2016年中考物理(第03期)考点总动员系列-专题15-机械效率

1、专题15机械效率1. 有用功：利用机械工作时对工作目的物做的功叫有用功;2无用而又不得不做的功叫额外功；总功是有用功与额外功之和。例如：用桶从井中打水。由于工作目的是打水，所以对水做的功是有用功，对桶做的功是额外功，人 在整个提水过程中做的功是总功。3.机械效率等于有用功与总功之比,用公式来表示，其中 表示机械效率，W有用表示有用功，W总表示总功。注意：由于'' 1 1总小于八'，机械效率总小于1。4理解机械效率等于有用功与总功之比。对于这一个知识点，应该注意以下几点：1会判断有用功、额外功和总功。知道我们需要的功叫有用功；在工作时，额外负担而不得不做的功叫额外功；总功

2、是有用功与额外功之和。一般情况下，我们根据做功的目的来区分这三种功。2知道增大机械效率的方法。抨炉W W +W根据公式L 二 2 可知：如果有用功不变，我们可以通过减小额外功来增大机械效率，例如我们用轻便的塑料桶打水，而不用很重的铁桶打水，就是运用这个道理；如果额外功不变，我们可以通过增大有用功来提高机械效率；例如，在研究滑轮组的机械效率时，我们会发现同一个滑轮组，提起的重物越重，机械效率越高，就是这个道理；当然了，如果能在增大有用功的同时，减小额外功更好。5. 机械效率的测量:原理: 应测物理量：钩码重力 G钩码提升的高度 h、拉力F、绳的自由端移动的距离 S 器材：除钩码、铁架台、滑轮、细

3、线外还需刻度尺、弹簧测力计。 步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。6. 滑轮组的机械效率一提升重物问题根据拉力 F作用位置不同分为两种情况X 100% 二卫一X 100% 叫F* nh见图2里整 X 100% = - X 100%-' W总Fn见图?二水平拉动问题，也根据拉力F作用位置不同分为两种情况n.W-xwo%=Ax100%-见圈4X too% 二上二 x io。叫“ 1n见图5典型例题【省江阴市长泾片 2021届九年级中考二模物理试题】将一定滑轮改为动滑轮使用，那么它的机械效率在不计绳重和摩擦时A. 定提高B.一定降低 C .一定不变D.无法判

4、断解析：使用滑轮或滑轮组提升 重物时，克制物重所做的功为有用功，克制机械自重所做的功为额外功，拉力所做的功为总功，当将定滑轮改为动滑轮使用时，在一样条件下，所做的额外功增大，由机械效率公式可知，机械效率一定降低，因此此题答案选B.答案:B针对练习1【省江阴市长泾片 2021届九年级中考二模物理试题】某同学家新房装修时，在地面与窗 台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如以下列图所示，窗台高3m木板长5m,瓷砖重100N,沿斜面所用拉力 50N，那么斜面的机械效率是 。针对练习2【省枣阳市2021年中考适应性考试理科综合试题物理局部】工人师傅用如下列图的滑轮组，提升重360N的物体A

5、使物体A以0.1m/s的速度匀速上升.此时滑轮组的机械效率为75%不计绳重和轴摩擦求：1绳子自由端拉力 Fa的功率.2用此滑轮组提升重 480N的物体B匀速上升时，此滑轮组的机械效率.2、 148V；280% 解析：1因为W有用 所以 F 360N160NW总nFn 3 75%手拉绳子的速度为 v=3X 0.1m/s=0.3m/s，拉力的功率为P=Fv=160NX 0.3m/s=48W, 2在使用滑轮组时，如果不考虑绳重和摩擦第一次施加的拉力F=1/3G+G即卩160N=1/3 360N+G解得 G=120N当提起G=480N的物体时，动滑轮重保持 不变所以第二次的机械效率为G2480NzzG

6、2 G。100% 80%480N120N针对练习3【省日照市2021年初中学业水平模拟测试一物理试题】小明用如下列图的滑轮组将一个重为120N的物体匀速提升2m所用的拉力为50N,此时拉力所做的功为 W滑轮组的机械效率为n 1；假n 2，那么W n 1、. n 2分别是多少?设仍用该滑轮组提升一个重为170N的物体此时滑轮组的机械效率为不计绳重和摩擦另外，比较n 1和n 2的数值你得出了什么结论?3、当提物体的重力 G=120N时，那么拉力做的功 W=Fs=50NX 6m=300J有用功 Wr用=G hi=120NX 2m=240J动滑轮重 G动=3F G=3X 50N- 120N=30N机械

7、效率 1W有用W100%100%80% ；当提物体300J的重力Ga=170N时，有用功 W有用2= G> h2 ,额外功W额外2G动h2 ,那么机械效率W有用2W有用2W额外2100%G2 h2G2 h2 G 动 h2100%170N170N30N100%85%，由计算可知n 1<n 2,我的结论是：当使用同一个滑轮组装置时，如果被提升重物的重力越在，那么相应的机械效率就越高。W9r=当提物体的重力6"如帖时拿亠沁,那么拉力做的功 尉=用产丸邓股叫 有用额外功Gi不计绳重和摩怫屯动滑轮重G尸3F YT巧ON-IMNTON机械效率殆=x 100% = xlOO% = 80

8、% 当提羽咻的重力G-.=170N时有用功厂产比 W300J切=空壬 x 100%二一空 x 100%二一匹i x 100% = 85°0 ,由计篡可知 兀社+ b<!G*：+G訂加17Q-V+30.V怜 我的结论罡；当使用同一个滑轮组装置时，如果披提升重物的重力越在，那么相应的机械敷率就越高"1、【省眉山市华兴联谊学校 2021年初三二诊物理试题】如图甲所示OA= 30cm, OG=60cm利用弹簧测力计把一质量为 0.5kg的物体以2cm/s的速度匀速提高10cm,弹簧测力计上升了20cm。弹簧测力计的拉力如图乙。g=10N/kg 弹簧测力计做了多少有用功? 杠杆

9、的机械效率是多少？ 拉力做功的功率是多少?1、.0.5 J 83.3% 0.12W解析二 fl- 0 5kg xlO.V kgKO.g W- =Fs =3ArxO.2m = 0.6J二型皿班f JJ； 0.6Jh I,®r = - = 5jv 2cm j' t100N的物2、【省市南沙区2021届九年级第一学期期末教学质量检测】用图甲、乙两种方式匀速提升体，滑轮重20N,绳重、摩擦不计，那么甲乙A.手的拉力：F甲=F乙；机械效率：n甲=n乙B.手的拉力：F甲v F乙；机械效率：n甲n乙C.手的拉力：F甲 F乙；机械效率：n甲n乙D.手的拉力：F甲 F乙；机械效率：n甲耳乙 D

10、 解析：由图可知，甲滙轮是定渭轮，使用该渭轮的优点是可以改变力的方问但不省力'所 以拉力等干韧体的重力，朋；F甲=10CNj乙渭轮是动滑轮，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体 和滑轮总重力的一电 即：F N (20N-100N) 口叭 所认手的拉tl： F4F邛两幅團中的*侥克服物体重力做的M,是相同的，在不考慮U重和摩换的情况兀 甲團中拉力不做额外 功，但乙團中拉力做功要克服动滑轮的重力做额外功所叹乙團中的拉力比甲團中扌立力做的总功要多所 以结合机樋效車公式r甲和、可虹 有再功相同吋，总班越大的，机械效車越小，故迭D.3、【省高邮市2021-2021学年度九年级第一学期期末考试

11、】如图甲所示，用弹簧秤将重为3.9N的物块从斜面的底端匀速拉至顶端，那么物块所受拉力为N,斜面的高为2m长为4m,那么拉力做功为 J，斜面的机械效率为假设用图乙所示装置匀速提升该重物上升0.5m，当其机械效率与斜面一样时，竖直向上的拉力为N,该过程所做的额外功为 J.r爭$耳3、2.6 10.4 75% 1.73 或1.70.65解析：在斜面中，拉力做功是总功，克制物重做功是有用功，克制物体与斜面的摩擦做功是额外功。拉力做的总功为W=FS=2.6NX 4m=10.4J。克制物重做的有用功为W有用=GhF3.9NX 2m=7.8N斜面的机械效率为nW有用W总、100%7.8J10.4100%75

12、%。假设使用滑轮组提升物体时，n W有用 100%Gh100%G100%75%W总总、Fs3F'拉力F' G100% 3.9N 173r利用滑轮组做的总功为W=F's'=1.73NX 0.5mX 3=2.6J3 75%3 75%额外功为 W额外=W总'X 1- n=2.6J X 1-75%=0.65J4、【省当涂县四校2021届九年级上学期期末联考】建筑工人用如下列图的装置把重400N的物体匀速提升3m，所用的拉力为300N.那么该工人所做的有用功为J，该滑轮组的机械效率是。假设用该装置提升500N的重物，此时滑轮组的机械效率将。4, 1200, 66.

13、7% f 增大 解析：审知 在其它条件不变时，増加物重，有用功増加，机械效率增大*5、【省市南沙区2021届九年级第一学期期末教学质量检测】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 hi、h2答复以下问题:1杠杆机械效率的表达式为n =。用或测量的物理量符号表示2本次实验中，假设提升的钩码重3那么影响杠杆机械效率的主要因素是疋，假设

14、只将钩码的悬挂点由“变小或“不变。效率将选填“变大、W有 Gh|、5、 1- ； 2杠杆的自重；3变大. 解析：1使用杠杆提升钩码时，有W总Fh2用功等于克制钩码重力做的功，为Wt=Gh,总功等于弹簧测力计的拉力做的功，为Wm=Fh2,机械效率等于W Gh有用功和总功的比值； 匕2机械效率是有用功和总功的比值，它反映了有 用功在总功中所W 总Fh2占比例的大小，也反映了额外功所占比例的大小，影响机械效率的因素从有用功和额外功两方面考虑；本 实验中有用功是克制钩码重力做的功，额外功主要是克制杠杆重力做的功，提升的钩码重一定说明有用功一定，所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力3将钩码的悬

15、挂点从 A点移至C点，改变了钩码重力的力臂。钩码的悬挂点在A点时，由杠杠的平衡条件得 G?OA=F?OB悬挂点移至 C点时，由杠杠的平衡条件得 G?OC=F?OB经比照发现，由 OA到OC力臂变大，所以拉力 F也变大。将钩码提升 一样的高 度，有用功不变；因为重力的力臂变大，拉力的力臂是不变的，所以当把钩码提升到一样高度时，杠杆提 升的高度减小，而克制杠杆自重做的额外功减小，因此杠杆的机械效率变大.6、【省中学附属初级中学 2021届九年级3月月考物理试题】如下列图装置，绳重与摩擦不计工人将重为800N的货物匀速拉至 4m高处，工人对绳的拉力 Fi为500N.1求工人所做的有用功；2求滑轮组此

16、时的机械效率；3求动滑轮的重力；6. < 1) 3200Jj (2)(i) 2CON解祈: IT： = 3200J32007(2) j = = T- =5008? = 4000/亠二= 80%s叫 4000JR7 QQA J(J)用圮二-W = 4000J -3 200 J = 800J= G/ 二 G= = 200.V_ h 4w2年申考1年樣扌以1. 【省市2021年中考物理试题】如下列图，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体，假设拉力的大小为F,物体和地面之间的摩擦力大小为f , A点的拉力为Fa,那么以下滑轮组的机械效率表达式正确的选项是A. f/2FAB. f/3FC.

17、 Fa/2FD. G/2FHe 解祈：如下图，A点的竝±1为 e 而物体在1功 尸的作用下匀速直线运动，所以物篩在水 平方向上壹到平衡力的作用即摩揀力的大小等于Fa由于有两股予拉动物体，所以拉力F的犬引哮于 *的一半'而F移动距离是物体移动距离的2倍，根据机械效率公式H=W< W (FaxS> /(2S)讥空、 换答秦选Co2. 【省滨州市2021中考物理试题】如下列图，如下列图，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s匀速上升1m拉绳子的力F为500N,那么提升重物的过程中A. 绳子自由端被拉下 3mB. 做的有用功是 800JC. 拉力F的功率是80WD.

18、 滑轮组的机械效率是 60%2. B解析：由图示可知，滑轮组由两段绳子吊着物体，绳端通过的距离为物体上升的两倍为2m所以A错；有用功为对物体所做的功等于物重乘以物体上升的高度为800J，所以B正确；拉力的功率等于拉力的大小乘以绳端的速度，绳端的速度为0.2m/s，所以拉力的功率为100W故C错；总功等于拉力乘以绳端通过的距离为1000J，有用功为800J,所以滑轮组的机械效率为 80%故D错；应选Bo3. 【省2021年中考物理试题】用四只完全一样的滑轮和两根一样的绳子组成如下列图的甲、乙两个滑轮组，在绳自由端用大小分别为F1和F2的拉力，将一样的物体匀速提升一样的高度。假设不计绳重和摩擦，以

19、下说确的是A. F i大于F2B. Fi和F2做的功一定相等C. 甲、乙的机械效率不相等D. 绳子自由端移动的距离不相等，物体运动时间可能相等3 ABD 解折； = 笙鱼只=竺电#二刁 兀戸舟对,拉力所做的功为总共，23FK G:町N务十碣方所以巧和坯做的功一定才瞎，B对；= ,所以甲、乙的机械叭Gjq效率相等，C错*曲h相同但11不同，所以織子自由端移动的距富济相等但物体运动时间相等,D对，4. 【省市2021年中考物理试题】工人师傅利用如下列图的装置匀速提升重物，不计绳重和摩擦，以下说确的是 A、增大提升重物的速度，可以增大有用功B减小定滑轮的重力，可以减小额外功C增大提升重物的高度，可以

20、提高机械效率D减小动滑轮的重力，可以提高机械效率4.D 解析：对物体做的有用功为 W有用 =Gh=G vt,由此可知，增大提升重物的速度，不一定增大有用功；不计绳重和摩擦的情况下，W额外=G动h，与定滑轮的重力无关；滑轮组的机械效率n =Wo/W、x 100%=G物/G物+G动x 100%与提升重物的高度也无关；有用功不变的情况下，减小动滑轮的重力,可以减小额外功，可以提高机械效率。应选D5. 【省市2021年初中升学考试综合试卷】小聪测量了如下列图的滑轮组的机械效率，他先后进展了两次实验，将钩码分别匀速竖直 提升hi和h2的高度hi>h2.对两次实验中一些物理量进展比较，正确的选项是其

21、中s为绳子自由端通过的距离,H为动滑轮上升的高度W有用i = W有用2A . si = S2 B . Hi = Ha Cn i =n 2 DI解析：由題圏可以看出绳子的股数口=珀SF=nh#因为11】虫所臥匀A/故A毛眾B、动滑轮上升高度分别等于钩码上升的喜锂hph打故B错误。U滑轮组的机械效率犷仁胡乙 YlTFAGnF,两次实验提升相同的夠码，所以皿二圧,CiEfifl. D、F:-Gii2j因为址也, |故库e胡D错误©6. 【省龙东地区20i5年初中毕业学业统一考试】如下列图，工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m共用了 io秒，假设在此过程中忽略绳重和摩擦，以下说确

22、的是 A. 绳子自由端移动的距离是 6mB. 动滑轮的重是i0NC. 工人做功的功率是 80WD. 滑轮组的机械效率是 80 %6.D 解析：滑轮组由二段绳子吊着物体，所以绳子自由端移动的距离是4m故A错；动滑轮重为G=250NX2 -400N=100N，故 B错误；工人做的功为W总=Fs=250NX 4m=1000J所以工人做功的功率为P=W/t=1000J/10s=100W，故 C错；工人做的有用功为W有=GhF400Nk 2m=800J所以滑轮组的机械效率为800J/1000J=80%，故 D 正确；应选 D。7. 【省市2021年初中学业考试】用两个一样的滑轮组成的滑轮组固定在天花板上

23、，如下列图，当匀速提升物体时，绳子自由端的拉力F=20N,物体移动的速度为 0.1m/s，每个滑轮重10N,忽略绳重和摩擦，以下说确的是A. 绳子自由端移动的速度为0.3m/sB. 物体的重力为 40NC. 该滑轮组的机械效率为 66.67 %D. 拉力F的功率为2W7-A 解析：如團可知滑轮组的绳子段数"3,物体移动的谑度绳子自由端移动的速度i选项A正确，符合题惫；忽曜虽重和摩擲尢F+ Gn "巴石汀3也NH职选项B不正确，不符合西竜;该滑轮组的机械玻率：?7 =xl00% =xlOOo =x 100% = 833% ,选项C不正陽 不符合题意；拉力的功率：矿丘托比3x2

24、0N花=巴上_=空=冬一期=2QNhO3»is=6W选珥D不正确，不符合题意。应选仏8. 【省襄阳市2021中考物理试题】6分如下列图，用滑轮组匀速提起1200N的重物，拉力做功的功率为1500W绳子的自由端向下拉的速度为Ni,不计绳重和摩擦。3m/s,地面对人的支持力为1滑轮组中有几股绳子承担重物？作用在绳自由端的拉力是多少？2滑轮组的机械效率是多少？3假设用此滑轮组匀速提起 2400N的重物时，地面对人的支持力为N2,作用在绳自由端的拉力是多 少？假设Ni：N2=5:1时，人的重力是多少?8 (I)育3股绳子珮担重物50CN <2) 80% j C3) 90CNj 1000

25、N解折；1图中的湄轮组由两个两个定滑轮和一个动谓轮组成，而缗子的固定端奈在动滑轮上，所以承担重物摆禺子股数为3股， 13立力做功的功率詞150OW,绳子的目由端可F擅的連度为3血®由 "V可得严丹VH500W/如IOOM tn滑轮组的机械皴卑丁rr iW ,=Gh=GF=y：3x50ON=S0%； (3)由于不计绳重長障搦，所以 F=GG 却3$ GG=3500N-1200N=3OON)3提升物重 G =24O0N 时，严=(GJG3=(24Q(ENTOO?0,3T00g由力的佢用是相互的可得人拉绳子的力与绳子拉人的力罡相李的，对人进行受力分析可得人受 3个力的忙用重力、拉力v支持力且 WF壮；所以N=G "N? .-5O0N; N尸G府9O0N兄听:乂=5:"解得 G a=100CNo9. 【省潍坊市2021年中考物理试题】8分建筑工人要向楼上运送货物，为了省力，他在一个斜面上 安装了一个滑轮组， 做成如下列图的装置， 斜面的倾角为30°且固定 在在水平面上.运送货物时，工人用400N 的