初中物理 力学之机械效率的计算.docx
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初中物理力学之机械效率的计算
《中考物理压轴题全揭秘精品》第一辑三年经典中考压轴题
专题15力学之机械效率的计算
一、选择题
1.（2014·赤峰）如图所示的甲、乙两滑轮组，它们吊起的重物都是G，所用滑轮的规格相同，不计绳重与摩擦，当重物匀速上升时，以下说法正确的是（）
A．以其中的定滑轮为参照物，重物是静止的
B．甲滑轮组比乙滑轮组更省力
C．重物的动能减小，重力势能增大
D．两个滑轮组的机械效率不一样
2.（2014·来宾）如图，用甲、乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度时，拉力做功的功率为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙（不计绳重与摩擦）．下列判断正确的是（）
A．P甲=P乙，η甲=η乙B．P甲＜P乙，η甲＞η乙
C．P甲＜P乙，η甲＜η乙D．P甲＞P乙，η甲＞η乙
3.（2014·辽阳）如图所示，重8N的物体，在拉力F的作用下2s内匀速上升了0.4m，动滑轮重2N，不计绳重及摩擦，则下列计算结果正确的是（）
A．拉力的大小为5N
B．绳子自由端移动距离为1.2m
C．拉力F的功率为2W
D．滑轮组的机械效率为80%
4.（2014·衡阳）下列做法不能够改变滑轮组机械效率的是（）
A．改变提升重物的高度
B．用体积相等的塑料动滑轮代替铸铁动滑轮
C．提升更重的物体
D．给定滑轮加润滑油
5.（2014·泰州）在图中，s=60cm，与之对应的h=30cm．现用弹簧测力计进行两次操作：
（1）沿竖直方向匀速提升小车；
（2）沿斜面方向匀速拉动小车，记录数据如下表
测力计示数（N）
移动距离（cm）
竖直提升
10
30
沿斜面拉动
5.2
60
分析数据有如下一些发现．其中，具有较高水平的发现是（）
A．沿斜面拉动时，拉力比小车的重力小
B．测力计示数与移动距离近似成反比
C．利用斜面可以省力，但不能少做功
D．可以计算力所做的功，且两次做功近似相等
6.（2014·常州）如图所示，小明探究滑轮组的机械效率，动滑轮重1N，用3N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重4N的物体，物体沿竖直方向上升0.2m．此过程中，不计摩擦和绳重，额外功和机械效率分别是（）
A．0.2J83.3%B．0.2J80%C．0.4J80%D．0.4J66.7%
7.（2014·眉山）如图所示，重为50N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动．已知滑轮组机械效率为80%，物体运动的速度为1m/s，下列分析计算正确的是（ ）
A．物体所受合力为5N
B．物体受到的摩擦力为12N
C．拉力F做功的功率为5W
D．在10s内机械所做的有用功为500J
8.（2014·常德）如图所示，用动滑轮把一个物体匀速拉起，不计摩擦，则下列说法中正确的是（ ）
A．使用这个滑轮可以省功
B．使用这个滑轮可以省距离
C．拉起的物体质量越大，滑轮的机械效率越高
D．把物体拉起的越高，滑轮的机械效率越高
9.（2014·威海）小刚和小明分别用沿斜面向上的力F甲、F乙把同一重物匀速拉到两个斜面的顶端，若两个斜面光滑、等高，甲斜面长4m，乙斜面长5m，所做的功跟别是W甲、W乙，则下列说法正确的是（ ）
A．使用甲斜面比使用乙斜面要省功
B．甲斜面的机械效率比乙斜面的机械效率高
C．拉力F甲与F乙之比为5：
4
D．两个拉力做功W甲与W乙之比为4：
5
10.（2014·泉州）如图所示，用下列装置提升同一重物，若每个滑轮重相同，不计摩擦，则机械效率最高的装置是
11.（2013·齐齐哈尔）如图所示，小丽用滑轮组匀速提升一个重为600N的物体，物体上升的速度为0.1m/s，人拉绳的力F为250N，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（ ）
A．人拉绳做功的功率为75WB．滑轮组的机械效率为80%
C．绳子自由端移动的速度为0.3m/sD．动滑轮重为100N
12.（2013·聊城）如图，在水平拉力F的作用下，使物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s，若物重为G，平面对物体的摩擦力为f。
下列说法正确的是
A．有用功的功率为fv
B．拉力做功的功率为3Fv
C．装置的机械效率为
D．额外功为（3F－f）s
13.（2013·北京）图是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体M的示意图，滑轮组固定在钢架上，滑轮组中的两个滑轮质量相等，绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N，连接圆柱体M与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N。
圆柱体M高为3m，底面积为0.02m，密度为
kg/m。
在绳端拉力F作用下，圆柱体M从其下表面距水面15m处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了3min，在这个过程中，拉力F的功率为160W，滑轮组的机械效率为，钢架对定滑轮的拉力为T。
在圆柱体M被缓慢拉出水的过程中，圆柱体M的下表面受到水的压强为p。
不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，g取10N/kg。
下列选项中正确的是
A．压强p的最小值为15000Pa
B．拉力T的大小为2700N
C．拉力F的大小为640N
D．滑轮组的机械效率为90%
14.（2012·阜新）关于功率和机械效率的说法中，正确的是（ ）
A．功率大的机械，做功一定多
B．做功多的机械，机械效率一定高
C．效率高的机械，功率一定
D．做功快的机械，功率一定大
15.（2012·安徽）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的表达式正确的是（ ）
A．
η=
×100%
B．
η=
×100%
C．
η=
×100%
D．
η=
×100%
二、填空题
1.（2014·铜仁）利用如图所示的滑轮组提升重物，不计摩擦和绳子的重力，现用500N的拉力F将重为1800N的物体在5s内匀速提升了3m，则绳子自由端移动的速度是m/s，动滑轮的质量为kg，该滑轮组的机械效率为．（g取10N/kg）
2.（2014·贵港）如图所示，木箱重1000N，当它沿水平面运动时受到的摩擦力大小为600N，用滑轮组使木箱沿水平面以0.1m/s的速度匀速直线运动20s。
若绳重、滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦均可忽略不计，则水平拉力F的大小为N。
假设滑轮组的机械效率为80%，则拉力做功的功率为W。
3.（2014·吉林）如图所示，用滑轮组将物体提升2m，绳子末端所用的拉力是250N，那么拉力所做的功是J；如果适当增加物体的重力，该滑轮组的机械效率将。
4.（2014·锦州）如图所示，工人利用滑轮组以250N的拉力将400N的水泥匀速提高2m．则此过程中，工人拉力做的功是 J；该滑轮组的机械效率是 ；工人对地面的压力与其重力相比要 ．（填“大”或“小”）
5.（2014·眉山）起重机将0.9t的货物匀速提升10m的过程中所做的额外功是6×104J．该过程中起重机对货物做的功是 J，起重机机械效率是 ．（g取10N/kg）
6.（2014·达州）如图所示，用F为40N的拉力，通过滑轮组拉着重为300N的物体A在水平面上以0.4m/s的速度向左做匀速直线运动。
物体受到的摩擦力是物重的0.3倍，滑轮组的机械效率是，拉力的功率是W。
7.（2014·内江）如图，用滑轮组提升一重物，物体质量为500g，钩码在4s内被匀速提升了2cm，已知弹簧测力计的拉力为2.5N，则提升重物的过程中，拉力F的平均功率为W，滑轮组的机械效率为%。
（g=9.8N/kg）
8.（2014·绵阳）某同学在“测滑轮组的机械效率”的实验中，用如图所示的滑轮组竖直匀速提升2个相同的钩码，每个钩码重0.5N，测力计的示数为0.5N，此时滑轮组的机械效率是；用该装置匀速提升钩码时，增大机械效率的办法是（忽略绳重和摩擦）．
9.（2013·西宁）一辆车开进了泥潭中，司机取来一个动滑轮欲将汽车从泥潭中拉出，如图所示，若司机勇750N的拉力在5s内将汽车水平匀速拉动1m，那么司机所做的功是 J，司机做功的功率是 W，若滑轮的机械效率为60%，汽车所受地面的摩擦力是 N．
10.（2013·聊城）小明同学用如图所示的装置测定斜面的机械效率，实验记录结果如下表：
则第3次实验时斜面的机械效率为，分析比较下表中的实验数据，可得到的结论是：
斜面越陡机械效率越（选填“高”、“低”或“不变”）。
实验
次数
斜面倾斜程度
木块重G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
木块沿斜面移动的距离S/m
斜面的机械效率
1
较缓
5
0.2
3.3
0.5
60.6﹪
2
较陡
5
0.25
3.8
0.5
65.8﹪
3
最陡
5
0.3
4.2
0.5
11.（2012·襄阳）某同学利用两个滑轮组装了一个滑轮组，将重为300N的物体从一楼匀速提升到三楼，所用的拉力为120N，则该滑轮组的机械效率为 ．
三、实验题
1.（2014·安顺）某实验小组探究影响滑轮组机械效率的因素的实验装置如图所示，实验数据如下表．若不计摩擦，比较1和2两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与有关；比较1和3两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与有关．
次数
物理量
1
2
3
钩码重G/N
4
4
6
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.8
1.4
2.4
绳端移动距离s/m
0.3
0.5
0.3
机械效率η
74%
57%
83%
2.（2014·沈阳）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如表1所示。
表1：
（1）表格内的第4次实验中应补充的数据是（结果精确到0.1%）。
这次数据是用图中（填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的。
（2）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，若要增大滑轮组的机械效率，应该。
在第1次实验中，拉力F所做的额外功为J。
（3）某同学认为，使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越大，他的想法正确吗？
请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断：
。
3.（2014·宿迁）学习了“机械效率”后，小明知道了同一动滑轮提升不同重物机械效率不同．他想知道自重不同的动滑轮提升相同重物机械效率是否相同．小明用如图所示装置，选用三个自重不同的动滑轮进行了实验，测得数据如表所示．
实验序号
动滑轮自重G0/N
被提升钩码重力G/N
钩码上升的高度h/cm
弹簧测力计的示数F/N
弹簧测力计移动的距离s/cm
动滑轮的机械效率
①
0.2
6
5
3.2
10
93.8%
②
0.5
6
5
3.4
10
88.2%
③
1.5
6
5
4.0
10
﹣
（1）在实验中，弹簧测力计应竖直向上拉动；
（2）第③次实验中，动滑轮的机械效率为；
（3）分析表中数据，可得出的结论是：
．
4.（2014·淄博）小亮看到工人利用斜面把货物推到小车上，联想到物理课上学到的知识，提出了以下两个问题：
①斜面越缓越省力，是不是机械效率高呢？
②对于同一个滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高；对于同一个斜面，是不是所推的物体越重，机械效率越高呢？
为了解决以上问题，小亮与几个同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究，记录的部分实验数据如下表：
实验次数
斜面倾角
物重G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长s/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效率η（%）
①
45°
1
0.7
0.9
1
0.9
77.8
②
30°
1
0.5
0.7
1
0.5
0.7
71.4
③
30°
2
0.5
1.4
1
1
1.4
（1）表格中缺少2个数据，请补充完整（保留一位小数）．
（2）在实验操作过程中，应沿斜面向上拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向移动（选填“左”或“右”）．
（3）通过对比实验①②的数据，得出的结论是斜面越缓越省力，机械效率越。
（4）通过对比实验的数据（选填实验次数），得出的结论是对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重力。
5.（2014·长春）用如图甲所示的装置探究滑轮组的机械效率与动滑轮重G动的关系：
（1）实验时，应竖直向下拉动弹簧测力计。
（2）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。
（3）分析图象中的A点可知，被提升物体所受的重力为N。
（忽略绳重和摩擦）
6.（2013·乌鲁木齐）小明在探究“斜面的机械效率”的实验中，用长度S=0.50m的木板搭成一个斜面，用弹簧测力计将重力G=5.0N的物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端．
（1）小明在实验中，调整斜面的高度为h=0.22m，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，弹簧测力计的示数F=4.0N，则有用功为 J，机械效率为 ．
（2）小明利用上述器材进一步研究发现，木板搭成倾角不同的斜面时，将物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中，额外功W额外与斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度）有如下关系：
L（m）
0.45
0.40
0.35
0.30
W额外（J）
0.90
0.80
0.70
0.60
通过数据分析，小明得出初步结论：
W额外与L成 比，小明查阅资料后证实此结论是正确的．根据此结论，当斜面的水平长度L=0.40m时，斜面的机械效率为 ；当木板平放在水平桌面上，水平匀速拉动木板上的物块时，弹簧测力计的示数为 N．
四、计算题
1.（2014·鞍山）小李师傅用如图所示的滑轮组将沙子从地面提升到距离地面6m高的三楼，沙子的质量为50kg，装沙子的桶的质量为8kg，动滑轮的质量为2kg。
若物体上升的速度为0.1m/s（忽略摩擦和绳重，g=10N/kg）求：
（1）提升物体时绳子自由端的拉力。
（2）拉力的功率。
（3）滑轮组的机械效率。
2.（2014·遵义）湖北省第十四届运动会将于2014年10月8日在荆州市举行，目前各比赛场馆正在紧张的建设中。
某场馆建设工地上，工人用如图所示的滑轮组将重2000N的物体A以0.4m/s的速度沿水平方向匀速向前拉动2m，拉力F大小为250N，物体A与地面间的滑动摩擦力大小是物体A重力的0.2倍，求：
（1）物体A与地面间的滑动摩擦力大小是多少？
（2）该滑轮组的机械效率是多少？
（3）拉力F做功的功率是多少？
3.（2014·威海）如图甲所示是某船厂设计的打捞平台装置示意图．A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，卷扬机拉动钢丝绳通过滑轮组AB竖直提升水中的物体，可以将实际打捞过程简化为如图乙所示的示意图．在一次打捞沉船的作业中，在沉船浸没水中匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂沉船时变化了0.4m3；在沉船全部露出水面并匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂沉船时变化了1m3．沉船浸没在水中和完全露出水面后卷扬机对钢丝绳的拉力分别为F1、F2，且F1与F2之比为3：
7．钢丝绳的重、轴的摩擦及水对沉船的阻力均忽略不计，动滑轮的重力不能忽略．（水的密度取1.0×103kg/m3g取10N/kg）求：
（1）沉船的重力；
（2）沉船浸没水中受到的浮力；
（3）沉船完全露出水面匀速上升1m的过程中，滑轮组AB的机械效率．
4.（2013·衡阳）如图是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图．A 是动滑轮，B 是定滑轮，C 是卷扬机，D 是油缸，E是柱塞．作用在动滑轮上共三股钢丝绳，卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮上升提取重物，被打捞的重物体积V=0.5m3若在本次打捞前起重机对地面的压强p1=2.0×107Pa，当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强p2=2.375×107Pa，物体完全出水后起重机对地面的压强p3=2.5×107Pa．假设起重时柱塞沿竖直方向，物体出水前、后柱塞对吊臂的支撑力分别为N1和N2，N1与N2之比为19：
24重物出水后上升的速度v=0.45m/s．吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计．（g取10N/kg）求：
（1）被打捞物体的重力；
（2）被打捞的物体浸没在水中上升时，滑轮组AB的机械效率；
（3）重物出水后，卷扬机牵引力的功率．
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