机械效率 名师获奖

第十五讲机械效率四川专用1．(2016·乐山16题2.5分)如图所示，通过斜面用平行于斜面F＝200N的推力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上，斜面长s＝2m。(g取10N/kg)则()A．推力F做功的功率为40WB．斜面的机械效率为75%C．推力F做的总功为300JD．斜面对物体的摩擦力为100NB2．(2015·眉山40题3分)如图所示，用滑轮组提升重物时，将重600N的物体在10s内匀速提升了2m，已知动滑轮重为100N(不计绳重和摩擦)，则提升重物的过程中正确的是()A．绳子自由端拉力F的大小为300NB．滑轮组的机械效率为60%C．提升物体的过程中，额外功为200JD．绳子自由端拉力F的功率为150WC3．(2016·成都B卷4题2分)(多选)小李同学利用如图所示的滑轮组匀速提升重物。第一次提升的重物A的重力为GA，加在绳子自由端的拉力为F1，重物上升的速度为v1，运动时间为t1；第二次提升的重物B的重力为GB，加在绳子自由端的拉力为F2，重物上升的速度为v2，运动时间为t2。已知F1∶GA＝5∶8，GB∶GA＝3∶2，v1∶v2＝2∶1，t1∶t2＝2∶3。动滑轮的重力不能忽略，不计绳重与摩擦的影响。下列对两个过程的分析中，正确的是()A．拉力之比为F1∶F2＝7∶8B．拉力的功率之比为P1∶P2＝10∶7C．机械效率之比η1∶η2＝14∶15D．额外功之比W1∶W2＝2∶3BC4．(2016·乐山16题2.5分)如图所示，用滑轮组提升重物时，用大小为F1的拉力将重400N的物体在10s内匀速提升了2m，已知动滑轮重为100N(不计绳重和摩擦)，则滑轮组的机械效率为____%，拉力F1做功的功率为____W。如利用该装置使该物体沿竖直方向匀速下降时，绳子自由端的拉力为F2，则F1____(填“大于”“等于”或“小于”)F2。80100等于5．(2015·广安14题2分)如图所示，起重机将重6×103N的货物匀速提升10m，再水平移动10m后静止，起重机在整个过程中对货物做功为

J；若起重机的机械效率为80%，则起重机做的额外功为

J。6×1041.5×1046．(2014·德阳11题4分)如图所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力为48N，则滑轮组的机械效率为____；若物体的速度为0.2m/s，则1min内拉力做的功为____J。80%7207．(2016·德阳18题6分)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所示，实验装置如图所示。实验次数12钩码重G/N44钩码上升高度h/m0.10.1绳端拉力F/N1.81.6绳端移动距离s/m0.30.4机械效率η74.1%(1)通过分析表中数据可知第2次实验使用的是____(填“甲”或“乙”)图所示的装置。(2)根据表中数据，可以计算出第2次实验中的机械效率应为η＝

。(3)通过第1次实验和第2次实验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(动滑轮的质量越大)，滑轮组的机械效率____(填“越高”“不变”或“越低”)。乙62.5%越低8．(2016·乐山16题2.5分)小坤家新买的房子在12m高的楼上，装修时为了节省人工、加快进度，小坤设计了如图所示的滑轮组来提升装修材料。小坤爸爸站在地面上用1min时间匀速把100kg的水泥吊到了楼上，所用的拉力是625N。求此过程中：(g取10N/kg)(1)小坤爸爸的功率有多大？(2)滑轮组的机械效率是多少？9．(2016·雅安24题7分)

工人用如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量变化的图象如图乙所示，滑轮和钢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，则建材的重力是多少？(2)若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为200N，求拉力的功率。(3)当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是多大？10．(2016·南充26题8分)某人站在水平高台上用如图所示的滑轮组提升重物，不计绳重和摩擦。第一次他匀速提升重物G1＝150N时，人竖直向上拉绳的力为F1，人对高台的压强为p1；第二次他匀速提升另一重物G2＝270N时，人竖直向上拉绳的力为F2，人对高台的压强为p2。两次物体匀速上升的速度均为0.5m/s，人的重力G人＝500N，且p1∶p2＝14∶15。求：(1)若人的双脚与高台的总接触面积为4×10－2m2，当人站在高台上没有拉绳时，人对高台的压强。(2)第一次提升重物时，克服物体重力做功的功率。(3)第二次提升重物时，滑轮组的机械效率。C【例1】(2016·淄博)用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m，已知动滑轮重30N，不计摩擦，则()A．利用滑轮组所做的有用功是450JB．绳子自由端移动的速度是0.9m/sC．拉力的功率是99WD．滑轮组的机械效率是80%【点拨】克服物体的重力所做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力所做的功为总功，根据W＝Gh求出有用功和总功，根据P＝W/t求出拉力的功率，根据η＝W有/W总×100%求出滑轮组的机械效率，由图可知滑轮组绳子的有效段数为两段，根据s＝nh求出绳端移动的距离，利用v＝s/t求出绳子自由端移动的速度。【方法归纳】有用功、总功、速度公式、功率、机械效率公式、滑轮组s＝nh的理解和运用并求出有用功和总功是本类型题的关键。竖直向上匀速

4．实验目的：从弹簧测力计上读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码提升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，通过已知的钩码质量，算出钩码重力G，再算出有用功W有、总功W总、机械效率η；5．提高机械效率的方法：(1)采取减轻机械本身的重量和加润滑油减小摩擦的办法减少

；(2)当额外功一定时，在机械能够承受的范围内尽可能

。额外功增加每次提起的物重【例1】(2016·聊城)在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙三次实验，实验数据记录如表：(1)在实验过程中要竖直向上____拉动弹簧测力计，使钩码升高。(2)表格中编号①处数据应为____，编号②处数据应为

。(3)分析以上实验数据可以得出如下结论：同一滑轮组的机械效率主要与

有关。(4)若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率____(填“变大”“变小”或“不变”)。匀速2.483.3%提起物体受到的重力不变【点拨】在实验中要竖直向上缓慢、匀速拉动测力计。由图示测力计确定其分度值，读出其示数；根据η＝W有/W总＝Gh/Fs，求出滑轮组的机械效率。图中实验中只有提升钩码的重力不同，因此研究的是机械效率与提升钩码重力的关系。在不计摩擦及绳重情况下，有用功就是提升重物所做的功，额外功就是提升动滑轮所做的功，根据η＝W有/W总＝W有/(W有＋W额)可知机械效率与绕绳方法无关。4．实验中控制变量法的应用：(1)探究机械效率与斜面倾斜程度的关系，控制斜面的粗糙程度与物体的重力相同，改变斜面的倾斜程度；(2)探究机械效率与斜面粗糙程度的关系，控制斜面的倾斜程度与物体的重力相同，改变斜面的粗糙程度；(3)探究机械效率与物重的关系，控制斜面的倾斜程度与粗糙程度相同，改变物体的重力。5．分析数据，得出结论：(1)在其他条件一定时，斜面越光滑，机械效率越高；(2)在其他条件一定时，斜面越倾斜，机械效率越高；(3)斜面的机械效率与提升物体的重力无关。【例2】(南通中考)用图示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如下表。

(1)沿斜面拉动物体时，应使其做

运动。(2)根据图中测力