机械效率专题知识点难题
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一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1.如图所示,一工人利用如图所示的滑轮组在10s 内将质量为40kg 的物体匀速提升3m ,此过程中工人对地面的压强为6000Pa 。
已知工人与地面的接触面积为500cm 2,工人的质量和动滑轮质量之和为80kg ,不计绳重和摩擦。
则下列说法错误的是( )A .工人用提升400N 重物的过程中,动滑轮做的有用功为1200JB .工人用提升400N 重物的过程中,绳子自由端移动的速度为0.6m/sC .用该滑轮组提升重为600N 的物体,机械效率为80%D .工人的质量为60kg 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A .动滑轮做的有用功40kg 10N/kg 3m=1200J ===W G h m gh ⨯⨯物物动有故A 正确,不符合题意;B .由图知,绳子段数n =2,物体匀速提升3m ,绳子自由端移动距离s =6m ,绳子自由端移动的速度为6m 0.6m/s 10ss v t === 故B 正确,不符合题意;CD .工人对地面的压强为6000Pa ,工人与地面的接触面积为500cm 2=0.05m 2,所以工人对地面的压力26000P N a 0=.30005m F pS ==⨯设动滑轮质量为m 动,则人的质量m 人=80kg -m 动因为n =2,所以()()11-=-+=-g+22F G F G G G m g m m g =人拉人物动人物动 代入数据,得出m 动=20kg ,m 人=60kg ,故D 正确,不符合题意。
用该滑轮组提升重为600N 的物体,机械效率为()=100%=1200%=100%=75%6+6+0000+00W G hG W G hNG GN NG η=⨯⨯⨯有物物总物动物动故C 错误,符合题意。
故选C 。
2.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________J ,滑轮的机械效率是________(不计滑轮重力).【答案】5 80% 【解析】 【分析】 【详解】物体2s 移动的距离:s=vt=0.5m/s×2s=1m , ∵使用的是动滑轮,∴拉力移动的距离:s′=2s=2×1m=2m , 拉力做功:W=Fs′=2.5N×2m=5J ; ∵物体受到的摩擦阻力是物重的0.2倍, ∴f=0.2G=0.2×20N=4N , 滑轮的机械效率: η====80%.故答案为5,80%.3.如图所示,用F =50N 的力通过滑轮组水平拉重为80N 的物体使其向左匀速运动0.4m ,在这个过程中拉力F 做功为_____J ,已知物体受到水平地面的摩擦力为60N ,该滑轮组的机械效率为_____(忽略绳子和动滑轮的重力)【答案】40 60% 【解析】 【分析】首先判断滑轮组有几段绳子受力,计算出拉力移动的距离,利用拉力做的总功;滑轮组所做的有用功为克服物体A 受到摩擦力所做的功,根据求出其大小,再根据效率公式求出滑轮组的机械效率。
机械效率1.用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,不计绳子与滑轮的摩擦 ( )A.甲较省力且机械效率较高B.乙较省力且机械效率较高C.两个滑轮组省力程度不同,机械效率相同D.两个滑轮组省力程度相同,机械效率不同2.甲升降机比乙升降机的机械效率高,它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度。
两者相比,甲升降机 ( )A.电动机做的总功较少B.电动机做的总功较多C.提升重物做的有用功较少D.提升重物做的有用功较多3.如图所示,工人利用动滑轮在10s内将重为100N的重物(包括桶)沿竖直方向匀速向上提升了5m,若该动滑轮重10N,忽略绳与滑轮之间的摩擦,不计空气阻力,则下列说法正确的是A.提升过程中,绳的拉力F做了500J的功B.提升过程中,绳的拉力F做了550J的功C.提升过程中,绳的拉力F做功的功率是50WD.该滑轮装置的机械效率是100%4.用滑轮组将一个重为5N的物体匀速提升10cm,由图可知,绳端受到的拉力F为________N,绳端移动的距离s为__________cm,滑轮组的机械效率η为________。
5.杭州市政府投巨资于民生工程,对背街小巷实施景观改造。
施工中,一建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶,动滑轮重为20N,不计摩擦及绳重(如右图所示)。
若工人在5s 内将泥桶匀速提高2m.求:(1)工人使用滑轮组时做的有用功为_______焦。
(2)工人拉绳子的力为_______牛;拉力的功率为_______瓦。
(3)滑轮组的机械效率为______________6.在某建筑工地上,工人用如图所示的滑轮组将重为1200N的建筑材料从地面运到高20m的楼上,手竖直向上的拉力是500N,在这个过程中,工人做了_________J的额外功,滑轮组的机械效率是__________。
7.滑轮组即能省力又能改变力的方向,建筑工人用自制的滑轮组把600N的重物缓慢提升2m,如右图所示,绳自由端的拉力F=250N。
专题12机械效率的计算一、选择题1.小枫和小红同学利用甲、乙所示的滑轮组,在相同的时间内,用大小相同的力F1、F2分别把质量相同的重物G1、G2提升到相同的高度,则()A.F1做功的功率大B.F1、F2做功的功率一样大C.甲滑轮组的机械效率高D.甲、乙滑轮组的机械效率一样高2.物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益,根据机械效益可以比较不同机械的省力程度,现用图示滑轮组匀速提升重物,不计绳重和摩擦,下列描述中不正确的是()A.提升物体越重,机械效益越小B.机械效益越大,机械省力程度越大C.机械效益是一个没有单位的物理量D.机械效益与机械效率比值一定3.如图所示,物体重200N,动滑轮重20N。
工人用125N的拉力将物体匀速提升3m,用了10s,在此过程中下列说法正确的是()A.有用功是750JB.拉力的功率是37.5WC.滑轮的机械效率是80%D.克服动滑轮重所做的额外功占总功的20%4.小明分别用甲、乙两个滑轮组将质量相同的物体匀速提升相同高度(不计绳重及摩擦)。
若每个滑轮质量相同,对比两个滑轮组,下列说法正确的是()A.甲更省力,甲机械效率大B.乙更省力,乙机械效率大C.甲更省力,甲的额外功少D.乙更省力,机械效率一样大5.如图所示,小吉用200N4s内将重500N的物体匀速提高2m。
不计绳重及摩擦,下列说法正确的是()A.动滑轮重为100N B.滑轮组的机械效率为62.5%C.拉力做功为1000J D.拉力的功率为250W6.如图所示,甲、乙杠杆的质量和长度均相同,机械摩擦不计,分别使用甲、乙杠杆将物体A提升相同的高度,则在工作过程中,甲、乙杠杆的机械效率相比()A .甲的大B .乙的大C .一样大D .无法确定7.如图所示,滑轮组悬挂在水平支架上,某工人站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,使物体A 以0.2m/s 的速度匀速上升,提升过程中滑轮组的机械效率为90%,已知物体A 重540N ,该工人重500N ,两个滑轮质量相等,不计滑轮组的绳重和摩擦,关于该过程,下列说法错误的是( )A .绳子自由端受到竖直向下的拉力为300NB .绳子自由端拉力的功率为120WC .该工人对地面的压力为200ND .支架受到滑轮组的拉力为1020N8.如图所示,为了把两件相同货物搬运到汽车上,工人用相同材质的木板搭建了AB 、CD 两个斜面,用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面AB 的底端匀速推到顶端,另一件货物用同样的方法沿斜面CD 搬运。
机械效率练习题一、选择题1. 机械效率是指机械输出功率与输入功率之比,以下哪个选项正确描述了机械效率?A. 机械效率总是大于1B. 机械效率等于1C. 机械效率小于1D. 机械效率等于机械的重量2. 以下哪种情况下机械效率会提高?A. 增加摩擦力B. 减少摩擦力C. 增加机械的重量D. 增加机械的体积3. 机械效率的计算公式是:A. 机械效率 = 输出功率 / 输入功率B. 机械效率 = 输入功率 / 输出功率C. 机械效率 = 输出功率 * 输入功率D. 机械效率 = 1 / 输入功率二、填空题4. 机械效率的提高可以通过_________来实现。
5. 当机械的输入功率为100W,输出功率为80W时,其机械效率为_________。
三、简答题6. 简述机械效率在实际应用中的重要性。
四、计算题7. 一个起重机在提升货物时,输入功率为15千瓦,输出功率为12千瓦,计算起重机的机械效率。
8. 假设一个滑轮系统在提升物体时,输入功率为200W,由于摩擦力和其他因素,实际提升物体的功率为150W,求该滑轮系统的机械效率。
五、论述题9. 论述在设计机械系统时,如何通过减少能量损失来提高机械效率。
六、实验题10. 设计一个实验来测量一个简单机械(如杠杆或滑轮系统)的机械效率,并说明实验步骤和预期结果。
七、案例分析题11. 阅读以下案例:一个工厂使用一台机器来提升重物,机器的输入功率是50千瓦,但由于机械磨损和摩擦,输出功率只有35千瓦。
分析该机器的机械效率,并提出可能的改进措施。
八、判断题12. 机械效率越高,意味着机械的能效越好。
()九、应用题13. 一个简单的机械系统,其输入功率为300W,输出功率为250W。
如果需要将输出功率提高到300W,而输入功率不变,需要采取哪些措施?十、综合分析题14. 考虑到机械效率和成本效益,分析在设计一个用于提升重物的机械系统时,应如何平衡机械效率和成本之间的关系。
通过这些练习题,学生可以加深对机械效率概念的理解,掌握机械效率的计算方法,并能够将其应用于实际问题中。
机械效率练习题一、选择题1. 下列关于机械效率的说法,正确的是:A. 机械效率越高,表示机械做功越快B. 机械效率越高,表示机械做有用功的比例越大C. 机械效率越高,表示机械做的额外功越多D. 机械效率与机械做功的多少无关2. 一台起重机吊起货物,若货物重1000N,起重机做的有用功为5000J,则起重机的机械效率为:A. 50%B. 60%C. 70%D. 80%A. 斜面B. 滑轮组C. 轮轴D. 定滑轮二、填空题1. 机械效率是指机械所做的________与________之比。
2. 在使用机械时,为了提高机械效率,应尽量减少________功。
3. 一台机械的机械效率为80%,表示该机械做的有用功占总功的________。
三、计算题1. 一台起重机提升重物,已知重物的重力为1200N,起重机做的总功为7500J,求起重机的机械效率。
2. 某斜面高1m,长5m,将重200N的物体沿斜面匀速拉到顶端,若拉力为100N,求斜面的机械效率。
3. 一台滑轮组的机械效率为75%,若提升重物所做的有用功为1500J,求滑轮组所做的总功。
四、应用题1. 在生活中,我们常用定滑轮和动滑轮来提升重物。
请分析定滑轮和动滑轮在机械效率方面的差异。
2. 举例说明如何在实际操作中提高机械效率。
3. 一辆汽车在平直路面上行驶,发动机输出的功率为100kW,已知汽车受到的阻力为2000N,求汽车以30m/s的速度行驶时的机械效率。
五、判断题1. 机械效率为100%意味着机械做的所有功都是有用功,没有额外功。
()2. 使用任何机械都不能省功,只能省力或改变力的方向。
()3. 机械效率越低,说明机械设计越不合理。
()4. 在不计摩擦和其他额外功的情况下,机械效率可以达到100%。
()六、简答题1. 简述机械效率的定义及其物理意义。
2. 影响机械效率的因素有哪些?3. 如何区分有用功和额外功?七、作图题1. 请画出定滑轮、动滑轮和滑轮组的示意图,并标明各自的动力臂和阻力臂。
机械效率知识点梳理与典型例题一、知识梳理:(一、)正确理解有用功、额外功和总功1、有用功:叫有用功。
通常是机械对物体所做的功就是有用功。
例如,你用滑轮组匀速提升重物时,W有用=Gh;又如用滑轮组拉动重物在水平面上匀速移动时,W有用=fs。
2、额外功:叫额外功,通常是克服机械自重和摩擦所做的功。
3、总功:叫总功。
通常是人使用机械时对机械所做的功。
W总=Fs,既然是人做的功,那么这里的F就是人使用机械时所用的力,s是人的力所通过的距离。
有用功、额外功和总功的关系是W总=W有+W额外。
(二、)机械效率1、定义:机械效率是,表达式= 。
由表达式可知:(1)总功一定时,机械做的有用功越多,或额外功越少,机械效率就越高。
(2)当有用功一定时,机械所做的总功越少,或额外功越少,机械效率越高。
2. 机械效率是个比值,通常用百分数表示,由于使用任何机械都要做额外功,因此有用功总小于总功,所以总 l。
二、分类典型例题:题型一:对有用功、额外功、总功的认识,并能利用机械效率公式进行简单的分析判断例1:下列机械效率的说法正确的是()A.机械效率可以提高到100% B.机械效率总小于1C.功率大的机械机械效率高 D.机械效率越高,有用功就越多例2:各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同,要根据具体情况具体分析。
具体分析图1中三种做功情况(滑轮规格均相同,不计绳重),产生额外功最多的应是图。
若钩码的质量为100g,在三种情况中均被提高1m,各种情况机械做的有用功均为J,通过分析可判断出图的机械效率最大。
例3:小红用塑料桶从井中打水;小军把不小心掉进井中的塑料桶打捞上来。
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题型二:会简单计算有用功、额外功、总功和机械效率例1:一台起重机将重5000N的货物提高2m,如果额外功是2500J,则起重机做的有用功是J,该起重机的机械效率是。
一.选择题(共29小题)1.施工工地上一个滑轮组经过改进后提高了机械效率,用它把同一物体提升到相同的高度,改进后和改进前相比较()A.总功不变,有用功增加了B.总功不变,额外功增加了C.有用功减少了D.有用功不变,总功减少了【分析】用滑轮组把同一物体匀速提升相同的高度,有用功相同;由题知改装后的机械效率高,根据机械效率的公式知道总功减小,而总功等于有用功加上额外功,据此进行解答。
【解答】解:因为把同一物体匀速提升相同的高度,所以由W有=Gh可知利用滑轮组做的有用功相同,因为η=×100%所以改装后的机械效率提高了,利用滑轮组做的总功减少了,又因为W总=W有+W额改装后利用滑轮组做的额外功减少了,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查了有用功、额外功、总功、机械效率及其之间的关系,由“把同一物体匀速提升同样的高度”知道做的有用功相同是解本题的突破口,用好效率公式是关键。
2.如图所示,将一块1m长的木板一端架高0.4m,用50N沿木板的拉力把一个重为100N 的小铁块从底端加速拉到顶端时,木板对小铁块的摩擦力可能是()A.10N B.15N C.45N D.55N【分析】已知物重和斜面高度,可以得到有用功;已知拉力和斜面长度,可以得到总功;已知有用功和总功,可以得到额外功;已知额外功和斜面长度,利用功的变形公式得到摩擦力。
【解答】解:有用功:W有用=Gh=100N×0.4m=40J,总功:W总=Fs=50N×1m=50J,则额外功:W额外=W总﹣W有用=50J﹣40J=10J,克服摩擦力所做的功为额外功,由公式W=Fs=fs得,木板对小铁块的摩擦力为f===10N。
故选:A。
【点评】此题考查了功和摩擦力的计算,要搞清总功、有用功、额外功之间的关系。
同时需要注意的是:物体在斜面上匀速直线运动过程中,拉力和摩擦力不是一对平衡力。
3.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。
机械效率专题训练1.知识点梳理:机械效率的公式是:_______________________________________。
写出以下各情况中的物理量应该怎么表示。
物体A的重力为G,受地面摩擦力为f,拉力为F。
拉力移动了3m。
请表示:有用功:_______________________________________。
总功:_______________________________________。
额外功:_______________________________________。
机械效率:_______________________________________。
物体重G,拉力为F,动滑轮重为g。
物体上升1m。
请表示:有用功:_______________________________________。
总功:_______________________________________。
额外功:_______________________________________。
机械效率:_______________________________________。
斜面长为l,高为h,物体重G,摩擦力f,物体从低端到顶端。
有用功:_______________________________________。
总功:_______________________________________。
额外功:_______________________________________。
机械效率:_______________________________________。
2.例题解析【例1】(多选)如图所示,置于水平桌面上的物体 A 重490N,物体B 重294N,物体B 在匀速下降了40cm的过程中,拉动物体A在水平桌面上匀速移动了一段距离;若用一水平向左的力F拉动物体A,使物体A在5s内匀速移动0.5m(不计动滑轮、绳重以及滑轮轮轴间摩擦),则下列说法正确的是()A.拉力F 为294N,拉力F 的功率为29.4WB.拉力F 为147N,拉力F 的功率为14.7WC.物体A 与桌面的滑动摩擦力为294ND.绳子拉力对物体B 所做的功为73.5J【例2】(2010 年昌平一模)如图所示装置,物体 B 所受重力为G B ,物体A在物体B 的作用下在水平桌面上向右匀速运动。
【中考复习】中考物理“机械效率”疑难归纳!中考物理中,机械效率问题属于必考内容,也是不少学生的难点。
下面通过归纳来深刻理解“机械效率”问题,只要理解好以下这三张图和“三种功”,这类机械效率问题将再也难不倒同学们。
特别注意三张图的共同点:(特别注意观测思索三个图中这四个量――g、f、h、s)三张图的目的――――――都是要把重力为g的物体提升高度为h(即w=gh为有用功)为了达至目的――人手所施予的拉力f都向沿着f的方向移动路程为s(即w=fs,f搞的功为“总功”、也即为“有用功和额外功的总和”)三张图的不同点:额外功各有不同。
(牢记这一点:必须想要深刻理解机械效率,诀窍是对额外功的认知!)下面请看三张图,及其额外功(求机械效率,按照以上同学们所熟知的公式来求即可):一、杠杆:额外功:我们把重物g提升到h高度处的同时不得不把杠杆提升,同时不得不克服摩擦力做功。
故此时克服杠杆重力所做的功以及克服摩擦力所做的功就是额外功!(若题意中提到“轻杆”就是忽略杠杆质量,也就是不计重力,则额外功不包括克服杠杆重力所做的功)二、滑轮组:额外功:我们把g提升到h高度处的同时也不得不把动滑轮提升,同时不得不克服摩擦力做功。
即此时克服动滑轮重力所做的功以及克服摩擦力所做的功就是额外功!三、斜面:额外功:我们把g推到h高度处的同时也不得不克服摩擦力做功。
即此时克服摩擦力所做的功就是额外功!特别注意以下两点:1.杠杆中注意“力臂”;滑轮组中注意“n”;斜面中注意“斜面的倾斜程度”必须想要并使简单机械最省力:必须并使杠杆中的动力臂最久,滑轮组中的n最小;斜面的弯曲程度最缓。
省力不意味着省功!相反,现实当中越省力,就越不省功,机械效率也就越小(因为此时所做的额外功更多)!2.g、h和f、s都具备同体性!g和h都对应物体中心,f和s都对应手促进作用的点。
3.“理想机械”――意味着不计机械自身重力以及各种摩擦,此时额外功为零,效率为百分之百!。
初中物理机械效率专项训练(困难版)一、单选题1.如图所示,重为100N的物体B,在足够深的水中匀速下沉,通过滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速运动,在4s内物体A移动了0.8米,已知B的密度是水的密度的5倍,动滑轮重12N,不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦(g取10N/kg)()A. B对绳的拉力是20NB. B对绳的拉力的功率是16WC. A物体受摩擦力为148ND. 滑轮组的机械效率为90%2.为了研究机械效率与哪些因素有关,小明同学提出两个猜想:猜想一:机械效率是否与G物有关;猜想二:机械效率是否与G动有关。
为了验证猜想,小明先用如图甲所示的装置不断改变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(a)所示;然后换另一个不同重量的动滑轮,不断改变G物,计算并绘出η与G物关系如图乙(b)所示。
根据图象他()A. 只能验证猜想一B. 只能验证猜想二C. 既不能验证猜想一,也不能验证猜想二D. 既能验证猜想一,也能验证猜想二3.用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M,已知被提升的物体M质量为76kg,M的体积为3×10-3m3,在物体M未露出水面的过程中,绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度,此过程中,拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示,不计绳重和摩擦力大小(g取10N/kg)。
下面分析不正确的是()A. 此过程中,绳子自由端的拉力F大小为400NB. 动滑轮重力为70NC. 当物体M没有露出水面时,动滑轮下端挂钩上绳子的拉力为730ND. 当物体M没有露出水面的过程中,该滑轮组提升货物的机械效率为95%4.小华为帮助爸爸搬运装修材料设计了如图所示的甲、乙两种方案,小华采用相同的滑轮组按不同的搬运方案,分别将地面上质量相同的材料匀速运送到二楼,所用拉力分别为F甲、F乙,它们的机械效率分别为η甲、η乙,则下列关系正确的是(不计绳重与摩擦)()A. F甲>F乙、η甲=η乙B. F甲<F乙、η甲<η乙C. F甲>F乙、η甲>η乙D. F甲<F乙、η甲=η乙5.如图所示,小明用力F1拉动绳子使重为10N的物体A以速度v1匀速上升,此时滑轮组的机械效率为η1,拉力F1做的功为W1、功率为P1;若他将一个与A完全相同的物体B系在A下端,并用力F2拉动绳子使它们一起以v2的速度匀速上升,此时滑轮组的机械效率为η2,拉力F2做的功为W2、功率为P2,η1:η2=3:4,v1:v2=1:2,不计绳重及摩擦,则()A. 动滑轮重G动=5NB. 拉力的功率P1:P2=1:3C. 拉力F1:F2=3:5D. 拉力做的功W1:W2=2:36.工人师傅使用一个动滑轮将400N的重物匀速提升3m高处,假如拉力的方向竖直向上,大小为250N,则()A. 拉力所做的功为750JB. 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7.小明在“探究杠杆的机械效率与哪些因素有关”时,提出了两种猜想,猜想1:可能与悬挂重物位置有关;猜想2:可能与物重有关.随后,他在A处悬挂二个钩码测出机械效率η1,在B处悬挂一个钩码测出机械效率η2,并重复多次,均发现η1>η2,由此,他()A. 只能验证猜想1B. 只能验证猜想2C. 既能验证猜想1,也能验证猜想2D. 既不能验证猜想1,也不能验证猜想28.如图所示,用完全相同的滑轮组成甲、乙两装置,分别将重1N的物体匀速提升相同的高度,滑轮重0.2 N,不计摩擦和绳重,所用的拉力分别是F甲和F乙,机械效率分别是η甲、η乙,则()A. η甲>η乙B. η甲<η乙C. F甲>F乙D. F甲=F乙9.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%.则下列选项错误的是( )A. 拉力大小一定是125NB. 有用功一定是150JC. 总功一定是250JD. 动滑轮重一定是100N10.如图所示,利用滑轮组提升一个重为G的物块,不计绳重和摩擦,其机械效率为60%,要使此动滑轮的机械效率达到90%,下列方法可行的是()A. 把绳子承担物重的段数改成3段B. 把物块的个数增大到4个C. 把动滑轮的质量减小一半D. 把物块的个数增大到6个二、多选题11.利用四个相同的滑轮,组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,用同样的时间,把质量相等的重物G提升了相同的高度,所用的拉力分别为F甲、F乙,拉力做的功分别为W甲、W乙,拉力的功率分别为P甲、P ,机械效率分别是η甲、η乙(忽略绳重与摩擦),下列关系式正确的是()乙A. F甲<F乙η甲=η乙B. F甲>F乙η甲>η乙C. W甲>W乙P甲>P乙D. W甲=W乙P甲=P乙12.如图甲所示,用由一个动滑轮和两个定滑组成的滑轮组,提升吊篮C及其中的重物A和电动机B .启动电动机,它所提供的拉力F随时间t的变化关系如图乙所示,吊篮上升的速度v和上升的高度h随时间t 变化的关系分别如图丙和丁所示. 若一切摩擦和绳重均可忽略不计,在1s-2s内,滑轮组的机械效率为90%,则下列说法中正确的是()A. 在0-1s内,电动机提供的拉力所做的功为825 JB. 在1s-2s内,电动机提供的拉力的功率为2000WC. 在0-3s内,电动机提供的拉力的功率为1275WD. 动滑轮重为200N13.如图所示,用相同的滑轮分别组成甲、乙两个滑轮组,分别把重力为G1、G2的重物匀速提升相同的高度h=2m.若不计绳重及摩擦,下列说法正确的是()A. 若G1=G2,甲的机械效率大于乙的机械效率B. 若G1=240N,甲的机械效率为80%,则F1做的功是600JC. 若G1=G2,两滑轮组的机械效率相同D. 若G1>G2,两滑轮组的机械效率相同14.如图所示,重400N的物体在30N的水平拉力F的作用下,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为80%,则在此过程中,下列说法正确的是()A. 绳子自由端移动的距离为3mB. 有用功为400JC. 拉力F的功率为9WD. 物体与地面间的滑动摩擦力为72N三、填空题15.如图甲所示,物体A重为15N置于水平桌面上,在拉力F的作用下,5s内匀速直线运动了0.5m.图乙是拉力F做的功随时间变化的图像.已知物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为A物重G的0.2倍,则:拉力F=________N;拉力F做功的功率P=________W;滑轮组的机械效率η=________.16.小明在探究杠杆机械效率的实验中,将重为30N的物体G挂在一粗细相同质量均匀的长硬棒的中点,在棒的另一端用竖直向上的拉力将物体缓慢匀速提升时效率是75%,若不计摩擦,杠杆自重为________N。
机械效率专题训练
1.知识点梳理:
机械效率的公式是:_______________________________________。
写出以下各情况中的物理量应该怎么表示。
物体A的重力为G,受地面摩擦力为f,拉力为F。
拉力移动了3m。
请表示:
有用功:_______________________________________。
总功:_______________________________________。
额外功:_______________________________________。
机械效率:_______________________________________。
物体重G,拉力为F,动滑轮重为g。
物体上升1m。
请表示:
有用功:_______________________________________。
总功:_______________________________________。
额外功:_______________________________________。
机械效率:_______________________________________。
斜面长为l,高为h,物体重G,摩擦力f,物体从低端到顶端。
有用功:_______________________________________。
总功:_______________________________________。
额外功:_______________________________________。
机械效率:_______________________________________。
2.例题解析
【例1】(多选)如图所示,置于水平桌面上的物体 A 重490N,物体B 重294N,物体B 在匀速下降了40cm的过程中,拉动物体A在水平桌面上匀速移动了一段距离;
若用一水平向左的力F拉动物体A,使物体A在5s内匀速移动0.5m
(不计动滑轮、绳重以及滑轮轮轴间摩擦),则下列说法正确的是
()
A.拉力F 为294N,拉力F 的功率为29.4W
B.拉力F 为147N,拉力F 的功率为14.7W
C.物体A 与桌面的滑动摩擦力为294N
D.绳子拉力对物体B 所做的功为73.5J
【例2】(2010 年昌平一模)如图所示装置,物体B 所受重力为G B ,
物体A
在物体B 的作用下在水平桌面上向右匀速运动。
小红用一个水平向左
的力拉物体A,使物体B 以速度v 匀速上升,此时滑轮组的机械效率
为η1 ;若将一个质量和体积都与物体B 相同的物体C 系在物块B下
端,小红用另一个水平向左的力拉物体A,使物体B 和C 一起以2v
的速度匀速上升,此时滑轮组的机械效率为η 2 。
η1 :η2 =4:5。
不
计绳重及绳与滑轮之间的摩擦,则第二次水平向左拉物体A 时,拉力的
功率是()。
【例3】如图连接滑轮组, 人用200N F 水平拉动A物块, 使A以2m/s 的
速度匀速向左运动. 已知A所受右侧绳子上的拉力是A 所受摩擦力的3
倍,不计绳重、轮重及绳与滑轮之间的摩擦. 则此时 B 所受拉力的功率为()W, 右侧弹簧测力计的读数为()N.
【例4】某同学用如图所示的水平方向滑轮组拉动物块,使物块以1m/s 的速度匀速向左运动,已知物块所受到的滑动摩擦力大小为40N, 滑轮组的机械效率为80%, 则绳子自由端拉力F的功率大小为()W.
【例5】图中的定滑轮重0.5N,物体 A 重6N。
在2s 的时间内,拉力 F 的作用点沿竖直方向匀速升高了 1.2m,这个过程中,拉力 F 所做的额外功是0.36J。
不计滑轮轴摩擦和绳重,以下计算结果正确的是( )
A.动滑轮和托板总重为0.3N
B.滑轮组的机械效率约为78%
C.拉力F 做功的功率为1.08W
D.天花板对定滑轮的拉力为1.1N
【例6】如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉至顶端。
已知斜面的长是5m,高是2m,拉力F=50N,则该装置的机械效率为()
【例7】右图是某水上打捞船起吊装置结构示意简图.某次打捞作业中,
该船将沉没于水下深处的一只密封货箱以0.1m/s 的速度匀速打捞出水
面,已知该货箱体积为50 m 3 ,质量是200t.( g
取10N/kg,忽略钢缆绳重及其与滑轮间的摩擦,不考虑风浪、水流等因
素的影响)
(1)货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少
(2)货箱完全出水后,又被匀速吊起1m,已知此时钢缆绳
拉力 F 为 6.25×10 5 N,起吊装置的滑轮组机械效率是多少
(3)货箱未露出水面时,钢缆绳拉力的功率为多少
3、练习提高
【练1】如图所示,位于水平桌面上的物块P,由跨过定滑轮的轻
绳与物块Q 相连,滑轮到P、Q 的两段绳都是水平的.已知滑动摩
擦力的大小与压力大小成正比,比例系数为k,且物体之间、
物体与地面之间的粗糙程度相同,两物块的质量都是m,轻绳与滑轮之间的摩擦不计,在水平向右的拉力F 作用下,P 向右以速度v 做匀速直线运动,则拉力F 的功率为___________。
【练2】(多选)如图所示,滑轮组在拉力F1 的作用下,拉着重300N 的物体A以 1.5m/s 的速度在水平面上匀速移动,滑轮组的机械效率为80%,物体A 匀速运动时受到的阻力为56N,拉力F1的功率为P1 ,在10s 内拉力做功为W1.若滑轮组在拉力F2 的作用下,拉着物体A 以0.5m/s 的速度在此水平面上匀速移动,拉力F2 的功率为P2 ,在20s 内拉力做功为W2 .滑轮自重和绳重忽略不计,下列正确的是()
A .F1=100N ,P1=450W
B .W1:W2=3:2 P1=3P2
C .F2=210N ,P2=35W
D .W1:W2=2:1 P1=P2
4、【练3】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:
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)问中需要在自由端加多大的拉力才能将物体匀速拉起?
【练4】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?
【练5】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.
【练6】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.
【练7】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3
【练8】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?。