机械功、机械效率同步练习题及答案
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机械效率同步练习一.选择题(共12小题)1.关于机械效率,下列说法中正确的是()A.做功越多机械效率越高B.实际生产中,使用机械比不使用机械做功的效率高C.有用功与总功的比值越大,机械效率高D.使用机械做功时,如不考虑机械本身重力及所引起的摩擦,那么,机械的效率可以高于100%2.小红用滑轮组将重力为1.5N的物体匀速提升10cm的过程中,绳子拉力为1.0N,绳子自由端移动的距离为30cm,则滑轮组的机械效率为()A.50%B.60%C.70%D.80%3.某工人用如图所示的滑轮组提起重1200N的货物,所用的拉力是500N,绳子自由端被拉下3m,下列说法正确的是()A.动滑轮重一定是300N,机械效率是80%B.有用功是1200J,机械效率是80%C.有用功是1200J,机械效率是60%D.有用功是3600J,总功是4500J4.如图所示,在研究“使用动滑轮是否省功”的实验中,用甲、乙两种不同的方式将同样的钩码缓慢地提升相同的高度,下列说法正确的是:()A.甲种方法更省力B.乙种方法更省功C.两种方法做的有用功相等D.两种方法的机械效率相等5.小蒙用如图所示甲、乙两种方式使重400N的物体在相同时间内匀速提升了5m,不计摩擦和绳重,则下列判断正确的是()A.使用图乙拉力F一定小于400NB.两种方式有用功W均为2000JC.两种方式拉力F的功率相同D.使用图乙可以提高机械效率6.人民网武汉2019年4月28日电4月25日~26日,由中共随州市委宣传部、随州市网信办举办的“庆祝新中国成立70周年•感受随州看发展媒体行”,采访团先后深入该市随县万福店农场凤凰山村、云峰山万亩茶园、琵琶湖风景区、广水观音村、武胜关桃源村、印台山文化生态园等地看变化,体会人民群众美好生活。
美丽乡村焕发新活力,工人用如图所示的装置运送砂石,正在进行房屋装修,下列说法正确的是()(g取10N/kg)A.滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小B.图中动滑轮相当于一个省距离的杠杆C.绳子自由端下拉1m,桶上升2mD.工人利用该滑轮组能提起150kg 的砂石,所用拉力是1000N,则机械效率是75% 7.如图所示,在拉力F作用下,一个重600N的物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动了10s,已知滑轮组的机械效率为80%,在此过程中拉力F做了150J的功,则下列说法中正确的是()A.拉力F的大小为150NB.拉力F的大小为75NC.物体与地面间的滑动摩擦力为120ND.物体与地面间的滑动摩擦力为480N8.如图所示,用F1的力将物体B匀速提升h,F1做功为300J,若借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度,F2做功为500J.下列说法正确的是()A.滑轮组的机械效率为60%B.F2做功的功率比F1做功的功率大C.使用滑轮组过程中,绳子移动距离是物体的上升高度的两倍D.两个过程物体B都匀速运动,机械能不变9.如图所示,工人用滑轮或滑轮组提升重物,每只滑轮质量均相同,若把同一货物匀速提升相同的高度(不计绳子与滑轮间的摩擦),下列说法正确的是()①使用D滑轮组最省力①其中机械效率最高的是使用B滑轮①其中机械效率最高的是使用C滑轮组①使用A滑轮与使用D滑轮组一样省力A.只有①①正确B.只有①①正确C.只有①①①正确D.只有①①①正确10.用动滑轮和杠杆,把同一个钩码分别提升相同的高度,以下判断一定正确的是()A .两个测力计的示数相同B.两套机械做的有用功相等C.测力计的拉力做的总功相等D.两套机械的机械效率相等11.救援车工作原理如图所示,当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5×103N时,小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。
初中物理功、功率、机械效率例题及详细解析【典型例题】类型一、基础知识1、下面情况中,人对物体做功的是()A. 举重运动员举着杠铃不动B. 人用力却没有把重物提起C. 某同学提着水桶在水平路面匀速行走D. 旅客提着行李走上楼梯【思路点拨】本题要抓住做功的两个必要因素:1.作用在物体上的力;2.物体在力的方向上通过的距离;二者缺一不可。
【答案】D【解析】A、B均属于“不动无功”型,有力作用但没通过距离;C属于“劳而无功”型,桶运动方向与施力方向垂直;D具备做功的两个必要因素,人对行李施力,行李沿拉力方向有移动距离,D选项中人对行李箱用向上的力,并且在力的方向上移动了距离,所以人对物体做了功。
【总结升华】做功要满足的两个要素是:作用在物体上的力;在力的方向上通过的距离。
举一反三:【变式】(多选)小车重200N,人用30N的水平力推小车沿水平路面匀速前进50m的过程中,下列判断正确的是()A.重力没做功B.人对车做功10000JC.人对车做功1500J D.小车受到的阻力是230N【答案】AC2、某人用50N的力,将重30N的铅球抛到7m远处,这个人对铅球做的功为()A、350JB、210JC、0D、无法计算【思路点拨】人推铅球,对铅球施加了力,并且铅球在该力的方向上移动了距离,根据功的公式W=Fs分析判断。
【答案】D【解析】铅球的运动可以分为两个阶段:第一个阶段是人推铅球,第二个阶段是铅球在空中飞行。
在第一个阶段人用力推动铅球,对铅球做功;在第二个阶段,铅球离开了人,人不再对铅球做功。
注意:在第一个阶段,在人推力的作用下,铅球移动了一段距离,但这个距离不是7m;具体是多少,题中未给出,无法判断。
【总结升华】本题考查了学生对功的公式的掌握和运用,关键是掌握做功的两个必要条件(一是力,二是在力的方向上移动的距离)。
举一反三:【变式】(2015•无锡)现有30包大米,总质量为150kg,小明想尽快将它们搬上10m高处的库房,如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图象,由图可知他可以提供的最大功率为_____W;为尽可能快地将大米搬上库房,他每次应搬_____包,若每次下楼时间是上楼时间的一半,则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间是_____s。
12.3《机械效率》精选同步习题一.选择题(共14小题)1.关于机械效率的下列说法中,正确的是()A.利用机械越省力,机械效率越高B.机械做功越快,机械效率越高C.有用功相同、总功越大机械效率越高D.额外功相同、有用功越大的机械效率越高2.关于功、功率、机械效率说法正确的是()A.功率越大,做功越快,机械效率越大B.做功越少,功率越小,机械效率越小C.功率越大,反映做功越快,与机械效率无关D.机械效率越大,表明它做的功越多3.工人师傅利用如图所示的装置匀速提升重物,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是()A.增大提升重物的速度,可以增大有用功B.减小定滑轮的重力,可以减小额外功C.增大提升重物的高度,可以提高机械效率D.减小动滑轮的重力,可以提高机械效率4.某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮等重),在相同时间内把重物G提升相同高度,F1和F2大小相等,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是()A.力F1和F2做功的功率相同B.力F1和F2做的总功相同C.乙滑轮组更省力,两个滑轮组机械效率一样大D.甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高5.如图所示,在相同时间内,用大小相同的拉力F把等质量的甲、乙两物体沿斜面AB、AC从低端拉到斜面顶端。
F做功的功率分别为P甲、P乙,机械效率分别为η甲、η乙.下列分析正确的是()A.P甲>P乙,η甲<η乙B.P甲<P乙,η甲<η乙C.P甲<P乙,η甲>η乙D.P甲>P乙,η甲>η乙6.某实验小组分别用如图所示的甲乙两个滑轮组(每个滑轮重相同)匀速提起相同的重物,所用的拉力分别为F1和F2,机械效率分别为η1和η2,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是()A.F1>F2,η1=η2B.F1<F2,η1=η2C.F1<F2,η1>η2D.F1>F2,η1<η27.如图所示,用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮,使挂在下面重为G的物体缓慢上升,动滑轮的重力不可忽略,现改变物体的重力G,不计绳重与摩擦,则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的()A.B.C.D.8.如图所示,有一斜面长为L,高为h,现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端。
第十二章第3节机械效率同步练习(学生用卷)完成时间:30分钟一、选择题1.以下是同学们对机械效率的一些理解,其中正确的是()A.机械效率越低,机械做功一定越慢B.做功越多的机械,机械效率一定越高C.功率越大的机械做功一定越多D.有用功在总功中所占的比例越大,机械效率一定越高2.小红用铁桶从井中打水;小军把不小心掉进井中的铁桶打捞上来。
在这两个情形中水桶中都有水。
那么下列分析中正确的是()A.两个情形中,两人对水做的功都是有用功B.两个情形中,两人对水做的功都是总功C.两个情形中,两人对水做的功都是额外功D.小红对水做的功是有用功,小军对水做的功是额外功3.(2019·益阳)在野外用滑轮组拉越野车脱困时的情景如下图所示,有关力的分析正确的是( )A.车对地面的压力与车的重力是一对平衡力B.车拉滑轮组的力与滑轮组对车的拉力是一对平衡力C.脱困必需2400N的拉力时,绳索自由端的力F至少为1200ND.脱困必需2400N的拉力时,绳索自由端的力F至少为800N4.利用如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。
已知斜面的长是5m,高是2m,拉力为F=50N,则该装置的机械效率为()5.(2019·荆州)湖北省第二届园林博览会将于2019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5×103 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%6.有一种重心在支点处的杠杆,他与转轴间的摩擦较小,因此机械效率很高。
若用这种杠杆将质量为18kg 的物体匀速提升50cm 的过程中,杠杆的机械效率为90%,则在提升该物体的过程中(g 取10N/kg )( ) A .有用功为9J B .杠杆自重不做额外功 C .总功为10JD .该杠杆为省力杠杆7.如图所示,把重为G 的物体甲从水平地面竖直向上匀速拉至虚线的位置,此过程绳的拉力对甲做的功为W 甲;用平行于斜面的拉力把重也为G 的物体乙沿着斜面从在地面匀速拉至虚线的位置,此过程中绳的拉力对乙做的功为W 乙.斜面的机械效率为( )A .W 甲W 乙B .W 乙W 甲C .GℎW 乙−W 甲D .GℎW 乙+W 甲8.(2019·荆门)如图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 的过程滑轮组的机械效率较大,则下列判断正确的是( ) ①A 物体比B 物体轻 ; ②提升A 的拉力较大A.只有①③B.只有②④C.只有②③D.只有①④9.在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素“时,同学们提出了下列猜想(1)滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重力有关;(2)滑轮组机械效率高低可能与被提升的物重有关;(3)滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关;(4)滑轮组机械效率高低可能与承重绳子股数有关。
功功率机械效率习题一.选择题1. 下列实例中,力对物体没有做功的是()A.起重机吊起重物B.马拉车,车未动C.跳水运动员从跳台跳下D.举重运动员,将杠铃举起2. 下列关于物体是否做功的说法中正确的是()A.起重机吊着钢筋水平匀速移动一段距离,起重机对钢筋做了功B.被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中,脚对足球做了功C.小刚从地上捡起篮球的过程中,小刚对篮球做了功D.小丽背着书包站在路边等车,小丽对书包做了功3,如图所示,用F=50 N的水平拉力,通过一个动滑轮,使重为200 N的物体A水平向右匀速移动了3 m,在这个过程中()A.拉力F做了150 J的功B.拉力F做了300 J的功C.重力做了600 J的功D.重力做了1200 J的功4 一足球运动员用100 N的力踢一个重为5 N的足球,球离脚后在水平草地上向前滚动了30 m,在球滚动的过程中,运动员对足球做的功为()A.3 000 J B.500 J C.150 J D.0 J5. 在铁架台上固定一个由定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,在绳子末端用竖直方向0.8 N的拉力使重2 N的物体匀速上升,下面说明正确的是()A.滑轮组机械效率是83.3%B.滑轮组的机械效率是66.7%C.绳端移动的速度和物体上升的速度相同D.绳端移动的速度是物体上升速度的两倍6.利用如图所示装置将重为100 N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端.已知斜面的长是5 m,高2m,拉力为F=50 N,则该装置的机械效率是()A.40%B.50%C.80%D.100%7.下列关于功率和机械效率说法中正确的是()A.机械效率越高,机械做功一定越快B.做功越多的机械,机械效率一定越高C.功率越大的机械做的功一定越多D.做功越快的机械,功率一定越大8. 一个滑轮组改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度,改进后比改进前相比()A.有用功减少,总功减少B.有用功增加,总功增加C.有用功不变,总功减少D.机械效率提高了,功率也变大了9. 一个人用同样大小的水平方向的力拉着木箱,分别在光滑和粗糙两种水平地面上前进相同的距离,关于拉力所做的功,下列说法中正确的是()A.在粗糙地面上做功较多B.在光滑地面上做功较多C.两次做功一样多D.条件不够,无法比较两次做功的多少10.一吊车在2 s内将1 500 N的货物提高2 m后,在空中停留了3 s,又在5 s内沿水平方向将货物移送了10 m,则10 s内吊车的功率为()A.300 W B.2 000 W C.3 000 W D.1 500 W11. 在生产和生活中经常使用各种机械,关于机械的下列说法,正确的是()A.使用机械可以省力、省距离,也可以省功B.使用机械可以省力或省距离,但不能省功C.机械做功越快,机械效率越高D.机械做功越多,机械效率越高12. 林雨同学把掉在地上的物理课本拾回课桌,他对课本所做的功最接近()A.0.02 J B.0.2 J C.2 J D.20 J13.如图所示,已知物体A和B质量相等,A在粗糙的水平地面,B在光滑斜面上.现它们分别在同样大小力的作用下沿F的方向移动了s,则F对物体做的功()A.对A做的功多B.对A和B做功一样多C.对B做的功多D.条件不足,无法确定14. 甲升降机比乙升降机的机械效率高,它们分别把质量相同的物体匀速升高相同的高度,两者相比,甲升降机()A.做的总功较少B.做的总功较多C.提升重物做的有用功较少D.提升重物做的有用功较多15. 在我国古代书籍《墨经》中,对杠杆原理有精辟论述,并有许多巧妙的应用.如图所示是在井上汲水的桔槔,下列对桔槔在使用中不正确的解释是()A.向井内放送水桶时,人对配重(石块)做功,使配重的重力势能增大B.向井内放水桶时,人用的力气一定小于水桶的重力,所以省力C.往上提水时,配重(石块)帮助人对水桶做功,配重的重力势能减小D.往上提水时,人用的力气一定小于桶与水的总重,所以省力16. 小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组(如图所示),分别将同一物体匀速提高到相同高度,滑轮组的机械效率分别为η1、η2.下列关系正确的是(忽略绳重及摩擦)()A.F1>F2,η1=η2B.F1>F2,η1>η2C.F1<F2,η1=η2D.F1<F2,η1>η217. 下列简单机械中,能省功的是()A.扳手B.天平C.理发剪刀D.以上三个均不省功18. 关于机械效率,下面说法正确的是()A.功率越大的机械,机械效率越高B.机械效率大小与功率大小有关C.机械效率越低的机械,做的功就越少D.由于有用功总小于总功,机械效率总小于119. 如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A,已知AB>AC,施加的力分别为F1、F2,拉力做的功为W1、W2,拉力做功的功率分别为P1、P2,则下列判断中正确的是()A.F1<F2,W1=W2,P1<P2B.F1>F2,W1>W2,P1>P2C.F1<F2,W1<W2,P1<P2D.F1<F2,W1=W2,P1>P220. (多选)用如图所示的滑轮组将重10 N的物体匀速提升0.1 m,所用时间为2 s,作用在绳子末端的拉力F为6 N(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦),下列计算结果正确的是()A.所做的有用功为1 J B.动滑轮自重0.2 NC.拉力F做功的功率为0.3 W D.该滑轮组的机械效率为83.3%21. 体育课上,某同学用100 N的力把50 N重的铅球推出8 m远,他对铅球做功()A.800 J B.400 J C.0 D.条件不足,无法计算22. 如右图所示,小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼,用甲滑轮所做的总功为W1,机械效率为η1;用乙滑轮所做的总功为W2,机械效率为η2.若不计绳重与摩擦,则()A.W1=W2,η1=η2B.W1=W2,η1<η2C.W1<W2,η1>η2D.W1>W2,η1<η223. (多选)如图所示,在水平拉力F的作用下使物体m沿水平地面做匀速直线运动,若滑轮与绳子重力及摩擦不计,已知物体m与地面间的摩擦力为10 N,物体m运动的速度为2 m/s,那么关于拉力F的大小和拉力的功率P的大小,下列说法中正确的是()A.拉力F的大小为20 N B.拉力F的大小为5 NC.拉力的功率P的大小为20 W D.拉力的功率P的大小为10 W二、填空题24. 木块在大小为10 N的水平拉力作用下,沿水平面匀速前进2米,拉力做功为______焦,木块受到摩擦力的大小为______牛;若木块重16牛,在此过程中重力做功为______焦.25. 如图所示,斜面长5 m,高1 m,工人用沿斜面方向400 N的力把重1 600 N的集装箱匀速推到车上,推力对集装箱做的功是______J,斜面的机械效率是________.26. 如图所示健身运动的过程中,物体A的质量为4 kg,滑轮摩擦不计.当向下摆动脚腕使细绳拉着物体A缓慢(匀速)提升时,脚腕对细绳拉力的方向在改变、大小__________(选填“也改变”或“不变”).若2.4 s内脚腕将A物体匀速提起0.3 m,则对物体A所做的功为__________J,功率为__________W.27. 如图所示是“测量滑轮组机械效率”的实验装置,钩码总重6 N,实验时要竖直向上匀速拉动测力计,由图可知拉力大小为__________N,若钩码上升的高度为8 cm,则测力计向上移动__________cm,该滑轮组的机械效率为__________.(结果保留一位小数)28. 不计绳重和摩擦,用一个动滑轮将重为8 N的物体匀速提高1 m,所用竖直向上的拉力为5 N,则动滑轮的机械效率为________;用此动滑轮将重为18 N物体也提高1 m时,所做的总功是________J,此时动滑轮的机械效率为________.29. 小强利用如图所示的滑轮组去拉物体,使重为2 000 N的物体A在3 s内沿水平方向匀速移动了6 m,若A所受地面的摩擦力F摩擦=600 N,小强所用拉力F=250 N,则拉力F的功率为________W,该装置的机械效率是________.30.滑轮组既能省力又能改变施力的方向,建筑工人用自制的滑轮组把600 N的重物缓慢提升2 m,如右图所示,绳自由端的拉力F=250 N,拉力做的功是J,该滑轮组的机械效率等于三.实验题31. 在探究“斜面的机械效率高低与斜面的倾斜程度有什么关系”的实验中,用沿斜面向上的力F 拉动小车,使小车从斜面底端匀速运动到斜面顶端,如图所示.多次改变斜面倾斜程度,部分实验数据记录在下面的表格中,根据表格中数据回答下列问题:(1)当斜面“最陡”时,沿斜面拉力为__________N;做的有用功为__________J;斜面的机械效率为__________%.(2)通过对上述实验数据的分析,你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越陡,需要的拉力越______.(3)根据上面实验数据,你可以获得该实验探究的初步结论是:__________________.四、计算题32.用如图所示的滑轮组提升重物,已知物体重为200 N,人用125 N的拉力向下拉动绳子,5 s内可使物体匀速上升2 m.求:(1)拉力所做的功和拉力的功率;(2)滑轮组的机械效率.33.如图所示,重物A是体积为10 dm3,密度为7.9×103 kg/m3的实心金属块,将它完全浸没在水中,始终未提出水面.若不计摩擦和动滑轮重,要保持平衡,求:(1)作用于绳端的拉力F是多少?(2)若缓慢将重物A提升2 m,拉力做的功是多少?(3)若实际所用拉力为400 N,此时该滑轮的效率是多少?(g=10 N/kg)34.如下图所示,斜面长s=10 m,高h=4 m.用沿斜面方向的推力F,将一个重为100 N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B.运动过程中物体克服摩擦力做了100 J的功.求:(1)运动过程中克服物体的重力做的功(2)斜面的机械效率;(3)推力F的大小.附:参考答案一.选择题1. 解析:力学中做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可.ACD三项中都对物体施加了力,并且物体都在力的方向上通过了距离,力对物体做了功.B 项中马对车施加了力,但车没有移动距离,因此没有做功,故应选B.答案:B2. 答案:C3. 解析:使用动滑轮时,能省一半的力,但要费一倍的距离,因此物体移动3 m,拉力需移动6 m,可见拉力做的功为W=Fs=50 N×6 m=300 J;由于物体没有在重力的方向上移动距离,因此重力没有做功.故选B.答案:B4.答案:D5.解析:用一定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组有两种绕法,一种绕法是3股绳子,一种绕法是2股绳子.由题意知绳子股数:n=2 N0.8 N=2.5=3股,则η=GnF=2 N3×0.8 N=83.3%;绳子自由端移动的速度V绳=nV物=3V物.故选项A正确.答案:A6.答案:A7.解析:功率和机械效率是两个完全不同的概念,这两个物理量从不同的方面反映机械的性能.功率表示机械做功的快慢,机械效率是有用功占总功的比例,功率大的机械不一定机械效率高.答案:D8. 答案:C9. 答案:C10.答案:A11.答案:B12.解析:物理课本的重3 N,课桌高度约为0.8 m,由公式W=Gh知把物理课本捡回课桌约做功2.4 J,因此选C.答案:C13.解析:根据功的定义,W=Fs,做功多少只与拉力大小和在拉力方向上通过的距离有关,与物在光滑表面,还是粗糙表面无关.答案:B14.解析:两升降机把质量相同的物体升高相同的高度,所做的有用功是相同的,C、D错;由于甲的机械效率高,因此做的额外功较少,即做的总功较少,B错、A正确.答案:A15.解析:向井内放水桶时石块要上升,所以人对石块做功,它的重力势能增大,A对;设石块的重力为G1,它的力臂是l1,水桶的重力为G2,它的力臂是l2,根据杠杆平衡条件向井内放水桶时人用力的大小为(G1l1)/l2-G2,不一定小于水桶的重力,而且根据石块的大小来判断还很可能要大于水桶的重力,所以向下放水桶不见得省力,B错;往上提水时石块向下运动重力势能减小,所以可以帮助人对水桶做功,C 对;往上提水时再设桶与水的总重为G,根据杠杆平衡条件人用的力是G-(G1l1)/l2,它显然比水桶和水的总重小,所以是省力的,D对.答案:B16.解析:由题目知,滑轮相同、重物相同,忽略绳重和摩擦的情况下,分别利用这两个滑轮组把同一物体匀速提高到相同高度时,所做的有用功、额外功都相同,故二者机械效率相等,即η1=η2.但左侧滑轮有两段绳子承担物重,右侧滑轮组却有三段绳子承担物重,它更省力,故F1>F2.答案:A17.解析:根据功的原理,使用任何机械都不省功,因此D项正确.答案:D18. 解析:功率表示做功的快慢,机械效率表示的是有用功在总功中占的比重,它们之间没有任何联系,因此可以排除A 、B ;做功的多少,除了和机械效率有关,还和总功有关,因此C 项错误,本题应选D.答案:D19. 解析:因为斜面光滑,所以F 1·AB =F 2·AC =Gh ,由AB>AC ,可知F 1<F 2;两个力做的功均等于克服物体重力做的功:W 1=W 2=Gh ;两种情况下物体速度相同,即v 1=v 2,则由P =W t =F·st=F·v 可知P 1<P 2.答案:A20. 解析:本题是对功、功率和机械效率的综合考查.W 有用=Gh =10 N ×0.1 m =1 J ;W 总=Fs =6N ×0.2 m =1.2 J ;P =W 总t =1.2 J 2 s =0.6 W ;η=W 有用W 总=1 J1.2 J×100%=83.3%;G 轮=2F -G 物=12 N -10 N =2N .故本题答案为AD.答案:AD21. 解析:铅球离手后飞出8 m 远是由于它具有惯性,这一过程中人对铅球没有力的作用,不对铅球做功.人对铅球做的功要用推力100 N 乘以铅球在手中向前移动的距离,而这一距离题中没有给出,因此无法计算.答案:D22. 解析:使用定滑轮甲时不需要克服滑轮重力做功,而使用动滑轮乙时,还需要克服动滑轮重力做额外功,因此提升同一袋沙子,使用乙做的功更多,W 1<W 2,两种情况中有用功相同,而总功W 1<W 2,则由W 有用W 总可知η1>η2.答案:D23. 解析:由于不计摩擦,使用动滑轮能省一半力,所以F =12f =12×10 N =5 N ;物体运动速度为2 m/s ,则绳子自由端移动的速度v =2 v 物=2×2 m/s =4 m/s ,因此拉力的功率P =W t =F·st=F·v =5 N ×4 m/s =20 W ,因此B 、C 均正确.答案:BC二.填空题24. 解析:根据公式W =Fs 计算求得拉力做的功为20 J ,木块做匀速运动,受力平衡,摩擦力为10 N .物体沿水平方向运动,重力方向竖直向下,二者垂直,重力对物体不做功.答案:20 10 025. 解析:由题意知,推力做的功W 总=Fl =400 N ×5 m =2 000 J .有用功W 有=Gh =1 600 N ×1 m=1 600 J ,因此斜面的机械效率η=W 有W 总=1 600 J2 000 J=80%.答案:2 000 80% 26. 解析:定滑轮的特点是:能改变力的方向,但不省力,沿哪个方向用力其力臂都是定滑轮的半径,力臂不变,所以拉力大小不变.对物体做的功W =Fs =Gh =mgh =4 kg ×10 N/kg ×0.3 m =12 J ,功率P =Wt=12 J 2.4 s=5 W. 答案:不变 12 527. 解析:由图知滑轮组绳子股数为3,s =nh =3×8 cm =24 cm ,机械效率为η=G nF = 6 N3×2.4 N=83.3%.答案:2.4 24 83.3%28. 解析:动滑轮的机械效率η=Gh F·s =Gh F·2h =G 2 F =8 N2×5 N=80%,动滑轮重力G 动=2F -G =2×5 N-8 N =2 N ,物体重18 N 时所需拉力F ′=12(G ′+G 动)=12×(18 N +2 N)=10 N ,(绳子自由端移动距离S ′=2h ′=2×1 m =2 m ,所以总功W ′总=F ′·s ′=10 N ×2 m =20 J ;此时动滑轮的机械效率η′=G ′2F ′=18 N2×10 N=90%,比原来的机械效率增大了.答案:80% 20 90%29. 解析:题图中动滑轮被三股绳子拉动,物体A 在3 s 内拉动6 m ,拉力F 在3 s 内拉动6 m ×3=18 m ,拉力做功W 总=Fs =250 N ×18 m =4 500 J ,拉力做功的功率P =W t =4 500 J3 s=1 500 W ,有用功W 有用=fs A =600 N ×6 m =3 600 J ,该装置机械效率η=W 有用W 总×100%=3 600 J4 500 J ×100%=80%. 答案:1 500 80%30. 答案:1_500J 80%.三.实验题31. 答案:(1)6 4 66.7 (2)大 (3)斜面越陡,机械效率越大.四、计算题32.答案:解:(1)由图知,绳子股数为2. W =Fs =F·nh =125 N ×2×2 m =500 JP =W t =500 J 5 s=100 W.(2)η=W 有W 总=Gh Fs =Gh F·nh =200 N 125 N ×2=80%33. 解析:重物A 完全沉没在水中,它受到三个力:重力、浮力、向上的拉力.重物A 要保持平衡,则重力、浮力、向上的拉力相平衡,即G =F 浮+F 上,G =mg =ρ物gV =7.9×103 kg/m 3×10 N/kg ×10×10-3 m 3=790 N ,F 浮=ρ水gV 排=1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×10×10-3 m 3=100 N ,F 上=G -F 浮=790 N -100 N=690 N .由于使用的是动滑轮,所以F 拉=F 上2=690 N2=345 N .若缓慢将重物A 提升2 m ,物体始终未提出水面,F 拉大小不变,拉力做的功W =F 拉s =345 N ×2 m ×2=1 380 J .若实际所用拉力为400 N ,此时该滑轮的效率η=F 上h F 拉s ×100%=(G -F 浮)·h F 拉·2h×100%=690 N800 N ×100%=86.25 %.答案:解:(1)G =ρVg =7.9×103 kg/m 3×10×10-3 m 3×10 N/kg =790 NF 浮=ρ水V 排g =1.0×103 kg/m 3×10×10-3 m 3×10 N/kg =100 NF =12(G -F 浮)=12×(790 N -100 N)=345 N(2)W =Fs =345 N ×4 m =1 380 J(3)η=W 有用W 总×100%=(G -F 浮)h F 拉·2h ×100%=G -F 浮2F 拉×100%=690 N 800 N ×100%=86.25%34. 解:(1)重力做的功即有用功:W 有=Gh =100 N ×4 m =400 J(2)克服摩擦做的功即额外功:W 额=100 JW 总=W 有+W 额=400 J +100 J =500 Jη=W 有W 总=400 J 500 J=80% (3)拉力大小:F =W 总s =500 J10 m=50 N。
初中物理专题练习(含答案)---机械效率和功率计算题A1.小明利用如图所示的装置沿水平方向匀速拉动一个重2000N,底面积为0.5m2的物体A时,A受到地面的摩擦力为600N,作用在绳端的拉力为250N,则A对地面的压强是多少Pa;该装置的机械效率是多少.解:F=G=2000N S=0.5m2P=F/S=2000N÷0.5m2=4000Pa滑轮组有3段绳子拉物体S=3S物滑轮组克服摩擦做有用功η=W有/W总=fS物/FS= fS物/3FS物= f /3F=600N÷750N=80%2.如图所示,物体重180N,动滑轮重20N,绳重和摩擦不计.在拉力F的作用下,物体匀速上升.求:(1)拉力F;(2)动滑轮的机械效率.解:(1)F= (G+G动) /2=(180N+20N)÷2=100N(2)η=W有/W总=Gh/2Fh=180N÷200N=90%3.如图所示,小明用滑轮组匀速提起一个重为600N的物体A,人拉绳的力为250N,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为多少,动滑轮重多少?.解:滑轮组有3段绳子拉物体S=3hF= (G+G动) /3G动=3F-G=3×250N-600N=150Nη=W有/W总=Gh/FS=G/3F=600N÷750N=80%4.如图8所示,用滑轮组提起重900N的物体,绳子自由端拉力F为400N,重物在20S内匀速上升了10m。
求:(1)物体上升的速度。
(2)提起物体所做的有用功。
(3)滑轮组的机械效率。
解:(1)v=S/t=10m÷20s=0.5m/s(2)W有=Gh=900N×10m=9000J(3) 滑轮组有3段绳子拉物体S=3hη=W有/W总=Gh/FS=G/3F=900N÷1200N=75%5、重2540N的货物。
如图所示,滑轮组把它提升1.7m。
若不考虑摩擦,也不考虑滑轮和绳子的物重,则:(1)绳端拉力F是多少N?(2)绳端移动的距离是多少m?(3)若考虑摩擦、滑轮和绳子的物重,须在绳端施力800N,滑轮组的机械效率是多少?解:(1) 滑轮组有4段绳子拉物体S=4hF=G/4=2540N÷4=635N(2)S=4h=4×1.7m=6.8m(3) 滑轮组有4段绳子拉物体S=4hη=W有/W总=Gh/FS=G/4F=2540N÷3200N=79.375%6.如图所示,用一动滑轮拉一物体A以0.5m/s的速度在水平面上作匀速直线运动,物体A重为20N,受到的摩擦阻力是物重的0.2倍,水平拉力为2.5N,则在2s内拉力做的功是多少?滑轮的机械效率是多少?解:S物=vt=0.5m/s×2s=1m拉力做的功W=FS=2F S物=2×2.5N×1m=5J物体受到的摩擦力f=0.2G=0.2×20N=4N动滑轮克服摩擦做有用功η=W有/W总=fS物/FS= fS物/2FS物= f /2F=4N÷5N=80%7、用两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升重物,当将一个重为1000N 的重物匀速提升2m时,人站在地面上所用的拉力为312.5N,若不计绳重和摩擦,则该滑轮组所做的有用功是多少J,机械效率是多少解:分析得滑轮组有4段绳子拉物体S=4h=8mW有=Gh=1000N×2m=2000Jη=W有/W总=Gh/FS=G/4F=1000N÷1250N=80%8、小明用如图所示的滑轮组将一个重为120N的物体匀速提升2m,所用的拉力为50N,此时拉力所做的功为W,滑轮组的机械效率为η1;若仍用该滑轮纽提升一个重为I70N的物体.此时滑轮组的机械效率为η2,则W、η1、η2分别是(不计绳重和摩擦) BA、240J,80%,85%B、300J,80%.85%C、300J,80%,80%D、240J,75%,80%9、建筑工地上,施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料(如图)。
机械效率同步练习班级:____________ 姓名:___________ 学号:___________一、选择题(本大题共10小题)1.下列关于功、功率、机械效率说法正确的是()A.机械的功率越大,做功越快B.机械效率越高,做功越多,功率越大C.机械效率越高,做功越少,功率越大D.机械效率越高,做功越少,但功率不一定大2.关于功和机械效率,下列说法中错误的是()A.完成同一项工作,额外功越少,机械效率越大B.使用机械,可以尽可能减小额外功,但是不可能让额外功为0C.使用滑轮组提升物体,所用力越大、物体运动速度越快,机械效率越大D.用机械做功时,有用功总是会小于总功,因此机械效率总是小于13.如图,斜面长s为1.2m、高h为0.3m,现将重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端,若拉力F为5N,拉力的功率为3W,则()A.斜面的机械效率为75%B.拉力做的总功为4.8JC.物体沿斜面的运动速度是0.6m/sD.物体在斜面上受到的摩擦力是1N4.如图所示,用甲乙两个相同的滑轮将同样的钩码(滑轮重小于钩码重),缓慢提升相同的高度,则下列说法正确的是A.F1与F2大小相等B.甲的机械效率比乙高C.F1做的总功比F2多D.甲中绳子自由端移动的距离比乙大5.如图所示,重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下,以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,物体与地面间的滑动摩擦力为48N(不计动滑轮重),则在此过程中下列说法正确的是()A.有用功为120JB.拉力F的功率为40WC.滑轮组的机械效率为80%D.绳子自由端移动的距离为2m6.如图,这是一种塔式起重机,已知起重机上的滑轮组在匀速起吊330kg的物体时,滑轮组的机械效率是60%,g取10N/kg。
下列分析和计算错误..的是()A.起重机的吊臂AOB可视为杠杆B.增加起吊物体的质量,滑轮组的机械效率将减小C.物体上升2m,滑轮组所做有用功是6.6×103JD.物体上升2m,滑轮组所做总功是1.1×104J7.图显示的是甲、乙两机械的参数。
机械效率同步练习一、选择题1、关于功、功率、机械效率,下列说法中正确的是()A.物体受力且运动时,力对物体就做了功B.功率大的机器做功一定多C.做功快的机器其机械效率一定高D.功率大的机器做功就快2、为了提高滑轮组的机械效率,下列措施中可行的是()A.在可能的条件下,尽量减少定滑轮的个数及每个定滑轮的质量B.在可能的条件下,尽量减少动滑轮的个数及每个动滑轮的质量C.在可能的条件下,尽量增加每次提升货物的高度D.在可能的条件下,尽量减少每次提升货物的质量3、工人师傅使用一个动滑轮将400 N的重物匀速提升到3 m高处,假如所用的拉力方向竖直向上、大小为250 N,则( )A.拉力所做的功为750 JB.机械的效率为80%C.若用该动滑轮提升更重的货物,机械效率将保持不变D.若采用轻质滑轮完成原任务,机械效率将保持不变4、如图所示,不计摩擦,把重力为G=16 N的物体匀速提起所用的拉力F=10 N,则关于该动滑轮的说法错误的是()A.动滑轮重力为4 NB.使用该动滑轮要费距离C.该动滑轮的机械效率为80%D.提升物体的速度越快,机械效率越高5、如图所示,工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m,共用了10秒,若在此过程中(忽略绳重和摩擦),下列说法正确的是()A.绳子自由端移动的距离是6m B.动滑轮的重是10NC.工人做功的功率是80W D.滑轮组的机械效率是80%6、如图所示,物体浸没在水中,工人用200N的拉力F在10s内将重为400N的物体匀速提升2m,物体没有露出水面,此时滑轮组的机械效率是80%,不计绳重和摩擦,g=10N/Kg,则下列说法中正确的是( )A.物体露出水面前,工人匀速提升重物时拉力的功率为40WB.物体在水中受到的浮力为320NC.物体的体积为8×10-3m3D.物体露出水面后,此滑轮组提升该物体的机械效率将小于80%7、小李同学利用如图所示的滑轮组匀速提升重物.第一次提升的重物A的重力为G A,加在绳子自由端的拉力为F1.重物上升的速度为v1,运动时间为t1;第二次提升的重物B的重力为G B,加在绳子自由端的拉力为F2.重物上升的速度为v2,运动时间为t2.已知F1:G A=5:8,G B:G A=3:2,v1:v2=2:1,t1:t2=2:3.动滑轮的重力不能忽略.不计绳重与摩擦的影响.下列对两个过程的分析中,正确的是()A.拉力之比为F1:F2=7:8B.拉力的功率之比为P1:P2=10:7C.机械效率之比η1:η2=14:15D.额外功之比W1:W2=2:38、如图所示,小华用滑轮组匀速提升一个重为600N的物体,物体上升的速度为0.1m/s,人拉绳的力F 为250N,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是()A.动滑轮重150NB.人拉绳做功的功率为25WC.若小华的体重为750N,则小华用这套装置提的最大物重为2100ND.若用这个滑轮组提升1200N 的物体时,滑轮组的机械效率为88.9%9、小勇体重600N,利用如图所示的滑轮组在10s内使物体A匀速上升5m.已知物体A重为800N,此滑轮组的机械效率为80%,在此过程中,下列说法正确的是()A.水平地面对小勇的支持力做功为6000JB.小勇做的有用功为3000JC.小勇拉力的功率为250WD.小勇作用在绳端的拉力大小为500N10、如图所示,重为50N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动.已知滑轮组机械效率为80%,物体运动的速度为1m/s,下列分析计算正确的是()A.物体所受合力为5N B.物体受到的摩擦力为12NC.拉力F做功的功率为5W D.在10s内机械所做的有用功为500J111、甲、乙两个滑轮组如图所示,其中每一个滑轮重力都相同,用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度,不计滑轮组的摩擦,下列说法正确的是()A.若G1=G2,拉力做的额外功相同B.若G1=G2,拉力做的总功相同C.若G1=G2,甲的机械效率大于乙的机械效率D.用甲、乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变12、用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系,改变G物,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出η与G物关系如图乙所示,若不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是()A.同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大,最终将超过100%B.G物不变,改变图甲中的绕绳方式,滑轮组机械效率将改变C.此滑轮组动滑轮的重力为2ND.当G物=6N时,机械效率η=66.7%二、填空题13、在30°斜面上,用平行于斜面的拉力F,将重为2N的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端.若不考虑物体与斜面间的摩擦.则拉力F为N;若斜面的机械效率为80%.则此时拉力F为N.14、某同学用如图所示滑轮组将重为300N的物体以0.2m/s的速度匀速向上拉动,拉力为125N(不计绳重及摩擦),则动滑轮重N,5s内人拉绳子做的功是J,该滑轮组的机械效率是.15、用一只动滑轮匀速提起800 N的重物.若动滑轮重200 N,不计绳重及摩擦,所用的拉力F= N;如果用它提起更重的物体,则它的机械效率将(增大/减小/不变).16、如图所示,小华同学在测滑轮组机械效率的实验中,应竖直向上拉动绳子的自由端。
第3节机械效率知能演练提升一、能力提升1.利用如图所示的滑轮,在粗糙水平面上匀速拉动物体,下列叙述正确的是()A.重力做的功是有用功B.拉力F1做的功是额外功C.绳子自由端的拉力F做的功是总功D.该滑轮的机械效率可能等于100%2.工人用如图所示的机械将物体匀速提升到某一高度,若物体的重力与滑轮的重力之比G物∶G滑轮=9∶1,忽略绳重与轴摩擦的影响,则机械效率为()A.10%B.45%C.80%D.90%3.如图所示,用滑轮组提升重物时,重力为800 N的物体在10 s内匀速上升了1 m。
已知拉绳子的力F为500 N,则提升重物的过程中()A.做的有用功是800 JB.拉力F的功率是80 WC.绳子自由端被拉下3 mD.滑轮组的机械效率是60%4.用如图所示的装置研究滑轮组机械效率,下列说法不正确的是()A.弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动B.测量机械效率的原理是η=W 有用W 总C.机械效率与动滑轮重力的大小有关D.提高机械效率可以通过减小钩码的重力来实现5.用如图所示的滑轮组匀速提升重力为200 N 的物体,人对绳的拉力为125 N,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为 。
如果人的体重为600 N,拉动过程中绳始终未断裂,他用此滑轮组能提升的最大物重为 。
6.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;若忽略绳重与轴摩擦,动滑轮的重力为 N 。
7.下图是一种小型千斤顶的示意图,当手往下压动摇臂时,能把重物抬高一段较小的距离。
工人在 2 s 时间里,用100 N 的力,竖直向下压动摇臂50 cm,把重力为1 000 N 的重物匀速抬高4 cm,则重物上升的速度是 m/s,所做的有用功是 J,千斤顶的机械效率是 。
8.如图所示,将质量为100 kg 的木箱,用一平行于斜面向上的力从底端匀速拉到斜面顶端。
斜面长5 m 、高1.6 m,在此过程斜面的机械效率为80%。
机械效率大小的比较 专题练习一、填空题1.利用如图所示的甲、乙两滑轮组(每个滑轮的重量都相同),在相同时间用力1F 和2F 把物重为G 的物体提升到相同的高度,如果用1η和2η分别表示甲、乙两滑轮组的机械效率,用1P 和2P 分别表示1F 和2F 做功的功率(不计绳重及摩擦),则1η_____2η,1P _____2P .(两空均选填“<”、“>”或“=”)2.如图所示,用甲、乙两个完全不同的滑轮组,分别匀速竖直向上把同一重物提升相同高度。
已知 F 1:F 2=5:2,则:两个滑轮组所做有用功之比是W 甲有用:W 乙有用=_____;两个滑轮组机械效率之比 η甲:η乙=_____3.如图所示,某实验小组的同学们用同一滑轮组分别将甲、乙两组钩码匀速提升相同高度,每个钩码的质量是100g ,所做的有用功分别为W 甲和W 乙,机械效率分别为η甲和η乙,则W 甲_____W 乙,η甲_____W 乙 (以上两空均填“>”、“=”或“<”)匀速提升乙组钩码时,弹簧测力计的示数为1N ,则动滑轮重_____N .(g 取10N/kg ,不计绳重和摩擦)4.如图所示,甲、乙两套装置中,每个滑轮的质量相等,绳重和摩擦忽略不计.用甲装置把重为100N 物体G升高2m,所用拉力为62.5N,甲、乙装置的机械效率分别η1、η2,则η1= ________;若用乙装置提相同的重物,则拉力F2________F1(选填“>”、“<”或“=”,下同),机械效率η2________η1.5.如下图所示是两个工人分别用滑轮按甲、乙两种方式把质量相同的两袋沙子从地面提到二楼,两种方式所做的总功为W总甲、W总乙,机械效率为η甲、η乙.若不计绳重及摩擦,则有下列关系:W总甲________W总乙,η甲________η乙.(选填“>”、“=”或“<”)6.某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组匀速提起相同的重物。
机械效率(同步练习)一、单选题(本大题共10小题)1.关于功、功率和效率,下列说法正确的是()A.做功越多,功率越大B.做功时间越长,功率就越小C.功率越大,做功越快D.做功快的机械,机械效率一定高2.在测量滑轮组机械效率的活动中,装置如图所示,欲使所测机械效率提高,下列措施可行的是()A.转轴加润滑油B.增加提升高度C.增大提升速度D.减小物体质量3.小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组(如图所示),分别将同一物体以相同速度匀速提高到相同高度,滑轮组的机械效率分别为η1、η2,拉力分别为F1、F2,拉力的功率分别为P1、P2。
下列关系正确的是(忽略绳重及摩擦)()A.F1>F2 η1=η2P1=P2B.F1<F2 η1>η2 P1<P2C.F1>F2 η1=η2 P1>P2D.F1>F2 η1>η2 P1=P24.如图所示,斜面长10m,高4m。
用平行于斜面F=50N的拉力,将重100N的物体,从斜面的底端匀速拉到顶端。
在此过程中,下列说法正确的是()A.利用此装置既可以省力,也可以省功B.物体受到的摩擦力为50NC.对物体所做的有用功为500JD.该斜面的机械效率为80%5.小明用一竖直向上的力把物体A匀速提到了一定的高度,所做的功为100J。
小红利用某种机械把相同的物体A也匀速提到了相同的高度,所做的功为120J,则下列说法正确的是()A.小红利用的机械一定是省力的B.小红所做的有用功为120JC.小红所做的有用功为100JD.小红利用的机械其机械效率达到了100%6.如图所示,在50N的水平拉力F的作用下,重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍,绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s。
则()A.拉力F的功率为3WB.1min内物体移动的距离为36mC.1min内所做的有用功为1440JD.该滑轮组的机械效率为85%7.如图所示,用沿斜面方向的拉力F,拉着一个重为G的物体A在粗糙的斜面B上匀速移动了s,物体A受到的摩擦力为f,物体A升高的高度为h,且物体A在发热。
1、建筑工地上,工人用如图所示的装置将重为230N的建材从地面匀速送到6m高处,所用拉力为125N,时间为20s,求:(1)工人做的有用功(2)工人做的总功(3)工人做功的功率(4)滑轮组的机械效率【答案】解:(1)工人做的有用功:W有= Gh = 230N×6m = 1380J(2)由图可知绳子的有效股数为2,则工人做的总功:= FS =Fnh= 125N×2×6m = 1500JW总(3)工人做功的功率:;(4)此过程中该装置的机械效率:2、用图中滑轮组匀速提升重800N的物体,手向下拉绳子自由端的拉力为500N,当物体被提升3m时,求:(1)绳子自由端移动的距离(2)所做的有用功(3)拉力F做的总功(4)此滑轮组的机械效率【答案】解:(1)由图可知,n=2,则绳端移动的距离:s=nh=2×3m=6m(2)人所做的有用功:W有= Gh = 800N×3m = 2400J(3)人拉绳子做的总功:W总= FS = 500N×6m = 3000J(4)滑轮组的机械效率:3、用如图所示的滑轮组提升重物,已知物体重为200N,动滑轮的重为50N,5s内可使物体匀速上升2m,不计绳重和摩擦。
求:(1)拉力所做的功(2)拉力的功率(3)滑轮组的机械效率。
【答案】解:(1)由图可知n=2,则绳子自由端移动的距离:S =2h =2×2m =4m不计绳重和摩擦,则绳端的拉力:拉力所做的功:W总= FS = 125N×4m =500J(2)拉力的功率:(3)有用功:则滑轮组的机械效率:4、工人利用如图所示的斜面,把质量为50kg的货物沿斜面由底部匀速推到顶端,所用时间为10s,沿斜面向上的推力为300N,斜面长10m,高5m,g=10N/kg,求:(1)把货物推上斜面做的有用功是多少?(2)此过程推力做了多少功?(3)斜面的机械效率是多少?【答案】解:(1)货物受到的重力为:G = mg = 50kg×10N/kg = 500N= Gh = 500N×5m = 2500J工人做的有用功为:W有(2)工人推力做的总功为:W总= FS = 300N×10m = 3000J(3)斜面机械效率为:5、如图所示,工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢,所用的斜面长是3m。
机械功、机械效率一、知识概述本周我们学习一个新的物理量——功。
首先介绍什么是功,怎样才算做了功,接着我们探讨做功快慢的问题,引入功率的概念,最后我们讲一讲做功中的效率问题,明确总功、额外功与有用功,引入机械效率的概念,并探究如何来提高机械效率。
本周知识与上周所讲的简单机械密切相关,注意我们研究的是机械功。
二、重难点知识剖析(一)功1、力学上的功是指:当一个力作用在物体上,并且使物体在力的方向上通过了一段距离,那么这个力对物体做了功。
2、力学上的功必须具备两个因素:一个是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离。
3、功等于力F跟物体在力的方向上通过的距离S的乘积,即W=FS。
4、在国际单位制中,功的单位是焦耳,符号是J,1J=1N·m。
例1、下列几种情况,关于力对物体做功的说法正确的是()A.陷在泥里的马车,两匹马用力拉车,虽然车没被拉动,但马对车做了功B.在光滑冰面上匀速滑行的冰块,是因为有力对它做功才一直运动的C.用力扛着一袋米,沿水平方向前进,人对米袋做了功D.用竖直向下的力压桌面,压力没有做功解析:要判断一个力是否对物体做功,主要依据是看是否包含功的两个必要因素,同时具备的才是做功。
选项A中,马虽然对车用了力,但并没有使车在力的方向上移动距离,属于“劳而无功”,故选项A错;选项B中,冰块在光滑冰面上靠惯性作匀速直线运动,在运动方向上不会受到力的作用,这属于物体通过了距离,但没有力作用的情况,是“不劳无功”,故选项B错;选项C中,人扛着米袋行走,看起来这一过程既有力又有距离,但移动的距离并不是力的方向上,人施给米袋一个竖直向上的力,而米袋并没有沿向上的方向移动距离,只是在水平方向上移动了距离,故选项C错;选项D中只有力而没有发生距离,属于没有做功,故选项D正确。
例2、某人从6m深的井里提起一桶总重为150N的水,并提着这桶水沿水平路面行走50m,再走上一段长为5m,高3m的楼梯。
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1.用如图甲所示的装置将实心物体A 从深井中吊出来,人对绳子施加的拉力随时间的变化如图乙所示, 已知动滑轮的重力为60N ,物体匀速上升的速度始终为1m/s ,(不计绳重、摩擦及阻力)。
则当物体完全出 水之后,拉力的功率为____W ,物体浸没在水中时受到的浮力为_____N ;物体浸没在水中时滑轮组的机 械效率为________。
【答案】420W 120N 80%【解析】【分析】【详解】[1]由乙图可知,物体完全出水后人对绳的拉力大小为210N ,绳自由端移动的速度为物体上升速度的2倍,此时拉力的功率11210N 2m/s 420W P F v ==⨯=[2]以动滑轮和下方吊起的物体为整体进行受力分析:物体完全脱离水面后,整体在竖直向上的方向上受到两股绳的拉力,竖直向下的方向上受到重力12=2210N 420N G F =⨯=整被吊物体的重力420N 60N 360N G G G =-=-=物动整物体在浸没状态时,整体在竖直向上的方向上受到两股绳的拉力和浮力,竖直向下的方向上受到重力,由此可得22420N 2150N=120N F G F =-=-⨯浮整[3]物体在浸没状态时,绳对物体的拉力360N 120N 240N F G F =-=-=浮拉物滑轮组的机械效率2240N 100%100%100%80%150N 2W F h h W F s hη⨯=⨯=⨯=⨯=⨯有拉总 2.如图的装置中,物体B 重为30N ,每个滑轮重均为6N ,不计绳重及滑轮的摩擦。
现用水平力F =20N 向右匀速拉动物体A ,物体B 也随滑轮匀速上升。
则物体A 受到的摩擦力为_________N ,滑轮组的机械效率为_________%(百分号前保留2位小数)。
【答案】8 83.33【解析】【分析】【详解】[1]物体B 重30N ,动滑轮重6N ,滑轮组需要提升的动滑轮与物体B 总重为30N+6N=36N三段绳子与动滑轮接触,不考虑绳子重及摩擦,则需要对动滑轮右边的向上的绳子施加36N 312N ÷=的力,物体才能匀速上升,以物体A 为研究对象,其左边的绳子对其施加了向左的12N 的拉力,它受到的向右的拉力为20N ,物体A 处于匀速直线运动状态,受到的力是平衡力,则其受到的向左的摩擦力为20N -12N=8N[2]滑轮组的机械效率为''B B B 30N 83.33%33312NW G h G h G F s W Fs Fs F h F η=======⨯⨯有总3.如图所示,工人用250 N 的力将重400 N 的物体匀速提升2 m 。
机械效率练习题含答案 The document was prepared on January 2, 2021机械效率练习题1.用图1所示装置提升重为900牛的物体A,加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升.求:(1)求此时滑轮组的机械效率;(2)若不计绳重和摩擦,求动滑轮的重;(3)若提升的重物改为1200牛,此时滑轮组的机械效率又为多少(4)在(3)问中需要在绳自由端加多大的拉力才能将物体匀速拉起图12.用动滑轮将重为80牛的物体匀速提升2米,拉力做功200焦.不考虑绳重和一切摩擦.(1)求此时动滑轮的机械效率;(2)如果该动滑轮匀速提升200牛的重物,拉力的功率为11瓦,则重物上升的速度是多大图23.一个人用滑轮组匀速提升重G=128N的物体,滑轮组的机械效率为80%,在4s内人用F=40N的力使绳端移动4m.(1)求出绳子的股数n;(2)算出有用功的大小和总功功率.4.用1225牛向下的拉力,通过机械效率为80%的滑轮组可以把重为4900牛的物体匀速提升起来.请画出这个滑轮组的装置图.5.用图3所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动,所用拉力F的大小为40牛.(1)不计轮和绳的重力以及摩擦,求:物体A所受的摩擦力.(2)若滑轮组的机械效率为80%,求:物体A所受的摩擦力.图36.如图4用40牛的拉力使物体匀速上升,不计绳重和摩擦,整个装置的机械效率为75%.求:(1)物体和动滑轮的重各是多少(2)若绳能承受的最大拉力为50牛,此装置的机械效率最大可提高到多少图47.如图5,用滑轮组拉着重为600牛的物体沿水平方向向右匀速移动了8米,拉力F 做的功为1280焦,(不计绳重和摩擦)求:(1)拉力的大小;(2)若动滑轮重为12牛,机械效率为多少8.用如图7的装置提升重物,绳子能承受的最大拉力为120N,动滑轮重60N,绳重与摩擦不计.求:(1)用此滑轮组最多能将多重的物体匀速提升(2)用此滑轮组提起重240N的物体,使它匀速上升,问人加在绳子自由端的拉力是多大此时滑轮组的机械效率是多大当物体以s的速度上升时,拉力的功率是多大(3)该滑轮组的机械效率最高可达到多少9.如图8,用甲、乙两个滑轮组匀速提升重物,已知物重G1与G2之比为2 : 1,甲滑轮组中动滑轮重G动甲与G1之比是1 : 5,乙滑轮组中两个动滑轮总重G动乙与G2之比是3 :5(不计绳重与摩擦),求:1)甲、乙两个滑轮组的机械效率之比(2)用在绳子自由端的拉力F1与F2之比参考答案:1.(1)75%(2)300N(3)80%(4)500 2.(1)80%(2)s 3.(1)4 (2)128J 40W 4.5 图略 5.(1)120N(2)96N 6.(1)90N 30N(2)80% 7.(1)80N (2)% 8.25% 9.(1)300N(2)100N 150W %(3)80% 10.(1)4︰3(2)2︰1。
机械效率练习题及答案机械效率是指机械在完成工作时,有用功与总功的比值。
它是一个重要的物理概念,用于评估机械的工作效率。
以下是一些机械效率的练习题及答案,供学习者参考。
练习题1:某起重机在提升货物时,所做的有用功是2000J,起重机的总功为4000J。
求起重机的机械效率。
答案:机械效率 = 有用功 / 总功机械效率 = 2000J / 4000J = 50%练习题2:使用滑轮组提升重物,如果重物的重力为300N,滑轮组的机械效率为80%,求提升重物所做的总功。
答案:设总功为W总,有用功为W有用,则有:W有用 = W总× 80%300N = W总× 80% / 100%W总 = 300N / 80% = 375J练习题3:已知某机械的有用功为1500J,额外功为500J,求该机械的总功和机械效率。
答案:总功 = 有用功 + 额外功总功 = 1500J + 500J = 2000J机械效率 = 有用功 / 总功机械效率 = 1500J / 2000J = 75%练习题4:如果一个机械的机械效率为60%,额外功为400J,求该机械所做的总功和有用功。
答案:设总功为W总,有用功为W有用,则有:W有用 = W总× 60%W总 - W有用 = 400JW总× 60% = W有用解得:W总 = (W有用 + 400J) / 60%W有用 = W总× 60%将W总代入得:W有用 = ((W有用+ 400J) / 60%) × 60%W有用 = 600J总功W总 = W有用 + 400J = 600J + 400J = 1000J练习题5:已知一个机械的机械效率为75%,有用功为1200J,求该机械的总功。
答案:设总功为W总,有用功为W有用,则有:W有用 = W总× 75%1200J = W总× 75% / 100%W总 = 1200J / 75% = 1600J通过这些练习题,学习者可以更好地理解和掌握机械效率的概念及其计算方法。
精品基础教育教学资料,仅供参考,需要可下载使用!人教版物理八年级下册第十二章第3节《机械效率》同步练习一、单选题1.分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组,匀速提升同一物体到同一高度处,其机械效率分别为η定、η动、η组(不计绳重和摩擦,设每个滑轮质量相等),则下列选项中正确的是()A.η组<η动<η定B.η动<η定<η组C.η定<η动<η组D.η定<η组<η动2.将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端(如图所示),斜面长1.2m,高0.4m,斜面对物体的摩擦力为0.3N(物体大小可忽略).则下列说法正确的是()A.沿斜面向上的拉力0.3NB.有用功0.36J,机械效率20%C.有用功1.8J,机械效率20%D.总功2.16J,机械效率83.3%3.如图所示,用滑轮组提升重物时,重200N的物体在5s内匀速上升了1m.已知拉绳子的力F为120N,如果不计绳重及摩擦,则提升重物的过程中()A.绳子自由端被拉下3mB.动滑轮重20NC.滑轮组的机械效率是83.3%D.拉力F的功率是40W4.用动滑轮把一物体匀速提起,不计摩擦,下列说正确的是()A.动滑轮的质量越大,机械效率越高B.提起的物体质量越大,机械效率越高C.提起物体的速度越大,机械效率越高D.物体被提起的越高,机械效率越高5.小明和体重较大的爸爸帮助邻居各扛一袋质量为10kg的大米,从一楼爬到三楼,爸爸用时较短,则小明与爸爸所做的()A.有用功相等B.总功相等C.总功率相等D.有用功和总功的比值相等6.用如图所示的滑轮组将重为G的物体提升高度h,已知绳端所需拉力为F,动滑轮自重为G,绳端移动的距离为S,则下列表示该滑轮组的机械效率的表达式中错误的是(绳重与各种摩擦均忽略不计)()A.η=GℎFS ×100% B.η=G2F×100% C.η=GG+G动×100% D.η=GℎFS+G动ℎ×100%7.小王用滑轮组提升重物,下列关于提高机械效率的做法中正确的是()A.把物体提得更高B.提升重物的速度更大C.提升更重的物体D.增加滑轮个数8.关于机械效率的说法中正确的是()A.越省力的机械,效率越高B.做有用功越多的机械,效率越高C.做相同的功,额外功的值越小,效率越高D.做功越快的机械,效率越高9.一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比( )A.有用功减少,总功减少B.有用功增加,总功不变C.有用功不变,额外功增大D.有用功不变,总功减少 二、多选题10.关于机械效率,下面说法正确的是( ) A.功率越大的机械,机械效率越高 B.机械效率大小与功率大小无关 C.机械效率越低的机械,做的功就越少 D.由于有用功总小于总功,机械效率总小于111.用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N 的物体匀速提升1m ,不计摩擦和绳重,滑轮组的机械效率为60%.则下列选项正确的是( ) A.动滑轮重一定是100N B.有用功一定是150J C.总功一定是250J D.拉力大小一定是125N12.小刚利用如图所示的滑轮组及相关器材进行实验,改变所挂物体重G ,在绳自由端施加竖直向上的拉力F ,使滑轮组匀速提拉重物升高相同的高度,拉力所做的总功为W ,滑轮组的机械效率为η.不计绳重及轮与轴的摩擦,选项中关于物重G 及对应的W 和η的关系图象,其中正确的是( )A. B. C. D.13.如图所示,工人用动滑轮把重物匀速提升到一定高度,重物的重力为G 物,动滑轮的重力为G 动,此装置的机械效率为η,不计绳重和摩擦.则工人所用的拉力为( ) A.G 物+G 动2+1 B.G 物2ηC.G 物+ηG 动ηD.G 动2(1−η)14.如图所示,不计摩擦,把重G=16N 的物体匀速提起所用的拉力F=10N ,则关于该动滑轮的说法中正确的是( )A.动滑轮重4NB.使该用动滑轮要费距离C.该动滑轮的机械效率为80%D.提升物体的速度越快,机械效率越高 三、填空题15.用2.5N的拉力将重为5N的物体沿着长1m,高0.4m的斜面从底部匀速拉到顶端,该斜面的机械效率是 ______ ,物体在斜面上受到的摩擦力是 ______ N.16.如图所示,一根均匀的细木棒OC,OA=14OC,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%,则木棒重为 ______ N(不计摩擦).四、实验探究题17.某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示,实验装置如图所示.(1)实验中应沿竖直方向 ______ 缓慢拉动弹簧测力计.(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法 ______(选填“正确”或“不正确”),因为她没有考虑到 ______对滑轮组机械效率的影响.(3)用丁图装置进行实验,得出表中第4次实验数据,请将表中的两个数据填写完整.(4)通过比较 ______ 两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关(填实验次数的序号)(5)通过比较 ______ 两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高.(填实验次数的序号)(6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论: ______实验次数钩码重量G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率η1 4 0.1 2.7 0.2 74%2 4 0.1 1.8 0.3 74%3 8 0.1 3.1 0.3 86%4 8 0.1 2.5 ______ ______人教版物理八年级下册第十二章第3节《机械效率》同步练习答案和解析【答案】1.A2.D3.C4.B5.A6.D7.C8.C9.D 10.BD 11.ABC 12.BD 13.BD 14.ABC 15.80%;0.5 16.1017.匀速;不正确;摩擦;1、2;2、3;不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越轻,滑轮组机械效率越高.(不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低;0.4;80%【解析】 1. 解:匀速提升同一物体到同一高度处,由W 有用=G h 可知,三种情况下做的有用功相同,大小都为W 有用;不计绳子质量和摩擦,所做的额外功:W 额=G 动h ,使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时,动滑轮的个数分别为0、1、2, 使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时,做的额外功:W 额定<W 额动<W 额组, 由W 总=W 有用+W 额可知三种情况下做的总功:W 定<W 动<W 组,由η=W 有用W 总可知,使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的机械效率:η组<η动<η定.故选A .克服物体的重力所做的功是有用功,由题知匀速提升同一物体到同一高度处,可知做的有用功相同;不计绳子质量和摩擦,额外功W 额=G 轮h ,知道使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的动滑轮的个数为0、1、2,可以得出做的额外功的大小关系,由于W 总=W 有用+W额,可以得出所做的总功的大小关系,再利用效率公式比较三种情况下机械效率的高低.本题考查了有用功、额外功、总功、机械效率的计算,难点是额外功的求法,因此利用好不计摩擦和绳的质量时W 额=G 轮h 是本题的关键. 2. 解:此过程所做额外功为:W 额=fs =0.3N ×1.2m =0.36J ; 有用功为:W 有=G h =4.5N ×0.4m =1.8J ; 所做总功为:W 总=W 额+W 有=0.36J+1.8J=2.16J ; 由W 总=F s 可得拉力:F=W 总s =2.16J 1.2m =1.8N ;斜面的机械效率为:η=W 有W 总=1.8J2.16J ×100%=83.3%; 故ABC 错误,D 正确; 故选D根据功的计算公式W=fs 可求出额外功;再根据W=G h 求出有用功;额外功与有用功相加可得出总功,再根据W=F s 变形求出拉力F ;然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的机械效率.熟练运用计算功、功率、机械效率的公式,明确题目中的额外功,是解答此题的关键.3. 解:A 、物重由两段绳子承担,因此,当物体提升1m 时,绳子的自由端应被拉下2m ,而不是3m ,所以错误,不合题意;B 、拉力为120N ,则两段绳子共承担了240N ,在不计绳重及摩擦时,240N-200N=40N ,这应该是动滑轮的重,所以错误,不合题意;C 、滑轮组的机械效率η=W 有W 总=G ℎFs=200N×1m120N×2m =83.3%,所以正确,符合题意;D 、拉力F 的功率P=W t =240J5s=48W ,所以错误,不合题意.故选C .首先应通过读图分析出滑轮组的省力情况,这样就能够知道提升高度与绳子自由端移动距离的关系,再通过已知数据,可计算出滑轮组的机械效率、做功的功率、以及动滑轮的重力等.此题中各选项中所提的距离、力、机械效率或功率,都应具体进行计算得出才能进行比较,判断正误,这就要求我们对滑轮组的特点以及相关的计算公式有一个熟练的掌握才行.4. 解:A 、动滑轮的质量越大,做的额外功越大,做同样的有用功,做的总功越大,机械效率越低,故A 错;B 、提起的物体质量越大,有用功越大,不计摩擦,做的额外功不变,在额外功相同时,总功越大,有用功占总功的比值越大,机械效率越高,故B 正确;C 、D 、提起物体的速度增大、高度增大不会改变有用功占总功的比值,机械效率不变,故CD 都错. 故选B .不计摩擦,影响滑轮组机械效率的因素:一是动滑轮重,二是提升物体的重. 滑轮的机械效率取决于动滑轮的质量和物体的质量,如果动滑轮质量越小、提升的物体质量越大,则效率越高. 5. 解:由题知小明和爸爸所扛大米重力相同,上升的高度相同,由W=G h 可知,二人做的有用功一样多;而由于爸爸体重大,所做的额外功多,故爸爸所做的总功多; 由功率P=Wt 可知,爸爸所用的时间短,故爸爸的功率要大;有用功相等,爸爸做总功多,所以爸爸的有用功和总功的比值比小明小. 故选A .由功的计算公式可得出二人做功的关系;由功率公式可求得二人的功率关系.本题考查有用功、额外功、总功的认识和理解及功率的计算,要求能熟练应用公式进行分析讨论.6. 解:从图可知,由2段绳子与动滑轮相连,则s =2h , 由于物体做匀速运动,则绳子的拉力F=12(G+G 动), 则η=W 有用W 总×100%=G ℎFs×100%=G ℎF×2ℎ×100%=G2F ×100%=G2×12(G+G 动)×100%=GG+G 动×100%.由此可知ABC 正确,D 错误. 故选D .本题中使用滑轮组绳子的股数为2,则s =2h ,绳重与各种摩擦均忽略不计时,拉力F=12(G+G 动);然后根据拉力F 所做的功为总功W 总=F s ,有用功W 有用=G h ,利用公式η=W 有用W 总计算出滑轮组的机械效率.本题考查了滑轮组绳子拉力的计算以及滑轮组的机械效率,要注意绳重与各种摩擦均忽略不计时,拉力F=12(G+G 动). 7. 解:A .由η=W 有W 总×100%=G ℎFs×100%=G ℎFn ℎ×100%=GnF ×100%可知,把物体提得更高,不会改变滑轮组的机械效率,故A 错误;B .增大重物的提升速度,既不影响有用功,也不影响额外功,因此增大重物的提升速度不影响机械效率,故B 错误;C .提升更重的物体,在动滑轮、摩擦不变的情况下,即额外功不变的情况下,有用功增加了,所以机械效率就提高了,故C 正确;D .增加滑轮个数,可以增加额外功,在有用功一定的情况下,滑轮组的机械效率会降低,故D 错误. 故选C .对于改变滑轮组机械效率的方法,有两种情况:一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦,这些方法可以减少额外功,提高机械效率;二是增加提升物体的重,在额外功不变的情况下,增大有用功,从而提高机械效率.据此分析解答.机械效率的高低取决于有用功和总功两个因素,不能理解成:“有用功多,机械效率高”;或“总功大,机械效率低”.还有机械效率的高低与是否省力及重物提升的高度无关.8. 解:A 、机械效率与省力情况无关,定滑轮不省力,但它的机械效率比动滑轮要高,该选项说法不正确;B 、有用功越多的机械效率不一定高,机械效率是有用功在总功中所占的比例,该选项说法不正确;C 、做相同的功,额外功的值越小,额外功占的比值越小,效率越高,该选项说法正确;D 、机械做功越快,表示功率越大,单位时间内做的功越多,但机械效率不一定就高,该选项说法不正确. 故选C .机械效率指有用功占总功的比例,而做功的快慢指功率,二者之间没有什么关系. 该题考查学生对机械效率的理解,特别要注意功率与机械效率是两个不同的物理量,它们之间没有任何关系. 9. 解:AB 、把同一物体匀速提升同样的高度,前后两次做的有用功不变.此两选项错误; CD 、有用功一定,机械效率增加,由公式η=W 有用W 总=W 有用W有用+W 额知:有用功不变,总功减小,额外功减小.选项C 错误、选项D 正确. 故选D .有用功与额外功之和是总功,有用功与总功之比是机械效率.机械效率提高了,可能是有用功一定,额外功减少,;有可能是额外功一定,有用功增加.机械效率是有用功与总功的比值,而总功是有用功与额外功之和,所以机械效率的大小决定于有用功与额外功的变化关系.10. 解:A 、功率是表示做功快慢的物理量,机械效率是指有用功与总功的比值,二者没有必然联系,故A 错误;B 、机械效率是指有用功与总功的比值,功率是表示做功快慢的物理量,机械效率大小与功率大小无关,故B 正确;C 、机械效率是指有用功与总功的比值,机械效率低不一定做的功就少,故C 错误;D 、因为机械效率是指有用功与总功的比值,而有用功总小于总功,故机械效率总小于1,故D 正确. 故选BD .在使用机械时,有用功与总功的比值叫机械效率,因为有用功一定小于总功,所以机械效率一定小于1.功率是表示做功快慢的物理量,机械效率的大小与功率无关. 此题考查的是我们对机械效率概念的理解,需要清楚的是,机械效率是有用功与总功的比值,要与功率加以区分.11. 解:用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组可能有下面两种绕法:(1)对左图滑轮组,承担物重的绳子股数n =3,对物体做的有用功:W 有=G h =150N ×1m =150J , 因为η=W 有W 总,所以W 总=W 有η=150J 60%=250J ,额外功:W 额=W 总-W 有=250J-150J=100J ; 因为不计绳重和摩擦,W 额=G 动h , 所以动滑轮重: G 动=W 额ℎ=100J1m =100N ,拉力F 的大小:F=13(G 物+G 动)=13(150N+100N )=2503N ;(2)对右图滑轮组,承担物重的绳子股数n =2, 对物体做的有用功:W 有=G h =150N ×1m =150J , 因为η=W 有W 总,所以W 总=W 有η=150J 60%=250J ,额外功:W 额=W 总-W 有=250J-150J=100J ; 因为不计绳重和摩擦,W 额=G 动h , 所以动滑轮重: G 动=W 额ℎ=100J1m =100N ,拉力F 的大小:F=12(G 物+G 轮)=12(150N+100N )=125N .由以上计算可知,对物体做的有用功都是150J ,总功都是250J ,动滑轮重都是100N ,故A 、B 、C 都正确;但拉力不同,故D 错. 故选ABC .由题知,用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组可能有右图两种绕法,左图n 1=3,右图n 2=2,分别对右图两种情况计算分析,最后判断选择:知道物体重和物体上升的高度,利用W=G h 求对物体做的有用功;又知道滑轮组的机械效率,利用效率公式求总功,求出了有用功和总功可求额外功,不计绳重和摩擦,额外功W 额=G 轮h ,据此求动滑轮重;不计摩擦和绳重,根据F=1n (G 物+G 轮)求拉力大小.本题是一个选择题,实质上是一个小综合题,最好的做法就是将每一个量计算出来进行判断.本题的关键有二:一是两种绕法n 的确定,二是不计摩擦和绳重时,W 额=G 轮h ,F=1n (G 物+G 轮).12. 解:利用滑轮组提起物体时,不计绳重及轮与轴的摩擦,提高重物所做功是有用功,克服动滑轮重所做是额外功,所以拉力所做总功:W=W 有+W 额=G h +G 滑h ,动滑轮重和物体高度一定时,W 与G 成一次函数关系,所以C 错误、D 正确; 滑轮组的机械效率: η=W 有W 总=W 有W有+W 额=G ℎG ℎ+G 滑ℎ=GG+G 滑,动滑轮重一定,η随G 的增大而增大,但两者不成正比,故A 错误、B 正确. 故选BD .总功:W=W 有+W 额=G h +G 滑h ,由此分析W 与G 的关系; 不计绳重及轮与轴的摩擦,η=W 有W 总=W 有W有+W 额=G ℎG ℎ+G 滑ℎ=GG+G 滑由此分析η与G 的关系.本题考查对有用功、额外功、总功以及机械效率的认识和理解和公式的灵活运用,列出η与G 、W 与G 的关系式根据题意从数学角度分析解答即可. 13. 解:(1)由图可知,n =2, 不计绳重和摩擦时,工人所用的拉力: F=1n (G+G 动)=12(G 物+G 动); (2)拉力做的有用功: W 有=G 物h ,由η=W 有W 总×100%可得,拉力所做的总功:W 总=W 有η=G 物ℎη,由W=F s =F nh 可得,工人所用的拉力: F=G 物nη=G 物2η;(3)由W 额=G 动h =(1-η)W 总=(1-η)F s =(1-η)F nh 可得,工人所用的拉力: F=G 动n(1−η)=G 动2(1−η).故选BD .(1)由图可知动滑轮绳子的有效股数为2,不计绳重和摩擦时,根据F=1n (G+G 动)求出工人所用的拉力;(2)根据W=G h 表示出有用功,利用η=W 有W 总×100%表示出总功,根据s =nh 表示出绳端移动的距离,利用W=F s 求出工人所用的拉力;(3)额外功为克服动滑轮重力做的功,W 额=(1-η)W 总和W=F s =F nh 表示出拉力的大小.本题考查了滑轮组拉力的计算,明确有用功和总功、额外功之间的关系是解题的关键.14. 解:A 、根据F=12(G 物+G 动)得G 动=2F-G 物=2×10N-16N=4N ,所以A 正确. B 、动滑轮可以省一半的力,但费距离.所以B 正确. C 、η=W 有用W 总×100%=G ℎFs×100%=16N×ℎ10N×2ℎ×100%=80%,所以C 正确.D 、提升物体的速度快,则做功快,功率大,但效率不变.所以D 错误. 故选ABC .A 、根据动滑轮的特点F=12(G 物+G 动)计算动滑轮的重力. B 、动滑轮省力但费距离.C 、根据机械效率的概念η=W 有用W 总×100%=G ℎFs×100%计算,其中s =2h .D 、机械效率与做功的快慢无关,与物体的重力与动滑轮重力有关.此题考查了动滑轮的特点及机械效率的计算.动滑轮由两段绳子承担物重,所以可以省一半的力,但费距离.同时要掌握机械效率的求法,将其与功率区别开来. 15. 解:有用功:W 有=G h =5N ×0.4m =2J , 总功:W 总=F s =2.5N ×1m =2.5J , 该斜面的机械效率:η=W 有W 总×100%=2J2.5J ×100%=80%,克服摩擦力所做的额外功:W 额=W 总-W 有=2.5J-2J=0.5J , 摩擦力的大小:f =W 额s=0.5J 1m =0.5N .故答案为:80%;0.5.知道物体的重力和斜面的高度,根据W=G h 求出有用功,又知道拉力的大小和斜面的长度,根据W=F s 求出总功,利用η=W 有W 总×100%求出该斜面的机械效率,总功减去有用功即为克服摩擦力所做的额外功,根据W=fs 求出摩擦力的大小.本题考查了做功公式和机械效率公式的应用,明确有用功和总功以及额外功是关键. 16. 解:物体A 匀速上升0.2m 时,位置如下图所示:由相似三角形的边长关系可得:ℎc ℎA =OC ′OA ′,ℎB ℎA =OB ′OA ′,则h c =OC ′OA ′h A =4×0.2m =0.8m ,h B =OB ′OA ′h A =2×0.2m =0.4m , 有用功:W 有=G h =180N ×0.2m =36J ,由η=W 有W 总×100%可得,总功:W 总=W 有η=36J 90%=40J ,克服木棒重力所做的额外功:W 额=W 总-W 有=40J-36J=4J ,木棒的重力:G 棒=W 额ℎB =4J 0.4m =10N .故答案为:10.物体A 匀速上升0.2m 时,根据相似三角形的边长关系可知拉力移动的距离和木棒重力提升的高度,又知道物体的重力,根据W=G h 求出有用功,根据η=W 有W 总×100%求出总功,总功减去有用功即为克服木棒重力所做的额外功,根据W=G h 求出木棒的重力. 本题考查了做功公式和杠杆机械效率公式的应用,明确有用功和总功以及额外功是关键,要注意利用相似三角形的边长关系对拉力移动的距离和木棒重力提升的高度的求解.17. 解:(1)实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计,这样测力计示数才等于拉力大小;(2)在弹簧测力计静止时读出了数据,由于不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦,所以测力计示数偏小,他的想法是不正确的;(3)丁图中,绳子的有效段数为n =4,绳端移动距离s =nh =4×0.1m =0.4m , 滑轮组的机械效率:η=W 有W 总=G ℎFs =8N×0.1m 2.5N×0.4m =80%;(4)绳端移动距离与物体升高的高度的关系为s =nh ,所以,结合表中数据可知实验1、2、3中绳子的有效段数分别为2、3、3; 再结合钩码的重力可知,实验1、2、3分别是用甲、乙、丙装置做的实验,根据控制变量法,研究同一滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时,要控制提升物体的重力相同、滑轮个数也相同,只改变绳子的有效段数,所以应比较1、2两次实验数据;通过比较1、2两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关;(5)研究同一滑轮组提升重物时,机械效率与物重的关系时,要控制滑轮个数相同、绳子的段数相同,只改变物体的重力,故通过比较2、3两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高.(6)通过比较3、4两次实验数据,即对应的图丙、图丁两装置,滑轮组不同,提升的重物相同,动滑轮越重机械效率越小,故可得出结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越轻,滑轮组的机械效率越高.(不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低)故答案为:(1)匀速;(2)不正确;摩擦;(3)0.4;80%;(4)1、2;(5)2、3;(6)不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越轻,滑轮组的机械效率越高(或不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低.(1)实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计;(2)在测力计静止时,不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦考虑;(3)根据绳端移动距离与物体升高的高度的关系s=nh求解;根据机械效率公式求解;(4)研究同一滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时,要控制提升物体的质量相同,改变绳子的有效段数;(5)研究同一滑轮组提升重物时,机械效率与物重的关系时,要控制绳子的段数相同;(6)对比3、4两次实验的相同和不同量,结论表中数据得出结论.本题测滑轮组机械效率,考查注意事项、控制变量法的运用、机械效率的计算、数据的分析等,综合性较强.。
机械功、机械效率一、知识概述本周我们学习一个新的物理量一一功。
首先介绍什么是功,怎样才算做了功,接着我们探讨做功快慢的问题,引入功率的概念,最后我们讲一讲做功中的效率问题,明确总功、额外功与有用功,引入机械效率的概念,并探究如何来提高机械效率。
本周知识与上周所讲的简单机械密切相关,注意我们研究的是机械功。
二、重难点知识剖析1、力学上的功是指:当一个力作用在物体上,并且使物体在力的方向上通过了一段距离,那么这个力对物体做了功。
2、力学上的功必须具备两个因素:一个是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离。
3、功等于力F跟物体在力的方向上通过的距离S的乘积,即W=FS。
4、在国际单位制中,功的单位是焦耳,符号是J, 1J=1Nm。
例1、下列几种情况,关于力对物体做功的说法正确的是()A •陷在泥里的马车,两匹马用力拉车,虽然车没被拉动,但马对车做了功B •在光滑冰面上匀速滑行的冰块,是因为有力对它做功才一直运动的C.用力扛着一袋M,沿水平方向前进,人对M袋做了功D.用竖直向下的力压桌面,压力没有做功解读:要判断一个力是否对物体做功,主要依据是看是否包含功的两个必要因素,同时具备的才是做功。
选项A中,马虽然对车用了力,但并没有使车在力的方向上移动距离,属于劳而无功”故选项A错;选项B中,冰块在光滑冰面上靠惯性作匀速直线运动,在运动方向上不会受到力的作用,这属于物体通过了距离,但没有力作用的情况,是不劳无功”故选项B错;选项C中,人扛着M袋行走,看起来这一过程既有力又有距离,但移动的距离并不是力的方向上,人施给M袋一个竖直向上的力,而M袋并没有沿向上的方向移动距离,只是在水平方向上移动了距离,故选项C错;选项D中只有力而没有发生距离,属于没有做功,故选项D正确。
例2、某人从6m深的井里提起一桶总重为150N的水,并提着这桶水沿水平路面行走50m,再走上一段长为5m,高3m的楼梯。
问这个人在这段时间内对水桶共做了多少功?解读:功等于力F跟物体在力的方向上通过的距离S的乘积,即W=FS。
在计算功的大小的过程中应注意:式中的F,S是对应的,S一定是在F的作用下在力F的方向上通过的距离。
当人从井里提起这桶水时,人对水桶做了功,做功的大小为W i=G -h i=150NX6m=900J当人提着水桶沿水平路面行走50m的过程中,人没有对水桶做功,即W2=0当人提着水桶走上楼梯时,人对水桶做了功,水桶沿力的方向发生的距离应是楼梯的高度即W3=G・h2=150NX3m=450J故人对水桶共做功W=W i + W2+ W3=900J + 450J=1350J1、单位时间里完成的功,叫功率,符号为P。
功率是描述做功快慢的物理量。
2、功率的计算P =—(1)功率的定义式:由功率的定义可得出功率的计算公式为:1P -—(2)对公式的理解。
①由公式可知,做功的快慢与做功的多少是不同的。
做的功多,做功不一定快,即功率不一定大,因为这个功可能在较长的时间内完成。
做的功也不一定多,因为做功的时间可能很短。
要比较功率的大小。
必须同时考虑两个因素:做功的多少和完成这些功所用的时间。
做功相同时,时间少的功率大;相同时间内做功多的其功率大。
n wP = 一②公式’,反映的是平均功率,即在时间t内的平均功率,而不是某一时刻的瞬时功率。
③当物体在力F 的作用下,以速度v 匀速运动时,公式 /可变形为4乞旦即功率等于力与力的方向上运动速度的乘积。
利用P=Fv 可以知道:汽车在上坡时,当功率一定时,减慢速度是为了增大上坡时的牵引力,这样有利于上坡。
3、功率的单位:瓦特,符号 W ,1W=1J/S例3、如图所示,在滑轮组的作用下,物体 A 沿水平面以0.2m/s 的速度匀速前进了2m ,已知A 重300N ,拉力F 的功率为12W ,不计绳和滑轮重,则拉力 F= _____________ N ,拉力做功 _____ J 。
解读:,其中F 是作用在物体上的力由公式 可知,当物体匀速运动时 /(恒力),:是力:方向上的速度。
设物体移动的距离为s ,绳子自由端移动的距离为 s ;得 j 2朋2 - = ------- = 1 ks ' =3s=3x 2m=6物,体的运动时间 丨 二「一 ,则拉力做功时间也是10s 。
W P =—由 :得 W=Pt=12W 10s=120J又由W =FS 得 J “W 120 J= 20?r本题记算拉力F时还可用下述方法:V F=3V A=3X0.2m/s=0.6m/s由 P F =FV F 得 ” /用公式P=F V 来计算功率或相关物理量时,一定要注意v 是力F 移动的速度。
例4、高出水面36m 处有一水箱,容积为 50m 3,现要在1h 内用一水泵给水箱充满水, 则这台水泵的功率至少是多少 KW ? ( g=10N/kg )解读:题目要求功率,根据 :,其中W=Gh ,G 为50m 3的水重力,h 为水箱的高度 为 36m , t 为 1h 。
水的重力'"一_ 丁■…’「t=1h=3600s所以水泵的功率应不小于 5KWW P =—功率的计算一定要抓住公式.,弄清楚是谁作功,作功的大小为多少,以及作这些功所用的时间。
另外要注意公式中各个物理量的单位,都要用国际单位。
(三)机械效率1、人们利用机械工作时,总共做的功叫总功(W 总)。
总功包含着有用功和额外功两部分。
有用功(W有用)是人们利用机械工作时对人们有用的功,额外功( W 额外)是人们利用机械工作时,对人们无用但又不得不做的功。
2、机械效率:把有用的功和总功的比值叫做机械效率,通常用百分率表示,它的计算例5、如图所示,用一动滑轮将一桶水提高 4cm ,若G 水=200N ,G 桶=300N ,G动滑轮UW= 20iJ由,功率为f f 3600s公式为=20N,不计摩擦与绳重,求:(1)拉力F 做的有用功; (2) 拉力F 做的额外功; (3) 拉力F 的大小; (4) 此装置的机械效率。
解读:运用此动滑轮装置目的是为了提水,因此F 对水所做的功G 水h 是有用功;在将水提到一定高度的同时,也不得不将水桶和动滑轮提高相同的高度; F 对动滑轮和水桶所做的功是不需要但又不得不做的功,属于额外功,为( G 桶+ G 动)h ;有用功与额外功之和为总功,也就是 F 所做的功,由此功的大小即可求出F 的大小;已知 W 有用、W总的大小,很容易求出此装置的机械效率‘丄。
(1)拉力F 对水所做的功为有用功W 有用=G 水h=200NX 4m=800J(2) 拉力F 对水桶、动滑轮所做的功为额外功W 额外=(G 桶+ G 动)h= (20N + 30N )>4m=200J(3) 拉力F 所做功, W 总=W 有用 + W额外=1000J1000/= \25N2 x4m(4)v W 有用=800JW 总=1000J7= ^xlOO% = ^^xlOO% = 80% 叫 1000J= F-^|F=^ =例6、用图所示的滑轮组来提起重物。
(1) 当被提重物为150N 时,滑轮组的机械效率为 60%,求绳端拉力; (2) 若被提重物为250N 时,当重物被提升2m 时,绳端拉力所做的功,解读:利用滑轮组提升重物时,绳端拉力做的功为总功,即 W 总=FS ;滑轮组对重物做的功为有用功,即 W有用=G ・h ;在此滑轮组中,物重由 3段绳子承担,则有 S=3h ,所以当改提250N 的重物时,滑轮组的机械效率发生了变化,此时不能延用前面的 n =60%这一条件,但前、后两种状态不变的是动滑轮的重力。
由■' L.+求出动滑轮的重力,将这一求出量代入第二种状态(改提250N 重物状态)中利用,从而求出拉力所做的功。
G 150X一 = ------- =3v 3X 60%GhG 150N=—-G ---150AT = 100y n 60%机械效率 「丄 「/,由此求出力F 的大小Gh GF 3h ~(2) v 砒有f - GX= 刼二JOOJ= = 100^x2^ = 200 J:、聊J =附有f + 陽’ =5007+2007 = 700J在线测试A卷、选择题1、在图所示的实例中,其中没有做功的是()A B C DA叉车举起货物.」B.直升机吊起架电线的铁塔.」C马拉动原木.」I D.李刚用力但没有推动大石块.2、奥运会举重冠军杨霞在比赛时,第一阶段把100多公斤的杠铃很快地举过头顶,第二阶段使杠铃在空中稳稳地停留了3秒钟,三名裁判都亮出了白灯,这次举重成功。
关于她举重时对杠铃做功的情况,下列说法中正确的是()A.她在第一阶段内没有做功B.她在第二阶段内没有做功C.她在两个阶段内一直都在做功D.她在两个阶段内一直都没有做功3、一位同学用100N的力,将一个重为5N的足球踢了20m远,关于他踢球时做功的情况,下列说法正确的是()A.他做功2000JB.他做功100JC.他没有对足球做功D.他对足球做了功,但题目条件不充足,无法计算4、下列关于功率的说法中,正确的是()A.物体做功越多,功率越大B.物体做功时间越长,功率越大C.物体做功越快,功率越大D.物体做功时间越短,功率越大5、下列判断中正确的是()A.不可能有既省力又省功的机械B.不可能有省力但不省功的机械C.可能有做功快但做功少的机械D.可能有机械效率高但功率小的机械6、甲机械的机械效率比乙机械高,这表明()」A甲的有用功比乙的有用功多」B.甲的总功比乙的总功少」C做相同的总功,甲的有用功比乙多」D完成相同的有用功,甲的总功比乙多7、用拖拉机耕地时,一般走得很慢,这样做的目的是()」A.保证耕地质量B.节省燃油」C获得较大的牵引力」D.以上说法都不对8、两个滑轮完全相同,其重均为20N,分别用图所示的两种方式,将相同的速度匀速提升了10m不计摩擦与绳重,则下列判断正确的是(G=400NB. F i和F2做的功相等400N的物体以)A. F i做的功大于F2做的功C. F l做功的功率小于F2做功的功率D. F i和F2做功的功率相等9、如图所示,物体A在力F的作用下,以0.2m/s的速度在水平桌面上做匀速直线运动,弹簧秤的示数为3N,不计滑轮及绳子重以及它们之间的摩擦,则()A.物体A受到的摩擦力大小是3NB.5s内拉力F做功3JC.拉力F的功率是1.2WD.重力对物体A不做力10、起重机吊起质量为m的货物,在时间t内以速度v匀速竖直上升h高度,在这段时间内()A.起重机钢绳对货物的拉力所做的功为mghB.起重机的功率为mgt」I C.起重机克服货物重力所做的功为mgv」D.货物所受合力做的功为011、一人用200N的拉力将440N的物体沿斜面方向将它匀速拉上长5m高2m的斜面, 可以求出()A.斜面的机械效率为88%B.斜面对物体摩擦力为 24NC.如果没有摩擦,用大小为 176N 的力即可达到目的」D.如果加速拉物体,斜面机械效率会变大12、利用如图所示的三种装置把重100N 的物体匀速升高,所用拉力分别为 30N 80N40N,这时三种装置的机构效率 n 1、n 2、n 3之间的关系是()A. n 1 >n 2>n 3」B. n 1 <n 3<n 2C.提示:1、做功必须满足两个条件,即物体受到力的作用,且物体在力的方向上通过了一 段距离。