《機(jī)械效率》同步測試

機(jī)械效率同步測試一、選擇題1關(guān)于機(jī)械效率，下面說法正確的是（）A功率越大的機(jī)械，機(jī)械效率越高B機(jī)械效率越高的機(jī)械越省力C機(jī)械效率越低的機(jī)械，做的功就越少D由于有用功總小于總功，機(jī)械效率總小于1答案：D解析：功率是單位時(shí)間內(nèi)做的功，表示的是做功的快慢，機(jī)械效率是指有用功與總功的比值，兩者沒有必然的聯(lián)系，故A說法不正確。機(jī)械效率高說明有用功與總功的比值大，與機(jī)械省不省力無關(guān)，故B說法不正確。機(jī)械效率是指有用功與總功的比值，機(jī)械效率越低，有用功與總功的比值小，不能說明做的功越少，故C說法不正確。使用任何機(jī)械，除了做有用功外，都不可避免地要做額外功，所以有用功總小于總功，機(jī)械效率是指有用功與總功的比值，所以機(jī)械效率總小于1，故D說法正確。2下列敘述中能夠提高機(jī)械效率的是（）A增加有用功B減小機(jī)械間的摩擦C減小總功D使用最省力的機(jī)械答案：B解析：只有在總功不變的情況下，增加有用功才會(huì)提高機(jī)械效率，只說增加有用功的說法不夠嚴(yán)密，故A錯(cuò)；減小機(jī)械間的摩擦可以有效地減小額外功，是可行的辦法，故B正確；在有用功不變的情況下，減小總功可以提高機(jī)械效率，但只說減小總功的說法不夠嚴(yán)密，故C錯(cuò)；使用最省力的機(jī)械只能說明其省力，但不能說明其額外功的情況，有時(shí)甚至額外功會(huì)更大，故D錯(cuò)。3（2013年棗莊中考題）甲吊車比乙吊車的機(jī)械效率高，當(dāng)它們分別把相同質(zhì)量的物體勻速提升相同高度時(shí)，則（）A甲吊車的電動(dòng)機(jī)做的有用功較多 B乙吊車的電動(dòng)機(jī)做的額外功較多C甲吊車的電動(dòng)機(jī)做的總功較多 D甲、乙兩吊車的電動(dòng)機(jī)做的總功相同答案：B解析：甲吊車的機(jī)械效率比乙吊車的機(jī)械效率高，說明甲吊車所做的有用功在總功中占的比值比乙吊車大；把相同質(zhì)量的物體提高相同的高度，根據(jù)公式W有用=Gh=mgh可知：兩輛吊車所做的有用功相同；機(jī)械效率不同，是因?yàn)樽龅念~外功不同，導(dǎo)致總功不同。4有一人用同一滑輪組分別將重1000N和2000N的物體勻速提升5m，動(dòng)滑輪重200N，不計(jì)繩重和摩擦，則上述兩種情況中錯(cuò)誤的說法是（）A滑輪組的機(jī)械效率不相等 B人做的額外功相等C人做的總功相等 D繩子自由端移動(dòng)的距離相等答案：C解析：不計(jì)繩重和摩擦也就是說只考慮動(dòng)滑輪的重，克服動(dòng)滑輪的重力做的功就是額外功，用同一滑輪組說明兩次所用的是一個(gè)動(dòng)滑輪，所以兩次做的額外功是相等的，拉2000N的物體時(shí)做的有用功當(dāng)然多，有用功在總功所占的比例就越大，機(jī)械效率就高。同一個(gè)滑輪組，繩子股數(shù)是相同的，物體上升的高度都是5m，所以繩子自由端移動(dòng)的距離都等于物體上升高度的n倍。5（2013年南通中考題）如圖1所示，用手沿豎直方向勻速拉一個(gè)動(dòng)滑輪，使掛在下面重為G的物體緩慢上升，動(dòng)滑輪的重力不可忽略，現(xiàn)改變物體的重力G，則動(dòng)滑輪的機(jī)械效率與物體重力G的關(guān)系可能符合圖2中的（）圖1ABCD圖2答案：B解析：從題可知，動(dòng)滑輪的重力不可忽略，則克服動(dòng)滑輪的重力所做的功為額外功（繩重和摩擦產(chǎn)生的額外功較小，此處可不考慮）。機(jī)械效率公式可進(jìn)一步推導(dǎo)：?？梢钥闯?，隨著物體的重力G增大，機(jī)械效率公式中的分母越小，所以機(jī)械效率增大。因?yàn)闄C(jī)械效率與物體的重力G不是正比例函數(shù)關(guān)系，所以不可能是圖A。6（2013年武漢中考題）如圖3所示，利用輕質(zhì)滑輪組勻速拉動(dòng)水平地面上重為300N的物體，拉力F的大小為30N。若物體和地面之間的摩擦力大小為45N，則A處的拉力大小和滑輪組的機(jī)械效率分別為（）A45N、50% B45N、75% C60N、50% D60N、75%圖3答案：B解析：物體在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng)，則此時(shí)A處繩子的拉力與物體與地面之間的摩擦力是一對(duì)平衡力，即A處的拉力大小為FA=f=45N。本題中，拉力F所做的功為總功，克服物體摩擦力所做的功為有用功。從圖可知，有2段繩子與動(dòng)滑輪相連，則繩子自由端移動(dòng)距離S=2S物，滑輪組的機(jī)械效率為。7如圖4所示，用相同的滑輪不同的繞法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不計(jì)，在物體勻速上升的過程中（）A甲圖省力，機(jī)械效率甲圖大 B甲圖省力，機(jī)械效率一樣大C乙圖省力，機(jī)械效率乙圖大 D乙圖省力，機(jī)械效率一樣大圖4答案：B解析：（1）分析左圖滑輪組的結(jié)構(gòu)，得出承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3。分析右圖可知承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2。因摩擦力可以忽略不計(jì)，根據(jù)，所以甲圖省力。（2）假設(shè)兩種情況下把物體提示相同的高度，則兩種情況下有用功相同，根據(jù)W總=W有用+W額外，要比較二者的機(jī)械效率，只要比較額外功即可。在摩擦力忽略不計(jì)時(shí)，額外功就等于提升動(dòng)滑輪做的功。由于動(dòng)滑輪和提升高度相同，所以額外功相同，故機(jī)械效率相同。二、填空和計(jì)算題8如圖5所示，在測定杠桿機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，使掛在杠桿OB下面的物塊緩慢上升至虛線位置，測力計(jì)的示數(shù)F為 N，測力計(jì)上升的高度s為02m物塊重G為15N，物塊上升的高度h為03m，則杠桿的機(jī)械效率為 %，使用該杠桿做額外功的一個(gè)原因是 。答案：25 90% 使用該杠桿做額外功的一個(gè)原因是克服杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦做功（或克服杠桿自重做功）。解析：（1）對(duì)彈簧測力計(jì)進(jìn)行讀數(shù)時(shí)，需看清彈簧測力計(jì)的分度值，然后根據(jù)指針位置進(jìn)行讀數(shù)，彈簧測力計(jì)的分度值是01N，讀數(shù)是：25N。（2）在實(shí)驗(yàn)中，彈簧測力計(jì)向上拉力做的功是總功，克服鉤碼重力做的功是有用功。因?yàn)楦軛U自身有重力，提升物體的同時(shí)也要提升杠桿，即克服杠桿自重做功，就有了額外功。同時(shí)杠桿繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也要克服摩擦力做功。（3）使用該杠桿做額外功的一個(gè)原因是克服杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦做功（或克服杠桿自重做功）。9建筑工地上，工人用如圖6所示的裝置將重為230N的建材從地面勻速送到6 高處，所用拉力為125N，時(shí)間為20s。求：（1）工人做的有用功；（2）工人做的總功；（3）此過程中該裝置的機(jī)械效率；（4）工人做功的功率。答案：（1）（2）（3）（4）解析：（1）工人做的有用功就是滑輪組克服重物重力做的功；（2）工人做的總功等于所用拉力與繩端移動(dòng)距離的乘積，注意繩子自由端移動(dòng)的距離是物體升高距離的2倍；（3）裝置的機(jī)械效率可以直接利用公式計(jì)算；（4）工人做功的功率應(yīng)該是工人做的總功的功率。10如圖7，小王站在高3m、長6m的斜面上，將重200N的木箱沿斜面勻速從底端拉上頂端，拉力大小恒為120N，所花時(shí)間是10s。求：（1）木箱沿斜面方向的運(yùn)動(dòng)速度。（2）小王對(duì)木箱做功的功率。（3）斜面的機(jī)械效率。答案：（1）（2）（3），解析：（1）木箱沿斜面方向的運(yùn)動(dòng)速度可以直接利用速度公式計(jì)算。（2）小王對(duì)木箱做功的功率應(yīng)該是總功的功率，而不是有用功。（3）先計(jì)算有用功，再計(jì)算斜面的機(jī)械效率就容易了。11某型號(hào)挖掘機(jī)的質(zhì)量3000kg，兩履帶與地面接觸的總面積15m2。挖掘機(jī)在6s內(nèi)將裝滿鏟斗質(zhì)量為075t的泥石送到岸邊，挖掘深度h=2m。（如圖8乙所示）（取g=10N/kg）求：（1）挖掘機(jī)靜止在水平地面上不工作時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)多大？（2）挖掘機(jī)每挖一次泥土并水平移送到岸邊，對(duì)泥土做功多少？（3）若發(fā)動(dòng)機(jī)的總功率是20kw，挖泥土過程中挖掘機(jī)的機(jī)械效率多大？。答案：（1）（2）（3）解析：（1）挖掘機(jī)靜止時(shí)對(duì)地面的壓力等于其重力，對(duì)地面的壓強(qiáng)利用計(jì)算；（2）挖掘機(jī)挖土?xí)r，只有將土升高對(duì)土做功，水平移送到岸邊時(shí)，因力與距離垂直不做功；（3）挖泥土過程中挖掘機(jī)的總功等于發(fā)動(dòng)機(jī)的總功率與時(shí)間的乘積，再利用就可以計(jì)算機(jī)械效率。12某科技小組設(shè)計(jì)的提升重物的設(shè)備如圖9甲所示。圖中水平桿CD與豎直桿EH、DI組合成支架固定在水平地面上。小亮站在地面上通過滑輪組提升重物，滑輪組由動(dòng)滑輪Q和安裝在水平桿CD上的兩個(gè)定滑輪組成。小亮以拉力F1勻速豎直提升物體A的過程中，物體A的速度為1，滑輪組的機(jī)械效率為A。小亮以拉力F2勻速豎直提升物體B的過程中，物體B的速度為2，滑輪組的機(jī)械效率為B。拉力F1、F2做的功隨時(shí)間變化的圖像分別如圖9乙中、所示。已知：1=32，物體A的體積為VA，物體B的體積為VB，且3VA=2VB，物體A的密度為A，物體B的密度為B，且8A=7B。（不計(jì)繩的質(zhì)量，不計(jì)滑輪與軸的摩擦）求：機(jī)械效率B與A之差。答案：設(shè)物體A受的重力為GA，物體B受的重力為GB，動(dòng)滑輪受的重力為G動(dòng)。則, 所以 = （1） 由題中Wt圖像可知：P1=90W P2=45W由=，1=32 ，解得：= （2） 由（1）、（2）解得：= （3） 由GgV ，3VA=2VB，8A=7B ，解得：= （4） 由（3）、（4）解得：G動(dòng)=GA G動(dòng)=GB A =70% B =80% BA=80%70%=10% 解析：試題以滑輪組的效率為載體，綜合考查了運(yùn)動(dòng)、力、質(zhì)量、密度、重力、功、功率、機(jī)械效率等知識(shí)，試題對(duì)學(xué)生運(yùn)用圖像解決問題的能力進(jìn)行了考查，對(duì)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)解決物理問題的能力要求較高。題目頭緒較多，解題可以從這么幾個(gè)角度入手。從滑輪組中拉力與物重關(guān)系入手，在不計(jì)繩的質(zhì)量，不計(jì)滑輪與軸的摩擦?xí)r，拉力所以 =從圖像入手，由題中Wt圖像可知：P1=90W ，P2=45W，由=及1=32，解得：= 。從質(zhì)量、密度、重力關(guān)系入手，由Gmg=gV 、3VA=2VB、8A=7B 解得：=。從滑輪組的機(jī)械效率入手：由上面幾個(gè)式子，經(jīng)過數(shù)學(xué)運(yùn)算，即可求出結(jié)果。三、實(shí)驗(yàn)題13在做“測滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，小強(qiáng)和同學(xué)們組裝了如圖10所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組（每只滑輪重都相同，不計(jì)摩擦和繩重）。（1）對(duì)于甲圖所示的滑輪組，如果沒有刻度尺，只要測出鉤碼重G，然后豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧秤使鉤碼升高，從彈簧秤上讀出拉力值F，即可算出該滑輪組的機(jī)械效率= 。（2）比較甲、乙兩滑輪組的機(jī)械效率，可知甲 乙（選填：、或）。（3）實(shí)驗(yàn)后小強(qiáng)猜想，對(duì)于同一滑輪組（例如圖乙），它的機(jī)械效率也可能不是固定的，于是他用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究，并證明自己的猜想是正確的。你認(rèn)為小強(qiáng)應(yīng)采用的正確方法是什么？答： 。答案：（1）（2）（3）在保證滑輪個(gè)數(shù)、繩子繞法不變的前提下，改變鉤碼數(shù)量或提升的高度、提升的速度等因素，看滑輪組的機(jī)械效率是否改變。解析：（1）根據(jù)100= ，所以，沒有刻度尺也能計(jì)算出機(jī)械效率。（2）比較甲、乙兩滑輪組，可看出提升的鉤碼重相同，但乙的動(dòng)滑輪重些，假設(shè)重物提升的高度相同，則有用功相同，而乙的額外功大些，所以乙的機(jī)械效率低。（3）探究“同一滑輪組，它的機(jī)械效率也可能不是固定的”這一猜想時(shí)，要注意控制變量的思想。即在保證滑輪個(gè)數(shù)、繩子繞法不變的前提下，改變鉤碼數(shù)量或提升的高度、提升的速度等因素，看滑輪組的機(jī)械效率是否改變。14小華看到工人利用斜面把貨物推到車上，聯(lián)想到上物理課時(shí)老師講過的知識(shí)，小華想探究斜面的機(jī)械效率可能與哪些因素有關(guān)？小華提出了以下的猜想：A斜面的機(jī)械效率可能與物體的重力有關(guān)B斜面的機(jī)械效率可能與斜面的傾斜程度有關(guān)小華同學(xué)為了證實(shí)自己的猜想是否正確，于是他用同一塊木板組成如圖11所示的裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究，記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：實(shí)驗(yàn)次數(shù)斜面傾角物塊重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面長S/m有用功W有/J總 功W總/J斜面的機(jī)械效率130500642123050230300625121860%34530082812243471%（1）在實(shí)驗(yàn)操作過程中，應(yīng)沿斜面向上_拉動(dòng)木塊；實(shí)驗(yàn)時(shí)要使木板的傾斜角變大，應(yīng)該把木板下面的木塊向_移動(dòng)（填“左”或“右”）。 （2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，第次實(shí)驗(yàn)斜面的機(jī)械效率為_%，第次實(shí)驗(yàn)中總功為_J。（3）通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)，可驗(yàn)證小華的猜想_（填寫字母）；通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論是：_。（4）除了小華的猜想以外，請(qǐng)你猜想斜面的機(jī)械效率還可能與_（寫出一個(gè)）有關(guān)。答案：（1）勻速 左；(2)60 30；（3）A 在其它條件相同時(shí)，斜面的傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越高（或大）；或在其它條件相同時(shí)，斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)；（4）物體或斜面的粗糙程度。解析：（1）必須使物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體受力才是平衡力，拉力才是一個(gè)確定的數(shù)值。實(shí)驗(yàn)時(shí)要使木板的傾斜角變大，應(yīng)該把木板下面的木塊向左移動(dòng)。（2）根據(jù)機(jī)械效率的公式，容易計(jì)算第次實(shí)驗(yàn)斜面的機(jī)械效率為60%，（3）對(duì)比實(shí)驗(yàn)、，可以看出其它條件相同，只改變了物體的重力；再看數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)斜面的機(jī)械效率相同。條件變了，而結(jié)果不變，說明結(jié)果與改變的條件無關(guān)，即斜面的機(jī)械效率與物體的重力無關(guān)對(duì)比實(shí)驗(yàn)、，看出其它條件相同，只改變了斜面傾角；再看數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)斜面的機(jī)械效率不同，這說明結(jié)果與改變的條件有關(guān)，即斜面的機(jī)械效率與斜面傾角有關(guān)，而且斜面傾角越大，效率越高。（4）造成使用斜面存在額外功的原因是物體與斜面間有摩擦力，接觸面的粗糙程度影響摩擦力。15某實(shí)驗(yàn)小組利用圖12示裝置研究杠桿的機(jī)械效率，實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：用輕繩懸掛杠桿一端的O點(diǎn)作為支點(diǎn)，在A點(diǎn)用輕繩懸掛總重為G的鉤碼，在B點(diǎn)用輕繩豎直懸掛一個(gè)彈簧測力計(jì)，使杠桿保持水平； 豎直向上拉動(dòng)彈簧測力計(jì)緩慢勻速上升(保持0點(diǎn)位置不變)，在此過程中彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為F，利用刻度尺分別測出A、B兩點(diǎn)上升的高度為h1、h2回答下列問題：(1)杠桿機(jī)械效率的表達(dá)式為=_。(用已知或測量的物理量符號(hào)表示)(2)本次實(shí)驗(yàn)中，若提升的鉤碼重一定，則影響杠桿機(jī)械效率的主要因素是：_(3)若只將鉤碼的懸掛點(diǎn)由A移至C，O、B位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機(jī)械效率將_(選填“變大”、“變小”或“不變”)。答案：（1） （2）杠桿自身的重力 （3）變大解析：（1）杠桿的機(jī)械效率：。（2）如果沒有額外功，則機(jī)械的效率為100%。所以在有用功一定時(shí)，額外功的大小決定了機(jī)械效率大小。本題中，提升的鉤碼的同時(shí)，我們不得不提升杠