暑假预习作业04 机械效率（预习培优）原卷版

暑假预习作业04机械效率

目录

01新知初探

02基础检测

03小试牛刀

一.机械效率大小的比较（共3小题）（易错★）

二.滑轮、滑轮组机械效率的计算（共6小题）

三.斜面机械效率的计算（共3小题）（难★）

四.机械效率、压强和浮力综合计算（共3小题）（难★★★）

五.测量机械效率（共3小题）（难★★）

新知初探

一、机械效率

1.有用功：动滑轮对笆I码的拉力所做的功叫作有用功，用火制表示。

2.额外功：用动滑轮提升钩码时，我们还不可避免地要克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的

影响而多做一些功，这部分功叫作额外功，用W撇外表示。

3.手拉绳做的功叫作总功，JI.W®表示。总功等于有用功与额外功之和，即WMWgj+W承外。

4.物理学中，将有用功跟总功的比叫做机械效率,用n表示。

5.公式：/7=-^xl00%

6.使用机械时，由于额外功的存在，总有w仃用＜w总，因此n〈ioo%。

二、斜面及其应用

在地面和高台间架一块长木板，沿斜面将重物拉到高台上，如图所示。这里的斜面就是一种省力的简

单机械。使用斜面可以省力,但要费距离。由于物体在斜面上运动时会受到摩擦力.要做额外功，因而斜

面的机械效率小于100%。

基础检测

I.使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是总功，所以机械效率总是100%o

2.某机械的效率为70%,表示有用功占总功的；使用任何机械都不可避免地要做功。

3.如图所示的是某种塔式起重机，用该起重机搬运建筑材料时，起重机做的有用功是____________，做

的额外功是_____________。（均填序号）

①提起建筑材料做的功②将挂钩、钢绳、动滑轮等提起做的功③克服机械之间的摩擦做的功

4.利用图中实验装置测量滑轮组的机械效率，实验时要竖直向上拉动弹簧测力计；若增大物体的

质量，该滑轮组的机械效率将（选填“增大”、“减小”或，不变。

5.关于功、功率和机械效率，下列说法不正确的是（）

A.机械效率总是小于1B.做功慢的机械，功率一定小

C.功率大的机器做功一定多D.使用任何机械都不能省功

6.甲、乙两台电动起重机工作时的机械效率分别为70%和60%,这说明（）

A.甲起重机更省力B.甲起重机做功更多

C.乙起重机做功更慢D.乙起重机工作时，有用功占总功比例小

7.为了提升重物，在生活中常常用到动滑轮，不计绳重和摩擦：下列方法可提高其机械效率的是（）

A.增大提升重物时的速度B.将重物提升得更高

C.使用更大的拉力D.使用更轻的动滑轮

8.如图所示是利用滑轮打水的场景。井架上安装一个滑轮，绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶，当人拉或放绳

索的另一端即可让水桶升降。下列说法正确的是（）

A.井架上的滑轮是动滑轮

B.提等量的水，水桶越轻机械效率越高

C.利用这个装置能够省功

D.提水过程中人对水桶做的功是有用功

9.如图，建筑工人分别用甲、乙两装置把同一桶沙提升相同高度（两装置中滑轮重相同且小于沙和桶的总

重），工人对绳子的拉力分别为6和若不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（）

A.使用甲装置可以省力B.使用乙装置可以省功

C.人对绳子的拉力匕小于6D.乙装置的机械效率比甲低

10.用如图所示的滑轮组将重为500N的物体，匀速提升1m,用时10s,已知拉力F的大小为200N。求:

\\\\\\\\

⑴滑轮组提升重物时所做的有用功；

（2）拉力做功的功率；

（3）滑轮组的机械效率。（保留一位小数）

小试牛刀

一.机械效率大小的比较（共3小题）（易错★）

1.小李用相同的滑轮设计了甲、乙两种装置将两个相同货物在相同时间内匀速提升相同的高度，且物体重

力大于滑轮重力，如图所示。两次的拉力分别为匾和七，忽略绳重和摩擦，小李两次的拉力/",

两次做的有用功％W乙，两装置的机械效率劭〃乙。

乙

2.甲、乙两人分别用如图所示的滑轮,在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台。不计绳重及

A.甲省力，机械效率较高B.甲省功，机械效率较低

C.乙不省力，机械效率较高D.乙省功，机械效率较低

3.如图所示，用甲、乙两个滑轮组在相同时间内分别将物体M、N匀速提升1m,拉力分别为4、七，此

过程相关数据如图所示.卜.列有关此过程的说法中，正确的是（）

A.甲、乙两滑轮组中，绳子自由端移动的距离关系为$甲＜”

B.甲、乙两滑轮组的机械效率关系为〃甲乙

C.物体M、N的重力大小关系为G“二G'

D.提升物体时两拉力的功率大小关系为%=2

二.滑轮、滑轮组机械效率的计算（共6小题）

4.质量为50kg的工人用如图所示的滑轮组运送货物匕楼，每个滑轮重力相同，若工人在Imin内将重为600N

的货物匀速提升6m,作用在绳上的拉力广为400N。不计摩擦与绳重，下列说法中正确的是（）

A.拉力厂的功率为40W

B.动滑轮受到的重力是400N

C.滑轮组对天花板的拉力大小为1200N

D.该滑轮组提升货物的机械效率为75%

5.用图所示的滑轮组拉着重100N的物体A在水平地面以0.5m/s的速度做匀速直线运动，已知绳端拉力

F=20N,物体A受到地面的摩擦力为30N。忽略绳重和动滑轮重的影响，下列说法中正确的是（）

A.额外功主要是克服地面对物体A的摩擦力所做的功

B.拉力做功的功率为30W

C.滑轮组的机械效率为75%

D.增大物体A的重力，该滑轮组的机械效率一定会降低

6.用图甲中的滑轮组竖直提升物体，机械效率与物重关系如图乙。不计绳重和摩擦，动滑轮重为N；

用此滑轮组将重为30N的物体竖直提升2m,拉力尸做功Jo

7.小明家在3楼，家里要装修房子，需要把一些装修材料从楼下运送到楼上。装修的工人师傅把两个相同

质量的滑轮组成如图所示的滑轮组，悬挂在阳台的水平支架上。运送货物时，工人师傅甲站在水平地面上,

竖直向下拉动绳子自由端，工人师傅乙站在阳台上等待货物到达后取下货物。已知每个滑轮的质量是8kg,

支架在定滑轮处能够支撑的最大拉力IOOON。现在工人师傅甲把重为420N的装修材料A以0.2m/s的速度

匀速运送到楼上，不计滑轮组的绳重和摩擦，求：(g取10N/kg)

(1)驿子自由端拉力的功率尸；

⑵滑轮组的机械效率"；

(3)根据支架能够支撑的最大拉力，分析说明利用这个滑轮组能否提升重为KX)ON的装修材料B上楼？

8.质量为50kg的工人站在地上用如图所示的滑轮组匀速提升400N的重物，所用的拉力?为250N,5s内

绳子自由端被拉下2m,在此过程中，(不计摩擦和绳重)，绳所能承受力足够大，g取10N/kg。求：

(1)拉力。的功率。

(2)动滑轮的重。

(3)此工人使用此滑轮组的最大机械效率。

9.如图I所示，滑轮组悬挂在水平支架上，重为I300N的卷扬机放置在水平地面上，卷扬机和地面的接触

面积为500cm-两次分别匀速提升物体A、BM，卷扬机的输出功率P随物体上升速度u的变化关系图线

分别为图2中的“、儿已知物体A的质量为80kg,绳子能够承受的最大拉力为1200N,动滑轮和定滑轮

质量相同。(不计滑轮组的绳重和轮与轴之间的摩擦，g取10N/kg)求：

图1图2

(1)卷扬机未连接滑轮组时对水平地面的压强。

(2)提升物体B时滑轮组的机械效率。

(3)若水平支架能承受的滑轮组对它的最大拉力为3500N,用此滑轮组提升物体时能达到的最大机械效率(结

果保留一位小数)。

三.斜面机械效率的计算(共3小题)(难★)

10.如图所示，重：150N的物体在平行于斜面的拉力?作用下，以0.3m/s的速度从斜面的底端匀速运动到

斜面的顶端，用时20s。已知产=100N,斜面的高度为3m0求：

(1)斜面的长度;

(2)受力尸做功的功率;

(3)利用斜面匀速拉动重物的过程中，该装置的机械效率。

11.机械对于人类社会的重大意义在于提高生产效率，如图所示一卡车车厢底板距地面L5m高，用一块4m

长的木板AB搭在车厢底板上，构成斜面。用沿斜面方向的推力/把一个重为600N的木箱由8处匀速推到

A处(如图虚线所示)，若斜面的机械效率为60%,则木箱与木板之间的摩擦力为No

将I0N重的物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端，需要用

)

B.有用功为2.5J

C.重物上升过程中克服摩擦做了0.5J的额外功

D.为了提高该斜面的机械效率，应以较快的速度将重物匀速拉到斜面顶端竖直向下拉绳端

四.机械效率、压强和浮力综合计算(共3小题)(难★★★)

13.如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图，每个滑轮重为200N,均匀实心金属块

的密度为8xl()Yg/m，金属块的质量为120kg。绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块

的阻力均忽略不计，金属块一直匀速上升。(0K=LOX1()3版/nf,g取10N/kg)求:

(1)在金属块还未露出水面，上表面距离水面10m时，上表面受到的水的压强;

(2)在金属块未露出水面时，金属块所受到的浮力;

(3)在金属块未露出水面时，动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力和该滑轮组的机械效率。

14.施工队利用图甲海上打捞装置打捞物体，使用电动机和滑轮组将物体从海底竖直匀速吊起。见图乙，

物体上表面到水面的距离为30m,A、B、C、。四个点是物体从海底竖直向上匀速吊起过程经过的4个位置。

图丙是物体所受拉力”随时间，变化的图像。

(1)求物体从A点到8点吊起过程中的速度;

(2)求物体的密度;

(3)物体从A点被匀速提升到8点的过程中，电动机提供给滑轮组绳子自由端的动力为L25xl(/N,求滑轮

组的机械效率。

15.质量为75kg的建筑工人，想利用如图甲所示的装置将水池底的长方体石料拉出水面。石料的质量为

20(1kg,体积为0.08m3,动滑轮的质量为6kg,石料上表面到水面的距离为1m,不考虑绳重、滑轮的摩擦

和水的阻力。

甲

（1）石料此时受到的浮力；

⑵此时到石料上表面恰好接触水面，匀速运动了2s时间，求拉力的功率和机械效率;

⑶建筑工人能把石料完全拉出水面吗？给出证明。

五.测量机械效率（共3小题）（难★★）

16.如图所示，“探究”小组在“测量滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据记

录如下表。

色码上升的弹簧测力计绳端移动的

次数钩码重/N机械效率

高度/m示数N距离/m

120.10.80.383.3%

240.11.50.3©

360.1②0.390.9%

460.20.690.9%

（1）实验时应沿方向匀速拉动弹簧测力计，为了能准确测量绳子自由端的拉力F,应该在弹簧测力

计（填“缓慢匀速提升”或“静止”）时读数。

(2)表格中编号①处的数据为(计算结果保留到0.1%)，编号②处的数据为(如丙图所示)。

(3)第二次实验中，若3s内钩码上升的高度为0.1m,则拉力的功率为Wo

(4)分析前3次实验数据发现：采用的方法可以提高滑轮组的机械效率。

⑸分析第3、4次实验数据，发现滑轮组的机械效率与________无关。

⑹为提高滑轮组机械效率，可采取的措施有(多选)。

A.减轻动滑轮重B.增加所提物体重C.机械加润滑油D,增加绳端移动的距离

17.在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示)，

实验数据记录如表：

甲

钩码重钩码上升距离弹簧测力计上升距

次数®机械效率/%

/N/cm离/cm

12100.83083.3

24101.530②

36102.23090.9

(1)表格中①处应填写的内容为，②处数据应为(结果保留一位小数)；

(2)分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与有关；

(3)同组的小华发现边拉动弹簧测力计边读数时，弹簧测力计示数不稳定，她认为应在弹簧测力计静止时读

数，小明认为她的想法________(选填“合理”或"不合理”)，理由是________；

(4)另一实验小组的同学改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图「的图像。分

析图像中的A点可知，此时被提升物体所受的重力.

A.大于8NB.等