4机械效率提优 一对一辅导教学案设计无答案文档格式.docx
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有用功W有用=
总功W总=机械效率η=
提高斜面机械效率的方法有:
(2)。
【典型题型1】杠杆的机械效率
例1.如图,为提升重物,我们选用了粗细均匀重为G的杠杆,不计杠杆支点处的摩擦,先后把同一个重物挂在A、B两处,每次用力让重物上升同样的高度,下列说法正确的是
A.重物在A点处人做的有用功多B.重物在B点处人做的有用功多
C.重物在A点处杠杆的机械效率高D.重物在B点处杠杆的机械效率高
例2.如图所示,物体重150N,挂在杠杆中点,人用100N的竖直向上将物体提高,在此过程中,下列说法不正确的是
A.人用的拉力所做的功为
100J
B.用杠杆提升货物所做的有用功为
50J
C.额外功为
25J
D.杠杆的机械效率为
变式1、用一个杠杆来提升重物已知动力臂是阻力臂的3倍,物体重600N,手向下压杠杆的动力是210N,物体被提升求:
手压杠杆下降的高度;
人做了多少总功;
人做了多少额外功;
杠杆的机械效率是多大.
【典型题型2】斜面的机械效率
例3.如图所示,有一斜面长为L,高为h,现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端。
已知物体受到斜面的摩擦力为f则下列关于斜面机械效率η的表达式是。
变式3、在斜面上将一个质量为5kg
的物体匀速拉到高处,如图所示,沿斜面向上的拉力为40N,斜面长2m、高1m。
把重物直接提升h所做的功作有用功取。
下列说法正确的是
A.物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用
B.做的有用功是80J
C.此斜面的机械效率为
D.物体受到的摩擦力大小为10N
4.如图所示,甲、乙是固定在水平地面上的两个光滑斜面,长度分别为4m、5m,高度相同.两个工人分别用沿斜面向上的拉力F甲、F乙把完全相同的工件从斜面底端匀速地拉到斜面顶端,且速度大小相等.此过程拉力F甲、F乙所做的功分别为W甲、W乙,功率分别为P甲、P乙,机械效率分别为η甲、η乙.下列说法正确的是( )
A.F甲∶F乙=5∶4B.W甲∶W乙=5∶4
C.P甲∶P乙=4∶5D.η甲∶η乙=4∶5
5.如图所示,在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G=9×
104N的货物A沿斜面向上匀速运动。
货物A的速度为v=2m/s,经过t=10s,货物A竖直升高h=10m。
已知汽车对绳的拉力F的功率P=120kW,不计绳、滑轮的质量和摩擦,求:
(1)t时间内汽车对绳的拉力所做的功;
(2)汽车对绳的拉力大小;
(3)斜面的机械效率。
【典型题型3】滑轮的机械效率
1.如图所示,把同一物体沿粗糙程度相同的斜面BA的和CA分别拉到顶端A,关于斜面的机械效率为ηB、ηC的大小关系是()
A.ηB>ηCB.ηB=ηC
C.ηB<ηCD.无法确定
3.如图所示,使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组,匀速提升同一物体到同一高度处,其机械效率分别为η甲、η乙、η丙(不计绳重和摩擦,设每个滑轮质量相等),则下列选项中正确的是()
A.η甲<
η乙<
η丙
B.η乙<
η甲<
C.η丙<
η甲
D.η甲<
η丙<
η乙
4.如图所示,动滑轮、杆和晾衣架总质量为1kg,挂上质量为4kg的衣服后,小邦同学用力F拉动绳子自由端,在5s时间内使衣服匀速上移0.5m。
(g取10N/kg,不计绳重和摩擦)下列分析正确的是()
A.绳子自由端拉力F为25N
B.拉力所做的功W为50J
C.拉力的功率P为5W
D.整个过程滑轮组机械效率为60%
5.用图所示装置提升重为350N的箱子,动滑轮重50N,不计绳重和一切摩擦,下列说法正确的是()
A.该装置不仅省力,还省距离
B.箱子匀速上升时,人对绳子的拉力为200N
C.箱子上升的速度等于绳子自由端伸长的速度
D.此过程装置的机械效率约为58.3%
6.如图所示,重力G=700N的水平木板在滑轮组的作用下保持静止。
三个滑轮等大、光滑,质量均忽略不计。
所有细绳的重力均不计,天花板间的固定点分别叫做A、B、C,与木板间的固定点分别叫做D、E;
各条细绳中不与滑轮接触的部分均竖直。
则B点处的细绳对天花板的拉力大小为()
A.100NB.140N
C.300ND.350N
8(多选).如图所示,工人师傅搬运货物时,在地面和卡车的车厢间放一长木板搭成斜面,将货物沿斜面匀速拉上车厢。
已知车厢高h,木板长L,货物质量为m,此斜面的机械效率为η,工人拉货物做功的功率为P,则下列说法正确的是:
()
A.工人沿斜面所用的拉力为
B.工人所做的额外功为
C.将货物沿斜面匀速拉上车厢用时为
D.木箱受到斜面的摩擦力为
9.(多选)如图甲所示的滑轮组,每个滑轮等重,绳重及各处摩擦均不计。
物体G从200N开始逐渐增加,每次匀速提升物体同样的高度,图乙记录了在此过程中物体的重力和滑轮组机械效率的关系图象,下列说法正确的有()
A.当G=200N时,绳子自由端的拉力F=100N
B.每个滑轮重200N
C.当提升物重为800N时,绳子承受拉力为250N
D.机械效率随提升的物重增加而提高
10.(多选)如图所示,动滑轮质量为m,所挂重物的质量为M(不计滑轮轴与滑轮摩擦和绳重),重物在t时间内提升了h距离,则:
()
A.滑轮组的机械效率为
B.滑轮组的机械效率为
C.拉力F的功率为
D.拉力F的功率为
11.(多选)某人用如图所示的滑轮组,在20s内将一个重为800N的物体,沿着水平地面匀速拉动了4m。
拉力F做功为1440J。
物体与地面的接触面积为0.4m2,物体移动时受地面的摩擦力为350N.三个滑轮重都相同。
不计绳重及机械的摩擦.下列说法正确的是()
A.物体对地面的压强是2×
103Pa
B.机械对物体做功的功率是72W
C.动滑轮的重力是10N
D.滑轮组的机械效率是83.3%
12.(多选)小明在水平地面上推如图所示的一只圆柱形油桶,油桶高40cm,底部直径为30cm,装满油后总重2000N.下列说法中错误的是()
A.要使底部C稍稍离开地面,他至少应对油桶施加600N的力
B.他用水平力虽没推动油桶,但他用了力,所以他对油桶做了功
C.他用水平力没推动油桶,是因为推力小于摩擦力
D.油桶匀速运动时,地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力是一对相互作用力
13.小红用如图甲所示的装置进行“测滑轮组机械效率”的实验(忽略绳重和摩擦)。
(1)实验中,应该在___________时(选填以下正确选项前的字母),读取测力计示数;
A.竖直匀速拉动B.竖直加速拉动C.静止D.任意方向匀速拉动
(2)若重物以0.lm/s的速度匀速上升,则弹簧测力计竖直向上移动的速度为_______m/s。
(3)改变动滑轮重,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图乙所示的图象,分析可知:
被提升物体所受的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越___________。
(4)分析图象中的A点可知,被提升物体所受的重力为_________N。
(5)小红在上述实验的基础上多使用一个滑轮再次做了实验,如图丙所示。
小红多使用一个滑轮,目的是_____。
(选填以下选项前的字母)
A.可以省力B.可以省功C.可以省距离D.可以改变拉力的方向
(6)小红同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组提升相同的重物时,甲、丙滑轮组的机械效率________________(选填“相同”或“不相同”)。
14.小敏同学参加研学旅行时,在湖边捡到一块漂亮的小石块,她用家中常见物品与刻度尺巧妙地测出了小石块的密度,她的测量方案如下:
①用细绳将一直杆悬挂,调节至水平位置平衡,记下细绳在直杆上的结点位置O;
②将一重物悬于结点O左侧的A点,小石块悬于结点O的右侧,调整小石块的位置,如图所示,当小石块悬于B点时,直杆在水平位置平衡;
③用刻度尺测量OA的长度为L1,OB的长度为L2;
④保持重物的悬点位置A不变,将结点O右侧的小石块浸没在盛水的杯中(且未与杯底、杯壁接触),调整小石块的悬点位置,当小石块悬于C点时,直杆在水平位置平衡;
⑤用刻度尺测量OC的长度为L3。
请根据她的测量方案回答以下问题
(1)实验中三次调节了直杆在水平位置平衡。
其中,第一次调节水平平衡是________,第二次调节水平平衡是_______;
(选填“a”或“b”)
a.消除直杆自重的影响b.便于测量力臂
(2)实验中长度_______(选填“L1”、“L2”或“L3”)的测量是多余的;
(3)C点应该在B点的________(选填“左”或“右”)侧;
(4)小石块密度的表达式为ρ=___(选用字母ρ木、L1、L2、L3表示)。
15.【2017•襄阳卷】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)
(1)影响滑轮组机械效率的因素之一是__________.
(2)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,求拉力的功率?
(3)求动滑轮受到的重力?
(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,此滑轮组的机械效率最大值是多少?
16.如图所示,在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G=9×
18.2019年3月31日,农业路大桥正式建成通车。
大桥由梁、斜拉索和塔柱三部分组成塔柱高150米;
桥面为双向10车道;
共设36对72根斜拉索,具有塔柱高、桥面宽、斜拉索索力大等特点。
(1)“塔柱为什么要造这么高?
”科学兴趣小组的同学对此进行了研究:
他们将大桥的结构进行简化,抽象成图甲的模型,又画了塔柱高低不同的两幅图乙和丙,可以看出它用到了杠杆的相关知识,其中O是支点,________代表桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力。
同学们通过比较发现:
适当增加塔柱的高度,可______(填“增大”或“减小”)斜拉索拉力的力臂,从而减轻斜拉索承受的拉力。
(2)大桥在历经四年修建过程中常到如图丁所示的起重机,若起重机吊臂前端是由如图戊所示的滑轮组组成,动滑轮质量为100kg,绳重和摩擦不计.如果拉力的功率为6kW,则把2×
10kg的货物匀速提高10m。
(g取10N/kg),求
①拉力F的大小是________?
②这一过程需要______时间?
③滑轮组机械效率是_________?
39.“振华30”轮船是我国自主研制的世界最大起重船,有“大国重器”之美誉。
某次施工中,“振华30”轮船将重达几千吨的海底隧道接头装置,匀速缓慢的从其上表面距海面10m深的水下提升到空中。
“振华30”起吊装置、滑轮组示意图如图甲,提升过程中,绳子自由端拉力F的功率随时间变化如图乙所示。
接头装置脱离水面后,滑轮组机