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文本内容:
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0.2m,则绳子自由端移动的距离为________m若物体与地面的摩擦力为9N,则他所做的功是________J如果小勇对绳的拉力F=4N,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60cmB.拉力的功率为24WC.有用功为20JD.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/%
11020.
61057.
657.
921520.
81038.
664.
832021.
01029.
268.
542521.
11024.
075.
853021.
21020.
083.3
(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】
一、填空题
1、【答案】
1002、【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
13、【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G,所以,即;因此F甲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【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】⑴
①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 ⑵
①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】。