机械效率习题精选及答案
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机械效率习题精选
一、基础知识
[例]机械效率是_____功跟_____功的比值,公式η=______由于_______总是存在的,所以机械效率总_____1。
[例]某斜面长为L ,高为h ,有一重力为G 的物体被推力F 沿斜面从底端匀速移至顶端。若物
体所受阻力为f ,则此时的有用功为____,总功为____,额外功为____,机械效率为____。 [例]下列机械效率的说法正确的是( )
A .机械效率可以提高到100%
B .机械效率总小于1
C .功率大的机械机械效率高
D .机械效率越高,有用功就越多 二、公式训练 (一)η =
总
有W W
[例]如图所示的滑轮组把重800 N 的物体G 匀速拉起0.5 m ,忽略滑轮重和 摩擦,需要的拉力是_______,若实际匀速拉起重物的力是250 N ,则做的 有用功是_______,总功是_______,机械效率是_______。 (二)η = W 有/(W 有+ W 额)
[例]如图所示,斜面长S=10m ,高h=4m .用沿斜面方向的推力F ,将一个重为100N 的物体由斜面底端A 匀速推到顶端B .运动过程中物体克服摩擦力做了100J 的功.求:
(1)运动过程中克服物体的重力做的功; (2)斜面的机械效率; (3)推力F 的大小.
[例]一台起重机将重5000N 的货物提高2m ,如果额外功是2500J ,则起重机做的有用功 是 J ,该起重机的机械效率是 。
(三)η =Gh/Fs
[例]如图所示,斜面长5m ,高1m ,工人用沿斜面方向400N 的力把重1600N 的集装箱匀速推到车上,推力对集装箱做的 功是 J ,斜面的机械效率是 . (四)η =G/nF
[例]如图所示,用此装置拉一重为100 N 的重物,使其在地面上做匀速直线运动,若不计滑轮重和摩擦,所需拉力为8 N ,则物体与地面间的摩擦力为_____N 。实际此装置的机械效率为80%,欲使物体以0.6 m/s 的速度沿水平地面匀速直线前进,那么实际拉力为_____N ,拉力在 5 s 内做的功为_____J 。
[例]爸爸想移动一个重箱子,小鹏帮助爸爸采用了如图所示的装置,如果箱子重为1200N ,所用水平拉力F 为1000N ,箱子以0.1m /s 的速度做匀速直线运动,若滑轮组的机械效率为90%,则在5s 内拉力F 所做的功是 J ,箱子与水平地面之间的摩擦力为 N . (五) =G/(G+G 动)
[例]如图所示,用一个重为9N 的动滑轮来提升物体,在实际工作中竖直向上的拉力为30N ,则动滑轮的机械效率
A .一定等于85%
B .一定大于85%
C .一定小于85%
D .以上情况都有可能
三、影响机械效率高低的因素 [例]小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组(如图1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η1、η2。下列关系正确的是(忽略绳重及摩擦) A .F 1 > F 2,η 1 = η 2 B .F 1 > F 2,η 1 > η2 C .F 1 < F 2,η 1 = η 2 D .F 1 < F 2,η 1 > η 2
[例]—个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比较( )
A .做的有用功减少了
B .总功不变,有用功增加了
C .总功不变,额外功减少了
D .有用功不变,总功减少了 [例]小明用同一滑轮组分别将甲、乙两组钩码提升相同的高度,如图所示。 他两次提升钩码所用的拉力分别为F 甲和F 乙,则F 甲 F 乙;所做 的有用功分别为W 甲和W 乙,机械效率分别为η甲和η乙,
则W 甲_ W 乙,η甲 η乙。(均选填“>”、“=”或“<”)
[例]用如图所示的滑轮组,将重为10N 的物体以0.1m/s 的速度匀速提升,拉力
F=6N ,拉力的速度为 m/s ,滑轮组的机械效率 ,若不计 绳重及摩擦,动滑轮的重力为 N .
[例]同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设: 滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关; 滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关; 滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关。
一位同学设计了如图所示的四个滑轮组,并将所测实验数据填入下表:
(1)图1
2
1 图
(2)根据实验______和______(填①、②、③、④)可知,滑轮组机械效率高低与被提物重有关; (3)根据实验②和③可知,滑轮组提升相同重物时,动滑轮 越重,机械效率越______________;
(4)通过实验可以发现,不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮 越重,机械效率越__________;
(5)要研究滑轮组机械率高低是否与物体提升高度有关,应该 选用__________(填“同一”或“不同”)滑轮组,
提升___________(填“相同”或“不同”)的高度去研究。
[例]某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下: ①用轻绳悬挂杠杆一端的D 点作为支点,在A 点用轻绳悬挂总重为G 的钩码,在O 点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计,使杠杆保持水平; ②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持0点位置不变),在此过程中弹簧测力计的读数为F ,用刻度尺分别测出A 、B 两点上升的高度为h 1、h 2
回答下列问题:
(1)杠杆机械效率的表达式为η=____________。(用已知或测量的物理量符号表示)
(2)本次实验中,若提升的钩码重一定,则影响杠杆机械效率的主要因素是:___________ (3)若只将钩码的悬挂点由A 移至C ,O 、B 位置不变,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
[例]小刚小组探究了影响滑轮组机械效率的因素后,联想斜面也是一种机械,那么斜面的机械效率与斜面的哪些因素有关呢?小刚猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关,小萌猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。于是他们将一块长木板的一端垫高,构成长度一定、高度可调的斜面,用弹簧测力计拉着同一木块沿不同的斜面匀速向上运动,如图所示。下表是他们实验记录的有关数据。
(1)在第1、2、3次实验中,选用玻璃、木板、毛巾作为斜面表面的材料,是为了____________________________________________________________.
(2)在第2次实验中,拉力做的总功是____________J ,斜面的机械效率是____________。 (3)分析第1、2、3次实验数据,可以得出:当其它条件一定时,_____________________。 (4)若通过分析第1、4、5次实验数据,得出斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越大。你认为存在的问题是:______________________________________________。
(5)实验中还发现,斜面材料相同时,斜面倾角越小,越__________(选填“省力”或“费力”)。