同步练习——功的原理(答案版)

1 三 功的原理三 功的原理 知识清单知识清单 1 通过大量的实验和分析可以得出 使用任何机械都不能 人们称这个结 论为 2 我们利用机械做功时 必须做的且对我们有用的功叫做 用 表示 不可避免地要克服机械自重和摩擦力而做的功叫做 用 表示 与 的总和叫做总功 用 表示 三者的关系式为 3 在物理学中 与 的比叫做机械效率 用公式表示为 机械效率通常是一个比值 没有单位 有用功是总功的一部分 因为 W有用F2 1 2 B F1 F2 1 2 C F1 F2 1 2 D F1 2 9 工人用如下左图所示的滑轮组将一重 400 N 的物体匀速提起 若滑轮组的机械效率 为 80 忽略一切摩擦及绳重 则拉力的大小是 N 动滑轮的总重 N 若使用该滑轮组提升 200 N 的重物 其机械效率将 选填 变大 变小 或 不变 31 2 125100 变小 500 5 10 利用上右图中滑轮组提升重物 A 物体 A 重 1600 N 滑轮组的机械效率为 80 当物体匀速提升时 作用在绳端的拉力 F 为 N 如果增大物重 此滑 轮组的机械效率 选填 变大 变小 或 不变 11 如图是测得滑轮组机械效率时所用的滑轮 若使绳端的拉力沿向上的方向 1 请在图中画出该滑轮组的绳子绕法 2 完善下列实验步骤 A 按组装图把实验器材装配好 B 用弹簧测力计测量出重物的重力 C 在动滑轮下面挂上重物 并分别记下重物和弹簧测力计的位置 D 拉弹簧测力计 使重物上升一段距离 读出 E 用刻度尺分别量出 和 移动的距离 F 由测得的数据 求出滑轮组的机械效率 3 在这个实验中 若物重 4 N 重物上升了 0 1 m 弹簧测力计示数为 2 N 请计算 该滑轮组的机械效率 4 你能分析一下效率不是 100 的原因吗 请你试着写出两条 12 2013 西城南区八下期末 如图 20 甲所示 是某小 组的同学测动滑轮的机械效率的示意图 他们用弹簧测力 计拉动绳子自由端 将质量为 200g 的钩码从 A 位置匀速 竖直匀速向上弹簧测力计的示数 重物上升的距离绳的自由端 66 7 要克服动滑轮及绳子 所受的重力做功要克服绳子与滑轮间的摩擦做功 变大 1 2 83 6 提升到 B 位置 同时弹簧测力计从图中的位置匀速竖直上升到位置 在这个过程中 A B 弹簧测力计对绳的拉力为 F 弹簧测力计的示数如图 20 乙所示 请你根据他们做的实验完 成下列问题 g 取 10N kg 1 弹簧测力计的示数是 N 2 动滑轮的机械效率是 请保留两位有效数字 3 若想提高动滑轮的机械效率 应该 或 13 小周学过有关 机械效率 的知识后提出了一个问题 斜面的机械效率与斜面的 倾斜程度有没有关系 针对这一问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验 如 图所示 并记录实验数据如下 1 根据表中数据 可求出第三次实验的有用功为 J 总功为 J 机械 效率是 2 通过上述实验数据的分析 你认为斜面省力情况与斜面的倾斜程度的关系是 斜 面越陡 越 选填 省力 或 费力 3 通过对上述实验数据的分析 你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是 14 用一个动滑轮 一个定滑轮组成的滑轮组来匀速提升重物 G 如图所示 已知物 重 G 600 N 拉力 F 250 N 求 1 重物升高 0 5 m 时 拉力所做的有用功 额外功及机械效率 300 J 75 J 80 2 若不计绳重和摩擦力 动滑轮的重为多少 150 N 1 251 55 81 费力 对同一斜面 提升同样的重物时 斜面越陡 机械效率越高 增加所挂钩码数减轻动滑轮的重量 7 15 2013 房山周口店中学八下期中 如图 14 所示的滑轮组 动滑轮总重为 G动 动 1N 一同学用这个滑轮组将重为 G 3N 的物体吊起 h 0 5m 高 不考虑绳重及轮与轴的摩擦 求 1 这个同学在绳端加的拉力 F 是多大 1 N 2 拉力 F 做的功是多少 2 J 3 拉力 F 做的有用功是多少 1 5 J 4 这时滑轮组的机械效率是多少 75 5 若把所提重物换成 9N 的物体 此滑轮组在吊起该重物过程中的机 械效率又是多少 90 基础练习基础练习 1 人们使用机械时 不可能达到的目的是 B A 省力 B 省功 C 省距离 D 省时间 2 下列采取的措施 可以提高机械效率的是 C A 有用功一定 增大总功 B 总功一定 增大额外功 C 有用功一定 减小额外功 D 额外功一定 减小总功 3 下列关于机械效率的说法 正确的是 B A 机械效率可以提高到 100 B 机械效率总小于 1 C 功率大的机械的机械效率高 D 机械效率越高 有用功越多 4 下列关于机械效率的说法 正确的是 C F G2 图 14 8 A 机械效率越高的机械越省力 B 机械效率越高的机械越省功 C 机械效率越高的机械 额外功在总功中所占的比例越少 D 机械效率越高的机械 做功越快 5 2013 西城北区八下期末 关于功率 下列说法正确的是 C A 做功多的机械 功率一定大 B 做功时间短的机械 功率一定大 C 做功快的机械 功率一定大 D 机械效率高的机械 功率一定大 6 一台起重机将重 5000 N 的货物提高 2 m 如果额外功是 2500 J 则起重机做的有用 功是 J 该起重机的效率是 7 如图所示 将质量为 100 kg 的木箱 用一平行于斜面向上的力从底端匀速拉到斜面 顶端 斜面长 5 m 高 1 6 m 在此过程斜面的机械效率为 80 则拉力做的有用功为 J 拉力所做的额外功为 J 8 甲 乙 丙三台机器 它们的机械效率大小是 甲 乙W总乙 W总丙 B W总甲 W总乙G2 则所用的拉力 F1 F2 其机械效率 1 2 选填 9 11 工人师傅使用一个动滑轮将 400 N 的重物匀速提升到 3 m 高处 假如所用的拉力 方向竖直向上 大小为 250 N 则 B A 拉力所做的功为 750 J B 机械的效率为 80 C 若用该滑轮提升更重的货物 机械效率将保持不变 D 若采用轻质滑轮完成原任务 机械效率将保持不变 12 如图所示 不计摩擦和绳重 把一个重为 20 N 的物体沿竖直方向在 4 s 内匀速提 升了 2 m 所用拉力 F 为 12 5 N 下列说法中正确的是 D A 动滑轮重 7 5 N B 4 s 内拉力 F 做功 25 J C 4 s 内拉力 F 的功率为 6 25 W D 滑轮组的机械效率为 80 13 如下左图所示 用平行于斜面 大小为 1 25 N 的拉力 F 将重为 1 8 N 的物体从斜面底端匀速拉到顶端 则有用功是 J 机械效率是 14 如上右图所示 在斜面上拉一重 50 N 的木块到 0 3 m 高处 木块沿斜面向上移动 了 1 m 共耗时 5 s 已知拉力为 20 N 则拉力的功率为 W 此斜面的机械效率为 15 如右图所示 动滑轮的重量是 G0 物体的重量是 G GG0 提升距离仍是 h 此时 动滑轮的机械效率为 1 则 1 填 或 匀速 10 1 实验时要竖直向上且 拉动弹簧测力计 若物体上升高度为 10 cm 此时 弹簧测力计的示数如图所示 是 N 则滑轮组的机械效率是 2 若仅增加物体的重 该滑轮组的机械效率将 选填 变大 变小 或 不变 不计摩擦 17 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 实验装置如图所示 实验序号 钩码重 G N 钩码上升 高度 h m 绳端拉力 F N 绳端移动 距离 s m 机械效率 140 11 80 374 240 11 40 5 360 12 40 3 1 通过分析表中数据可知实验 1 是用 图做的实验 实验 2 是用 图做的实验 请在表中空白处填上恰当的数据 2 通过实验 1 和实验 2 的数据分析可得出结论 使用不同的滑轮组 提升相同的重物时 动滑轮的个数越多 滑轮组的机械效率越 3 比较实验 1 和实验 3 可得出结论 使用同一滑轮组提升不同的重 物 重物越重 滑轮组的机械效率越 18 2013 东城南片八下期末 4 分 如图 24 甲 乙所示 研究 两定一动 和 一定两动 滑轮组的机械效率 请你 1 在图乙上画出滑轮组的绕线方法 所给滑轮都用上 2 如果用这两个滑轮组分别提升同一重物 你认为影响滑轮组机械效率的主要原因 甲 乙 低 高 2 475 增大 动滑轮重 提升动滑轮的功 11 是 3 若用甲滑轮组提升更重的物体 则甲滑轮组的机械效率得到提高的主要原因是 4 不考虑绳重 轴摩擦 用两个滑轮组分别提升同一重物 G 测得甲图中的动滑轮 重为 G甲 且 G甲 G 1 3 乙图中的两个动滑轮总重为 G乙 且 G乙 G 2 3 通过计 算可知 甲滑轮组的机械效率 甲是乙滑轮组机械效率 乙的 倍 19 一个工人用如图所示的滑轮组提起货物 货物重为 G 2000 N 所用 的拉力 F 800 N 货物提升的高度 h 3 m 求 1 该工人做的有用功 W有用 6000 J 2 拉力做的总功 W总 9600 J 3 滑轮组的机械效率 62 5 20 如图所示 现将一重 G1 8100 N 的实心铝块在水中匀速上提 h 2m 未露出水面 已知每个滑轮重 G2 900 N 不计绳重 摩擦和水的阻力 已知铝的密度 铝 2 7 103 kg m3 水的密度 水 1 0 103 kg m3 g 取 10 N kg 求 1 滑轮组的机械效率 85 2 若绳端拉力的功率为 P 540 W 铝块上升的速度 0 09 m s 试题精选试题精选 1 2013 西城南区八下期末 下列说法中正确的是 D A 功率越大的机械所做的有用功越多 B 功率越大的机械其机械效率一定高 C 功率越小的机械所做的总功就越少 D 功率越小的机械做功越慢 动滑轮重不变 提升动滑轮功一定 有用功增加 或动滑轮重不变 物重增加 1 25 12 2 2015 朝阳下学期期末 建筑工地上 起重机几分钟内就能把所需的砖送到楼顶 如果 人用滑轮组提升这些砖则需要几个小时 二者相比 下列说法正确的是 C A 起重机的功率大 做功多 B 起重机的机械效率高 做功慢 C 起重机的功率大 做功快 D 起重机的机械效率高 做功多 3 2015 西城八下期末 关于功率和机械效率 下列说法正确的是 B A 机械做功越快 机械效率就越高 B 功率大的机械比功率小的做功快 C 做功时间越长 机械的功率越大 D 效率高的机械比效率低的做功多 4 2015 海淀下学期期末 用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲 乙两个滑轮组 绳子受的拉力分别为 F1 F2 保持甲 乙两绳自由端的速度相同 把相同的物体匀速提升 相同的高度 若不计绳重及轴处摩擦 下列说法正确的是 A A F1和 F2大小不相等 滑轮组的机械效率相同 B F1和 F2大小不相等 F1和 F2的功率相同 C 绳子自由端移动的距离不相等 物体运动的时间相同 D 绳子自由端移动的距离相等 F1和 F2做的功相同 5 2015 朝阳下学期期末 体重 800N 的工人师傅在维修汽车发动机时 用如图所示的滑 轮组把汽车里的发动机提起来 当工人师傅用 F 750N 的拉力 使发动机在 10s 内匀速上 升 1m 的过程中 滑轮组的机械效率为 84 若绳能承受的最大拉力为 850N 此工人师傅 通过此滑轮组能拉起物体的最大重力为 不计绳重和轴摩擦 C A 800NB 1500NC 2040ND 2190N 6 多选 2013 西城北区八下期末 图 9 所示为工地上利用卷扬机和滑轮 组提升重物的情形 卷扬机对绳的拉力为 400N 用 1min 的时间将重 900N 的物体匀速提升 5m 不计绳重和摩擦 下列说法正确的是 AB A 动滑轮所受重力为 300N B 滑轮组的机械效率为 75 C 卷扬机拉绳的速度为 1m s D 卷扬机拉力做功的功率为 75W 图 9 13 7 多选 2013 西城南区八下期末 如图 10 所示晾衣装置 每个滑轮重为 0 5N 晾衣杆 重 4N 体重为 500N 的小明要提升总质量为 5 6kg 的三件衣服 他以拉力 F 竖直向下匀速 拉动绳的自由端 此时小明对地面产生的压强为 3 2 104 Pa 在 2s 内 他将绳端匀速竖直 下拉了 1m 已知小明与地面的接触面积为 150cm2 g 取 10N kg 则下列判断正确的是 AD A 拉力 F 做功的功率为 10W B 滑轮组的机械效率为 80 C 滑轮组的有用功率为 28W D 在 2s 内 人做的总功为 20J 8 多选 2013 石景山八下期末 下列关于功 功率和机械效率的说法中正确的是 AD A 省力的机械一定不省功 B 做功多的机械功率一定大 C 机械效率高的机械 功率一定大 D 有用功一定时 额外功少的机械 机械效率一定高 9 2015 东城南片下学期期末 如图所示 在探究斜面的机械效率时 萧宏用 4N 的力 可以将重 18N 的物块匀速拉上长 0 5m 高 0 1m 的斜面顶端 该斜面的机械效率为 10 2015 朝阳下学期期末 要把水平放置的电线杆竖立起来 先 用起重机的钢丝绳栓住电线杆的一端 调离地面 如图所示 假设 电线杆是密度均匀的圆柱体 重为 2 104N 长为 10m 若把电线杆 吊到竖直位置 拉力做功为 1 25 105J 吊起电线杆的过程中机械效 率是 11 2013 房山周口店中学八下期中 在 测滑轮组的机械效率 的实验中 用图 12 所示的 同一滑轮组进行两次实验 实验所记录的数据如下表所示 g 10N kg 次数钩码质量钩码上升高度弹簧测力计示弹簧测力计移 图 12 90 80 14 g m数 N动距离 m 11000 10 50 3 22000 10 90 3 1 测滑轮组的机械效率 的实验的依据是 2 根据表中数据在图 12 中画出实验时滑轮组的绕线方法 3 计算第 1 次实验时的机械效率 结果保留一位小数 4 计算第 2 次实验时的机械效率 结果保留一位小数 5 比较两次实验数据可得出 用同一滑轮组提升重物时 滑轮组的机械效率 与 有关 12 2013 西城北区八下期末 在探究 影响滑轮组机械效率高低的因素 时 同学们设计 并利用如图 23 所示的四个滑轮组分别进行实验 下表是他们记录的部分实验数据 1 根据实验数据计算第 4 次实验的机械效率为 2 从序号 和 中的数据可知 滑轮组机械效率高低与动 滑轮的重力有关 3 从序号 和 中的数据可知 滑轮组机械效率高低与提升物 体的 有关 4 要研究滑轮组机械效率高低是否与提升物体的高度有关 应 该用同一个滑轮组将重物提升 的高度去研究 填 相同 或 不同 13 2013 石景山八下期末 小刚用图 21 所示装置测滑轮组的机械效率 他用弹簧测力计 竖直拉动绳子自由端 将重为 6N 钩码从 A 位置匀速提升到 B 位置 同时弹簧测力计从 图中的 A 位置匀速竖直上升到 B 位置 在这个过程中 弹簧测力计对绳的拉力为 F 2 2N 由此可得 1 弹簧测力计拉力 F 做的功是 J 2 滑轮组的机械效率是 F1F2F3F4 图 23 序号 动滑轮重 G动 物重 G物 N 绳自由端 拉力 F N 承重绳 段数 n 机械效率 131 5366 7 141 9370 2 242 3358 142 82 图 21 A B A B 66 7 74 1 重物的质量 71 4 2 重力 不同 0 3391 15 14 2015 海淀下学期期末 某同学测定如图滑轮组的机械效率 他通过滑轮组用 2N 的 拉力 F 将重 4 2N 的物体匀速提升了 0 1m 的距离 则有用功为 J 此滑轮组的机械效 率为 若要提高该滑轮组的机械效率 实验中可行的操作方法是 写出一条即可 15 2015 西城八下期末 小丽学习机械效率后 想知道不同的动滑轮提升相同重物的机 械效率是否相同 于是她用三个自重不同的动滑轮 进行了如图 22 所示的实验 测得数据 如下表所示 1 在实验中 弹簧测力计应竖直向上 拉动 2 第 次实验中 动滑轮的机械效率为 3 分析表中数据 可得出的结论是 当 一定时 动滑轮越重 其 机械效率越 16 2015 西城八下期末 工地上用如图 26 所示的卷扬机和滑 轮组从竖直深井中提取泥土 将一筐泥土以 0 3m s 的速度竖直 向上匀速提升时 卷扬机对绳的拉力 F 为 100N 此时滑轮组的 序号 动滑轮自重 G0 N 被提钩码重 力 G N 弹簧测力计示 数 F N 动滑轮的机 械效率 0 263 293 8 0 563 488 2 1 564 0 0 42 70 增加物重 匀速 75 物重 低 16 机械效率为 80 不计绳重与轴摩擦 求 1 拉力 F 做功的功率 2 滑轮组中动滑轮受到的重力 3 在提起泥土上升 4m 的过程中 拉力 F 所做的有用功 90