四．计算题1、（2013四川自贡）如图所示（滑轮组的绕绳未画出），人以600N 的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了1.5m ，重物匀速上升了0.5m ，已知滑轮组的机械效率为70%（g=10N/kg ）． （1）按题意画出滑轮组的绕绳． （2）人所做功的功率多大？ （3）被吊起的重物质量多大？解：（1）根据n=3，即动滑轮上绳子段数是3股； 则绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕，如图： （2）∵W 总=FS=600N×1.5m=900J ； ∴P=W/t=900J/10s=90W ．（3）∵S=nh ；∴n=S/h=15m/05m=3； 由η=G/nF 得：G=ηnF=70%×3×600N=1260N ； ∴m=G/g=1260N/10Nkg=126kg ． 2．（2013乐山）某建筑工地用升降机提升大理石的示意图如图所示。
升降机货箱的重力是400N ，g 取10N/kg 。
不计滑轮和钢丝绳的重力，不计摩擦。
试求：（1）已知大理石的密度是2.8×103kg/m 3，每块大理石的体积是1.0×10-2m 3,则每块大理石的重力是多少？（2）如果每根钢丝绳上能承受的最大拉力是2000N ，则该升降机一次最多能匀速提升多少块大理石？ （3）某次提升中，升降机在1min 内将货物匀速提升了15m ，钢丝绳的拉力是2000N 。
则钢丝绳的拉力的功率是多少？ (1) 每块大理石重：N Kg N m m Kg Vg mg G 280/10100.1/108.23233=⨯⨯⨯⨯===-ρ （2分）(2) 升降机一次能提起的大理石块数：块每块大理石重量能提起的大理石总重量2028040020003=-⨯==NNN n(3) 钢丝绳端移动的距离：m m h s 451533=⨯== （1分） 把货物提升15 m 做的功：J m N Fs W 4109452000⨯=⨯== （1分）升降机的功率：w sJJ t W P 150060109min 110944=⨯=⨯== （1分） 3．（2013扬州）（6分）工人用如图所示的装置将重物提高5m ，已知物重为800N ，人对绳的拉力为500N 。
探究机械效率实验问题专题练习一、填空题1．小明回乡下看望爷爷，发现爷爷把收获的玉米等农作物搬到楼顶很费劲，于是他设计了如图所示的两个滑轮组把相同重量的农作物提升到同一层楼顶，若每个滑轮的质量相同，不考虑绳重与摩擦，则两滑轮组机械效率大小关系是η甲________η乙。
（选填“大于”、“小于”或“等于”）2．小明用图示实验装置测量杠杆的机械效率。
实验时，小明竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的重5.0 N的物体缓缓上升。
(1)实验中，小明将杠杆拉至图中虚线位置，此时测力计的示数为_____N，物体上升的高度为0.3m，则拉力做的有用功为_____（保留三位有效数字）；(2)请写出使用该杠杆做额外功的一个原因_____。
3．司机师傅很轻松地转动方向盘就能改变汽车的行驶方向，为什么会有这样的效果呢?同学们利用如图所示装置进行了研究，用弹簧测力计拉着绕在大轮上的细绳向上运动时，小轮绕着共同的轴心转动可以提升物体．要使挂在小轮上重力为2N的物体匀速上升10cm，则测力计的示数为0.8N，上升距离为30cm．由此可知，利用此装置可以______（选填“省力”或“省功”），其机械效率是________．二、单选题4．在下列有关机械效率说法中正确的是（）A．机械效率较大的，所做功少B．机械效率较大的，所做的额外功较少C．机械效率较大的，有用功和额外功的比值较大D．机械效率较大的，额外功和有用功的比值较大5．如图是探究利用斜面提升物体是否省力、是否省功的实验.下列操作中正确的是A．不需要使用刻度尺B．必须保持斜面的倾斜角度不变C．不可以将小车车轮朝上放在斜面上进行探究D．先用弹簧测力计沿竖直方向匀速提升小车至高度h处，再沿着斜面匀速拉动小车至高度h处，记下两次弹簧测力计的示数6．小红用图示装置探究滑轮组提升重物时的机械效率．下表是她设计的实验数据记录表格及所测的数据：小红在实验中所用动滑轮的重量最有可能是实验序号物重G/N 物体上升高度h/cm 手的拉力F/N 绳端移动的距离s/cm1 2 10 1.0 302 3 10 1.4 303 6 10 2.5 30A．0.9N B．1N C．1.2N D．1.5N7．如图所示是小刚同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中使用的实验装置，得到的数据记录在下方表格中。
物理机械效率试题1.图的剪刀剪纸机械效率为80% ，这表示A．若作用在剪刀的动力是1N，则阻力是0.8NB．若作用在剪刀的阻力是1N，则动力是0.8NC．若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.2J 的功用于剪纸D．若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.8J 的功用于剪纸【答案】D【解析】（1）剪刀可以看作为杠杆，但要计算动力或阻力大小时，需要知道相应的力臂的大小，不知道力臂是不能算动力或阻力大小的．（2）使用剪刀时，作用在剪刀的动力做功是总功，用于剪纸的力做的功是有用功．故选D2.某同学利用两个滑轮组装了一个滑轮组，将重为300N的物体从一楼匀速提升到三楼，所用的拉力为120N，则该滑轮组的机械效率为．【答案】83.3%【解析】一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，如果从定滑轮开始绕，有两段绳子承担物体的重力，如图甲所示：如果从动滑轮开始绕，有三段绳子承担物体的重力，如图乙所示：如果此滑轮组不做额外功，∵G=300N，如果有两段绳子承担物体的重力，=×300N=150N，而实际所用的拉力为120N，120N＜150N，则拉力的大小为：F拉力∴应有三段绳子承担物体的重力，如图乙所示：∵F=120N，∴滑轮组的机械效率为：η===≈83.3%．3.利用如图所示的斜面提升物体可以（选填“省力”或“费力”）．用平行于斜面的拉力，将重为5N的物体从斜面底端匀速拉上斜面，物体移动的距离为1m，上升的高度为0.2m．已知斜面的机械效率为50%，则拉力大小为N．若该斜面越陡，其机械效率越（选填“高”或“低”）．【答案】省力；2；高【解析】解：（1）根据功的原理：使用任何机械都不省功，利用斜面可以省力，但费了距离．（2）因为斜面的机械效率η==；所以拉力F===2N；（3）使用同一个斜面，其光滑程度不变，斜面越陡时，其机械效率越高4. 如图所示是太阳能路灯，灯杆顶端是太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能，并向灯杆下方的蓄电池充电，供夜晚路灯照明．若在一定时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.1×107J ，这些能量经转化后，可供功率为35W 的路灯工作50h ，则该路灯消耗的电能为 ，该太阳能路灯的转化效率为 %． 【答案】6.3×106J ；30【解析】解：（1）该路灯消耗的电能：W=Pt=35W×50×3600s=6.3×106J ；（2）该太阳能路灯的转化效率：η===30%5. 如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB 下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F 为 N ，测力计上升的高度s 为0.2m ．物块重G 为1.5N ，物块上升的高度h 为0.3m ，则杠杆的机械效率为 %，使用该杠杆做额外功的一个原因是 ．【答案】2.5；90；由于使用杠杆时需要克服杠杆自重（克服摩擦力）等做功【解析】（1）弹簧测力计的分度值是0.1N ，读数是：2.5N ；（2）W 有用=Gh=1.5N×0.3m=0.45J ；W 总=FS=2.5N×0.2m=0.5J ；η=×100%=×100%=90%（3）因为杠杆自身有重力，提升物体的同时也要提升杠杆，即克服杠杆自重做功，就有了额外功；6. 如图所示，某工人用动滑轮往3m 高的平台上运沙土，已知沙土的质量是40kg ，袋子和动滑轮的总质量是10kg ，不计绳重和摩擦．工人匀速拉动绳子时，所用拉力是 N ，此动滑轮的机械效率是 ．【答案】 245；80%【解析】解：（1）∵m 沙土=40kg ，m 轮袋=10kg ，g=9.8N/kg ，∴沙土的重力为：G 沙土=m 沙土g=40kg×9.8N/kg=392N ，袋子和动滑轮的总重力为：G 轮袋=m 轮袋g=10kg×9.8N/kg=98N ，而从动滑轮上引出的绳子股数n=2，∴拉力的大小为：F=（G 轮袋+G 物）=×（98N+392N ）=245N ．（2）∵G 沙土=392N ，∴滑轮组的机械效率为：η====80%7. 小雪用三个相同的滑轮组成如图所示的滑轮组，将重为120N 的物体匀速提高了4m ，若机械效率为80%，不计绳重及摩擦，则每个滑轮重为N．【答案】30【解析】（1）由图知，n=3，∵η===，∴F===50N；（2）∵不计绳重和摩擦，∴F拉=，即：50N=，则G动=30N．故答案为：30．本题考查了机械效率的计算，利用好不计绳重及摩擦时拉力F=和推导公式η===是本题的关键．8.用如图所示的滑轮组，将重为10N的物体以0.1m/s的速度匀速提升，拉力F=6N，拉力的功率为W，滑轮组的机械效率，若不计绳重及摩擦，动滑轮的重力为N．【答案】1.2；83.3%；2【解析】由图知，n=2，s=2h，（1）绳子自由端移动的速度：v=2×0.1m/s=0.2m/s，拉力的功率：P=Fv=6N×0.2m/s=1.2W；（2）使用滑轮组做的有用功：W有用=Gh，使用滑轮组做的总功：W总=Fs，滑轮组的机械效率：η=====≈83.3%；（3）∵不计绳重和摩擦，∴拉力F=（G物+G轮），即：6N=（10N+G轮），∴G动=2N．9.用如图所示滑轮组匀速提升重为200N的物体，人对绳的拉力为125N，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为．如果人的体重为600N，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 ． 【答案】80%；1150． 【解析】1）由图可知，s=2h ，则滑轮组的机械效率：η======80%；（2）在不计摩擦与绳重时，F=（G 物+G 动），即125N=（200N+G 动），所以G 动=50N ，因为人站在地面施加的最大拉力不可能大于自身重力，所以最大拉力为F′=600N ，∵F′=（G 物′+G 动），即：600N=（G 物′+50N ），∴最大物重：G 物′=1150N ．10. 伴随着“环保低碳、节能减排”的生活新理念，太阳能汽车营运而生．这款汽车利用太阳能电池板将太阳能转化为电能，再利用电动机为汽车提供动力．若电池板提供给电动机的功率为1600W ，电动机工作时的电流为10A ．求：（1）电池板提供给电动机的电压为多少？（2）如果电能转化为机械能的效率为75%，汽车的功率为多少？（3）如果该车在30min 内沿直线匀速行驶的距离为18km ，则车受到的阻力为多少？【答案】（1）电池板提供给电动机的电压为160V ；（2）汽车的功率为1200W ；（3）车受到的阻力为120N ．【解析】解：（1）电池板提供给电动机的电压：U===160V ；（2）汽车的功率：P 机=Pη=1600W×75%=1200W ；（3）汽车行驶的速度：v===10m/s ， 汽车受到的牵引力：F===120N ， ∵汽车匀速行驶时，处于平衡状态， ∴水平方向受到的阻力和牵引力是一对平衡力，即汽车受到的阻力为120N ．。
