机械效率第二课时Word文档格式.docx

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D．定滑轮的个数与摩擦力的大小

机械效率等于有用功和总功的比值，即η＝W有用/W总，影响机械效率的主要方面在有用功和额外功占得比例大小，所以影响滑轮组机械效率的因素有：

提升物体重力、动滑轮重力、绳子重力和摩擦．

4.如图所示，用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，每个滑轮重为30N．用这个滑轮组把重300N的物体匀速提升2m，不计绳重及摩擦，则拉力F大小和滑轮组的机械效率分别为（）

A．100N90%B．100N91%

C．110N90%D．110N91%

（1）∵不计绳重和摩擦，

∴拉力F＝1/3（G物＋G动）＝1/3（300N＋30N）＝110N；

（2）使用滑轮组做的有用功：

W有用＝Gh＝300N×

2m＝600J；

s＝3h＝3×

2m＝6m，

使用滑轮组做的总功：

W总＝Fs＝110N×

6m＝660J，

滑轮组的机械效率：

η＝W有用/W总＝600J/660J≈91%．

5.如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中（　　）

A．甲图省力，机械效率甲图大

B．甲图省力，机械效率一样大

C．乙图省力，机械效率乙图大

D．乙图省力，机械效率一样大

B

6.小明利用如图所示的装置探究滑轮组的特点，他将重为3N的物体匀速提高了0.5m，已知绳子自由端的拉力F为2N，则绳端移动的距离s及提起重物时滑轮组的机械效率是（　　）

A．s＝1.5m，η＝50%B．s＝1.5m，η＝80%

C．s＝lm，η＝75%D．s＝lm，η＝37.5%

（1）由图可知，本题中使用滑轮组时，滑轮组用两段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就重物升高距离的两倍；

s＝2h＝2×

0.5m＝lm．

（2）滑轮组的机械效率：

η＝W有用/W总＝Gh/Fs＝3N×

0.5m/2N×

1m×

100%＝75%．

7.如图所示，工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，在此过程中滑轮组的机械效率和所做的额外功分别为（　　）

A．80%　　800JB．80%　　1000JC．62.5%　200JD．80%　　200J

拉力F所做的有用功：

W有＝Gh＝400N×

2m＝800J；

拉力F移动的距离：

2m＝4m；

拉力F所做的总功：

W总＝Fs＝250N×

4m＝1000J；

η＝W有/W总×

100%＝800J/1000J×

100%＝80%．

∵W总＝W有＋W额，

∴拉力F所做的额外功

W额＝W总－W有＝1000J－800J＝200J．

8.在不计摩擦和绳子质量的情况下，分别使用定滑轮、动滑轮、滑轮组（两个定滑轮和两个动滑轮）匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组，则下列选项正确的是（　　）

A．η组＜η动＜η定B．η定＜η动＜η组

C．η动＜η定＜η组D．η定＜η组＜η动

A

∵匀速提升同一物体到同一高度处，

∴三种情况下做的有用功相同，大小都为W有用；

∵不计绳子质量和摩擦，

∴使用滑轮做的额外功：

W额＝G轮h，

又∵使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的动滑轮的个数为0、1、2，

∴使用定滑轮、动滑轮、滑轮组做的额外功：

W额1＜W额2＜W额3，

∵W总＝W有用＋W额，

∴三种情况下做的总功：

W定＜W动＜W组，

∵η＝W有用/W总，

∴使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的机械效率：

η定＞η动＞η组．

故选A．

9.某同学用一滑轮组分别将两个质量不等的重物在相等时间内匀速提升相同高度（不计摩擦），则两次拉升重物过程中（　　）

A．做的额外功相等B．做功的功率相等

C．做的总功相等D．机械效率相等

用一滑轮组提升质量不等的重物到相同高度（不计摩擦），说明所做额外功相同，故A符合题意；

而有用功不同，由W总＝W有用＋W额外可知总功不同，C不符合题意；

由p＝W/t可知，时间相同，而功不同，故p不同，B不符合题意；

由机械效率公式η＝W有用/W总可知，因总功不同，所以η不同，故D不符合题意；

10.如图所示，用滑轮组把重力G为400N的石块匀速提高6m，所用拉力F为250N，则滑轮组的机械效率为（　　）

A．60%B．70%C．80%D．90%

已知G＝400N；

h＝6m；

F＝250N．从图中看出有两段绳子在拉重物，故s＝2h＝2×

6m＝12m

故机械效率η＝W有用/W总＝Gh/Fs＝400N×

6m/250N×

12m＝80%

11.在探究“影响滑轮组机械效率的因素”时，小明同学用图所示甲、乙两个相同的滑轮组来验证的猜想是：

滑轮组的机械效率可能与（　　）

A．被提升物体重力有关B．动滑轮重力有关

C．物体被提升的高度有关D．承重绳子的段数有关

图中提升的物体的重力不相同（钩码的个数不相同），但是使用相同的滑轮组，因此这两个图研究的是滑轮组的机械效率被提升物体重力的关系．

12.同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：

（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段数有关．

然后一位同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的假设，则该实验验证的假设是（　　）

A．

（1）B．

（2）C．（3）D．（4）

（1）比较两图发现：

绳子段数相同，动滑轮重相同，提升高度也相同，只有被提升物体的重力不同；

（2）结合控制变量法的思想，所以该实验装置探究的是滑轮组的机械效率与被提升物体的重力的关系．

故选B．

13.在测滑轮组的机械效率的实验中，甲、乙、丙、丁四组同学测得的值分别为：

0.7%、72%、100%和113%，这四个结果中可能正确的是（　　）

A．甲组B．乙组C．丙组D．丁组

在使用滑轮组时，由于必须做额外功，

所以有用功一定小与总功，故机械效率总小于1．

而丙、丁四组同学的机械效率大于1，所以排除C、D选项．

甲组同学的机械效率为0.7%，太低，不符合实际．

14.影响滑轮组机械效率大小的主要因素是（　　）

15.用滑轮组提起某一重物时，适当增加动滑轮个数（假定滑轮都是一样的）可以更加省力，这时机械效率将（　　）

A．提高B．降低C．不变D．无法确定

机械效率为η＝W有/W总×

100%，设物体升高了h，则W有＝mgh，W总＝（m＋M）/2g2h（m＋M）gh．

η＝mgh/（M＋m）gh×

100%＝m/M＋m×

100%，

则滑轮组的质量越大，则机械效率将会越低，

故选B

16.对如图所示的装置（不计摩捧），下列说法中正确的是（　　）

A．用此装置提升重物时，既可省力也可省功

B．用此装置提升重物时，省力的多少完全由滑轮的个数决定

C．若增加被提升重物的总重，该装置机械效率不变

D．若减少被提升重物的总重，诚装置机械效率减少

A、使用任何机械都不省功，故A说法错误；

B、省力的多少由承担物重的绳子段数决定，故B说法错误；

C、若增加被提升重物的总重，额外功不变，有用功增加，则机械效率应升高，故C错误；

D、减少被提升重物的总重，额外功不变，有用功减少，则机械效率应降低，故D正确．

难

1.小华为帮助爸爸搬运装修材料设计了如图所示的甲、乙两种方案，小华采用相同的滑轮组按不同的搬运方案，分别将地面上质量相同的材料匀速运送到二楼，所用拉力分别为F甲、F乙，它们的机械效率分别为η甲、η乙，则下列关系正确的是（不计绳重与摩擦）（　　）

A．F甲＞F乙，η甲＝η乙B．F甲＜F乙，η甲＜η乙

C．F甲＞F乙，η甲＞η乙D．F甲＜F乙，η甲＝η乙

（1）∵忽略绳重及摩擦，承担物重的绳子股数n甲＝2，n甲＝3，

∴两图所用拉力：

F甲＝1/2（G物＋G动），F乙＝1/3（G物＋G动），

∵滑轮相同，提升的物体重相同，

∴F甲＞F乙；

（2）∵两图将同一物体匀速提高相同的高度，

∴做的有用功W有相同，

∵忽略绳重及摩擦，所做的额外功W额＝G动h

∴额外功W额相同，

又∵W总＝W有＋W额，

所以总功相同，

∵η＝W有/W总，

∴两图的机械效率η相同，即η甲＝η乙．

2.工人利用如图所示的滑轮组，将重800N的物体竖直向上匀速提升1m，工人对绳的拉力为500N，则滑轮组对重物所做的有用功W有用和该滑轮组此时的机械效率η分别是（　　）

A．W有用＝500Jη＝62.5%

B．W有用＝500Jη＝80%

C．W有用＝800Jη＝62.5%

D．W有用＝800Jη＝80%

克服物体的重力做的有用功：

W有用＝Gh＝800N×

1m＝800J；

滑轮组的机械效率是：

η＝W有用/W总×

100%＝Gh/F2h×

100%＝G/2F×

100%＝800N/2×

500N×

3.用同一滑轮组提升同一重物，第一次将重物提高h米．第二次将重物提高2h米．不考虑摩擦，比较两次实验滑轮组的机械效率，则（　　）

A．第二次有用功是第一次的2倍，因为机械效率增大一倍

B．第二次总功是第一次的2倍，因此机械效率减为一半

C．第二次提升动滑轮做的额外功增大一倍，所以机械效率减为一半

D．两次实验滑轮组机械效率相同

机械效率是指有用功占总功的百分比，对滑轮组来说，有几段绳子在拉重物，绳端移动的距离S就是重物移动距离h的几倍．故机械效率：

η＝W有用/W总＝Gh/FS＝Gh/F•nh＝G/nF（n为拉重物的绳子段数），所以用同一滑轮组提同一重物，两次提升的高度，在不考虑摩擦时，滑轮组的机械效率相同．

4.把质量相等的A、B两物体挂在如图滑轮组下面，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后（　　）

A．A上升B．A下降C．A、B均静止D．无法判断

B所在的滑轮为动滑轮，动滑轮省一半的力，A所在的滑轮为定滑轮，定滑轮不省力；

A与B质量相等，重力相等，将B拉起只需A重力的一半即可，所以A下降，B上升．

5.如图，用此滑轮组在4s内将重力为50N的物体匀速提升2m，绳端拉力为20N，不计摩擦及绳重，下列说法不正确的是（　　）

A．绳子自由端移动的速度为1m/s

B．动滑轮的重力为10N

C．克服物体重力做功为100J

D．滑轮组的机械效率为83.3%

（1）由图可知，n＝3，则绳端移动的距离：

s＝nh＝3×

绳子自由端移动的速度：

v＝s/t＝6m/4s＝1.5m/s，故A不正确；

（2）不计摩擦及绳重，由F＝1/n（G＋G动）可得动滑轮的重力：

G动＝nF－G＝3×

20N－50N＝10N，故B正确；

克服物体重力做的有用功：

W有＝Gh＝50N×

2m＝100J，故C正确；

总功：

W总＝Fs＝20N×

6m＝120J，

100%＝100J/120J×

100%≈83.3%，故D正确．

6.将一重为1400N的建筑材料匀速运送到6m高的楼上，建筑工人用两个相同的滑轮（每个滑轮的重力为100N）和一根足够长的绳子组成如图所示的滑轮组，将建组材料匀速拉到楼上．若站在地面上时，一个建筑工人可以产生向下的平均最大拉力为350N．如果不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．需要2个建筑工人，机械效率约为66.7%

B．需要2个建筑工人，机械效率约为93.3%

C．需要3个建筑工人，机械效率约为66.7%

D．需要3个建筑工人，机械效率约为93.3%

绳端的拉力F＝1/2（G＋G动）＝1/2×

（1400N＋100N）＝750N，站在地面上时，一个建筑工人可以产生向下的平均最大拉力为350N，所以需要工人的个数＝750N/350N≈2.1，所以需要建筑工人的个数为3人；

滑轮组的机械效率η＝W有用/W总×

100%＝1400N/2×

750N×

100%≈93.3%．

7.在铁架台上固定一个由定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，在绳子末端用竖直方向0.8N的拉力使2N重的物体匀速上升，下面说法正确的是（　　）

A．滑轮组的机械效率是83.3%

B．滑轮组的机械效率是66.7%

C．绳端移动速度与物体上升速度相同

D．绳端移动速度是物体上升速度的两倍

由一个定滑轮、一个动滑轮构成的滑轮组中，可由2段或3段绳子承担物重；

由于nF＞G，即0.8N×

n＞2N，得：

n＞2.5，所以应由三段绳子承重，s＝3h；

因此绳端上升的速度为物体上升速度的3倍，因此C、D错误．

滑轮组的机械效率为：

η＝W有用/W总/＝Gh/Fs＝2N×

h/0.8N×

3h＝83.3%，所以A正确、B错误．

8.一个滑轮组经改装后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比较（　　）

A．做的有用功减少了

B．总功不变，有用功增加了

C．有用功不变，总功减少了

D．总功不变，额外功减少了

∵把同一物体匀速提升同样的高度，

∴利用滑轮组做的有用功相同，

∵η＝W有/W总

，改装后的机械效率高，

∴改装后利用滑轮组做的总功减少，

∴改装后利用滑轮组做的额外功减少；

由上述分析得出，A、B、D都错，C正确．

9.用八个重完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个轮滑组，提升相同的重物，不计绳重和绳子与滑轮的摩擦，则（　　）

A．甲较省力，且机械效率较高

B．乙较省力，且机械效率较高

C．两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同

D．两个滑轮组省力程度不同，机械效率不同

（1）从图中可以看出，甲图是有5股绳子在拉重物，故F甲＝1/5（G动＋G物）；

乙图有4股绳子在拉重物，故F乙＝1/4（G动＋G物）．

两个滑轮组所提的重物相同，动滑轮重相同，所以两个滑轮组的省力程度不同，且甲滑轮组更省力．

（2）因为不计绳重和绳子与滑轮的摩擦，所以滑轮组的机械效率η＝W有用/W总＝G物h/G物h＋G动h＝G物/G物＋G动

又因为两图的动滑轮重和物体重是相同的，所以两滑轮组的机械效率是相同．

10.同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时，设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的假设，则该实验验证的假设是（　　）

A．滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关

B．滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关

C．滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关

D．滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关

比较两图发现：

被提升物体的重力相同，动滑轮重相同，提升高度也相同，只有绳子段数不同；

结合控制变量法的思想，所以该实验装置探究的是滑轮组的机械效率与承重绳子段数的关系．

11.分别用动滑轮、定滑轮和滑轮组匀速提起同一物体，如果每个滑轮的重相同，不计绳和摩擦，则机械效率最高的是（　　）

A．动滑轮B．定滑轮C．滑轮组D．无法确定

又∵使用定滑轮时，没有动滑轮，

∴使用定滑轮，额外功为0J，

∴由公式η＝W有用/W总＝W有用/W有用＋W额外

可知，使用定滑轮机械效率最高．

12.在拉力F作用下，物体A在水平桌面上以速度v向右匀速运动了距离S，已知A的重力为G，桌面对A的摩擦力为f（滑轮及绳重不计）．则下列说法正确的有（　　）

A．有用功为GSB．拉力做功为FS

C．拉力做功的功率为FvD．装置的效率为f/3F

A、该过程做的有用功为W有用＝fs，故A错；

B、动滑轮上绳子的段数为3段；

总功W总＝F×

3s＝3Fs，故B错；

C、拉力F移动的速度为物体移动速度的3倍为3v，所以拉力做功的功率为P＝F×

3v＝3Fv，故C错；

D、机械效率为η＝W有用/W总＝fs/3Fs＝f/3F，故D正确．

13.某同学想通过实验来探究“影响滑轮组的机械效率的因素”．他做了如图所示的实验，并测算了各次实验装置的机械效率．关于他的实验过程，下列说法中不正确的是（　　）

A．根据①、②两次实验可知：

滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关

B．根据②、③两次实验可知：

同一滑轮组提起物重越大，机械效率越低

C．根据该同学的探究结论可知，通过适当增大物重可以提高滑轮组的机械效率

D．为使实验的结论更具可靠性，应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律

A、①、②两次实验中绳子绕法不同，提升物重相同，机械效率都是70%，因此，说明滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关，是正确的；

B、②、③两次实验是同一滑轮组，提升的物重不同，②的机械效率小于③，说明同一滑轮组提起物重越大，机械效率越高，因此，B是错误的，符合题意；

C、通过比较②、③两次实验可以看出，适当增大物重可提高机械效率，是正确的；

D、为使实验的结论更具可靠性，应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律，这种做法是值得提倡的，是正确的．

14.用同一滑轮组提升同一重物，第一次将重物提高h米．第二次将重物提高2h米．不考虑摩擦，比较两次实验滑轮组的机械效率，则（　　）

15.用机械效率为80%的滑轮组匀速提升重200N的重物，绳子自由端的拉力是50N，则滑轮组上承担拉力的绳子的段数是（　　）

A．2段B．4段C．5段D．3段

由η＝W有/W总＝Gh/Fs＝G/nF

可得：

n＝G/ηF＝200N/80%×

50N＝5．