第3节 机械效率习题课

第3节机械效率习题课

班级姓名

1．小东在探究影响滑轮组机械效率的因素时，设计了如图所示的两

个滑轮组，分别测量两次实验的动滑轮重G动、钩码总重G、钩码上

升高度h、绳子的自由端拉力F、绳子的自由端移动距离s，计算出

相应的机械效率η并将它们填入下表中。

（1）实验中，测机械效率的原理是η=。

（2）在图乙的实验中，滑轮组提升物体所做的有用功为J。

（3）生活中利用滑轮组提升重物时，提高其机械效率的方法有哪些？

（写出一种即可）。2．小明同学按如图中所示a、b、c的顺序，对不同情况下滑轮组的机械效率进行了测量，来探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”，实验数据记录如下表：

（1）在探究过程中对弹簧测力计读数操作，正确的是。（选填序号）A．沿竖直方向，拉着静止不动时读数

B．沿竖直方向，加速拉动过程中读数

C．任意方向，缓慢匀速拉动过程中读数

D．沿竖直方向，缓慢匀速拉动过程中读数

（2）表中b组实验数据不完整，请结合图中

具体情况分析并将数据补充完整。

（3）为了探究“滑轮组的机械效率与绳子的绕

法是否有关”，小明同学设计了如图甲所示的

实验装置图，请你根据实验目的画出乙图实验装置图。

3．小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验，如图1所示，用相同的滑轮组提升不同数量

（1）在实验过程中，应拉动弹簧测力计；

（2）第三次实验时，拉力的大小如图2所示，观察弹簧测力计的

示数，则表格中编号①的数值是，②的数值

是；

（3）小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的

方法，汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义，请

你指出以下三种提高效率的方法中，方法是与本实验同

理的。

方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员

方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量

方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑

（4）小明发现绳端移动的距离与钩码提升高度有固定的倍数关系，于是他认为钩码数量一定时，无论将钩码提升多高，都不影响该滑轮组的机械效率，小芳则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了，你认为的看法是正确的。

（1）用如图甲所示的滑轮组进行了前两次实验，分析1、2两组数据可知，滑轮组的机械效率与无关。

（2）他用不同的滑轮组成如图乙所示的滑轮组，提升重为6N的物体，得到第3组实验数据，测得机械效率与前两次不同，其原因可能是

。

5．如图所示，滑轮组在向上的拉力F作用下，将重为600N的物体匀速提起，在20s内物体上移的距离为h=2m.（1）计算物体上升的速度；（2）计算有用功；（3）如果拉力F为250N，计算滑轮组提升该重物时的机械效率。

6．如图所示，用滑轮组将重600N的物体在10s内匀速提升了5m，拉力为

400N。求：（1）额外功。（2）该滑轮组的机械效率。

7．在新农村建设中，一位工人利用如图所示的滑轮组提升建筑材料，

他某次匀速提升箱重400N的建材材料时，滑轮组的机械效率为80%，

拉力的功率为100W．求：（1）这位工人的拉力：（2）重物上升的速

度。

8．如图所示是用动滑轮运送货物A的示意图。用500N的拉力，将重900N的货物A匀速竖直提升6m。不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求：（1）有用功W有；（2）动滑轮所受的重力G动；（3）动滑轮匀速提升货物A的机械效率η。

9．小明利用如图所示的滑轮组把重480N的物体提高10m，已知滑轮组的机械效率是80%（不计绳重和摩擦），求：（1）小明做的有用功、总功。（2）用此滑轮组吊起600N的物体，滑轮组的机械效率又是多大。

10．如图所示，工人用平行于斜面向上的500N的推力将重

800N的物体匀速推上高1.5m的车厢，所用的斜面长是3m。

求：（1）推力做的功。（2）斜面的机械效率。（3）若想增大

此斜面的机械效率，可采取什么方法？（答一种方法即可）

11．如图所示，工人用250N的力F将重400N的物体在10s内匀速提升2m，（摩擦和绳重不计）求：（1）动滑轮的重力；（2）拉力F的功率；（3）动滑轮的机械效率。

12．小羊同学用如图所示的装置将重物提高5m，已知物重为800N，人对绳的拉力为500N。

求此过程中：

（1）拉力做的功。

（2）过程中做的有用功。

（3）滑轮组的机械效率。

13．工人用如图所示装置在10s 内将质量为45kg的货物匀速提升2m，此过程中拉力的功

率为120W．不计绳重和轮与轴的摩擦。g 取10N/kg 求：

（1）有用功；

（2）工人的拉力；

（3）滑轮组的机械效率。

14．利用如图所示的斜面装置用时10s可以把重为500N的物体匀速拉到斜面顶端，斜面长

为4m，高为2m，实际拉力为300N．求：

（1）若沿斜面方向的拉力为F，物重为G，斜面长为L，高为H，请利用总功、有用功和额外功的关系推导出摩擦力f的表达式。

（2）拉力做功的功率是多少？

（3）该斜面装置的机械效率是多少？

参考答案与试题解析

1．小东在探究影响滑轮组机械效率的因素时，设计了如图所示的两个滑轮组，分别测量两次实验的动滑轮重G动、钩码总重G、钩码上升高度h、绳子的自由端拉力F、绳子的自由端移动距离s，计算出相应的机械效率η并将它们填入下表中。

（1）实验中，测机械效率的原理是η=×100%。

（2）在图乙的实验中，滑轮组提升物体所做的有用功为0.4J。

（3）生活中利用滑轮组提升重物时，提高其机械效率的方法有哪些？增加物重或减轻滑轮的重或减小摩擦（写出一种即可）。

【分析】（1）测机械效率的原理是η=×100%；

（2）使用滑轮组做的有用功是指把重物提升所做的功，即W有用=Gh；

（3）提高机械效率的方法：增加物重，减轻机械的重，减小摩擦。

【解答】解：（1）测机械效率的原理是η=×100%；

（2）在图乙的实验中，拉力做的有用功：W有用=Gh=4.0N×0.1m=0.4J；

（3）由η==可知，提高机械效率的方法：增大有用功即增大物体的重力，或减小额外功即减小动滑轮的重力或减小摩擦力。

故答案为：（1）×100%；（2）0.4；（3）增加物重或减轻滑轮的重或减小摩擦。

【点评】此题是测量滑轮组机械效率实验，考查了测量滑轮组机械效率的原理、有用功的