第五节 机械效率 知识点题库

如图所示,一个边长为80cm的正方体重640N,放在水平地面上,一个人站在地上利用滑轮组将重物匀速提起来.求:

(1)人还没有用力拉之前,重物对地面的压强是多大?

(2)要想使人所用的拉力最小,请在图上画出滑轮组上绳子的绕法.

(3)如果人对绳子的实际拉力是320N,滑轮组的机械效率是多少?

如图所示是某同学探究“斜面的机械效率”实验装置图.实验前他做了如下猜想:

A.斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度有关.

B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜度有关.

他在实验时用弹簧测力计拉着同一木块沿斜面向上做匀速直线运动,分别做了四次实验,并记录实验数据如下:


  1. (1) 请将下表所缺的数据补充完整.

    实验次数

    斜面倾斜程度

    斜面粗糙程度

    木块重量G/N

    斜面高h/m

    拉力F/N

    斜面长s/m

    有用功W/J

    总功W/J

    机械效率η

    1

    较缓

    木板表面

    2

    0.1

    0.6

    0.5

    0.2

    0.3

    67

    2

    较陡

    木板表面

    2

    0.2

    1

    0.5

    0.4

    0.5

    80%

    3

    最陡

    木板表面

    2

    0.3

    1.4

    0.5

    0.6

    0.7

    86%

    4

    最陡

    毛巾表面

    2

    0.3

    1.6

    0.5

     
     
     
  2. (2) 比较 两次实验可知猜想A是正确的.

  3. (3) 比较1、2、3次实验得到的结论是:当斜面粗糙程度相同时,斜面越陡机械效率

如图甲为塔式起重机简易示意图,塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装(动滑轮重、绳重及摩擦不计、g取10N/kg).

  1. (1) 为保持平衡,起重臂的长度越长的塔式起重机,配备的平衡重的质量应越(选填“大”或“小”).
  2. (2) ①图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图,定滑轮a的作用是什么?

    ②若钢丝绳能承受的最大拉力为3×104N,则能吊起货物的质量不能超过多少千克?

  3. (3) 若将重为1.5×104N的货物由地面沿竖直方向匀速提升10m,再沿水平方向移动20m,则此过程中钢丝绳做功多少焦?
  4. (4) 若该提升电动机的效率为90%,将重为1.2×104N的货物匀速提升到30m的高度,用时50s,则该提升电动机的实际功率是多少瓦?
在做“测定滑轮组的机械效率”实验时,对同一滑轮组进行了两次实验,得到如下的数据:

实验次数

1

2

钩码质量(g)

100

200

钩码上升高度(m)

0.1

0.2

测力计的示数(N)

0.6

0.8

测力计上升高度(m)

0.3

0.6

机械效率

  1. (1) 计算两次实验的机械效率填入表内;
  2. (2) 本实验用了只定滑轮和只动滑轮.
  3. (3) 两次实验测得的机械效率不同的原因是       
    A . 钩码上升的高度不同     B . 所挂钩码的个数不同 C . 弹簧秤向上做匀速运动的速度不同 D . 弹簧秤上升的高度不同.
图中是测定滑轮组的机械效率的装置.

  1. (1) 实验时,必须向上提起弹簧测力计.
  2. (2) 某同学用该滑轮组做实验,记录的两组数据如下表,其中序号为的一组有错误.

    实验序号

    拉力F/N

    钩码重G/N

    线段提升距离s/m

    钩码上升高度h/m

    1

    1.1

    3

    0.24

    0.08

    2

    0.7

    2

    0.12

    0.36

如图所示,用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆,使重为18N的物体缓慢升高0.1m,拉力大小F=8N,拉力作用点移动的距离为0.25m.有用功为J,拉力所做的功为J,杠杆的机械效率为%.

请按要求完成下列问题.(不考虑绳重及摩擦)
  1. (1) 使用如图所示滑轮组成的滑轮组提升重物,要求滑轮组用最省力的绕线方法承担重物,请用笔画线代替绳子将滑轮组绕好.

  2. (2) 使用第(1)问绕好的滑轮组提升重物,当物重为400N时,绳端需要拉力为125N时能使重物匀速上升,求滑轮组的机械效率.
  3. (3) 若重物移动速度为0.4m/s,求人对绳子拉力的功率.
工人师傅用如图所示的滑轮组匀速提升重为300N的箱子,绳子自由端5s内移动了2m,此时滑轮组的机械效率为75%.若不计绳重和摩擦,求:

  1. (1) 作用在绳子自由端的拉力;
  2. (2) 拉力做功的功率;
  3. (3) 若将重为200N的另一只箱子提升同样的高度,拉力做的功.
小宇在“研究滑轮组机械效率”的实验中,用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验,实验数据如下表:

实验次数

物重

G/N

物体上升的高度h/cm

测力计的示数F/N

测力计移动的距离s/cm

1

6

3


9

2

6

5

2.5

15

3

6

8

2.5

24

  1. (1) 分析表中数据,回答以下问题:

    ①第1次实验测力计示数如图是N

    ②第3次实验中滑轮组的机械效率是

    ③滑轮组的机械效率与无关.

  2. (2) 小红在小宇实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验,如图乙所示.

    ①小红多使用一个滑轮,目的是为了改变

    ②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时,若忽略绳重及摩擦,它们的机械效率(相同 /不相同),理由是:.(要有公式推理过程)

搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重120N的物体匀速提升3m,所用的拉力为50N,不计绳重及摩擦。求:

  1. (1) 滑轮组的机械效率;
  2. (2) 动滑轮的重;
  3. (3) 若用该滑轮组同时拉4个这样的物体,拉力为多大。                          
如图所示,物体重G=60N,若绳子自由端匀速拉动的距离s=10m,该滑轮组的机械效率η为60%,求:

  1. (1) 克服物体重力所做的功;
  2. (2) 不计绳重和摩擦,动滑轮的重力为多大.
工程队用如图所示的滑轮组打捞沉入湖底的石材,石材体积为0.05m3 , 重力为1900N,石材以0.1m/s的速度匀速上升30s后离开湖面并继续匀速上升,已知动滑轮的重力为100N,若忽略绳重与一切摩擦,不计水对石材的阻力,g=10N/kg,ρ=1.0×103kg/m3 , 求:

图片_x0020_100043

  1. (1) 石材所在位置的湖水深度;
  2. (2) 石材离开湖面后滑轮组的机械效率;
  3. (3) 石材在湖面下匀速上升时拉力F的功率。
如图所示,把重力为500N的物体匀速推到斜面顶端,斜面长为3m,高为0.9m,若该斜面的机械效率为75%,则实际推力为N,物体与斜面之间的摩擦力为N.

图片_x0020_100030

如图所示,工人在20s内将质量为45kg的货物匀速提升4m,所用拉力的大小为200N (忽略绳重和摩擦)求:

  1. (1) 工人所做的有用功?
  2. (2) 拉力的功率?
  3. (3) 滑轮组的机械效率?
用如图所示的滑轮组将重200N的物体在10s内竖直匀速提升4m,机械效率为80%。则有用功为J,拉力的功率为W,若增大所提物体的质量,则滑轮组械效率将(选填“增大”、“不变”或“减小”)。

如图所示,沿斜面向上匀速拉一个重为4.5N的物体到斜面顶端,斜面长1.2m,高0.3m,拉力做功为2.16J,则这个斜面的机械效率是%,物体受到的摩擦力是 N。物体受到的合力是N。

如图所示,质量为5kg的物体M在力F的作用下以5cm/s的速度在水平面上做匀速直线运动。此时弹簧测力计的读数为2N。则物体与水平地面间的摩擦力为N,拉力F的功率为W。(不计滑轮和绳重,不计滑轮和绳之间的摩擦)

小明利用图甲、乙所示的实验装置做“测量滑轮组的机械效率”的实验,实验数据如下表所示。

实验次数

钩码重G/N

钩码上升高度h/m

绳端拉力F/N

绳端移动距离s/m

机械效率η

1

4

0.1

1.8

0.3

74.1%

2

4

0.1

1.6

0.4

62.5%

3

6

0.1

2.4

  1. (1) 实验中应沿(选填“水平”“竖直”或“任意”)方向拉动弹簧测力计,使钩码上升;
  2. (2) 通过表中数据可分析出第2次实验是用图(选填“甲”或“乙”)所示装置做的实验。通过分析第1、2两次实验数据可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率(选填“越高”“越低”或“不变”);
  3. (3) 小明再用第1次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为:绳端移动距离s=m,机械效率η=。比较第1、3两次实验可得出结论:使用同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组的机械效率越
如图所示,已知斜面长为8m,斜面高为4m。小明同学用绳子沿斜面将重为600N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端。拉力大小为400N,绳重不计。斜面的机械效率为,斜面对物体施加的摩擦力为N。

某科技小组设计了一种测量浑水密度的装置,如图所示,A是体积为10-3m3的均匀正方体浮子,B是圆形容器,C是固定在容器底部的定滑轮,通过细绳将A与滑轮组连接。当容器中盛有适量密度为1.0×103kg/m3的清水,连接浮子的绳子恰好不受拉力时,浮子的体积浸在清水中;当绳子末端拉力为F1时,浮子在清水中浸没后能缓慢匀速向下运动:把清水换成待测浑水后,绳子末端拉力为F2=3.1N时,浮子浸没后也能缓慢匀速向下运动。已知动滑轮质量为30g,g=10N/kg,不计绳子质量,伸缩,摩擦及水的阻力则(   )

A . 浮子的密度为0.6×103kg/m3 B . 绳子拉力F1为2.1N C . 清水中浮子浸没后匀速运动时滑轮组的机械效率约为95% D . 浑水密度为1.2×103kg/m3
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