九年级物理机械效率专题训练
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九年级物理专题 机械效率计算
（一）知识链接
1. 滑轮及滑轮组
﹙1﹚定滑轮 F=G物；S=h【说明F：绳子自由端受到的拉力；G物：物体的重力；S：绳子自由端移动的距离；h：物体升高的距离 】
﹙2﹚动滑轮 F=G物/2(不考虑动滑轮重、摩擦)；F=（G物+G动）/2（考虑动滑轮重，不考虑摩擦）；S=2 h【说明：G物：物体的重力；G动：动滑轮的重力 】
﹙3﹚滑轮组① F = G 物/ n（不考虑摩擦和动滑轮重）；F =（G 物+ G动）/ n （只考虑动滑轮重，不考虑摩擦）；F=W总/s（摩擦和动滑轮重都考虑）②S=nh
【说明：n是作用在（通过）动滑轮上绳子股数 ； h是物体移动的距离，S是绳子自由端移动的距离。】
2.功 W = F S ；W= P t 1J = 1N•m = 1W•s
3.功率 P = W / t ；P= Fυ
4. 机械效率
有用功 W有用 = G物 h W有用= W总 – W额；W有用= W总η
额外功 W额 = W总 – W有 W额= G动 h（忽略摩擦）；W额= f L（斜面）
总功 W总= W有用+ W额 ；W总= F S （斜面W总=FL）；W总= W有用 / η
机械效率 η= W有用 / W总
η（= W有用 / W总= G物h / Fs）=G物 /n F
说明：滑轮组不计摩擦和绳重，； F =（G 物+ G动）/ n
例题：1. 如图甲所示的滑轮组（绳重、摩擦忽略不计），将一个重78N的铁块A匀速提升2m，拉力F1做功是200J，求：（1）该滑轮组的机械效率。（2）若将铁块A置于水中，如图乙所示，仍用该滑轮组将其在水中匀速提升，机械效率是多少？若提升2m，则拉力F2做了多少功？（不计水的阻力）（ρ铁=7.8×103kg/m3 g取10N／kg）
甲 乙 答案：(1) W有= Gh=78N×2m=156J
η1=W1有 /W1总=156J/200J=78％
(2)s=2h=2×2m= 4m
F1=W1总/s=200J/4m=50N
由F =（G 物+ G动）/ n得：G动=nF1- G 物=2×50N-78N=22N
V铁 =G/ρ铁g=78N/(7.8×103kg/m3×10N／kg)= 10-3 m3
V排= V铁=10-3 m3
F浮 =ρ水g V排 =1.0×103kg/m3×10N／kg×10-3 m3=10N
G水中=G-F浮=78N-10N=68N
η2=W2有/W2总= G 水中/ (G 水中+ G动)=75.6%
F 2=（G 水中+ G动）/ n=（68N+22N）/2=45N
W2总= F2s =45N×4m=180J
练习题：
1.关于机械效率，下列说法中正确的是（）A.机械效率越大，表示机械做功越多 B.功率越小的机械，机械效率一定越低C.机械效率越高，一定越省力 D.无论机械效率高低，机械都不能省功 2.将一动滑轮改为定滑轮使用时，与使用该动滑轮比较，在相等时间内把同一物体匀速提高到同一高度，一定（）
A.提高了机械效率 B.节省了力 C.提高了功率 D.改变了动力的方向
3.小明同学总结“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想，斜面的机械效率跟：A．斜面的倾斜程度有关；B．斜面的粗糙程度有关；C．斜面的长有关；D．物体受的重力有关．小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确，设计方案并进行了探究，下表反映了他的探究过程．（参看图，表中①③两次实验所用斜面是相同的，设物体在斜面上做匀速直线运动）
实验
次数 斜面角度 斜面粗糙程度 物重
G/N 斜面高
度h/m 沿斜面拉力F/N
斜面长
s/m 有用功
W有/J
总功
W有/J 机械效
率(%)
① 37º 粗糙 2 0.6 1.7 1 1.2 1.7
② 37º 较光滑 2 0.6 1.4 1 1.2
86
③ 45º 粗糙 2 0.7 1.8 1 1.4 1.8 78
（1）请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据．
（2）通过对比实验①、②数据，可验证猜想 （填写字母）；通过对比实验①、③数据，可验证猜想 （填写字母）；
（3）通过对比实验①、②数据，可以得出的探究结论是：当斜面的倾斜程度相同时，斜面的越 ，斜面的机械效率的值越大；通过对比实验①、③数据，可以得出的探究结论是：当斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率的值越 ．
（4）若要验证猜想D，应控制斜面的 和 相同．
（5）此实验主要用到的研究方法是__________．
4.在“测滑轮组机械效率”的实验中（均不计绳重和摩擦），小明用同一滑轮组进行了两次实验，部分实验数据如下表所示：
序号 钩码重G/N 钩码上升的高度h/cm 弹簧测力计的示数F/N 弹簧测力计移动的距离S/cm
1 3 5 2 15
2 6 5 15
⑴根据小明的实验数据在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组。
⑵第一次实验中测得滑轮组的机械效率为____________。
⑶请将表格中空格处的数据补充完整。
⑷若绕滑轮组的细绳能承受的最大拉力为10N，则该滑轮组效率最高可达__________。5.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表，实验装置如图10所示.
(1)通过表中的数据可分析出实验1是用________________图做的实验;
(2)通过实验1和实验2的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多(动滑轮的总质量越大)，滑轮组的机械效率越______ (填“高”或“低”)；
(3)再用实验1使用的装置图作第3次实验，在表中把实验3的数据补充完整;
(4)对比实验1和实验3可以得出结论：__________________________________________。
6.张强同学利用如图所示的滑轮组将货物运送到楼上，图中每个滑轮等重，不计绳子重和摩擦。如果所送货物重G从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子，且提升同样的高度。图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物的重力的增加而变化的图像。请根据有关信息完成以下问题：
（1）每个滑轮的重是多少？
（2）绳子能承受的最大拉力是多少？
（3）当绳子的拉力最大时，滑轮组的机械效率是多少?
7.某人站在岸上利用滑轮组使停泊在水中的船匀速靠岸，已知滑轮组由两个定滑轮和两个动滑轮组成（滑轮重不计），如图所示，船重1.02，船移动时受到水的阻力是船重的0.01倍，人水平拉绳的力为240N，船靠岸的速度为0.72km/h。求
（1）滑轮组的机械效率。
（2）人拉绳子的功率及人对船做的有用功率。
8.体重为600N的小雨使用如下图所示的滑轮组提升重物，已知动滑轮重100N，当匀速提升体积为0.02 m3的重物（重物始终未出水面）时，他对地面的压强为6×103Pa，已知鞋底与地面的总接触面积是4×10-2 m2，不计绳重和摩擦，求：（1）重物受到的浮力多大？（2）重物没离开水面时，人的拉力多大？（3）提升重物离开水时，滑轮组的效率多大？
