2021中考物理专题练习12　机械效率.docx

1、课时作业 12 机械效率 基础夯实 1.(2020 辽宁丹东)如图,小明用滑轮组把质量为 54 kg 的重物匀速提升了 1 m。此过程中,绳子自由端 的拉力做功为 675 J,绳子自由端的拉力为 N,该滑轮组的机械效率为 。 2. (2020 安徽芜湖三模)如图所示,用一动滑轮拉一物体 A 沿水平面匀速运动 2 m,物体 A重为 20 N,受到 的摩擦力是物重的 0.2,水平拉力 F 为 2.5 N,滑轮的机械效率是 (不计滑轮及绳重)。 3. (2020 安徽淮南月考)如图所示,用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆,使重为 G的物体缓慢升高 h1, 拉力大小为 F,拉力移动的距离为 h2。杠杆的

2、机械效率计算表达式为 。 4. (2019 宁夏)如图所示,用滑轮组将重为 400 N的物体匀速提升了 1 m。已知拉力 F 为 250 N,则提升重 物的过程中,滑轮组的机械效率是 。请写出一种提高此滑轮组机械效率的方 法: 。 5.(2020 贵州黔西南)如图所示,工人们用同一滑轮组,根据需要有两种方式来提起等重的建筑材料,若 不计摩擦和绳重,则 F1 F2,机械效率 A B。(选填“”“=”或“”)。 6.(2020 四川眉山)如图甲所示,某人用 200 N 的力 F使物体 A 沿水平方向匀速直线运动了 2 m,这个 人克服物体 A 的重力做功 J。若将此滑轮组用来提升物体 A,如图乙所

3、示(不计绳的重力和 滑轮各处的摩擦),这时滑轮组的机械效率为 75%,为了提高机械效率,改用轻质材料的新动滑轮后,再 提升同一物体 A,此时滑轮组的机械效率提高到 80%,那么新的动滑轮是原动滑轮重的 倍。 7.(2020 安徽马鞍山期末)机械效率越高的机械必定( ) A.做功越快 B.越省力 C.越省功 D.有用功占总功的比例大 8. (2020 江苏盐城)如图所示,小明利用动滑轮匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是 ( ) A.适当增加木箱重力 B.增大木箱上升高度 C.增大提升木箱的速度 D.换用质量更大的动滑轮 9.(2020 山西)如图所示,快递小哥为了把较重的货物装入运

4、输车,用同样的器材设计了甲、乙两种方 式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度,忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是( ) A.甲方式可以省力 B.乙方式不能改变力的方向 C.甲、乙两种方式做的有用功相等 D.甲、乙两种方式的机械效率相等 10.(2020 辽宁丹东)如图,在斜面上将一个重为 15 N 的物体匀速从斜面底端拉到顶端,沿斜面向上的 拉力 F=6 N,斜面长 s=1.2 m,斜面高 h=0.3 m。下列说法正确的是( ) A.克服物体重力做功 7.2 J B.额外功为 1.8 J C.物体受到的摩擦力为 2.25 N D.斜面的机械效率为 37.5% 11. (2020 湖南永州)如

5、图所示,用力 F将重力 G=10 N的物体匀速向上提升 2 m,动滑轮重 2 N(不计绳重 摩擦),下列说法正确的是( ) A.绳子末端移动的距离为 1 m B.拉力大小为 5 N C.滑轮组的机械效率为 100% D.物体克服重力所做的功为 20 J 12.(2020 广州)如图所示,小明分别使用甲、乙、丙、丁四种机械匀速提升物体(绳长不变),测得拉力 和物体 M、N所受的重力如表所示,则( ) F甲 F乙 F丙 F 丁 GM GN 5.5 N 12 N 5.5 N 8 N 5 N 10 N A.甲的机械效率比丙的大 B.乙、丁的机械效率相同 C.使用丙提升物体 M 时省力 D.实验测得的数

6、据无法算出机械效率 13. (2020 安徽无为二模)如图所示,小华同学用绳子沿斜面将重为 400 N的木箱由斜面底端匀速拉到顶 端,拉力大小为 250 N,已知斜面倾角为 30,斜面高为 2 m,绳重不计。以下说法中正确的是( ) A.木箱在斜面上受重力、拉力、摩擦力三个力的作用 B.小华对木箱做的有用功是 1 000 J C.物体受到的摩擦力大小为 50 N D.此斜面的机械效率为 60% 14. (2020 安徽庐江期末)小华用如图所示的装置探究杠杆的机械效率,他将两个钩码悬挂在 B点,在 A点 用弹簧测力计保持竖直方向拉动杠杆,使其绕 O点缓慢转动,带动钩码上升一定的高度 h(不计摩

7、擦)( ) A.在杠杆转动过程中,弹簧测力计的示数会变小 B.仅增加钩码的个数,拉力所做的额外功增大 C.仅将拉力的作用点从 A点移到 C 点,杠杆的机械效率不变 D.仅将钩码的悬挂点从 B点移到 C 点,拉力做的总功变大 15.(2020 湖北咸宁)用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体,每次物体被提升的高度均为 0.5 m,滑 轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示,不计绳重和摩擦,下列分析正确的是( ) A.动滑轮的重力为 5 N B.该滑轮组的机械效率可以达到 100% C.滑轮组的机械效率越高,拉力做功越少 D.每次提升重物时,滑轮组做的额外功为 5 J 能力提升 16.(202

8、0 安徽宿州一模)智慧小组为探究影响滑轮组的机械效率的因素,实验装置如图所示,数据如表 所示。 实 验 次 数 物 重 G/N 物体上 升 高度 h/m 拉 力 F/N 绳端移 动 距离 s/m 机械 效率 1 1 0.1 0.6 0.3 55.6% 2 2 0.1 1.0 0.3 66.7% 3 4 0.1 1.8 0.3 (1)实验过程中,应竖直向上 拉动弹簧测力计。 (2)第三次实验中滑轮组的机械效率是 (结果保留到 0.1%)。 (3)分析表中实验数据可知,同一滑轮组,物重 ,滑轮组的机械效率越高。 (4)创新小组也利用重为 1 N、2 N、4 N的物体进行了三次实验,每次测得的机械效

9、率均大于智慧小 组的测量值,则创新小组测量值偏大的原因可能是 。 A.测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方 B.弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升 C.所使用的动滑轮的重力小于智慧小组 17. (2019 四川眉山)在一次车辆故障处置过程中,拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。为了尽快疏 通道路,交警指挥拖车只用了 30 s 时间,将水平路面上质量是 1.5 t的故障车匀速拖离了现场。若故障 车被拖离的速度是 5 m/s,绳子自由端的拉力 F 是 500 N,地面对故障车的摩擦力为车重力的 ,g取 10 N/kg。求: (1)拉力 F在 30 s 内所做的功; (2)整个装置的机械

10、效率。 18.(2020 湖南邵阳)如图所示,用一个滑轮组匀速提升重 0.9 N的物体,在物体匀速上升 5 cm的过程中, 弹簧测力计的示数为 0.4 N。(不计摩擦及绳重)求: (1)在此过程中拉力做的功。 (2)该滑轮组的机械效率。 (3)动滑轮受到的重力。 参考答案 课时作业 12 机械效率 1.答案 225 80% 解析 由图知,n=3,绳子自由端移动的距离:s=nh=31 m=3 m,由 W=Fs 可得,绳子自由端的拉力 F= 总 =225 N;拉力做的有用功:W有用=Gh=mgh=54 kg10 N/kg1 m=540 J,该滑轮组的机械效 率:= 有 总100%= 100%=80

11、%。 2.答案 80% 解析 图中使用的是动滑轮,拉力移动的距离:s=2s=22 m=4 m,拉力做的总功:W总=Fs=2.5 N4 m=10 J;由题知,物体受到的摩擦力是物重的 0.2,f=0.2G=0.220 N=4 N,克服摩擦力做的有用功:W有用 =fs=4 N2 m=8 J;滑轮的机械效率:= 有用 总 100%=80%。 3.答案 解析 所做的有用功:W有=Gh1,拉力所做的总功:W总=Fh2,则杠杆的机械效率:= 有 总 。 4.答案 80% 减轻动滑轮的质量 解析 由图可知滑轮组绳子的有效股数 n=2,则该滑轮组的机械效率:= 有 总 100%=80%; 要提高此滑轮组机械效

12、率,可采用的方法如下: 方法一:减轻动滑轮的质量、加润滑油来减小摩擦,可以减少额外功,在有用功一定时,减小总功, 使得有用功和总功的比值增大,机械效率增大; 方法二:增加提升物体的重力,在额外功不变的情况下,使得有用功和总功的比值增大,机械效率 增大。 5.答案 = 解析 工人们用同一滑轮组,根据需要有两种方式来提起等重的建筑材料,由图知,n 分别为 3、2,不计 摩擦及绳重,提升等重的建筑材料时拉力分别为:F1= (G 物+G动),F2= (G 物+G动),比较可知 F1GM, 是费力的,故 C 错误;由上面计算可知,利用实验测得的数据可以算出机械效率,故 D 错误。 13.C 解析 沿斜面

13、向上拉木箱时,木箱受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用,故 A错误;小 华对木箱做的有用功 W有=Gh=400 N2 m=800 J,故 B错误;斜面倾角为 30,斜面高为 2 m,所以斜 面长 s=2h=22 m=4 m,拉力 F 对木箱做的总功:W总=Fs=250 N4 m=1 000 J;克服摩擦力所做的额外 功:W额=W总-W有=1 000 J-800 J=200 J,由 W额=fs 可得,物体受到的摩擦力:f= 额 =50 N,故 C 正 确;此斜面的机械效率为:= 有 额100%= 100%=80%,故 D错误。 14.C 解析 若弹簧测力计拉力方向一直竖直向上拉动,阻力不变,

14、动力臂减小,阻力臂变小,如下图所 示: OBBOAA,所以 ,所以动力臂与阻力臂的比值不变,因为阻力不变,根据杠杆的平衡 条件知,弹簧测力计的示数应该不变,故 A 错误;克服杠杆重力做的功为额外功,仅增加钩码的个数,杠 杆重力和杠杆上升的高度不变,拉力所做的额外功不变,故 B错误;仅将拉力的作用点从 A 点移到 C 点,钩码和杠杆还是上升原来的高度,则有用功不变,额外功也不变,总功不变,效率不变,故 C 正确;仅将 钩码的悬挂点从 B 点移到 C点,钩码和杠杆还是上升原来的高度,有用功不变; 钩码由 B 到 C,上升高度不变,根据数学关系可知,杠杆提升的高度减小,额外功减小,又因为总功 等于额

15、外功与有用功之和,所以拉力做的总功变小,故 D 错误。 15.D 解析 由图乙可知,提升物重 G=10 N时,滑轮组的机械效率 =50%,不计绳重和摩擦,滑轮组的 机械效率 = 有用 总 动 动 动=50%,解得动滑轮重力:G 动=10 N,故 A错误;使用滑轮 组时,需要提升动滑轮做额外功,使得有用功小于总功,滑轮组的机械效率总小于 100%,故 B 错误;滑轮 组的机械效率越高,说明有用功与总功的比值越大,拉力做功不一定少,故 C错误;由题知,利用滑轮组 物体每次被提升的高度均为 0.5 m,提升动滑轮上升的高度也都是 0.5 m,则每次提升重物时,不计绳重 和摩擦,滑轮组做的额外功都为:

16、W额=G动h=10 N0.5 m=5 J,故 D正确。 16.答案 (1)匀速缓慢 (2)74.1% (3)越大 (4)C 解析 (1)实验过程中,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,系统处于平衡状态,拉力等于测力计示数; (2)第三次实验中滑轮组的机械效率是:= 有 总 74.1%; (3)由纵向分析表中实验数据可知,同一滑轮组,物重越大,滑轮组的机械效率越高; (4)测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方,拉力测量大了,机械效率变小,不符合题 意;弹簧测力计每次拉动钩码时均加速上升,拉力变大,机械效率变小,不符合题意;使用的动滑轮的重 力小于智慧小组的,克服动滑轮做的功减小,额外功减小

17、,机械效率变大,符合题意。故选 C。 17.答案 (1)2.25105 J (2)80% 解析 (1)故障车在 30 s 内通过的路程 s车=v车t=5 m/s30 s=150 m, 由图知,n=3,拉力端移动距离 s=3s车=3150 m=450 m, 拉力 F在 30 s 内所做的功 W总=Fs=500 N450 m=2.25105 J; (2)地面对故障车的摩擦力 f= G= mg= 1 500 kg10 N/kg=1 200 N; 滑轮组克服故障车摩擦力做的有用功 W有用=fs车=1 200 N150 m=1.8105 J, 整个装置的机械效率 = 有用 总 车 100%=80%。 18.答案 (1)0.06 J (2)75% (3)0.3 N 解析 (1)已知 h=5 cm=0.05 m,则绳子移动的距离 s=3h=30.05 m=0.15 m; 在此过程中拉力做的功 W总=Fs=0.4 N0.15 m=0.06 J; (2)有用功 W有用=Gh=0.9 N0.05 m=0.045 J, 该滑轮组的机械效率 = 有用 总 100%= 100%=75%; (3)由 F= (G+G 动)可得,动滑轮受到的重力 G动=3F-G=30.4 N-0.9 N=0.3 N。