9.6【同步练习】《测滑轮组的机械效率》(北师大)

《测滑轮组的机械效率》同步练习

1、用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，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物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）

A．同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大，最终将超过100%

B．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变

C．此滑轮组动滑轮的重力为2N

D．当G物=6N时，机械效率η=66.7%

◆选择题

2、建筑工地上的塔吊挂钩处是由两个动滑轮组成滑轮组（如图所示），两个动滑轮和挂钩的总重为500N，塔吊由电动机牵引，把总重1500N的重物匀速提升到15m高的楼顶，摩擦和绳重不计，则电动机牵引力做的功为J，该装置的机械效率为%．

3、若重物和滑轮的重力都是10N，如图所示，用轻绳分别组装成甲、乙两种装置，并都将重物匀速提升1m，拉力F1做功为10J，动滑轮的机械效率为50%，则F1F2（选填“大于”“小于”或“等于”）；F2做功为J．

4、在30°斜面上，用平行于斜面的拉力F，将重为2N的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端．若不考虑物体与斜面间的摩擦．则拉力F为N；若斜面的机械效率为80%．则此时拉力F 为N．

5、如图所示，小明用一个滑轮组匀速提升重为200N的物体，物体在4s内上升2m的过程中，人所用的拉力为125N．此过程中，小明做的额外功是J，拉力的功率是W，滑轮组的机械效率是．

◆填空题

6、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所示，实验装置如图所示：

物理量123

钩码重G/N446

钩码上升的高度h/m0.10.10.1

绳端拉力F/N 1.8 1.4 2.4

绳端移动的距离s/m0.30.50.3

机械效率η74

%

57

%

83.3%

（1）通过表格中数据分析可知，实验1所用的实验装置是图甲还是图乙？你判断的根据是什么？．

（2）导致实验1和实验2的机械效率不同的主要原因是．

（3）已知甲图中每个滑轮的重为0.5N，乙图中每组滑轮（即两个连在一起的滑轮为一组滑轮）重为0.8N，请计算出实验1中克服摩擦和绳重所做的额外功为J．

7、如图所示，是测定滑轮组机械效率的实验装置示意图，被提升的物体重6N．

（1）实验操作时，应使弹簧测力计竖直向上做运动．

（2）图弹簧测力计拉着物体上升10cm，示数保持不变，则拉力所做的总功是J，滑轮组的机械效率是．

◆实验探究题

（3）仅增加所提物体的重力（不计摩擦），拉力所做的额外功将（选填“增加”、“减小”或“不变”），滑轮组的机械效率将．

答案与解析

◆选择题

1、D【考点】滑轮（组）的机械效率．

【分析】A、使用机械时，人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功；对完成任务没有用，但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功．有用功与总功的比值叫机械效率；

B、G物不变，改变图甲中的绕绳方式，改为2段绳子承担，分别将同一物体匀速提高到相同高度，做的有用功相同；由题知，忽略绳重及摩擦，所做的额外功为提升动滑轮做的功，由W额=Gh可知额外功相同，又因为总功等于有用功加上额外功，所以总功相同，所以可以得出两图的机械效率相同；

C、结合图中信息，根据η====求得动滑轮的重力；

D、当G物=6N时，根据η====求得机械效率．

【解答】解：A、使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳

子重做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式η=知：机械效率一定小于1，即同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大，但最终不能超过100%，故A错误；

B、G物不变，改变图甲中的绕绳方式，如图所示，

因为此图与题干中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同， 忽略绳重及摩擦时，额外功：W 额=G 轮h ，即额外功W 额相同，

又因为W 总=W 有+W 额，所以总功相同，

由η=可知，两装置的机械效率相同，即η1=η2．故B 错误；

C 、由图可知，G=12N ，此时η=80%，

则η=====

，即80%=

，

解得G 动=3N ，故C 错误； D 、G 物=6N 时，机械效率η=×100%=×100%=

×100%=×100%≈66.7%．故D 正确．

故选D ．

2、【考点】功的计算；滑轮（组）的机械效率．

◆填空题

【分析】（1）由图可知滑轮组承重绳子的有效股数，摩擦和绳重不计，根据F=

求出电动机的牵引力；

然后根据s=nh求出绳子自由端移动的距离，最后根据W总=Fs求出电动机牵引力做的功（总功）；

（2）知道物重和提升的高度，根据W有=Gh求出有用功，然后由效率公式η=×100%求出该装置的机械效率．

【解答】解：

由图可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=4，

因为摩擦和绳重不计，所以电动机的牵引力：

F===500N，

绳子自由端移动的距离：

s=nh=4×15m=60m，

则电动机牵引力做的总功：

W总=Fs=500N×60m=3×104J．

电动机牵引力做的有用功：

W有=Gh=1500N×15m=2.25×104J，

则该装置的机械效率：

η=×100%

=×100%

=75%．

故答案为：3×104；75．

3、【考点】滑轮（组）的机械效率；功的计算．

【分析】先根据定滑轮即不省力也不费力的特点确定在F1方向上通过的距离，然后根据W1=F1s1求出拉力F1的大小；

作用在动滑轮上绳子的条数为2，根据η===求出拉力F2，然后根据W=Fs和s=nh求出F2做的功．

【解答】解：根据图甲可知，s1=h=1m；

由W1=F1s1可得：

10J=F1×1m

F1=10N；

由乙图可得：s2=2h=2×1m=2m；

由η===可得：

50%=，