第五节机械效率知识点题库

甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，则（）

A . 甲吊车的电动机做的有用功较多 B . 乙吊车的电动机做的额外功较多 C . 甲吊车的电动机做的总功较多 D . 甲、乙两吊车的电动机做的总功相同

如图所示为一种蓄水箱的人工放水装置，AOB是以O点为转轴的轻质杠杆，AO呈水平状态，A、O两点间的距离为40cm．B、O两点间的水平距离为10cm，竖直距离为7cm，K是一轻质、横截面积为100cm²的盖板（恰好堵住出水口），它通过细绳与杠杆的A端相连，在水箱右侧水平地面上，重为600N的人通过滑轮组拉动系在B点呈竖直状态的绳子，可以控制出水口上盖板，若水箱水深为50cm，当盖板恰好要被拉起时，水平地面对人的支持力为490N，人对绳子的拉力为F₁ ，绳子对B点的拉力为F₂ ，滑轮组的机械效率为η，盖板的厚度、绳重与滑轮间的摩擦均可忽略不计，人对绳的拉力与人所受重力在同一直线上（g取10N/kg）求：

（1）水箱中水深为50cm时．盖板上表面所受水的压强和压力．
（2）人对绳子的拉力F₁和绳子对B点的拉力F₂ ．
（3）整个装置的机械效率η ．
（4）若与杠杆A、B两端选接的细绳足够结实，当水位至少达到多高时，人将无法拉起盖板．

我国自行制造的履带式旋挖井机，用于建筑工地打井作业，它的结构示意图如图1所示．整机由主机B、动力连杆C和支架E及钢丝绳H组成，附属设备由空心钻杆A和钻头D（大小可根据需要更换）组成．旋挖井机工作时，主机通过C将动力传给A，A带动D竖直往下旋挖，并将挖出的泥沙填充到A内；停止旋挖时，C与A完全分离，H的拉力可把A、D和泥沙提到地面．部分数据见下表：

名称	旋挖井机
整机质量	9×10⁴kg
钻杆质量	5×10³kg
钻头	直径	质量
	40cm	100kg
	80cm	200kg
	120cm	300kg

（1）假设旋挖井机用20s将0.5t的泥沙从井下先提高10m，接着又用5s将泥沙水平移动3m后卸到地面上，求此过程中，旋挖井机做的有用功和有用功率．
（2）把已卸掉泥沙的A和D固定好后竖直立放在井中，此时C与A完全分离且H处于松弛状态，固定在A上的D的横截面示意图如图2所示，其中S为D与泥沙的接触面积（即图中的阴影部分），R为D的半径，求D对井底泥沙的压强．
（3）假设某时旋挖井机靠近A一侧的履带离开地面向上翘起，且只有M点着地，H处于松弛状态，A对C竖直向上的力为F，请你比较此状态下整机重力G（重心在O点）与力F的大小．

如图所示，用F=50N的力通过滑轮组水平拉重力为80N的物体，使其向左匀速运动，在这过程中拉力F做功为40J，已知物体受到的水平地面的摩擦力为60N，则物体运动的距离为m，该滑轮组的机械效率为　　．（忽略绳子和动滑轮的重力）

如图所示，规格完全相同的滑轮，用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提起重为G₁和G₂的两个物体，不计摩擦与绳重，比较它们的省力情况和机械效率，下列说法正确的是（　　）

A . 若G₁=G₂ ，则F₁＜F₂ ，甲的机械效率高 B . 若G₁=G₂ ，则F₁＞F₂ ，乙的机械效率高 C . 若G₁＜G₂ ，则F₁＜F₂ ，甲、乙的机械效率相同 D . 若G₁＜G₂ ，则F₁＜F₂ ，乙的机械效率高

某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图：

物理量	1	2	3
钩码重G（N）	4	4	6
钩码上升高度h（m）	0.1	0.1	0.1
绳端拉力F（N）	1.8	1.4	2.4
绳端移动距离S（m）	0.3	0.5	0.3
机械效率η	74%	①	②

（1）通过表中数据可分析出实验1是用（填“甲”或“乙”）图做的实验，实验2是用（填“甲”或“乙”）图做的实验．
（2）请将表格中的实验数据补充完整．（百分号前保留整数）①②．
（3）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率．
（4）比较实验1和实验3可得正确结论：使用同一滑轮组，，可以提高滑轮组的机械效率．

一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比较（）

A . 额外功减少，总功增多 B . 有用功不变，总功减少 C . 功率变大，机械做功更多 D . 机械效率提高，机械做功加快

如图所示，用一动滑轮将质量为50kg的物体10s内匀速提高30cm，绳子自由端的拉力为300N．g取10N/kg．求：

（1）拉力做的功．
（2）拉力做功的功率．
（3）动滑轮的机械效率．

如图所示，用滑轮组提升重物时，重200N的物体在5s内匀速上升了1m．已知拉绳子的力F为120N，如果不计绳重及摩擦，则提升重物的过程中（　　）

A . 绳子自由端被拉下3m B . 动滑轮重20N C . 滑轮组的机械效率是83.3% D . 拉力F的功率是40W

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（）

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

如图所示，某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。收集了表中的实验数据：

次数	斜面的倾斜程度	物块重力G/N	斜面高度h/m	拉力F/N	斜面长度s/m	机械效率 $\text{[math]}$
1	较缓	5	0.2	2.4	1	41.7%
2	较陡	5	0.5	3.2	1	78.1%
3	最陡	5	0.7	4.3	1	81.4%

（1）实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向移动(填“左”或“右”)。分析表中的数据可得出：斜面越缓，越力(选填“省”或“费”)；
（2）分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越。若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系，应保持不变；
（3）接着，该小组进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做勾速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4N，则他们测得这种情况下斜面的机械效率为，物块所受的摩擦力为N；
（4）斜面在生产､生活中随处可见，在盘山公路､镊子､老虎钳､普通钢钉中，应用了斜面的是。

用如图所示的装置提升深井底部的物体。电动机拉绳端做功的功率保持一定，绳子能承受的最大拉力是1600N，当提起重50kg的物品时，10s能上升到井口，当提起重90kg的物体时，15s能上升到井口。深井水平底面上剩余的物品共500kg，它们和地面接触面积为2m²。不计滑轮组的绳重和摩擦g取10N/kg。求：

（1）剩余的500kg物品对深井底面的压强；
（2）动滑轮的重；
（3）使用此装置提升剩余的物品时，滑轮组的效率最高能达到多少?

用如图甲所示的滑轮组提升浸没在水中的实心圆柱形物体，已知物体的高度为1m，底面积为0.12m² ，质量为200kg，物体始终以0.5m/s的速度匀速上升，物体浸没在水中匀速上升时，作用在绳端的拉力F所做的功随时间的变化关系如图乙所示。（不计绳重、摩擦及水的阻力， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ）求：

（1）当物体的上表面刚好与水面相平时，其底部受到水的压强；
（2）物体浸没在水中时受到的浮力；
（3）物体浸没在水中匀速上升时绳端受到的拉力 $\text{[math]}$ ；
（4）物体浸没在水中匀速上升时，滑轮组的机械效率。（精确到 $\text{[math]}$

如图不计摩擦和绳重，用100N的力拉着重240N的物体匀速上升，物体上升速度是0.2m/s，该滑轮组的机械效率为，拉力做功功率为W。

用如图所示的滑轮组拉着物体A在水平桌面上做匀速直线运动。如果拉力F=12N，忽略滑轮重、绳重和滑轮摩擦，下列说法中正确的是（　　）

A . 物体A对动滑轮的拉力为12N B . 物体A受到的拉力为4N C . 物体A受到的摩擦力为24N D . 竖直墙受到的拉力为24N

如图是工人利用滑轮组提升重为960N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为120W，物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是140J，不计绳重。求：

（1）工人拉绳子的速度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）滑轮组中的动滑轮的重力。

左图是2022北京冬奥会的滑雪大跳台，右图是小明制作大跳台的模型。

（1）把跳台滑道上段简化成图1的杠杆， $\text{[math]}$ 是支点，A是这段滑道的重心，若模型支架对滑道的力 $\text{[math]}$ 作用在 $\text{[math]}$ 点，沿 $\text{[math]}$ 线。
①画出 $\text{[math]}$ 的力臂 $\text{[math]}$ ；
②根据公式判断， $\text{[math]}$ 滑道上段所受的重力（选填“大于”“等于”“小于”）。
（2）用图2装置模拟建造滑道，被匀速提升的模型部件重4N，拉力 $\text{[math]}$ 为2.5N，此过程的机械效率为%。