机械效率第一课时.docx
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机械效率第一课时.docx
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机械效率第一课时
简单
1.小红用塑料桶从井中打水;小军把不小心掉进井中的塑料桶打捞上来。
在这两个情形中水桶中都有水。
那么下列分析中正确的是( )
A.两个情形中,两人对水做的功都是有用功
B.两个情形中,两人对水做的功都是总功
C.两个情形中,两人对水做的功都是额外功
D.小红对水做的功是有用功,小军对水做的功是额外功
答案:
D
解析:
小红的目的是提水,所以对水做的功是有用功.但是对桶又不得不做功,则对桶做的是额外功.
小军同学的目的是提桶,所以对桶做的功是有用功.但是对水又不得不做功,则对水做的是额外功.
故选D
2.小明同学的体重为500N,他用重为10N的水桶提着重100N的水登上5m高的教室使用,在这一过程中,他做的有用功和额外功分别是( )
A.500J50JB.500J2550J
C.550J2500JD.3000J50J
答案:
B
解析:
①有用功为W有用=Gh=100N×5m=500J;
②额外功为W额=G0h=(500N+10N)×5m=2550J.
故选B.
3.简单机械的机械效率高是指( )
A.有用功多B.额外功少
C.总功多D.有用功占总功的比例高
答案:
D
解析:
机械效率是有用功跟总功的比值,所以机械效率高是指有用功在总功中所占的比例高.选项A、B、C均不正确,选项D正确.
故选D.
4.如图所示,建筑工人用动滑轮把重为600N的物体匀速提升3m,人所用的拉力F为400N,则利用动滑轮提升重物时的机械效率是( )
A.75%B.100%C.67%D.33%
答案:
A
解析:
用一个动滑轮拉重物,物体提升3m,绳端须拉动6m.
η=W有用/W总=Gh/Fs=600N×3m/400N×6m=75%
故选A.
5.一台起重机将3600N的货物提高4m,如果额外功是9600J,则该起重机做的有用功和起重机的机械效率分别是()
A.1.44×104J40%B.9.6.×103J60%
C.1.44×104J60%D.3.6×104J60%
答案:
C
解析:
W有用=Gh=3600N×4m=1.44×104J.
η=W有用/W总=1.44×104J/1.44×104J+9600J=60%.
故选C.
6.如图所示,斜面长5m,高1m,工人用沿斜面方向400N的力把重1600N的木箱匀速推到车上,推力对木箱做的功以及斜面的机械效率分别是()
A.2400J66.7%B.2000J80%
C.2400J80%D.2000J66.7%
答案:
B
解析:
(1)W=Fs=400N×5m=2000J;
(2)W有=Gh=1600N×1m=1600J;
η=W有/W×100%=1600J/2000J×100%=80%.
故选B.
7.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,机械功率越大
C.有用功越多,效率越高
D.做功越快的机械,功率越大
答案:
D
解析:
A、机械做功越快,表示功率越大,单位时间内做的功越多,但机械效率不一定就高,故A说法不对;
B、机械效率是指有用功占总功的百分比,与是否省力没有必然的联系,故B说法不对;
C、效率指有用功占总功的比值,有用功多,如果额外功更多,而效率不一定高,故C说法不对;
D、机械做功越快,表示功率越大,故D说法正确.
故选D.
8.甲吊车比乙吊车的机械效率高,当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时,则( )
A.甲吊车的电动机做的有用功较多
B.乙吊车的电动机做的额外功较多
C.甲吊车的电动机做的总功较多
D.甲、乙两吊车的电动机做的总功相同
答案:
B
解析:
A、分析知甲乙吊车做的有用功相同.此选项错误,不符合题意;
B、两辆吊车做的有用功相同,乙吊车做的额外功较多,所以乙的效率较低.此选项正确,符合题意;
C、已知甲吊车的机械效率高,有用功相同,如果甲吊车的总功较多就与效率高矛盾.此选项错误,不符合题意;
D、两吊车做的有用功相同,如果总功也相同,则机械效率相同.此选项错误,不符合题意.
故选B.
9.如图甲所示,王大叔正吃力地把一重物送往高台,放学回家的小鹏看见后急忙前去帮忙.他找来一块木板,搭成图乙所示的斜面,结果非常轻松地把重物推到了高台上.关于这两种方法,下列说法中正确的是( )
A.王大叔克服重力做功较多
B.两人做同样多的有用功
C.小鹏做功的功率要大些
D.甲、乙两种情况下的机械效率一样
答案:
B
解析:
A、B、这两种方法,都把重物推到了高台上,两人做同样多的有用功,克服重力做功相同.选项A错误、选项B正确;
C、功率等于功与时间是比值,由于题中没有给出时间,不能确定哪个做功的功率大.此选项错误;
D、由于乙中情况需要克服摩擦做功,所以乙种情况下的机械效率小.此选项错误.
故选B.
10.如图所示的剪刀剪纸时的机械效率为80%,这表示( )
A.若作用在剪刀的动力是1N,则阻力是0.8N
B.若作用在剪刀的阻力是1N,则动力是0.8N
C.若作用在剪刀的动力做功1J,则有0.2J的功用于剪纸
D.若作用在剪刀的动力做功1J,则有0.8J的功用于剪纸
答案:
D
解析:
AB、剪刀可以看做是一个杠杆,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2知,要比较动力或阻力大小,必须知道动力臂和阻力臂.A、B选项都错误;
CD、利用剪刀的目的是剪纸,所以剪纸做的功是有用功.由机械效率为80%知,如果动力做功1J,有0.8J是用于剪纸.C选项错误,D选项正确.
故选D.
简单可以看做是一个杠杆根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2知,要比较动力或阻力大小,必须知道动力臂和阻力臂。
A、B选项错误
11.某建筑工地上,起重机的吊臂部分为滑轮组,现用该起重机将质量相同的水泥板吊往高处.若第一次、第二次、第三次分别将一块、两块、三块水泥板吊往某高处,三次起重机做的额外功分别为3000J、4000J、5000J,机械效率分别为η1、η2、η3,则下列关系式正确的是( )
A.η1>η2>η3B.2η2>η1+η3C.2η2=η1+η3D.2η2<η1+η3
答案:
B
解析:
设一块水泥板重G牛顿,提高的高度为h米,那么有以下关系式:
12.使用机械时,若额外功小于有用功,则该机械的机械效率( )
A.大于0.5B.小于0.5C.大于1D.等于0.5
答案:
A
解析:
有用功占总功的比值叫机械效率,总功等于有用功和额外功的和,
因此机械效率η=W有用/W总=W有用/W有用+W额外
,若额外功小于有用功,则机械效率一定大于0.5.
故选A.
13.有两个人利用斜面共同将木箱拉上汽车,为了提高斜面的机械效率,下列做法中可取的是( )
A.以较快的速度将木箱匀速拉上汽车
B.以较慢的速度将木箱匀速拉上汽车
C.改由一个人将木箱拉匀速上汽车
D.板长不变,改用光滑的斜面板,将木箱匀速拉上车
答案:
D
解析:
由机械效率公式η=Gh/FL×100%可知,要想提高机械效率应减小拉力的功,如果板长不变,则应使拉力减小,A、B、C三项中物体都是匀速运动的,故拉力都应是相等的,只有D项,在光滑的斜面上匀速拉动物体,没有了摩擦力,拉力变小,拉力的功减小,故机械效率增加.
故选D
14.一人用200N的拉力,将重440N的物体,沿斜面方向将它匀速拉上长5m、高2m的斜面,设该斜面的机械效率为η,斜面对物体的摩擦力为f,则有( )
A.η=40%,f=80NB.η=50%,f=50N
C.η=88%,f=24ND.η=60%,f=48N
答案:
C
解析:
拉力做的总功W总=FL=200N×5m=1000J,而有用功W有=Gh=440N×2m=880J.
则效率为η=W有/W总×100%=880J/1000J×100%=88%.
运动过程中消耗的功为W=W总-W有=120J,则摩擦力做功120J,由W=fL得:
f=W/L=120J/5m=24N.
故选C.
15.有两个人利用斜面共同将木箱拉上汽车,为了提高斜面的机械效率,下列做法中可取的是( )
A.以较快的速度将木箱匀速拉上汽车
B.以较慢的速度将木箱匀速拉上汽车
C.改由一个人将木箱拉匀速上汽车
D.板长不变,改用光滑的斜面板,将木箱匀速拉上车
答案:
D
解析:
由机械效率公式η=Gh/FL×100%可知,要想提高机械效率应减小拉力的功,如果板长不变,则应使拉力减小,A、B、C三项中物体都是匀速运动的,故拉力都应是相等的,只有D项,在光滑的斜面上匀速拉动物体,没有了摩擦力,拉力变小,拉力的功减小,故机械效率增加.
故选D
难
1.机械甲的机械效率比机械乙的机械效率高,这表明( )
A.甲做的有用功比乙做的有用功多
B.甲做的总功比乙做的总功少
C.做相同的总功,甲做的有用功比乙做的有用功多
D.做相同的总功,甲做的有用功比乙做的有用功少
答案:
C
解析:
根据机械效率定义,知:
在没有确定总功或有用功两个量中一个相等时,没法比较另一个的大小,故A、B选项不对;
而C、D选项总功相等,甲的机械效率高,甲做的有用功多;
故选C.
2.如图,邻居大叔正吃力的把一重物送往高台,小翔看见后急忙前去帮忙,他找来一块木板,搭成图乙所示的斜面,结果轻松地把重物推到了高台上.关于这两种方法,下列说法正确的是( )
A.甲乙机械效率是一样的B.大叔克服重力做功较多
C.两人做同样多的有用功D.小翔做功的功率要大些
答案:
C
解析:
(1)甲是用手直接对物体做功,效率为100%;乙是利用斜面对物体做功,此时需要克服摩擦力做额外功,效率小于100%;所以两者的机械效率不相等,故A错.
(2)甲乙都是把相同的物体提高相同的高度,根据W=Gh可知,两者所做的有用功相等,故B错、C正确.
(3)根据P=W/t可知,功率的大小不仅与做功的多少有关,还与做功的时间有关,而两者做功的时间不知,所以无法比较两者功率的大小关系,故D错.
故选C.
3.两台机械完成的有用功之比W1:
W2=4:
7,它们的机械效率分别为η1=60%,η2=75%,则两台机械所做总功之比为( )
A.5:
7B.7:
5C.16:
35D.35:
16
答案:
A
解析:
由η1=60%,η2=75%可知:
η1:
η2=4:
5.而η=W有用/W总,所以W总=W有用/η.
有用功W1:
W2=4:
7,则总功W1总:
W2总=4/4:
7/5=5:
7
故选A.
4.如图所示,已知滑轮重20N,用甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体,用的拉力分别为F甲、F乙,机械效率分别为η甲、η乙则( )(绳重和摩擦不计)
A.F甲=F乙;η甲=η乙B.F甲<F乙;η甲<η乙
C.F甲>F乙;η甲<η乙D.F甲>F乙;η甲>η乙
答案:
D
解析:
(1)由图可知,甲滑轮是定滑轮,绳重和摩擦不计,使用该滑轮不省力,所以拉力等于物体的重力,F甲=G=100N;
乙滑轮是动滑轮,绳重和摩擦不计,使用该滑轮可以省一半的力,即拉力等于物体和滑轮总重力的一半,F乙=1/2(G+G动)=1/2×(100N+20N)=60N,所以:
F甲>F乙;
(2)两幅图中的W有是克服物体重力做的功是相同的,但乙图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功,比甲图中做的总功要多,所以结合机械效率公式η=W有用/W总×100%可知,有用功相同时,总功越大的,机械效率越小,所以η甲>η乙.
故选D.
5.某施工工地上,技术革新小组将一个滑轮组改进后提高了机械效率,用它把同样的物体匀速提升同样的高度,改进后和改进前相比,则( )
A.总功不变,有用功增加了
B.总功不变,额外功减小了
C.额外功减小了,有用功不变
D.额外功不变,有用功增加了
答案:
C
解析:
把同一物体匀速提升同样的高度,
由W=Gh可知:
利用滑轮组做的有用功相同,
滑轮组改进后提高机械效率,
由η=W有/W总×100%可知:
改装后滑轮组做的总功减少,
由W总=W有+W额知:
改装后利用滑轮组做的额外功减少;
由上述分析得出,A、B、D都错,C正确.
故选C.
6.如图所示,在斜面上拉一重50N的木块到0.3m高处,木块沿斜面向上移动了1m,共耗时5s,已知拉力为20N,则拉力的功率和此斜面的机械效率分别为()
A.4W75%B.3W75%C.4W60%D.3W60%
答案:
A
解析:
(1)有用功:
W有=Gh=50N×0.3m=15J,
拉力做的总功:
W总=Fs=20N×1m=20J,
拉力的功率:
P=W/t=20J/5s=4W;
(2)斜面的机械效率:
η=W有/W总×100%=15J/20J×100%=75%.
故选A.
7.利用如图所示的杠杆将重为3N的物体缓慢匀速提高10cm,手的拉力F为2N,手移动的距离s为30cm.则杠杆的机械效率为( )
A.22%B.33%C.50%D.67%
答案:
C
解析:
有用功为W有用=Gh=3N×0.1m=0.3J
拉力所做的功为W总=Fs=2N×0.3m=0.6J;
杠杆的机械效率为η=W有用/W总×100%=0.3J/0.6J×100%=50%.
故选C.
8.如图所示,在探究“斜面的机械效率”的实验中,以下说法正确的是( )
A.用弹簧测力计沿斜面向上拉木块时,不要求匀速
B.斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率
C.物体的重力影响斜面的机械效率
D.斜面的倾斜程度越大,沿斜面所用的拉力越小
答案:
B
解析:
A、为了保证弹簧测力计的示数稳定,就要让木块做匀速直线运动,该选项说法不正确;
B、其他条件一定时,斜面倾斜程度越大,机械效率越高,该选项说法正确;
C、在斜面倾角θ不变时,斜面的机械效率与重力无关,该选项说法不正确;
D、斜面倾斜程度越大,越费力,该选项说法不正确.
故选B.
9.骑自行车上陡坡时,有经验的同学会沿“s”型路线骑行,这样做的目的是( )
A.缩短上坡过程中所走的路程
B.减少上坡过程中所做的功
C.缩短上坡过程中所用的时间
D.减小上坡过程中所施加的力
答案:
D
解析:
A、上坡时,自行车上升的高度不变,走S形路线所走的路线较长,故A错误;
B、使用任何机械都不省功,故B错误;
C、速度一定,走S形路线所走的路线较长,所用的时间较长.故C错误;
D、上坡时,走S形路线所走的路线较长,相当于增长了斜面的长度,斜面越长越省力.故D正确.
故选D.
10.粗糙斜面高度为h,长为l,用沿斜面向上的力把重为G的物体由斜面底端匀速拉到斜面顶端的过程中,拉力做的功为W,则正确的是( )
A.拉力大小为hG/l
B.拉力大小为W/l
C.物体所受摩擦力大小为hG/l
D.物体所受摩擦力大小为F-hG/l
答案:
B
解析:
(1)斜面长L,拉力做的功为W.
∵W=FL,
∴拉力F=W/L.
所以B选项正确,A错误;
(2)拉力做的总功W=Gh+fL,
所以摩擦力f=W-Gh/L.所以C、D错误.
故选B.
11.一个重为G的物体分别沿如图所示的左右两个斜面,被推上同一个平台,如果沿两个斜面推动物体时所受摩擦力一样大,那么两个斜面相比( )
A.用左斜面省力少,机械效率比右高
B.用右斜面省力多,机械效率比左高
C.两个斜面做的有用功一样,效率也一样
D.条件不足,无法判断
答案:
A
解析:
∵左斜面倾斜角度大于右斜面,
∴用右斜面更省力;
由题知,沿两个斜面推动物体时所受摩擦力一样大,f1=f2,L1<L2,
∵W额=fL,
∴利用两个斜面做额外功:
W额1<W额2,
∵W有用=Gh,G、h相同,
∴利用两个斜面做的有用功:
W有用1=W有用2,
∵W总=W有用+W额,
∴利用两个斜面做的总功:
W总1<W总2,
∵η=W有用/W总,
∴利用两个斜面的效率η1>η2.
由上述分析可知,用左斜面省力少,机械效率比右高.
故选A.
12.关于斜面,下列说法正确的是( )
A.斜面高度相同时,斜面越陡,斜面的机械效率越高
B.斜面高度相同时,斜面越陡,斜面的机械效率越低
C.斜面高度相同时,斜面越陡,则越省力
D.斜面高度相同时,斜面长度越长,则越费力
答案:
A
解析:
(1)斜面高度相同时,用斜面提升物体做的有用功相同,斜面越陡,物体对斜面的压力会减小,所以摩擦力会减小,克服摩擦力做的额外功就会减小,有用功不变,此时的机械效率会提高;故A正确;故B错误;
(2)斜面高度相同时,斜面倾斜程度越大,斜面越短,越费力,故C、D错误.
故选A.
13.某人用10牛的拉力,沿斜面将重为16牛的物体匀速地拉上长为4米,高为2米的斜面顶端.该斜面的机械效率η及斜面对物体的摩擦力f大小分别为( )
A.η=O.5,f=8牛B.η=O.5,f=2牛
C.η=0.8,f=8牛D.η=O.8,f=2牛
答案:
D
解析:
W有用=Gh=16N×2m=32J,
W总=Fs=10N×4m=40J,
η=W有用/W总=32J/40J=80%;
∵W总=W有用+W额,
∴W额=W总-W有用=40J-32J=8J,
∵W额=fs,
∴f=W额/s=8J/4m=2N.
故选D.
14.通过“探究斜面”活动的研究,你发现有没有既省力又省距离的机械( )
A.一定有
B.一定没有
C.现有没有,但将来可能有
D.无法得出结论
答案:
B
解析:
通过对不同机械的研究,我们发现:
省力的机械费距离,省距离的机械费力,没有即省力又省距离的机械.
故选B.
15.小明和兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究斜面的机械效率,同学们对实验过程和装置发表了下列不同的看法,其中正确的有( )
A.匀速拉动木块时,拉力与摩擦力是一对平衡力
B.斜面的机械效率与木块被拉动的距离是无关的
C.匀速拉动木块的过程中,木块的机械能是不变的
D.匀速拉动时,木块是不需要克服摩擦力做额外功的
答案:
B
解析:
A、物块在斜面上匀速运动时,沿斜面向上受到拉力作用,沿斜面向下受到摩擦力和重力沿斜面的分力作用,所以拉力和摩擦力不是平衡力,故A错误;
B、因为斜面的机械效率为η=W有/W总=Gh/FS,而木块匀速运动时,拉力F和物重G不变,h与S的比值也不变,所以η不变,故B正确;
C、机械能包括动能和势能,而木块匀速运动,所以动能不变;但是物体的高度在增加,所以木块的重力势能增大,故木块的机械能增大,故C错误;
D、因为物体沿斜面上升时,要克服摩擦力做功,故D错误.
故选B.
16.小明在“探究杠杆的机械效率与哪些因素有关”时,
猜想A:
可能与悬挂重物位置有关.
猜想B:
可能与物体的质量有关.
为此设计了以下三个方案:
(1)在A处悬挂质量不同的钩码
(2)在A、B两处悬挂质量不同的钩码
(3)在A、B两处悬挂质量相同的钩码.
下列说法正确的是( )
A.
(1)方案能探究猜想AB.
(2)方案能探究猜想B
C.(3)方案能探究猜想AD.(3)方案能探究猜想B
答案:
C
解析:
探究杠杆的机械效率与哪些因素有关时,若探究杠杆的机械效率与悬挂重物位置是否有关,需控制物体的质量不变,所挂位置发生变化,因此(3)方案能探究猜想A;
若探究杠杆的机械效率与物体质量是否有关,需控制所挂物体的位置不变,物体的质量发生变化,因此
(2)方案不能探究猜想B.
故选C.
17.
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
答案:
C
解析:
A、不考虑绳重和摩擦,克服动滑轮的重力做的功就是额外功,提起1000N和2000N的重物,有用功是不同的,所以滑轮组的机械效率是不相同;
B、用同一滑轮组,动滑轮的重是一样的,克服动滑轮的重做的额外功就是一样的;
C、额外功相等,有用功是不同,所以总功也是不同的;
D、用的是同一个滑轮组,绳子股数是相同的,物体上升的高度都是5m,所以绳子末端移动的距离都等于物体上升高度的n倍.
故选C.
18.
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