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第十二章第3节机械效率第1课时机械效率的概念及计算
一、选择题
1.以下说法正确的选项是()A.用水桶从井中提水时,对桶做的功是有用功B.用水桶从井中提水时,对水做的功是总功C.桶掉到井里,从井里把桶捞上来时,对桶做的功是有用功D.桶掉到井里,从井里把桶捞上来时,桶里带了一些水,对桶和水做的功是有用功
2.利用如图20-K-1所示的滑轮,在粗糙水平面上匀速拉动物体,以下表达正确的选项是链接例1方法指导()图20-K-1A.克服物体重力做的功是有用功B.克服物体受地面摩擦力做的功是有用功C.绳子自由端的拉力尸做的功是有用功D.克服物体受地面摩擦力做的功是额外功
3.关于机械效率,以下说法正确的选项是()A.机械效率高的机械做功一定多B.使用机械可以省力,省力越多,机械效率越高C.没有摩擦时,机械效率一定等于100%D.做同样的有用功,额外功越少,机械效率越高
4.甲升降机比乙升降机的机械效率高,它们分别把质量相同的物体匀速提升相同的高度,两者相比,甲升降机()A.做的总功较少B.做的总功较多C.提升重物做的有用功较少D.提升重物做的有用功较多5・2019•重庆局部农户在新建住房时,常利用如图20—K—2所示的简易滑轮提升建材在一次提升建材的过程中,建筑工人用400N的拉力,将重600N的建材在10s内匀速提高3m那么以下判断正确的选项是()图20-K-2A.滑轮所做的有用功为1200JB.滑轮受到的重力为100NC.该滑轮的机械效率〃=75%D.绳子自由端移动的速度大小为
0.3m/s
6.如图20—K—3所示,在大小为500N的拉力/作用下,滑轮组将800N的重物提升了101在此过程中()图20—K—3A.做的有用功是500JB.做的总功是800JC.该滑轮组的机械效率是
62.5%D.该滑轮组的机械效率是80%
7.如图20—K—4所示,在大小为150N的拉力尸作用下,物体力在水平桌面上以
0.2m/s的速度向右匀速运动了2nl2的重力为2019N,桌面对/的摩擦力为360N,那么以下说法正确的选项是链接例2方法指导()图20-K-4A.有用功为4000J
8.拉力做的功为90JC.滑轮组的机械效率为80%I).滑轮组的机械效率为75%
二、填空题
8.使用机械时,因为额外功是不可防止的,故总功总是选填“大于〃”小于〃或”等于〃有用功,所以机械效率总是选填“大于〃”小于〃或“等于〃
19.如图20—K—5所示,起重机将重6义13的货物匀速提升10,再水平移动io m后静止,起重机在整个过N1n程中对货物做功为J;假设起重机的机械效率为80%,那么起重机做的额外功为Jo图20-K—
510.如图20—K—6所示,用滑轮组将重为5N的物体匀速提升
0.2m,绳端受到的拉力为N,绳子自由端移动的距离为m,有用功为J,总功为J,滑轮组的机械效率为o链接例2方法指导图20-K-
611.如图20-K-7所示的滑轮组的机械效率是75%,物体重为150N,用滑轮组匀速将物体提升2m,所用拉力F为No图20—K—
712.小雪用三个质量相同的滑轮组成如图20—K—8所示的滑轮组,将重为120N的物体匀速提高了4m假设机械效率为80%,不计绳重及摩擦,那么每个滑轮重为No图20-K-
813.2019•安徽如图20—K—9所示,当工人师傅用400N的拉力向下拉绳时,可使重680N的重物匀速上升,此过程中滑轮组的机械效率为O图20-K-9
三、实验探究题
14.某小组在探究“使用动滑轮的特点〃时,记录了如下几组实验数据实验序号123钩码的重力G/N246弹簧测力计的示数
1.
12.
153.2钩码上升的高度h/m
0.
10.
10.15绳子末端移动的距离s/m
0.
20.
20.3动滑轮提升钩码所做的功r/J
0.
20.
40.9手拉弹簧测力计的力所做的功rj———1完成表格中填空2手拉弹簧测力计的力所做的功『和动滑轮提升钩码所做的功r相等吗?O造成这种现象的原因是____________________________________________________O⑶在本次实验中,第3次提升钩码时所做的总功/总为,有用功/有为,额外功额为,动滑轮的机械效率〃为O
四、计算题
15.如图20-K-10所示,用500N的拉力将重1200N的木箱匀速提升
1.5m,所用的时间为30s问链接例2方o法指导1拉力所做的有用功是多少?2滑轮组的机械效率是多少?图20-K-
1016.2019•南通工人用图20—K—11所示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升2m,此过程中拉力的功率为120Wo求g取10N/kg1有用功2滑轮组的机械效率3假设工人用此装置匀速提升其他货物,测得拉力大小为300N,额外功占总功的20%,工人所提升的货物重多少图20-K-11详解详析
1.C
2.B
3.D[解析]做同样的有用功,额外功越少,有用功在总功中所占的比例越大,机械效率越高,〃说法正确
4.A[解析]“把质量相同的物体匀速提升相同的高度〃,那么所做的有用功相同甲升降机比乙升降机的机械效率高,说明甲做的有用功跟总功的比值大,假设有用功相同那么总功少2选项正确
5.C[解析]滑轮所做的有用功川有=6卜=600/VX3/=1800J,故力错误不计摩擦和绳重时,动滑轮的重66=2400M6004200N,摩擦和绳重未知,动滑轮重未知,故8错误动=得一物义由图知,n=2,s=nh=2X3/=6m,M%=Fs=400NX6加=2400J,滑轮组的机械效率:
0.75=75%,W1800J有故正确2400广广由图知,绳端移动的距离s=nh=2X3/=6in,那么绳子自由端移动的速度大小为v=_=~=
0.6in/s,t10s故〃错误
6.D
7.C
8.大于小于W白[解析]使用机械时,额外功不可防止,总功总是大于有用功由机械效率公式可得w/总=川有+讨额总机械效率总是小于lo
9.6X
1041.5X101[解析]因为货物在水平方向上移动时拉力不做功,所以起重机在整个过程中对货物做的功川有=6卜=6乂134,W W6X104J444有/日有X10/〃=6义11J,由n=[得—=
7.5X104J
7.5X107-6X1017=
1.5w n80%鹏额=总一有=总xio4J
10.
20.
611.
283.3%[解析]该滑轮组中,动滑轮上承重绳子的段数为3,所以绳端移动的距离为物体上升高度的3倍,即s=3h=3X
0.2勿=
0.6例有用功为克服物体重力做的功鹏有=6卜=5/VX
0.2勿=1J,拉力做的总功为W总=Fs=2NXW有1/
0.6777=
1.2J,所以机械效率为T1=^=——^
83.3%oW
1.Z J总Wu W右300T
11.100[解析]有用功为克服物体重力做的功,W%=Gh=150/VX2/〃=300J,n=,,那么W总=二=、^W总f]75%=400/此题装置中动滑轮上承重绳子的段数为2,所以绳自由端移动的距离为物体上升高度的2倍,即s=2hW>;400T=2X2/=4勿;拉力做的总功为M3=Fs,那么F=-一-=100N s4m
12.30[解析]由题图知,n=3,_Ww_Gh__G_n=w7=Fs=nF G120N那么F=——==50N-nn3X80%G+G120N+动F=,即50N=3不计绳重和摩擦,那么G=30No动
13.85%[解析]由图可知,滑轮组承当物重的绳子段数为〃=2,_傕_仍_Gh_G由〃=区=瓦=丽=靛仔,滑轮组的机械效率〃=£=f=85%nr2X400N
14.
10.
220.
430.96⑵不相等克服动滑轮重、绳重及摩擦等要做功
30.96J
0.9J
0.06J
93.75%
15.1拉力做的有用功=67=1200NX
1.5m=1800Jo⑵滑轮组的机械效率收1800J〃=T7=r-nn MX/1_c Q=0-8=80%隈500NX
1.5mX
316.1货物的重力G=/〃g=45kgXIO N/kg=450N,有用功有=仍=450NX2m=900J2拉力做的总功/总=-20WX10s=1200J,睚900T滑轮组的机械效率〃=r=湍7=
0.75=75%3由图可知〃=3,额外功占总功的20%,那么此时的机械效率为n=1-20%=80%;右,_松G hG hG此时的机械效率〃一w I——方;——t if—t,检、F sF nnnFr r所以提升物体的重力G=〃nF=80%X3X300N=720No。