2019中考物理二轮专项专项04机械效率的测量及计算专项训练
2024年中考物理专题训练——机械效率的综合计算(含答案)
2024年中考物理专题训练——机械效率的综合计算1．如图有一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，某同学站在地面用300N的力拉绳，使重为500N的物体在10s内匀速升高1.2m，若不计摩擦和绳重。
求：(1)动滑轮总重是多少？(2)拉力F做功的功率是多少？(3)该过程滑轮组的机械效率是多少？2．工人用如图所示的滑轮组提升重物．物体在15s内被匀速提升了2m，所用拉力F为300N，在提升重物的过程中，有用功是900J。
求：(1)该物体的重力；(2)工人做功的功率；(3)该滑轮组的机械效率。
3．工人利用如图所示的两个滑轮组成滑轮组，向下拉动绳子来提升货物。
已知货物重800N。
不计绳重及摩擦。
(1)在图中画出绳子的绕法；(2)若忽略动滑轮重，工人所用拉力多大?(3)若不可忽略动滑轮重，工人实际所用拉力为500N，动滑轮有多重?4．质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计，（g＝10N/kg）。
问：(1)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是多大；(2)动滑轮受到的重力；(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，若要工人不被拉离地面，此滑轮组机械效率最大值是多少？5．如图所示，用一个滑轮组匀速提升重0.9N的物体，在物体匀速上升5cm的过程中，弹簧测力计的示数为0.4N。
（不计摩擦及绳重）求：(1)在此过程中拉力做的功；(2)该滑轮组的机械效率；(3)动滑轮受到的重力。
6．如图所示是由一只定滑轮和一只动滑轮组成的滑轮组，其中动滑轮重G动=15N，现使用该滑轮组用最省力的方法将某一重G物=180N的物体，竖直向上匀速提升h=4m的高度。
(1)在图中用笔画线代替绳子画出绳子绕法。
(2)提升物体时，克服物体重力做功W物为多大？(3)若该过程中克服“绳重和摩擦因素”所做的功为120J，则绳子自由端所用拉力F为多大？7．如图甲所示是小型建筑工地上使用的“罐笼式”提升机，用它能将放在罐笼A中的建筑材料提升到高处。
备战中考物理易错题专题训练-机械效率的计算练习题附答案解析
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，物体A在拉力的作用下沿水平面匀速运动了一段距离s，试比较拉力F1、F2及拉力所做的功W1、W2的大小（滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计）。
下列判断正确的是A．F1=2F2W1=W2B．F1=12F2W1=12W2C．F1=4F2W1= W2D．F1=14F2W1=14W2【答案】C【解析】【详解】物体A在两种情况下的摩擦力f相等，上图滑轮是动滑轮，下图滑轮的轴固定不动，可以看做是特殊使用的定滑轮。
则：F1=2fF2=1 2 f故：F1=4F2根据功的公式可知：W1=F1×12s=2f×12s=fsW2=F2×2s=12f×2s=fs故：W1=W2，故选C。
2．小黄用图所示的滑轮组经过10s的时间，用150N的拉力将一个重270N的重物提高1m，求此过程：拉力F自由端拉出的距离是_____m；小黄所做的有用功是_______J；总功是_______J；拉力做功的功率是______W。
【答案】3 270 450 45 【解析】 【分析】 【详解】[1]由图可知，滑轮组的承重绳子根数n =3根，则拉力自由端拉出的距离s =nh =3×1m=3m[2]有用功W 有用=Gh =270N×1m=270J[3]总功W 总=Fs =150N×3m=450J[4]拉力做功的功率450J45W 10sW P t ===总3．如图所示，用滑轮组拉动重为200N 的物体在水平桌面上匀速直线运动。
已知F =20N ，滑轮组的机械效率为85%，则物体与桌面的之间的摩擦力大小为__________N 。
【答案】51 【解析】 【分析】 【详解】由图可知，由3段绳子通过动滑轮，则s F =3s 物，滑轮组的机械效率为85%，即η=W W 有总=F fs Fs 物 =3f F =320Nf=⨯85% 解得f =51N即物体与桌面的之间的摩擦力为51N 。
2019年中考物理真题分类汇编全集 滑轮组的机械效率专题
2019年中考物理真题分类汇编滑轮组的机械效率专题【难点中心】本专题考查滑轮组的机械效率的计算，涉及考点有对绳的拉力与物体重力的关系、绳子移动的距离与物体移动距离的关系、有用功额外功以及总功的计算；涉及物理量较多，公式较多，考试中失分较多，是中考的一难点。
【考点难点突破】【知识链节】1．有用功：定义：对人们有用的功=直接用手对重物所做的功（Gh）公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总；斜面：W有用=Gh2．额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功公式：W额=W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）斜面：W额=fL3．总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功]公式：W总=W有用＋W额=Fs=W有用／η斜面：W总=fL+Gh=FL由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。
通常用百分数表示。
某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。
【技能方法】:学§科§【母题1】（2019·福建初二期末）一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比A ．有用功增加，总功增加B ．有用功不变，总功减少C ．有用功增加，总功减少D ．有用功不变，总功不变【母题2】（2019·山西初二期末）如图所示，定滑轮重4 N ，动滑轮重0.5 N ，在拉力F 的作用下，1 s 内将重为4 N 的物体A 沿竖直方向匀速提高了10 cm 。
如果不计绳重和摩擦，则以下计算结果正确的是A ．绳子自由端移动速度为0.3 m/sB ．拉力F 的大小为4 NC ．拉力F 的功率为0.45 WD ．滑轮组的机械效率为75%【母题3】（2019·贵州初三中考模拟）分别用如图所示的（甲）、（乙）两个滑轮组，在10 s 内将重为40 N 的物体G 匀速提升1 m ，每个滑轮的重均为20 N ，不计绳重及摩擦，下列有关说法正确的是A．甲和乙两滑轮组所做有用功相等B．甲滑轮组的效率大于乙滑轮组的效率C．F甲小于F乙D．F甲做功的功率小于F做功的功率乙【母题4】（2019·广东中山纪念中学初二期末）如图所示，某施工队利用滑轮组从水中提取质量为2 000 kg、体积为1 m3的物体，上升过程中物体始终不接触水底和露出水面，g=10 N/kg，水的密度为1.0×103 kg/m3。
中考物理机械效率的计算题试题及答案
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重均为50g ）在2s 内把重物G 1和G 2提高10cm ，已知F l 和F 2的大小均为2N ，不计绳重及摩擦（g 取10N/kg ）。
下列说法中不正确的是（ ）A ．重物G 1的重力大小为5.5NB ．乙滑轮组所做的有用功是0.7JC ．F 1和F 2做功的功率之比为3:4D ．两个滑轮组的机械效率之比为4:3 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A ．从图甲可以看到，三条绳子托着动滑轮，动滑轮只是一个，重力大小是0.05kg 10N/kg 0.5N G m g ==⨯=动动把动滑轮和重物看作一个整体，这个整体处于平衡状态，可知113F G G =+动解得1 5.5N G =，重物G 1的重力大小为5.5N ，A 正确，不合题意；B ．在图乙中，把两个动滑轮和重物看作一个整体，这个整体处于平衡状态，可知2242F G G =+动解得27N G =，重物升高的高度是20.1m h =，乙滑轮组所做的有用功是227N 0.1m 0.7J W G h ==⨯=乙有用乙滑轮组所做的有用功是0.7J ，B 正确，不合题意； C ．重物G 1移动的速度是1110.1m 0.05m/s 2sh v t === 甲图中绳端移动的速度是11330.05m/s 0.15m/s v v ==⨯=绳重物G 2移动的速度是2 220.1m0.05m/s 2shvt===乙图中绳端移动的速度是22440.05m/s0.2m/sv v==⨯=绳那么可知F1和F2做功的功率之比是12121234P P F v F v==绳绳：：：F1和F2做功的功率之比为3:4，C正确，不合题意；D．甲滑轮组所做的有用功是115.5N0.1m0.55JW G h==⨯=甲有用所做的总功是112N30.1m0.6JW F s==⨯⨯=甲总乙滑轮组所做的总功是222N40.1m0.8JW F s==⨯⨯=乙总由上述可知，乙滑轮组所做的有用功是0.7JW=乙有用，那么两个滑轮组的机械效率之比是0.55J0.7J::22:210.6J0.8JW WW Wηη===甲有用乙有用甲乙甲总乙总:两个滑轮组的机械效率之比是22:21；D错误，符合题意。
2019年中考物理试题分类汇编——机械效率专题(word版包含答案)
2019年中考物理试题分类汇编——机械效率专题1.(2019怀化，23)如图所示，用滑轮组将重为100 N的物体匀速提升3m，拉力F所做的总功为400 J，则在这个过程中拉力F做了J的有用功，该滑轮组的机械效率是。
2.(2019云南，18)如图所示,工人用滑轮组将重为600N的建筑材料以0.3m/s的速度匀速竖直提升。
人对绳子自由端的拉力F=375N,滑轮组的机械效率为,拉力F的功率为。
3.（2019枣庄，23）用一个动滑轮在5s内将一重为300N的物体匀速向上提升3m，动滑轮的机械效率是75%，则拉力大小为N，若忽略绳重与摩擦，动滑轮的重力为N。
4.（2019鸡西，27）如图所示，小聪用滑轮组拉动水平地面上重为500N的物体A，使它匀速前进2m，地面对它的摩擦力为150N，小聪施加的拉力F＝100N（忽略绳重和滑轮重），则滑轮组做的有用功为J，滑轮组的机械效率为。
5.（2019福建，12）工人用如图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，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为（）A．10% B．45% C．80% D．90%6.（2019广州，9）如图所示，把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点，过程绳的拉力对甲做的功为W AB；用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙沿面从C点匀速拉至B 等高的D点，在此过程中的拉力对乙做的功为W CD，斜面的机械效率为A.ABCDWWB. CDABWWB.C.ABCDGHW W-D.CD ABGHW W+7.（2019聊城，）如图所示，用滑轮组提升重100N的物体时，在10s内绳子自由端被匀速拉下6m。
已知拉绳子的力F为60N，不计绳重和摩擦，则在此过程中（）A．物体被提升了2mB．所做的有用功是300JC．拉力F的功率是30WD．滑轮组的机械效率是55.6%8.（2019烟台，12）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。
精选中考物理易错题专题复习机械效率的计算附答案
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．为了将放置在水平地面上重为100N 的物体提升一定高度，设置了如图所示的滑轮组装置。
当用图甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F 拉绳时，物体的速度v 和物体上升的高度h 随时间变化的关系分别如图乙和丙所示（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。
下列计算结果正确的是（ ）A ．0s~1s 内，地面对物体的支持力是10NB ．1s~2s 内，拉力F 做的功是62.5JC ．2s~3s 内，拉力F 的功率是300WD ．2s~3s 内，滑轮组的机械效率是62.5% 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A ．从图乙可以看到，时间从第2s 到第3s 时，速度大小是不变的，这时处于平衡状态，物体受到的拉力大小等于重物和动滑轮的总重，即340N 120N F G G =+=⨯=拉动由题意可知，0s~1s 内，地面对物体的支持力符合关系式'3120N F F G G +=+=支拉动从图甲可以看到，'30N F =拉，解得30N F =支，A 错误；B ．从图甲可以看到，1s~2s 内，拉力F 的大小是50N ，物体上升的高度是1.25m ，三条绳子托着动滑轮，绳端移动的距离是33 1.25m 3.75m s h ==⨯=拉力F 做的功是50N 3.75m 187.5J W Fs ==⨯=拉力F 做的功是187.5J ，B 错误；C ．2s~3s 内，物体匀速运动，绳端也是匀速运动，拉力F 的大小是40N ，绳端移动的速度3 2.5m/s 7.5m/s v =⨯=绳根据P Fv =可知，拉力F 的功率40N 7.5m/s 300W P Fv ==⨯=绳拉力F 的功率是300W ，C 正确； D ．2s~3s 内，物体上升的高度3.75m-1.25m 2.5m h ==拉力F 的大小是40N ，则滑轮组的机械效率100N 2.5m 100%100%100%83.3%40N 3 2.5mW Gh W Fs η⨯=⨯=⨯=⨯≈⨯⨯有用功总功滑轮组的机械效率约是83.3%，D 错误。
2019年中考物理真题分类汇编——机械效率专题(word版含答案)
2019年中考物理真题分类汇编——机械效率专题1.（2019重庆B卷，11）如图所示，用大小为5000 N的拉力F通过滑轮组将重为800N的物体匀速提升和10cm,不计绳重与摩擦,拉力F移动的距离为___cm，.滑轮组的机械效率%。
2.（2019荆州，23）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800 NC．动滑轮重为300ND．滑轮组的机械效率为75%3.（2019咸宁，24）用如图所示的滑轮组将重为G的物体匀速提升了h,作用在绳上的拉力大小为F,则总功为,额外功为，效率为。
(用题中给出的物理量表示)4.（2019吉林，15）如图所示，用滑轮组把300N的重物匀速提升3m，人所做的有用功是J；如果用该滑轮组提升400N的重物，它的机械效率将。
5.（2019龙东，27）如图所示，小聪用滑轮组拉动水平地面上重为500N的物体A，使它匀速前进2m，地面对它的摩擦力为150N，小聪施加的拉力F＝100N（忽略绳重和滑轮重），则滑轮组做的有用功为J，滑轮组的机械效率为。
6..(2019娄底，14)既可以省力，又可以改变用力方向的滑轮是____（选填“定滑轮”“动滑轮”或“滑轮组”）；利用一个效率为90%的杠杆做100J的总功，其中额外功是____J。
7.（2019鄂州，10）如图所示，利用动滑轮将重力为100N的物体在5s内匀速竖直提升，拉力F为60N，绳子自由端移动的距离为2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是( )A. 物体移动的速度为0.4m/sB. 所做的有用功为200JC. 动滑轮的机械效率为60%D. 拉力F的功率为24W8.（2019新疆，10）用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组甲和乙，分别匀速提升同一重物时，滑轮组甲和乙的机械效率分别为80%和75%，不计绳重和摩擦，滑轮组甲和乙中的动滑轮重力之比为A. 4:3B. 3:4C. 5:4D. 4:59.（2019呼和浩特，10）人类从刀耕火种，经过几次工业革命，走向了科技大发展的今天。
中考物理高频考点《机械效率的综合计算》专项测试卷-带答案
中考物理高频考点《机械效率的综合计算》专项测试卷-带答案1．重量为200N、底面积100cm2的物体静止在水平地面上。
用如图所示的滑轮组将物体匀速竖直提升5m，已知动滑轮重50N，不计绳重和摩擦。
求：（1）物体挂上动滑轮的挂钩前，静止在水平地面上时对地面的压强；（2）拉力F所做的功；（3）滑轮组的机械效率。
2．节能减排，绿色出行，新能源汽车已成为汽车发展的方向。
小明家新购置了一台某型号电动汽车，该电动汽车正常状态下100km的能耗仅相当于耗油4kg。
周末，小明一家三口乘坐该电动汽车以100km/h的速度行驶200km到达某景区（此过程可视为匀速直线运动），汽车所受的阻力为汽车总重的0.1倍，人和车总质量为1500kg。
（q汽油=4.6×107J/kg，g取10N/kg）求：（1）此过程中，汽车运行的时间。
（2）此过程中，电动汽车牵引力所做的功。
（3）电动汽车电能转化为机械能的效率为多少？（结果精确到0.1%）3．生活中，利用斜面将重物推上车厢比直接将重物搬上车厢要轻松许多。
如图所示，小聪为了节省体力，他用大小为400N的推力F将质量m=50kg的物体沿着高h=1.2m，长s=3m的斜面匀速推上车厢。
这一过程用时10s，推力方向与斜面方向平行。
求：（1）斜面的机械效率；（2）在匀速推动物体至车厢的过程中，小聪克服物体与斜面之间的摩擦力做功的功率。
4．小明用如图甲所示的滑轮组提升物体，物体的重力为500N，所用动滑轮的重力为40N，不计绳重和摩擦，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图乙中b所示。
（1）求0-30s内物体上升的速度；（2）求0-20s内拉力做功的功率；（3）求滑轮组提升物体的机械效率。
5．如图所示，用平行于斜面F=80N的拉力，将重力为100N的物体沿斜面向上移动了5m，升高了3m。
求：（1）拉力所做的功；（2）该斜面的机械效率；（3）物体受到的摩擦力。
中考物理《机械效率的计算》专项训练及答案解析
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．如图是工人将重160 N 的物体匀速放下的过程，已知物体下降的距离为3 m ，用时3 s ，工人的拉力为50 N ，工人质量为50kg （物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦）设此时工人放绳的速度为v 1， 滑轮组的效率η1 ；如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2，已知1243ηη=∶∶（物体在水中仍匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g 取10 N/kg ） 设当物体完全浸没在水中后物体所受的浮力为F 浮，工人对地面的压力为F 2.则（ ）A ．v 1=1 m/sB ．η1=62.5%。
C ．F 2 =525 ND ．F 浮=120 N【答案】C【解析】【分析】【详解】A ．物体下降速度为 3m =1m/s 3sh v t == 因为有4段绳子，所以工人放绳的速度为441m/s 4m/s v v ==⨯=1物故A 不符合题意；B ．已知物体下降的距离为3 m ，因为有4段绳子，所以绳子运动距离443m 12m s h ==⨯=放绳子的做的有用功160N 3m 480J W Gh ==⨯=有用放绳子的做的总功50N 12m 600J W Fs ==⨯=总滑轮组的效率1480J 100%100%80%600JW W η=⨯=⨯=有用总 故B 不符合题意；CD ．物体未浸入水中时，不计绳重及摩擦，动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力，由(1)F G G n =+动可得，动滑轮重力4450N 160N 40N G F G =-=⨯-=动已知η1：η2=4：3，则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为213380%60%44ηη==⨯=物体完全浸没水中后，滑轮组对物体的拉力做的功为有用功，不计绳重及摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，则此时滑轮组的机械效率 260%40NW F h F W F h G h F η'===='++有用拉物拉物总拉物动拉物 解得F 拉物=60N ；物体的重力为160N ，根据公式可得==160N-60N=100N F G F -浮拉物 故D 不符合题意；完全入水后，动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、4段绳子向上的拉力，由力的平衡条件可得4F F G =+绳拉物动则人对绳子的拉力1160N 40N)25N 44()(F F G =+=+=绳拉物动 因为物体间力的作用是相互的，所以绳子对人的拉力也为25N ；人的重力为50kg 10N/kg 500N G m g ==⨯=人人对人进行受力分析可知，人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力，则人受到竖直向上的支持力500N+25N=525N F G F =+=人绳支因为物体间力的作用是相互的，则人对地面的压力为525N ，故C 符合题意。
2019年中考物理试题专题训练——滑轮组实验专题(word版含解析)
2019年中考物理试题专题训练——滑轮组实验专题1.(2019绥化，29)如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置。
测得的实验数据如表。
（1）实验过程中，应竖直向上拉动弹簧测力计。
（2）第三次实验中滑轮组的机械效率是。
（3）分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重，滑轮组的机械效率越高。
（4）若在第三次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，则拉力F的功率为W（5）创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验，每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值，则创新小组测量值偏大的原因可能是。
（填字母）A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方B．弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升C．所使用的动滑轮的重力小于智慧小组2.（2019黄石，19）探究小组为探究影响滑轮组的机械效率的因素，实验装置如图所示，数据如表所示。
（1）请把表格中三个未完成的空补充完整。
（2）甲同学根据表格数据可以得出钩码重力逐渐增大，滑轮组机械效率（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
请你解释出现这种现象的原因。
（3）乙同学进一步研究，测出动滑轮的质量为100g，根据表格中的数据得出：总功总是大于有用功与克服动滑轮重力的功之和，即：W总＞W有+W轮，他猜测还有因素影响机械效率。
（答一种因素即可）（4）丙同学计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值△W＝W总﹣W有﹣W轮，通过比较第1、2和组的数据，发现重物的重力越大，差值△W （选“越大”、“越小”或“不变”），请你利用所学知识对此作出解释。
3.（2019玉林，）小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，利用如图9所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示：（1）根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离s＝m，机械效率η＝。
（2）通过比较1、3和4三次实验数据得出：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率。
（3）在忽略摩擦力和绳重的前提下，通过第1次数据可算出动滑轮的重力为N.（4）以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是（）A.动滑轮的重力B.绳子与滑轮之间的摩擦C.物体上升的高度4.（2019随州，17）物理实验兴趣小组间开展竞赛活动，甲组出题乙组用实验的方法解答。
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专项训练(四) 机械效率的测量及计算
(限时:35分钟)
一、实验探究题
1.[2018·泰安]图ZX4-1甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。
用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子自由端,将重为4.5 N的物体从A位置提升到A'位置,同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B'位置。
在这个过程中,弹簧测力计的示数如图乙所示。
请你根据他们做的实验完成下列问题:
图ZX4-1
(1)物体提升的高度是cm,拉力是N,该滑轮组的机械效率η= 。
(2)若在图甲装置的基础上,增加一个动滑轮,改为图丙所示的装置,提升同一物体,则滑轮组的机械效率(选填“变大”“变小”或“不变”)。
2.用如图ZX4-2所示的实验装置测量杠杆的机械效率。
实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。
图ZX4-2
(1)实验中,弹簧测力计的示数F为N,钩码总重G为1.0 N,钩码上升高度h为0.1 m,弹簧测力计上升高度s为0.3 m,则杠杆的机械效率为%。
请写出使用该杠杆做额外功的一个原因: 。
(2)林红同学用该实验装置,先后将钩码挂在A、B两点,测量并计算得到下表所示的数据。
1.5
根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论?答: 。
请简要说明两条理由:①;②。
二、计算题
3.如图ZX4-3所示,用沿斜面向上F=1.8 N的拉力,将一个质量m=0.45 kg的物体,从底端匀速拉到顶端,所用时间t=5 s。
已知斜面长度s=1 m,斜面高度h=0.3 m。
g取10 N/kg。
求:
(1)该物体所受的重力。
(2)拉力F的功率。
(3)此斜面的机械效率。
图ZX4-3
4.一辆质量是1.5×103kg的汽车不慎陷入泥泞地面,汽车司机用如图ZX4-4所示滑轮组将汽车拖出。
已知整个过程中,水平拉力F是400 N,汽车沿水平方向匀速移动了2 m,滑轮组的机械效率为75%。
求:
(1)拉力F做的总功。
(2)有用功的大小。
(3)汽车受到的阻力大小。
图ZX4-4
5.林红同学用如图ZX4-5所示的装置把重为1200 N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10 s,已知斜面长6 m、高2 m,此装置的机械效率为80%。
求:(滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计)。
(1)拉力F做的功。
(2)拉力F做功的功率。
(3)拉力F的大小。
(4)箱子和斜面间的摩擦力。
图ZX4-5
6.用如图ZX4-6甲所示的滑轮组提升物体M,已知被提升的物体M重为760 N,卷扬机加在绳子自由端的拉力F,将物体M 以0.5 m/s的速度匀速提升到5 m的高度。
拉力做的功W随时间t的变化图像如图乙所示,不计绳重和滑轮与轴的摩擦。
求:
(1)滑轮组提升重物所做的有用功W有。
(2)滑轮组提升重物的机械效率η。
(3)动滑轮的重力G动。
图ZX4-6
参考答案
1.(1)5.0 275%(2)变小
2.(1)0.566.7克服杠杆与支点间摩擦及杠杆自重做的额外功
(2)不能①两次实验时钩码没有挂在同一位置②一次对比实验所得结论是不可靠的
3.解:(1)物体所受的重力为G=mg=0.45 kg×10 N/kg=
4.5 N。
(2)拉力所做总功为W总=Fs=1.8 N×1 m=1.8 J,
拉力功率为P=总=1.8
5
=0.36 W。
(3)此过程所做的有用功为W有=Gh=4.5 N×0.3 m=1.35 J,
此斜面的机械效率为η=有
总=1. 5
1.8
=75%。
4.解:(1)由题图可知,由2股绳子拉动滑轮,n=2,则绳端移动的距离s绳=ns车=2×2 m=4 m, 拉力F做的总功W总=Fs绳=400 N×4 m=1600 J。
(2)有用功W有=W总×η=1600 J×75%=1200 J。
(3)因滑轮组做的有用功为克服汽车阻力所做的功,则汽车受到的阻力大小f=有
车=1200
2
=600 N。
5.解:(1)有用功W有=Gh=1200 N×2 m=2400 J,
则拉力F做的功W总=有=2 00
80
=3000 J。
(2)拉力F做功的功率P=总= 000
10
=300 W。
(3)由图可知此滑轮装置是一个动滑轮,绳端移动的距离
s'=2s=2×6 m=12 m,
拉力F=总= 000
12
=250 N。
(4)克服摩擦力做的额外功W额=W总-W有=3000 J-2400 J=600 J,
摩擦力f=额= 00 =100 N。
6.解:(1)滑轮组提升重物所做的有用功W有=Gh=760 N×5 m=3800 J。
(2)重物运动的时间t== 5
0.5
=10 s,
由图乙可知,此时10 s时拉力做的总功是4000 J,
所以滑轮组提升重物的机械效率η=有
总= 800
000
=95%。
(3)由图甲知通过动滑轮绳子段数n=2,
所以,绳子自由端移动的距离s绳=2h=2×5 m=10 m,
拉力F=总
绳= 000
10
=400 N,
不计绳重和滑轮与轴的摩擦,由F=1
(G+G动)知,动滑轮的重力G动=2F-G=2×400 N-760 N=40 N。
2。