1、第5节机械效率一填空题(共7小题)1(2023年枣庄)如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体,不计绳重和摩擦。若GAGB,则甲乙;若FAFB,则GAGB(选填“”、“”或“”)【解析】(1)不计绳重和摩擦,克服物体重力做的功为有用功,克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功,则滑轮组的机械效率:100%100%100%100%,因物体的重力G越大,1+越小,越大,且动滑轮的重力相等,所以,GAGB时,甲乙;(2)由图可知,n甲2,n乙3,由F(G+G动)可得,提升物体的重力:GnFG动,则FAFB时,提升物体的重力关系为GAGB。故答案为
2、:;。2(2023年莱芜区)如图所示,汽车通过滑轮组将矿井内重为9500N的物体M匀速提升了6m,所用的时间为10s,汽车的拉力F为5000N在此过程中,滑轮组的机械效率为,汽车拉力F的功率为W。【解析】(1)由图知,n2,则绳子自由端移动的距离:s2h26m12m;汽车拉力对滑轮组做的总功:W总Fs5000N12m6104J;拉力做的有用功:W有用Gh9500N6m5.7104J;滑轮组的机械效率:100%95%;(2)汽车拉力的功率:P6000W。故答案为:95%;6000。3(2023年呼伦贝尔)搬运工人站在水平高台上,用如图所示的滑轮组将重物匀速竖直向上提升2m,当提升货物重为360N
3、时,滑轮组的机械效率为75%,则动滑轮重为N(不计绳重和摩擦);若将所提升货物重增大到480N,此时滑轮组的机械效率为。【解析】(1)由图可知,n3,则提升时绳自由端移动距离s3h32m6m,有用功W有用Gh360N2m720J,由可得,总功W总960J,由W总Fs可得,拉力F160N,由F(G+G动)可得,动滑轮的重力,G动3FG3160N360N120N;(2)若将所提升货物重增大到480N,不计绳重和摩擦,此时滑轮组的机械效率:80%。故答案为:120;80%4(2023年恩施州)如图在粗糙斜面上将一个重为16N的物体匀速拉到高h处,沿斜面向上的拉力为10N,斜面长s2m、高h1m。其中
4、所做的有用功为J,物体受到的摩擦力大小为N,斜面的机械效率为。【解析】(1)所做的有用功为:W有用Gh16N1m16J;(2)拉力做的总功为:W总Fs10N2m20J,所做的额外功为:W额W总W有用20J16J4J;由W额fs得摩擦力:f2N。(3)斜面的机械效率为:100%100%80%;故答案为:16;2;80%。5(2023年鞍山)如图所示,用滑轮组拉动重70N的物体A,在10s内使A在水平方向上移动5m,所用拉力F为20N,地面对A的摩擦力为30N,则A运动速度是m/s,滑轮组所做的有用功是J,滑轮组的机械效率是。【解析】(1)A运动的速度v0.5m/s;(2)滑轮组做的有用功:W有用
5、fs30N5m150J;(3)由图可知:n2,绳子自由端移动的距离sF2s25m10m,拉力F做的总功:W总FsF20N10m200J,滑轮组的机械效率:100%75%。故答案为:0.5;150;75%。6(2023年枣庄)用一个动滑轮在5s内将一重为300N的物体匀速向上提升3m,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。【解析】使用动滑轮时,承担物重的绳子股数n2。(1)拉力端移动距离s2h,动滑轮的机械效率75%,则拉力大小:F200N;(2)若忽略绳重与摩擦,拉力F(G+G动),则动滑轮重力:G动2FG2200N300N100N。故答案为:200;1
6、00。7(2023年砀山县)如图所示,一根均匀的细木棒OC,OAOC,B为OC的中点。在C点施力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2m,木棒的机械效率为90%提升该物体做的有用功是J,木棒重为N(不计摩擦)。【解析】有用功:W有G物h180N0.2m36J;因为OAOC,B为OC的中点,所以OB2OA;故当物体上升0.2m时,B点(杠杆的重心)将上升0.4m;不计摩擦,由和W额G木h可得:90%,解得G木10N。故答案为:36;10。二选择题(共9小题)8(2023年宜昌)下列有关起重机提升货物时机械效率的说法,正确的是()A有用功越多,机械效率越高B同一起重机提起的货物越重,机械效率
7、越高C额外功越少,机械效率越高D同一起重机提起同一货物越快,机械效率越高【解析】A、机械效率是有用功与总功的比值,由于总功的多少不确定,所以无法判断有用功与总功比值的大小,即机械做的有用功越多,其机械效率不一定高,故A错误;B、起重机提起的货物越重,所做的额外功基本不变,有用功在总功中所占的比重越大,所以它的机械效率越大,故B正确;C、机械效率越高,说明所做有用功占总功的比值大,额外功所占总功的比值小,不是做的额外功越少,故C错误;D、使用滑轮组做功越快,说明功率越大,但机械效率与功率没有关系,故D错误。故选:B。9(2023年鄂州)如图所示,利用动滑轮将重力为100N的物体在5s内匀速竖直提
8、升,拉力F为60N,绳子自由端移动的距离为2m,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是()A物体移动的速度为0.4m/sB所做的有用功为200JC动滑轮的机械效率为60%D拉力F的功率为24W【解析】动滑轮上绳子的有效股数n2,由snh可得,物体上升的高度:h1m,则物体移动的速度:v0.2m/s,故A错误;所做的有用功:W有Gh100N1m100J,故B错误;拉力做的总功:W总Fs60N2m120J,动滑轮的机械效率:100%100%83.3%,故C错误;拉力F的功率:P24W,故D正确。故选:D。10(2023年广安)如图所示,甲、乙两个滑轮组,其中每个滑轮的质量都相同、分别用拉力F1、F2将重
9、物G1、G2提升相同高度,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是()A若G1G2,则拉力F1、F2做的总功相同B若G1G2,则拉力F2做的有用功多C若G1G2,则甲的机械效率大于乙的机械效率D若G1G2,则甲、乙两个滑轮组的机械效率相等【解析】AB、若G1G2,且重物匀速提升的高度相同,由W有Gh可知,有用功相同;不计绳重及摩擦,则额定功是克服动滑轮自重做的功,即W额外G动h,因每个滑轮质量都相等,提升的高度相同,但乙装置有2个动滑轮,故乙做的额外功多,而W总W有+W额外,所以总功不相同,即F1、F2做的功不相等,故AB错误;CD、不考虑绳重、摩擦,则滑轮组的机械效率,若G1G2,重物匀速提升的高度
10、相同,由W有Gh可知,甲有用功大;不计绳重及摩擦,则额定功是克服动滑轮自重做的功,即W额外G动h,因每个滑轮质量都相等,提升的高度相同,但乙装置有2个动滑轮,故乙做的额外功多,故甲的机械效率大于乙的机械效率,故D 错误,C正确;故选:C。11(2023年济宁)两个滑轮按图所示的方式组合,用5N的拉力F拉动绳端,使物体在5s内水平向左匀速滑动1m,物体与地面间的摩擦力为9N下列选项正确的是()AA是定滑轮,B是动滑轮B拉力F做的功为5JC拉力F的功率为1.8WD滑轮组的机械效率为90%【解析】A、A滑轮随物体一起运动,为动滑轮;B滑轮的轴固定不动,为定滑轮,故A错;B、由图知,n2,拉力端移动距
11、离s2s物21m2m,拉力做功W总Fs5N2m10J,故B错;C、拉力做功功率P2W,故C错;D、拉力做的有用功:W有用fs物9N1m9J,滑轮组的机械效率100%90%,故D正确。故选:D。12(2023年荆州)湖北省第二届园林博览会将于2023年年9月28日在荆州开幕。在某场馆建设中,采用了如图所示的装置提升重物,当工人师傅们用1000N的拉力F向下拉绳,使重1600N的重物匀速上升了5m,此过程中克服绳重和摩擦做功500J,下列说法中正确的是()A拉力F做功为5103 JB缠绕在动滑轮上每股绳的拉力为800NC动滑轮重为300ND滑轮组的机械效率为75%【解析】A、由图知,n2,拉力端移
12、动距离:s2h25m10m,拉力F做功:W总Fs1000N10m1104J,故A错;B、已知绳子末端的拉力F为1000N,则缠绕在动滑轮上每股绳的拉力都为1000N,故B错;C、拉力做的有用功:W有用Gh1600N5m8103J,拉力做的额外功:W额总W总W有用1104J8103J2103J,此过程中克服绳重和摩擦做功W额1500J,提升动滑轮做的额外功:W额2W额总W额12103J500J1.5103J,由WGh可得动滑轮重力:G轮300N,故C正确;D、滑轮组的机械效率:100%80%,故D错。故选:C。13(2023年绵阳)如图所示,斜面长20m、高10m,固定在水平地面上。一位同学用平
13、行于斜面向上40N的拉力,在20s内把重60N的物体沿斜面向上匀速拉动了10m。在此过程中()A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10WD该同学对物体做功的功率是30W【解析】由题知,斜面长20m、高10m,则物体沿斜面向上匀速运动s10m时,物体升高h5m;(1)拉力F做的总功:W总Fs40N10m400J;拉力做的有用功:W有用Gh60N5m300J;斜面的机械效率:100%75%;故A错、B正确;(2)该同学对物体做功的功率:P15W,故CD错。故选:B。14(2023年常州)如图所示,斜面高2m、长4m,小明用平行于斜面的拉力F,将重400N的
14、物体从斜面底端拉到顶端,已知拉力F250N,对此过程,下列结果中正确的是()A有用功为1000JB总功为1600JC额外功为200JD机械效率为60%【解析】A、小明对物体做的有用功:W有用Gh400N2m800J,故A错;B、拉力F做的总功:W总Fs250N4m1000J,故B错;C、额外功:W额W总W有用1000J800J200J,故C正确;D、斜面的机械效率:100%80%,故D错。故选:C。15(2023年包头)如图所示,拉力F为5N,物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动(B表面足够长);物体B静止在地面上,受到地面水平向左4N的摩擦力,弹簧测力计示数为12N下列说法正确的是()A物体A受到的摩擦力为10