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第3节 机械效率 ‎1.[2013·河南] 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 ( D )‎ 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 ‎【解析】 任何机械都不能省功,因此有用功不变,A、B排除;机械效率为有用功和总功的比值,有用功不变,机械效率增大,则总功减小。所以D正确。‎ ‎2.下列说法正确的是 ( C )‎ A.机械的效率越高,做功一定越多 B.机械效率低的机械做功少 C.使用任何简单机械都不省功 D.提高滑轮组的机械效率的办法是增加滑轮的个数 图12-3-7‎ ‎3.[2013·乐山] 如图12-3-7所示,不计摩擦,把重G =16 N的物体匀速提起所用的拉力F =10 N,则关于该动滑轮的说法中,错误的是 ( D )‎ A.动滑轮重4 N 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 ‎【解析】 根据F=(G物+G动)得G动=‎2F-G物=2×10 N-16 N=4 N,所以A正确。‎ 动滑轮可以省一半的力,但费距离,所以B正确。‎ 7‎ η=×100 %=×100 %=×100 %=80 %,所以C正确。‎ 提升物体的速度快,则做功快,功率大,但效率不变,所以D错误。‎ ‎4.[2013·德州] 某实验小组分别用如图12-3-8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 ( C )‎ 图12-3-8‎ 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 ‎【解析】 不计绳重及摩擦,‎ ‎∵拉力F=(G物+G轮),n1=2,n2=3,‎ ‎∴绳子受的拉力:‎ F1=(G物+G轮),F2=(G物+G轮),‎ ‎∴F1>F2,乙图省力;‎ ‎∵动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W额=G轮h,W有用=G物h,‎ ‎∴利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,则总功相同,‎ ‎∵η=,‎ ‎∴滑轮组的机械效率相同。‎ 图12-3-9‎ ‎5.[2013·武汉] 如图12-3-9所示,利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300 N的物体,拉力F的大小为30 N 7‎ ‎。若物体和地面之间的摩擦力大小为45 N,则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为 ( B )‎ A.45 N、50 % ‎ B.45 N、75 %‎ C.60 N、50 % ‎ D.60 N、75 %‎ ‎【解析】 ①物体在水平地面上做匀速运动,则此时A处绳子的拉力与物体与地面之间的摩擦力是一对平衡力,‎ ‎∵物体和地面之间摩擦力为f=45 N,‎ ‎∴A处的拉力大小为FA=f=45 N。‎ ‎②从图可知,由2段绳子与动滑轮相连,则s=2s物,‎ ‎∵F=30 N,f=45 N,‎ ‎∴滑轮组的机械效率为:η====×100%=75%。‎ 图12-3-10‎ ‎6.如图12-3-10所示,工人师傅用250 N的力将重400 N的物体匀速提升‎1 m,在此过程中滑轮组的机械效率是 ( A )‎ A.80%‎ B.62.5%‎ C.125%‎ D.20%‎ 图12-3-11‎ ‎7.如图12-3-11所示,用滑轮组提升重物时,重800 N的物 体在10 s内匀速上升了‎1 m,已知拉绳子的力F为500 N,则提升重物的过程中 ( A )‎ A.做的有用功是800 J B.拉力F的功率是80 W C.绳子自由端被拉下3 m D.滑轮组的机械效率是60%‎ ‎8.[2013·哈尔滨] 如图12-3-12所示,工人用250 N的力F将重为400 N的物体10 s内匀速提升‎2 m,在此过程中,滑轮组的机械效率为__80__%__,‎ 7‎ 拉力的功率为__100__W。‎ 图12-3-12‎ ‎9.用相同的滑轮和绳子分别组成如图12-3-13所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的物体提升相同的高度,在不计绳重及机械摩擦的情况下,甲所用的拉力__大于__乙所用的拉力;甲滑轮组的效率__等于__乙滑轮组的效率。(均填“大于”、“小于”或“等于”)‎ ‎ ‎ 图12-3-13 图12-3-14‎ ‎10.小雪用三个质量相同的滑轮组成如图12-3-14所示的滑轮组,将重为120 N的物体匀速提高了‎4 m,若机械效率为80%,不计绳重及摩擦,则每个滑轮重为__30__N。‎ ‎  ‎ ‎11.如图12-3-15所示,工人利用滑轮组将沙子从地面提升到距地面‎6 m高的三楼,沙子的质量为‎50 kg,装沙子的桶的质量为‎8 kg,动滑轮的质量为‎2 kg,工人匀速拉绳子的力为300 N。(忽略摩擦和绳重,g取10 N/kg)求:‎ ‎(1)工人做的总功。‎ ‎(2)工人做的额外功。‎ 7‎ 图12-3-15‎ 解:(1)由图知,n=2,拉力端移动的距离 s=2×‎6 m=‎12 m,‎ 拉力做功:‎ W总=Fs=300 N×‎12 m=3600 J;‎ ‎(2)∵忽略摩擦和绳重,‎ ‎∴W额=(G桶+G动)h=(m桶+m动)gh=(‎8 kg+‎2 kg)×10 N/kg×‎6 m=600 J。‎ ‎12.[2013·南京] 在“测定动滑轮机械效率”的实验中,小明用如图12-3-16所示的动滑轮提升钩码,改变钩码的数量,正确操作,实验数据如下:‎ 实验序号 钩码重 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm ‎①‎ ‎1.0 ‎ ‎20.0 ‎ ‎0.7 ‎ ‎40.0 ‎ ‎②‎ ‎2.0 ‎ ‎20.0 ‎ ‎1.2 ‎ ‎40.0 ‎ ‎③‎ ‎3.0 ‎ ‎20.0 ‎ ‎1.7 ‎ ‎40.0 ‎ 图12-3-16‎ ‎(1)实验时,用手__匀速__拉动弹簧测力计,使挂图在动滑轮下的钩码缓缓上升。‎ ‎(2)第①次实验时,测得动滑轮的机械效率为__71.4__%__。‎ 7‎ ‎(3)第③次实验时,钩码上升的速度为‎0.05 m/s,则拉力的功率为__0.17__W。‎ ‎(4)由表中实验数据分析可知,同一动滑轮,所提升物重增大,机械效率将__增大__(填“增大”、“减小”或“不变”)。‎ ‎13.某实验小组利用图12-3-17示装置研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下:‎ 图12-3-17‎ ‎①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码,在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计,使杠杆保持水平;‎ ‎②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持O点位置不变),在此过程中弹簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)杠杆机械效率的表达式为η=____。(用已知或测量的物理量符号表示)‎ ‎(2)本次实验中,若提升的钩码重一定,则影响杠杆机械效率的主要因素是__杠杆的自重__。‎ ‎(3)若只将钩码的悬挂点由A移至C,O、B位置不变,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将__变大__(填“变大”、“变小”或“不变”)。‎ ‎14.如图12-3-18所示为倾角30°的固定斜面,方明同学用平行于斜面500 N的推力将质量为‎70 kg的物体在5 s时间内匀速推高‎1 m。(g取10 N/kg)求:‎ ‎ (1)推力做的总功和推力的功率。‎ ‎(2)斜面的机械效率。‎ ‎(3)斜面对物体的摩擦力。‎ 图12-3-18‎ 解:(1)1000 J 200 W (2)70% 150 N 7‎ ‎【解析】 (1)W总=Fs=F·2h=500 N×2×‎1 m=1000 J P===200 W ‎(2)W有=Gh=mgh=‎70 kg×10 N/kg×‎1 m=700 J η==×100%=70%‎ ‎(3)W额=W总-W有=1000 J-700 J=300 J 因为W额=fs 所以f===150 N 7‎ 查看更多

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