机械效率专题练习.doc

机械效率专题练习一、实验,探究题1、某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。 (1)比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越 。(2)第3次实验中所做的有用功是 J，机械效率是_。(3)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功 (选填“增大”或“减小”)，因而，由第2、3次实验可知：滑轮组的机械效率与 有关。2、在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关.如图12是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其它条件一定时的实验数据.(1)分析表中数据可得该实验是探究_。 (选填“小明”或“小聪”)的猜想，结论是：在其它条件一定时，斜面_，机械效率越高。(2)另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤。把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面。用弹簧测力计沿斜面把一木块_拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率。保持斜面的_不变，改变斜面的_，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率。比较两次_的大小，即可验证猜想是否正确。 3、小兰在探究斜面的机械效率时，在光滑程度一样而倾斜程度不同的斜面上匀速直线拉动物块，（如图所示）并设计表格记录实验数据如下：实验次数斜面的倾斜程度物体重G/N物体上升高度h/m沿斜面拉力F/N物体移动距离 S/m有用功有/J总功W总/J机械效率机械效率平均值1较缓5.00.101.60.500.500.8063%2较陡5.00.152.20.500.751.1068%3最陡5.00.250.501.25（1）如图所示第三次实验弹簧测力计的示数为 N，机械效率约为 （精确到百分位）。（2）小兰在对实验数据处理的过程中出现的错误之处是： 。（3）改正错误后，对实验数据进行分析，你对斜面机械效率问题可获得的初步结论是 。 4、某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下： 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； 竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持0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=_。(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:_(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_(选填“变大”、“变小”或“不变”)。 5、在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图20所示的同一滑轮组分别做了三次实验，如图20甲、乙、丙所示，实验数据记录如下：钩码重/N钩码上升的距离/cm弹簧测力计的读数/N弹簧测力计上升的距离/cm机械效率280.82483.3%481.524682490.9%(1)写出表中标有编号和的空格处的数据，第三次实验弹簧测力计示数如图20丁所示，编号处数据为 %（保留三位有效数字），编号处数据为 。(2)分析以上实验数据，同一滑轮组的机械效率主要与 有关。 6、在简单机械中，把有倾斜的坡面称为斜面，它便于把重物推上某一高处。小明同学在某次课外活动课上设想研究斜面的使用特点。他先用弹簧测力计把重为G的物体缓慢提起h高度，此时测力计的示数情况如图7（a）所示。再分别用弹簧测力计把该物体沿着倾角不同的光滑斜面拉到h高度，测力计的示数情况如图7（b）、（c）、（d）所示。请仔细观察图中的操作和测力计的示数变化，然后归纳得出初步结论。（1）比较图7（a）与（b）或（a）与（c）或（a）与（d）两图可知： 。（2）比较图7（b）与（c）与（d）三图可知： 。7、在“测滑轮组机械效率”的实验中（均不计绳重和摩擦），小明用同一滑轮组进行了两次实验，部分实验数据如下表所示：序号钩码重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/c根据小明的实验数据在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组。第一次实验中测得滑轮组的机械效率为_。请将表格中空格处的数据补充完整。若绕滑轮组的细绳能承受的最大拉力为10N，则该滑轮组效率最高可达_。8、某同学测量滑轮组的机械效率时，先用弹簧测力计测出物重G，按要求正确组装好器材，拉动弹簧测力计使物体匀速上升，用刻度尺分别测出物体上升的高度h和绳端移动的距离s，在物体静止时读出拉力的大小F，最后，根据公式算出滑轮组的机械效率。(1)以上操作过程存在一处错误，请找出错误的句子，并写出正确的操作方法：_， 。(2)为了提高滑轮组提升物体时的机械效率，请提出两条措施：_. 9、用如图14所示的实验装置测量杠杆的机械效率实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升（1）实验中，将杠杆拉至如图7所示的中虚线位置，测力计的示数F为0.5N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为 %请写出使用该杠杆做额外功的一个原因： （2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：次数钩码悬挂点钩码总重G/N钩码移动距离h/m拉力F/N测力计移动距离s/m机械效率/%1A1.50.100.70.3071.42B2.00.151.20.3083.3根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答： ；请简要说明两条理由： ； 10、在生产中，人们往往用的是由杠杆、滑轮等简单机械组合而成的复杂机械。在一次综合实践活动中，王刚同学分别用一轻质杠杆（O为支点，OA3OB）、一只滑轮和一些细绳构成的组合机械来提升重90N的物体。王刚在实践活动中是这样做的：他先单独使用一个动滑轮来提升重物如图19甲所示，然后又用动滑轮和杠杆组成的组合机械来提升重物，如图乙所示。 在不计机械重，绳重，部件间摩擦时，F1=_N，F2=_N.比较F1、F2可以看出，使用乙图组合机械的好处是_。请你帮他设计出一种能省距离的组合机械，请把设计方案图画在下面的方框内。王刚在实验中突然提出这样一个问题，使用乙图的组合机械与使用甲图的动滑轮相比，它的机械效率是否发生改变呢？为了比较甲、乙两机械效率的大小，需要测量的量有：_。机械效率甲=_，乙=_。（用测量的量来表示） 11、学习了机械效率知识后，全班同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想：A.斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关； B.跟斜面的粗糙程度有关；C.跟斜面的长度有关；D.跟物体的重力有关。小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确，设计方案并进行了探究，每次都匀速将物体从斜面底部拉到了斜面的顶部。下表记录了他的探究过程和数据。实验次数斜面倾角斜面材料物重GN斜面高度hm沿斜面拉力FN斜面长Sm有用功W有J总功W总J机械效率（%）1300木板1.00.50.71.00.50.771.42300玻璃1.00.50.61.00.50.683.33450木板1.00.70.91.00.70.9（1）根据表中数据，补充完成表格中实验3的机械效率 。（2）通过对比实验1、2数据，可初步验证猜想 （填写字母）。（3）通过对比实验1、3数据，可初步得出的探究结论是：当其它条件一定时，斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率 。（4）若要验证猜想D，应控制斜面的长、斜面的倾斜程度和 不改变。（5）小刚同学知道额外功是因为摩擦引起的，他根据第2次数据又算出了物体在玻璃上拉动时的摩擦力为 N. 二、计算题12、某人用如图所示的滑轮组匀速提升500N的重物，所用的拉力F为300N，绳子自由端被拉下2m，在此过程中，不计摩擦和绳重，求：（1）拉力F所做的功；（2）滑轮组的机械效率；（3）滑轮组中动滑轮的重。（4）如果用此滑轮组匀速提升800N的重物，拉力应为多大？13、如图21，动滑轮重20N，物体重80N，不计绳重和摩擦：（1）请你在图中画出一种绕绳方法。（2）根据你的绕绳方法，用滑轮组将物体匀速提升1m时，求作用在绳子上的拉力、有用功和滑轮组的机械效率。 14、如图所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升，下表是提升物体时采集到的信息：物重G/N 0A/m0B/mA端上升的髙度h/mB端下降的竖直距离s/m400.80.40.20.1 (1)若不计杠杆自重和摩擦,求拉力F的大小；(2)若实际拉力F为90N，求拉力做的总功及杠杆的机械效率15、小明健身用的拉力器结构如图所示他用250N的拉力向下拉动拉杆，使20kg的配重块在 2s内匀速升高40cm不计拉杆和绳的重力，g取10N/kg求：（1）所拉配重块的重力；（2）2s内配重块运动的速度；（3）此过程中拉力器的机械效率16、小强利用如图13所示的滑轮组去拉物体，使重为2000N的物体A沿水平方向匀速移动了6m，若A所受地面的摩擦力f = 600N，小强所用拉力F =250 N，该装置的机械效率是多少？若物体A重为3000N，仍使用该滑轮组去拉，其机械效率将如何变化（要求说明其道理）？17、建筑工人用如图所示的滑轮组把重为720N的钢材匀速拉到距离地面5m高的工作台上，动滑轮重80N，绳重和摩擦不计，求：（1）工人通过该滑轮组做的有用功。（2）推导出滑轮组的机械效率，并求出该滑轮组的机械效率。18、站在地面上的人，使用由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，将放在地面上，重为1000N的物体匀速地提升2m（不计摩擦）人所做的功为2500J，求： （1）人所用的拉力是多少N？ （2）若用此滑轮组匀速提升另一个物体升高同一个高度，滑轮组对重物做功为3500J，这时滑轮组的机械效率是多大？ 三、选择题19、如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为2。若不计绳重与摩擦，则（ ） A.W1 = W2，1 =2 B. W1 = W2，1 2C. W1 2 D. W1 W2，1 220、在不计摩擦和绳子质量的情况下,分别使用定滑轮、动滑轮、滑轮组(两个定滑轮和两个动滑轮)匀速提升同一物体到同一高度处,其机械效率分别为定、动、组,则下列选项正确的是（ ）A.组动定 B. 定动组 C. 动定 D. 定组动 21、用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m，不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为60则下列选项错误的是（ ） A拉力大小一定是125N B有用功一定是150 J C总功一定是250 J D动滑轮重一定是100N 22、右图是欧洲中世纪建筑城堡和教堂时所使用的脚踩吊车，明显影响吊车机械效率的主要因素是（ ）A吊架安装的高度 B吊架的合理结构C安装吊架的材料 D被吊货物的质量23、关于简单机械下列说法中正确的是（ ）定滑轮不仅能改变力的大小而且能改变力的方向使用滑轮组不仅省力而且省功轮轴是一种省力机械斜面是一种省力机械 四、作图题4、测滑轮组的机械效率。（1）利用图13所示的滑轮组成滑轮组，要求弹簧测力计向上拉，在图13中画出滑轮组的绕法。（2）使钩码升高的过程中应向上 拉动弹簧测力计；记下钩码及弹簧测力计的位置。拉动弹簧测力计使重为G的钩码升高，读出弹簧测力计的示数F，用刻度尺分别测出钩码提升的高度h和弹簧测力计移动的距离S。（3）用公式Gh/(mgG)h 计算机械效率比用Gh/FS计算出的结果_（填：“偏大”、“相同”或 “偏小”）。（4） 保持此装置不变，将提升的钩码增加为2G ,滑轮组的机械效率将 。（填：“增大”、“不变”或 “减小”）。五、填空题25、电动自行车已经是柳州市大部分市民的主要交通工具，其优点是经济实惠。如果某一电动自行车电动机的额定功率是240 W，以6 ms的速度匀速行驶时的供电电流为5 A，则电动机的额定工作电压为_V，若该车电动机的效率为80，则牵引力为_N。 26、如图所示，用一个重为18N的动滑轮来提升物体，若物体匀速上升过程中竖直向上的拉力F=30N，（不计摩擦和绳重）则动滑轮的机械效率为 。六、简答题27、如图所示，两小儿之辩，关于机械省力，省功以及机械效率的辩论，你支持哪一方的说法？不支持另外一方的原因是什么？参考答案一、实验,探究题1、（1）高（或大） （2）0.4 72.7% （3）增大 动滑轮的质量（或动滑轮的质量） 2、1）小聪，越倾斜 2）匀速 3）倾斜程度，粗糙程度 4）机械效率 3、（1）3.2 78%（2）斜面的机械效率是变化的，不应计算平均值。（或表格中不应该有“机械效率平均值”这一项等答案，合理即可）（3）接触面粗糙程度相同（或光滑程度相同）时，斜面越陡（或缓），机械效率越高（或低）。 4、(1)100% (2)杠杆的自重 (3)变大 解析：本题考查的是机械效的测量。测量时需测有用功和总功，杠杆的有用功是Gh1,拉力的总功是Fh2.所以杠杆的机械效率是100%。影响杠杆的机械效率的因素是杠杆自身的重量，当拉力点从A点移到C点时，拉力对杠杆重力引起的影响变大了，使得部功增大了，所以机械效率变大了。易错分析：很多同学考虑不到杠杆的重力，从而不能正确得到（2）（3）两问的答案。 5、（1）88.9% 2.2 （2）钩码重6、（1）使用斜面缓慢提升重物时，可以省力；（2）使用斜面缓慢提升相同重物（到同一高度）时，斜面倾角越大，拉力越大 7、（1分）50%（1分） 3（1分） 90%（2分）8、在物体静止时读出拉力F的大小。在物体匀速上升时读出拉力F的大小 9、(1) 66.7，由于使用杠杆时需要克服杠杆自重（克服摩擦力）等做功(2)不能，两次实验时钩码没有挂在同一位置 仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的 10、(1)3分 45N 15N 更省力 (2)2分（图略） (3)（一）2分 物体重力G，F1的大小，图乙中物体上升的距离h，F2的大小，A点下降的距离l（图甲中物体上升高h/，F1移动距离l/）(二)2分 甲（或甲）乙 11、（1）78% (2)B (3)越大 （4）接触面(或斜面)的粗躁程度 （5）0.1N 二、计算题12、（1）600J （2）83.3% （3）100N （4）450N13、解法一：（1）绕绳方法如第30题（a）图 1分（2）(80N+20N)=50N 1分 W有=G物h=80N1m=80J 1分 W总=FS=50N21m=100J 1分 % 1分（或J 1分第30题（a）图 1分）解法二：（1）绕绳方法如第30题（b）图所示。 1分（2）解： 1分 1分 1分 1分（或J 1分 1分）14、解：（1）根据杠杆的平衡条件可知：FLOB=GLOA，即：F0.4m=40N0.8m，解得F=80N（2）W总=FhB=