湖南省2020年中考物理一轮复习专题十简单机械第3节机械效率练习

专题十简单机械第3节机械效率(建议时间：25分钟)基础练习一、选择题1. 如图所示，用下列装置提升同一重物，若每个滑轮重相同，不计绳重及摩擦，则机械效率最高的装置是( )2. (2019福建)工人用如图所示的机械将物体匀速提升到某一高度，若物体的重力与滑轮的重力之比G物∶G滑轮＝9∶1，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为( )第2题图A. 10%B. 45%C. 80%D. 90%3. (2019常州)如图所示，斜面高2 m、长4 m，小明用平行于斜面的拉力F，将重400 N 的物体从斜面底端拉到顶端，已知拉力F＝250 N．对此过程，下列结果中正确的是( )第3题图A. 有用功为1 000 JB. 总功为1 600 JC. 额外功为200 JD. 机械效率为60%4. (2019济宁)两个滑轮按如图所示的方式组合，用5 N的拉力F拉动绳端，使物体在5 s 内水平向左匀速滑动1 m，物体与地面间的摩擦力为9 N．下列选项正确的是( )第4题图A. A是定滑轮，B是动滑轮B. 拉力F做的功为5 JC. 拉力F的功率为1.8 WD. 滑轮组的机械效率为90%5. (2019广安)如图所示，甲、乙两个滑轮组，其中每个滑轮的质量都相同，分别用拉力F1、F2将重物G1、G2提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是( )第5题图A. 若G1＝G2，则拉力F1、F2做的总功相同B. 若G1＝G2，则拉力F2做的有用功多C. 若G1＞G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率D. 若G1＞G2，则甲、乙两个滑轮组的机械效率相等二、填空题6. (2019龙东)如图所示，小聪用滑轮组拉动水平地面上重为500 N的物体A，使它匀速前进2 m，地面对它的摩擦力为150 N，小聪施加的拉力F＝100 N(忽略绳重和滑轮重)，则滑轮组做的有用功为________J，滑轮组的机械效率为________．第6题图7. (2019哈尔滨)如图，用2 N的拉力匀速竖直向上拉绳子自由端，将重为3.5 N物体提升0.1 m，不计绳重与摩擦，动滑轮机械效率为________；若物体重力变大，则动滑轮机械效率将________．第7题图8. (2019莱芜)如图所示，汽车通过滑轮组将矿井内重为9 500 N的物体M匀速提升了6 m，所用的时间为10 s，汽车的拉力F为5 000 N．在此过程中，滑轮组的机械效率为________，汽车拉力F的功率为________W.第8题图三、实验探究题9. (2019自贡)小明和小强在测“滑轮组机械效率”的实验中组装好如图所示实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置．第9题图(1)实验时，小明____竖直向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，弹簧测力计读数为0.5 N；同时小强也用刻度尺测出钩码被提升的高度为10 cm，以上测量结果准确无误，其他被测物理量和计算数据记录如表中所示：钩码重G/N 弹簧测力计提升的高度s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η1 0.2 0.1 0.1 100%(2)小明和小强通过计算得出该滑轮组机械效率为100%，他们意识到出现了错误，请你帮他俩找出错误的原因：_____________________________________________________________．(3)该滑轮组的机械效率实际为________(精确到0.1%)．(4)在实验中，若将钩码的重增加到 6 N，则该滑轮组的机械效率将________(选填“变大”“变小”或“不变”)．四、计算题10. (2019宿迁)如图所示，工人利用滑轮组提升重物，在30 s内将静止在水平地面上质量为90 kg，底面积为200 cm2的长方体物块匀速提升5 m，此时工人的拉力为400 N (g＝10 N/kg)．求：(1)提升前物块对水平地面的压强；(2)工人拉力做功的功率；(3)滑轮组提升该物块的机械效率．第10题图能力提升1. (2019河南改编)工人用如图所示的滑轮组，在时间t 内，将重为G 的货物匀速提升了h ，人对绳子竖直向下的拉力恒为F .以下说法正确的是( )第1题图A. 拉力F 的功率为FhtB. 额外功为(2F －G )hC. 滑轮组的机械效率为G3FD. 滑轮组的机械效率随h 的增大而增大2. (2019北京改编)某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a 所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b 所示．已知物体的质量为450 g ，所用动滑轮的质量为50 g ，绳子自由端的拉力F 为1.3 N ．g 取10 N/kg.在0～2 s 的过程中，下列说法中正确的是( )第2题图A. 绳子自由端移动的速度为5.0 cm/sB. 拉力F 的功率为0.26 WC. 有用功为0.5 JD. 滑轮组的机械效率为90%3. (2019达州)救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5×103 N时，小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升．已知小车A的质量为1 t，斜面高为2 m，斜面长为5 m(不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g＝10 N/kg)．在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的有用功为________J，整个装置的机械效率为________，小车A与斜面间的摩擦力大小为________N.第3题图4. (2019十堰)质量为m的工人用如图甲所示的滑轮组将建筑材料运送到楼顶，滑轮组的机械效率随建筑材料重力变化的图像(如图乙)，机械中摩擦及绳重忽略不计．影响滑轮组机械效率的原因有________(写出一点即可)，动滑轮的重力为________；该工人竖直向下拉绳子自由端运送建筑材料时，此滑轮组机械效率的最大值为________．(后两空均用已知量符号表示)第4题图参考答案及解析基础练习1. A 【解析】若不计绳重及摩擦，使用A 装置时，所做的额外功为0，机械效率最高，故选A.2. D 【解析】滑轮组的机械效率为η＝W 有用W 总×100%＝G 物h Fs ×100%＝G 物h 1n×（G 滑轮＋G 物）×nh ×100%＝G 物G 滑轮＋G 物×100%＝9G 滑轮G 滑轮＋9G 滑轮×100%＝90%，故选D.3. C 【解析】小明对物体做有用功是：W 有＝Gh ＝400 N×2 m＝800 J ，A 错误；对物体做的总功是：W 总＝Fs ＝250 N×4 m＝1 000 J ，B 错误；此过程中的额外功是：W 额＝W 总－W 有用＝1000 J －800 J ＝200 J ，C 正确；此斜面的机械效率为：η＝W 有W 总×100%＝800 J 1 000 J×100%＝80%，D 错误．故选C.4. D 【解析】由题图可知B 为定滑轮，A 为动滑轮，A 错误；当物体向左滑动1 m 时，拉力F 自由端移动2 m ，所以拉力F 做的功为W ＝Fs ＝5 N×2 m＝10 J ，拉力F 的功率P ＝Wt＝10 J5 s＝2 W ，B 、C 错误；克服摩擦力做功为有用功，W 有用＝fs ＝9 N×1 m＝9 J ，滑轮组的机械效率为η＝W 有用W ×100%＝9 J10 J×100%＝90%，D 正确．故选D. 5. C 【解析】甲滑轮组中有一个动滑轮，乙滑轮组中有两个动滑轮，所以若把物体提升相同的高度，乙滑轮组做的额外功多，若G 1＝G 2，把物体提升相同的高度，则根据W ＝Gh 可知两个滑轮组所做的有用功相同，由于总功等于有用功加额外功，所以拉力F 1做的总功小于拉力F 2做的总功，故A 、B 错误；若G 1＞G 2，物体提升相同的高度，则根据W ＝Gh 可知，甲所做的有用功大于乙所做的有用功，且甲滑轮组做的额外功小于乙滑轮组做的额外功，根据η＝W 有W 总＝W 有W 有＋W 额＝11＋W 额W 有可知，甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率，故C 正确，D 错误．故选C.6. 300 75% 【解析】物体匀速前进，所以有平衡力T ＝f ，则W 有＝Ts ＝fs ＝150 N×2 m ＝300 J ；由图知动滑轮上绳子的股数n ＝2，拉力F ＝100 N ，则W 总＝Fns ，η＝W 有W 总×100%＝T s Fns ×100%＝300 J 100 N×2×2 m×100%＝75%. 7. 87.5% 增大 【解析】有用功为W 有用＝Gh ＝3.5 N×0.1 m＝0.35 J ，绳子自由端移动的距离为s ＝nh ＝2×0.1 m＝0.2 m ，总功为W 总＝Fs ＝2 N×0.2 m＝0.4 J ，机械效率为η＝W 有用W 总×100%＝0.35 J 0.4 J ×100%＝87.5%；根据η＝W 有用W 总×100%＝Gh Gh ＋G 动h ×100%＝GG ＋G 动×100%＝11＋G 动G可知，在动滑轮重力不变的情况下，增加物体的重力，滑轮组的机械效率将增大．8. 95% 5.7×103 【解析】有用功为W 有＝Gh ＝9 500 N×6 m＝5.7×104J ，拉力做的总功为W 总＝Fs ＝5 000 N×2×6 m＝6×104J ，滑轮组的机械效率为η＝W 有W 总×100%＝5.7×104J6×104J×100%＝95%；汽车拉力F 的功率为P ＝W 总t ＝5.7×104 J 10 s＝5.7×103W.9. (1)匀速 (2)由图示知滑轮组承重绳子的股数n ＝3，所以弹簧测力计提升的高度应该为s ＝nh ＝ 3×0.1 m＝0.3 m ，表中数据错误 (3)66.7% (4)变大【解析】(1)小明在进行实验时，应竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时绳子的拉力等于测力计示数．(2)由图所示滑轮组可知，滑轮组承重绳子的有效股数n ＝3；已知钩码上升高度h ＝0.1 m ，则弹簧测力计移动距离应为s ＝nh ＝3×0.1 m＝0.3 m ，对比表中实验数据弹簧测力计移动距离为0.2 m ，可知弹簧测力计移动距离计算错误，从而导致了滑轮组机械效率计算错误．(3)滑轮组的机械效率：η＝W 有用W 总×100%＝Gh Fs ×100%＝ 1 N×0.1 m0.5 N×0.3 m×100%≈66.7%.(4)提升的钩码重增加到6 N ，有用功增加，有用功在总功中的比重增大，则该滑轮组的机械效率将变大．10. 解：(1)F 压＝G ＝mg ＝90 kg×10 N/kg＝900 Np ＝F 压S ＝900 N 200×10－4 m2＝4.5×104Pa(2)由图可看出，此滑轮组由3段绳子承担物块的重力，即n ＝3W 总＝Fs ＝F ×3h ＝400 N×3×5 m＝6 000 J P ＝W 总t ＝6 000 J 30 s＝200 W(3)W 有用＝Gh ＝900 N×5 m＝4 500 Jη＝W 有用W 总×100%＝4 500 J 6 000 J×100%＝75%.能力提升1. B 【解析】由图可知，连接动滑轮的绳子股数n ＝2，绳端移动的距离s ＝nh ＝2h ，拉力F 做的功W 总＝Fs ＝2Fh ，则拉力F 的功率P ＝W 总t ＝2Fht，A 错误；拉力做的有用功W 有＝Gh ，额外功W 额＝W 总－W 有＝2Fh －Gh ＝(2F －G )h ，B 正确；滑轮组的机械效率η＝W 有W 总＝Gh 2Fh ＝G2F，C 错误；根据η＝G2F可知，滑轮组的机械效率与提升的高度h 无关，D 错误．故选B.2. B 【解析】由图可知，当t ＝2 s 时，s a ＝40 cm ，s b ＝10 cm ，所以n ＝4，绳子自由端移动的速度：v ＝s a t ＝40 cm 2 s ＝20 cm/s ＝0.2 m/s ，A 错误；人拉绳做功的功率P ＝W t ＝Fst＝Fv＝1.3 N×0.2 m/s＝0.26 W ，B 正确；人对物体做的有用功为W 有＝Gh ＝mgh ＝0.45 kg×10 N/kg×0.1 m＝0.45 J ，C 错误；滑轮组的机械效率η＝W 有W 总×100%＝mgh Fs ×100%＝mgnF×100%＝0.45 kg×10 N/kg4×1.3 N ×100%≈86.5%，D 错误．故选B.3. 2×10480% 1 000 【解析】钢绳所做的有用功为W有用＝Gh ＝mgh ＝1 000 kg×10N/kg×2 m＝2×104J ，钢绳移动的距离s ＝2×5 m＝10 m ，拉力做的总功W总＝Fs ＝2.5×103N×10 m＝2.5×104J ，整个装置的机械效率为η＝W 有用W 总×100%＝2×104J2.5×104J×100%＝80%；克服小车A 与斜面间摩擦做的额外功为W额外＝ W 总－ W有用＝2.5×104 J －2×104J＝5×103J ，由W ＝Fs ＝fs 可得，小车A 与斜面间摩擦力为f ＝W 额外s 斜面＝5×103 J5 m＝1 000 N.4. 物重(或动滑轮的重力) G 0 (1－G 03mg)×100% 【解析】影响滑轮组的机械效率有：物体重力做的有用功、动滑轮重力做的额外功(不考虑摩擦力和绳重)；η＝W 有W 总×100%＝W 有W 有＋W 额×100%＝Gh Gh ＋G 0h ×100%＝G G ＋G 0，拉力最大时提升的重物最重，此时机械效率最大，η＝W 有W 总×100%＝W 总－W 额W 总×100%＝mgs －G 0h mgs ×100%＝mg 3h －G 0h mg 3h ×100%＝3mg －G 03mg×100%＝(1－G 03mg)×100%.。