（安徽專用）2022中考物理高分一輪 第11單元 機械效率課時訓(xùn)練

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1、（安徽專用）2022中考物理高分一輪 第11單元 機械效率課時訓(xùn)練 |對點訓(xùn)練| 【考點】理解機械效率的普遍意義,并能根據(jù)公式η=×100%進行一般的計算。(B) 1.如圖K11-1所示,物體A所受重力為200 N,繩重和摩擦力不計,當(dāng)分別沿力F1和F2的方向勻速提起物體A時,則F1 　　　(選填“>”“<”或“=”)F2。若10 s內(nèi)物體A被勻速提升4 m,則拉力F1所做的功為　　　J,功率為　　　　W。如果把這個滑輪改成動滑輪,勻速豎直提升同樣的重物,則機械效率將　　　　(選填“增大”“減小”或“不變”)。? 圖K11-1 2.如圖K11-2所示,搬運工人用滑輪將重為425

2、 N的重物勻速提升4 m,所用拉力為250 N、時間為20 s。在此過程中有用功是　　　J,額外功是　　　　J,拉力的功率是　　　W,滑輪的機械效率是　　　　。? 圖K11-2 3.如圖K11-3所示,物體和動滑輪的總重力為200 N,當(dāng)物體勻速上升的高度為2 m時,繩子移動的距離為　　　　m,若滑輪組的機械效率為80%,則動滑輪重　　　　N。(繩子的重力、繩子與滑輪各處的摩擦均忽略不計)? 圖K11-3 4.如圖K11-4所示,用F=50 N的力通過滑輪組水平拉重為80 N的物體,使其向左勻速運動,在這個過程中拉力F做功為40 J,已知物體受到水平地面的摩擦力為60 N,則物

3、體運動的距離為　　m,該滑輪組的機械效率為　　　　。(忽略繩子和動滑輪的重力)? 圖K11-4 5.如圖K11-5所示,斜面長6 m、高1.5 m,工人用沿斜面向上的500 N的力,以1.5 m/s的速度把重1600 N的箱子勻速推到車上,則推力的功率是　　　　W;該斜面的機械效率是　　　　%。? 圖K11-5 6.如圖K11-6所示是人抬起獨輪車車把時的簡化示意圖,此時獨輪車相當(dāng)于一個　　　　(選填“省力”“費力”或“等臂”)杠桿;若動力臂是阻力臂的3倍,物體和車總重G為1200 N,抬起車把的力F=500 N,則此杠桿的機械效率為　　　　。? 圖K11-6 7.用四

4、只完全相同的滑輪組成如圖K11-7所示的甲、乙兩個滑輪組,把相同的物體勻速提升相同的高度。若用η甲、η乙表示甲、乙兩滑輪組的機械效率,W甲、W乙表示拉力所做的功(不計繩重與摩擦),則 (　　) 圖K11-7 A.η甲=η乙,W甲=W乙 B.η甲>η乙,W甲>W乙 C.η甲<η乙,W甲η乙,W甲

5、圖K11-8 A.杠桿機械效率的表達式為×100% B.杠桿機械效率的表達式為×100% C.在水平位置拉升時F×OB=G×OA D.若彈簧測力計始終豎直向上拉,則彈簧測力計的示數(shù)不斷變化 |綜合訓(xùn)練| 一、填空題 1.[xx·河北]一臺起重機在10 s內(nèi)將重為3600 N的貨物勻速提高了4 m,起重機做的有用功是　　J。若起重機做的額外功是9600 J,則機械效率是　　,起重機的總功率是　　　　W。? 2.[xx·安順]工人借助如圖K11-9所示的裝置,在20 s時間內(nèi)將重700 N的貨物勻速提升了4 m,已知他對繩子的拉力為500 N,該過程中,工人所用裝置的機械效率為　　

6、　　,工人對繩子拉力的功率為　　　　W。? 圖K11-9 3.[xx·云南]如圖K11-10所示,用滑輪組把質(zhì)量為80 kg的物體勻速提升3 m,若拉力F=500 N,則滑輪組的機械效率是　　　　;若不計繩重和摩擦,則動滑輪的重力為　　　　N。(g取10 N/kg)? 圖K11-10 4.[xx·棗莊]如圖K11-11所示,用相同的滑輪安裝成甲、乙兩種裝置,分別用FA、FB勻速提升重力為GA、GB的A、B兩物體,不計繩重和摩擦。若GA>GB,則η甲　　　　η乙;若FA=FB,則GA　　　　GB。(均選填“>”“<”或“=”)? 圖K11-11 5.[xx·德陽]如圖K1

7、1-12所示,沿斜面把質(zhì)量為12 kg的一個物體勻速拉到最高處,沿斜面向上的拉力F=100 N,斜面長2 m、高1 m,則其機械效率是　　　%,物體所受摩擦力是　　　N。(g取10 N/kg)? 圖K11-12 6.[xx·荊門]如圖K11-13所示,工人利用斜面和滑輪將物體從斜面底端勻速拉到頂端,斜面高1 m、長2 m,物體重500 N,平行于斜面的拉力為200 N,所用時間10 s。在此過程中,物體動能　　　　(選填“增大”“不變”或“減小”);重力勢能　　　　(選填“增大”“不變”或“減小”);拉力的功率為　　　　W;把物體直接提高到斜面頂端做的功為有用功,則這個裝置的機械效率為

8、　　　　。? 圖K11-13 二、選擇題 7.[xx·宜昌]下列有關(guān)起重機提升貨物時機械效率的說法,正確的是 (　　) A.有用功越多,機械效率越高 B.同一起重機提起的貨物越重,機械效率越高 C.額外功越少,機械效率越高 D.同一起重機提起同一貨物越快,機械效率越高 8.[xx·邵陽]如圖K11-14所示,某同學(xué)使用動滑輪把600 N的重物勻速提升了3 m,所用的拉力是400 N。下列說法正確的是(　　) 圖K11-14 A.機械效率是80% B.有用功是1800 J C.額外功是300 J D.總功是2100 J 9.[xx·咸寧]如圖K11-15所示,用滑

9、輪組在4 s內(nèi)將重為160 N的物體勻速提升2 m,若動滑輪重20 N,不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重。則在此過程中,下列說法正確的是(　　) 圖K11-15 A.繩子自由端向上移動了4 m B.拉力F的功率為90 W C.拉力F為90 N D.滑輪組的機械效率為80% 10.[xx·樂山]圖K11-16甲中力F1水平拉著重為G的物體在水平路面勻速移動s的距離。圖乙中用動滑輪拉著它也在同一路面勻速移動s的距離,拉力為F2。使用動滑輪的過程中 (　　) 圖K11-16 A.總功為W總=F2s B.有用功為W有用=Gs C.機械效率為η== D.額外功為W額外=2F

10、2s-F1s 11.[xx·十堰]如圖K11-17所示,滑輪組將重50 N的物體A以0.2 m/s的速度沿水平地面勻速向前拉動了1 m,拉力F大小為10 N,滑輪組的機械效率為80%,下列說法中正確的是 (　　) 圖K11-17 A.拉力F做功的功率為2 W B.2 s內(nèi)繩子自由端移動的距離為0.4 m C.滑輪組做的有用功為50 J D.物體A受到水平地面的摩擦力為16 N 12.[xx·廣安]如圖K11-18所示,斜面長3 m、高0.6 m,建筑工人用繩子在6 s內(nèi)將重500 N的物體從其底端沿斜面向上勻速拉到頂端,拉力是150 N(忽略繩子的重力),則下列說法正確的是(

11、　　) 圖K11-18 A.斜面上的摩擦力是50 N B.拉力的功率是50 W C.拉力所做的功是300 J D.斜面的機械效率是80% 三、實驗探究題 13.下面是小明和小紅的“測量滑輪組的機械效率”實驗報告。 [實驗名稱]測量滑輪組的機械效率 [實驗步驟] (1)觀察彈簧測力計的量程、零刻度線和　　　　。? (2)如圖K11-19(a)所示,測量物體G所受的重力為　　　　。? 圖K11-19 (3)如圖(b)所示,實驗過程中,拉動彈簧測力計并讀出拉力F的數(shù)值,用　　　　測出物體G上升的高度h和彈簧測力計移動的距離s,將數(shù)據(jù)填入下表格中。根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),可

12、以知道他們選用的滑輪組是　　　　(選填“甲”或“乙”)。? (4)僅改變重物G上升的高度,重復(fù)上面的實驗,記錄并計算實驗數(shù)據(jù)。 實驗記錄表格: 實驗 次數(shù) 物體重 量G/N 物體上升 高度h/cm 拉力 F/N 彈簧測力計 移動的 距離s/cm 機械效 率η 1 5.00 1.80 15.00 85.2% 2 8.00 1.77 24.00 86.6% 3 10.00 1.75 30.00 87.6% 實驗結(jié)論:滑輪組的機械效率與所提升物體的高度有關(guān)。 [實驗討論與交流] (1)小明和小紅的實驗結(jié)論　　　　(選填“科學(xué)”或“

13、不科學(xué)”),請說明你的理由:　?　。? (2)小明認(rèn)為提升的物重會影響該滑輪組的機械效率,建議進一步探究:改變　　　　　　　　,重復(fù)實驗步驟(3),計算出機械效率進行比較分析。? 四、計算題 14.[xx·青島]工人利用如圖K11-20所示的滑輪組勻速提升重600 N的貨物,繩子自由端被豎直向上移動6 m,該過程所做額外功為300 J。求滑輪組的機械效率。 圖K11-20 15.[xx·蘇州]水平地面上放著重為200 N,邊長為0.2 m的正方體物塊,現(xiàn)用斜面將其由底端勻速拉到頂端,如圖K11-21所示,已知平行于斜面的拉力為120 N

14、,物體移動的距離為2 m,升高1 m,求: (1)物塊放在水平地面上時對地面的壓強。 (2)斜面的機械效率。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) (3)物塊沿斜面向上滑動時所受的摩擦力大小。 圖K11-21 16.[xx·桂林]小熊在課外實踐活動中,用如圖K11-22甲所示的滑輪組勻速拉動放在水平地面上的不同物體,物體受到的摩擦力從100 N開始逐漸增加,每次物體被拉動的距離均為1 m。根據(jù)測量結(jié)果畫出了該滑輪組機械效率與物體受到摩擦力大小變化的關(guān)系圖像,如圖乙所示,不計繩重和繩與滑輪間的摩擦。 (1)由圖乙可知,當(dāng)物體受到的摩擦力為100 N時

15、,滑輪組機械效率是多大? (2)當(dāng)滑輪組的機械效率為75%,物體以0.1 m/s的速度勻速運動時,該滑輪組的有用功率是多大? (3)當(dāng)物體與地面的摩擦力為1500 N時,體重為500 N的小熊豎直向下拉繩還能用此滑輪組拉動物體嗎?用計算結(jié)果說明。 圖K11-22 參考答案 【對點訓(xùn)練】 考點 1.=　800　80　減小 [解析] 提升物體A時,滑輪的軸固定不動,是定滑輪;因為定滑輪相當(dāng)于等臂杠桿,只能改變力的方向而不省力,故定滑輪拉同一物體A時,沿不同方向用的力大小相等,所以F1=F2。物體被勻速提升,定滑輪不省力,且繩重

16、和摩擦力不計,則拉力做功W=Gh=200 N×4 m=800 J,拉力F的功率P===80 W。把這個滑輪改成動滑輪使用時,在提升相同的重物時,也要把動滑輪提起,故額外功增大;由η=×100%=×100%可知,機械效率將減小。 2.1700　300　100　85% [解析] 工人做的有用功W有用=Gh=425 N×4 m=1700 J,因為使用的是動滑輪,所以拉力移動的距離s=2h=2×4 m=8 m,工人做的總功W總=Fs=250 N×8 m=2000 J;所以,W額外=W總-W有用=2000 J-1700 J=300 J;拉力的功率P===100 W;滑輪的機械效率η=×100%=×1

17、00%=85%。 3.4　40 [解析] 由題圖可知,n=2,則拉力端移動的距離s=2h=2×2 m=4 m。 η=×100%=×100%=×100%,則G+G動===200 N,解得G=160 N,G動=200 N-160 N=40 N。 4.0.4　60% [解析] 由W總=F拉s繩可得繩子自由端移動的距離為s繩===0.8 m。由題圖可知,n=2,物體運動的距離s物=s繩=×0.8 m=0.4 m。 滑輪組所做的有用功W有用=fs物=60 N×0.4 m=24 J,滑輪組的機械效率η=×100%=×100%=60%。 5.750　80 6.省力　80% [解析] 由題中

18、獨輪車的簡化示意圖可知,獨輪車在使用時動力臂大于阻力臂,所以它屬于省力杠桿。由題可知,L1∶L2=3∶1,則杠桿的機械效率η=×100%=×100%=×100%=80%。 7.A　[解析] 鉤碼的重力相同,鉤碼上升的高度相同,據(jù)W有用=Gh可知,所做的有用功相同;此時對動滑輪做的功是額外功,不計繩重和摩擦,滑輪相同,即W額外相同,根據(jù)W總=W有用+W額外可知,W總是相同的,故拉力做的功相同,即W甲=W乙,根據(jù)機械效率η=×100%可知,η甲=η乙。 8.B　[解析] 用杠桿提升重物時,有用功為W有用=Gh1,總功為W總=Fh2,則機械效率的表達式為η=×100%=×100%,故A錯誤、B正

19、確。根據(jù)杠桿的平衡條件可知,在水平位置拉升時有F×OB=G×OC,故C錯誤。若彈簧測力計始終豎直向上拉,動力臂與阻力臂的比值不變,阻力不變,由杠桿平衡條件可知,動力不變,即彈簧測力計的示數(shù)不變,故D錯誤。 【綜合訓(xùn)練】 1.14400　60%　2400 [解析] 起重機做的有用功W有用=Gh=3600 N×4 m=14400 J。由題知起重機做的額外功W額外=9600 J,則機械效率η=×100%=×100%=×100%=60%。起重機的總功率P總===2400 W。 2.70%　200 3.80%　200 [解析] 滑輪組的機械效率η=×100%=×100%=×100%=×100

20、%=80%;由F=(G+G動)可知,動滑輪的重力G動=nF-G=2×500 N-800 N=200 N。 4.>　< [解析] 不計繩重和摩擦,克服物體重力做的功為有用功,克服物體重力和動滑輪重力做的功為總功,滑輪組的機械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%,物體的重力G越大,1+越小,越大,且動滑輪的重力相等,所以,GA>GB時,η甲>η乙;由圖可知,n甲=2,n乙=3,由F=(G+G動)可得,提升物體的重力G=nF-G動,則FA=FB時,提升物體的重力關(guān)系為GA

21、量不變,速度不變,則物體的動能不變;物體沿斜面升高,質(zhì)量不變,高度增大,所以其重力勢能增大。題圖中是動滑輪,斜面長L=2 m,則繩端移動的距離為s=2L=2×2 m=4 m,拉力做的總功為W總=Fs=200 N×4 m=800 J,拉力的功率為P===80 W。此過程做的有用功為W有用=Gh=500 N×1 m=500 J。這個裝置的機械效率為η=×100%=×100%=62.5%。 7.B 8.B　 9.B　[解析] 由圖可知,承擔(dān)物重繩子股數(shù)n=3,則繩端移動的距離s=nh=3h=3×2 m=6 m,故A錯誤。不計摩擦及繩重,拉力F=(G+G動)=×(160 N+20 N)=60 N

22、,故C錯誤。拉力做功W總=Fs=60 N×6 m=360 J,拉力做功的功率P===90 W,故B正確。拉力所做有用功W有用=Gh=160 N×2 m=320 J,滑輪組的機械效率η=×100%=×100%≈88.9%,故D錯誤。 10.D　 11.D　[解析] 滑輪組承重繩子的股數(shù)n=2,拉力做的功W總=F×2ns=10 N×2×1 m=20 J,由v=可得物體移動所用時間t===5 s;拉力的功率P===4 W,故A錯誤。2 s內(nèi)物體移動距離sA=vtA=0.2 m/s×2 s=0.4 m,自由端移動的距離sF=2sA=2×0.4 m=0.8 m,故B錯誤。由公式η=×100%得,W有

23、用=W總×η=20 J×80%=16 J,故C錯誤。根據(jù)η=×100%=×100%=×100%得,80%=×100%,可得摩擦力f=16 N,故D正確。 12.A　[解析] 拉力所做的有用功為W有用=Gh=500 N×0.6 m=300 J,拉力所做的總功為W總=Fs=150 N×3 m=450 J,故C錯誤。斜面的機械效率為η=×100%=×100%≈66.7%,故D錯誤。所做額外功為W額外=W總-W有用=450 J-300 J=150 J,物體所受的摩擦力為f===50 N,故A正確。拉力的功率為P===75 W,故B錯誤。 13.[實驗步驟](1)分度值　(2)4.6 N　(3)刻度

24、尺　乙 [實驗討論與交流](1)不科學(xué)　拉力大小不需要估讀,根據(jù)η=×100%可得,滑輪組的機械效率與所提升物體的高度無關(guān)　 (2)所提升物體的重力 14.解:由圖知,承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n=3,由s=nh可得,貨物被提升的高度h===2 m, 則該過程所做的有用功W有用=Gh=600 N×2 m=1200 J, 拉力所做的總功W總=W有用+W額外=1200 J+300 J=1500 J, 則滑輪組的機械效率η=×100%=×100%=80%。 15.解:(1)對地面的壓強p====5000 Pa。 (2)有用功W有用=Gh=200 N×1 m=200 J, 總功W總=Fs=1

25、20 N×2 m=240 J, 則機械效率η=×100%=×100%≈83.3%。 (3)f=×100%=×100%=×100%=20 N。 16.解:(1)由圖乙可知,當(dāng)物體受到的摩擦力為100 N時,滑輪組機械效率η1=50%。 (2)當(dāng)η1=50%時,因為物體被勻速拉動,做勻速直線運動,故繩對物體的拉力Fa=f=100 N, 根據(jù)η=×100%=×100%=×100%得, 動滑輪重G動===100 N, 當(dāng)η'=75%時,繩對物體的拉力Fa1=G動=×100 N=300 N, 該滑輪組的有用功率P有用=Fa1v物=300 N×0.1 m/s=30 W。 (3)由圖甲可知,與動滑輪相連的繩子段數(shù)n=3, 當(dāng)物體與地面的摩擦力為1500 N時,繩對物體的拉力Fa2=f2=1500 N, 作用在繩子自由端的拉力F=(Fa2+G動)=×(1500 N+100 N)≈533 N>G小熊=500 N,所以體重為500 N的小熊豎直向下拉繩不能用此滑輪組拉動物體。