮匀速提升建筑材料 A 的机械效率η。
四、实验探究题
某班同学在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”时,他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮的个数、物重和物体上升的高度等因素有关,各小组利用如图所示的装置进行验 证,杨阳那组得到的实验数据如表:
1143000251148
实验次数
物重
(N)
物体上升的高度
(m)
拉力(N)
绳子自由端移动的距离(m)
机械效率(%)
1
1
0.1
0.6
0.2
83.3
2
1
0.1
0.4
0.4
62.5
3
2
0.1
0.65
0.4
76.9
4
1
0.2
0.6
0.4
83.3
比较第 1、2 次实验数据得出:用不同的滑轮组提升相同的物体,动滑轮个数越多,
;比较第 2、3 次实验数据得出:同一个滑轮组,提升的物体越重, ;比较第 1、4 实验数据得出:同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度 .
在测拉力时,某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动,不便于读数,就让弹簧测力计处于静止状态时才读数,该同学的读数与实际相比 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”),测得机械效率 (选填“偏高”、“偏低”或“不变”),说明滑轮组的机械效率还 与 有关.
有两个组所用的动滑轮重量相同,提升的物体也相同,测的机械效率却不同,原因可能是绳子滑轮或滑轮轴之间的 不同,影响了测量结果.所以,我们在生活中经常给 各种机械加润滑油,是为了 它的机械效率.
如图所示,在”测滑轮组机械效率“的实验中,若物体重 6N.
1143000113230
实验时应沿竖直方向 拉动弹簧测力计,若物体上升高度为 10cm,此时弹簧测力计的示数如图所示,则滑轮组的机械效率是 .
若仅增加物体的重力(不计摩擦),该滑轮组的机械效率将 .(填写”变大“、” 变小“或”不变“)
在探究“滑轮组机械效率”时,小强利用两组滑轮组进行了 4 次测量,用一个动滑轮和一
个定滑轮测得前 3 组数据,用两个动滑轮和两个定滑轮测得第 4 组数据,如下表:
实验次
数
物重 G 物
/N
动滑轮重 G
动/N
钩码上升的高
度 h/m
动力
F/N
动力作用点移动的
距离 s/m
滑轮组的机械效
率η/%
1
1
0.5
0.1
0.7
0.3
47.6
2
2
0.5
0.1
1.1
0.3
60.6
3
4
0.5
0.1
2
0.3
4
4
1
0.1
0.5
50.0
5948171127647根据表中前 3 次实验数据,画出甲图中滑轮组的绕绳方法.
在实验中,测量绳端拉力 F 时,应尽量 匀速向上拉动弹簧测力计, 读出乙图中弹簧测力计的示数为 N,第 3 次实验时滑轮组的机械效率为
.
由表中第 组数据可知,同一滑轮组的机械效率与物重有关.
由表中第 3、4 组数据可知,滑轮组的机械效率与摩擦和 有关,请计算出第 3 组实验中克服摩擦所做的额外功 J.
参考答案
一、单选题
1.【答案】 D 2.【答案】 C 3.【答案】 D 4.【答案】A 5.【答案】D 6.【答案】 D
7.【答案】B 8.【答案】B 9.【答案】 B 10.【答案】 B 11.【答案】 D 12.【答案】D
13.【答案】A 14.【答案】 C 15.【答案】 B
二、填空题
16.【答案】斜面;功
17.【答案】 400;125;80%
【答案】有用功;总功;η= ;额外;小于;小于 1
【答案】 1.25 ;1.65;75.8%;费力;当物重相同时,斜面越陡机械效率越大; 斜面的倾斜程度;物体移动的距离;弹簧测力计;刻度尺
20.【答案】60;75%
21.【答案】1.44×104;60%;2400
22.【答案】 ;>;>
23.【答案】2000;100;85%
24.【答案】1200;960;240;240;80%
25.【答案】80;变大三、计算题
26.【答案】(1)解:有用功:W 有=Gh=450N×10m=4500J
3148583722503(2)解:已知拉力 F 做的功为 5000J,即 W 总=5000J, 拉力做功的功率:P= = =100W
(3)解:动滑轮的机械效率:η= = ×100%=90%
【答案】(1)由图可知,滑轮组中由 3 段绳子承担重物, 则物体上升的速度为:
v 物 = v 车 = ×1.2m/s=0.4m/s; 物体由井底拉至井口需要的时间:
t= = = =25s;
答:若汽车运动的速度为 1.2m/s,则将物体由井底拉至井口,需要 25s;
(2)滑轮组的机械效率为:
η= = = = = ×100%≈66.7%;
答:滑轮组的机械效率是 66.7%;
(3)由题意可得,汽车受到的阻力为:f=0.05G 车=0.05×3×104N=1500N;
汽车匀速直线运动,受到平衡力作用,在水平方向上,汽车受到向右的牵引力、向左的拉力、 向左的阻力作用;
由力的平衡条件可得牵引力:F 牵=F 拉+f=2×103N+1500N=3500N; 答:汽车的牵引力是 3500N;
(4)汽车运动的距离:s 车=s 绳=3h=3×10m=30m; 牵引力做功为:W 牵=F 牵s 车=3500N×30m=1.05×105J;
答:将物体由井底拉至井口,汽车的牵引力做的功是 1.05×105J.
【答案】(1)解:有用功:W 有用=8000J,W 有用=Gh , 即 8000J=G×10m ,解得 G
=800N
(2)解:由题知,卷扬机建筑材料 A 的时间为:t= ,由 P= 得拉力 F 做的功:W 总=Pt=200W×50s=10000J,使用动滑轮的机械效率:η= ×100%= ×100%=80%
四、实验探究题
【答案】(1)机械效率越低;机械效率越高;无关
偏小;偏高;运动状态
摩擦;提高
30.【答案】(1)匀速;83.3%
(2)变大
114300029730631.【答案】(1)解:如图所示:
(2)竖直;1.6;66.7%
(3)1、2、3
(4)动滑轮重;0.15