沪粤版九年级物理上册11.3 如何提高机械效率练习题

11.3 如何提高机械效率
一、选择题
1．分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组(不计绳重和摩擦，设每个滑轮的质量相等)，则下列选项中正确的是( )
A．η组＜η动＜η定 B．η动＜η定＜η组
C．η定＜η动＜η组 D．η定＜η组＜η动
2．某实验小组分别用如图21所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮等重)，在相同时间内把重物G提升相同高度，F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法中正确的是( )
图21
A．力F1和F2做功的功率相同
B．力F1和F2做的总功相同
C．乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大
D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组大
3．图22甲中力F1水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s，现改用滑轮组拉动A 在同一路面匀速移动了s，拉力为F2(如图乙所示)。

此过程中滑轮组( )
图22
A．总功为F2s B．额外功为F1s
C．机械效率为Gs
F2×3s
×100% D．额外功为3F2s－F1s
4．如图23所示，在大小为150 N的拉力F作用下，物体A在水平桌面上以0.2 m/s的速度向右匀速运动了2 m，已知A的重力为2000 N，桌面对A的摩擦力为360 N，则下列说法中正确的是( )
图23
A．有用功为4000 J
B．拉力做的功为90 J
C．滑轮组的机械效率为80%
D．拉力做功的功率为30 W
二、填空题
5．小明用如图24所示的动滑轮提起140 N的水桶，动滑轮重20 N(不计绳重和摩擦)，小明拉绳子的动力为________N；如果向水桶内再加入40 N的水，提起时动滑轮的机械效率________(选填“变大”“变小”或“不变”)。

图24
6．如图25所示，用相同的滑轮组装成甲、乙两种装置，分别用F A、F B匀速提升重力为G A、G B的A、B两物体，不计绳重和摩擦。

若G A＞G B，则η甲________η乙；若F A＝F B，则G A________G B。

(均选填“＞”“＜”或“＝”)
图25
三、实验探究题
7．图26甲是某学习小组测量“滑轮组的机械效率”的示意图。

用弹簧测力计竖直向上________缓慢拉动绳子自由端，将重为4.5 N的物体从A位置提升到A′位置，同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B′位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示。

请你根据他们做的实验完成下列问题：
图26
(1)提升物体的高度是________cm，拉力是________N，该滑轮组的机械效率η＝________。

(2)若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，则滑轮组的机械效率________(选填“变大”“变小”或“不变”)。

8．用如图27所示的实验装置测杠杆的机械效率。

实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。

实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，弹簧测力计的示数F为________N，钩码总重G为1.0 N，钩码上升的高度h为0.1 m，测力计移动的距离s 为0.3 m，则杠杆的机械效率为________。

请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：________________________________________________________________________________。

图27
9．小华同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想：A．跟斜面的倾斜程度有关；
B．跟斜面的粗糙程度有关；
C．跟物体的重力有关。

他为了证实自己的猜想是否正确，设计了如图28所示的装置，并将实验数据记录在表格中(小华拉着物体在斜面上每次都做匀速直线运动)。

图28
(1)在第2次实验中，拉力做的总功是________J ，斜面的机械效率是________。

(2)通过对比第1、2、3次实验数据，可验证猜想________(填字母)。

(3)通过对比第2、4或第3、5次实验数据，可以得出探究结论：当斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越________。

(4)若要验证猜想C ，应控制斜面的倾斜程度和______________________不变。

(5)实验还发现，斜面材料相同时，斜面的倾角越小，越________(选填“省力”或“费力”)。

四、计算题
10．小明同学用如图29甲所示的滑轮组提土，他用80 N 的拉力把重为120 N 的土从井中匀速提升5 m ，所用时间是20 s 。

其中拉力做功W 随时间t 变化的图像如图乙所示。

求： (1)提升土所做的有用功。

(2)滑轮组的机械效率。

(3)拉力的功率。

(4)在图甲中画出小明所用滑轮组的绕线并说出提高其机械效率的方法。

图29
答案
1．A 2．D 3．D 4．C 5．80 变大 6．＞ ＜ 7．匀速 (1)5.0 2 75% (2)变小 8．0.5 66.7% 杠杆有重力 9．(1)6.0 58.3% (2)B (3)高 (4)斜面的粗糙程度 (5)省力 10．(1)提升土所做的有用功： W 有用＝ Gh ＝120 N ×5 m ＝600 J 。

(2)把120 N 的土匀速提升5 m ，用时20 s ，由图乙知，拉力做功800 J ；所以滑轮组的机械效率：η＝W 有用W 总×100%＝600 J
800 J ×100%＝75%。

(3)拉力的功率：P ＝W 总t ＝800 J
20 s ＝40 W 。

(4)由W ＝Fs 得，绳子自由端移动的距离： s ＝W 总F ＝800 J 80 N
＝10 m ，
由s ＝nh 得，提升土时绳子的股数：n ＝s h ＝10 m 5 m
＝2，所以滑轮组的绕线方式如图所示。

由机械效率的公式η＝
W 有用W 总×100%＝W 有用
W 有用＋W 额外
×100%可知：同一滑轮组，被提升的物体质量越大，所做的有用功越多，额外功基本相同，则机械效率越高。