机械效率精选复习试题

机械效率的计算

知识归纳

1．机械效率的定义式：。

2．机械效率的计算：

（1）杠杆效率的计算式：。

（2）滑轮（组）效率的计算式：。

（3）斜面效率的计算式：。

3．功的原理：使用任何机械都。

明确：只要使用了机械，就一定会要做额外的功，不可能出现总功小于或等于有用功的情况。

经典考题

1．机械效率的概念

例1（2011泉州）建筑工人用如图所示的装置把重400N的物体匀速提升3m．所用的手拉力为300N．则该工人所做的有用功为J，总功为_______J，该滑轮组的机械效率是。若用该装置提升500N的重物，此时滑轮组的机械效率为。

变式题1（2011江苏）如图所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升，下表是提升物体时采集到的信息:

(1)若不计杠杆自重和摩擦,求拉力F的大小。

(2)若实际拉力F为90N，求拉力做的总功及杠杆的机械效率。

2. 计算滑轮（组）的机械效率

例2 （2012福州）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“＜”）

变式题2-1（2012泸州）用如图所示的滑轮组在5s时间内，将重为G=400N的物体匀速竖直提升了1m，已知该滑轮组的机械效率为80%，在此过程中做的有用功为 J，拉力F的功率为W，拉力F的大小为 N．

变式题2-2小强利用如图所示的滑轮组去拉物体，使重为2000N的物体A沿水平方向匀速移动了6m，若A所受地面的摩擦力f = 600N，小强所用拉力F =250 N，该装置的机械效率是多少？

3. 计算斜面的机械效率

例3（2012荆州）2011年，湖北省委、省政府作出实施“壮腰工程”、加快发展荆州振兴的决定。某大型企业决定趁此良机来荆州投资，在进驻荆州国家级开发区后的厂房建设中，需要利用某机车把重为1×105N的材料沿与水平地面成30°角的斜坡以1 m/s的速度匀速从底部拉上坡顶，如图所示。已知斜坡的长度为15 m，机车的牵引功率为6×104W。

（1）机车把材料从斜坡底部拉到顶端的时间是多少？

（2）机车对材料做的总功是多少？

（3）机车把材料拉上坡顶的过程中的机械效率是多少？来

变式题3（2012日照）如图所示为倾角30°的固定斜面，方明同学用平行于斜面500N 的推力将质量为70kg的物体在5s时间内匀速推高1m．（g取10N/kg）求：（1）推力做的总功和推力的功率．

（2）斜面的机械效率．

（3）斜面对物体的摩擦力．

4. 功的原理

例题4如图所示，绳子通过定滑轮悬挂重50N的物体，绳与滑轮的摩擦和绳重不计，一人拉着绳端从滑轮的正下方沿水平面向右移动3m，把重物匀速提升了１m，在这个过程中人拉绳端的力所做的功为( ) A．150J B．200J C．50J D．无法确定

变式题4我们知道使用杠杆、滑轮这些简单机械能够省力，但能不能省功呢？为了研究这个问题，小强设计了如下实验：要将重3N的钩码举高0.1m，可以用手直接将它举高0.1m，也可以用杠杆或动滑轮将它举高0.1m，如图甲、乙所示，实验探究中测量的数据已填入下

由探究过程可知：

（1）把表格中的数据补充完整

（2）人们使用机械时，不可能达到的目的是（）

A、省力

B、省功

C、省距离

D、省时间

（3）使用机械不能省功，为什么人们还使用机械呢？写出几条人们使用机械的目的。

基础训练

1.（2012济宁）小明同学用如图所示的装置测滑轮的机械效率，当弹簧测力计竖直上拉，

匀速提升一个钩码时，弹簧测力计的示数正好等于钩码的重，滑轮的机械效率为。

2．如图所示，物体在水平面上做匀速直线运动，拉力F=60N，该装置的机械效率为70%，则物体受到的摩擦力大小是（）

A．60N B．126N C．180N D．257.1N 3．（2012•眉山）小雪用三个相同的滑轮组成如图所示的滑轮组，将重为120N的物体匀速提高了4m，若机械效率为80%，不计绳重及摩擦，则每个滑轮重为 N。

4．（2012广东）如图，小王站在高3m、长6m的斜面上，将重200N的木箱'沿斜面匀速从底端拉上顶端，拉力大小恒为120N，所花时间是10s。求斜面的机械效率。

5．（2012威海）水平地面上有一个重为5000N的箱子，现用起重机把箱子吊到3m高的位置，所用时间为10s，起重臂下的钢丝绳是绕在一个动滑轮上的，如图所示，钢丝绳上的拉力为3000N．求：

（1）起重机起吊该箱子的机械效率是多少？

（2）钢丝绳上拉力的功率是多少？

能力提升

6.（2011烟台）在不计摩擦和绳子质量的情况下，分别使用定滑轮、动滑轮、滑轮组（两

个定滑轮和两个动滑轮）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，则下列选项正确的是（）A．η组＜η动＜η定 B．η定＜η动＜η组

C．η动＜η定＜η组 D．η定＜η组＜η动

7．（2012•咸宁）如图所示，小刚站在高台上通过滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B．假设在拉绳子的过程中，小刚对绳子的拉力与对高台的压力始终在同一直线上，不计绳重和摩擦．已知小刚的质量为50Kg，物体A的质量为54Kg，物体B的质量为84Kg，动滑轮的质量为6Kg．当提升物体A时，滑轮组的机械效率为，此时小刚对高台的压力是 N；当提升物体B时，小刚拉力做功的功率为180W，则物体B 上升的速度为 m/s．（g取10N/Kg）

8．（2012重庆）用如图所示滑轮组匀速提升重为200N的物体，人对绳的拉力为125N，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为．如果人的体重为600N，拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重为 N。

9．方芳用一杠杆把重1000N的重物从地面匀速提升到二楼阳台上，她设计的杠杆动力臂与阻力臂之比为4：1，假定在提升过程中其力臂比不变，则在理想情况下，用多大的力就可达到目的？实际上她用300N的力才把重物提起，则此杠杆在提升过程中的机械效率约为多大？（提示：动力臂与阻力臂之比为4：1，则动力移动距离与阻力移动距