推荐123机械效率习题2含答案Word文档下载推荐.docx
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4.有一人用同一滑轮组分别将重1000N和2000N的物体匀速提升5m,动滑轮重200N,不计绳重和摩擦,则上述两种情况中错误的说法是( )
A.滑轮组的机械效率不相等
B.人做的额外功相等
C.人做的总功相等
D.绳子自由端移动的距离相等
5.(2013年南通中考题)如图1所示,用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮,使挂在下面重为G的物体缓慢上升,动滑轮的重力不可忽略,现改变物体的重力G,则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合图2中的( )
图1
A.B.C.D.
图2
6.(2013年武汉中考题)如图3所示,利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体,拉力F的大小为30N。
若物体和地面之间的摩擦力大小为45N,则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为( )
图3
A.45N、50%
B.45N、75%
C.60N、50%
D.60N、75%
7.如图4所示,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,摩擦力可以忽略不计,在物体匀速上升的过程中( )
图4
A.甲图省力,机械效率甲图大
B.甲图省力,机械效率一样大
C.乙图省力,机械效率乙图大
D.乙图省力,机械效率一样大
二、填空和计算题
8.如图5所示,在测定杠杆机械效率的实验中,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置,测力计的示数F为
N,测力计上升的高度s为0.2m.物块重G为1.5N,物块上升的高度h为0.3m,则杠杆的机械效率为
%,使用该杠杆做额外功的一个原因是
。
9.建筑工地上,工人用如图6所示的装置将重为230N的建材从地面匀速送到6m高处,所用拉力为125N,时间为20s。
求:
(1)工人做的有用功;
(2)工人做的总功;
(3)此过程中该装置的机械效率;
(4)工人做功的功率。
10.如图7,小王站在高3m、长6m的斜面上,将重200N的木箱沿斜面匀速从底端拉上顶端,拉力大小恒为120N,所花时间是10s。
(1)木箱沿斜面方向的运动速度。
(2)小王对木箱做功的功率。
(3)斜面的机械效率。
11.某型号挖掘机的质量3000kg,两履带与地面接触的总面积1.5m2。
挖掘机在6s内将装满铲斗质量为0.75t的泥石送到岸边,挖掘深度h=2m。
(如图8乙所示)(取g=10N/kg)求:
(1)挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压强多大?
(2)挖掘机每挖一次泥土并水平移送到岸边,对泥土做功多少?
(3)若发动机的总功率是20kw,挖泥土过程中挖掘机的机械效率多大?
。
12.某科技小组设计的提升重物的设备如图9甲所示。
图中水平杆CD与竖直杆EH、DI组合成支架固定在水平地面上。
小亮站在地面上通过滑轮组提升重物,滑轮组由动滑轮Q和安装在水平杆CD上的两个定滑轮组成。
小亮以拉力F1匀速竖直提升物体A的过程中,物体A的速度为υ1,滑轮组的机械效率为ηA。
小亮以拉力F2匀速竖直提升物体B的过程中,物体B的速度为υ2,滑轮组的机械效率为ηB。
拉力F1、F2做的功随时间变化的图像分别如图9乙中①、②所示。
已知:
υ1=3υ2,物体A的体积为VA,物体B的体积为VB,且3VA=2VB,物体A的密度为ρA,物体B的密度为ρB,且8ρA=7ρB。
(不计绳的质量,不计滑轮与轴的摩擦)求:
机械效率ηB与ηA之差。
三、实验题
13.在做“测滑轮组机械效率”的实验中,小强和同学们组装了如图10所示的甲、乙两个滑轮组(每只滑轮重都相同,不计摩擦和绳重)。
(1)对于甲图所示的滑轮组,如果没有刻度尺,只要测出钩码重G,然后竖直向上匀速拉动弹簧秤使钩码升高,从弹簧秤上读出拉力值F,即可算出该滑轮组的机械效率η=
。
(2)比较甲、乙两滑轮组的机械效率,可知η甲
η乙(选填:
>、<或=)。
(3)实验后小强猜想,对于同一滑轮组(例如图乙),它的机械效率也可能不是固定的,于是他用实验进行了探究,并证明自己的猜想是正确的。
你认为小强应采用的正确方法是什么?
答:
14.小华看到工人利用斜面把货物推到车上,联想到上物理课时老师讲过的知识,小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关?
小华提出了以下的猜想:
A.斜面的机械效率可能与物体的重力有关
B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关
小华同学为了证实自己的猜想是否正确,于是他用同一块木板组成如图11所示的装置进行了实验探究,记录的实验数据如下表:
实验
次数
斜面倾角θ
物块重量
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长
S/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
斜面的机械效率
1
30°
5.0
0.6
4.2
1.2
3.0
2
2.5
1.8
60%
3
45°
0.8
2.8
2.4
3.4
71%
(1)在实验操作过程中,应沿斜面向上________拉动木块;
实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向_________移动(填“左”或“右”)。
(2)根据表格中数据,第①次实验斜面的机械效率为_______%,第②次实验中总功为______J。
(3)通过对比实验①、②数据,可验证小华的猜想_________(填写字母);
通过对比实验②、③数据,可以得出的探究结论是:
__________________________。
(4)除了小华的猜想以外,请你猜想斜面的机械效率还可能与______(写出一个)有关。
15.某实验小组利用图12示装置研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下:
①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码,在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计,使杠杆保持水平;
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持0点位置不变),在此过程中弹簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2
回答下列问题:
(1)杠杆机械效率的表达式为η=____________。
(用已知或测量的物理量符号表示)
(2)本次实验中,若提升的钩码重一定,则影响杠杆机械效率的主要因素是:
___________
(3)若只将钩码的悬挂点由A移至C,O、B位置不变,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
答案
1.答案:
D
解析:
功率是单位时间内做的功,表示的是做功的快慢,机械效率是指有用功与总功的比值,两者没有必然的联系,故A说法不正确。
机械效率高说明有用功与总功的比值大,与机械省不省力无关,故B说法不正确。
机械效率是指有用功与总功的比值,机械效率越低,有用功与总功的比值小,不能说明做的功越少,故C说法不正确。
使用任何机械,除了做有用功外,都不可避免地要做额外功,所以有用功总小于总功,机械效率是指有用功与总功的比值,所以机械效率总小于1,故D说法正确。
2.答案:
B
只有在总功不变的情况下,增加有用功才会提高机械效率,只说增加有用功的说法不够严密,故A错;
减小机械间的摩擦可以有效地减小额外功,是可行的办法,故B正确;
在有用功不变的情况下,减小总功可以提高机械效率,但只说减小总功的说法不够严密,故C错;
使用最省力的机械只能说明其省力,但不能说明其额外功的情况,有时甚至额外功会更大,故D错。
3.答案:
甲吊车的机械效率比乙吊车的机械效率高,说明甲吊车所做的有用功在总功中占的比值比乙吊车大;
把相同质量的物体提高相同的高度,根据公式W有用=Gh=mgh可知:
两辆吊车所做的有用功相同;
机械效率不同,是因为做的额外功不同,导致总功不同。
4.答案:
C
不计绳重和摩擦也就是说只考虑动滑轮的重,克服动滑轮的重力做的功就是额外功,用同一滑轮组说明两次所用的是一个动滑轮,所以两次做的额外功是相等的,拉2000N的物体时做的有用功当然多,有用功在总功所占的比例就越大,机械效率就高。
同一个滑轮组,绳子股数是相同的,物体上升的高度都是5m,所以绳子自由端移动的距离都等于物体上升高度的n倍。
5.答案:
从题可知,动滑轮的重力不可忽略,则克服动滑轮的重力所做的功为额外功(绳重和摩擦产生的额外功较小,此处可不考虑)。
机械效率公式可进一步推导:
可以看出,随着物体的重力G增大,机械效率公式中的分母越小,所以机械效率η增大。
因为机械效率η与物体的重力G不是正比例函数关系,所以不可能是图A。
6.答案:
①物体在水平地面上做匀速运动,则此时A处绳子的拉力与物体与地面之间的摩擦力是一对平衡力,即A处的拉力大小为FA=f=45N。
②本题中,拉力F所做的功为总功,克服物体摩擦力所做的功为有用功。
从图可知,有2段绳子与动滑轮相连,则绳子自由端移动距离S=2S物,滑轮组的机械效率为。
7.答案:
(1)分析左图滑轮组的结构,得出承担物重的绳子股数n=3。
分析右图可知承担物重的绳子股数n=2。
因摩擦力可以忽略不计,根据,所以甲图省力。
(2)假设两种情况下把物体提示相同的高度,则两种情况下有用功相同,根据W总=W有用+W额外,要比较二者的机械效率,只要比较额外功即可。
在摩擦力忽略不计时,额外功就等于提升动滑轮做的功。
由于动滑轮和提升高度相同,所以额外功相同,故机械效率相同。
8.答案:
2.5
90%
使用该杠杆做额外功的一个原因是克服杠杆转动时的摩擦做功(或克服杠杆自重做功)。
(1)对弹簧测力计进行读数时,需看清弹簧测力计的分度值,然后根据指针位置进行读数,弹簧测力计的分度值是0.1N,读数是:
2.5N。
(2)在实验中,弹簧测力计向上拉力做的功是总功,克服钩码重力做的功是有用功。
因为杠杆自身有重力,提升物体的同时也要提升杠杆,即克服杠杆自重做功,就有了额外功。
同时杠杆绕支点转动时也要克服摩擦力做功。
(3)使用该杠杆做额外功的一个原因是克服杠杆转动时的摩擦做功(或克服杠杆自重做功)。
9.答案:
(1)
(2)
(3)
(4)
(1)工人做的有用功就是滑轮组克服重物重力做的功;
(2)工人做的总功等于所用拉力与绳端移动距离的乘积,注意绳子自由端移动的距离是物体升高距离的2倍;
(3)装置的机械效率可以直接利用公式计算;
(4)工人做功的功率应该是工人做的总功的功率。
10.答案:
(3),
(1)木箱沿斜面方向的运动速度可以直接利用速度公式计算。
(2)小王对木箱做功的功率应该是总功的功率,而不是有用功。
(3)先计算有用功,再计算斜面的机械效率就容易了。
11.答案:
(1)挖掘机静止时对地面的
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