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W2,η1>
η2
C.W1<
W2,η1<
η2
D.W1>
9、如图所示,在拉力F作用下,物体A在水平桌面上以速度υ向右匀速运动了距离S,已知A的重力为G,桌面对A的摩擦力为f(滑轮及绳重不计).则下列说法不正确的是( )
A.
有用功为GS
B.
拉力做功为3FS
C.
拉力做功的功率为3Fυ
D.
装置的机械效率为
10、如图所示,用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮,使挂在下面重为G的物体缓缓上升,不计绳重和摩擦。
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的关系可能符合下列图中的(
12、如图所示,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
A.45N、50%
B.45N、75%
C.60N、50%
D.60N、75%
13、如图所示,有一斜面长为L,高为h,现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端.已知物体受到斜
面的摩擦力为f,则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是
A.η=
×
100%
B.η=
C.η=
D.η=
100%
14、分别用如图2所示的(甲)、(乙)两个滑轮组,在100s内将重为400N的物体G匀速提升10m,每个滑轮的重均为20N,不计绳重及摩擦,此过程中
A.F甲∶F乙=2∶3
η甲∶η乙=3∶2B.F甲∶F乙=3∶2
η甲∶η乙=3∶2
C.F甲∶F乙=3∶2
η甲∶η乙=1∶1
D.F甲∶F乙=1∶1
η甲∶η乙=1∶1
15、小明在剪纸时,所用剪刀的机械效率为80%,这表示
A.著作用在剪刀的动力做功1J,则有0.8J的功用于剪纸
B.若作用在剪刀的动力做功1J,则有0.2J的功用于剪纸
C.若作用在剪刀的动力是1N,则阻力是0.8N
D.若作用在剪刀的阻力是1N,则动力是0.8N
16、如图8所示,小阳利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B。
当提升物体A时,滑轮组的机械效率为75%,小阳对绳子的拉力为F1;
当提升物体B时,滑轮组的机械效率为62.5%,小阳对绳子的拉力为F2。
已知小阳的质量为65Kg,物体A的质量为90Kg。
假设在拉绳子的过程中,小阳对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上,不计绳重和摩擦。
g取10N/Kg。
则下列说法正确的是(
A.F1=500N
B.GB=600N
C.G动=200N
D.匀速提升物体A时小阳对地面的压力是50N
17、如图所示,某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为40N的物体.不计摩擦和绳重,则该动滑轮的机械效
率
(
A.小于80%
B.等于80%
C.大于80%
D.无法确定
18、用一机械效率为70%的滑轮组,将一重为2240牛顿的货物提起,所用的拉力为800牛顿,则滑轮组的组合至少由几个定滑轮和几个动滑轮组成:
A.1个定滑轮,1个动滑轮
;
B.1个定滑轮,2个动滑轮;
C.2个定滑轮,1个动滑轮
D.2个定滑轮,2个动滑轮.
二、填空题
19、如图所示,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,绳子自由端被拉下
m;
做的有用功是
J;
滑轮组的机械效率是
;
拉力F的功率是
W.
20、一辆车开进了泥潭中,司机取来一个动滑轮欲将汽车从泥潭中拉出,如图所示,若司机勇750N的拉力在5s内将汽车水平匀速拉动1m,那么司机所做的功是
J,司机做功的功率是
W,若滑轮的机械效率为60%,汽车所受地面的摩擦力是
N.
21、如图,工人用一只动滑轮将重400N的木箱匀速向上提升。
不计摩擦和滑轮重,工人所用的拉力大小为
N;
实际上,动滑轮的机械效率80%,在将木箱匀速提升50cm的过程中,需要做的有用功是_______J;
总功______J(g取10N/kg)
22、
如图所示,是一种小型千斤顶的示意图,当手往下压动摇臂时,能把重物抬高一段较小的距离。
工人在2s时间里,用100N的力,竖直向下压动摇臂50cm,把重1000N的重物匀速抬高4c
m,则所做的有用功是
J,千斤顶的机械效率是
23、如图所示,为方便残疾人上下台阶,一些公共场所设计了专用通道(斜面).沿通道上台阶和直接上台阶比较,可以_______(选填“省力”、“省距离”或“省功”),若将重600N的小车沿8m长的斜面推上1.5m高的平台,沿斜面所用的推力为150N,在此过程中斜面的机械效率为______.
25、体重为700N的小明站在地面上用图所示的滑轮组提起物体A,当物体A匀速竖直上升时,小明对地面的压强为p1,滑轮组的机械效率为η1;
在物体A的下方再加挂一个质量为60kg的物体B后(图中未画出),小明继续通过绳子使物体A和B一起匀速竖直上升,此时他对地面的压强为p2,滑轮组的机械效率为η2。
若滑轮组的摩擦及绳重均可忽略不计,且p1∶p2=3∶1,η1∶η2=9∶10,则滑轮组的机械效率η1=
%。
(取g=10N/kg)
26、如图所示,小刚站在高台上通过滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B。
假设在拉绳子的过程中,小刚对
绳子的拉力与对高台的压力始终在同一直线上,不计绳重和摩擦。
已知小刚的质量为50kg,物体A的质量为54kg,物体B的质量为84kg,动滑轮的质量为6kg。
当提升物体A时,滑轮组的机械效率为
,此时小刚对高台的压力是
当提升物体B时,小刚拉力做功的功率为180W,则物体B上升的速度为
m/s。
(g取10N/kg)
27、如图8所示,滑轮组的机械效率为80%。
在自由端拉力F作用下,重1
600N的物体以0.1m/s的速度匀速上升,则10s内对物体做的有用功为
J,拉力的大小为
N。
28、如图所示物体A被滑轮组拉着在水平地面上5s内匀速直线运动了2m,它受到地面的摩擦阻力是96N,绳端拉力F为40N,则A物体的运动速度是
m/s,拉力F的功率是
W,该滑轮组的机械效率是
。
29、(2013•长沙)用图甲所示的滑轮组运送货物上楼,每件货物重100N,每次运送的量不定,图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象,由图可知动滑轮重为 N,当某次运送4件货物时,绳子的拉力F是 N,滑轮组的机械效率为 .(不考虑绳重和摩擦)
30、如所示,不计摩擦和绳重,用100N的力拉着重250N的物体匀速上升,物体上升的速度是0.3m/s,该滑轮组的机械效率为
,拉力做功的功率为
W。
动滑
轮
重
N,如果重物升高1m额外功是
J
31、用滑轮组匀速提升重为1920N的物体,作用于绳子自由端的拉力为600N,拉力做功的功率为1200W
,滑轮组的机械效率为80%,不计绳重和摩擦,那么重物上升的速度为
m/s;
如果使用这个滑轮组匀速提升重为3000N的物体,每段绳子承担的拉力是
33、用如图所示滑轮组匀速提升重为200N的物体,人对绳的拉力为125N,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为。
如果人的体重为700N,拉动过程中绳始终未断裂,他用此滑轮组能提升的最大物重为_________。
34、小明在探究利用杠杆做功的实践活动中,所用的杠杆是一根重为5N、质量均匀的硬棒。
他将棒的一端固定,把重为15N的重物挂在棒的中点,然后用手竖直提起棒的另一端,如图11所示。
若把重物提升了lOcm,则小明使用杠杆所做的有用功为______J,机械效率是_______。
三、实验,探究题
35、在“测滑轮组机械效率”的实验中,用同一滑轮组进行了两次实验,实验数据如下表所示
(1)表中第二次实验中有一数据是错误的,错误的数据是
,改正错误后,请将本次实验的机械效率填入表
格中的空白处。
(2)在图9中用笔画线代替细绳组装滑轮组.
(3)改正错误后,通过计算对比发现:
比较
两次实验
,滑轮组的机械效与
无关;
两次实验数据,滑轮组的机械效率与
有关。
36、某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示,第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。
(1)比较第1次实验和第2次实验,可得结论:
使用同样的
滑轮组,提起的钩码越重,滑轮组的机械效率越
。
(2)第3次实验中所
做的有用功是
J,
机械效率是______。
(3)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多,动滑轮自重增大,对动滑轮所做的额外功
(选填“增大”或“减小”)
,因而,由第2、3次实验可知:
滑轮组的机械效率与
有关。
37、在探究斜面的机械效率与倾斜程度关系的实验中,将重5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端,移动1m(如图所示),改变斜面倾斜程度进行多次实验,记录数据如上表。
(1)实验时,应控制斜面的____不变。
(2)实验过程中,用弹簧测力计拉物体在斜面上做匀速直线运动时,物体受到的摩擦力f与
拉力F的大小关系为f
F(选填“>
”、“=”或“<
”)。
(3)通过实验得出的结论是:
同一斜面的倾斜程度越大,机械效率越____,越省力。
请举出一个应用斜面省力的实例:
____。
39、
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
勾码缓缓上升。
(不考虑摩擦)
(1)实验中,将两个相同的勾码悬挂在A点匀速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η1为____.
(2)将三个相同的钩码悬挂在A点匀速提高时,该杠杆的机械效率为η2,则η2_____η1。
(填“<
”“=”或“>
”)
(3)将同一物体分别悬挂在A、B两点,匀速提高相同高度时的机械效率分别为ηA和ηB,则ηA_____ηB。
40、在“测量动滑轮机械效率”的实验中,小明先用弹簧测力计测量钩码的重力G(如图甲),再用图乙所示的动滑轮提升钩码,改变钩码的数量,正确操作,实验数据如下:
(1)图甲中弹簧测力计的示数为
N;
(2)图乙中,为了测量绳子自由端的拉力F,A同学认为应该在弹簧测力计静止时读数,B同学认为应该在缓慢匀速提升时读数,正确的是
(选填“A”或“B”)同学的方法;
(3)按照正确的测量方法,测出拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F
(选填“>
”、“<
”或“=”)G/2;
(4)第①次实验测得动滑轮的机械效率为
;
(5)第③次实验时,钩码上升的速度为0.05m/s,则拉力的功率为
W,静止时拉力F的大小
(选填“大于”、“小于”或“等于”)1.7N;
(6)由表中实验数据分析可知,同一动滑轮,所提升物重增大,机械效率将
(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
四、计算题
1、用如图所示滑轮组提升重物.人用500N的拉力F,15s内使重为900N的物体匀速上升了3m.不计绳重和摩擦,求:
(1)动滑轮的重.
(2)人拉绳子做功的功率.(3)滑轮组的机械效率.
2、某物体在竖直方向受到90N的拉力,以0.2m/s的速度匀速向上运动.(空气阻力不计)求:
(1)物体在10s内上升的距离.
(2)物体受到的重力.
(3)如图所示,若改用机械效率为80%的滑轮组,用10N的拉力使物体仍以0.2m/s的速度匀速向右移动,求10s内人对物体所做的有用功率.
3、工人用如图所示装置从6m深的井中匀速吊起一个重量是800N的物体,所用拉力为500N,2min后物体由井底升至井口,求:
(1)物体由井底升至井口工人所做的有用功;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)物体上升过程中工人做功的功率。
4、在农村常有家庭挖井取水。
小明同学用如图(甲)所示的滑轮组提土,他用20s的时间把重为140N的土从井中匀速提升4m,拉力做的功W随时间t的变化图像如
图(乙)所示。
不计绳重和摩擦,求:
(1
)有用功;
(3)拉力的大小;
5、人们利用如图20所示的滑轮组将浸没在河底的实心物体A打捞上来,物体A的密度为9.0×
103Kg/m3,体积为100dm3。
在5000N的拉力F作用下,物
体A在2s内匀速竖直上升2m(物体未露出水面),不计水的阻力,g=10N/Kg。
求:
(1)物体A受到的浮力。
(2)拉力F做功的功率。
(3)滑轮组的机械效率。
6、如图所示的滑轮组,每个滑轮等重,不计绳重和摩擦。
物体重G从200N开始逐渐增加,直到1600N时绳子被拉断。
每次都匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。
右图记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。
(1)每个滑轮重多少N?
(1分)
(2)绳子能承受的最大拉力是多少N?
(2分)
(3)当滑轮组的机械效率低于多少时,使用它将不再省力?
7、如图21所示(滑轮组的绕绳未画出),人以600N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10s,使绳端向下移
动了1
.5m、重物匀速上升了0.5m,已知滑轮组的机械效率为70%(g=10N/kg).
(1)人的拉力的功率多大?
(2)被吊起的重物质量多大?
(3)按题意画出滑轮组的绕绳.
8、学习了简单机械的有关知识后,小强同学自制了一种简易升降晾衣架,它由四个定滑轮和两个动滑轮组成,绳子的一段固定在天花板上,人用力拉绳子的自由端可以使晾衣架匀速上升,晾衣架在匀速上升过程中横梁保持水平,如图所示.将40N的衣物挂在晾衣架上,人拉绳的力为12.5N时,衣物匀速上升,忽略绳重及摩擦.求:
(1)此时该装置的机械效率;
(2)将60N的衣物挂在晾衣架上,使其匀速上升1米,人所做的总功.
9、最近,中央电视台科教频道播出了在我市拍摄的“汽车落水后如何水下逃生”的纪录片。
纪录片中,实验人员开着小车从高处落入滚滚的岷江,并在门窗紧闭的车中,尝试用不同的方法砸碎车窗玻璃逃生,惊心动魄。
为了确保实验人员的安全,摄制组精心设计了紧急救援装置,用于当实验人员无法从车中逃生时迅速吊起汽车。
现某课外活动小组,照此设计了如图所示的简单机械,模拟紧急救援落水汽车。
实验中用实心圆柱体A代替小车,已知A的体积为0.12m3,质量为210kg。
(g取10N/kg,设整个过程A均为匀速运动状态,忽略钢缆绳重及滑轮摩擦,不考虑风浪、水流等因素的影响。
(1)求A完全浸没在水中时受到的浮力是多大?
(ρ水=1.0×
103kg/m3)
(2)若A完全浸没在水中时,滑轮组的机械效率为60%。
那么A完全打捞出水面后,岸上钢绳的拉力F为多大?
(3)若A完全打捞出水面后,以0.5m/s的速度被匀速提升,求岸上钢绳拉力F的功率。
(4)从A上表面刚出水面到A完全离开水面的过程中,滑轮组机械效率如何变化?
请简述理由。
参考答案
一、计算题
1、BC
2、【解析】
试题分析:
图中使用的是滑轮组,承担物重的绳子股数n=3,则拉力F移动的速度是重物移动速度的3倍,即v′=3v;
(1)先求出拉力移动的速度,利用P==
=Fv求拉力做功的功率;
(2)根据η=
=
求出滑轮组的机械效率;
(3)绳重和摩擦不计,利用F=(G物+G轮)求出动滑轮重.
∵物体上升的速度v=0.1m/s,n=3
∴v′=3v=3×
0.1m/s=0.3m/s;
故C正确;
人拉绳做功的功率P==
=Fv′=250N×
0.3m/s=75W,故A正确;
滑轮组的机械效率:
η=
=80%;
故B正确;
∵F=(G物+G轮)
即250N=(600N+G轮)
G轮=150N,故D错误.
考点:
功率的计算;
滑轮(组)的机械效率
点评:
此题考查滑轮组绳子拉力的计算、滑轮组的机械效率、功率的计算等,由动滑轮的特点知道:
绳子自由端移动的速度与物体上升速度之间的关系是v′=3v,这是本题的突破口;
利用好P==
=Fv是本题的关键.
3、【解析】
功率是表示做快慢的物理量,功率大的做功快,即在单位时间内完成的功多。
机械效率是反映的机械做的有用功占总功的百分比,机械效率越高,其有用功与总功的比值越大。
功率与机械效率是两个不相关的物理量,功率对机械效率没有任何影响。
A选项中机械效率眼都花了高,说明有用功占总功的比值越大,做功快是指功率;
B选项中做功多,但没有说明有用功的大小;
C选项中功率大的机械做功快,做功多少还与时间有关。
功率与机械效率的区分
4、【解析】在该装置中,有用的功就是克服摩擦力所做的功,故有用功的功率为fv,故A是正确的;
拉力的功率就是用拉力F与拉力运动的速度的乘积,而物体的速度为v,由图可知,动滑轮被三股绳子拉着,故拉力的速度为3v,故拉力的功率是F×
3v=3Fv,B也是正确的;
装置的机械效率为η=
,故C不对;
额外功W额=W总-W有=F×
3s-f×
s=(3F-f)s,故D也是正确的。
功、功率及机械效率的简单计算。
5、C
6、C
解析:
物重由两段绳
子承担,因此,当物体提升1 m时,绳子的自由端应被拉下2 m,而不是3 m,选项A错误。
拉绳子的力为120 N,则两段绳子共承担了240 N,在不计绳重及摩擦时,240 N-200 N=40 N,这是动滑轮的重力,选项B错误。
滑轮组的机械效率η=
≈83.3%,选项C正确。
拉力F的功率P=
=48 W,选项D错误。
7、B
8、B
9、考点:
功的计算;
滑轮(组)的机械效率.
专题:
压轴题.
分析:
本题只有逐项算出各个物理量,所带数据错误的就是不正确的.A因为物体在水平方向上运动,所以有用功应该是摩擦力与水平方向移动的距离S的乘积,所以本选项符合题意.
解答:
解:
因为有用功等于摩擦力与水平移动的距离S的乘积,所以A不正确.
利用公式W=FS得,W拉=3FS,功率P=3FV,机械效率为:
,所以B、C、D正确.
故选A
有关计算的题型只能逐一计算,只到找到与题意相关的答案.
10、B
11、B
12、B
13、D
14、C
15、A
16、D
17、A
18、B
19、【解析】
(1)由题意可知连接动滑轮的绳子有效股数为2股,绳子自由端移动距离是物体上升距离的2倍;
(2)根据W=Gh求出工人所做的有用功,根据W=Fs和G=mg求出总功,利用机械效率公式求出机械效率.
(3)已知总功和时间,根据公式P=
可以拉力的功率.
(1)由图可知绳子有效股数n=2,
绳子自由端被拉下S=nh=2×
1m=2m;
(2)所做的有用功W有=Gh=mgh=800N×
1m=800J,
总功W=Fs=500N×
2m=1000J,
机械效率η=
100%=
100%=80%.
拉力的功率P=
=100W.
有用功和额外功;
滑轮(组)的机械效率;
功率的计算
本题考查了有用功、总功、机械效率、功率的计算,区分有用功、额外功和总功(从我们做功的目的出发,对我们有用的为有用功,对我们无用但又不得不做的功为额外功,拉力对机械做的功为总功)是本题的关键.
20、【解析】
(1)如图所示,拉动车使用的是动滑轮,故车被拉动了1m,则拉力F移动的距离为2m,利用功的公式W=Fs求出司机所做的功,再利用P=求出司机做
功的功率;
(2)知道滑轮组的机械效率,利用效率公式求摩擦力做功(有用功),再利用W=fs求摩擦力大小.
(1)车被拉动了1m,则拉力F移动的距离为2m,
司机所做的功:
W=Fs=750N×
2m=1500J,
司机做功的功率:
P==
=300W;
(2)∵η=
100%,
∴W有=ηW总=60%×
1500J=900J,
∵W有=fs,
∴f=
=900N
动滑轮拉力的计算;
本题考查了功率和功率的计算,关键是利用好滑轮组的机械效率,注意有用功为克服摩擦力做的功
21、200
200
250
40J,
80%
23、省力;
75﹪
24、864,80%;
25、75
26、90%
,
700
0.2
27、1600
500
28、0.4、48
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