2020九年级物理上册机械效率(提高篇) 6页

机械效率(提高篇)‎ 一、填空题 ‎1、某机械的机械效率为80%，使用它做400J的有用功，需同时做 J的额外功。‎ ‎2、在实际生产劳动中使用机械时，总要做一些额外功，原因是任何机械本身都有 ，并且机械零件与零件之间在发生相对运动时还存在着 ，所以任何机械的机械效率总是 100%（选填“大于”或“小于”）。‎ ‎3、要提高机械效率，关键在于减小__________功。我们可以用__________或_______减小摩擦，还可以通过简化____结构，____机械自重等方法，来提高机械效率。 4、如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，物体重6N。沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，物体上升高度为‎10cm，此时弹簧测力计的示数为　 　N，滑轮组的机械效率是　 　。‎ ‎ 5、如果是水桶掉在了水井里，需要把水桶捞上来。在将水桶捞上来的过程中，克服水的重力所做的功是_______功，克服桶的重力所做的功是______功，人在整个捞桶过程中做的功是__________，由此可 见，应该根据________________来判断有用功和额外功。 6、如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，且动滑轮重G动小于物体的物重G，甲图中拉力做的功为W甲，乙图中拉力做的功W乙，则所用的拉力F甲 F乙，W甲 W乙，其机械效率η甲 η乙。（均选填“＞”“＜”或“=”）‎ ‎7、小勇用如图所示滑轮组拉着物体匀速前进了0．‎2 m，则绳子自由端移动的距离为________m。若物体与地面的摩擦力为9 N，则他所做的功是________J。如果小勇对绳的拉力F＝4 N，该滑轮组的机械效率为________%。‎ ‎8、如图所示，某同学用6N的拉力将重为8N的物体拉上高‎3m、长‎5m的斜面，则该斜面的机械效率________。‎ 二、选择题 ‎9、甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，则（　　）‎ A．甲吊车的电动机做的有用功较多 6‎ B．乙吊车的电动机做的额外功较多 ‎ C．甲吊车的电动机做的总功较多 ‎ D．甲、乙两吊车的电动机做的总功相同 ‎10、（多选）在探究“影响滑轮组机械效率的因素”时，同学们得到了很多结论，其中正确的是（　　）‎ A．滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关 ‎ B．滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关 ‎ C．滑轮组的机械效率与滑轮和绳子间的摩擦有关 ‎ D．滑轮组的机械效率与承重绳子的段数有关 ‎11、小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组(如图所示)，分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为、。下列关系正确的是(忽略绳重及摩擦)（　　）‎ A．F1＞F2， B．F1＞F2， C．F1＜F2， D．F1＜F2，‎ ‎12、（多选）如图所示，小晖用60N的拉力，在2s内将重100N的物体升高了‎20cm，则（　　）‎ A．绳子自由端被拉下‎60cm ‎ B．拉力的功率为24W ‎ C．有用功为20J ‎ D．滑轮组的机械效率为83% ‎ ‎13、下面措施中能使滑轮组的机械效率提高的是（　　）‎ A．增加提升重物的高度 ‎ B．给滑轮的轮和轴之间加润滑油 ‎ C．提升质量更小的物体 ‎ D．将塑料滑轮换成体积相等的铁质滑轮 ‎ 三、实验与计算题 ‎14、在物理课上，同学们通过实验对斜面的机械效率进行探究。其中一组同学研究“斜面的倾斜程度跟机械效率的关系”。下表是他们的部分实验数据。　　 ‎ 实验序号 斜面倾角q / °‎ 木块重G/N 拉力 F/N 斜面高 h/cm 斜面长 S/cm 机械效 率η/%‎ ‎1‎ ‎10‎ ‎2‎ ‎0.6‎ ‎10‎ ‎57.6‎ ‎57.9‎ ‎2‎ ‎15‎ ‎2‎ ‎0.8‎ ‎10‎ ‎38.6‎ ‎64.8‎ 6‎ ‎3‎ ‎20‎ ‎2‎ ‎1.0‎ ‎10‎ ‎29.2‎ ‎68.5‎ ‎4‎ ‎25‎ ‎2‎ ‎1.1‎ ‎10‎ ‎24.0‎ ‎75.8‎ ‎5‎ ‎30‎ ‎2‎ ‎1.2‎ ‎10‎ ‎20.0‎ ‎83.3‎ ‎（1）分析表中的数据，可以知道： 　　①斜面的机械效率跟斜面倾角（倾斜程度）的关系是_______________； 　　②实验中，拉力做的有用功__________（填“相等”或“不相等”）； 　　③实验中，随着斜面倾角的增大，拉力做的总功__________（填“增加”“不变”或“减少”）； 　　④额外功减少的原因是______________________________________。 （2）进而可以有如下推论： 　 ①木块受到的摩擦力跟斜面倾角的关系是_______________________； 　 ②从影响滑动摩擦力大小因素方面分析，在实验中，摩擦力的大小发生变化的原因是_______________________。 15、如图所示的两个滑轮组。已知图甲中的物重与动滑轮之比为；图乙中的物重与动滑轮重之比为。两个物体重力之比。若不计摩擦，求： 　　　　　　　　　　　　　　　　 　　(1)甲、乙两图中的滑轮组效率之比； 　　(2)将物体匀速拉起时，绳子的拉力、之比。‎ ‎16、小马用如下图所示滑轮组抬高重5N的小车，若不考虑摩擦和绳重，请你计算下列问题：‎ ‎（1）若不计动滑轮重量，绳子自由端弹簧测力计的示数是多大？‎ ‎（2）若考虑动滑轮重量，此时弹簧测力计的示数是2.5N，则该滑轮组的机械效率是多大？‎ ‎（3）当动滑轮总重超过多少时，使用该滑轮组提该小车不再省力？‎ ‎【答案与解析】‎ 6‎ 一、填空题 ‎1、【答案】100‎ ‎2、【答案】重力；摩擦；小于 ‎【解析】机械做功时要做额外功，额外功主要包括机械自身的重力和零件的摩擦，机械效率总小于1。‎ ‎3、【答案】额外；滚动摩擦代替滑动摩擦；加注润滑剂；机械；减少 4、【答案】2.4；83.3%‎ ‎【解析】由图示弹簧测力计可知，其分度值为0.2N，示数为2.4N；由图示滑轮组可知，承重绳子的有效股数n=3，滑轮组效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%≈83.3%。 5、【答案】额外；有用；总功；完成事情的目的 ‎6、【答案】＞；＜；＞‎ ‎【解析】（1）因为不计绳重和摩擦，而甲图是定滑轮，所以绳子自由端的拉力F甲=G；而乙是动滑轮，所以绳子自由端的拉力；由于G动F乙。（2）因甲图和乙图所提升的物体的质量相同，并且提升相同的高度，所以由公式W有用=Gh=mgh可知，在甲图和乙图中所做的有用功相同；而在不计绳重和摩擦时，使用定滑轮不需要做额外功，使用动滑轮由于要克服动滑轮的重力做额外功；由W总=W有用+W额外可知，W甲< W乙。（3）在不计绳重和摩擦时，使用定滑轮不需要做额外功，因此甲的机械效率为100%，而使用动滑轮，由于克服动滑轮重力做额外功，所以乙的机械效率小于100%；所以η甲>η乙。‎ ‎7、【答案】0.6；1.8；75‎ ‎ 【解析】有3段绳，所以绳子自由端移动的距离是。‎ 拉力，他所做的功是：。‎ 当拉力是4N时，有用功是，‎ 总功，故机械效率：。‎ ‎8、【答案】80％‎ ‎ 【解析】拉力所做的有用功：W有=Gh=8N×‎3m=24J，拉力所做的总功：W总=Fs=6N×‎5m=30J，‎ 该斜面的机械效率：‎ 故答案为：80%。‎ 二、选择题 ‎9、【答案】B ‎【解析】两辆吊车做的有用功相同，乙的效率较低，所以乙吊车做的总功较多，额外功较多。‎ ‎10、【答案】ABC ‎【解析】 由可知，滑轮组的机械效率与物重、动滑轮重、摩擦等因素有关，与承重绳子的段数无关，故A、B、C正确，D错误。‎ ‎11、【答案】A 6‎ ‎【解析】对于竖直悬挂的滑轮组，在不考虑摩擦和绳重时，拉力，，故；机械效率，故。‎ ‎12、【答案】CD ‎【解析】由图可知，n=2，则绳子自由端被拉下的距离：s=nh=2×‎20cm=‎40cm=‎0.4m，故A错误；拉力做的有用功：W有=Gh=100N×‎0.2m=20J，故C正确；拉力做的总功：W总=Fs=60N×‎0.4m=24J，拉力的功率：，故B错误；滑轮组的机械效率：，故D正确。‎ ‎13、【答案】B ‎【解析】A、增加提升重物的高度对滑轮组的机械效率没有影响，故A不合题意；B、给滑轮的轮和轴之间加润滑油，可以减少额外功，在有用功一定时，可提高机械效率，故B符合题意；C、提升质量更小的物体，这样有用功变小，在额外功一定时，有用功占总功的比例更小，机械效率变小，故C不合题意；D、将塑料滑轮换成体积相等的铁质滑轮，增大了动滑轮的重，增加了额外功，使机械效率变小，故D不合题意；故选B。‎ 三、实验与计算题 ‎14、【答案与解析】‎ ‎⑴①倾角越大，机械效率越高；②相等；③减少；④木块受到的摩擦力变小了 　　⑵①倾角越大，摩擦力越小；②木块对斜面的压力变小了 15、【答案】(1)滑轮组效率之比为：35:36 　　 (2)绳子的拉力之比为：。 　　【解析】本题的难度在于所有数据都是比例值，关键是要分清楚有用功、总功以及公式推导变形，本题还是可以轻松解答。图甲中的滑轮组，有用功是使重物上升所做的功，由于不考虑摩擦总功则是使、同时上升所做的功。与相连，上升的高度相同。设重物上升h米，则有用功，总功为，机械效率为； 　　由，得，带入上式，得； 　　同理，可得；将，即代入得；由此可知，两个滑轮组的机械效率之比为：。 　　两个滑轮组的连接方式不同，图甲中的拉力为滑轮与重物重力之和的1/3，即=‎ 6‎ ‎。图乙中的拉力为滑轮与重力之和的1/2，即=。将，的关系代入，有，。 　　由此得出，将代入，得。‎ ‎16、【答案与解析】‎ ‎ ‎ 6‎