新初三物理暑期课程第5讲机械效率word含答案.docx
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新初三物理暑期课程第5讲机械效率word含答案
初三物理2018年暑期第五讲
机械效率
年月日
一、本节课知识点梳理
1．有用功：
为达到目的必须做的功；额外功：
为了达到目的并非需要又不得不做的功；总功：
有用功和额外功的总和。
2．机械效率的可变性：
由公式
可知，如果该机械的额外功一定时，有用功越大，机械效率越大。
3．提高机械效率的方法：
由公式
可知，当有用功一定时，
额外功越小，机械效率越高，因此设法减小额外功可以提高机械效率。
如减轻动滑轮本身的重量，加润滑油可以减小摩擦等；当额外功一定时，有用功越大，机械效率越高，因此增大有用功可以提高机械效率，如增加物重可以提高机械效率。
二、重难点点拨
重点：
用机械效率的公式解决有关问题
难点：
对机械效率的理解与运用
三、典型例题
【例题1】
【题干】用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，不计绳子与滑轮的摩擦（）
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相同，机械效率不同
【例题2】
【题干】用一个动滑轮、一个定滑轮组成的滑轮组来匀速提升重物G，如图所示。
已知物重G=600N，拉力F=250N，求重物升高0.5m时，拉力所做的有用功、额外功及机械效率。
若不计绳重和摩擦力，求动滑轮的重。
【例题3】
【题干】用如图所示的滑轮组在20s内将重600N的物体从地面竖直提高4m，所用的拉力是250N，在这个过程中，求：
（1）有用功是多少？
（2）拉力的功率是多少？
（3）滑轮组的机械效率是多少？
【例题4】
【题干】如图所示，用一滑轮组将重为400N的物体A沿水平方向匀速拉动10m，
物体A与地面间的摩擦力是240N，水平拉力F为100N，求总功、有用功、额外功和滑轮
组的机械效率。
四、随堂练习
1．如图所示，某工人用动滑轮往3m高的平台上运沙土，已知沙土的质量是40kg，袋子和动滑轮总质量为10kg，不计绳重和摩擦。
工人匀速拉动绳子时，所用的拉力是_______N，此动滑轮的机械效率是_______。
（g取10N/kg）
2．如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB上的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为_______N。
测力计竖直移动的距离s为0.2m，物块重G为1.5N，物块上升的高度h为0.3m，则杠杆的机械效率为_______%。
使用杠杆提升物块的过程中，做额外功的原因之一是_______。
3．学校新近买了30套总质量为300kg的实验器材，每套一箱。
实验员需要把这批实验器材搬运到15m高的实验室。
（g取10N/kg）
（1）该实验员在搬运过程中，对实验器材总共做功_______J。
（2）假设他的身体可以向外提供的功率P与所搬运物体的质量m的关系如图所示，每次他搬起箱子、放下箱子和下楼的时间t与所搬运物体的质量m关系如下表所示，那么他搬完全部箱子，且回到开始搬运处，所用最短时间为_______s（计算结果精确到0.1s）。
4．如图所示的剪刀，剪纸的机械效率为80%，这表示（）
A．若作用在剪刀上的动力是1N，则阻力是0.8N
B．若作用在剪刀上的阻力是1N，则动力是0.8N
C．若作用在剪刀上的动力做功1J，则有0.2J的功用于剪纸
D．若作用在剪刀上的动力做功1J，则有0.8J的功用于剪纸
5．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有和该滑轮组此时的机械效率η分别是（）
A．W有＝500Jη＝62.5%B．W有＝500Jη＝80%
C．W有＝800Jη＝62.5%D．W有＝800Jη＝80%
6．某学习小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图。
他们将测得的钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、弹簧测力计移动的距离s，并将计算出的有用功W有用、总功W总和机械效率η的数据一并记入下表：
（1）表格中数据★＝_______；
（2）比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是_______；
（3）比较实验2、3，影响这两次实验机械效率不同的主要因素是_______，使用滑轮组的优点是_______．
7．水平地面上有一个重为5000N的箱子，现用起重机把箱子吊到3m高的位置，所用的时间为10s，起重臂下的钢丝绳是绕在一个动滑轮上的，如图所示，钢丝绳上的拉力为3000N。
（1）起重机起吊该箱子的机械效率是多少？
（2）钢丝绳上拉力的功率是多少？
8．如图所示，要把一个质量是450kg的贵重物品A沿水平地面移动100m，为保护该物品，工人把它放在一个质量是50kg的木板B上，然后用F＝400N的水平拉力将木板B沿直线匀速拉动，直至目的地。
（提示：
滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比）
（1）在匀速拉动B的过程中，A、B之间的摩擦力是多少？
（2）计算拉力F做的总功是多少焦耳？
（3）在拉力F做功的过程中，机械效率是多少？
9．如图所示，用弹簧测力计沿粗糙斜面匀速向上拉动木块。
由图中数据可知，弹簧测力计示数为_______N，斜面的机械效率为_______；若将图中的斜面变陡，则该斜面的机械效率将_______（变大／变小／不变）。
10．小聪用如图所示的滑轮组将重4N的物体匀速提高2m，他做的有用功为_______J。
若滑轮组的绳重及摩擦不计，他用这个滑轮组匀速提升9N的物体时，机械效率比提升4N的物体时提高了10%，此时的拉力为_______N（已知动滑轮的重力小于4N）。
11．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．
B．
C．
D．
12．分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在100s内将重为400N的物体G匀速提升10m，每个滑轮的重均为20N。
不计绳重及摩擦，此过程中（）
A．F甲做的功大于F乙做的功
B．F甲做的功小于F乙做的功
C．F甲做功的功率小于F乙做功的功率
D．F甲做功的功率等于F乙做功的功率
13．如图是小明“探究斜面的机械效率与倾斜程度关系”的实验装置，他在实验时用弹簧测力计拉着重为6N的木块分别沿倾斜程度不同的同一斜面匀速向上运动，实验数据记录如下表。
（1）在第2次实验中，拉力所做的额外功是_______J，机械效率是_______。
（2）小明完成两次实验后，得出的结论是：
光滑程度一样的斜面，其倾斜程度越大，机械效率越高。
你觉得他的结论_______（可靠／不可靠），理由是______________。
（3）斜面在生产、生活中随处可见，在盘山公路、镊子、螺丝钉、汽车方向盘中，应用了斜面的是_______、_______．
14．小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表所示：
（1）在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上拉动弹簧测力计，且在拉动过程中读数。
（2）第1次实验测得的机械效率为_______。
（结果保留两位有效数字）
（3）分析表中数据可知：
第2次实验是用_______图做的；第4次实验是用_______图做的。
[（a）／（b）／（c）]
（4）分析第1、2次实验数据可知：
使用同一滑轮组，_______可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：
使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率_______。
（5）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度_______。
15．在农村常有家庭挖井取水。
小明同学用如图甲所示的滑轮组提土，他用20s的时间把重为120N的土从井中匀速提升5m，拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示。
求：
（1）有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力的大小；
（4）拉力的功率。
16．如图甲所示，重为16N的物体A在拉力F的作用下，5s内匀速运动了0.5m，拉力F做的功随时间变化的图象如图乙所示。
已知动滑轮重0.5N，物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力，为物重G的0.25倍。
求：
（1）拉力F的功率；
（2）拉力F的大小；
（3）克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例。
五、课后作业
1.如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓慢上升，动滑轮的重力不可忽略，现改变物体的重力G，不计绳重与摩擦，则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的（ ）
A.
B.
C.
D.
2.如图所示，用完全相同的两个滑轮组，分别将重力为G1、G2的两个物体匀速提升相同的高度，若G1＞G2，提升重物所做的有用功分别为W1、W2，机械效率分别为η1、η2，则下列判断正确的是（ ）
A. W1＞W2 η1=η2
B. W1＞W2 η1＞η2
C. W1＞W2 η1＜η2
D. W1=W2 η1＞η2
3.如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体，若拉力的大小为F，物体和地面之间的摩擦力大小为f，A点的拉力为FA，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
4.小王用滑轮组提升重物，下列关于提高机械效率的做法中正确的是（ ）
A. 把物体提得更高
B. 提升重物的速度更大
C. 提升更重的物体
D. 增加滑轮个数
5.一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比（ ）
A. 有用功减少，总功减少
B. 有用功增加，总功增加
C. 有用功不变，总功不变
D. 有用功不变．总功减少
6.（2017•黑龙江）如图所示，物体重100N，用110N的拉力将物体在2s内匀速提升0.5m，则（ ）
A. 绳子自由端下降1m B. 物体上升的速度是0.5m/s
C. 拉力的功率是27.5W
D. 该装置的机械效率是45.5%
7.如图所示不计绳重与摩擦，且动滑轮重G动小于物重G，用它们分别将物重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为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：
A. F甲F乙； C. η甲<η乙； D. η甲=η乙
8.如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓慢上升，动滑轮的重力不可忽略，现改变物体的重力G，不计绳重与摩擦，则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的（ ）
A.
B.
C.
D.
9.甲滑轮组比乙滑轮组的机械效率高，它们分别把质量相同的物体匀速升高相同的高度，两者相比，甲滑轮组（ ）
A. 功率一定比乙大
B. 做的总功一定比乙少
C. 做的有用功一定比乙少
D. 用时一定比乙少
10.一个工人用如图所示的滑轮组提起2000N的货物，所用的拉力是800N，绳子自由端被拉下4m，下面说法正确的是（ ）
A. 总功是3200J，效率是40％ B. 有用功是8000J，效率是40％
C. 有用功是3200J，效率是62.5％
D. 总功是3200J，效率是62.5％
11.用图所示的滑轮组将重G=12N的物体匀速提升20cm，所用的拉力F=5N．们则所做的有用功为________J；此时滑轮组的机械效率为________；当改为提升27N的重物时，该滑轮组的机械效率为________.（忽略摩擦阻力）
12.某学习小组利用如图所示的装置测定滑轮的机械效率．将两个相同的钩码提升相同的高度，则________的机械效率较高，主要原因是：
________．
13.使用动滑轮能省________（选填“力”、“功”或“距离”）．用重为2N的动滑轮匀速提升一个重物时，动滑轮的机械效率为75%，若改用重为1.5N的动滑轮匀速提升同一重物，此动滑轮的机械效率为________ %（不计绳重和摩擦）．
14.如图甲所示，是测动滑轮机械效率的示意图。
它用弹簧测力计拉动绳子自由端，将质量为200g的钩码从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A’位置匀速竖直上升到B’位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图22乙所示。
请你根据该实验完成下列问题。
（1）弹簧测力计的示数是________ N。
（2）钩码上升的距离是________ cm。
（3）拉力F做的功是________ J。
15.某工人用如右图所示的装置把重240N的物体提高1m，所用的拉力为150N，则该滑轮组的机械效率是________ ；若不计摩擦，则动滑轮的重为________ N.
16.某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中
实验
次数
钩码重/N
钩码上升的
高度/m
绳端的
拉力/N
绳端移动的
距离/m
机械效率
1
4
0.10
1.8
0.3
2
6
0.10
2.5
0.3
3
6
0.15
2.5
（1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上________拉动弹簧测力计．
（2）第二次实验中，2s内钩码上升的高度为0.1m，则它运动的速度为________m/s．
（3）第三次实验中，绳端移动的距离为________m，滑轮组的机械效率为________．
（4）分析比较第一、二两次实验数据，有用功W有1________W有2，滑轮组的机械效率η1________η2（两空均选填“＞”“=”或“＜”）．由此可知，可采用________ 的方法来提高滑轮组的机械效率．
17.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，该滑轮组的机械效率将________（选填“增大”、“减小”或“不变”）．（不计摩擦）
18.用如图所示的滑轮组（绳重与摩擦阻力不计）匀速提升重力为60N的物体，在物体上升4m的过程中，拉力F做的功为300J，所用的时间为5s，求：
（1）物体上升的速度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）提升动滑轮所做的额外功；
（4）动滑轮的重力．
六、参考答案：
（1）典型例题
1.C2.
（1）300J.
（2）375J.（3）75J,80﹪（4）150N
3.
（1）2400J
（2）200W（3）60%
4.W总=3000J，W有用=2400J,W额外=600J,η=80﹪
（2）随堂练习
1．25080%
2．2.590
3．
（1）4.5×104
（2）1518.2
4．D
5．D
6．
（1）74.1%
（2）动滑轮有重力（3）摩擦可以省力或改变作用力的方向
7．
（1）83.3%
（2）1800W
8．
（1）0
（2）4×104J（3）90%
9．683.3%变大
10．85
11．D
12．D
13．
（1）0.380%
（2）不可靠 实际次数太少，结论不具有普遍性 （3）盘山公路 螺丝钉
14．
（1）匀速
（2）74%（3）（b）（c）（4）增加物重越低 （5）无关
15．
（1）600J
（2）75%（3）80N（4）40W
16．
（1）0.5W
（2）2.5N（3）
（三）课后作业
1-10BBCCDCBBBD
11、2.4；80%；90%
12、甲；做的有用功相同，第二次使用动滑轮做的额外功多、总功多，有用功和总功的比值小
13、力；80
14、1.6；10 ；0.32；62.5%
15、80%；60
16、
（1）匀速
（2）0.05（3）0.45；80%（4）＜；＜；增加物重
17、
（1）匀速；2.4；75%
（2）增大
18、
（1）解：
物体上升的速度：
v=
=
=0.8m/s
（2）解：
W有用=Gh=60N×4m=240J，滑轮组的机械效率：
η=
×100%=
×100%=80%（3）解：
W额=W总﹣W有用=300J﹣240J=60J（4）解：
绳重与摩擦阻力不计，提升动滑轮所做的额外功，由W额=G轮h得动滑轮重：
G轮=
=
=15N
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