1、课时训练(十九)机械效率(限时:30分钟)一、选择题1.2023福建工人用图K19-1的机械将物体匀速提升到某一高度,若物体的重力与动滑轮的重力之比G物G动=91, 忽略绳重与摩擦的影响,则机械效率为()图K19-1A. 10%B.45%C.80%D.90%2.2023新疆用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组甲和乙,分别匀速提升同一重物时,滑轮组甲和乙的机械效率分别为80%和75%,不计绳重和摩擦,滑轮组甲和乙中的动滑轮重力之比为 ()A. 43B.34C.54D.453.2023荆门如图K19-2所示,用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度,不计绳重和摩擦的影响,提升A的过
2、程滑轮组的机械效率较大,则下列判断正确的是()A物体比B物体轻提升A的拉力较大提升A所做的额外功较少提升A做的有用功较多图K19-2A. 只有B.只有C.只有D.只有4.2023长春如图K19-3所示,用甲、乙滑轮组在相同时间内分别将物体A、B匀速提升相同高度,已知物体受到的重力GAGB,滑轮组的机械效率甲乙。下列判断正确的是(忽略绳重和摩擦)()图K19-3A. 两滑轮组绳端移动的距离相等B.甲滑轮组的有用功比乙的少C.甲滑轮组的总功率比乙的小D.甲滑轮组的动滑轮比乙的重5.2023绵阳如图K19-4所示,斜面长20 m、高10 m,固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上40 N的拉力,
3、在20 s内把重60 N的物体沿斜面向上匀速拉动了10 m。在此过程中()图K19-4A. 斜面的机械效率是66.7%B.斜面的机械效率是75%C.该同学对物体做功的功率是10 WD.该同学对物体做功的功率是30 W二、填空题6.2023扬州如图K19-5所示,用100 N的拉力F匀速提升重为240 N的物体,在10 s内物体上升1 m,则有用功是J,拉力的功率是W,机械效率是。图K19-57.2023枣庄用一个动滑轮在5 s内将一重为300 N的物体匀速向上提升3 m,动滑轮的机械效率是75%,则拉力大小为 N,若忽略绳重与摩擦,动滑轮的重力为 N。8.2023安徽用沿斜面向上大小为3.5
4、N的力将一个重为4.9 N的物体从斜面底端匀速拉到顶端。已知斜面长为2 m、高为1 m,则该过程中斜面的机械效率为。9.2023南京图K19-6建筑工地上,起重机吊臂上的滑轮组如图K19-6所示。在匀速起吊重4.2103 N的物体时,物体在5 s内上升了6 m,此过程中有用功为J,钢丝绳移动的速度为 m/s;若滑轮组的机械效率为70%,则额外功为_J,拉力F为N,其功率为W。三、解答题10.2023苏州如图K19-7所示,利用动滑轮提升货物。在竖直向上、大小为250 N的拉力F作用下,重为400 N的货物在20 s的时间内匀速上升5 m。求:(1)有用功W有。(2)拉力F的功率P。(3)此过程
5、中动滑轮的机械效率。图K19-711.2023深圳如图K19-8所示,斜面长s=8 m,高h=3 m。用平行于斜面、大小F=50 N的拉力,将重力为G=100 N的物体由斜面的底端匀速拉到顶端,用时t=10 s。求:(1)有用功W有。(2)拉力做功的功率P。(3)物体受到的摩擦力f。(4)该斜面的机械效率。图K19-812.2023淄博在日常生活和工农业生产中,提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率,要从探究影响机械效率的因素出发,寻求办法。(1)为了探究影响机械效率的因素,小明选取了大小相同的滑轮,利用如图K19-9甲、乙所示装置进行实验,并把数据记录在下表中。图K19-9实验次数滑轮材质
6、钩码重G/N钩码被提升的高度h/m有用功W有/J拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总/J机械效率1铝10.10.10.60.30.1856%2铝20.10.21.00.30.367%3铝20.20.41.00.60.667%4塑料20.20.40.80.60.4883%5塑料20.20.42.10.20.4295%比较1和2两次实验发现:在所用滑轮组一定时,提升的钩码,机械效率越高。比较3和4两次实验发现:滑轮组的机械效率还与有关。比较两次实验发现:在所用滑轮组一定时,机械效率与提升钩码的高度无关。第5次实验是利用图的装置完成的,判断依据是。利用图甲的装置,把重6 N的物体用2.5 N的拉力
7、匀速拉起,滑轮组的机械效率为。可见如果没有刻度尺,只有弹簧测力计,也可以测量出滑轮组的机械效率。(2)小明利用图丙装置实验时发现:斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关,与物重无关。保持斜面倾斜程度不变,可以采用的方法减小摩擦,从而提高斜面的机械效率。(3)实验表明:额外功越小,有用功越接近总功;进一步推理得出:假如没有额外功,有用功等于总功;可见使用任何机械都。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是。A. 焦耳定律 B.牛顿第一定律C.阿基米德原理D.欧姆定律【2023学年参考答案】1.D2.B3.B4.D5.B解析由题知,斜面长20 m、高10 m,则物体沿斜面向上匀速运动s=10 m
8、时,由几何关系可知物体升高h=5 m。拉力F做的总功W总=Fs=40 N10 m=400 J;拉力做的有用功W有=Gh=60 N5 m=300 J;斜面的机械效率=W有W总=300 J400 J=75%,故A错误,B正确。该同学对物体做功的功率P=W有t=300 J20 s=15 W,故C、D错误。6.2403080%7.2001008.70%9.2.521043.61.0810421037.2103解析该过程中做的有用功W有=Gh=4.2103 N6 m=2.52104 J;由图可知,n=3,钢丝绳移动的速度v绳=nv物=nht=36m5s=3.6 m/s;由=W有W总及W总=W额+W有可得
9、,做的额外功W额=W总-W有=W有-W有=2.52104 J70%-2.52104 J=1.08104 J;由W=Fs可得,拉力F=W总s=W总nh=W有nh=2.52104 J70%36m=2000 N;拉力的功率P=Fv绳=2000 N3.6 m/s=7.2103 W。10.解:(1)有用功W有=Gh=400 N5 m=2000 J。(2)拉力F做的功为总功,W总=Fs=F2h=250 N25 m=2500 J,根据W=Pt,可得拉力F的功率P=W总t=2500J20s=125 W。(3)动滑轮的机械效率=W有W总=2000J2500J=80%。11.解:(1)有用功W有=Gh=100 N3 m=300 J。(2)拉力所做的功为W总=Fs=50 N8 m=400 J,则拉力的功率P=W总t=400J10s=40 W。(3)额外功为W额=W总-W有=400 J-300 J=100 J,由W额=fs得物体受到的摩擦力f=W额s=100J8m=12.5 N。(4)斜面的机械效率=W有W总=300J400J=75%。12.(1)越重滑轮的材质2和3乙图乙是定滑轮,不省力也不省距离80%(2)减小斜面的粗糙程度(3)不省功B6
