第五节 机械效率 知识点题库

如图所示,搬运工人用滑轮组提升重540N的物体,所用的拉力F为200N,物体以0.2m/s的速度匀速上升了10秒,(不计绳重,绳与滑轮的摩擦)求:

  1. (1) 物体上升的高度

  2. (2) 拉力F所做的功

  3. (3) 若物重只有240N,滑轮组的机械效率

工人用如右图所示的甲、乙两种滑轮把同样一桶沙提升相同的高度,所用的拉力分别是F、F , 滑轮机械效率分别是η、η , 若不计绳重和摩擦,且沙子的重力大于动滑轮重力,则FF ,ηη(选填“>”、“<”或“=”)。


交流与评估是科学探究的一个重要环节.光明中学的同学,利用如图所示的实验装置完成了“测滑轮组机械效率”的实验以后,进行了小组交流,下表是各小组的实验数据记录:

实验小组

钩码重G(N)

动滑轮G′(N)

拉力F(N)

滑轮组的机械效率η

1

0.5

0.4

0.35

47.6%

2

0.5

0.4

0.38

43.9%

3

1

0.6

0.62

53.8%

4

1

0.8

0.71

46.9%

5

2

0.6

0.98

68.0%

6

2

0.8

1.06

62.9%

请你对表中各小组的实验数据进行分析比较,回答下列问题:

  1. (1) 实验中影响滑轮组效率的主要因素是什么?

  2. (2) 1、2两个小组的动滑轮重相同,提起的钩码重也相同,测出的滑轮机械效率却不同,原因不可能是下列的(   )

    A . 滑轮的轮与轴间的摩擦力大小不同 B . 测拉力时没有使测力计匀速上升 C . 测拉力时拉力的方向没有竖直向上 D . 钩码被提升的高度不同
  3. (3) 请你就如何提高滑轮组的机械效率提出自己的建议(要求写两点):

用如图所示滑轮组提起重300N的货物,人所用的拉力为200N,绳子的自由端被拉下1m,在此过程中,下面说法不正确的是(  )

A . 人用的拉力所做的总功为200 J B . 滑轮组提升货物所做的有用功为100 J C . 额外功为50 J D . 滑轮组的机械效率为75%
下面关于提高机械效率的说法正确的是(   )
A . 减轻机械自重是提高机械效率的唯一方法 B . 增大重物提高的高度可以提高机械效率 C . 改变绳子的绕法可以提高机械效率 D . 在可能的条件下,增加所提升物体的重量可以提高机械效率
什么是机械效率?机械效率的大小可能大于1吗?为什么?
如图是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体M的示意图,滑轮组固定在钢架上,滑轮组中的2个滑轮质量相等,绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N,连接圆柱体M与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N.圆柱体M高为3m,底面积为0.02m2 , 密度为4.5×103kg/m3 . 在绳端拉力F作用下,圆柱体M从其下表面距水面15m处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了3min,在这个过程中,拉力F的功率为160W,(不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力).

求:

  1. (1) 拉力F是多大?
  2. (2) 动滑轮的重力G是多大?
  3. (3) 滑轮组的机械效率η是多大?
简单机械与人类的生产活动息息相关,以下关于简单机械的说法中不正确的是(   )
A . 起重机是费力杠杆 B . 定滑轮不省力,但能改变力的方向 C . 滑轮组既省力,又省距离,还省功 D . 斜面的机械效率达不到100%
用两个完全相同的滑轮,分别以图中两种方式将相同的重物G匀速提升至相同高度(绳重、滑轮转轴处摩擦不计,G>G) . 使用(甲/乙)滑轮可以改变用力方向 . 所用拉力FF(大于/等于/小于,下同),滑轮的机械效率ŋŋ .



小明用图甲所示装置探究“斜面的机械效率”.

实验前他有如下猜想:

斜面的机械效率可能与物体所受的摩擦力有关。

斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。

  1. (1) 实验中,沿斜面拉动物体时,应使其做运动。
  2. (2) 下表是小明探究过程中记录的两次对比实验数据。

    ①第2次实验时斜面的机械效率为%。

    ②进行这两次对比实验是为了研究猜想

    ③第1次实验中,木块所受摩擦力为

  3. (3) 小明利用该实验装置进一步研究发现,将长50cm的木板搭成倾角不同的斜面,用弹簧测力计把5N的物块从斜面底端拉至顶端的过程中,额外功随斜面的水平长度L(木板在水平面上的正投影长度)的变化关系图象如图乙所示。

    ①由图象可知:W额外L比。

    ②当斜面的水平长度 时,拉力做的总功为J

    ③若将木板平放在水平桌面上,水平匀速拉动木板上的物块时,弹簧测力计的示数为N。

如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景,在10s的时间内,工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m,已知拉力F为400N,建筑材料的重力G为900N,求这个过程中:

  1. (1) 绳子自由端移动的距离;
  2. (2) 此滑轮组的机械效率;
  3. (3) 拉力F的功率;
如图所示,利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为200N的物体,拉力F的大小为20N,物体和地面之间的摩擦力大小为30N,物体运动的速度为0.5m/s,运动时间为10s。拉力F做功的功率为W ,滑轮组的机械效率为,10s内所做的额外功为J。

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在测算滑轮组机械效率的实验中

甲:                          乙:

  1. (1) 实验中必须拉动弹簧测力计;
  2. (2) 小红在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(选填“相同”或“不相同”)

  3. (3) 计算出表格中空白处数据是.
  4. (4) 本实验中影响滑轮组效率的主要原因是什么?

    实验小组

    钩码重G(N)

    动滑轮G(N)

    拉力F(N)

    滑轮组的机械效率η

    1

    0.5

    0.4

    0.35

    47.6%

    2

    0.5

    0.4

    0.38

    43.9%

    3

    1

    0.6

    0.62

    53.8%

    4

    1

    0.8

    0.71

    46.9%

    5

    2

    0.6

    0.98

    68.0%

    6

    2

    0.8

    1.06

  5. (5) 1、2两个小组的动滑轮重相同,提起的钩码重也相同,测出滑轮机械效率却不同,原因不可能是:                       
    A . 滑轮和轮与轴之间的摩擦力大小不同 B . 测拉力时没有使测力计匀速上升 C . 钩码被提升的高度不同
  6. (6) 请你就如何提高滑轮组的机械效率提出自己的建议(要求写两点)①;②
某同学用水桶从井中打水,他对桶所做的功是功,对水做的功是功。若他不小心把桶掉进井里,他在捞桶时桶里帶了一些水,此时他对桶所做的功是功,对水所做的功是功。
如图所示,物体A、B的重分别为 , 每个滑轮重 , 绳重及摩擦均忽略不计。此时物体A沿水平桌面向右做匀速直线运动。下列说法正确的是(   )

A . 两个滑轮均为定滑轮 B . A受到水平向右的摩擦力 C . A受的摩擦力大小为 D . A移动的速度是B的
一质量为10kg的重物A放在水平地面上,利用如图所示的装置将它匀速提升0.1m,此时的机械效率仅为40%,再用该滑轮组提升重物B的机械效率为80%,则重物B的重力为N(不计滑轮组中的绳重和摩擦)。

如图所示,有一体积为1m3、密度为1.45×103kg/m3的物体置于水底,欲将其打捞上来,现用电动机带动钢丝绳自由端通过滑轮组使物体以0.1m/s的速度在水中匀速上升,经过3min的时间物体由水底提升到水面,在此过程中滑轮组的机械效率为90%(不计物体的高度、绳重和摩擦,g取10N/kg,=1.0×103kg/m3),求:

  1. (1) 物体浸没在水中时受到的浮力;
  2. (2) 物体在水底时受到水的压强;
  3. (3) 动滑轮的重力;
  4. (4) 若物体离开水中后匀速上升,且电动机的输出功率比物体在水中时增大了20%,此时钢丝绳自由端的速度。
小刚站在高台上通过滑轮组先后向上匀速提升物体A和物体B。假设在拉绳子的过程中小刚对绳子的拉力与对高台的压力始终在同一直线上,不计绳重和摩擦,已知小刚的质量为45kg,物体A的质量为54kg,物体B的质量为84 kg,动滑轮的质量为6 kg。

  1. (1) 当提升物体A时,滑轮组的机械效率是多少?此时小刚对高台的压力为多少N?
  2. (2) 当提升物体B时,小刚的拉力做功的功率为189 W,则物体B上升的速度为多少m/s? (g取10 N/kg)
四个完全相同的滑轮,其重力均为2N。分别用如图所示的两种方式,将重为5N的钩码匀速提升1m。则下列判断正确的是(不计绳与滑轮的摩擦)(   )

A . 两图中拉力大小相等 B . 两机械做的有用功相等 C . 两绳子自由端移动距离相等 D . 乙图中机械效率高些
如图所示,利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为200N的物体,拉力F的大小为20N。若物体和地面之间的摩擦力大小为30N,则A处的拉力大小为,滑轮组的机械效率为

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