（安徽專用）2019中考物理高分一輪 第11單元 機(jī)械效率課時(shí)訓(xùn)練

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1、 機(jī)械效率 (限時(shí):40分鐘) |對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練| 【考點(diǎn)】理解機(jī)械效率的普遍意義,并能根據(jù)公式η=W有用W總×100%進(jìn)行一般的計(jì)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(jì),當(dāng)分別沿力F1和F2的方向勻速提起物體A時(shí),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(gè)滑輪改成動(dòng)滑輪,勻速豎直提升同樣的重物,則機(jī)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(yùn)工人用滑輪將重為425 N的重物勻速提升

2、4 m,所用拉力為250 N、時(shí)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(jī)械效率是　　　　。? 圖K11-2 3.如圖K11-3所示,物體和動(dòng)滑輪的總重力為200 N,當(dāng)物體勻速上升的高度為2 m時(shí),繩子移動(dòng)的距離為　　　　m,若滑輪組的機(jī)械效率為80%,則動(dòng)滑輪重　　　　N。(繩子的重力、繩子與滑輪各處的摩擦均忽略不計(jì))? 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(yùn)動(dòng),在這個(gè)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,則物體運(yùn)動(dòng)的距離為　　

3、m,該滑輪組的機(jī)械效率為　　　　。(忽略繩子和動(dòng)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(jī)械效率是　　　　%。? 圖K11-5 6.如圖K11-6所示是人抬起獨(dú)輪車車把時(shí)的簡化示意圖,此時(shí)獨(dú)輪車相當(dāng)于一個(gè)　　　　(選填“省力”“費(fèi)力”或“等臂”)杠桿;若動(dòng)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(jī)械效率為　　　　。? 圖K11-6 7.用四只完全相同的滑輪組

4、成如圖K11-7所示的甲、乙兩個(gè)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(jī)械效率,W甲、W乙表示拉力所做的功(不計(jì)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、.杠桿機(jī)械效率的表達(dá)式為Fh2Gh1×100% B.杠桿機(jī)械效率的表達(dá)式為Gh1Fh2×100% C.在水平位置拉升時(shí)F×OB=G×OA D.若彈簧測力計(jì)始終豎直向上拉,則彈簧測力計(jì)的示數(shù)不斷變化 |綜合訓(xùn)練| 一、填空題 1.[2018·河北]一臺(tái)起重機(jī)在10 s內(nèi)將重為3600 N的貨物勻速提高了4 m,起重機(jī)做的有用功是　　J。若起重機(jī)做的額外功是9600 J,則機(jī)械效率是　　,起重機(jī)的總功率是　　　　W。? 2.[2018·安順]工人借助如圖K11-9所示的裝置,在20 s時(shí)間內(nèi)將重700 N的貨物勻速提升了4 m,已知他對(duì)繩子的拉力為500 N,該過程中,工人所用裝置的

6、機(jī)械效率為　　　　,工人對(duì)繩子拉力的功率為　　　　W。? 圖K11-9 3.[2018·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(jī)械效率是　　　　;若不計(jì)繩重和摩擦,則動(dòng)滑輪的重力為　　　　N。(g取10 N/kg)? 圖K11-10 4.[2018·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(jì)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.

7、[2018·德陽]如圖K11-12所示,沿斜面把質(zhì)量為12 kg的一個(gè)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(jī)械效率是　　　%,物體所受摩擦力是　　　N。(g取10 N/kg)? 圖K11-12 6.[2018·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(shí)間10 s。在此過程中,物體動(dòng)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

8、有用功,則這個(gè)裝置的機(jī)械效率為　　　　。? 圖K11-13 二、選擇題 7.[2018·宜昌]下列有關(guān)起重機(jī)提升貨物時(shí)機(jī)械效率的說法,正確的是 (　　) A.有用功越多,機(jī)械效率越高 B.同一起重機(jī)提起的貨物越重,機(jī)械效率越高 C.額外功越少,機(jī)械效率越高 D.同一起重機(jī)提起同一貨物越快,機(jī)械效率越高 8.[2018·邵陽]如圖K11-14所示,某同學(xué)使用動(dòng)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(jī)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.[

9、2018·咸寧]如圖K11-15所示,用滑輪組在4 s內(nèi)將重為160 N的物體勻速提升2 m,若動(dòng)滑輪重20 N,不計(jì)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(dòng)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(jī)械效率為80% 10.[2018·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(dòng)s的距離。圖乙中用動(dòng)滑輪拉著它也在同一路面勻速移動(dòng)s的距離,拉力為F2。使用動(dòng)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

10、.機(jī)械效率為η=GsF2×2s=Gs2F2s D.額外功為W額外=2F2s-F1s 11.[2018·十堰]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(dòng)了1 m,拉力F大小為10 N,滑輪組的機(jī)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(dòng)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.[2018·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

11、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(　　) 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(jī)械效率是80% 三、實(shí)驗(yàn)探究題 13.下面是小明和小紅的“測量滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 [實(shí)驗(yàn)名稱]測量滑輪組的機(jī)械效率 [實(shí)驗(yàn)步驟] (1)觀察彈簧測力計(jì)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(shí)驗(yàn)過程中,拉動(dòng)彈簧測力計(jì)并讀出拉力F的數(shù)值,用　　　　測出物體

12、G上升的高度h和彈簧測力計(jì)移動(dòng)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(shí)驗(yàn),記錄并計(jì)算實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 實(shí)驗(yàn)記錄表格: 實(shí)驗(yàn) 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(jì) 移動(dòng)的 距離s/cm 機(jī)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(shí)驗(yàn)結(jié)論:滑輪組的機(jī)械效率與所提升物體的高度有關(guān)

13、。 [實(shí)驗(yàn)討論與交流] (1)小明和小紅的實(shí)驗(yàn)結(jié)論　　　　(選填“科學(xué)”或“不科學(xué)”),請(qǐng)說明你的理由:　?　。? (2)小明認(rèn)為提升的物重會(huì)影響該滑輪組的機(jī)械效率,建議進(jìn)一步探究:改變　　　　　　　　,重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟(3),計(jì)算出機(jī)械效率進(jìn)行比較分析。? 四、計(jì)算題 14.[2018·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(dòng)6 m,該過程所做額外功為300 J。求滑輪組的機(jī)械效率。 圖K11-20 15.[2018·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

14、,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,物體移動(dòng)的距離為2 m,升高1 m,求: (1)物塊放在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)。 (2)斜面的機(jī)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(dòng)時(shí)所受的摩擦力大小。 圖K11-21 16.[2018·桂林]小熊在課外實(shí)踐活動(dòng)中,用如圖K11-22甲所示的滑輪組勻速拉動(dòng)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(dòng)的距離均為1 m。根據(jù)測量結(jié)果畫出了該滑輪組機(jī)械效率與物體受到摩擦力大小變化的關(guān)系圖像,如

15、圖乙所示,不計(jì)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(shí),滑輪組機(jī)械效率是多大? (2)當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為75%,物體以0.1 m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),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(shí),體重為500 N的小熊豎直向下拉繩還能用此滑輪組拉動(dòng)物體嗎?用計(jì)算結(jié)果說明。 圖K11-22 參考答案 【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】 考點(diǎn) 1.=　800　80　減小 [解析] 提升物體A時(shí),滑輪的軸固定不動(dòng),是定滑輪;因?yàn)槎ɑ喯喈?dāng)于等臂杠桿,只能改變力的方向而不省力,故定滑輪拉

16、同一物體A時(shí),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,且繩重和摩擦力不計(jì),則拉力做功W=Gh=200 N×4 m=800 J,拉力F的功率P=Wt=800J10s=80 W。把這個(gè)滑輪改成動(dòng)滑輪使用時(shí),在提升相同的重物時(shí),也要把動(dòng)滑輪提起,故額外功增大;由η=W有用W總×100%=W有用W有用+W額外×100%可知,機(jī)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?yàn)槭褂玫氖莿?dòng)滑輪,所以拉力移動(dòng)的距離s=2h=2×4 m=8 m,工人做的總功W總=Fs=250 N×8 m=200

17、0 J;所以,W額外=W總-W有用=2000 J-1700 J=300 J;拉力的功率P=W總t=2000J20s=100 W;滑輪的機(jī)械效率η=W有用W總×100%=1700J2000J×100%=85%。 3.4　40 [解析] 由題圖可知,n=2,則拉力端移動(dòng)的距離s=2h=2×2 m=4 m。 η=W有用W總×100%=GhGh+G動(dòng)h×100%=GG+G動(dòng)×100%,則G+G動(dòng)=Gη=G80%=200 N,解得G=160 N,G動(dòng)=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(dòng)的距離為s繩=W總F拉=40J50N=0.8

18、 m。由題圖可知,n=2,物體運(yùn)動(dòng)的距離s物=1ns繩=12×0.8 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(jī)械效率η=W有用W總×100%=24J40J×100%=60%。 5.750　80 6.省力　80% [解析] 由題中獨(dú)輪車的簡化示意圖可知,獨(dú)輪車在使用時(shí)動(dòng)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(jī)械效率η=W有用W總×100%=GL2FL1×100%=1200N×1500N×3×100%=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

19、同;此時(shí)對(duì)動(dòng)滑輪做的功是額外功,不計(jì)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(jī)械效率η=W有用W總×100%可知,η甲=η乙。 8.B　[解析] 用杠桿提升重物時(shí),有用功為W有用=Gh1,總功為W總=Fh2,則機(jī)械效率的表達(dá)式為η=W有用W總×100%=Gh1Fh2×100%,故A錯(cuò)誤、B正確。根據(jù)杠桿的平衡條件可知,在水平位置拉升時(shí)有F×OB=G×OC,故C錯(cuò)誤。若彈簧測力計(jì)始終豎直向上拉,動(dòng)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(dòng)力不變,即彈簧測力計(jì)的示數(shù)不變,故D錯(cuò)誤。 【綜合訓(xùn)練】 1.1

20、4400　60%　2400 [解析] 起重機(jī)做的有用功W有用=Gh=3600 N×4 m=14400 J。由題知起重機(jī)做的額外功W額外=9600 J,則機(jī)械效率η=W有用W總×100%=W有用W有用+W額外×100%=14400J14400J+9600J×100%=60%。起重機(jī)的總功率P總=W總t=14400J+9600J10s=2400 W。 2.70%　200 3.80%　200 [解析] 滑輪組的機(jī)械效率η=W有用W總×100%=GhFs×100%=mgnF×100%=80kg×10N/kg2×500N×100%=80%;由F=1n(G+G動(dòng))可知,動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)=nF-G=

21、2×500 N-800 N=200 N。 4.>　< [解析] 不計(jì)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(dòng)滑輪重力做的功為總功,滑輪組的機(jī)械效率η=W有用W總×100%=GhGh+G動(dòng)h×100%=GG+G動(dòng)×100%=11+G動(dòng)G×100%,物體的重力G越大,1+G動(dòng)G越小,11+G動(dòng)G越大,且動(dòng)滑輪的重力相等,所以,GA>GB時(shí),η甲>η乙;由圖可知,n甲=2,n乙=3,由F=1n(G+G動(dòng))可得,提升物體的重力G=nF-G動(dòng),則FA=FB時(shí),提升物體的重力關(guān)系為GA

22、端,質(zhì)量不變,速度不變,則物體的動(dòng)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(dòng)滑輪,斜面長L=2 m,則繩端移動(dòng)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=W總t=800J10s=80 W。此過程做的有用功為W有用=Gh=500 N×1 m=500 J。這個(gè)裝置的機(jī)械效率為η=W有用W總×100%=500J800J×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(dòng)的距離s=nh=3h=3×2 m=6 m,故A錯(cuò)誤。不計(jì)摩擦及繩重,拉力F

23、=13(G+G動(dòng))=13×(160 N+20 N)=60 N,故C錯(cuò)誤。拉力做功W總=Fs=60 N×6 m=360 J,拉力做功的功率P=W總t=360J4s=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(jī)械效率η=W有用W總×100%=320J360J×100%≈88.9%,故D錯(cuò)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=st可得物體移動(dòng)所用時(shí)間t=svA=1m0.2m/s=5 s;拉力的功率P=W總t=20J5s=4 W,故A錯(cuò)誤。2 s內(nèi)物體移動(dòng)距離

24、sA=vtA=0.2 m/s×2 s=0.4 m,自由端移動(dòng)的距離sF=2sA=2×0.4 m=0.8 m,故B錯(cuò)誤。由公式η=W有用W總×100%得,W有用=W總×η=20 J×80%=16 J,故C錯(cuò)誤。根據(jù)η=W有用W總×100%=fsF×ns×100%=fnF×100%得,80%=f2×10N×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(cuò)誤。斜面的機(jī)械效率為η=W有用W總×100%=300J450J×100%≈66.7%,故D錯(cuò)誤

25、。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=W額外s=150J3m=50 N,故A正確。拉力的功率為P=W總t=450J6s=75 W,故B錯(cuò)誤。 13.[實(shí)驗(yàn)步驟](1)分度值　(2)4.6 N　(3)刻度尺　乙 [實(shí)驗(yàn)討論與交流](1)不科學(xué)　拉力大小不需要估讀,根據(jù)η=G3F×100%可得,滑輪組的機(jī)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=sn=6m3=2 m, 則該過程所做的有用功W有用=Gh=600 N×2 m=1200 J,

26、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(jī)械效率η=W有用W總×100%=1200J1500J×100%=80%。 15.解:(1)對(duì)地面的壓強(qiáng)p=FS=Ga2=200N(0.2m)2=5000 Pa。 (2)有用功W有用=Gh=200 N×1 m=200 J, 總功W總=Fs=120 N×2 m=240 J, 則機(jī)械效率η=W有用W總×100%=200J240J×100%≈83.3%。 (3)f=W額外s×100%=W總-W有用s×100%=240J-200J2m×100%=20 N。 16.解:(1)由圖乙可知,當(dāng)物體受到的摩擦

27、力為100 N時(shí),滑輪組機(jī)械效率η1=50%。 (2)當(dāng)η1=50%時(shí),因?yàn)槲矬w被勻速拉動(dòng),做勻速直線運(yùn)動(dòng),故繩對(duì)物體的拉力Fa=f=100 N, 根據(jù)η=W有用W有用+W額外×100%=Fas物Fas物+G動(dòng)s物×100%=FaFa+G動(dòng)×100%得, 動(dòng)滑輪重G動(dòng)=(1-η)Faη=(1-50%)×100N50%=100 N, 當(dāng)η'=75%時(shí),繩對(duì)物體的拉力Fa1=η'1-η'G動(dòng)=75%1-75%×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(dòng)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(shí),繩對(duì)物體的拉力Fa2=f2=1500 N, 作用在繩子自由端的拉力F=1n(Fa2+G動(dòng))=13×(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(dòng)物體。 12