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1、机械效率(根底篇)一、填空题1、使用机械工作时,对人们有用的功,叫做_,用_表示。2、使用机械时对人们没有用,但又不得不做的功,称为_,用_表示。3、_功与_功的总和叫总功,用表示,写成公式_+_。4、_跟_的比值叫做机械效率,表达式是:_。因为_总小于_,所以机械效率总小于1。测定机械效率的实验原理是:_。5、某人用斜面装置将重为120N的物体匀速从斜面的底部拉到顶部,斜面长为5m,高是2m,拉力F=60N,那么此人做的有用功为_,额外功为 _。6、杠杆是一种机械效率很高的简单机械。假设用一根机械效率为90%的杠杆将一个36 kg的物体提升50 cm,那么需要做的有用功为_J,总功为_J(g
2、取10 N/kg)。7、如下图,沿斜面向上拉一个重为4.5N的物体到斜面顶端,斜面长1.2m,高0.3m,拉力做功为2.16J,那么这个斜面的机械效率是 %,物体受到的摩擦力是 N。二、选择题8、甲机器的机械效率是65%,乙机器的机械效率是80%,那么以下说法中正确的选项是A甲机器一定比乙机器省力 B甲机器一定比乙机器省距离 C甲机器做的有用功一定比乙机器多 D以上说法都不对 9、小明用两个相同的滑轮,组成不同的滑轮组如下图,分别将同一物体匀速提高到相同高度,绳子的自由端移动的距离为s1、s2,图中左、右滑轮组的机械效率分别为1、2,以下关系正确的选项是忽略绳重及摩擦As1s2,1=2 Bs1
3、s2,12Cs1s2,1=2 Ds1s2,1210、用同一滑轮组分别把100 N和200 N的重物匀速提高5m,如果两种情况下的额外功相等,那么 A所做的总功相等 B所做的有用功不相等C两次的机械效率相等 D用于拉绳子的力两次相等11、功率为10kW的起重机在一分钟内,将重的物体升高2m,水平移动4m,那么以下数据错误的选项是 A总功为 B有用功为C总功为 D机械效率为30%12、图中剪刀剪纸机械效率为80%,这表示A假设作用在剪刀的动力是1N,那么阻力是0.8NB假设作用在剪刀的阻力是1N,那么动力是0.8N C假设作用在剪刀的动力做功1J,那么有0.2J 的功用于剪纸 D假设作用在剪刀的动
4、力做功1J,那么有0.8J 的功用于剪纸三、实验与计算题13、在探究“滑轮组机械效率时,小强利用两组滑轮组进行了4次测量,用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据,用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据,如下表:实验次数物重G物/N动滑轮重G动/N钩码上升的高度h/m动力F/N动力作用点移动的距离s/m滑轮组的机械效率/%110.50.10.70.347.6220.50.11.10.360.6340.50.120.34410.10.550.01根据表中前3次实验数据,画出甲图中滑轮组的绕绳方法。2在实验中,测量绳端拉力F时,应尽量 匀速向上拉动弹簧测力计,读出乙图中弹簧测力计的示数为 N,第3次
5、实验时滑轮组的机械效率为 。3由表中第 组数据可知,同一滑轮组的机械效率与物重有关。4由表中第3、4组数据可知,同一滑轮组的机械效率与摩擦和 有关,请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功 J。14、如下图,平行于斜面的拉力F将一块重10的木块匀速拉上一个长为2m,高为0.5m的斜面,F 大小等于3N,求在这过程中,克服重力做了多少功?拉力F做了多少功?机械效率是多大?15、用滑轮组匀速提升重为2000N的物体,作用在绳子自由端的拉力大小为625N,拉力做功的功率为1250W,滑轮组的机械效率为80%,不计摩擦与绳重,求:(1)重物上升的速度;(2本滑轮组用几段绳子悬挂动滑轮?【答案与解析】一
6、、填空题1、【答案】有用功 2、【答案】额外功 3、【答案】有用 额外 4、【答案】有用功 总功 有用功 总功 5、【答案】240J;60J【解析】此人做的有用功:W有用=Gh=120N2m=240J;此人做的总功:W总=Fs=60N5m=300J;那么额外功:W额=W总-W有用=300J-240J=60J;故答案为:240J;60J。6、【答案】180 200 【解析】,。7、【答案】62.5 0.675 【解析】有用功:W有用=Gh=4.5N0.3m=1.35J;总功:W总=2.16J,斜面的效率:;额外功:W额=W总-W有用=2.16J-1.35J=0.81J,因为W额=fs,所以摩擦力
7、大小:。二、选择题8、【答案】D【解析】机械效率是有用功与总功的比值,有用功占总功的比例越大,机械效率越高,乙机器的机械效率只能说明乙机器中有用功占总功的比例大,并不能说明甲机器一定比乙机器省力,一定比乙机器省距离,做的有用功一定比乙机器多;应选D。9、【答案】C【解析】忽略绳重及摩擦,使用滑轮组时的拉力F=G物+G轮,左图承当物重的绳子股数n=2,右图承当物重的绳子股数n=3,而动滑轮重相同、提升的物体重相同,据此判断拉力大小关系;两图分别将同一物体匀速提高到相同高度,做的有用功相同;由s=nh可知,右图绳子自由端移动的距离大;由题知,忽略绳重及摩擦,所做的额外功为提升动滑轮做的功,由W额=
8、G轮h可知,额外功相同,又因为总功等于有用功加上额外功,所以总功相同,所以可以得出两图的机械效率相同。10、【答案】B【解析】匀速提高物体时,有用功,因为物重不同,所以两次用于拉绳子的力以及有用功必然不相等。在额外功一定的情况下,有用功越多,那么有用功在总功中所占的比例也越大,所以机械效率也不相同。11、【答案】A【解析】由起重机功率与时间相乘得到的功W,这是外界输入起重机的功,是总功:;由力与距离相乘得到的功,是起重机提升重物时对重物所做的功,提升重物是我们的目的,是我们想完成的功,此功是有用功,而水平移动过程时,起重机对重物并没有做功。所以。机械效率是有用功与总功的比值,弄清楚了有用功与总
9、功的问题, 判断出D选项是正确的。12、【答案】D【解析】利用剪刀的目的是剪纸,所以剪纸做的功是有用功。由机械效率为80%知,如果动力做功1J,有0.8J是用于剪纸。三、实验与计算题13、【答案】1如以下图所示;2竖直;1.6;66.7%;31、2、3;4动滑轮重; 0.15【解析】1由前4组实验数据知,s=3h,所以滑轮组由3段绳子承当物重,因此应从动滑轮绕起。2实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,这样才能准确测出拉力的值;由图知,测力计的分度值为0.2N,所以其示数为1.6N;=100%=100%=100%66.7%。3由表中第 1、2、3组数据可知,同一滑轮组的机械效率与物重有关。4由
10、表中第3、4组数据可知,物重相同,动滑轮重力不同,机械效率不同,由此可得;同一滑轮组的机械效率与摩擦和动滑轮重有关;根据表中第3组数据可知,有用功:W有=Gh=4N0.1m=0.4J;克服动滑轮做的功:W动=G动h=0.5N0.1m=0.05J;总功:W总=Fs=2N0.3m=0.6J;那么克服绳重及摩擦做的那局部额外功:W额=W总W有W动=0.6J0.4J0.05J=0.15J。14、【答案】5J 6J 83.3%【解析】此题是有关斜面机械效率的题目,解决这一类问题,首先要解决的是区分有用功、总功,即什么是人做事的目的,什么是人实际做的功。第一问克服重力做了多少功:W=FS=Gh=10N0.
11、5m=5J,而人的目的是把重物提升,这个数值是有用功的大小。第二问求拉力所做功,拉力F的大小,在拉力方向下移动的距离为2m,所以W=FS=3N2m=6J,拉力F所做的功是总功。那么。15、【答案】 (1)重物上升的速度为0.5m/s。 (2) n=4。【解析】此题是初中阶段机械效率和功率以及做功相结合的很难的题目,此题使用了公式变形推导,还使用了设未知物理量的解题方法。不管多难的题目,只要涉及到机械效率,就必须先搞清楚什么是有用功,什么是总功,1:总功W总是拉力F所做的功,即可以用FS求出,也可以由拉力做功的功率求出,在t时间内,那么。而有用功那么是克服物重所做的功,;而v为重物上升的速度,即我们要解答的问题, ,比拟两个总功表达式,结合机械效率的公式;得到如下解题过程: 滑轮组的机械效率,. 那么:重物上升的速度为0.5m/s。 第2问的突破口是:如何确定悬挂动滑轮绳子的段数,本来最简单方法就是看图,数数有几根绳悬挂动滑轮即可,而此题连图都没有,显然不行。我们不要忘记在滑轮组题目中永远隐含的条件是物体升高的距离h与拉力F移动距离S之间满足S=nh,再考虑绳子自由端的移动和重物上升所用时间相同,就可以得到绳端,即拉力运动的速度拉力做功的功率:,绳端即拉力运动的速度:=2m/s。绳端前进的速度是重物上升速度v的4倍,说明重物是被4根绳拉住。
限制150内