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最新中考物理复习专题112+机械效率
中考物理复习专题:
11.2机械效率
一、选择题:
(每小题5分,共35分)
1.(5分)甲升降机比乙升降机的机械效率高,它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度.则( )
A.乙升降机提升重物做的有用功较多
B.甲升降机的电动机做的额外功较多
C.甲升降机的电动机做的总功较少
D.乙升降机的电动机做的总功较少
2.(5分)为了粉刷教室,需要将涂料运到五楼.工人师傅可以采用的方法有:
①用人直接搬运上去;②用定滑轮提上去;③用动滑轮提上去.在这几种方法中( )
A.最省力的是②B.最省力的是③
C.做有用功最多的是①D.机械效率最高的是③
3.(5分)下列说法正确的是( )
A.效率高的机械,功率一定大
B.使用滑轮组不仅能省力、省距离,而且能省功
C.由于额外功的存在,机械效率总小于1
D.做功越多的机械,其机械效率就一定越高
4.(5分)山区的公路多修成环绕山坡的盘山公路,这样车辆向上行驶时可以( )
A.提高功率B.提高机械效率
C.减小所必需的牵引力D.减小所做的功
5.(5分)如图所示,分别用甲、乙两套装置将同一物体匀速提升相同的高度,所用的拉力分别为F甲、F乙,它们的机械效率分别为η甲、η乙.则下列关系正确的是(不计绳重与摩擦.且动滑轮重小于物重)( )
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
6.(5分)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=
×100%
C.η=
×100%D.η=
×100%
7.(5分)用如图所示的滑轮组提起重1000N的货物,所用拉力是400N,绳的自由端被拉下2m.关于这个滑轮组工作的下列说法正确的是( )
A.总功是2000JB.额外功是100J
C.有用功是400JD.机械效率是62.5%
二、填空题(每空3分,共30分)
8.(6分)如图所示的滑轮组实验装置,钩码总重6N,弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳,由图示中可读出此时弹簧测力计对细绳的拉力为 N,则该滑轮组的机械效率 %.
9.(9分)用如图所示的滑轮组将重G=12N的物体匀速提升20cm,所用的拉力F=5N,所做的有用功为 J,机械效率为 .当改为提升17N的重物时,该滑轮组的机械效率为 .(忽略摩擦阻力)
10.(9分)将重物从长4m、高1m的斜面底部匀速推上斜面顶端.已知沿斜面所用的推力是300N,斜面的机械效率是75%,则推力做的总功是 ,推力做的有用功是 ,物体的重力是 .
11.(6分)如图所示,用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组,每个滑轮重为30N.用这个滑轮组把重300N的物体匀速提升2m,不计绳重及摩擦,则拉力F大小是 N,滑轮组的机械效率为 .
三、实验题(每空3分,共21分)
12.(21分)小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重
2N,测得的数据如下表:
物理量
实验次数
钩码总重G/N
钩码上升的高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
1.8
0.3
2
6
0.1
2.4
0.3
83%
3
4
0.1
1.4
0.5
57%
4
4
0.2
1.4
1.0
57%
(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数.
(2)第1次实验测得的机械效率为 .(结果保留两位有效数字)
(3)分析表中数据可知:
第2次实验是用 图做的;第4次实验是用 图做的.(选填“a”、“b”或“c”)
(4)分析第1、2次实验数据可知:
使用同一滑轮组, 可以提高滑轮组的机械效率;分析第1、3次实验数据可知:
使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率 .
(5)分析第3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 .
四、计算题(13小题8分,14小题6分,共14分)
13.(8分)如图所示,用滑轮组匀速提起一个重为400N的物体,物体在5s内竖直上升了2m,人拉绳的力为250N.(不计绳重及摩擦)
(1)对重物做的有用功是多少?
(2)人拉绳子做功的功率是多少?
14.(6分)现有一重为3000N的包装箱,工人师傅想把它搬到1.2m高的车厢上,他们用木板在车厢与地面之间搭成一个长度约为4m的简易斜面,如图所示,工人师傅站在地上用1200N的推力沿斜面把包装箱匀速推上车.求:
(1)该斜面的机械效率是多少?
(2)包装箱在斜面上运动时所受摩擦力多大?
中考物理复习专题:
11.2机械效率
参考答案与试题解析
一、选择题:
(每小题5分,共35分)
1.(5分)(2010•莱芜)甲升降机比乙升降机的机械效率高,它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度.则( )
A.乙升降机提升重物做的有用功较多
B.甲升降机的电动机做的额外功较多
C.甲升降机的电动机做的总功较少
D.乙升降机的电动机做的总功较少
【分析】根据题目可知甲、乙升降机所做有用功相同,而甲升降机效率高说明额外功小,也就是所做的总功要少.
【解答】解:
提升物体质量和高度相同说明甲、乙升降机做的有用功相等,故A错误.
既然甲机械效率高说明甲做的额外功少,总功也就少,故B、D错误,故选C.
【点评】解题的关键是要判断出甲、乙所做有用功相等,甲的机械效率高做的额外功少,总功少.
2.(5分)(2009•桂林)为了粉刷教室,需要将涂料运到五楼.工人师傅可以采用的方法有:
①用人直接搬运上去;②用定滑轮提上去;③用动滑轮提上去.在这几种方法中( )
A.最省力的是②B.最省力的是③
C.做有用功最多的是①D.机械效率最高的是③
【分析】用人直接搬运上去不但不省力,还要克服自身重力而用力,同时还要克服自身重力做额外功;
用定滑轮不省力也不费力,用定滑轮时需要克服摩擦力做额外功,额外功,相对其他方法较小;
用动滑轮提上去,可以节省一半的力,但需要克服摩擦和动滑轮重力做功,额外功比用定滑轮少,比用人直接搬运上去多;
三种方法的目的相同,有用功相同,额外功越小,机械效率越高.
【解答】解:
用人直接搬运上去和用定滑轮提上去都不省力,用动滑轮提上去可以省一半的力,故A错误,B正确,
都是把重物提升相同的高度,所以有用功相同,故C错误,
所做额外功最少的是用定滑轮,所做额外功最多的是用人直接搬运上去,所做的有用功相同,所以机械效率最高的是②,故D错误.
故选B.
【点评】本题考查定滑轮和动滑轮的工作特点,有用功和额外功的比较,关键知道动滑轮的工作特点是省力但费距离,定滑轮的工作特点是不能省力,但能改变力的方向,还要知道在有用功相同时影响机械效率大小的因素是额外功的大小.
3.(5分)(2014•广东模拟)下列说法正确的是( )
A.效率高的机械,功率一定大
B.使用滑轮组不仅能省力、省距离,而且能省功
C.由于额外功的存在,机械效率总小于1
D.做功越多的机械,其机械效率就一定越高
【分析】物体单位时间内做的功叫功率,它是反映做功快慢的物理量.
机械效率是有用功和总功的比值.总功等于有用功和额外功的和.
使用任何机械都不省功.
【解答】解:
A.机械效率是有用功和总功的比值,物体单位时间内做的功叫功率,效率高的机械功率不一定大;故错误;
B.使用滑轮组能省力、省距离,但不能省功;故错误;
C.使用任何机械都不可避免的做额外功,机械效率总小于1;正确;
D.机械效率是有用功和总功的比值,故做功多的机械效率不一定高;错误.
故选C.
【点评】本题主要考查功、功率和机械效率的概念的理解,属于基础题目.
4.(5分)(2011•莆田)山区的公路多修成环绕山坡的盘山公路,这样车辆向上行驶时可以( )
A.提高功率B.提高机械效率
C.减小所必需的牵引力D.减小所做的功
【分析】A、利用功率的计算公式进行分析和判断.
B、利用机械效率的计算公式进行分析和判断.
C、盘山公路、用木板搭斜坡,都是要使物体向高处运动,所以我们可以从斜面模型上分析.使用斜面可以省力,斜面越平缓,越省力,但同时越费距离.
D、从功的原理进行分析和判断.
【解答】解:
A、从功率的计算公式P=
可知,要想判断功率的大小,应该同时考虑做功的多少和做功的时间,说法错误,不符合题意.
B、从机械效率的公式η=
可知,要想判断机械效率的大小,应该同时考虑有用功和总功,说法错误,不符合题意.
C、斜面模型加长了运动距离,但可以省力,减小了车辆上山时所需要的牵引力,说法正确,符合题意.
D、从功的原理可知,使用任何机械都不省功,说法错误,不符合题意.
故选C.
【点评】生活中应用了很多斜面模型,可以省力,减轻我们将物体提升时所需要的力,但不能省距离.
5.(5分)(2009•淄博)如图所示,分别用甲、乙两套装置将同一物体匀速提升相同的高度,所用的拉力分别为F甲、F乙,它们的机械效率分别为η甲、η乙.则下列关系正确的是(不计绳重与摩擦.且动滑轮重小于物重)( )
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
【分析】分别根据定滑轮和动滑轮的工作特点即可判断F甲和F乙,然后根据η甲=
×100%,和η乙=
×100%即可做出选择.
【解答】解:
因为甲图是定滑轮,所以若不计绳重与摩擦.则F甲=G,
图乙是动滑轮,所以所以若不计绳重与摩擦,F乙=
(G+G动)
又因为动滑轮重小于物重,所以F甲>F乙,
η甲=
×100%=
×100%=1,
η乙=
×100%=
×100%<1,
所以η甲>η乙.
故选A.
【点评】此题涉及到的知识点不是很多,综合性很强,学习的时候要注意这些知识点之间的联系,做到学新而知故,在知识的融会贯通中得到更大的提升.
6.(5分)(2012•安徽)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=
×100%
C.η=
×100%D.η=
×100%
【分析】斜面是用来提高物体位置的,有用功等于物体重力和斜面高度的乘积,即W有用=Gh;总功等于物体沿斜面向上的拉力和斜面长的乘积,即W总=FS;机械效率就是有用功和总功的比值.使用斜面时,所做的额外功就是克服物体与斜面摩擦力做的功,总功等于有用功和额外功之和,据此进行分析和判断即可.
【解答】解:
∵斜面的高为h,物体的重力为G,
∴有用功为:
W有用=Gh,
又∵斜面长为L,拉力为F,
∴总功为:
W总=FL,
则机械效率为:
η=
=
,
而物体与斜面的摩擦力为f,
∴额外功为:
W额外=fL,
则总功为:
W总=W有用+W额外=Gh+fL,
故机械效率为:
η=
×100%=
×100%,故D正确;
A选项中,是有用功与额外功的比值,不是机械效率,故A错;
B选项中,是有用功与有用功的比值,不是机械效率,故B错;
C选项中,是有用功与(总功加上额外功)的比值,不是机械效率,故C错.
故选D.
【点评】此题考查有关斜面机械效率的计算,容易出错的是摩擦力的计算,我们要知道使用斜面时克服摩擦力做的功就是额外功,关键在于明确总功应等于有用功与额外功之和.
7.(5分)(2014•广东模拟)用如图所示的滑轮组提起重1000N的货物,所用拉力是400N,绳的自由端被拉下2m.关于这个滑轮组工作的下列说法正确的是( )
A.总功是2000JB.额外功是100J
C.有用功是400JD.机械效率是62.5%
【分析】首先根据滑轮组装形式,确定承担物重的绳子股数n=4,求出物体上升高度h,然后利用公式W总=Fs计算总功、W有用=Gh计算有用功,最后用有用功除以总功得出滑轮组的机械效率.
【解答】解:
由图知,n=4,则绳的自由端移动的距离s=nh,
物体上升高度:
h=
=
=0.5m,
提起货物所做的有用功:
W有用=Gh=1000N×0.5m=500J,故C错;
提起货物所做的总功:
W总=Fs=400N×2m=800J,故A错误;
提起货物所做的额外功:
W额=W总﹣W有用=800J﹣500J=300J,故B错;
滑轮组的机械效率:
机械效率η=
×100%=
×100%=62.5%,故D正确.
故选D.
【点评】本题考查有用功、总功、额外功、机械效率等的计算,关键有二:
一是n的确定(直接从动滑轮上引出的绳子股数),二是W总=W额+W有用.
二、填空题(每空3分,共30分)
8.(6分)(2008•郴州)如图所示的滑轮组实验装置,钩码总重6N,弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳,由图示中可读出此时弹簧测力计对细绳的拉力为 2.4 N,则该滑轮组的机械效率 83.3 %.
【分析】由图中滑轮组的结构可知承担物重的绳子股数n=3,重物上升h,则拉力端移动的距离s=3h,读出弹簧测力计的示数即拉力大小,又知道钩码总重,可以求出有用功、总功,根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率.
【解答】解:
由图可知,n=3,弹簧测力计的示数F=2.4N,
设钩码被提升的高度为h,
拉力端移动的距离:
s=3h;
当提升G=6N的钩码时,
W有用=Gh,
W总=Fs=Fs×3h,
滑轮组的机械效率:
η=
×100%=
×100%
=
=83.3%.
故答案为:
2.4,83.3%.
【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算方法,由图得出n=3,计算出s=3h是本题的关键.
9.(9分)(2014•广东模拟)用如图所示的滑轮组将重G=12N的物体匀速提升20cm,所用的拉力F=5N,所做的有用功为 2.4 J,机械效率为 80% .当改为提升17N的重物时,该滑轮组的机械效率为 85% .(忽略摩擦阻力)
【分析】知道物重、提升的高度、拉力和滑轮组的结构(s=nh),可以求出有用功、总功、额外功、机械效率;
因为忽略摩擦阻力时,F=
(G物+G滑轮),据此可求动滑轮重力;
则提升17N的重物时的机械效率可以利用η=
=
=
计算.
【解答】解:
提升12N的重物做的有用功:
W有用=Gh=12N×0.2m=2.4J,
由图知道:
s=3h=3×0.2m=0.6m,
W总=Fs=5N×0.6m=3J,
机械效率η=
×100%=
×100%=80%.
∵忽略摩擦阻力时,F=
(G物+G滑轮).
∴G滑轮总=nF﹣G物=3×5N﹣12N=3N.
∵忽略摩擦阻力时,η=
=
=
,
∴则提升17N重物时的机械效率为:
η′=
=
=85%;
故答案为:
2.4;80%;85%.
【点评】本题综合考查了有用功、额外功、总功、机械效率的计算方法,s=3h是本题的突破口,求出额外功是本题的关键.
10.(9分)(2016•蒙城县一模)将重物从长4m、高1m的斜面底部匀速推上斜面顶端.已知沿斜面所用的推力是300N,斜面的机械效率是75%,则推力做的总功是 1200J ,推力做的有用功是 900J ,物体的重力是 900N .
【分析】要想求有用功,可利用总功乘以机械效率,因此要先求总功.物体的重力要用有用功除以斜面高度来求.
【解答】解:
推力做的总功W总=FS=300N×4m=1200J;
推力做的有用功W有用=W总×75%=900J;
利用W有用=Gh变形得:
G=
=
=900N
故答案为:
1200J;900J;900N.
【点评】本题考查斜面的机械效率,要明确有用功怎样计算,总功怎样计算,对于公式的变形公式也要熟练掌握.
11.(6分)(2012•潍坊)如图所示,用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组,每个滑轮重为30N.用这个滑轮组把重300N的物体匀速提升2m,不计绳重及摩擦,则拉力F大小是 110 N,滑轮组的机械效率为 91% .
【分析】由图可知,承担物重的绳子股数n=3,则s=3h.
(1)不计绳重和摩擦,知道动滑轮重和物重,根据F=
(G物+G动)求拉力大小;
(2)知道提升物体的高度和物重大小,利用W有用=Gh求出他做的有用功;利用s=3h求出绳子自由端移动的距离,知道拉力大小,利用W总=Fs求出总功,再利用η=
求出该滑轮组的机械效率.
【解答】解:
(1)∵不计绳重和摩擦,
∴拉力F=
(G物+G动)=
(300N+30N)=110N;
(2)使用滑轮组做的有用功:
W有用=Gh=300N×2m=600J;
s=3h=3×2m=6m,
使用滑轮组做的总功:
W总=Fs=110N×6m=660J,
滑轮组的机械效率:
η=
=
≈91%.
故答案为:
110;91%.
【点评】本题主要考查了学生对有用功、总功和滑轮组的机械效率的理解和掌握,掌握好“不计绳重和摩擦,拉力F=
(G物+G轮)”是本题的关键.
三、实验题(每空3分,共21分)
12.(21分)(2014•防城区三模)小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重
2N,测得的数据如下表:
物理量
实验次数
钩码总重G/N
钩码上升的高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
1.8
0.3
2
6
0.1
2.4
0.3
83%
3
4
0.1
1.4
0.5
57%
4
4
0.2
1.4
1.0
57%
(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数.
(2)第1次实验测得的机械效率为 74% .(结果保留两位有效数字)
(3)分析表中数据可知:
第2次实验是用 b 图做的;第4次实验是用 c 图做的.(选填“a”、“b”或“c”)
(4)分析第1、2次实验数据可知:
使用同一滑轮组, 增加物重 可以提高滑轮组的机械效率;分析第1、3次实验数据可知:
使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率 越低 .
(5)分析第3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 无关 .
【分析】
(1)在实验中,要正确测量绳端拉力,需竖直向上匀速拉动测力计.
(2)由功的计算公式求出有用功与总功,然后由效率公式求出滑轮组效率.
(3)根据钩码上升高度与测力计移动距离间的关系,求出承重绳子的股数,然后确定所选用的装置.
(4)分析1、2两次实验数据,根据实验数据得出结论,分析1、3次实验,确定动滑轮的个数对机械效率的影响.
(5)分析3、4两次实验数据,然后得出滑轮组机械效率与物体被提升高度之间的关系.
【解答】解:
(1)在测绳端拉力时,需竖直向上匀速拉动测力计.
(2)由表中实验数据可知,第一次实验,有用功W有用=Gh=4N×0.1m=0.4J,
总功W总=Fs=1.8N×0.3m=0.54J,滑轮组效率η=
×100%=
×100%=74%;
(3)由数据知第2次实验中,s为h的3倍,所以滑轮组由3段绳子承担物重,且钩码重最大,由图示可知,第2次实验所用的装置是b;
由数据知第4次实验中,s为h的5倍,所以滑轮组由5段绳子承担物重,由图示可知,第4次实验所用的装置是c;
(4)分析第1、2次实验数据可知,使用的同一滑轮组,提升的钩码重力越大,机械效率越高,可得使用同一滑轮组,增加物重可以提高滑轮组的机械效率;
分析第1、3次实验数据,提升的物重相同,动滑轮重力越大,机械效率越低;
(5)分析第3、4次实验数据可知,使用同一滑轮组提升相同的重物,物体被提升的高度改变,机械效率不变,可得滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关.
故答案为:
(1)匀速;
(2)74%;(3)b;c;(4)增加物重;越低;(5)无关.
【点评】此题是测量滑轮组的机械效率实验,主要考查了有关滑轮组机械效率的计算,以及影响滑轮组机械效率的因素:
被提升的物重和动滑轮的重力.被提升的物体越重、动滑轮的重力越小,滑轮组的机械效率越高.而滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关.
四、计算题(13小题8分,14小题6分,共14分)
13.(8分)(2014•广东模拟)如图所示,用滑轮组匀速提起一个重为400N的物体,物体在5s内竖直上升了2m,人拉绳的力为250N.(不计绳重及摩擦)
(1)对重物做的有用功是多少?
(2)人拉绳子做功的功率是多少?
【分析】由滑轮组结构看出,承担物重的绳子股数n=2,s=2h.
(1)已知物体的重力和物体提升的高度,根据公式W=Gh可求滑轮组所做的有用功;
(2)利用s=2h求绳的自由端移动的距离;利用W总=Fs求拉力做功;又知道做功时间,利用功率公式求拉力做功的功率.
【解答】解:
(1)有用功W有=Gh=400N×2m=800J.
(2)由滑轮组的使用可知:
绳子的股数n=2,
∴绳子移动距离s=2h=2×2m=4m,
总功W总=Fs=250N×4m=1000J,
功率P=
=
=200W.
答:
(1)对重物做的有用功是800J;
(2)人拉绳子做功的功率是200W.
【点评】本题考查滑轮组的有用功、总功和功率的计算,由图得出n的值,利用好s=nh是本题的关键.
14.(6分)(2011•阜新)现有一重为3000N的包装箱,工人师傅想把它搬到1.2m高的车厢上,他们用木板在车厢与地面之间搭成一个长度约为4m的简易斜面,如图所示,工人师傅站在地上用1200N的推力沿斜面把包装箱匀速推上车.求:
(1)该斜面的机械效率是多少?
(2)包装箱在斜面上运动时所受摩擦力多大?
【分析】
(1)将包装箱直接提升1.2m做的功为有用功,利用W有用=Gh计算;沿斜面推上去推力做的功为总功,利用W总=Fs计算,再利用效率公式求斜面的机械效率;
(2)因为W总=W有用+W额外,据此求出额外功,而利用斜面做的额外功就是克服摩擦做的功,利用W额=fs求摩擦力大小.
【解答】解:
(1)W有用=Gh=3000N×l.2m=3.6×103J,
W总=Fs=1200N×4m=4.8×103J,
η=
×100%=
×100%=75%;
(2)∵W总=W有用+W额外,
∴W额外=W总﹣W有用=4.8×103J﹣3.6×103J=1.2×103J,
∵W额外=fs,
∴摩擦力大小:
f=
=
=300N.
答:
(1)该斜面的机械效率是75%;
(2)包装箱在斜面上运动时所受摩擦力为300N.
【点评】本题考查了使用斜面时有用功、额外功、总功、机械效率的计算方法,区分有用功和总功、知道有用功、额外功、总功、机械效率的具体关系是本题的关键.
参与本试卷答题和审题的老师有:
LSL;空气凤梨;llm;sdwdrlx;wdnyx2011;951574352;pydrx;外星人;739830(排名不分先后)
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2016年10月18日
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- 最新 中考 物理 复习 专题 112 机械效率
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