5.(2010中考变式题小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组(如图所示,分别将同一物体匀速提高到相同高度,滑轮组的机械效率分别为η1、η2.下列关系正确的是(忽略绳重及摩擦(
A.F1>F2 η1=η2B.F1>F2 η1>η2C.F1<F2 η1=η2D.F1<F2 η1>η2
6.(2012中考预测题下列简单机械中,能省功的是(
A.扳手B.天平C.理发剪刀D.以上三个均不省功
7.(2012中考预测题关于机械效率,下面说法正确的是(
A.功率越大的机械,机械效率越高B.机械效率大小与功率大小有关
C.机械效率越低的机械,做的功就越少D.由于有用功总小于总功,机械效率总小于1
8.(2011·威海图中是一个两面光滑的斜面,∠β大于∠α,同一个物体分别在AC和BC斜面受拉力匀速运动到C点,所需拉力分别为FA、FB,所做功分别为WA、WB,则(
A.FA=FB WA=WBB.FAFB WA>WB
9.(2011·重庆如图所示,用拉力F使物体竖直匀速上升,下列说法正确的是(
A.对物体做的功是额外功B.拉力F做的功是有用功
C.拉力F移动的距离是物体移动距离的2倍D.增加物体重力可以增加滑轮组的机械效率
10.(2012中考预测题体育课上,某同学用100N的力把50N重的铅球推出8m远,他对铅球做功(
A.800JB.400JC.0D.条件不足,无法计算
11.(2012中考预测题如下图所示,小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼,用甲滑轮所做的总功为W1,机械效率为η1;用乙滑轮所做的总功为W2,机械效率为η2.若不计绳重与摩擦,则
(
A.W1=W2 η1=η2B.W1=W2 η1<η2C.W1η2D.W1>W2 η1<η2
12.(2012中考预测题(多选如图所示,在水平拉力F的作用下使物体m沿水平地面做匀速直线运动,若滑轮与绳子重力及摩擦不计,已知物体m与地面间的摩擦力为10N,物体m运动的速度为2m/s,那么关于拉力F的大小和拉力的功率P的大小,下列说法中正确的是(
A.拉力F的大小为20NB.拉力F的大小为5N
C.拉力的功率P的大小为20WD.拉力的功率P的大小为10W
13.(2010·哈尔滨在我国古代书籍《墨经》中,对杠杆原理有精辟论述,并有许多巧妙的应用.如图所示是在井上汲水的桔槔,下列对桔槔在使用中不正确的解释是(
A.向井内放送水桶时,人对配重(石块做功,使配重的重力势能增大
B.向井内放水桶时,人用的力气一定小于水桶的重力,所以省力
C.往上提水时,配重(石块帮助人对水桶做功,配重的重力势能减小
D.往上提水时,人用的力气一定小于桶与水的总重,所以省力
二、填空题
14.(2011·济宁一个重200N的物体在水平拉力作用下匀速前进了25m,拉力撤销后,物体由于惯性又前进了10m.若拉力做的功为500J,则拉力的大小为________N.
15.(2010中考变式题如图所示,斜面长5m,高1m,工人用沿斜面方向400N的力把重1600N的集装箱匀速推到车上,推力对集装箱做的功是______J,斜面的机械效率是________.
16.(2011·新疆某同学质量是40kg,在2011年体育中考“1min跳绳”测试中,她每次起跳的高度约5cm,测试成绩是150次,1min内该同学克服自己重力做的功约为________J,平均功率约为________W.(g取10N/kg
17.(2011·福州如图所示,在“测滑轮组机械效率”实验中,物体重为5.4N.
(1实验时要竖直向上且________拉动弹簧测力计.若物体上升高度为10cm,此时弹簧测力计的示数如图中所示,是________N,则滑轮组的机械效率是________.
(2若仅增加物体的重量,该滑轮组的机械效率将________(填“增大”“减小”或“不变”.(不计摩擦
18.(2010·咸宁如上图所示健身运动的过程中,物体A的质量为4kg,滑轮摩擦不计.当向下摆动脚腕使细绳拉着物体A缓慢(匀速提升时,脚腕对细绳拉力的方向在改变、大小__________(选填“也改变”或“不变”.若2.4s内脚腕将A物体匀速提起0.3m,则对物体A所做的功为__________J,功率为__________W.
19.(2012中考预测题不计绳重和摩擦,用一个动滑轮将重为8N的物体匀速提高1m,所用竖直向上的拉力为5N,则动滑轮的机械效率为________;用此动滑轮将重为18N物体也提高1m时,所做的总功是________J,此时动滑轮的机械效率为________.
20.(2012中考预测题小强利用如图所示的滑轮组去拉物体,使重为2000N的物体A在3s内沿水平方向匀速移动了6m,若A所受地面的摩擦力F摩擦=600N,小强所用拉力F=250N,则拉力F的功率为________W,该装置的机械效率是________.
三、实验题(13分
21.(2011·河北下列是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据.
项
目
次数
动滑轮重
G重/N
物重
G/N
钩码上升
高度h/m
动力
F/N
动力作
用点移
动距离
s/m
滑轮组
的机械
效率η
1
0.5
1
0.1
0.7
0.3
47.6%
2
0.5
2
0.1
1.1
0.3
60.6%
3
0.5
4
0.1
2
0.3
(1请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法.
(2将表格中的数据补充完整.
(3用同一滑轮提升不同的重物至同一高度,提升的物重增加时,除克服动滑轮重所做的额外功外,其他额外功将________(填“变大”“变小”或“不变”.进一步分析可知,在动滑轮和绳重一定的情况下,该滑轮组的机械效率与________和________有关.
(4第一次实验中,钩码上升0.1m所用的时间为1.5s,则动力的功率为________W.
22.(2010·泸州在探究“斜面的机械效率高低与斜面的倾斜程度有什么关系”的实验中,用沿斜面向上的力F拉动小车,使小车从斜面底端匀速运动到斜面顶端,如图所示.多次改变斜面倾斜程度,部分实验数据记录在下面的表格中,根据表格中数据回答下列问题:
(1当斜面“最陡”时,沿斜面拉力为__________N;做的有用功为__________J;斜面的机械效率为__________%.
(2通过对上述实验数据的分析,你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是:
斜面越陡,需要的拉力越______.
(3根据上面实验数据,你可以获得该实验探究的初步结论是:
__________________.
四、计算题
23.(2010·泰州用如图所示的滑轮组提升重物,已知物体重为200N,人用125N的拉力向下拉动绳子,5s内可使物体匀速上升2m.求:
(1拉力所做的功和拉力的功率;
(2滑轮组的机械效率.
24.(2011中考预测题如图所示,重物A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.若不计摩擦和动滑轮重,要保持平衡,求:
(1作用于绳端的拉力F是多少?
(2若缓慢将重物A提升2m,拉力做的功是多少?
(3若实际所用拉力为400N,此时该滑轮的效率是多少?
(g=10N/kg
附:
1.《课堂练习》参考答案
1.答案:
C
2.答案:
D
3.答案:
A
4.答案:
A
5.答案:
C
6.答案:
C
7.答案:
A
8.答案:
D
9.答案:
B
10.解:
(1重力做的功即有用功:
W有=Gh=100N×4m=400J
(2克服摩擦做的功即额外功:
W额=100J
W总=W有+W额=400J+100J=500J
η===80%
(3拉力大小:
F===50N
2.《专题训练》参考答案
一、选择题
1.解析:
物理课本的重3N,课桌高度约为0.8m,由公式W=Gh知把物理课本捡回课桌约做功2.4J,因此选C.
答案:
C
2.解析:
根据功的定义,W=Fs,做功多少只与拉力大小和在拉力方向上通过的距离有关,与物体在光滑表面,还是粗糙表面无关.
答案:
B
3.解析:
两升降机把质量相同的物体升高相同的高度,所做的有用功是相同的,C、D错;由于甲的机械效率高,因此做的额外功较少,即做的总功较少,B错、A正确.
答案:
A
4解析:
根据题中提供的W-s图象可知,功W与距离s成正比,即有W=Fs关系,在s相同时,F甲所做的功大于F乙所做的功,可知F甲>F乙,所以A选项正确.
答案:
A
5.解析:
由题目知,滑轮相同、重物相同,忽略绳重和摩擦的情况下,分别利用这两个滑轮组把同一物体匀速提高到相同高度时,所做的有用功、额外功都相同,故二者机械效率相等,即η1=η2.但左侧滑轮有两段绳子承担物重,右侧滑轮组却有三段绳子承担物重,它更省力,故F1>F2.
答案:
A
6.解析:
根据功的原理,使用任何机械都不省功,因此D项正确.
答案:
D
7.解析:
功率表示做功的快慢,机械效率表示的是有用功在总功中占的比重,它们之间没有任何联系,因此可以排除A、B;做功的多少,除了和机械效率有关,还和总功有关,因此C项错误,本题应选D.
答案:
D
8.解析:
因两个斜面均光滑,根据功的原理可知,沿两个不同斜面将同一物体匀速拉到顶端,所做的功相等,由功的原理可知F=Gh/L,沿边AC拉上顶端所用的拉力较小.
答案:
B
9.解析:
对物体做的功是有用功,故A选项错误;拉力F做的功是总功,故B选项错误;动滑轮和重物由三段绳子承担,故拉力F移动的距离是物体移动距离的3倍,故C选项错误;对某一固定的滑轮组来说,使用滑轮组提升重物时所做的额外功是一定的.增加物体重力可使有用功增大,
答案:
D
10.解析:
铅球离手后飞出8m远是由于它具有惯性,这一过程中人对铅球没有力的作用,不对铅球做功.人对铅球做的功要用推力100N乘以铅球在手中向前移动的距离,而这一距离题中没有给出,因此无法计算.
答案:
D
11.解析:
使用定滑轮甲时不需要克服滑轮重力做功,而使用动滑轮乙时,还需要克服动滑轮重力做额外功,因此提升同一袋沙子,使用乙做的功更多,W12,两种情况中有用功相同,而总功W12,则由可知η1>η2.
答案:
C
12.解析:
由于不计摩擦,使用动滑轮能省一半力,所以F=f=×10N=5N;物体运动速度为2m/s,则绳子自由端移动的速度v=2v物=2×2m/s=4m/s,因此拉力的功率P===F·v=5N×4m/s=20W,因此B、C均正确.
答案:
BC
13.解析:
向井内放水桶时石块要上升,所以人对石块做功,它的重力势能增大,A对;设石块的重力为G1,它的力臂是l1,水桶的重力为G2,它的力臂是l2,根据杠杆平衡条件向井内放水桶时人用力的大小为(G1l1/l2-G2,不一定小于水桶的重力,而且根据石块的大小来判断还很可能要大于水桶的重力,所以向下放水桶不见得省力,B错;往上提水时石块向下运动重力势能减小,所以可以帮助人对水桶做功,C对;往上提水时再设桶与水的总重为G,根据杠杆平衡条件人用的力是G-(G1l1/l2,它显然比水桶和水的总重小,所以是省力的,D对.
答案:
B
二、填空题
14.答案:
20
15.解析:
由题意知,推力做的功W总=Fl=400N×5m=2000J.有用功W有=Gh=1600N×1m=1600J,因此斜面的机械效率η===80%.
答案:
2000 80%
16.答案:
3000 50
17.答案:
(1匀速 2.4 75% (2增大
18.解析:
定滑轮的特点是:
能改变力的方向,但不省力,沿哪个方向用力其力臂都是定滑轮的半径,力臂不变,所以拉力大小不变.对物体做的功W=Fs=Gh=mgh=4kg×10N/kg×0.3m=12J,功率P===5W.
答案:
不变 12 5
19.解析:
动滑轮的机械效率η=====80%,动滑轮重力G动=2F-G=2×5N-8N=2N,物体重18N时所需拉力F′=(G′+G动=×(18N+2N=10N,(绳子自由端移动距离S′=2h′=2×1m=2m,所以总功W′总=F′·s′=10N×2m=20J;此时动滑轮的机械效率η′===90%,比原来的机械效率增大了.
答案:
80% 20 90%
20.解析:
题图中动滑轮被三股绳子拉动,物体A在3s内拉动6m,拉力F在3s内拉动6m×3=18m,拉力做功W总=Fs=250N×18m=4500J,拉力做功的功率P===1500W,有用功W有用=fsA=600N×6m=3600J,该装置机械效率η=×100%=×100%=80%.
答案:
1500 80%
三、实验题
21.答案:
(1如图所示
(266.7%
(3变大 物重 摩擦 (40.14
22.答案:
(16 4 66.7 (2大 (3斜面越陡,机械效率越大.
四、计算题
23.答案:
解:
(1由图知,绳子股数为2.
W=Fs=F·nh=125N×2×2m=500J
P===100W.
(2η=====80%
24.解析:
重物A完全沉没在水中,它受到三个力:
重力、浮力、向上的拉力.重物A要保持平衡,则重力、浮力、向上的拉力相平衡,即G=F浮+F上,G=mg=ρ物gV=7.9×103kg/m3×10N/kg×10×10-3m3=790N,F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10-3m3=100N,F上=G-F浮=790N-100N=690N.由于使用的是动滑轮,所以F拉===345N.若缓慢将重物A提升2m,物体始终未提出水面,F拉大小不变,拉力做的功W=F拉s=345N×2m×2=1380J.若实际所用拉力为400N,此时该滑轮的效率η=×100%=×100%=×100%=86.25%.
答案:
解:
(1G=ρVg=7.9×103kg/m3×10×10-3m3×10N/kg=790N
F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×10×10-3m3×10N/kg=100N
F=(G-F浮=×(790N-100N=345N
(2W=Fs=345N×4m=1380J
(3η=×100%=×100%=×100%=×100%=86.25%
(3η=×100%=×100%=×100%=×100%=86.25%