第3节-机械效率习题课

1、精选优质文档-倾情为你奉上第3节 机械效率习题课 班级 姓名 1小东在探究影响滑轮组机械效率的因素时，设计了如图所示的两个滑轮组，分别测量两次实验的动滑轮重G动、钩码总重G、钩码上升高度h、绳子的自由端拉力F、绳子的自由端移动距离s，计算出相应的机械效率并将它们填入下表中。G动/NG/Nh/mF/Ns/m甲1.02.00.11.00.366.7%乙1.04.00.11.80.374.1%（1）实验中，测机械效率的原理是= 。（2）在图乙的实验中，滑轮组提升物体所做的有用功为 J。（3）生活中利用滑轮组提升重物时，提高其机械效率的方法有哪些？ （写出一种即可）。2小明同学按如图中所示a、b、c的

2、顺序，对不同情况下滑轮组的机械效率进行了测量，来探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”，实验数据记录如下表：序号物重G/N提升高h/m测力计示数F/N拉出绳长S/m机械效率（%）a20.10.90.374.1b30.11.2c30.10.90.566.7（1）在探究过程中对弹簧测力计读数操作，正确的是 。（选填序号）A沿竖直方向，拉着静止不动时读数B沿竖直方向，加速拉动过程中读数C任意方向，缓慢匀速拉动过程中读数D沿竖直方向，缓慢匀速拉动过程中读数（2）表中b组实验数据不完整，请结合图中具体情况分析并将数据补充完整。（3）为了探究“滑轮组的机械效率与绳子的绕法是否有关”，小明同学设计了如图甲所示

3、的实验装置图，请你根据实验目的画出乙图实验装置图。3小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验，如图1所示，用相同的滑轮组提升不同数量的钩码，记录数据如表所示。实验次数钩码的重力G/N钩码提升高度h/m拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率120.10.90.374%240.11.60.383%360.10.3（1）在实验过程中，应 拉动弹簧测力计；（2）第三次实验时，拉力的大小如图2所示，观察弹簧测力计的示数，则表格中编号的数值是 ，的数值是 ；（3）小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法，汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义，请你指出以下三种提高效率的方法中，方法

4、 是与本实验同理的。方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑（4）小明发现绳端移动的距离与钩码提升高度有固定的倍数关系，于是他认为钩码数量一定时，无论将钩码提升多高，都不影响该滑轮组的机械效率，小芳则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了，你认为 的看法是正确的。4小明做“测量滑轮组的机械效率”实验，忽略绳重和摩擦，实验记录结果如下表：实验次数物重G/N物体上升高度h/cm弹簧秤示数F/N测力计移动的距离s/cm1632.592652.515368324（1）用如图甲所示的滑轮组进行了前两次

5、实验，分析1、2两组数据可知，滑轮组的机械效率与 无关。（2）他用不同的滑轮组成如图乙所示的滑轮组，提升重为6N的物体，得到第3组实验数据，测得机械效率与前两次不同，其原因可能是 。5如图所示，滑轮组在向上的拉力F作用下，将重为600N的物体匀速提起，在20s内物体上移的距离为h=2m.（1）计算物体上升的速度；（2）计算有用功；（3）如果拉力F为250N，计算滑轮组提升该重物时的机械效率。6如图所示，用滑轮组将重600N的物体在10s内匀速提升了5m，拉力为400N。求：（1）额外功。（2）该滑轮组的机械效率。7在新农村建设中，一位工人利用如图所示的滑轮组提升建筑材料，他某次匀速提升箱重40

6、0N的建材材料时，滑轮组的机械效率为80%，拉力的功率为100W求：（1）这位工人的拉力：（2）重物上升的速度。8如图所示是用动滑轮运送货物A的示意图。用500N的拉力，将重900N的货物A匀速竖直提升6m。不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求：（1）有用功W有；（2）动滑轮所受的重力G动；（3）动滑轮匀速提升货物A的机械效率。9小明利用如图所示的滑轮组把重480N的物体提高10m，已知滑轮组的机械效率是80%（不计绳重和摩擦），求：（1）小明做的有用功、总功。（2）用此滑轮组吊起600N的物体，滑轮组的机械效率又是多大。10如图所示，工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1

7、.5m的车厢，所用的斜面长是3m。求：（1）推力做的功。（2）斜面的机械效率。（3）若想增大此斜面的机械效率，可采取什么方法？（答一种方法即可）11如图所示，工人用250N的力F将重400N的物体在10s内匀速提升2m，（摩擦和绳重不计）求：（1）动滑轮的重力；（2）拉力F的功率；（3）动滑轮的机械效率。12小羊同学用如图所示的装置将重物提高5m，已知物重为800N，人对绳的拉力为500N。求此过程中：（1）拉力做的功。（2）过程中做的有用功。（3）滑轮组的机械效率。13工人用如图所示装置在 10s 内将质量为45kg的货物匀速提升 2m，此过程中拉力的功率为 120W不计绳重和轮与轴的摩擦。

8、g 取 10N/kg 求：（1）有用功；（2）工人的拉力；（3）滑轮组的机械效率。14利用如图所示的斜面装置用时10s可以把重为500N的物体匀速拉到斜面顶端，斜面长为4m，高为2m，实际拉力为300N求：（1）若沿斜面方向的拉力为F，物重为G，斜面长为L，高为H，请利用总功、有用功和额外功的关系推导出摩擦力f的表达式。（2）拉力做功的功率是多少？（3）该斜面装置的机械效率是多少？参考答案与试题解析1小东在探究影响滑轮组机械效率的因素时，设计了如图所示的两个滑轮组，分别测量两次实验的动滑轮重G动、钩码总重G、钩码上升高度h、绳子的自由端拉力F、绳子的自由端移动距离s，计算出相应的机械效率并将它

9、们填入下表中。G动/NG/Nh/mF/Ns/m甲1.02.00.11.00.366.7%乙1.04.00.11.80.374.1%（1）实验中，测机械效率的原理是=×100%。（2）在图乙的实验中，滑轮组提升物体所做的有用功为0.4J。（3）生活中利用滑轮组提升重物时，提高其机械效率的方法有哪些？增加物重或减轻滑轮的重或减小摩擦（写出一种即可）。【分析】（1）测机械效率的原理是=×100%；（2）使用滑轮组做的有用功是指把重物提升所做的功，即W有用=Gh；（3）提高机械效率的方法：增加物重，减轻机械的重，减小摩擦。【解答】解：（1）测机械效率的原理是=×100%；

10、（2）在图乙的实验中，拉力做的有用功：W有用=Gh=4.0N×0.1m=0.4J；（3）由=可知，提高机械效率的方法：增大有用功即增大物体的重力，或减小额外功即减小动滑轮的重力或减小摩擦力。故答案为：（1）×100%；（2）0.4；（3）增加物重或减轻滑轮的重或减小摩擦。【点评】此题是测量滑轮组机械效率实验，考查了测量滑轮组机械效率的原理、有用功的计算、提高机械效率的方法，是一道基础实验题。2小明同学按如图中所示a、b、c的顺序，对不同情况下滑轮组的机械效率进行了测量，来探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”，实验数据记录如下表：序号物重G/N提升高h/m测力计示数F/N拉出

11、绳长S/m机械效率（%）a20.10.90.374.1b30.11.2c30.10.90.566.7（1）在探究过程中对弹簧测力计读数操作，正确的是D。（选填序号）A沿竖直方向，拉着静止不动时读数B沿竖直方向，加速拉动过程中读数C任意方向，缓慢匀速拉动过程中读数D沿竖直方向，缓慢匀速拉动过程中读数（2）表中b组实验数据不完整，请结合图中具体情况分析并将数据补充完整。（3）为了探究“滑轮组的机械效率与绳子的绕法是否有关”，小明同学设计了如图甲所示的实验装置图，请你根据实验目的画出乙图实验装置图。【分析】（1）实验过程中，当沿竖直方向，匀速拉动弹簧测力计运动时，这样弹簧测力计处于平衡状态，拉力等于

12、弹簧测力计的示数；（2）根据s=nh，再根据=即可求出b实验的机械效率；（3）探究“滑轮组的机械效率与绳子的绕法是否有关”时，控制滑轮相同，绕法不同。【解答】解：（1）在实验操作中应竖直向上缓慢匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小；故选D；（2）绳子的自由端通过的距离为：s=nh=3×0.1m=0.3m，机械效率为：=83.3%；（3）探究“滑轮组的机械效率与绳子的绕法是否有关”时，控制滑轮相同，绕法不同，由甲图可知，有两端绳子拉着动滑轮，故乙图中滑轮组的绕法与甲图的绕法不同，如图所示：。故答案为：（1）D；（2）0.3；83.3；（3）如图。【点评】此题是测量滑轮

13、组的机械效率，主要考查了控制变量法的应用，难度不大。3小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验，如图1所示，用相同的滑轮组提升不同数量的钩码，记录数据如表所示。实验次数钩码的重力G/N钩码提升高度h/m拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率120.10.90.374%240.11.60.383%360.10.3（1）在实验过程中，应匀速竖直拉动弹簧测力计；（2）第三次实验时，拉力的大小如图2所示，观察弹簧测力计的示数，则表格中编号的数值是2.3，的数值是87%；（3）小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法，汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义，请你指出以下三种提高效

14、率的方法中，方法一是与本实验同理的。方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑（4）小明发现绳端移动的距离与钩码提升高度有固定的倍数关系，于是他认为钩码数量一定时，无论将钩码提升多高，都不影响该滑轮组的机械效率，小芳则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了，你认为小明 的看法是正确的。【分析】（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计；（2）弹簧测力计的读数，应该先看分度值再读数；根据W有用=Gh算出有用功，根据W总=Fs算出总功，由=×100%算出机械效率；（3）对于改变滑轮组机械效

15、率的方法，有两种情况：一是减轻动滑轮质量、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。据此分析。（4）根据因=来分析。【解答】解：（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数考等于拉力大小；（2）图中测力计的分度值为0.1N，示数2.3N，即表格中处的数值是2.3；机械效率为：=×100%87%；处的数值约为87%；（3）由表中数据可知，同一滑轮将不同的重物提升相同的高度，提升物体越重，机械效率越高；即对同一滑轮，增加提升物体的重力可提高机械效率；方法一：鼓

16、励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员，是在额外功相同时，人越多，有用功越多，机械效率越高，故符合题意；方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量，是通过减小额外功来增加机械效率的，故不符合题意。方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑。提高滑轮组机械效率的方法是通过减小摩擦来增加机械效率的，故不符合题意，故选方法一与与本实验同理；（4）因=，知机械效率与高度无关，故小明的正确。故答案为：（1）匀速竖直；（2）2.3；87%；（3）一；（4）小明。【点评】本题考查了测量滑轮组机械效率的实验，涉及到注意事项、测力计读数、滑轮组机械效率的计算和分析实验数据得出结论的能力等，要注意影响滑轮组机械效率因素

17、的运用。4小明做“测量滑轮组的机械效率”实验，忽略绳重和摩擦，实验记录结果如下表：实验次数物重G/N物体上升高度h/cm弹簧秤示数F/N测力计移动的距离s/cm1632.592652.515368324（1）用如图甲所示的滑轮组进行了前两次实验，分析1、2两组数据可知，滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关。（2）他用不同的滑轮组成如图乙所示的滑轮组，提升重为6N的物体，得到第3组实验数据，测得机械效率与前两次不同，其原因可能是动滑轮重力不同。【分析】（1）根据表中数据分别求出1、2次的机械效率，分析表中数据得出结论；（2）因不计摩擦和绳重，故克服动滑轮自重做的功为额外功，根据滑轮组的机械效率：

18、=×100%=×100%=×100%分析。【解答】解：（1）第1次实验的机械效率：1=×100%=×100%=×100%=80%；同理，第2实验的机械效率：2=×100%=×100%=×100%=80%，分析1、2两组数据可知，提升物体的重力相同，而提升高度不同，机械效率相同，故滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关。（2）因不计摩擦和绳重，故克服动滑轮自重做的功为额外功，滑轮组的机械效率：=×100%=×100%=×100%，结合表中数据，提升相同的重物，因用不同的滑轮组成滑

19、轮组，动滑轮重力不同，所以机械效率变化。故答案为：（1）物体提升的高度；（2）动滑轮重力不同。【点评】本题考查了滑轮组效率的比较、实验数据分析，应用控制变量法分析表中实验数据、应用效率公式即可正确解题。5如图所示，滑轮组在向上的拉力F作用下，将重为600N的物体匀速提起，在20s内物体上移的距离为h=2m（1）计算物体上升的速度；（2）计算有用功；（3）如果拉力F为250N，计算滑轮组提升该重物时的机械效率。【分析】（1）知道物体上移的高度和时间，根据v=求出物体上升的速度；（2）知道物体的重力和提升的高度，根据W=Gh求出有用功；（3）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的

20、距离，根据W=Fs求出总功，利用=×100%求出滑轮组的机械效率。【解答】解：（1）物体上升的速度：v=0.1/s；（2）有用功：W有=Gh=600N×2m=1200J；（3）由图可知，n=3，则绳端移动的距离：s=nh=3×2m=6m，拉力做的功：W总=Fs=250N×6m=1500J，滑轮组的机械效率：=×100%=×100%=80%。答：（1）物体上升的速度为0.1m/s；（2）有用功为1200J；（3）滑轮组提升该重物时的机械效率为80%。【点评】本题考查了速度公式、做功公式、机械效率公式的应用，是一道较为简单的应用题。6如图

21、所示，用滑轮组将重600N的物体在10s内匀速提升了5m，拉力为400N。求：（1）额外功。（2）该滑轮组的机械效率。【分析】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出拉力做的功，根据W=Gh求出有用功，总功减去有用功即为额外功；（2）利用=×100%求出该滑轮组的机械效率。【解答】解：（1）由图可知，n=2，则绳端移动的距离：s=nh=2×5m=10m，拉力做的功：W总=Fs=400N×10m=4000J；拉力做的有用功：W有=Gh=600N×5m=3000J，额外功：W额=W总W有=4000J3000J=10

22、00J；（2）该滑轮组的机械效率：=×100%=×100%=75%。答：（1）额外功为1000J；（2）该滑轮组的机械效率为75%。【点评】本题考查了有用功和总功、机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。7在新农村建设中，一位工人利用如图所示的滑轮组提升建筑材料，他某次匀速提升箱重400N的建材材料时，滑轮组的机械效率为80%，拉力的功率为100W求：（1）这位工人的拉力：（2）重物上升的速度。【分析】（1）由图可知，n=2，根据=，已知滑轮组的机械效率为80%，求出拉力F的大小；（2）根据P=Fv可求绳端移动的速度，再根据v=nv物可求重物上升的速度。【解答】

23、解：（1）由图可知，n=2，滑轮组的机械效率=，则人的拉力：F=250N；（2）根据P=Fv可得，绳端移动的速度：v=0.4m/s，由v=nv物可得重物上升的速度：v物=0.2m/s。答：（1）这位工人的拉力是250N；（2）重物上升的速度是0.2m/s。【点评】本题主要考查了机械效率、功率、速度的计算等，虽然用到的都是基本的常见公式，但考查的角度较为特殊，有一定的新意，值得我们关注。8如图所示是用动滑轮运送货物A的示意图。用500N的拉力，将重900N的货物A匀速竖直提升6m。不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求：（1）有用功W有；（2）动滑轮所受的重力G动；（3）动滑轮匀速提升货物A的机械效率。【

24、分析】（1）利用W=Gh求拉力做的有用功；（2）由图知，n=2，不计绳重和滑轮与轴的摩擦，拉力F= （G+G动），据此求动滑轮的重；（3）拉力端移动距离s=2h，利用W=Fs求拉力做的总功，动滑轮的机械效率等于有用功与总功之比。【解答】解：（1）做的有用功：W有=Gh=900N×6m=5400J；（2）由图知，n=2，不计绳重和滑轮与轴的摩擦，拉力F= （G+G动），则动滑轮的重：G动=2FG=2×500N900N=100N；（3）拉力端移动距离s=2h=2×6m=12m，拉力做的总功：W总=Fs=500N×12m=6000J；动滑轮匀速提升货物A的机械

25、效率：=×100%=90%。答：（1）有用功为5400J；（2）动滑轮所受的重力为100N；（3）动滑轮匀速提升货物A的机械效率为90%。【点评】本题考查了使用动滑轮时有用功、总功、机械效率的计算，利用好关系式：不计绳重和滑轮与轴的摩擦时拉力F= （G+G动）。9小明利用如图所示的滑轮组把重480N的物体提高10m，已知滑轮组的机械效率是80%（不计绳重和摩擦），求：（1）小明做的有用功、总功。（2）用此滑轮组吊起600N的物体，滑轮组的机械效率又是多大。【分析】从图中读出滑轮组承担物重的绳子段数n，s=nh；（1）知道物重和提升的高度，利用W=Gh求有用功；W总=求总功；（2）不计

26、绳重和摩擦，利用W额=G动h求动滑轮的重；根据=求此时的机械效率。【解答】解：（1）小明做的有用功：W有=Gh=480N×10m=4800J；已知滑轮组的机械效率是80%，则小明做的总功：W总=6000J；（2）额外功：W额=W总W有用=6000J4800J=1200J，不计绳重和摩擦，克服动滑轮做的功就是额外功，由W额=G动h可得动滑轮重：G动=120N，不计绳重和摩擦，用此滑轮组吊起600N的物体，此时滑轮组的机械效率：=×100%83.3%。答：（1）小明做的有用功是4800J；总功是6000J；（2）用此滑轮组吊起600N的物体，滑轮组的机械效率是83.3%。【点评

27、】本题考查了机械效率的计算，关键是基本公式的应用。10如图所示，工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢，所用的斜面长是3m。求：（1）推力做的功 （2）斜面的机械效率。（3）若想增大此斜面的机械效率，可采取什么方法？（答一种方法即可）【分析】（1）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=Gh求出有用功；然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率。（2）增大机械效率可从减小摩擦的角度考虑，减小摩擦力可增大机械效率。【解答】解：（1）推力做的功为：W总=Fs=500N×3m=1500J；（2）所做的有用功为：W有=Gh=800N

28、×1.5m=1200J；斜面的机械效率为：=×100%=80%；（3）若想增大此斜面的机械效率，可采取使斜面的表面变光滑，这样摩擦力会变小，所做额外功变小，机械效率变大。另外，还可以通过增大斜面的倾斜角度，增大斜面的机械效率。答：（1）推力做的功为1500J； （2）斜面的机械效率为80%；（3）若想增大此斜面的机械效率，可采取使斜面的表面变光滑。【点评】熟练运用计算功、功率、机械效率的公式，充分考虑影响机械效率的因素；是解答此题的关键。11如图所示，工人用250N的力F将重400N的物体在10s内匀速提升2m，（摩擦和绳重不计）求：（1）动滑轮的重力；（2）拉力F的功率；

29、（3）动滑轮的机械效率。【分析】（1）动滑轮绳子的有效股数为2，摩擦和绳重不计，根据F=（G+G动）求出动滑轮的重力；（2）根据s=nh求出绳端移动的距离，利用W=Fs求出拉力做的功，根据P=求出拉力F的功率；（3）根据W=Gh求出拉力做的有用功，根据=×100%求出动滑轮的机械效率。【解答】解：（1）动滑轮绳子的有效股数为2，摩擦和绳重不计，由F=（G+G动）可得，动滑轮的重力：G动=nFG=2×250N400N=100N；（2）绳端移动的距离：s=nh=2×2m=4m，拉力做的功：W总=Fs=250N×4m=1000J，拉力F的功率：P=100W；（

30、3）拉力做的有用功：W有=Gh=400N×2m=800J，动滑轮的机械效率：=×100%=×100%=80%。答：（1）动滑轮的重力为100N；（2）拉力F的功率为100W；（3）动滑轮的机械效率为80%。【点评】本题考查了动滑轮拉力公式和做功公式、机械效率公式、功率公式的应用，是一道较为简单的计算题。12小羊同学用如图所示的装置将重物提高5m，已知物重为800N，人对绳的拉力为500N。求此过程中：（1）拉力做的功。（2）过程中做的有用功。（3）滑轮组的机械效率。【分析】由图知，承担物重的绳子股数n=2，s=2h；（1）从题可知，拉力做的功是总功，可利用公式W总

31、=Fs计算总功；（2）提起货物做的功是有用功，可利用公式W有用=Gh计算有用功；（3）利用公式=计算机械效率。【解答】解：从图可知，n=2，s=2h=2×5m=10m；（1）F=500N，S=10m，拉力做的总功为：W总=Fs=500N×10m=5000J；（2）G=800N，h=5m，对物体做的有用功为：W有用=Gh=800N×5m=4000J；（3）该滑轮组的机械效率为：=×100%=×100%=80%。答：（1）做的总功5000J；（2）做的有用功4000J；（3）滑轮组的机械效率80%。【点评】本题考查了有用功、总功、机械效率的计算，考查的知识点较多，本题关键：一是判断承担物重的绳子段数（直接从动滑轮上引出的绳子股数），二是区分有用功和总功（从我们的目的出发分析，对我们有用的为有用功13工人用如图所示装置在 10s 内将质量为45kg的货