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1、11.3如何提高机械效率一.选择题(共16小题)1 .甲、乙两种机械的效率分别是70%F口 50%则下列说法中正确的是()A.使用甲机械省力B.使用甲机械做功快C.在相同的时间内,使用甲机械完成的功多D.乙机械的额外功在总功中占的比例大2 .下列说法正确的是()A.机械效率有日也会大于 1B.机械效率越高的机器做的总功越多C.做同样多的功,机械效率越高的机器做的额外功越少D.机械效率越高的机器做的有用功越多3.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,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,下列选项正确的是()33A.F甲5乙 刀甲二刀乙B.F甲F乙刀甲二刀乙C
2、. F甲 F乙 刀甲 刀乙 D. F甲F乙刀甲刀乙4 .如图所示,用相同的滑轮组装的甲、乙两个滑轮组,匀速提起质量相同的物体,不计绳重及摩擦。下列说法正确的是()1m,拉力F为500N,则提A.甲更省力,甲机械效率大C.乙更省力,乙机械效率大5 .用如图所示的滑轮组提升重升重物的过程中()B.乙更省力,机械效率一样大 D.甲更省力,机械效率一样大 800N的物体,在10s内匀速A.绳子子自由端被拉下 3mB.做的有用功是 800JC.拉力力的功率为 80WD.滑轮组的机械效率为 60%6 .建筑工人用如图所示的滑轮组,在3s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动 1.5m的过程中,所用的拉
3、力大小为 375NI,物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中下列说法正确的是()A.绳子自由端沿水平方向移动速度是0.5m/sB.物体受到的拉力为 750NC.滑轮组的机械效率为 75%D.拉力 F的功率为375W7 .用相同的定滑轮和动滑轮组成甲、乙两个滑轮组,如图所示,用它们来提升同一重为 100N的物体G,动,t轮G动=10N,甲滑轮组将重物提高1m,乙滑轮组将重物提高 2m在不计绳重和摩擦的条件下,下列说法正确的是()事 已A.甲滑轮组拉力大,机械效率低8 .乙滑轮组省力所以它的机械效率高C.拉力F1所做的功为110JD.拉力F2大小50N8.建筑工人用如图所示的滑轮组,
4、在4s内将重为1000N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中,所用的拉力大小为250N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的 0.4倍。在此过程中下列说法正确的是()A.绳子自由端沿水平方向移动了6m8 .物体受到的拉力为 500NC.拉力F的功率为500WD.滑轮组的机械效率为 80%9 .在下列实验过程中,机械的机械效率会发生变化的是()A.杠杆中,先后将同一重物挂在A、B两点,在末端用竖直向上的力提升到相同的高度B.定滑轮中,改变拉力方向,先后将同样的两个钩码匀速提升到不同的高度IC.同一滑轮组中,先后用甲、乙两种方式将同一重物匀速提升到相同的高度D.斜面中,用沿斜面方向的拉力两次以不同的速
5、度将同一重物匀速从B搬到A10 .小明在“探究杠杆的机械效率与哪些因素有关”时,提出了两种猜想,猜想1:可能与悬挂重物位置有关;猜想 2:可能与物重有关。随后,他在A处悬挂二个钩码测出机械效率刀1 ,在B处悬挂一个钩码测出机械效率Y 2,并重复多次,均发现 Y 1 Y 2,由此,他()A.只能验证猜想1B.只能验证猜想 2C.既能验证猜想1,也能验证猜想 2D.既不能验证猜想 1,也不能验证猜想 211.在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到高处,如图所示,沿斜面向上的拉力为 40N,斜面长2ml高1mi把重物直接提升 h所做的功作有用功。g取10N/kg ,下列说法正确的是()A.拉力大小
6、为. B.C.拉力功率的大小为D.斜面的机械效率为A.物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用B.做的有用功是 40JC.此斜面的机械效率为 62.5%D.物体受到的摩擦力大小为10N12 .如图所示,把重为 G的物体沿高为h,长为l的粗糙斜面以速度 v由底端匀速拉到顶端的过程中,拉力 F做的功为WW则下列选项正确的是()物体所受摩擦力大小为邛且13 .用滑轮组竖直向上提升重物,不计绳重和摩榛,下列措施能提高滑轮组机械效率的是A.增大重物上升的速度B.增大重物上升的高度C.减小定滑轮的重力D.减小动滑轮的重力14 .通过测量滑轮组机械效率的实验,可得出下列各措施中能提高机械效率的是()A.增加提
7、升重物的重力B.改用质量小的定滑轮C.减少提升高度,减少做功D.增加动滑轮,减小拉力15 .同学们“测量并探究影响滑轮组机械效率高低的因素”,使用了如图所示的装置,下列说法正确的是()(每个钩码重相同,每个滑轮重相同)甲 乙A.实验的原理是二力平衡条件B.实验需要用到的测量仪器有弹簧测力计、刻度尺和停表C.当钩码个数相同时,甲的机械效率比乙高D.把钩码提升得越高,做的有用功越多,机械效率越高16.为了研究机械效率与哪些因素有关,小明同学提出两个猜想:猜想一:机械效率是否与G物有关;猜想二:机械效率是否与G动有关。为了验证猜想,小明先用如图甲所示的装置不断改变G物,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计
8、算并绘出Y与G物关系如图乙(a)所示;然后换另一个不同重量的动滑轮,不断改变G物,计算并绘出Y与G物关系如图乙(b)所示。根据图象他()甲乙 G/nA.只能验证猜想一B.只能验证猜想二C.既不能验证猜想一,也不能验证猜想二D.既能验证猜想一,也能验证猜想二2 .填空题(共10小题)17 .某机械的效率为 60%表示该机械做功时, 功在 功中占的比例为60%18 .工人用如图所示的甲、乙两种滑轮,使同样一桶沙子以相同速度匀速上升,所用的拉力分别是F甲、F乙,滑轮机械效率分别是 n甲、n乙,拉力的功率分别是 P甲、P乙,若不计绳重 和摩擦,且沙子的重力大于动滑轮重力,则F甲F 乙,Y甲 Y乙,P甲
9、P 乙.(选填“”、或“=”)19 .如图所示,小明用一个滑轮组将重为425N的物体在10s内匀速提升4m,人所用的拉力为250N.此过程中有用功是J ,滑轮组的机械效率是 ,拉力的功率是W 。20 .工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼,每次运送量不定。 滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙,滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计,g取10N/kg。(1)若某次运送建材的质量为50kg,则建材的重力是 2,(2)此滑轮组中的动滑轮重力N ,(3)当滑轮组的机械效率为 60%寸,运送建材白重力是 _L21 .小明在探究利用杠杆做功的实践活动中,所用的杠杆是一根质量均匀、重为5N的硬棒,他将棒的一端
10、固定,把重为15N的物体挂在棒的中点, 然后用手缓慢竖直向上提起棒的另一 端,如图所示,若把物体提升了10cm,则小明作用在杠卞f上的拉力是 乂,此过程中杠杆的机械效率是 。保持拉力方向不变,让重物继续匀速上升,则拉力大小将 (变22 .如图所示,将质量为 80kg的木箱,用一个平行于斜面向上的拉力从底端匀速拉到斜面 顶端。斜面长10n高3m,在此过程斜面白机械效率为80%则拉力做的功为 J ,拉力所做的额外功为J .若换一个质量小一点的木箱,用力匀速拉到斜面顶端, 此时斜面的机械效率将 。(选填“增大”、“不变”或“减小”)23 .生活中我们经常使用简单机械,如图是家用手摇晾衣架,A、B两滑
11、轮中属于动滑轮的是;请写出一条提高手摇晾衣架机械效率的具体做法: 。24 .某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中,第 l、2、3次实验装置分别如下图中的甲、乙、丙所示,记录的数据如下表:次数钩码重G/N钩码上升高度h/m有用功W有/J测力计拉力F/N测力计移动距离s/m总功W总/J机械效率刀120.10.20.90.30.2774.1%240.10.41.60.30.4883.3%340.11. 10.50.55实验中要止确测量动力大小,应沿的方向向关E拉动弹簧秤。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。第3次实验中所做的有用功是J ,
12、机械效率是 。甲 乙 为25 .小明利用斜面搬运物体的过程中,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?”针对这个问题,他通过在斜面上拉动物体进行了探究(如图所示),测得的实验数据如表中所示: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W/J总功W/J机械效率刀1较缓5.00.101.60.500.500.8063%2较陡5.00.152.20.500.751.1068%3最P走5.00.253.10.501.55(1 )沿斜面拉动物体时,应使其做 运动。(2)根据表中的数据可求出第次实验中 拉力所做的有用功为 J ,机械
13、效率是 。(3)通过对上述实验数据的分析可知,斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越 缓,越。(4)通过对上述实验数据的分析,对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是:在其它条 件不变的情况下,。26 .小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率,每个钩码的质量为m,。为支点。(1)他将2只钩码悬挂在B点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,拉力为Fi,测得AB两点上升的高度分别为 hi、h2,则此次杠杆的机械效率为Y =。(用物理量的符号表示)(2)他将2只钩码悬挂在 C点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使 C点上升高度与 第一次相同,则弹簧测力计的示数将 (选填“、=”或V”) Fi,此
14、次弹簧测 力计做的功将 (选填“、=”或“V”)第一次做的功。(3)如果他想探究杠杆机械效率与物重的关系,在上述(1)实验基础上,接下来他应将 3只钩码悬挂在 点(填“B或C),并使钩码上升 高度(填“相同”或“不 同”),测出拉力和 A点移动的距离。3 .实验探究题(共 2小题)27 .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,把相同的重物匀速提升相同的高度。(不计绳重及摩擦)(1)绳子受的拉力 Fi和F2大小关系是Fi F 2。(2)滑轮组的机械效率 Y I和Y 2大小关系是Y I Y 2。(3)绳子自由端移动的距离 Si和S2大小关系是Si s 20(4)拉力对滑轮组所做的功
15、 W和W大小关系是 W W 2.(均选填“”、“二”或“V”)F128 .请按要求完成下列问题(不考虑绳重及摩擦)(1)使用如图所示滑轮组成的滑轮组提升重物,要求滑轮组用最省力的绕线方法承担重物,请用笔画线代替绳子将滑轮组饶好;(2)使用第(1)问绕好的滑轮组提升重物,当物重为60N时,绳端需用25N的拉力才能使物体匀速上升,求此时滑轮组的机械效率;(3)若要使这个滑轮组省力,则提起的重物应该超过N .(计算结果保留整数)个 t /丁C0囱四.计算题(共2小题)29 .如图所示的电动升降台的机械效率是50%升降台用60s把300kg的重物匀速提升10mo求这过程中:(1)电动升降台对重物做的功
16、。(2)电动升降台电动机做的总功。(3)电动升降台做功的功率。30 .小李家新买的房子位于 12m高的5楼上,装修时利用如图所示的滑轮组提升装修材料。小李站在地面上把一件重为400N的材料匀速提升到楼上,此过程中滑轮组的机械效率为 80%若小李质量为65kg。(不计绳重及摩擦,g取10N/kg)求:(1)在此过程中小李所做的总功是多少?(2)若物体上升速度为 1m/s,则拉力功率为多大?(3)小李利用此滑轮组提升其他装修材料时,一次能提起重物的重力不能超过多少N?(沪粤版)2018-2019 学年度九年级物理上册同步练习:11.3 如何提高机械效率参考答案与试题解析一选择题(共16 小题)1.
17、【分析】( 1 )机械效率是指有用功占总功的百分比;( 2)功率是表示做功快慢的物理量。【解答】解:A.机械效率高是指做的功中有用功占的比例高,与是否省力无关,故 A错误;B.功率是表示做功的快慢,而功率与机械效率没有必然的联系,故B错误;C.机械效率高是指做的功中有用功占的比例高,与做功的多少无关,故 C错误;D.乙的机械效率较低,说明有用功占总功的比例小,相应的,额外功占总功的比例就比较大,故D 正确。故选:D。2.【分析】机械效率指使用机械时做的有用功占总功的比例,而做功的快慢指功率,二者之间没有什么关系。解决此题不仅要知道机械效率的概念,不仅要知道机械效率的概念,而且要区分在使用机械时
18、的总功、额外功与有用功。【解答】解:A、因为动力所做的总功等于有用功加上额外功,有用功跟总功的比值叫机械效率,所以有用功永远小于总功,机械效率一定小于1此选项错误;以 机械效率高,说明有用功在总功中占的比例大,无法确定总功的多少。此选项错误;C做同样多的功,机械效率越高说明有用功在总功中占的比例越大,也就是额外功占的比例较小。此选项正确;D使用机械时,机械效率高说明有用功在总功中占的比例大,但有用功不一定多。此选项错误。故选:C。3.【分析】在使用滑轮组提升重物时,由几段绳子承担物重,提起重物所用的力就是物重的几分之一。有用功和额外功相同时,机械效率也相同。【解答】解:由图知,甲由2段绳子承担
19、物重,不计绳重及机械摩擦,所以F甲(G物+G动);2乙由3段绳子承担物重,所以 F乙(G物+G动),3所以甲所用的拉力大于乙所用的拉力,即F甲F乙。由题知,不计绳重及机械摩擦,两滑轮组中动滑轮和物体的重力均相同,提升相同的高度,所以额外功相等,有用功也相等;根据 Y=可知,两滑轮组的机械效率相等, 中有用+W额即Y甲二刀乙。故选:A。4.【分析】由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n,则绳子自由端移动的距离 s=nh;把相同的重物匀速提升相同的高度,做的有用功相同;不计绳重及摩擦,利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度,做额外功相同;而总功等于有用功加上额外功,可知利用滑轮组做的总功相同,再根据
20、效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系。【解答】 解:不计绳重及摩擦,拉力F= (G物+G轮),n甲=2, n乙=3,n绳子受的拉力:5甲= ( G物+G轮),F乙二二(G物+G轮),F甲 F乙,乙图省力;动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W=G轮h, Wf用=6物h,利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相同,w有用由刀=X 100%可知,W a滑轮组的机械效率相同。故选:B。5.【分析】由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据s=nh求出绳子自由端被拉下的距离,根据mW有用W=Ght出有用功,根据 W=F。总功,利用 P求出拉力的功率,利用Y =-X 100%t树仁求出滑轮组的机械效率。【
21、解答】解:A由图可知,n=2,则绳子自由端被拉下的距离:s=nh=2X 1m=2m 故 A 错误;日做的有用功:W =Gh=800NK 1m=800J,故 B 正确;C拉力做的总功:W=Fs=500NX 2m=1000J,拉力的功率:pl二100VV故C错误;t 10sD滑轮组的机械效率:=萼里 100%=80%故D正确。Wh 1000T故选:D。9.【分析】分析四种机械中有用功和总功的变化,利用刀工X100%B|J断机械的机械效率是否发生变化。【解答】解:A.在末端用竖直向上的力提升到相同的高度时,力F做的总功相同,物体在w宥A点时上升的高度大于物体在B点时上升的高度,克服物体重力做的功不同
22、,由刀3xW w100函知,杠杆的机械效率发生变化,故A符合题意;B.改变定滑轮拉力的方向, 拉力的大小不变,根据Y =算X 100%粤 X 100%粤 X 100%W& Fs Fh FX 100%可知,将同样的两个钩码匀速提升到不同的高度时,动滑轮的机械效率不变,故B不符合题意;C.图中物体的重力相同、上升的高度相同,做的有用功相同,总功为克服动滑轮重力和物W有体重力做的功,动滑轮重力和物体重力相同,上升的高度相同,总功相同,由刀=诉一X 100%可知,滑轮组的机械效率不变,故C不符合题意;D.用沿斜面方向的拉力两次以不同的速度将同一重物匀速从B搬到A时,物体处于平衡状态,两次拉力的大小相同
23、,同时沿斜面运动的距离相同,则总功相同,物体重力和上升高度相同,有用功相同,w有由Y =-X 100%可知,斜面的机械效率相同,故D不符合题意。故选:A。10.【分析】当一个物理量跟多个影响因素有关时,我们通常只改变其中的某一个因素,而控制其余的所以因素不变, 从而研究被改变的这个因素对事物影响,这种研究问题的方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法,广泛地用来研究各种物理现象。【解答】解:探究杠杆的机械效率与哪些因素有关时,若探究杠杆的机械效率与悬挂重物位置是否有关,需控制物体的质量不变,所挂位置发生变化,因此该方案不能探究猜想1;若探究杠杆的机械效率与物重是否有关,需控制所挂物体的位
24、置不变,物体的质量发生变化,因此方案也不能探究猜想 2。故选:D。11.【分析】(1)对物体的受力情况进行准确分析;(2)根据功的计算公式 W=Fs可求出拉力做的功,即总功;再根据W=GhJt出有用功;然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率。运用额外功W =fs,变形后可求摩擦力 f。【解答】解:A、将物体匀速拉到高处的过程中,物体受到了重力、支持力、摩擦力、拉力共4个力的作用;故A错误;日 所做的有用功: Wr =Gh=mgh=5kg=1 酉;故C错误;11t 1VD斜面的机械效率为:Y =_5_=她;故D错误;心 W故选:B。13.【分析】(1)提高滑轮组机械效率的方法,有两种方法:是
25、减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦,这些方法可以减少额外功,提高机械效率;二是增加提升物体的重,在额外功不变的情况下,增大有用功,从而提高机械效率。(2)不计绳重和摩榛时,滑轮组机械效率:刀二星曳=%2=上啰;据此分W总G物h+G动h G物+G动析影响滑轮组机械效率的因素。【解答】解:用滑轮组竖直向上提升重物时,有用功:Wt=G物h,不计绳重和摩榛,额外功:W=6动h,总功: W忌=Wr+W1=G物h+G动h;则滑轮组的机械效率:W有用二 G物h = G物闪总飞物h+G动卜飞物+G动由此可知,滑轮组机械效率的高低与重物上升的速度、重物上升的高度、定滑轮的重力无关,故ABC错误;由上式可知,减小动
26、滑轮的重力,可减小额外功,能提高滑轮组的机械效率,故D正确;故选:D。14.【分析】(1)滑轮组的机械效率是指有用功和总功的比值,比值越大,机械效率越高。(2)要提高滑轮组的机械效率可以,有用功一定时,减少额外功;额外功一定时,增大有 用功。【解答】解:A.增加提升重物重力,可以提高有用功,这样有用功在总功中所占的比值增大,即增加提 升重物重力可以提高滑轮组的机械效率,故A正确;B.改用质量小的定滑轮,不能减少额外功,不能改变有用功和总功的比值,即滑轮组的机 械效率不变,故B错误;C.滑轮组的机械效率 Y /担=g_=,所以减少提升高度,减少做功,不能改变有 W ts Ps Fnh nr用功和
27、总功的比值,即滑轮组的机械效率不变,故 C错误;D.动滑轮越重,需要做的额外功越多,机械效率越低,故D错误。故选:A。15.【分析】(1) (2)测量滑轮组机械效率的基本原理是刀逑,根据原理确定测量仪器;(3)不计绳重和摩擦,在物重一定时,动滑轮重力越大,需要做的额外功越大,机械效率越低;,一 科有 W有 Gh C (4)根据 Y=-=-一:L=f 二二尸” 可以知道,机械效率与物体上升图度无 W总 w有+W额Gh+G动h G+G动关。【解答】解:A测机械效率的原理是:Y=1|,故A错误;日要测量滑轮组的机械效率,需要测量物重、拉力,物体上升高度、绳子拉下长度,所以需要的测量仪器是弹簧测力计和
28、刻度尺,不需要停表。故B错误;C当钩码个数相同,提升相同高度时,做的有用功相同。由于乙中动滑轮个数多,克服动滑轮重力所做的额外功多,故乙的机械效率低。故C正确;国有 W有 Gh GD由据Y =k=m=h.广,:=不工厂二可知,机械效率决定于物重和动滑轮重,W总W有+W额Gh+G动h 动 ,与物体上升高度无关。故 D错误。故选:Co16.不同动滑轮提升相同【分析】分析图象中同一个滑轮组提升不同重物时滑轮组的机械效率、重物时滑轮组的机械效率,然后得出答案。【解答】解:由图(a)或者图(b)可知,当甲图中动滑轮的重力一定时,都有滑轮组的机械效率随提升 物体重力的增大而增大,故可以验证猜想一;在图(a
29、)和图(b)中,提升物体的重力相同时,动滑轮的重力不同,滑轮组的机械效率不 同,故可以验证猜想二。G物小综上可知,ABC选项错误、D正确。故选:D。二.填空题(共10小题)17.w有用【分析】 机械效率公式 .=,即有用功占总功的百分比。【解答】解:w有用由机械效率公式 刀=1普可知,某机械的效率为 60%表示该机械做功时,有用功在总功 W匕中占的比例为60%故答案为:有用;总。18.【分析】若不计绳重和摩擦,定滑轮不省力,拉力的大小等于物体的重力;动滑轮上有两段绳子,拉力等于物体和动滑轮总重的一半;运用滑轮来提起重物时,所做的有用功就是克服物体自身重力所做的功;不计绳重和摩擦,100%使用动
30、滑轮机克服动滑轮的重做的功就是额外功;所以使用定滑轮的机械效率就是械效率小于100%【解答】 解:由题知,不计绳重和摩擦,使用定滑轮,5甲=6使用动滑轮,因为滑轮重要小于物体的重,所以F乙VG,则F甲F乙。将两个重力相同的物体匀速提升相同高度,说明有用功是相等的,使用动滑轮时要克服动滑轮的重做额外功,则Y甲 刀乙。图乙中增加沙子的质量,有用功增加而额外功不变,有用功占总功的比增加,则乙的机械效率n乙将增大;沙子以相同速度匀速上升, 在相同的时间内上升的高度相同,有用功相同,则乙做的总功多,根据P可知,乙做功的功率大,即 P甲VP乙。t故答案为:;。19.【分析】(1)利用W=GEt出有用功;(
31、2)由图知,n=2,拉力端移动距离 s=2h,利用W=Ft出总功,滑轮组的机械效率等于有 用功与总功之比;(3)知道做功时间,利用 P求拉力做功功率。t【解答】解:(1)有用功:W =Gh=425NK 4m=1700J;(2)由图知n=2,则拉力端移动的距离 s=2h=2X4m=8m拉力做的总功:W总=Fs=250NX 8m=2000J,滑轮组的机械效率:隅有用1700JX 100%=85%(3)拉力做功的功率:P=1=200W故答案为:1700; 85% 200。20.【分析】(1)已知建材的质量,利用G=mg可求得其重力;(2)由图象可知,当 Y =50%寸,物重 G=400N滑轮和绳的摩
32、擦力及绳重忽略不计,利用W有用Gh G ,刀=可= Gh+ G轮h = G+ G轮求出动泊轮的重力;W有用Gh G(3)利用Y =ZTL=计算当滑轮组的机械效率为 60%寸,运动建材的重W 二 Gh+G轮h 轮力。【解答】解:(1)建材的重力: G=mg=50kg 10N/kg=500N ;(2)由图象可知,当 Y =50%寸,物重 G=400N 滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计,则滑轮组的机械效率 YW有用GhW 急 Gh+G轮h G+G轮门口 40 ON即:50%=7小口尸,400N+G 轮解得动滑轮的重力:G轮=400N,(3)当打=60%寸,滑轮组的机械效率:刀=下士,G +400N即:
33、60%=1u 一丁丁G +400N解得:G二600N即运送建材的重力是600No故答案为:500; 400; 600。21.【分析】(1)杠杆质地均匀,杠杆重 5N作用在杠杆重心上,物体的重力也作用在杠杆重心上,拉力要克服这两个力,知道动力臂和阻力臂的关系,求出动力大小;(2)使用任何机械都不省功,动力是阻力的二分之一,动力移动的距离是阻力移动距离的2倍,求出有用功和总功,求出杠杆的机械效率;(3)如图杠杆在水平位置时杠杆平衡,根据杠杆平衡条件列出等式,求出F.杠杆在匀速提起的过程中,根据杠杆平衡条件列出等式,求出F.比较前后两次F的大小可以得到解决。【解答】解:15N的物体和5N杠杆的重作用
34、在杠杆中点上,动力竖直作用在杠杆的末端, 动力臂是阻力臂的 2倍,所以动力是阻力的二分之一,所以 F= (G+G千)=(15N+5N =10No使用任何机械都不省功,动力是阻力的二分之一,动力移动的距离是阻力移动距离的2倍,有用功: W=Gh=15NX h, 总功: W总=Fs=10NX 2h,机械效率:Y=W有用15NXhWh 10NX 2h=75%将杠杆从A位置匀速提升到 B位置的过程,如图所示:I杠杆在水平位置时,杠杆平衡,根据杠杆平衡条件得F X OA=G OG则动力:F= G,0A当杠杆匀速提起的过程中,杠杆平衡,根杠杆平衡条件得FXOA =GX OC,此时的动力:F二G,由于 03
35、=04且4 OBAs OCC;根据相似三角形的性质可得:=-=笑=黑一,OB OA 0A所以,F=F。即:将杠杆从 A位置匀速提升到 B位置的过程中,则 F的大小将不变。故答案为:10; 75%不变。22.【分析】(1)利用G=m派出木箱的重力,利用W=GEt拉力做的有用功, 在利用Y W总求拉力做的总功;(2)拉力所做的额外功等于总功减去有用功,(3)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度有关,与木箱的重力无关。【解答】解:(1)木箱的重力:G=mg=80kg 10N/kg=800N,拉力做的有用功:W用=6卜=800* 3m=2400J,=80%1得拉力做的总功:=3000J;(2
36、)拉力所做的额外功为:W =W、- W用=3000J - 2400J=600J ,(3)如图,木箱对斜面的压力F压=Gcos。,木箱受到的摩擦力与压力成正比、与接触面的粗糙程度成反比,设摩擦系数为科(其大小由接触面的粗糙程度决定),则f=科5压二科68$。,斜面的机械效率:刀=江=一叱=玛.W 总 Gh+fs Gh+ kl Geos B s h+ k1 cos B s cos S X 10m可见,在斜面倾斜程度、 接触面粗糙程度不变的情况下,斜面的机械效率与木箱的重力(质量)大小无关,所以,若换一个质量小一点的木箱,机械效率不变。故答案为:3000; 600;不变。23.【分析】(1)定滑轮和
37、动滑轮的主要区别是:动滑轮会随物体一起运动,定滑轮不随物体运动;(2)在额外功一定时,增加物重可提高机械效率。减轻动滑轮的重也可以提高机械效率;【解答】解:(1) A滑轮的轴是固定不动的,是定滑轮,B滑轮的轴与物体一起运动,是动滑轮;(2)提高手摇晾衣架机械效率的方法有:增大提升的物重或减小晾衣架重等;故答案为:B;增大提升的物重或减小晾衣架重等。24.【分析】(1)根据二力平衡的条件可知,只有匀速竖直向上拉动弹簧测力计时,弹簧测力计的示数才和拉力的大小相等;(2)比较第1次实验和第2次实验,钩码升高的距离相同,绳子自由端移动的距离相同,说明使用的是同一装置, 所做的额外功相同,提起的重物不同
38、,机械效率不同据此得出结论。(3)根据 W=G球出第3次实验的有用功,根据机械效率公式求出效率的大小。【解答】 解:(1)实验过程中应该竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时根据二力平衡的条件可知,弹簧测力计的示数和拉力的大小相等;(2)比较第1次实验和第2次实验可知,使用的是同一个滑轮组,第一次提起2N的物体,第二次提起4N的物体,其他的条件相同,第一次的机械效率是74.1%,第二次的机械效率是83.3%,所以,使用同样的滑轮组,提起的钩码越重,滑轮组的机械效率越高。(3)第3次实验中:W =Gh=4NK 0.1m=0.4J ,W总=0.55J ,、r 、,明有门 41滑轮组的机械效率为:Y =-
39、X 100%一儿华 X 100妹72.7%。Via 0.55T故答案为:(1)竖直向上;(2)高;(3) 0.4 ; 72.7%。25.【分析】(1)沿斜面拉动物体时,应使其做匀速运动;(2)根据 Wr用一GHM出有用功;由机械效率的计算式可求得机械效率;(3)通过分析表格可看出,实验 1中所用的力最小,而实验 1中斜面较缓;(4)通过比较三次实验可发现斜率与斜面倾斜程度的关系。【解答】 解:(1)为了使弹簧测力计示数稳定,应沿斜面匀速拉动物体;(2)有用功 W=Gh=5N; v; ( 3) B;相同。F1E三.实验探究题(共 2小题)27.【分析】由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n,则绳子自由端移动的距离 s=nh;把相同的重物匀速提升相同的高度,做的有用功相同;不计绳重及摩擦,利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度,做额外功相同;而总功等于有用功加上额外功,可知利用滑轮组做的总功相同,再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系。【解答】 解:(1)不计绳重及摩擦, 拉力 F= (G物+G轮),n1=2, n2=3,n绳子受的拉力:F1F2;(2)因为动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W籁=G; ( 2) =; (3) V; ( 4)=。28.【分析】(1)动滑轮上有4段绳子,拉力的方向向上,绳子
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