機械效率基礎(chǔ)夯實1.(2019內(nèi)蒙古通遼中考)如圖所示,利用滑輪組在2 s內(nèi)將重400 N的物體勻速提升了1 m,所用拉力F為150 N。不計繩重和摩擦,下列說法正確的是()A.繩子自由端移動的速度為2 m/sB.動滑輪的總重為100 NC.滑輪組的機械效率為83.3%D.提升更重的物體,滑輪組的機械效率會變小答案A解析由圖知,n=4,繩子自由端移動的距離s=4h=41 m=4 m,繩子自由端移動的速度v=2 m/s,故A正確;不計繩重及摩擦,拉力F=(G+G動),可得動滑輪所受的重力G動=4F-G=4150 N-400 N=200 N,故B錯誤;拉力做的功W總=Fs=150 N4 m=600 J,有用功W有用=Gh=400 N1 m=400 J,滑輪組的機械效率=100%66.7%,故C錯誤;若用該滑輪組提升所受重力更重的物體,額外功不變,有用功增加,有用功在總功中所占的比例增加,機械效率會變大,故D錯誤。2.(2019吉林長春中考)如圖所示,用甲、乙滑輪組在相同時間內(nèi)分別將A、B物體勻速提升相同高度,已知物體受到的重力GAGB,滑輪組的機械效率甲GB、上升的高度相同,根據(jù)W有=Gh可知,甲滑輪組的有用功比乙的多,故B錯誤;由B可知,W有甲W有乙,已知滑輪組的機械效率甲GB,甲AC。F對物體做功的功率分別為P甲、P乙,機械效率分別為甲、乙。下列分析正確的是()A.P甲P乙,甲乙D.P甲P乙,甲乙答案A解析已知ABAC,拉力相同,由W=Fs可知,W甲W乙,時間相同,所以P甲P乙;已知物體的重力不變,斜面的高度不變,故由W=Gh可知,將等質(zhì)量物體分別沿斜面AB、AC以相同的速度從底部勻速拉到頂點所做的有用功相同,W甲有=W乙有,因為W甲W乙,由=可得,甲GB,則甲乙;若FA=FB,則GAGB。(選填“”“GB時,甲乙;由題圖可知,n甲=2,n乙=3,由F=(G+G動)可得,提升物體的重力G=nF-G動,則FA=FB時,提升物體的重力關(guān)系為GAGB。17.(2018江蘇鎮(zhèn)江中考)小明通過機械將重100 N的重物在5 s內(nèi)豎直向上勻速提升了2 m,機械效率為80%。則此過程中有用功W有用= J,額外功W額外= J,小明做功的功率P= W。答案2005050解析此過程中有用功:W有用=Gh=100 N2 m=200 J;根據(jù)=可知,總功為:W總=250 J;額外功為:W額外=W總-W有用=250 J-200 J=50 J;小明做功的功率:P=50 W。能力提升18.(2019四川遂寧中考)在“測量滑輪組機械效率”的實驗中,某組同學(xué)選擇了如圖所示的兩種滑輪組進(jìn)行多次實驗,記錄的實驗效據(jù)如下表:實驗次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升高度H/cm拉力F/N繩端移動距離s/cm機械效率10.5103021.5100.83062.5%30.5100.54025.0%41.5100.74053.6%(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以判斷出第一次實驗所選擇的是(選填“甲”或“乙”)滑輪組。(2)在第一次實驗中,當(dāng)拉動滑輪組時,彈簧測力計示數(shù)如圖丙所示,拉力F為 N;該次實驗滑輪組的機械效率是(計算結(jié)果精確到0.1%)。(3)機械效率是機械性能好壞的重要標(biāo)志,結(jié)合生產(chǎn)生活實際,分析實驗數(shù)據(jù)可知,下列提高機械效率的措施不可行的是(選填序號)。A.增加所提物重B.減輕機械自重C.機械加潤滑油D.增加重物上升高度答案(1)甲(2)豎直向上勻速0.441.7%(3)D解析(1)由表中第一次實驗數(shù)據(jù)可知,鉤碼上升的高度h=10 cm,繩端移動的距離s=30 cm,由s=nh可得,繩子的有效股數(shù)n=3,由圖可知,甲滑輪組繩子的有效股數(shù)為3,乙滑輪組繩子的有效股數(shù)為4,所以,第一次實驗所選擇的是甲滑輪組;(2)實驗時要豎直向上勻速拉動彈簧測力計,這樣示數(shù)才會穩(wěn)定,所讀出的數(shù)值才等于拉力的大小,由圖丙可知,彈簧測力計的分度值為0.2 N,拉力F=0.4 N,該次實驗滑輪組的機械效率=100%=100%41.7%;(3)由1、2或3、4兩組數(shù)據(jù)可知,用相同的裝置提升,物體的重力越大,滑輪組的機械效率越大,故A可行;由1、3或2、4兩組數(shù)據(jù)可知,用不同的滑輪組提升相同的物體上升相同的高度時,機械自重越小,滑輪組機械效率越大,故B可行;機械加潤滑油,提升重物時減小了額外功,根據(jù)=100%=100%可知,滑輪組的機械效率越大,故C可行;由=100%可知,滑輪組機械效率與物體提升的高度無關(guān),故D不可行。19.(2019四川眉山中考改編)為了探究斜面的機械效率與斜面傾斜程度之間的關(guān)系,探究小組的同學(xué)利用木板、刻度尺、彈簧測力計、木塊等器材設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。實驗測得的數(shù)據(jù)如下表:實驗次數(shù)斜面傾斜程度木塊重力G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面長度s/m機械效率1較緩30.21.6137.5%2較陡30.31.813最陡30.42.0160%請你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)解答下列問題:(1)實驗中要求用沿斜面向上的力拉著木塊在斜面上做運動。(2)第2次實驗中,斜面的機械效率為,斜面對木塊的摩擦力為 N。(3)斜面的機械效率與斜面的傾斜程度之間的關(guān)系是。答案(1)勻速直線(2)50%0.9(3)斜面越陡,其機械效率越高解析(1)實驗中要求用沿斜面向上的力拉著木塊在斜面上做勻速直線運動;(2)第2次實驗中,斜面的機械效率=100%=50%,在第2次實驗中,有用功W有用=Gh=3 N0.3 m=0.9 J,總功W總=Fs=1.8 N1 m=1.8 J,額外功:W額=W總-W有用=1.8 J-0.9 J=0.9 J,根據(jù)W額=fs可得摩擦力f=0.9 N;(3)由表中數(shù)據(jù)可知:斜面越陡,其機械效率越高。20.(2019四川眉山中考)在一次車輛故障處置過程中,拖車所用裝置簡化為如圖所示的滑輪組。為了盡快疏通道路,交警指揮拖車只用了30 s時間,將水平路面上質(zhì)量是1.5 t的故障車勻速拖離了現(xiàn)場。若故障車被拖離的速度是5 m/s,繩子自由端的拉力F是500 N,地面對故障車的摩擦力為車重力的,g取10 N/kg。求:(1)拉力F在30 s內(nèi)所做的功;(2)整個裝置的機械效率。答案(1)2.25105 J(2)80%解析(1)故障車在30 s內(nèi)通過的路程s車=v車t=5 m/s30 s=150 m,由圖知,n=3,拉力端移動距離s=3s車=3150 m=450 m,拉力F在30 s內(nèi)所做的功W總=Fs=500 N450 m=2.25105 J;(2)地面對故障車的摩擦力f=G=mg=1 500 kg10 N/kg=1 200 N;滑輪組克服故障車摩擦力做的有用功W有用=fs車=1 200 N150 m=1.8105 J,整個裝置的機械效率=100%=80%。21.(2019四川涼山州中考)如圖所示,用滑輪組勻速提起重1 000 N的物體,使物體上升10 m,所用拉力為400 N,若繩重和摩擦不計,求:(1)滑輪組的機械效率;(2)若用此裝置勻速提起1 200 N的重物,則拉力為多少。答案(1)62.5%(2)450 N解析(1)由圖可知,繞過動滑輪的繩子股數(shù)為4,則繩子自由端移動的距離s=4h=410 m=40 m,克服物體重力做的功W有用=Gh=1 000 N10 m=10 000 J,拉力做的功W總=Fs=400 N40 m=16 000 J,滑輪組的機械效率=100%=62.5%;(2)繩重和摩擦不計,則W額=G動h,動滑輪的總重為G動=600 N,繩重和摩擦不計,用此裝置勻速提起1 200 N的重物,則此時的拉力F=(G+G動)=(1 200 N+600 N)=450 N。22.(2019四川攀枝花中考)如圖所示,在水平路面上行駛的汽車通過滑輪組拉著重G=9104 N的貨物A沿斜面向上勻速運動。貨物A的速度為v=2 m/s,經(jīng)過t=10 s,貨物A豎直升高h(yuǎn)=10 m。已知汽車對繩的拉力F的功率P=120 kW,不計繩、滑輪的質(zhì)量和摩擦,求:(1)t時間內(nèi)汽車對繩的拉力所做的功;(2)汽車對繩的拉力大小;(3)斜面的機械效率。答案(1)1.2106 J(2)20 000 N(3)75%解析(1)可得t時間內(nèi)汽車對繩的拉力所做的功W=Pt=1.2105 W10 s=1.2106 J;(2)10 s內(nèi)貨物移動的距離s物=vt=2 m/s10 s=20 m,由圖知,n=3,拉力端移動距離s=3s物=320 m=60 m,由W=Fs可得汽車對繩的拉力大小F=20 000 N;(3)不計繩、滑輪的質(zhì)量和摩擦,滑輪組對重物的拉力F拉=3F=320 000 N=60 000 N,斜面的機械效率=100%=75%。15