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1、 專題十　簡單機(jī)械 第3節(jié)　機(jī)械效率 (建議時間：25分鐘) 基礎(chǔ)練習(xí) 一、選擇題 1. 如圖所示，用下列裝置提升同一重物，若每個滑輪重相同，不計(jì)繩重及摩擦，則機(jī)械效率最高的裝置是(　　) 2. (2019福建)工人用如圖所示的機(jī)械將物體勻速提升到某一高度，若物體的重力與滑輪的重力之比G物∶G滑輪＝9∶1，忽略繩重與摩擦的影響，則機(jī)械效率為(　　) 　 第2題圖 A. 10%　　 B. 45%　 　C. 80%　 　D. 90% 3. (2019常州)如圖所示，斜面高2 m、長4 m，小明用平行于斜面的

2、拉力F，將重400 N的物體從斜面底端拉到頂端，已知拉力F＝250 N．對此過程，下列結(jié)果中正確的是(　　) 第3題圖 A. 有用功為1 000 J B. 總功為1 600 J C. 額外功為200 J D. 機(jī)械效率為60% 4. (2019濟(jì)寧)兩個滑輪按如圖所示的方式組合，用5 N的拉力F拉動繩端，使物體在5 s內(nèi)水平向左勻速滑動1 m，物體與地面間的摩擦力為9 N．下列選項(xiàng)正確的是(　　) 第4題圖 A. A是定滑輪，B是動滑輪

3、B. 拉力F做的功為5 J C. 拉力F的功率為1.8 W D. 滑輪組的機(jī)械效率為90% 5. (2019廣安)如圖所示，甲、乙兩個滑輪組，其中每個滑輪的質(zhì)量都相同，分別用拉力F1、F2將重物G1、G2提升相同高度，不計(jì)繩重和摩擦，下列說法正確的是(　　) 第5題圖 A. 若G1＝G2，則拉力F1、F2做的總功相同 B. 若G1＝G2，則拉力F2做的有用功多 C. 若G1＞G2，則甲的機(jī)械效率大于乙的機(jī)械效率 D. 若G1＞G2，則甲、乙兩個滑輪組的機(jī)械效率相等 二、填空題 6. (2019龍東)如圖所示，小聰用滑輪組拉動水平地面上重為500 N的物體A，使它勻速

4、前進(jìn)2 m，地面對它的摩擦力為150 N，小聰施加的拉力F＝100 N(忽略繩重和滑輪重)，則滑輪組做的有用功為________J，滑輪組的機(jī)械效率為________． 第6題圖 7. (2019哈爾濱)如圖，用2 N的拉力勻速豎直向上拉繩子自由端，將重為3.5 N物體提升0.1 m，不計(jì)繩重與摩擦，動滑輪機(jī)械效率為________；若物體重力變大，則動滑輪機(jī)械效率將________． 第7題圖 8. (2019萊蕪)如圖所示，汽車通過滑輪組將礦井內(nèi)重為9 500 N的物體M勻速提升了6 m，所用的時間為10 s，汽車的拉力F為5 000 N．在此過程中，滑輪組的機(jī)械效率為__

5、______，汽車?yán)的功率為________W. 　　 第8題圖 三、實(shí)驗(yàn)探究題 9. (2019自貢)小明和小強(qiáng)在測“滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中組裝好如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，他們分別記下了鉤碼和彈簧測力計(jì)的位置． 第9題圖 (1)實(shí)驗(yàn)時，小明____豎直向上拉動彈簧測力計(jì)，使鉤碼升高，彈簧測力計(jì)讀數(shù)為0.5 N；同時小強(qiáng)也用刻度尺測出鉤碼被提升的高度為10 cm，以上測量結(jié)果準(zhǔn)確無誤，其他被測物理量和計(jì)算數(shù)據(jù)記錄如表中所示： 鉤碼重G/N 彈簧測力計(jì)提升的高度s/m 有用功W有/J 總功W總/J 機(jī)械 效率η 1 0.2 0.1 0.1

6、100% (2)小明和小強(qiáng)通過計(jì)算得出該滑輪組機(jī)械效率為100%，他們意識到出現(xiàn)了錯誤，請你幫他倆找出錯誤的原因：_____________________________________________________________． (3)該滑輪組的機(jī)械效率實(shí)際為________(精確到0.1%)． (4)在實(shí)驗(yàn)中，若將鉤碼的重增加到6 N，則該滑輪組的機(jī)械效率將________(選填“變大”“變小”或“不變”)． 四、計(jì)算題 10. (2019宿遷)如圖所示，工人利用滑輪組提升重物，在30 s內(nèi)將靜止在水平地面上質(zhì)量為90 kg，底面積為200 cm2的長方體物塊勻速提升5

7、m，此時工人的拉力為400 N (g＝10 N/kg)．求： (1)提升前物塊對水平地面的壓強(qiáng)； (2)工人拉力做功的功率； (3)滑輪組提升該物塊的機(jī)械效率． 第10題圖 　 能力提升 1. (2019河南改編)工人用如圖所示的滑輪組，在時間t內(nèi)，將重為G的貨物勻速提升了h，人對繩子豎直向下的拉力恒為F.以下說法正確的是(　　) 第1題圖 A. 拉力F的功率為 B. 額外功為(2F－G)h C. 滑輪組的機(jī)械效率為 D. 滑輪組的機(jī)械效率隨h的增大而增大 2. (2019北京改

8、編)某同學(xué)用滑輪組提升物體，繩子自由端豎直移動的距離隨時間變化的關(guān)系如圖中圖線a所示，物體上升的高度隨時間變化的關(guān)系如圖中圖線b所示．已知物體的質(zhì)量為450 g，所用動滑輪的質(zhì)量為50 g，繩子自由端的拉力F為1.3 N．g取10 N/kg.在0～2 s的過程中，下列說法中正確的是(　　) 　　 第2題圖 A. 繩子自由端移動的速度為5.0 cm/s B. 拉力F的功率為0.26 W C. 有用功為0.5 J D. 滑輪組的機(jī)械效率為90% 3. (2019達(dá)州)救援車工作原理如圖所示，當(dāng)車載電機(jī)對鋼繩施加的拉力F大小為2.5×103 N時，小車A恰能勻速緩慢地沿斜面上升．已知小

9、車A的質(zhì)量為1 t，斜面高為2 m，斜面長為5 m(不計(jì)車長、鋼繩重、動滑輪重、鋼繩與滑輪間的摩擦和滑輪與軸間的摩擦，g＝10 N/kg)．在小車A由水平路面被拖上救援車的過程中，鋼繩所做的有用功為________J，整個裝置的機(jī)械效率為________，小車A與斜面間的摩擦力大小為________N. 第3題圖 4. (2019十堰)質(zhì)量為m的工人用如圖甲所示的滑輪組將建筑材料運(yùn)送到樓頂，滑輪組的機(jī)械效率隨建筑材料重力變化的圖像(如圖乙)，機(jī)械中摩擦及繩重忽略不計(jì)．影響滑輪組機(jī)械效率的原因有________(寫出一點(diǎn)即可)，動滑輪的重力為________；該工人豎直向下拉繩子自由端運(yùn)

10、送建筑材料時，此滑輪組機(jī)械效率的最大值為________．(后兩空均用已知量符號表示) 第4題圖 參考答案及解析 基礎(chǔ)練習(xí) 1. A　【解析】若不計(jì)繩重及摩擦，使用A裝置時，所做的額外功為0，機(jī)械效率最高，故選A. 2. D　【解析】滑輪組的機(jī)械效率為η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝90%，故選D. 3. C　【解析】小明對物體做有用功是：W有＝Gh＝400 N×2 m＝800 J，A錯誤；對物體做的總功是：W總＝Fs＝250 N×4 m＝1 000 J，B錯誤；此過程中的額外功是：W額＝W總－W有用＝1 000 J－800 J＝2

11、00 J，C正確；此斜面的機(jī)械效率為：η＝×100%＝×100%＝80%，D錯誤．故選C. 4. D　【解析】由題圖可知B為定滑輪，A為動滑輪，A錯誤；當(dāng)物體向左滑動1 m時，拉力F自由端移動2 m，所以拉力F做的功為W＝Fs＝5 N×2 m＝10 J，拉力F的功率P＝＝＝2 W，B、C錯誤；克服摩擦力做功為有用功，W有用＝fs＝9 N×1 m＝9 J，滑輪組的機(jī)械效率為η＝×100%＝×100%＝90%，D正確．故選D. 5. C　【解析】甲滑輪組中有一個動滑輪，乙滑輪組中有兩個動滑輪，所以若把物體提升相同的高度，乙滑輪組做的額外功多，若G1＝G2，把物體提升相同的高度，則根據(jù)W＝Gh可

12、知兩個滑輪組所做的有用功相同，由于總功等于有用功加額外功，所以拉力F1做的總功小于拉力F2做的總功，故A、B錯誤；若G1＞G2，物體提升相同的高度，則根據(jù)W＝Gh可知，甲所做的有用功大于乙所做的有用功，且甲滑輪組做的額外功小于乙滑輪組做的額外功，根據(jù)η＝＝＝可知，甲滑輪組的機(jī)械效率大于乙滑輪組的機(jī)械效率，故C正確，D錯誤．故選C. 6. 300　 75% 　【解析】物體勻速前進(jìn)，所以有平衡力T＝f，則W有＝Ts＝fs＝150 N×2 m＝300 J；由圖知動滑輪上繩子的股數(shù)n＝2，拉力F＝100 N，則W總＝Fns，η＝×100%＝×100%＝×100%＝75%. 7. 87.5%　增大　

13、【解析】有用功為W有用＝Gh＝3.5 N×0.1 m＝0.35 J，繩子自由端移動的距離為s＝nh＝2×0.1 m＝0.2 m，總功為W總＝Fs＝2 N×0.2 m＝0.4 J，機(jī)械效率為η＝×100%＝×100%＝87.5%；根據(jù)η＝×100%＝×100%＝×100%＝可知，在動滑輪重力不變的情況下，增加物體的重力，滑輪組的機(jī)械效率將增大． 8. 95%　5.7×103　【解析】有用功為W有＝Gh＝9 500 N×6 m＝5.7×104 J，拉力做的總功為W總＝Fs＝5 000 N×2×6 m＝6×104 J，滑輪組的機(jī)械效率為η＝×100%＝×100%＝95%；汽車?yán)的功率為P＝＝＝

14、5.7×103 W. 9. (1)勻速　(2)由圖示知滑輪組承重繩子的股數(shù)n＝3，所以彈簧測力計(jì)提升的高度應(yīng)該為s＝nh＝ 3×0.1 m＝0.3 m，表中數(shù)據(jù)錯誤　(3)66.7%　(4)變大 【解析】(1)小明在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)豎直向上勻速緩慢拉動彈簧測力計(jì)，此時繩子的拉力等于測力計(jì)示數(shù)．(2)由圖所示滑輪組可知，滑輪組承重繩子的有效股數(shù)n＝3；已知鉤碼上升高度h＝0.1 m，則彈簧測力計(jì)移動距離應(yīng)為s＝nh＝3×0.1 m＝0.3 m，對比表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)彈簧測力計(jì)移動距離為0.2 m，可知彈簧測力計(jì)移動距離計(jì)算錯誤，從而導(dǎo)致了滑輪組機(jī)械效率計(jì)算錯誤．(3)滑輪組的機(jī)械效率：η＝×100%

15、＝×100%＝×100%≈66.7%.(4)提升的鉤碼重增加到6 N，有用功增加，有用功在總功中的比重增大，則該滑輪組的機(jī)械效率將變大． 10. 解：(1)F壓＝G＝mg＝90 kg×10 N/kg＝900 N p＝＝＝4.5×104 Pa (2)由圖可看出，此滑輪組由3段繩子承擔(dān)物塊的重力，即n＝3 W總＝Fs＝F×3h＝400 N×3×5 m＝6 000 J P＝＝＝200 W (3)W有用＝Gh＝900 N×5 m＝4 500 J η＝×100%＝×100%＝75%. 能力提升 1. B　【解析】由圖可知，連接動滑輪的繩子股數(shù)n＝2，繩端移動的距離s＝nh＝2h，拉力

16、F做的功W總＝Fs＝2Fh，則拉力F的功率P＝＝，A錯誤；拉力做的有用功W有＝Gh，額外功W額＝W總－W有＝2Fh－Gh＝(2F－G)h，B正確；滑輪組的機(jī)械效率η＝＝＝，C錯誤；根據(jù)η＝可知，滑輪組的機(jī)械效率與提升的高度h無關(guān)，D錯誤．故選B. 2. B　【解析】由圖可知，當(dāng)t＝2 s時，sa＝40 cm，sb＝10 cm，所以n＝4，繩子自由端移動的速度：v＝＝＝20 cm/s＝0.2 m/s，A錯誤；人拉繩做功的功率P＝＝＝Fv＝1.3 N×0.2 m/s＝0.26 W，B正確；人對物體做的有用功為W有＝Gh＝mgh＝0.45 kg×10 N/kg×0.1 m＝0.45 J，C錯誤；滑

17、輪組的機(jī)械效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%≈86.5%，D錯誤．故選B. 3. 2×104　80%　 1 000　【解析】鋼繩所做的有用功為W有用＝Gh＝mgh＝1 000 kg×10 N/kg×2 m＝2×104 J，鋼繩移動的距離s＝2×5 m＝10 m，拉力做的總功W總＝Fs＝2.5×103N×10 m＝2.5×104 J，整個裝置的機(jī)械效率為η＝×100%＝×100%＝80%；克服小車A與斜面間摩擦做的額外功為W額外＝ W總－ W有用＝2.5×104 J－2×104 J＝5×103 J，由W＝Fs＝fs可得，小車A與斜面間摩擦力為f＝＝＝1 000 N. 4. 物重(或動滑輪的重力)　G0　(1－)×100%　【解析】影響滑輪組的機(jī)械效率有：物體重力做的有用功、動滑輪重力做的額外功(不考慮摩擦力和繩重)；η＝×100%＝×100%＝×100%＝，拉力最大時提升的重物最重，此時機(jī)械效率最大，η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝(1－)×100%. - 9 -