2018学年九年级物理上册11.5机械效率课时跟踪练习基础篇新版苏科版.doc

1 机械效率(基础篇) 一、填空题 1、使用机械工作时，对人们有用的功，叫做_________，用________表示。 2、使用机械时对人们没有用，但又不得不做的功，称为________，用________表示。 3、________功与________功的总和叫总功，用 表示，写成公式 ________+________。 4、________跟________的比值叫做机械效率，表达式是: ＝________。因为________总小于________， 所以机械效率 总小于 1。测定机械效率的实验原理是:________。 5、某人用斜面装置将重为 120N 的物体匀速从斜面的底部拉到顶部，已知斜面长为 5m，高是 2m，拉力 F=60N，则此人做的有用功为________，额外功为 ________。 6、杠杆是一种机械效率很高的简单机械。若用一根机械效率为 90%的杠杆将一个 36 kg 的物体提升 50 cm， 则需要做的有用功为________J，总功为________J(g 取 10 N/kg)。 7、如图所示，沿斜面向上拉一个重为 4.5N 的物体到斜面顶端，斜面长 1.2m，高 0.3m，拉力做功为 2.16J，则这个斜面的机械效率是 %，物体受到的摩擦力是 N。 二、选择题 8、已知甲机器的机械效率是 65%，乙机器的机械效率是 80%，那么下列说法中正确的是（　　） A．甲机器一定比乙机器省力 B．甲机器一定比乙机器省距离 C．甲机器做的有用功一定比乙机器多 D．以上说法都不对 9、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，绳子 的自由端移动的距离为 s1、s2，图中左、右滑轮组的机械效率分别为 η1、η2，下列关系正确的是（忽 略绳重及摩擦）（　　） A．s1＞s2，η1=η2 B．s1＞s2，η1＞η2 C．s1＜s2，η1=η2 D．s1＜s2，η1＞η2 10、用同一滑轮组分别把 100 N 和 200 N 的重物匀速提高 5m，如果两种情况下的额外功相等，则（ ） A．所做的总功相等 B．所做的有用功不相等 C．两次的机械效率相等 D．用于拉绳子的力两次相等 W总 W =总 η η2 11、功率为 10kW 的起重机在一分钟内，将重 的物体升高 2m，水平移动 4m，则下列数据错误的 是（ ） A．总功为 　　　　　　B．有用功为 C．总功为 　　　　　　　D．机械效率为 30% 12、图中剪刀剪纸机械效率为 80%，这表示（　　） A．若作用在剪刀的动力是 1N，则阻力是 0.8N B．若作用在剪刀的阻力是 1N，则动力是 0.8N C．若作用在剪刀的动力做功 1J，则有 0.2J 的功用于剪纸 D．若作用在剪刀的动力做功 1J，则有 0.8J 的功用于剪纸 三、实验与计算题 13、在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了 4 次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮 测得前 3 组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第 4 组数据，如下表： 实验 次数 物重 G 物/N 动滑轮重 G 动/N 钩码上升的 高度 h/m 动力 F/N 动力作用点移动 的距离 s/m 滑轮组的机 械效率 η/% 1 1 0.5 0.1 0.7 0.3 47.6 2 2 0.5 0.1 1.1 0.3 60.6 3 4 0.5 0.1 2 0.3 4 4 1 0.1 0.5 50.0 （1）根据表中前 3 次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕绳方法。 （2）在实验中，测量绳端拉力 F 时，应尽量　 　匀速向上拉动弹簧测力计，读出乙图中弹簧测力计 的示数为　 　N，第 3 次实验时滑轮组的机械效率为　 　。 （3）由表中第　 　组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关。 （4）由表中第 3、4 组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和　 　有关，请计算出第 3 组实验 中克服摩擦所做的额外功　 　J。 14、如图所示，平行于斜面的拉力 F 将一块重 10Ｎ的木块匀速拉上一个长为 2m，高为 0.5m 的斜面，已 知 F 大小等于 3N，求在这过程中，克服重力做了多少功？拉力 F 做了多少功？机械效率是多大？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　 15、用滑轮组匀速提升重为 2000N 的物体，作用在绳子自由端的拉力大小为 625N，拉力做功的功率为 1250W，滑轮组的机械效率为 80%，不计摩擦与绳重，求：3 　　(1)重物上升的速度； 　　(2 本滑轮组用几段绳子悬挂动滑轮？ 【答案与解析】 一、填空题 1、【答案】有用功 2、【答案】额外功 3、【答案】有用 额外 4、【答案】有用功 总功 有用功 总功 5、【答案】240J；60J 【解析】此人做的有用功：W 有用=Gh=120N×2m=240J； 此人做的总功：W 总=Fs=60N×5m=300J； 则额外功：W 额=W 总-W 有用=300J-240J=60J； 故答案为：240J；60J。 6、【答案】180 200 【解析】 ， 。 7、【答案】62.5 0.675 【解析】有用功：W 有用=Gh=4.5N×0.3m=1.35J；总功：W 总=2.16J，斜面的效率： ；额外功：W 额=W 总-W 有用=2.16J-1.35J=0.81J，因为 W 额=fs，所以 摩擦力大小： 。 二、选择题 8、【答案】D 【解析】机械效率是有用功与总功的比值，有用功占总功的比例越大，机械效率越高，乙机器的机 械效率只能说明乙机器中有用功占总功的比例大，并不能说明甲机器一定比乙机器省力，一定比乙机器 省距离，做的有用功一定比乙机器多；故选 D。 9、【答案】C 【解析】忽略绳重及摩擦，使用滑轮组时的拉力 F= （G 物+G 轮），左图承担物重的绳子股数 n=2，右 图承担物重的绳子股数 n=3，而动滑轮重相同、提升的物体重相同，据此判断拉力大小关系；两图分别 将同一物体匀速提高到相同高度，做的有用功相同；由 s=nh 可知，右图绳子自由端移动的距离大；由 题知，忽略绳重及摩擦，所做的额外功为提升动滑轮做的功，由 W 额=G 轮 h 可知，额外功相同，又因为 总功等于有用功加上额外功，所以总功相同，所以可以得出两图的机械效率相同。 10、【答案】B 【解析】匀速提高物体时，有用功 ，因为物重不同，所以两次用于拉绳子的力以及有用 W有用 W额外 W有用 W额外 W W 有用 总 W W η = 有用 总 36kg 10N / kg 0.5m 180JW Gh= = × × =有用 180J 200J90% WW η= = =有用 总 1.35J100%= 100% 62.5%2.16J W W η = × × =有用 总 0.81J= =0.675N1.2m Wf s = 额 W Gh=有用4 功必然不相等。在额外功一定的情况下，有用功越多，则有用功在总功中所占的比例也越大，所以机械 效率也不相同。 11、【答案】A 【 解 析 】 由 起 重 机 功 率 与 时 间 相 乘 得 到 的 功 W ， 这 是 外 界 输 入 起 重 机 的 功 ， 是 总 功 ： ；由力与距离相乘得到的功，是起重机提升重物时对重物所做的 功，提升重物是我们的目的，是我们想完成的功，此功是有用功，而水平移动过程时，起重机对重物并 没有做功。所以 。机械效率是有用功与总功的比值，弄清楚了 有用功与总功的问题， 判断出 D 选项是正确的。 12、【答案】D 【解析】利用剪刀的目的是剪纸，所以剪纸做的功是有用功。由机械效率为 80%知，如果动力做功 1J，有 0.8J 是用于剪纸。 三、实验与计算题 13、【答案】（1）如下图所示；（2）竖直；1.6；66.7%；（3）1、2、3；（4）动滑轮重； 0.15 【解析】（1）由前 4 组实验数据知，s=3h，所以滑轮组由 3 段绳子承担物重，因此应从动滑轮绕起。 （2）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值；由图知，测力计的分度 值为 0.2N，所以其示数为 1.6N；η= ×100%= ×100%= ×100%≈66.7%。 （3）由表中第 1、2、3 组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关。 （4）由表中第 3、4 组数据可知，物重相同，动滑轮重力不同，机械效率不同，由此可得；同一滑轮组 的机械效率与摩擦和动滑轮重有关；根据表中第 3 组数据可知，有用功：W 有=Gh=4N×0.1m=0.4J；克服 动滑轮做的功：W 动=G 动 h=0.5N×0.1m=0.05J；总功：W 总=Fs=2N×0.3m=0.6J；则克服绳重及摩擦做的那 部分额外功：W 额=W 总﹣W 有﹣W 动=0.6J﹣0.4J﹣0.05J=0.15J。 14、【答案】5J 6J 83.3% 【解析】本题是有关斜面机械效率的题目，解决这一类问题，首先要解决的是区分有用功、总功， 即什么是人做事的目的，什么是人实际做的功。第一问克服重力做了多少功：W=FS=Gh=10N×0.5m=5J， 而人的目的是把重物提升,这个数值是有用功的大小。第二问求拉力所做功，拉力 F 的大小已知，在拉 力 方 向 下 移 动 的 距 离 为 2m ， 所 以 W=FS=3N×2m=6J ， 拉 力 F 所 做 的 功 是 总 功 。 则 。 15、【答案】 (1)重物上升的速度为 0.5m/s。 (2) n=4。5 【解析】本题是初中阶段机械效率和功率以及做功相结合的很难的题目，本题使用了公式变形推导， 还使用了设未知物理量的解题方法。不论多难的题目，只要涉及到机械效率，就必须先搞清楚什么是有 用功，什么是总功，（1）：总功 W 总是拉力 F 所做的功，即可以用 FS 求出，也可以由拉力做功的功率 求出，在 t 时间内，则 。而有用功则是克服物重所做的功， ;而 v 为重物上升的速 度，即我们要解答的问题， ，比较两个总功表达式，结合机械效率的公式；得到如下 解题过程： 　　滑轮组的机械效率 ， 　　 . 　　则：重物上升的速度为 0.5m/s。 　　第 2 问的突破口是：如何确定悬挂动滑轮绳子的段数，本来最简单方法就是看图，数数有几根绳悬 挂动滑轮即可，而本题连图都没有，显然不行。我们不要忘记在滑轮组题目中永远隐含的条件是物体升 高的距离 h 与拉力 F 移动距离 S 之间满足 S=nh,再考虑绳子自由端的移动和重物上升所用时间相同，就 可以得到绳端，即拉力运动的速度 　　拉力做功的功率： ， 　　绳端即拉力运动的速度： =2m/s。 　　绳端前进的速度 是重物上升速度 v 的 4 倍，说明重物是被 4 根绳拉住。