2018学年九年级物理上册11.5机械效率同步测试提高篇新版苏科版.doc

1 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2 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 1 η 2 η 1 2 η η= 1 2 η η> 1 2 η η= 1 2 η η>3 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】4 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 0.2 3m 0.6ms = × = 1 3N3F F= =摩 3N 0.6m 1.8JW Fs= = × = 9N 0.2m 1.8JW F s= = × =有用 摩 4N 0.6m 2.4JW Fs= = × =总 1.8J 75%2.4J W W η = = =有用 总 有 总 24= 100%= 80%30 W J W J η × = = =W Gh G G W Fs nF G G f η = = + + 有用 总 动5 【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 = 。图 G GF n += 动物 1 2n n< 1 2F F> W G W G G η = = + 有用 物 总 动物 1 2 η η= 24J =12W2s WP t = =总 20J= 100%= 100% 83.3%24J W W η × × ≈有用 总6 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】