学年度九年级物理上册 第11章 第5节 机械效率课时练习 新版苏科版.docx
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学年度九年级物理上册第11章第5节机械效率课时练习新版苏科版
第5节机械效率
学校:
___________姓名:
___________班级:
___________
一.选择题(共15小题)
1.甲、乙两种机械的效率分别是70%和50%,则下列说法中正确的是( )
A.使用甲机械省力
B.使用甲机械做功快
C.在相同的时间内,使用甲机械完成的功多
D.乙机械的额外功在总功中占的比例大
2.用规格相同的滑轮安装成甲、乙两个滑轮组提升重物,如图所示。
已知G1=150N,G2=200N,动滑轮重G动=50N,滑轮与轴的摩擦忽略不计。
设甲的机械效率为η1,乙的机械效率为η2,则下列关系正确的是( )
A.F1<F2,η1<η2B.F1>F2,η1>η2C.F1>F2,η1<η2D.F1<F2,η1>η2
3.小明用如图所示的甲、乙两个滑轮组,分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度,每个滑轮的重均相等,不计绳重及摩擦。
针对这一现象,小明得出了4个结论:
①F1做的功等于F2做的功;②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率;③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力;④F1做功的功率等于F2做功的功率;其中正确的为( )
A.①、②、③B.②、③、④C.①、③、④D.①、②、③、④
4.一台电动机的额定电压是220V,其电阻是2Ω.正常工作时,通过的电流为5A,忽略各种摩擦,则电动机正常工作时将电能转化为机械能的效率约为( )
A.100%B.95%C.90%D.80%
5.如图所示的滑轮组中,动滑轮重1N,小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体,物体沿竖直方向上升0.4m.此过程中,额外功和机械效率分别是( )
A.0.4J 83.3%B.0.8J 91.7%C.0.8J 83.3%D.0.4J 91.7%
6.工人用如图所示的动滑轮,将重1000N的物体在5s内匀速竖直提升了1m,人对绳自由端
的拉力F为600N,不计绳重和摩擦。
以下结论正确的是( )
A.动滑轮的有用功为600JB.动滑轮的重力为400N
C.滑轮的机械效率为83.3%D.拉力F的功率为120W
7.某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率。
保持O点位置不变,竖直向上拉动弹簧测力计使重为G的钩码缓慢匀速上升,在此过程中弹簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别测出C、B两点上升的高度为h1、h2.则下列说法正确的是( )
A.杠杆机械效率的表达式为
B.杠杆机械效率的表达式为
C.在如图水平位置拉升时F×OB=G×OA
D.若弹簧测力计始终竖直向上拉,则测力计示数不断变化
8.如图所示的装置,用250N的拉力F将重为400N的物体匀速提升2m,下列计算结果正确的是( )
A.总功为800JB.有用功为500J
C.额外功为300JD.机械效率为80%
9.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所做的功作为有用功(g取10N/kg)。
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.此过程中斜面的机械效率为65%
D.物体受到的摩擦力大小为15N
10.用滑轮组竖直向上提升重物,不计绳重和摩檫,下列措施能提高滑轮组机械效率的是( )
A.增大重物上升的速度B.增大重物上升的高度
C.减小定滑轮的重力D.减小动滑轮的重力
11.用如图所示滑轮组竖直向上匀速提升重物,下列说法错误的是( )
A.提升重物时,重物的机械能增加
B.物重相同时,减轻动滑轮的重力,可以提高滑轮组机械效率
C.将同一重物提升不同高度时,绳子拉力所做功相同
D.用相同的拉力以不同速度提升同一重物时,拉力做功功率不同
12.同学们“测量并探究影响滑轮组机械效率高低的因素”,使用了如图所示的装置,下列说法正确的是( )(每个钩码重相同,每个滑轮重相同)
A.实验的原理是二力平衡条件
B.实验需要用到的测量仪器有弹簧测力计、刻度尺和停表
C.当钩码个数相同时,甲的机械效率比乙高
D.把钩码提升得越高,做的有用功越多,机械效率越高
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
14.如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m,已知动滑轮重30N,不计绳重和摩擦,则( )
A.拉力的功率是99W
B.绳子自由端移动的速度是0.9m/s
C.利用滑轮组所做的有用功是450J
D.滑轮组的机械效率是80%
15.小明用如图所示的滑轮组将一个重为105N的物体匀速提升3m,所用的拉力为50N,此时拉力所做的功为W,滑轮组的机械效率为η1;若仍用该滑轮纽提升一个重为180N的物体。
此时滑轮组的机械效率为η2,则W、η1、η2分别是(不计绳重和摩擦)( )
A.405J,75%,80%B.405J,75%,85%C.450J,70%,70%D.450J,70%,80%
二.填空题(共8小题)
16.某社区的送水工人坐电梯把一桶20kg的矿泉水从一楼匀速送到八楼的住户家,电梯对水做功 J,送水过程中电梯的效率是 。
(每层楼高为3m,人的质量50kg,电梯自重3500N,水桶质量和摩擦不计,g=l0N/kg)。
17.工人用如图所示的甲、乙两种滑轮,使同样一桶沙子以相同速度匀速上升,所用的拉力分别是F甲、F乙,滑轮机械效率分别是n甲、n乙,拉力的功率分别是P甲、P乙,若不计绳重和摩擦,且沙子的重力大于动滑轮重力,则F甲 F乙,η甲 η乙,P甲 P乙.(选填“>”、“<”或“=”)
18.如图所示,搬运工人用滑轮组在20s内将重为540N的重物匀速提升3m,所用拉力为200N,则他所做的有用功是 J,滑轮组的机械效率是 。
19.用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为720N的货物匀速提高10m,所做的总功为12000J,此时滑轮组的机械效率为 ;用该滑轮组提升更重的物体,机械效率会 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。
20.如图所示,一根均匀的细木棒OC,OC=4OA,B为OC的中点。
在C点施力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2m,木棒的机械效率为90%,不计摩擦。
提升该物体做的有用功是 J,总功 J,木棒重为 N。
21.如图所示,将质量为80kg的木箱,用一个平行于斜面向上的拉力从底端匀速拉到斜面顶端。
斜面长10m、高3m,在此过程斜面的机械效率为80%.则拉力做的功为 J,拉力所做的额外功为 J.若换一个质量小一点的木箱,用力匀速拉到斜面顶端,此时斜面的机械效率将 。
(选填“增大”、“不变”或“减小”)
22.如图所示,在“测滑轮组机械效率”实验中,物体重为5.4N,实验时要竖直向上且匀速拉动弹簧测力计。
若物体上升高度为10cm,此时弹簧秤如图中所示,是 N,则滑轮组机械效率为 。
23.如图所示,将一块lm长的木板一端架高0.4m,用50N沿木板的拉力把一个重为100N的小铁块从底端匀速拉到顶端。
此过程中拉力做的总功是 J,机械效率为 ,木板对小铁块的摩擦力为 N。
三.实验探究题(共1小题)
24.图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。
用弹簧测力计竖直向上 拉动绳子自由端,将重为4.5N的物体从A位置提升到A′位置,同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B′位置,在这个过程中,弹簧测力计的示数如图乙所示。
请你根据他们做的实验完成下列问题:
(1)物体提升的高度是 cm,拉力是 N,该滑轮组的机械效率η= ;
(2)若在图甲装置的基础上,增加一个动滑轮,改为图丙所示的装置,提升同一物体,则滑轮组的机械效率 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
四.计算题(共2小题)
25.如图是工人将重160N的物体匀速放下的过程,已知物体下降的距离为3m,用时3s,工人的拉力为50N,工人质量为50kg。
(物体未浸入水中,且不计绳重及摩擦)
(1)求工人放绳的速度。
(2)求滑轮组的效率η1
(3)如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2,已知η1:
η2=4:
3(物体在水中仍匀速下降,动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦,g=10N/kg)。
求当物体完全浸没水中后,工人对地面的压力。
26.小李家新买的房子位于12m高的5楼上,装修时利用如图所示的滑轮组提升装修材料。
小李站在地面上把一件重为400N的材料匀速提升到楼上,此过程中滑轮组的机械效率为80%.若小李质量为65kg。
(不计绳重及摩擦,g取10N/kg)
求:
(1)在此过程中小李所做的总功是多少?
(2)若物体上升速度为1m/s,则拉力功率为多大?
(3)小李利用此滑轮组提升其他装修材料时,一次能提起重物的重力不能超过多少N?
参考答案
一.选择题(共15小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
选项
D
A
D
B
C
C
B
D
D
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
选项
C
C
B
A
D
二.填空题(共8小题)
16.4200;4.8%。
17.>;>;<。
18.1620;90%。
19.60%;变大。
20.36;40;10。
21.3000;600;不变。
22.2.4;75%。
23.50;80%;10。
三.实验探究题(共1小题)
24.
(1)5.0;2;75%;
(2)变小。
四.计算题(共2小题)
25.解:
(1)物体下降速度为:
v=
=
=1m/s;
因为有4段绳子,所以绳子上升的速度为:
v绳=4v物=4×1m/s=4m/s;
(2)因为有4段绳子,所以绳子运动距离s=4h=4×3m=12m;
放绳子的有用功:
W有用=Gh=160N×3m=480J;
放绳子的总功:
W总=Fs=50N×12m=600J;
滑轮组的效率:
η1=
×100%=
×100%=80%;
(3)物体未浸入水中时,不计绳重及摩擦,动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力,
由F=
(G动+G)可得,动滑轮重力:
G动=4F﹣G=4×50N﹣160N=40N;
已知η1:
η2=4:
3,
则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为:
η2=
η1=
×80%=60%;
物体完全浸没水中后,滑轮组对物体的拉力做的功为有用功,不计绳重及摩擦,克服动滑轮重力做的功为额外功,
则此时滑轮组的机械效率:
η2=
=
=
=60%,
解得F拉物=60N;
完全入水后,动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、4段绳子向上的拉力,
由力的平衡条件可得:
4F绳=F拉物+G动,
则人对绳子的拉力:
F绳=
(F拉物+G动)=
(60N+40N)=25N,
因为物体间力的作用是相互的,所以绳子对人的拉力也为25N;
人的重力为:
G人=m人g=50kg×10N/kg=500N,
对人进行受力分析可知,人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力,
则人受到竖直向上的支持力:
F支=G人+F绳=500N+25N=525N。
因为物体间力的作用是相互的,则人对地面的压力为525N。
答:
(1)工人放绳的速度为4m/s。
(2)滑轮组的效率η1为80%;
(3)求当物体完全浸没水中后,工入对地面的压力为525N。
26.解:
(1)小李所做的有用功:
W有=Gh=400N×12m=4800J,
由η=
×100%可得,在此过程中小李所做的总功:
W总=
=
=6000J;
(2)由v=
可得,材料匀速提升的时间:
t=
=
=12s,
拉力的功率:
P=
=
=500W;
(3)小李所做的额外功:
W额=W总﹣W有=6000J﹣4800J=1200J,
不计绳重及摩擦,克服动滑轮重力做的功为额外功,
所以,动滑轮的重力:
G动=
=
=100N,
小李的最大拉力:
F大=G人=65kg×10N/kg=650N,
由图知,n=2,则一次提升的最大物体重力:
G大=2F大﹣G动=2×650N﹣100N=1200N。
答:
(1)在此过程中小李所做的总功是6000J;
(2)若物体上升速度为1m/s,则拉力功率为500W;
(3)小李利用此滑轮组提升其他装修材料时,一次能提起重物的重力不能超过1200N。