考点16机械效率.docx
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考点16机械效率
2013年中考物理试题汇编
考点16：
机械效率
一、选择题
．【2013浙江宁波，第16题】如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0.2m，已知G=18N,F=10N。
这一过程中，不能得到的结论是
A.绳子自由端上升0.4mB.拉力F做功4J
C.动滑轮重为2ND.该动滑轮的机械效率为90%
【答案】C
．（2013山东临沂，第10题）下冽关于简单机械的理解，正确的是
A.吃饭用的筷子是个省力杠杆
B.滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
C.使用杠杆，就是为了省力
D.使用定滑轮不省力.但可以省距离
【答案】B
．（2013山东德州，第9题）某实验小组分别用如图5所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物。
不计绳重及摩擦，下列说法正确的是
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．乙图省力机械效率一样大
D．乙图省力机械效率乙图大
【答案】C
．（2013山东菏泽，第7题）甲乙两个滑轮组如图4所示，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是（）
A.若G1=G2，拉力做的额外功相同B.若G1=G2，拉力做的总功相同
C.若G1=G2，甲的机械效率大于乙的机械效率
D.用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
【答案】C
．（2013四川自贡，第13题）将一定滑轮改为动滑轮使用，则它的机械效率在不计绳重和摩擦时（）
A．一定提高B．一定降低C．一定不变D．无法判断
【答案】B
．（2013四川乐山，第15题）如图所示，不计摩擦，把重G=16N的物体匀速提起所用的拉力F=10N，则关于该动滑轮的说法中错误的是：
A．动滑轮重4N
B．使该用动滑轮要费距离
C．该动滑轮的机械效率为80%
D．提升物体的速度越快，机械效率越高
【答案】D
．（2013重庆A卷，第7题）小明利用图5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％
图5
【答案】C
．（2013山东聊城，第I卷第2题）如图所示，下列工具的使用，属于费力杠杆的是
A．剪刀 B．镊子 C．起子 D．钢丝钳
【答案】B
．（2013山东聊城，第I卷第12题）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fvB.拉力做功的功率为3Fv
C.装置的机械效率为G/3FD.额外功为（3F－f）s
【答案】ABD
．（2013湖北武汉，第18题）如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体，拉力F的大小为30N。
若物体和地面之间的摩擦力大小为45N，则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为
A.45N、50%B.45N、75%
C.60N、50%D.60N、75%
【答案】B
．（2013北京，第14题）图7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20.02m，密度为334.510kg/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%
【答案】A
二、填空简答题
．（2013江苏泰州，第40题）工人站在地面上，用定滑轮将27kg的物品吊运到10ｍ高处，使用定滑轮的优点是。
若不计绳重及摩擦，匀速吊运所需的拉力是N；若匀速吊运时的实际拉力是300N，则人所做的有用功是J，定滑轮的机械效率是。
（ｇ取10N/kg）
【答案】可以改变力的方向270270090%
．（2013湖南长沙，第32题）用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，由图可知动滑轮重为 N，当某次运送4件货物时，绳子的拉力F是 N，滑轮组的机械效率 。
（不考虑绳重和摩擦）
【答案】10025080%
．（2013广东湛江，第13题）下列简单机械中：
定滑轮、扳手、筷子，属于省力扛轩的上 ；一台起重机将重3600N的货物提高5m的过程中，货物的重力势能 （填“增加”或“减少”或“不变”），如果总功为30000J，则起重机的机械效率为 。
【答案】扳手增加60%
．（2013山东泰安，第22题）如右图所示的滑轮组的机械效率是75%，物体重力为150N。
用滑轮组匀速将物体提升2m，所用拉力F为N。
【答案】100
．（2013四川南充，第13题）如图5所示，在测量滑轮组的机械效率的实验装置中，动滑轮重0.6N，物重2.4N，不计绳重和各处摩擦，当物体匀速提升时，绳的自由端在竖直方向上的拉力F为，此过程滑轮组的机械效率为。
【答案】1N80%
．（2013江苏连云港，第16题）地震灾区重建过程中，工人用图示的滑轮组将重400N的建筑材料从地面缓慢提升至10m高处。
已知该工人对绳子的拉力为250N，则此过程人做的总功为J，该滑轮组的效率为%
【答案】500080
．（2013四川泸州，第17题）小欣用如图所示的动滑轮提升重量G=9N的物体，当用竖直向上F=5N的拉力拉绳的自由端匀速上升0.8m，用时4s，小欣所做的总功是J，机械效率是，拉力的功率是W。
【答案】4、90﹪、1
．（2013山东聊城，第II卷第7题）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η
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
【答案】71.4%高
．（2013山东东营，第15题）某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。
如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重500N，沿斜面所用拉力400N，则斜面的机械效率是。
【答案】75%
．（2013湖北宜昌，第30题）小勇同学利用星期天积极参加社会实践活动，到养老院当义工，在活动中要帮助老人将3壶相同的油从一楼搬到三楼。
小勇第一趟将一壶油从一楼提到三楼，用时20s；第二趟将两壶油从一楼提到三楼，用时30s。
已知每壶油的质量为5㎏，小勇的质量为45㎏，每层楼的楼高是3m.（g=10N/㎏）
（1）第一趟小勇做了多少有用功？
小勇做功的总功率是多少？
（2）比较小勇两趟做功效率的高低，并说明理由。
【答案】
（1）300J150W
（2）第二趟做功效率高。
理由：
小勇两次克服自已体重做的额外功不变，第二趟提两壶油时增大了有用功，从面增大有用功在总功中的比值，所以做功效率高。
．（2013四川遂宁，第15题）如图所示物体A被滑轮组拉着在水平地面上5s内匀速直线运动了2m，它受到地面的摩擦阻力是96N，绳端拉力F为40N，则A物体的运动速度是m/s，拉力F的功率是W，该滑轮组的机械效率是
【答案】2.530080%
．（2013陕西，第28题）图示的起重机重为6×103N的货物匀速提升10m，它的电动机做功1.25×105J，起重机匀速提升货物做的有用功为J，机械效率。
对于实际机械，机械效率总小于100%的原因是。
【答案】6×10448%机械不可避免要做额外功（或有用功总小于总功）
．（2013湖北恩施，第34题）（2分）工人师傅利用如图所示的装置来提升重物。
若物体重800N，每个滑轮重20N，不计绳重和摩擦。
工人师傅需用N的拉力才能将重物匀速拉起，机械效率为（结果保留一位小数）。
【答案】41097.6℅
三、作图题
四、实验探究题
．（2013浙江湖州，第38题）如图装置为某学生在科技创新大赛时发明的可以直接测量掖体密度的“密度天平”。
其制作过程和原理如下：
选择一根长1米的杠杆，调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡。
在左侧离中点10厘米的A位置用细线固定一个质量为l50克，容积为80毫升的容器。
右侧用细线悬挂一质量为50克的钩码（细线的质量忽略不计）。
测量时往容器中加满待测液体，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，在钩码悬挂位置直接读出液体的密度．
（1）该“密度天平”的“零刻度”应标在右端离支点O 厘米处。
（2）该“密度天平”的量程为多大？
（3）若将钩码的质量适当增大，该“密度天平”的量程将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】
（1）30 （2分）
（2）根据题意钩码移动至最右端，该“密度天平”达到最大量程，设OA为L1，O点距离最右端距离为L2，容器的质量为m1，钩码的质量为m2，容器中加满待测液体的质量为m.
F1L1=F2L2（m1+m）gL1=m2gL2
已知m1＝150克＝0.15千克 m2＝50克＝0.05千克
L1＝10厘米 L2＝50厘米
代入上式可得 m=100克 （结果正确1分）
ρ＝m/V＝100克/80毫升＝1.25克/厘米3 （或1.25×103千克/米3）（结果正确1分）
（3）增大 （2分）
．（2013江苏苏州，第28题）某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想，小组将对猜想进行验证。
（1）如果影响机械效率的因素有多个，要研究机械效率与某个因素的关系，需要先控制其它几个因素不变，这种方法在科学探究中称作。
（2）下列A、B是同学提出的两个猜想：
猜想A：
两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关；
猜想B：
两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关；
（3）为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图1、图2、图3和图4的滑轮组进行实验。
（a）按图滑轮组准备做的两个实验记录是用来验证猜想A的，若实验测得两滑轮组的机械效率大小（选填相等或不相等），则可初步判断猜想A是错误的；
（b）按图滑轮组准备做的两个实验记录是用来验证猜想B的，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断成像B是（正确或错误）的。
（4）接着，小组进行了实验验证。
【答案】
（1）控制变量法（3）（a）1、3或2、4相等（b）1、2或3、4正确。
．（2013安徽，第19题）某实验小组进行测量滑轮组机械效率的实验，先用弹簧测力计测量钩码的重力G（如图甲），再按图乙所示的连接方式线装好滑轮组，并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。
（1）图甲中弹簧测力计的示数为_________N。
（2）图乙中，为了测量绳子自由端的拉力F，A同学认为应该在弹簧测力计静止时读数，B同学认为应该在缓慢匀速提升时读数，正确的是___________（选填“A”或“B”）同学的方法。
（3）按照正确的测量方法，测出拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F_______（选填“>”、“<”或“=”）
G。
（4）实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，是为了____________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】
（1）2.0
（2）B
（3）＞
（4）测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功
14．（2013山东青岛，第II卷第14题）问题解决——测量滑轮组机械效率：
小雨用如图滑轮组将一个重物A提起，他想知道此时滑轮组的机械效率。
现在他身边除了重物A、两个相同的滑轮、细绳外，还有3只相同的小桶和若干相同的小铁钉。
（1）请你推导出测量此时滑轮组机械效率的数学表达式（不计绳重和摩擦）；
（2）请你说明测量步骤（请配图说明，图画在方框内）。
【答案】
（1）推导方法：
η=W有/W总=GA/GA+G动=G钉1/G钉1+G钉2=n1G0/n1G0+n2G0=n1/n1+n2
（2）①如图20-1将小桶、重物A挂在定滑轮两边，在右边小桶中加小铁钉直到定滑轮平衡，数出所加小铁钉数n1;
②如图20-2在定滑轮左边挂一个滑轮和小桶，在右边小桶中加小铁钉直到定滑轮平衡，数出所加小铁钉数n2
③将上述数据代入公式
中，计算出如案图20-3滑轮组的机械效率。
．（2013四川德阳第41题,）如图所示，小华同学在“测滑轮组机械效率”的实验中，应竖直向上_________拉动绳子的自由端。
若钩码G重为3N，小华所用拉力F为1.2N，则滑轮组的机械效率为_________；若换成重为5N的钩码G′再进行实验，此滑轮组的机械效率将_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3分）
【答案】匀速83.3％变大
五、计算题
．（2013山东烟台，第29题）图18甲所示的是一台汽车起重机的示意图，起重钩的升降升降使用的是滑轮组，如图18乙所示，滑轮组上钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的，某次作业中，起重机将重200kg的货物由地面起吊到5m的高度，所用时间20s，钢丝绳的拉力为800n，求起吊过程中，（g=10N／kg）
（1）起重机起吊货物的机械效率；
（2）卷扬机做功的功率；
（3）图丙为该起重机的铭牌，其中有一个重要的参数是“最大额定起重量”，运用你学过的物理知识，分析说明起重机设计时，该参数的确定吸引考虑哪些因素？
【答案】
（1）83.3％
（2）600W（3）影响因素：
起重机的质量，起重机重心位置，卷扬机提供的最大拉力，钢丝绳能承受的最大拉力，卷扬机的功率，起吊臂的长度等。
．（2013四川雅安，第31题）有一质量为20kg的正方体物体放在水平地面上，它的体积为8×10-3m3，某人想通过如图20所示的滑轮来竖直提起这个物体。
（g=lON/kg）
（1）该物体的密度是多大？
（2）当人用250N的力向下拉绳子时，物体恰好能匀速上升，物体上升3m后恰好到达目标位置，求此过程中人所做的功？
（3）该定滑轮的机械效率是多大？
【答案】
（1）ρ=m/V=2.5×103kg/m3
（2）W总=Fh=250×3=750J
（3）W有GH=20×10N×3m=600J
η=W有/W总=600J/750J=80%
．（2013四川自贡，第29题）如图所示（滑轮组的绕绳未画出），人以600N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了1.5m，重物匀速上升了0.5m，已知滑轮组的机械效率为70%（g=10N/kg）．
（1）按题意画出滑轮组的绕绳．
（2）人所做功的功率多大？
（3）被吊起的重物质量多大？
【答案】
（1）根据n=3，即动滑轮上绳子段数是3股；
则绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕，如图：
（2）∵W总=FS=600N×1.5m=900J；
∴P=W/t=900J/10s=90W．
（3）∵S=nh；∴n=S/h=15m/05m=3；
由η=G/nF得：
G=ηnF=70%×3×600N=1260N；
∴m=G/g=1260N/10Nkg=126kg．
．（2013江苏扬州，第23题）（6分）工人用如图所示的装置将重物提高5m，已知物重为800N，人对绳的拉力为500N。
求此过程中：
（1）做的总功。
（2）做的有用功。
（3）滑轮组的机械效率。
【答案】（6分）
（1）W总=Fs=500×5×2J=5000J（2分）
（2）W有用=Gh=800×5J=4000J（2分）
（3）
（2分）
．（2013四川凉山州，第48题）用如图所示的装置，在绳端用5N的拉力F将重20N的物体,沿长5m高2m的斜面，
从底端匀速拉到顶端，用时5s。
求:
（1）拉力F移动的速度;
（2）拉力的功率;（3）
该装置的机械效率。
【答案】
（1）2m/s
（2）10W（3）80%
．（2013山东潍坊，第25题）学习了简单机械的有关知识后，小强同学自制了一种简易升降晾衣架，它由4个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的一端固定在天花板上，人用力拉绳子的自由端可以使晾衣架匀速上升，晾衣架在匀速上升过程中横梁保持水平，如图所示.将40N的衣物挂在晾衣架上，人拉绳的力为12.5N时，衣物匀速上升，忽略绳重及摩擦.求:
（1）此时该装置的机械效率;
（2）将60N的衣物挂在晾衣架上，使其匀速升高lm.人所做的总功.
【答案】
．（2013江西，第17题）在测“滑轮组机械效率”的实验中，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A（如图9甲所示），然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码，当钩码上升的高度为H时，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B，并测得AB两点间的距离为2H（如图9乙所示），（不计摩擦与绳重）
求：
（1）动滑轮的重力G1
（2）滑轮组的机械效率
（3）如果减少钩码的个数，滑轮组的机械效率会如何变化？
【答案】
（1）G1=3F-G
（2）（G／3F）×100﹪（3）机械效率会降低
．（2013河北，第37题）如图16所示，重为1140N的物体，它与水平地面的接触面积为1.5×103cm2。
工人师傅用600N的力匀速提升物体，物体的速度为0.2m/s。
（不计摩擦及绳重）
求：
（1）工人师傅拉绳的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）体重为450N的小明用此滑轮组提升物体，但物体没有被拉动，物体对地面的最小压强为多大。
【答案】
（1）240W
（2）95%（3）2000Pa
．（2013贵州安顺，第15题）（6分）某小组通过实验测量如图甲所示滑轮组的机械效率，记录数据如下表：
（1）在答题卡上写出表中①和②处应填写的数据。
（保留1位小数）
（2）若在图甲实验装置的基础上，减少一保钩码，再测出滑轮组的机械效率，则机械效率与原来相比将怎样变化？
（3）若要进一步探究滑轮组的机械效率是否与滑轮组的绳子绕法有关，照图乙的样子在答题上站画出滑轮组和绳子的绕法。
【答案】
（1）①0.2②83.3%
（2）变小
（3）
．（2013四川德阳第43题,）（9分）现有重800N的木箱A，小李同学想把它搬到高为6m、长为10m的斜面上，如图所示，他站在斜面上，沿斜面向上用600N的拉力使木箱A以0.2m／s的速度匀速从斜面底端到达斜面顶端。
求：
（1）小李同学拉木箱的功率是多大?
（2）该斜面的机械效率是多少?
（3）木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大?
【答案】解：
（1）
……………………………………1分
……………………………1分
…………………………………1分
（2）
…………1分
……………………2分
（3）
…………………1分
…………………………2分
答：
略。
．（2013湖北襄阳，第41题）（5分）用如图所示的滑轮组提升货物，已知动滑轮重30N,货物重360N、上升速度是0.3m/s，拉力F的功率是180W（不计绳重）。
求：
⑴滑轮组的机械效率η
⑵货物上升3m过程中，克服摩擦力做的功。
【答案】
（1）60﹪
（2）630
．（2013江苏镇江，第26题）（7分）如图1所示，用弹簧测力计拉着绳子利用滑轮组将重3N的物体匀速提升0.5m。
（1）求图1中弹簧测力计对绳的拉力所做的功；
（2）求图1中滑轮组的机械效率；
（3）请在答题卷的图2中画出比图1更省力的绕线。
【答案】
（1）2.4J
（2）62.5%（3）
．（2013湖北孝感，第33题）如右图
所示，已各斜面长5m，高3m，绳端拉力为50N。
利用这个滑轮装置将重为100N的物体在5s内从斜面的底端匀速拉到顶端。
在此过程中：
（1）物体沿斜面向上运动的速度为多少？
（2）绳端移动的距离是多少？
（3）拉力的功和功率各是多少？
（4）拉力的机械效率是多少？
【答案】
（1）1m／s
（2）10m（3）500J100W（4）60﹪
．（2013江苏常州，第25题）山东临淄管仲纪念馆内有一口铜钟，质量为2t，2013年4月，一男子钻到钟下玩耍，其他游客转动铜钟导致悬挂钟的绳索被扭断，该男子被困在钟内，闻讯赶到的消防员们迅速组装好滑轮组，站在地面一起向下拉绳将铜钟吊起，该男子趁机从钟下爬出脱困，（g取10N/kg）问：
（1）消防员们站在地面一起向下拉绳将铜钟吊起，请画出最省力的绳子绕法。
（2）消防员们在绳子自由端共施加4000N的力，使铜钟在1min内匀速缓慢上升60cm，请计算绳子自由端拉力做功的功率。
（3）此过程中滑轮组的机械效率是多少？
【答案】
（1）如图所示
（2）W=Fs=4000N×3.6m=1.44×104J；P=W/t=1.44×104J/60s=240W.（3）W有用=Gh=20000N×0.6m=1.2×104J，机械效率η=W有用/W总=83.3%。
．（2013贵州黔东南，第24题）在探究斜面机械效率的实验中，如图15所示，是某同学用一块长木板，一端垫高做成倾角为30°，高h为0.3m的斜面，现将重5N的木块用弹簧测力计匀速拉到斜面顶端h的位置。
此过程中弹簧测力计示数恒为3N，所用时间为12s，求：
（1）木块从底端运动到顶端过程中的速度。
（2）木块从底端运动到顶端过程中，拉力做功的功率。
（3）此斜面的机械效率
【答案】
（1）0.05m／s
（2）0.15（3）83.3﹪
其它
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