江西省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
2023届中考物理热点专题机械效率综合计算专项练习
2023届中考物理热点专题机械效率综合计算专项练习机械效率综合计算一、斜面类：1．在斜面上将一个质量为5 kg的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40 N，斜面长2 m、高1 m（g取10 N/kg）。
下列说法正确的是A．物体沿斜面匀速上升时，拉力大小等于摩擦力B．做的有用功是5 JC．此斜面的机械效率为62.5%D．物体受到的摩擦力大小为10 N2. 如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力），则下列说法正确的是（）A.斜面上的摩擦力是50NB.拉力的功率是50WC.拉力所做的功是300JD.斜面的机械效率是80%3.工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上，如图所示，汽车车厢底板高度h=1.5 m，斜面长度s=3 m。
现用力F沿斜面把重力为G=1 800 N重物匀速推到车上，若不计摩擦，推力F为______N。
若实际存在的摩擦力f=300 N，则工人师傅实际用的推力F′=______N4.如图所示，现将重为5N 的物体A 沿长s =1.2m ，高h =0.6m 的斜面匀速从底端拉到顶端，在此过程中，F 的大小恒为3N ，所有时间是12s ，求：（1）物体A 从底端到顶端的平均速度； （2）物体A 从底端到顶端过程中拉力F 的功率； （3）求此斜面的机械效率．（保留一位小数）5.如图所示，工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢。
货物移动的距离s 与时间t 的关系如图-2所示。
在此期间，工人拉这箱货物沿斜面匀速运动时的拉力为594N ，此斜面的长为5m ，高为1m ，这箱货物重为1500N.（1）0~5s 内，这箱货物处于__________状态，工人所做的功为___________J 。
（2）5~30s 内，这箱货物运动的速度是多少？拉力做功的功率是多大？ （3）该斜面的机械效率是多少？shF二、滑轮类：1．利用如图所示的滑轮组，在5s内将重为360N的物体匀速向上提起2m，作用在绳端竖直向上的拉力F为150N，该滑轮组的机械效率是，拉力F的功率是W．2．为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是( )A．用动滑轮提升重物上升h高度，测力计也上升h高度B．若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少C．减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率D．若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下最省力3. 如图所示，某同学使用动滑轮把600 N的重物匀速提升了3 m，所用的拉力是400 N。
2023年中考物理二轮专题训练力学计算
2023年中考物理二轮专题训练-力学综合计算一、计算题1．如图是国产最小排量的汽车，空车质量为0.9t 。
若该车以108km/h 的速度沿水平路面匀速直线行驶时的输出功率为60kW 。
（g =10N/kg ）（1）若该车静止在水平路面上时，轮胎与路面接触的总面积为450cm 2，车对水平路面的压强是多少？（2）该车以108km/h 的速度水平匀速直线行驶时，所受阻力是多少？（3）若该车发动机的效率为40%，以60kW 的输出功率行驶10min ，消耗多少千克的汽油？（汽油的热值取4.0×107J/kg ）2．一绝缘细绳的一端与可绕O 点转动的轻质杠杆的E 端相连，另一端绕过动滑轮D 、定滑轮C 与滑动变阻器的滑片P 相连；B 为一可导电的轻质弹簧，如图所示接入电路中，一端通过绝缘绳固定在地面上，另一端与滑片P 相连；一人站在地面上拉住与杠杆H 端相连的细绳．已知电源电压为8V ，灯泡正常发光时的电压为6V ，电流为0.5A ，人的质量为50kg ，人与地面的接触面积为250cm ，:=2:5EO OH ．人对绳子拉力最小时，电流表示数为1I ，且滑片刚好位于滑动变阻器的a 端；人对绳子拉力最大时，电流表示数为2I ，且12:2:1I I ，滑动变阻器的阻值与弹簧所受拉力的关系如表所示：R （Ω） 02 4 6 8 10 12 14 …… F （N ）0.5 50.5 100.5 150.5 200.5 250.5 300.5 350.5 ……不计杠杆、弹簧、滑片、细绳的重力，不计摩擦，不计弹簧电阻．整套装置始终处于平衡状态，物体A始终不离开地面．灯泡电阻不变，且不会被烧坏．g ．求：10N/kg(1). 人的拉力最大时，滑动变阻器接入电阻的阻值是多少？(2). 物体A的质量是多少？(3). 人的拉力最大时，人对地面的压强是多少？(4). 当灯泡正常发光时，物体A对地面的压力是多少？3．电动自行车给人们带来便利的同时也产生了很多交通隐患，为此政府出台电动自行车新国标，并在2019年的4月15日开始施行．为了响应政府号召，小亮购置了符合新国标的电动自行车．如表是小亮购买的某型号电动自行车的一些数据：质量m/kg30行驶时轮胎与地面接触的总面积S/m28×10﹣3工作电压U/V36骑行时的平均动力F/N20若小亮的质量是70kg，他骑车时在5min内匀速行驶了1800m（取g＝10N/kg），通过计算回答：（1）小亮在水平地面上骑车的速度是多少？（2）小亮骑车时，车对地面的压力多大？车对地面的压强多大？（3）该电动自行车在5min内动力所做的功是多少？4．如图所示工人用100N拉力将正方体物块匀速提升一定高度，已知正方体物块质量为20kg、边长为20cm。
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。
2024年中考物理压轴题训练——机械效率的综合计算(含答案)
2024年中考物理压轴题训练——机械效率的综合计算1．如图所示，重为600N的工人利用滑轮组将建筑材料运送到平台上，工人用400N的力竖直向上匀速拉绳子，使建筑材料以0.1m/s的速度匀速向上运动了40s，已知滑轮组的机械效率为75%，g取10N/kg，绳重、滑轮与轴的摩擦均忽略不计。
问：（1）若工人双脚与平台的总接触面积为0.04m2，则在提升建筑材料的过程中，工人对平台的压强是多少？（2）工人对绳做的功为多少？（3）建筑材料的质量为多少？2．如图所示，斜面长s=10m，高h=4m。
用沿斜面方向的推力F将重100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B。
运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功，求：（1）运动过程中克服物体的重力做的功；（2）斜面的机械效率；（3）推力F的大小。
3．如图所示，用滑轮组提升重为120N的物体时，物体在10s内匀速竖直上升2m，所用拉力F为50N。
求：（1）滑轮组提升物体做的有用功；（2）拉力做功的功率；（3）该滑轮组的机械效率。
4．如图甲所示，车库出入口处常安装自动升降的横杆来控制车辆的出入，可以把图甲中的横杆简化为图乙所示。
横杆AB质量分布均匀且可绕O点转动，并通过与A端相连的电动机来自动控制横杆的升降。
当汽车靠近时，电动机可在10s内将原先处于水平位置的横杆匀速转动到竖直位置。
已知横杆重量150N，OA＝0.2m，AB＝3.2m，加在电动机线圈两端电压为220V，通过电动机线圈的电流为0.1A，不计空气阻力。
求：(1)在匀速转动提升横杆工的过程中，电动机对横杆的A端始终施加垂直横杆的拉力F 的大小；(2)该车库的自动升降杆装置，在上述过程中的工作效率大小（保留一位小数）。
5．如图所示，重物是体积为10dm3，密度为7.9×103kg/m3的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。
若不计摩擦，绳重和动滑轮重，要保持平衡。
求：（1）重物A受到的浮力；（2）作用于绳端的拉力F：（3）若实际所用拉力为300N，此时该滑轮的效率。
中考物理总复习《机械效率实验题、计算题》专项检测卷及答案
中考物理总复习《机械效率实验题、计算题》专项检测卷及答案学校:___________班级：___________姓名：___________考号：___________一、实验题1．如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如下表。
（钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大）次数钩码所受的重力G/N提升高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η140.10.3280.1 3.20.383.3%380.1 2.00.580.0%（1）在实验中，应沿竖直方向拉动弹簧测力计；（2）第1次实验中，弹簧测力计的示数如图丁，则拉力F是N，机械效率是%（精确到0.1%）；（3）由1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越（选填“高”或“低”）；由两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低。
2．小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：实验次数物重G/N物体上升的高度h/cm测力计的示数F/N测力计移动的距离s/cm163 2.59265 2.517368 2.524（1）数据表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是；（2）改正了错误的数据后，小明通过计算后发现：滑轮组的机械效率与无关。
（3）小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图乙所示。
这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率（选填“相同”或“不相同”）。
3．在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：次数钩码重/N钩码上升高度/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计移动距离/cm 12100.840255 1.520（1）此实验所用滑轮的个数至少是个，其中动滑轮有个．（2）第一次实验测得滑轮组的机械效率为%，第二次实验时滑轮组的机械效率第一次的机械效率（选填“大于”、“小于”或“等于”）4．小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：实验次物重G/N物体上升的高度h/cm测力计的示数F/N测力计移动的距离s/cm 数163 2.59265 2.515368 2.524(1)三次实验中应沿方向缓慢匀速拉动弹簧测力计，如果不沿此方向拉动弹簧测力计，测出的滑轮组机械效率将（选填“偏大”或“偏小”）。
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。
【实验题】1测量滑轮组机械效率实验(考点梳理+强化练习)—2021中考物理二轮专题复习讲义
2021中考物理二轮考点过关：测量滑轮组机械效率实验考点梳理1．滑轮（组）机械效率的测量实验实验目的：测量滑轮组的机械效率实验原理：η＝＝实验器材：滑轮组、相同的钩码若干、铁架台、细绳、弹簧测力计、刻度尺实验步骤：（1）用弹簧测力计测量出钩码的重力G；（2）按装置图把滑轮组和刻度尺安装好，并记下钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置；（3）竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升，读出其示数F，并从刻度尺上读出钩码上升的距离h和绳子末端移动的距离s；（4）分别算出有用功W有、总功W总和机械效率η，将各项数据填入下表（5）增加被提升钩码的个数，重复步骤（2）（3）（4）实验数据：次数钩码重G/N钩码上升的高度h/m有用功W有/J绳端的拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总/J机械效率n1100.11 4.20.3 1.2679.4% 2150.1 1.5 6.00.3 1.883.3% 3200.127.50.3 2.2588.9%注意事项：（l）匀速拉动弹簧测力计，目的是保证弹簧测力计的示数F大小不变；（2）为了便于读数，钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置最好取整数；（3）多次测量的目的是进行一些必要的比较，利用不完全归纳法总结规律，而不是求平均值．实验结论：使用同一滑轮组提升不同的重物时，重物越重，滑轮组的机械效率越大强化练习1．测量滑轮组的机械效率实验装置和数据记录如表：实验次数钩码的重力G/N钩码上升的高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η1 2.00.100.90.3074.1%2 2.00.150.90.4574.1%3 2.00.200.90.6074.1%4 4.00.20 1.60.60（1）实验时应竖直向上拉弹簧测力计使物体缓慢上升。
（2）第4次实验测得滑轮组的机械效率约为（结果保留到0.1%）。
（3）分析表中实验数据可得：利用相同的滑轮组提升同一物体，物体上升的高度不同，滑轮组的机械效率；提升不同物体，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越。
2023年中考物理重难点复习：测量滑轮组的机械效率实验(附答案解析)
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2023年中考物理重难点复习：测量滑轮组的机械效率实验（精练）
1．某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
实验次数钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m
机械效率η140.1 2.70.274%240.1 1.80.374%380.1 3.10.3
86%
4
8
0.1
2.5
（1）实验中应沿竖直方向
缓慢拉动弹簧测力计；
（2）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法（选填“正确”或“不正确”），因为她没有考虑到
对滑轮组机械
效率的影响；
（3）用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据分别为和。
（4）通过比较
两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的
机械效率与绳子段数无关（填实验次数的序号）；（5）通过比较
两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组
的机械效率越高（填实验次数的序号）；
2．小雪在“测滑轮组机械效率”的实验中，利用如图所示的实验装置，她分别记下了钩码和弹簧测力计的位置，并完成了下列表格的部分内容。
实验次数钩码重G/N 钩码提升的高度h/cm 弹簧测力计示数F/N 绳子末端移动的距离s/cm 有用功W 有/J 总功W 总
/J
机械效率η110.10.50.30.10.15/2
2
0.15
0.8
0.45
/
/
/。
中考物理总复习《机械效率计算题》专项测试卷(带有答案)
中考物理总复习《机械效率计算题》专项测试卷(带有答案)学校:___________班级：___________姓名：___________考号：___________1．如图甲所示，用一个动滑轮匀速提升重为800N的物体A，在卷扬机拉力F的作用下，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线a所示；用该装置匀速提升物体B时，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线b所示。
已知动滑轮受到的重力为200N，在这两次提升物体的过程中，卷扬机拉力F的功率保持不变，且不计绳重和轮与轴间的摩擦。
求：（1）提升物体A时，绳子自由端的速度；（2）拉力F的功率；（3）物体B受到的重力；（4）提升物体B时动滑轮的机械效率。
2．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，向下拉动绳子自由端，使物体A以0.1m/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450N，两个滑轮重力相等，不计滑轮组的绳重和轴摩擦。
求：（1）绳子自由端受到向下的拉力F。
（2）绳子自由端拉力的功率P。
（3）动滑轮的重力G动。
（画出动滑轮和物体A整体的受力分析图）（4）支架对定滑轮的拉力T。
（画出定滑轮的受力分析图）3．如图所示，工地有4t 沙子，工人站在水平地面上，用竖直向下的力F 拉动绳子自由端，可使重力为400N 的沙子匀速上升。
此时，滑轮组的机械效率为80%。
已知：两个滑轮质量相等，麻袋一次可装重1800N 的沙子，麻袋质量、绳重和摩擦不计。
求：（1）忽略麻袋，将动滑轮和沙子视为一个整体，做受力分析；（2）匀速提升400N 沙子时，绳子自由端受到的拉力；（3）动滑轮的重力；（4）若工人重力为700N ，支架可承担的最大拉力是1600N ，绳子和滑轮足够结实。
在保证安全的情况下，此滑轮组一次可以匀速提升沙子的最大重力G max 。
4．如图甲所示，用卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过动滑轮提升重力为360N G =的物体并使其匀速上升时，卷扬机对动滑轮绳子端的拉力为F ，平台对卷扬机的支持力为F 支，拉力F 的功率为P ，动滑轮的机械效率为75η=％；已知被提升物体移动的距离随时间变化的图像如图乙所示，卷扬机的重力为600N G =机，吸盘和绳子的质量及滑轮与轴的摩擦均可忽略不计，g 取10N kg 。
中考物理《机械效率的计算》专项训练附答案
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．用如图甲所示的装置将实心物体A 从深井中吊出来，人对绳子施加的拉力随时间的变化如图乙所示， 已知动滑轮的重力为60N ，物体匀速上升的速度始终为1m/s ，（不计绳重、摩擦及阻力）。
则当物体完全出 水之后，拉力的功率为____W ，物体浸没在水中时受到的浮力为_____N ；物体浸没在水中时滑轮组的机 械效率为________。
【答案】420W 120N 80%【解析】【分析】【详解】[1]由乙图可知，物体完全出水后人对绳的拉力大小为210N ，绳自由端移动的速度为物体上升速度的2倍，此时拉力的功率11210N 2m/s 420W P F v ==⨯=[2]以动滑轮和下方吊起的物体为整体进行受力分析：物体完全脱离水面后，整体在竖直向上的方向上受到两股绳的拉力，竖直向下的方向上受到重力12=2210N 420N G F =⨯=整被吊物体的重力420N 60N 360N G G G =-=-=物动整物体在浸没状态时，整体在竖直向上的方向上受到两股绳的拉力和浮力，竖直向下的方向上受到重力，由此可得22420N 2150N=120N F G F =-=-⨯浮整[3]物体在浸没状态时，绳对物体的拉力360N 120N 240N F G F =-=-=浮拉物滑轮组的机械效率2240N 100%100%100%80%150N 2W F h h W F s hη⨯=⨯=⨯=⨯=⨯有拉总 2．如图的装置中，物体B 重为30N ，每个滑轮重均为6N ，不计绳重及滑轮的摩擦。
现用水平力F =20N 向右匀速拉动物体A ，物体B 也随滑轮匀速上升。
则物体A 受到的摩擦力为_________N ，滑轮组的机械效率为_________%（百分号前保留2位小数）。
【答案】8 83.33【解析】【分析】【详解】[1]物体B 重30N ，动滑轮重6N ，滑轮组需要提升的动滑轮与物体B 总重为30N+6N=36N三段绳子与动滑轮接触，不考虑绳子重及摩擦，则需要对动滑轮右边的向上的绳子施加36N 312N ÷=的力，物体才能匀速上升，以物体A 为研究对象，其左边的绳子对其施加了向左的12N 的拉力，它受到的向右的拉力为20N ，物体A 处于匀速直线运动状态，受到的力是平衡力，则其受到的向左的摩擦力为20N －12N=8N[2]滑轮组的机械效率为''B B B 30N 83.33%33312NW G h G h G F s W Fs Fs F h F η=======⨯⨯有总3．如图所示，工人用250 N 的力将重400 N 的物体匀速提升2 m 。
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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。
次数钩码悬挂点钩码总重G/N 钩码移动距离h/m 拉力F/N 弹簧测力计移动距离s/m 机械效率η/%
1 A点 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4
2 B点 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3
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===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===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===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===3000 J。
(2)拉力F做功的功率P===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===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===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===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===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===400 N,
不计绳重和滑轮与轴的摩擦,由F=(G+G动)知,动滑轮的重力G动=2F-G=2×400 N-760 N=40 N。