4机械效率提优 一对一辅导教学案设计无答案.docx

4机械效率提优 一对一辅导教学案设计无答案.docx

《4机械效率提优 一对一辅导教学案设计无答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《4机械效率提优 一对一辅导教学案设计无答案.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

4机械效率提优一对一辅导教学案设计无答案

机械效率-提优

【知识点1】机械效率概念

2、利用动滑轮做功时,把达到我们目的所做的功叫做功，记做W有用；克服摩擦力和滑轮的重力做的功叫做功，记做W额外；动力对动滑轮做的功叫做功，记做W总。

三者的关系是:

W总=+。

3.机械效率

（1）在物理学中，将与的比值叫做机械效率。

公式是。

（2）对于实际机械，由于功的存在，机械效率总是小于100％。

4、提高滑轮组机械效率的方法：

（1）；

（2）；

（3）。

6、斜面机械效率及其提高方法：

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：

（1）；

（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<η丙

C．η丙<η乙<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=9×104N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。

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