12.3.2机械效率同步类型题（有答案）
文档属性
| 名称 | 12.3.2机械效率同步类型题（有答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 440.5KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-07-14 13:03:58 | ||
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文档简介
中小学教育资源及组卷应用平台
12.3.2机械效率同步类型题
类型一：在空气中提升物体
．如图所示，用滑轮组提升重物时，用大小为F1的拉力将重400N的物体在10s内匀速提升了2m，已知动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），则滑轮组的机械效率为_________%，拉力F1做功的功率为_________W，如利用该装置使该物体沿竖直方向匀速下降时，绳子自由端的拉力为F2，则F1_________F2（选填“大于”、“等于”或“小于”）．
．如图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，使重800N的建筑材料A在50s的时间里，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W有，卷扬机对绳子的拉力F做功的功率为200W。绳重可忽略不计。
求：（1）有用功W有；（2）动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率η。
第1题图
第2题图
第3题图
第4题图
．工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材重量变化的图像如图乙，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N/kg。
（1）若某次运送建材的质量为50kg，则建材的重力是多少？
（2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为200N，求拉力的功率；
（3）当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是多大？
．如图所示，是起重机吊臂上滑轮组的示意图．用该滑轮组将一些规格相同的石板匀速提升到2m高的平台上，若每块石板的重力均为1.2×104N．当滑轮组一次提升一块石板时，钢丝绳的拉力F的功率为3000W，此时滑轮组的机械效率为80%，不计摩擦和钢丝绳的重力，求：
（1）在此过程中，石板匀速上升时的速度是多少？
（2）若该滑轮组一次匀速提升两块石板到同一平台上，则此时钢丝绳的拉力F是多少？
类型二：在水中提升物体
．如图所示，物体浸没在水中，工人用200N的拉力F在10s内将重为400N的物体匀速提升2m，物体没有露出水面，此时滑轮组的机械效率是80%，不计绳重和摩擦，g=10N/kg，则下列说法中正确的是
A．物体露出水面前，工人匀速提升重物时拉力的功率为40W
B．物体在水中受到的浮力为320N
C．物体的体积为8×10-3m3
D．物体露出水面后，此滑轮组提升该物体的机械效率将小于80%
第5题图
第6题图
第7题图
．用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M质量为76kg，M的体积为3×10-3m3，在M物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小．求：（g=10N/kg）
（1）求物体M的重力？
（2）求动滑轮下端挂钩上的绳子拉力？
（3）求滑轮组提升重物的机械效率？
．小雨通过如图甲所示滑轮组将水中物体匀速提升至空中，他所用拉力F与绳子自由端移动的距离s的关系图像如图乙所示．其中物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为85%．每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力．求：
（1）物体在空中上升1m，小雨做的功是多少？
（2）每个滑轮的重力是多少？
（3）物体的密度是多少？
．如图甲所示是使用汽车打捞水库中重物的示意图，汽车通过定滑轮牵引水下一个质量均匀分布的正方体重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度v＝0.1m/s向右运动。图乙是此过程中汽车拉力F跟时间t变化的图像。设t＝0时汽车开始提升重物，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，g取10N/kg。求：
（1）水库水的深度；（2）重物的密度；（3）整个打捞过程中汽车的最小功率。
第8题图
第9题图
．用滑轮组与电动机结合使用可节省人力，提高工作效率。如图所示，是一业余打捞队打捞某密封箱子的示意图，已知电动机工作时拉绳子的功率为1100W保持不变，箱子质量300kg、体积0.1m3，每个滑轮重200N，水深6m，水面离地面4m，将箱子从水底提到地面时，用时间24s（不计绳重、摩擦和水的阻力，取g=10N/kg）。求:
（1）箱子在水底时下表面受到水的压强。
（2）电动机把箱子提升到地面做的总功。
（3）整个打捞过程中，滑轮组机械效率的最大值。
（4）整个打捞过程中，箱子上升的最大速度。
类型三：水平移动物体
．利用图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是
A．重力做的功是有用功
B．拉力F1做的功是额外功
C．绳子自由端的拉力F做的功是总功
D．该滑轮的机械效率可能等于100%
．如图所示，用20N的力F拉着重为100N的物体，使其沿水平面以2m/s的速度匀速运动了5s，若每个滑轮重10N，忽略绳重和滑轮轴的摩擦，则下列说法正确的是
A．拉力F做的功为200J
B．拉力F的功率为120W
C．滑轮组对物体做的有用功为400J
D．滑轮组对物体所做有用功的功率为60W
．在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如图．为了尽快疏通道路，交警只用了30s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场．若故障车被拖离的速度是6m/s，绳子自由端的拉力F是500N，该装置的机械效率是80%．求：
（1）故障车在30s内通过的路程；
（2）拉力F在30s内所做的功；
（3）故障车在被拖离过程中受到的阻力．
第10题图
第11题图
第12题图
第13题图
．如图20所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体．已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1m．当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦．求：
（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；
（2）动滑轮的重力；
（3）物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率．
．某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组（物体与动滑轮用绳子a连接）匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从200N开始逐渐增加，直到组装滑轮组的绳子b被拉断，每次物体拉动的距离均为2m。通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图像如图乙。（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）求：
（1）动滑轮重力。
（2）当滑轮组的机械效率为80%，物体以0.2m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率。
（3）一个重500N的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子b，请你通过计算分析他能否实现？
类型四：综合效率问题
．质量为3t的小型载重汽车，额定功率为100kW，车上装有6t的砂石．汽车先以10m/s的速度在平直公路上以20kW的功率匀速行驶了10min，消耗汽油1.2kg，然后又以额定功率用了2min的时间，将砂石从山坡底运送到50m高的坡顶施工现场．g取10N/kg．试问：
（1）1.2kg的汽油完全燃烧放出的热量为多少？（已知汽油的热值为4.5×107J/kg）
（2）汽车在平直公路上匀速行驶时，受到的阻力为多少？
（3）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少？
1：80%
100
等于
2：（1）8000J（2）80%
3：（1）500N（2）80W（3）600N
4：（1）0.2m/s
（2）9000N
5：C
6：（1）760N（2）730N（3）91.25﹪
7：（1）800J
（2）60N
（3）1.7×103kg/m3
8：（1）水库水的深度为4m；
（2）重物的密度为4.5×103kg/m3；
（3）整个打捞过程中汽车的最小功率为3.5×103W．
9：（1）6×104Pa
（2）2.64×104J
（3）93.75%
（4）0.5m/s
10：C
11：D
12：（1）180m（2）2.7×105J（3）1200N
13：（1）2N
(2)2N
（3）1.2W
14：（1）由图乙可知，当f1=200N时，﹪
W有用1=fs
由于不计绳重及绳与滑轮间的摩擦
W额外=G动s
∴
W总1=fs+G动s
∵
∴
﹪
∴G动
=200N
（2）当﹪时，﹪
∴f2=800N
∴W有2=f2s=800N×2m=1600J
∵
∴
∵
∴
（3）由图乙可知，当f3=1600N时，绳子刚好被拉断，由于不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，且物体做匀速直线运动
∴绳b承受的最大拉力
∴
因为人的重力为500N，竖直匀速拉动，所以绳子对人的最大拉力为人的重力，根据力的作用是相互的，故人给绳子的最大拉力为500N，由于绳子b承受的最大拉力大于人给绳子的最大拉力，所以该同学不能拉断绳子b。
15：（1）汽油放出的热量：Q＝mq＝1.2kg×4.5×107J/kg＝5.4×107J
（2）汽车匀速行驶时牵引力做的功：W＝Pt＝20×103W×600s＝1.2×107J
由功的计算公式，可得牵引力：
由于汽车做匀速运动，则受到的阻力：f＝F＝2000N
（3）有用功：W有＝mgh＝6×103kg×10N/kg×50m＝3×106J
总功：W总＝P额t＝1×105W×2×60s＝1.2×107J
则机械效率：
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精品试卷·第
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12.3.2机械效率同步类型题
类型一：在空气中提升物体
．如图所示，用滑轮组提升重物时，用大小为F1的拉力将重400N的物体在10s内匀速提升了2m，已知动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），则滑轮组的机械效率为_________%，拉力F1做功的功率为_________W，如利用该装置使该物体沿竖直方向匀速下降时，绳子自由端的拉力为F2，则F1_________F2（选填“大于”、“等于”或“小于”）．
．如图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，使重800N的建筑材料A在50s的时间里，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W有，卷扬机对绳子的拉力F做功的功率为200W。绳重可忽略不计。
求：（1）有用功W有；（2）动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率η。
第1题图
第2题图
第3题图
第4题图
．工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材重量变化的图像如图乙，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N/kg。
（1）若某次运送建材的质量为50kg，则建材的重力是多少？
（2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为200N，求拉力的功率；
（3）当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是多大？
．如图所示，是起重机吊臂上滑轮组的示意图．用该滑轮组将一些规格相同的石板匀速提升到2m高的平台上，若每块石板的重力均为1.2×104N．当滑轮组一次提升一块石板时，钢丝绳的拉力F的功率为3000W，此时滑轮组的机械效率为80%，不计摩擦和钢丝绳的重力，求：
（1）在此过程中，石板匀速上升时的速度是多少？
（2）若该滑轮组一次匀速提升两块石板到同一平台上，则此时钢丝绳的拉力F是多少？
类型二：在水中提升物体
．如图所示，物体浸没在水中，工人用200N的拉力F在10s内将重为400N的物体匀速提升2m，物体没有露出水面，此时滑轮组的机械效率是80%，不计绳重和摩擦，g=10N/kg，则下列说法中正确的是
A．物体露出水面前，工人匀速提升重物时拉力的功率为40W
B．物体在水中受到的浮力为320N
C．物体的体积为8×10-3m3
D．物体露出水面后，此滑轮组提升该物体的机械效率将小于80%
第5题图
第6题图
第7题图
．用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M质量为76kg，M的体积为3×10-3m3，在M物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小．求：（g=10N/kg）
（1）求物体M的重力？
（2）求动滑轮下端挂钩上的绳子拉力？
（3）求滑轮组提升重物的机械效率？
．小雨通过如图甲所示滑轮组将水中物体匀速提升至空中，他所用拉力F与绳子自由端移动的距离s的关系图像如图乙所示．其中物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为85%．每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力．求：
（1）物体在空中上升1m，小雨做的功是多少？
（2）每个滑轮的重力是多少？
（3）物体的密度是多少？
．如图甲所示是使用汽车打捞水库中重物的示意图，汽车通过定滑轮牵引水下一个质量均匀分布的正方体重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度v＝0.1m/s向右运动。图乙是此过程中汽车拉力F跟时间t变化的图像。设t＝0时汽车开始提升重物，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，g取10N/kg。求：
（1）水库水的深度；（2）重物的密度；（3）整个打捞过程中汽车的最小功率。
第8题图
第9题图
．用滑轮组与电动机结合使用可节省人力，提高工作效率。如图所示，是一业余打捞队打捞某密封箱子的示意图，已知电动机工作时拉绳子的功率为1100W保持不变，箱子质量300kg、体积0.1m3，每个滑轮重200N，水深6m，水面离地面4m，将箱子从水底提到地面时，用时间24s（不计绳重、摩擦和水的阻力，取g=10N/kg）。求:
（1）箱子在水底时下表面受到水的压强。
（2）电动机把箱子提升到地面做的总功。
（3）整个打捞过程中，滑轮组机械效率的最大值。
（4）整个打捞过程中，箱子上升的最大速度。
类型三：水平移动物体
．利用图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是
A．重力做的功是有用功
B．拉力F1做的功是额外功
C．绳子自由端的拉力F做的功是总功
D．该滑轮的机械效率可能等于100%
．如图所示，用20N的力F拉着重为100N的物体，使其沿水平面以2m/s的速度匀速运动了5s，若每个滑轮重10N，忽略绳重和滑轮轴的摩擦，则下列说法正确的是
A．拉力F做的功为200J
B．拉力F的功率为120W
C．滑轮组对物体做的有用功为400J
D．滑轮组对物体所做有用功的功率为60W
．在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如图．为了尽快疏通道路，交警只用了30s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场．若故障车被拖离的速度是6m/s，绳子自由端的拉力F是500N，该装置的机械效率是80%．求：
（1）故障车在30s内通过的路程；
（2）拉力F在30s内所做的功；
（3）故障车在被拖离过程中受到的阻力．
第10题图
第11题图
第12题图
第13题图
．如图20所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体．已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1m．当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦．求：
（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；
（2）动滑轮的重力；
（3）物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率．
．某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组（物体与动滑轮用绳子a连接）匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从200N开始逐渐增加，直到组装滑轮组的绳子b被拉断，每次物体拉动的距离均为2m。通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图像如图乙。（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）求：
（1）动滑轮重力。
（2）当滑轮组的机械效率为80%，物体以0.2m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率。
（3）一个重500N的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子b，请你通过计算分析他能否实现？
类型四：综合效率问题
．质量为3t的小型载重汽车，额定功率为100kW，车上装有6t的砂石．汽车先以10m/s的速度在平直公路上以20kW的功率匀速行驶了10min，消耗汽油1.2kg，然后又以额定功率用了2min的时间，将砂石从山坡底运送到50m高的坡顶施工现场．g取10N/kg．试问：
（1）1.2kg的汽油完全燃烧放出的热量为多少？（已知汽油的热值为4.5×107J/kg）
（2）汽车在平直公路上匀速行驶时，受到的阻力为多少？
（3）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少？
1：80%
100
等于
2：（1）8000J（2）80%
3：（1）500N（2）80W（3）600N
4：（1）0.2m/s
（2）9000N
5：C
6：（1）760N（2）730N（3）91.25﹪
7：（1）800J
（2）60N
（3）1.7×103kg/m3
8：（1）水库水的深度为4m；
（2）重物的密度为4.5×103kg/m3；
（3）整个打捞过程中汽车的最小功率为3.5×103W．
9：（1）6×104Pa
（2）2.64×104J
（3）93.75%
（4）0.5m/s
10：C
11：D
12：（1）180m（2）2.7×105J（3）1200N
13：（1）2N
(2)2N
（3）1.2W
14：（1）由图乙可知，当f1=200N时，﹪
W有用1=fs
由于不计绳重及绳与滑轮间的摩擦
W额外=G动s
∴
W总1=fs+G动s
∵
∴
﹪
∴G动
=200N
（2）当﹪时，﹪
∴f2=800N
∴W有2=f2s=800N×2m=1600J
∵
∴
∵
∴
（3）由图乙可知，当f3=1600N时，绳子刚好被拉断，由于不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，且物体做匀速直线运动
∴绳b承受的最大拉力
∴
因为人的重力为500N，竖直匀速拉动，所以绳子对人的最大拉力为人的重力，根据力的作用是相互的，故人给绳子的最大拉力为500N，由于绳子b承受的最大拉力大于人给绳子的最大拉力，所以该同学不能拉断绳子b。
15：（1）汽油放出的热量：Q＝mq＝1.2kg×4.5×107J/kg＝5.4×107J
（2）汽车匀速行驶时牵引力做的功：W＝Pt＝20×103W×600s＝1.2×107J
由功的计算公式，可得牵引力：
由于汽车做匀速运动，则受到的阻力：f＝F＝2000N
（3）有用功：W有＝mgh＝6×103kg×10N/kg×50m＝3×106J
总功：W总＝P额t＝1×105W×2×60s＝1.2×107J
则机械效率：
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