第二节机械效率一、填空题（2016阜阳市晨梦中学二模）如图，物体重为80N,滑轮重为40N,若用力F竖直向上匀速拉动滑轮，则拉力F为N,该滑轮的机械效率为（不计绳重与摩擦）.第1题图（2016阜阳市晨梦中学一模）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为.第2题图（2016百色）小明用如图所示的滑轮组把重为600N的物体匀速提升了一段距离，此过程中滑轮组机械效率为80%,不考虑绳重及摩擦，则绳端的拉力是一N,动滑轮的重力是N.第3题图（2016安徽第一次十校联考）如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计上升的高度s为0.2m,物块重G为1.5N,物块上升的高度h为0.3m,则杠杆的机械效率为—％，使用该杠杆做额外功的主要原因是.第4题图（2016玉林）如图所示，用F=50N的力通过滑轮组水平拉重力为80N的物体，使其向左匀速运动，在这过程中拉力F做功为401，已知物体受到水平地面的摩擦力为60N,则物体运动的距离为m,该滑轮组的机械效率为.（忽略绳子和动滑轮的重力）第5题图（2016绥化）将一个重240N的物体匀速推到斜面顶端，人沿斜面向上的推力为120N,如图所示，物体沿斜面移动的距离s=3m,上升的高度用=1.2m,则人对物体做的有用功是体匀速上升，不计绳重和摩擦，此时整个装置的机械效率为.若绳子能承受的最大拉力为50N.此装置可提起的最大物重是N.第7题图二、选择题（2016乌鲁木齐）如图所示，利用动滑轮提升一个重为G的物块，不计绳重和摩擦，其机械效率为60%,要使此滑轮的机械效率达到90%,则需要提升重力为G的物块个数为（）第8题图A.3个B.4个C.5个D.6个（2016天津）某建筑工地上，工人师傅用滑轮组和桶组成的装置将水泥从地面匀速运至楼上，如图所示.若水泥重为G0,桶重为G1,动滑轮重为G2,不计绳重和摩擦，此过程中该装置的机械效率为n则工人师傅作用在绳子自由端的拉力F为（）第9题图G.+G,+G、G.+G,G,G,A.F=t-34一2B.F=031C.F= 0-+G1D.F=肃+G0nInIm,手施加（2016合肥市二模）如图所示，用一个动滑轮把重为400N的物体匀速提高3在绳子自由端的拉力为250N.则在此过程中（不计绳重及摩擦）（）A.动滑轮重为150N第10题图B.拉力所做的功为750NC.机械效率为80%D.使用动滑轮既能省力，又能省功11.（2016烟台）用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相同的高度.若用n甲、n乙
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示甲、乙两滑轮组的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则（）第11题图a.n甲=n乙,w甲=w乙b.n甲>〃乙，w甲>w乙c.n
n乙，wF2D.不能确定14.（2016南平）利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是（）第14题图A.重力做的功是有用功B.拉力F/故的功是额外功C,绳子自由端的拉力F做的功是总功D.该滑轮的机械效率可能等于100%三、实验题（6分）用图示装置探究“斜面机械效率”，沿斜面拉动物体做匀速直线运动.实验数据记录如表第15题图实验次数物体种类物重G/N斜面高h/cm沿斜面的拉力F/N斜面长5/cm机械效率n/%1木块4151.19060.62小车4150.790⑴第2次实验的机械效率为%.（2）由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，越小，机械效率越大.⑶第1次实验中，木块所受摩擦力为N.（6分）（2016安徽第四次十校联考）如图小明测定滑轮组机械效率的实验第16题图⑴根据下表数据画出滑轮组的绕线
方法
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.第②次的机械效率为实验序号钩码重力/N钩码上升的高度/m绳端的拉力/N绳端移动的距离/m机械效率%①80.23.60.674.1②120.24.80.6（2）小明在实验过程中由于操作不熟练导致弹簧测力计示数忽大忽小，无法读取拉力F的大小，这主要是小明没有拉动弹簧测力计导致的.⑶小明为了解决第（2）问的问题，用一种新的方法来测滑轮组的效率：他测出物体的重力GWGhG和动滑轮重力G动滑轮，然后根据「=^X100%=—————X100%=———X100%卬总（G+G动滑轮）hG+G动滑轮计算出该滑轮组的效率，则这种方法测出的滑轮组机械效率（选填“大于”、“等于"或“小于”）实际值.四、计算与推导题（6分）（2016镇江）用如图所示的滑轮组将重90N的货物匀速提升1m的过程中，所用拉力F=50N,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦.⑴求上述过程中的有用功W^田；有用（2）求上述过程中的总功W总；⑶求滑轮组的机械效率n「第17题图（10分X2016安徽第一次十校联考）某兴趣小组用如图所示的滑轮组，匀速拉动一水平面上的物体，动滑轮重用G动表示，物体受到的摩擦力为400N,物体被拉动的水平距离为4m,（不计绳重及绳与滑轮间的摩擦）求：（2）若滑轮组的机械效率为80%,则拉力做功大小为多少.⑴试推导该滑轮组机械效率的表达式为n=贬X100%；第十讲简单机械第二节机械效率20080%【解析】竖直向上匀速拉起滑轮，不计绳重和摩擦，所以F=2G十G/=2X80N+40N=200N；由图知，物体运动距离为h，滑轮运动距离为s，由h=2s，所以该滑轮W』Gh2G2X80N的机械效率：n=彳有用X100%=—X100%=—X100%=X100%=80%.TOC\o"1-5"\h\zWFsF200N总80%【解析】拉力所做的有用功：W有=Gh=8NX3m=24J,拉力所做的总功：W总HYPERLINK\l"bookmark12"\o"CurrentDocument"W24J=Fs=6NX5m=30J,该斜面的机械效率：n=,X100%=三77X100%=80%.HYPERLINK\l"bookmark14"\o"CurrentDocument"W30J总HYPERLINK\l"bookmark10"\o"CurrentDocument"WGhGhG250150【解析】由n=F«X100%=hX100%=-X100%=玄X100%,可得80%WFsFnhFn总:600；*100%,解得F=250N；不考虑绳重和摩擦，由F=1（G十GJ,可得250N=1X3XFn动/3（600N+G动），解得G动=150N.90需要克服杠杆自重（克服摩擦）等做功【解析】由于使用杠杆时需要克服杠杆自重（克服摩擦力）等做功；W有=Gh=1.5NX0.3m=0.45J；W总=Fs=2.5NX0.2m=0.5J；机械效率W0.45Jn=4有X100%=X100%=90%.使用杠杆时需要克服杠杆自重（克服摩擦力）等做功，总.这部分功为额外功.W40J0.460%【解析】由W=Js绵可得绳子自由端移动的距离：s『W=祭=0.8m,总拉绳绳卜拉50N由图可知,〃=2,因为s绳=2s物，所以物体运动的距离：s物=2s绳=1x0.8m=0.4m，滑轮W组所做的有用功：W右=fs枷=60NX0.4m=24J,滑轮组的机械效率：「=寸*100%=有用物W总24J40JX100%=60%.28880%【解析】应用斜面的目的是把物体抬高，所以物体克服重力做功是有用功，拉力做功为总功.W有=Gh=240NX1.2m=288JW总=Fs=120NX3m=360JW288Jn=^X100%=——X100%=0.8X100%=80%W360J总WGh90NXh7.75%120【解析】n=江X100%=gX100%=4^XIX100%=75%；F=总+G物）=40N，所以G动=3F—G物=3X40N—90N=30N,则此装置可提起的最大物重为G物=3F'—G动=3X50N—30N=120N.WD【解析】①设动滑轮的重量为G；第一次提升重为G的物块时，由题意得：n=后有X动W总G2100%=厂工厂X100%=60%,解得:G=zG；②设第二次所挂物重为G,由题意得：n'G十G动动3TOC\o"1-5"\h\zHYPERLINK\l"bookmark16"\o"CurrentDocument"WG22=有X100%=支/X100%=90%,把G=TG代入上式中解得是：G'=6G,所以需HYPERLINK\l"bookmark4"\o"CurrentDocument"WG十G动3总动要提升重力为G的物块的个数为6.故选D.A【解析】由题图知，n=3,不计绳重和摩擦，拉力F=|(G0+G1+G2),故A正确、BWGhGh错；由题图知，n=3,则拉力端移动的距离s=3h,由n=寸*100%=啜X100%=烹々WFsFX3h总GGX100%=/X100%得：F=-0-，故C、D错误.故选A.3F3nC【解析】①不计摩擦和绳重，拉力F=1(G十GJ则动滑轮的重力G=2F—G=2X2502轮动N-400N=100N,故A错；②由题图知，n=2,s=2h=2X3m=6m,拉力做功W=Fs总=250NX6m=1500J,故B错；③W=Gh=400NX3m=1200J,滑轮组的机械效率有用n=号有用X100%=F耨X100%=80%,故C正确；④使用动滑轮可以省力，但不能省功，W1500J总故D错误.故选C.A【解析】钩码的重力相同，钩码上升的高度相同，据W有=Gh可知，所做的有用功相同；此时对动滑轮做的功是额外功，不计绳子和摩擦，动滑轮相同，即额外功相同，艮W翦是相同的，所以w币是相同的，故拉力做的功相同，即w=w,机械效率n=%X100%,额总甲乙W总故也是相同的，即「甲=n乙故选a.B【解析】由题可知，.推力做的总功：W总=Fs=200NX2m=400J,推力的功率：P=与总=400J=80w,故A、C错误；该过程的有用功：W=Gh=mgh=30kgX10N/kgX1t5S有。jjm=300J,斜面的机械效率：n总X100%=300J400JX100%=75%,故B正确；由W=W总W100J有十卬额可得，W额=卬总一卬有=400J-300J=100J,由卬额=力可得摩擦力：于=飞额=5m=50N,故D错误.故选B.C【解析】同一物体升高的高度相同，根据公式w=Gh可知有用功相同；因为nB=nCW=有X100%,故两者WM相等，即F-BA=F,•CA，由图可知，BAF,，故W总1212总选C.C【解析】由题图知，水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功为有用功，故A错；水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功，即拉力F］做的功为有用功，克服绳与动滑轮之间的摩擦、克服动滑轮和绳重而做的功为额外功，故B错;绳子自由端的拉力F做的功包括有用功、额外功，为总功，故C正确；在拉动物体的过程中要克服绳与动滑轮之间的摩擦、要克服滑轮和绳重而做一定的额外功，使得有用功小于总功，该滑轮的机械效率总小于100%,故D错.故选C.15,(每空2分，共6分)(1)95.2(2)摩擦力(3)0.43WGh4NX0.15m【解析】(1)第2次实验斜面的机械效率n="100%=GX100%=X100%%Fs0.7NX0.9m口95.2%.(2)比较两次的机械效率可知，第2次机械效率大，斜面的倾斜程度相同，小车所受的摩擦力小，由此可得结论：斜面倾斜程度相同时，摩擦力越小，机械效率越大.(3)由第1次实验的数据可知，沿斜面拉木块做的有用功W有=Gh=4NX0.15m=0.6J,拉力做的总功W总=Fs=1.1NX0.9m=0.99J,则额外功W额=W总一W有=0.99J-0.6J=0.39J,由W『s得，木块所受摩擦力f=上额=^-0.43N.额s.9m16.（1）如答图所示（1分）②83.3%（1分）（2）匀速（2分）（3）大于（2分）第16题答图【解析】（1）绳子段数n=。=瞿邛=3,该滑轮组绕线方法如答图所示;②W^=12NX0.2mh0.2m有用w2.4J=2.4J；W=4.8NX0.6m=2.88J；机械效率n=,X100%=7^X100%"83.3%；（2）总w2.88J总利用二力平衡的条件可知，只有让钩码匀速上升，此时滑轮对钩码的拉力的大小才会等于钩码的重力，测力计的示数才等于拉力的大小；（3）小明的方法中，没有考虑克服摩擦和绳重所做的额外功，测出的机械效率将大于实际值..解：（1）上述过程中的有用功，W有用=Gh=90NX1m=90J（2分）（2）由图知n=2,所以绳端移动的距离：s=2h=2X1m=2m,W总=Fs=50NX2m=100J（2分）（3）滑轮组的机械效率：W_E90J、n=W用X100%=而JX100%=90%（2分）总.解：（1）利用图示装置，W有用=fs（2分）动滑轮升高的高度h=s，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，额外功W额=G动h=G动s（2分）拉力做的总功卬总=w有用十w额=fs+G动s（2分）W^mfsf、该滑轮组机械效率:n=,X100%=，，「X100%=f—X100%（2分）W总fs十G动sf十G动（2）由n=-^X100%=总fs亍x100%可知：w'=|/y总总fs400NX4m80%=2000J（2分）
浙公网安备 33021202002483