五、探究——使用机械是否省功.docx

第五节探究使用机械能省功吗？ 习题精选题型 面向全体、双基巩固1. 如图9-5-1所示，小穆同学在“测滑轮组机械效率”的实验中，匀速拉起重为6N的物体，物体升高了0.2m，弹簧测力计示数为 N，则有用功是 J，机械效率为 .2.张明同学用如图9-5-2所示的滑轮组做“测滑轮组的机械效率”的实验时.拉线的绕法如图所示.每个钩码重均为0.5N，将钩码匀速向上提升20cm，弹簧测力计移动的距离为60cm，弹簧测力计的示数为1N.问：（1）在实验过程中，对钩码所做的有用功是多少？（2）滑轮组的机械效率是多少？（3）为什么总功总是大于有用功？3.如图9-5-3所示，用一动滑轮拉一物体A以0.5m/s的速度在水平面匀速运动，物体A重为20N，受到的摩擦力是物重的0.2倍，水平拉力F为2.5N，则在2s内拉力做的功是 J，滑轮的机械效率是 （不计滑轮重力）.题型 生活物理社会4.一人用如图9-5-4所示的滑轮组提起2000N的牛，所用拉力是400N，绳的自由端被拉下4m，下面说法中正确的是( )A.拉力做的总功是8000JB.拉力做的有用功是1600JC.拉力做的总功是1600JD.滑轮组机械效率是62.5%5.一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如图9-5-5所示.若车重为81O4N，汽车受到的阻力为车重的0.03倍，滑轮组的机械效率为80%，问：（1）该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出？（2）若拉动汽车时，汽车前进的速度为0.1m/s，则司机做功的功率是多少？题型 开放与创新6.各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同，要根据具体情况具体分析.具体分析图9-5-7中三种做功的情况（设滑轮规格相同），产生额外功最多的应是 图.若钩码（m=50g）在三种情况下均被提高1m，各种情况机械做的有用功均为，由此可判断出 图机械效率最大.（g取10Nkg）7.如图9-5-8所示，已知重物等于G，请你补充一个物理量，用物重G和补充的物理量，求出动滑轮的机械效率.（绳重和摩擦忽略不计）补充的物理量名称和符号： ；机械效率= .8.把100N重的沙子运上三楼有三种方法如图9-5-9，这三种方法的机械效率相同吗？题型 学科渗透9.甲、乙、丙三台机器，它们的机械效率大小是甲乙丙.用它们分别把同一物体提高相同高度，下列说法中你认为正确的是( )A.W总甲W总乙W总丙B.W总甲W总乙W总丙C.W总甲=W总乙=W总丙D.无法判断10.滑轮组的机械效率为80%，利用此滑轮组，用100N的拉力匀速提起400N的重物，则承担滑轮和重物总重的绳子的段数是( )A.3段B.4段C.5段D.6段题型 探究学习11.某小组通过实验得知滑轮组的机械效率与许多因素有关，有同学想进一步探究滑轮组的机械效率是否与滑轮组中细绳的绕法有关，根据探究目的，他们先通过实验测算出如图9-5-10甲所示的滑轮组的机械效率，请你在图9-5-10乙中画出下一步实验所需的组装图.参考答案1.分析：从图9-5-1中可看出测力计示数为2.4N，W有=Gh=6N0.2m=1.2J，滑轮组由3段绳子承担，s=3h=0.6m，总功W总=Fs=2.4NO.6m=1.44J，机械效率=100%83%.答案：见分析2.分析：钩码总重G=40.5N=2N，上升的距离h=20cm=0.2m，s=60cm=0.6m，F=1N（1）W有=Gh=2NO.2m=0.4J（2）W总=Fs=1NO.6m=0.6J=100%66.7%（3）因动滑轮的重力不能忽略，绳与滑轮间存在摩擦，克服这些力做的功为额外功，所以总功总是大于有用功.答案：见分析3.分析：图中的滑轮克服摩擦力做的功为有用功，而f=0.2G=0.220N=4N.W有=fAt=4NO.5ms2s=4JW总=F2sA=2.5N2m=5J=80%答案：5 80%4.分析：图中有4个动滑轮，且与动滑轮接触的绳n=8股，所以h=m=0.5m.W有=Gh=2000N0.5m=1000JW总=Fs=400N4m=1600J=100%=62.5%答案：CD5.分析：（1）滑轮组对汽车的拉力F=f=0.03G=0.038104N=2400N=F=750N（2）司机做功的功率为P=F4=750N40.1ms=300W答案：（1）750N （2）300W6.分析:图A中，工人用的是定滑轮，定滑轮不省力，又不计摩擦和绳重，所以甲用力F甲=G沙，而B中用的是动滑轮，所以F乙=.G轮G沙，F乙G沙，即动工人用力较小.在A中W额=0，而B中W额0，两图中W有相同，所以AB.答案：乙 7.分析：甲是定滑轮，只有克服摩擦做的功才是额外功，而已是动滑轮，克服动滑轮重及摩擦做的功都是额外功.丙中的动滑轮和乙中重一样，但摩擦的机会比己的多，所以丙中的额外功最多，甲中最少.而甲、乙、丙中的钩码一样，提升高度一样，意味着有用功一样，且W有=mgh=0.05kg10Nkg1m=0.5J.据=可知甲、乙、丙中W有相同，甲中W额最小，即甲中W总最小，所以甲的机械效率最高.答案：丙 0.5J 甲8.分析：此题是一个开放性的题目，补充不同的条件，有时均可求出滑轮组的机械效率.如：补充动滑轮重G动，则W有=Gh，W额=G动h，=.补充绳的拉力为F，则W有=Gh，W总=Fs=F2h，=答案：见分析部分.9.分析：三种方法中，有用功的大小均相等，均为W有=G沙h=100N6m=600J第一种方法中：W总1=（G沙+G人+G桶）h=520N6m=3120J=19.2%第二种方法中：W总2=（G桶+G动+G沙）h=130N6m=780J=76.9%第三种方法中：W总3=（G袋+G动+G沙）h=115N6m=690J=87.0%W有相同，W总3最小，据=可知，第三种方法机械效率最高.从以上的过程，我们认识到，第三种方法最好，即机械效率越高，方法越好！答案：不相同，第三种方法机械效率最高.1