粤沪版九年级上册11.3 如何提高机械效率复习练习题

这是一份粤沪版九年级上册11.3 如何提高机械效率复习练习题，共15页。试卷主要包含了【解答】解等内容，欢迎下载使用。
课 时11.3如何提高机械效率重难点  有用功、额外功和总功的认识2.机械效率的概念及其计算 3.影响机械效率的因素I、知识归纳 有用功额外功与总功（1）  在做功过程中，我们需要的、有价值的功，称为      ，记作      。（2）  在做功过程中，必须克服机械重力和零部件之间的摩擦力做功，这部分对人们既无应  用价值又不得不做的功称为               ，记作               。（3）  在做功过程中动力所做的所有的功称为      ，记作      。（4）  三者满足一条关系式：                      。 滑轮组机械效率测算在测定滑轮组机械效率的实验中：（1）  根据的原理是                   。（2）  实验中需要测量的工具有            和             。（3）  需要直接测量的物理量有：绳子自由端的拉力 F、                 、                 和                   。（4）  实验时拉力的方向应尽量            ，且应在钩码               的过程中读取拉力的大小。结论：（1）  使用相同的滑轮组将同一重物匀速提高相同高度时，其额外功是          的， 提升不同的物体时，物体越重，做的有用功               ，则机械效率               。（2）  使用不同的滑轮组将同一重物匀速提高相同高度时，其有用功         ，动滑轮个数越多，则额外功        ，总功        ，则机械效率        . 滑轮组机械效率计算机械效率的基本公式（有用功与总功的比值）：在滑轮组中，有用功 W 有用=             ；总功 W 总=               .滑轮组机械效率η=            =            =            =          .        斜面机械效率实验过程：（1）  测量出小木块的重量，记录数据；（2）  把小木块用弹簧测力计沿斜面      向上拉；分别记录拉力 F、木块沿斜面移动的距离 S 和木块上升的高度 h；（3）  改变斜面的倾斜程度，重复步骤 2。（4）  斜面的机械效率为：η=              =                    . 注意事项：（1）要        拉动物体；（2）拉力方向与斜面要        ；结论: 用同一的斜面将不同物体匀速提升一定高度时，斜面的机械效率是         的， 因为斜面的机械效率只与               和               有关。Ⅱ、基础巩固1．使用机械提升重物，由于存在着摩擦和机械本身受到重力作用等原因，机械效率永远　   　1（填“大于”“等于”或“小于”）。2．下列说法中正确的是（　　）A．机械效率高的机械，做功就越多 B．功率大的机械，做功就越多 C．功率小的机械，其机械效率越低 D．功率大的机械，做功就越快3．很多同学都在用“思维导图”梳理章节知识，如图是小明同学用“思维导图”总结的第十一章知识要点，其中第二点内容空缺，请在下列选项中选出合理一项，把图补充完整（　　）A．杠杆的平衡条件 B．惯性 C．滑轮 D．探究动滑轮的机械效率与哪些因素有关  4．如图所示，斜面长s＝10m，高h＝4m。现用沿斜面方向的推力F，将一个重为150N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B，斜面的机械效率为75%，则推力F的大小为　   　N。5．如图所示，小华同学用60N的力拉动绳子自由端，使重为90N的货物匀速上升，不计绳重和一切摩擦，滑轮组的机械效率为　   　%．若使用该滑轮组匀速提升更重的物体，其机械效率将　   　（填“变大”“变小”或“不变”）。Ⅲ、能力提高6．如图所示，用平行于斜面的拉力F，将重为8N的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端。若此时拉力F为5N．则斜面的机械效率为（　　）A．60% B．70% C．80% D．90%7．用如图甲所示的装置将实心物体A从深井中吊出来，拉力的功率随时间的变化如图乙所示，已知动滑轮的重力为60N，物体匀速上升的速度始终为1m/s。则物体被完全拉出水面后，拉力的功率为 　    　W；物体浸没在水中时受到的浮力为 　    　N；物体浸没在水中被吊起时滑轮组的机械效率为 　    　。（不计绳重、摩擦及阻力）8．如图，用滑轮组将一重物竖直向上匀速提升2m，所用拉力F＝100N，若该过程中滑轮组的机械效率为80%，则滑轮组对重物做的有用功为　    　J。 9．如图所示，小明用F＝400N的拉力将一质量为64kg的物体，在10s内匀速竖直向上提升2m。不计摩擦和绳重，在此过程中，下列说法正确的是（　　）A．绳子自由端移动的距离为6m B．动滑轮的重为240N C．拉力F的功率为80W D．该滑轮组的机械效率约为80% 10．如图，用甲、乙两种装置将重均为10N的物体匀速提升相同高度。滑轮重均为1N，不计绳重及摩擦，所用的拉力分别是F1和F2，机械效率分别是η1和η2，则（　　）A．F1＞F2  η1＞η2 B．F1＜F2  η1＜η2 C．F1＞F2 η1＜η2 D．F1＜F2  η1＞η2 Ⅳ、拓展培优11．如图所示的滑轮组，500N的拉力F在10s内将重800N的箱子匀速提升了2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）A．定滑轮的作用是省力 B．滑轮组机械效率为80% C．动滑轮的重力为100N D．拉力F的功率为100W 12．如图所示，物体在沿斜面向上的拉力的作用下，从倾角为30°的斜面底端沿着斜面向上拉，已知物体所受重力为180N，斜面的机械效率为75%。若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示，则（　　）A．F＝30N，f＝120N B．F＝120N，f＝30N C．F＝120N，f＝67.5N D．F＝90N，f＝120N 13．工人师傅用图所示的滑轮组，将重为600N的物体在10s内竖直匀速提升了2m，人对绳端的拉力F为400N，不计绳重和滑轮组之间的摩擦，以下结论正确的是（　　）A．绳子自由端移动的距离为6m B．滑轮组的机械效率为80% C．动滑轮的重力为100N D．绳端拉力F的功率为160W14．如图甲所示，用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起，拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率为87.5%，绳重和摩擦忽略不计。下列选项正确的是（　　）A．物块的边长为0.6m B．动滑轮重为300N C．提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率大于87.5% D．将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1650J15．用如图甲所示的动滑轮提升总质量为68kg某建筑材料。工人竖直向上拉动绳子的自由端将建筑材料以0.1m/s的速度匀速提升，此过程中，作用在绳子自由端的拉力F所做的功W随时间t的变化关系如图乙所示。（g取10N/kg）下列说法中正确的是（　　）A．绳子自由端的拉力F大小为40N B．绳子自由端拉力做功的功率为800W C．动滑轮的重力是160 N D．用该滑轮提升建筑材料时的机械效率为85%Ⅴ、思维风暴16．如图甲所示，一辆装满物资的运输车总重为10t，沿ABCD路线运至D处。AB段长为100m，BC段长为600m，B点与C点的高度差为168m。在整个运输过程中，运输车的输出功率与时间的关系如图乙所示，速度与时间的关系如图丙所示，汽车在t0＝0时经过A处，t1时经过B处，t2时经过C处。（g＝10N/kg）求：（1）t1的大小；（2）运输车从C点到D点过程中的牵引力；（3）运输车从B点到C点做功的机械效率。    17．如图所示，有一斜面长为s、高为h，现用力F沿斜面将重力为G的物体从底端匀速拉到顶端，斜面的机械效率为η。则下列关于斜面对物体的摩擦力f的表达式中不正确的是（　　）A．f＝ B．f＝ C．f＝F（1﹣η） D．f＝18．如图所示，卡车高1m，木板长3m，货重1000N。若工人师傅用斜面匀速将该货物卸下，则需要沿斜面向上的拉力为100N；若工人师傅用斜面匀速将该货物装上卡车，需要沿斜面向上的拉力为600N。则用此斜面卸货时物体与斜面的摩擦力为　    　N，装该货物时的机械效率为　    　。 19．如图所示，每个滑轮的重力为6N，物体A的重力GA＝100N，物体B的重力GB＝60N，F1＝16N，F2＝12N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运功，绳重及滑轮转轴处的摩擦等次要因素忽略不计。下列说法正确的是（　　）A．F2的功率为1.2W B．物体A受到地面的摩擦力为2N，方向向右 C．滑轮组的机械效率为75% D．如果增大F2，物体A可能向左运动20．如图所示，杠杆DE可绕O点在竖直平面内转动，OD：OE＝1：2，小轩的质量为55kg，他通过细绳在E点施加竖直向下的拉力T1为150N时，杠杆在水平位置平衡，小轩对地面的压力为F1，物体A对地面的压强p1为3×103Pa。当小轩施加竖直向下的拉力为T2时，物体A恰好匀速上升。已知：物体A的质量为100kg，其底面积为5×10﹣2m2，杠杆DE和细绳的质量及滑轮轴的摩擦力均忽略不计，g取10N/kg。下列分析正确的是（　　）A．小轩对地面的压力F1为400N B．动滑轮B受到的重力为40N C．小轩施加竖直向下拉力为175N时，物体A对地面的压强恰好为零 D．当小轩施加竖直向下的拉力为T2时，滑轮组的机械效率为85% 
参考答案与试题解析1．【解答】解：机械效率等于有用功和总功的比值，而总功等于有用功加额外功；由于使用机械时，不得不提升机械、克服摩擦做额外功，所以有用功一定小于总功，则机械效率永远小于1。故答案为：小于。2．【解答】解：A、机械效率等于有用功与总功的比值，反映了有用功在总功中所占比例的大小，所以机械效率高的机械，做功不一定越多，故A错误；B、功率大的机械，做功不一定越多，因为做功的时间不明确，故B错误；C、功率和机械效率是两个不同的物理概念，二者没有必然的联系，故C错误；D、功率表示物体做功快慢的物理量，机械功率越大，则机械做功越快，故D正确。故选：D。3．【解答】解：第十一章知识要点是简单机械和功，简单机械主要包括杠杆、滑轮，功这里包含了功、功率、机械效率，所以“二”应该是滑轮。故选：C。4．【解答】解：运动过程中克服物体的重力做的功：W有＝Gh＝150N×4m＝600J；由斜面的机械效率η＝＝可得：W总＝＝＝800J所以，推力F的大小：F＝＝＝80N；故答案为：80。5．【解答】解：（1）有用功：W有用＝Gh，由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2h，拉力做的总功：W总＝Fs＝F×2h＝2Fh，滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝×100%＝75%；（2）用该滑轮组提升更重的物体，在提升高度相同时，由于物重增大，则有用功增大，而额外功几乎不变，所以有用功在总功中所占的比例变大，机械效率会变大。故答案为：75；变大。6．【解答】解：斜面长s＝40cm＝0.4m，斜面高h＝20cm＝0.2m；此过程所做有用功为：W有＝Gh＝8N×0.2m＝1.6J；所做总功为：W总＝Fs＝5N×0.4m＝2J；故机械效率为：η＝＝＝80%。故ABD错误；B正确。故选：C。7．【解答】解：（1）由图乙可知，物体完全出水后，拉力的功率P＝420W；（2）由图甲可知，n＝2，则拉力端移动的速度：v＝2v物＝2×1m/s＝2m/s，由P＝Fv可得拉力：F＝＝＝210N，不计绳重、摩擦及阻力时，拉力F＝（G+G动），则物体的重力：G＝2F﹣G动＝2×210N﹣60N＝360N，由图乙可知，物体浸没在水中时，拉力的功率P′＝300W，由P＝Fv可得拉力：F′＝＝＝150N，此时拉力F′＝（G﹣F浮+G动），则物体受到的浮力：F浮＝G+G动﹣2F′＝360N+60N﹣2×150N＝120N；（3）物体浸没在水中时滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝80%。故答案为：420；120；80%。8．【解答】解：由图知，承担物重的绳子有2段，即n＝2，绳子自由端移动的距离s＝2h＝2×2m＝4m，拉力F做的总功为：W总＝Fs＝100N×4m＝400J，由η＝可得滑轮组对重物做的有用功为：W有＝ηW总＝80%×400J＝320J；故答案为：320。9．【解答】解：由图可知，动滑轮上绳子的段数n＝2；A、绳子自由端移动的距离为：s＝nh＝2×2m＝4m，故A错误；B、物体的重力为：G＝mg＝64kg×10N/kg＝640N；不计绳重和摩擦，F＝（G+G动），即：400N＝×（640N+G动），则G动＝160N，故B错误；C、拉力做的功为：W总＝Fs＝400N×4m＝1600J；拉力F的功率：P＝＝＝160W，故C错误；D、有用功W有用＝Gh＝640N×2m＝1280J，该滑轮组的机械效率为：η＝＝×100%＝80%；故D正确。故选：D。10．【解答】解：在甲图中，使用时滑轮的位置固定不变，为定滑轮，不省力也不费力，故F1＝G＝10N，在乙图中，使用时滑轮随重物一起移动，为动滑轮，能省一半力，故F2＝×（10N+1N）＝5.5N，所以F1＞F2；将物体匀速提升相同高度，根据W＝Fs可知，有用功相同，不计绳重和摩擦，所以使用定滑轮时没有额外功，而使用动滑轮时，要对动滑轮本身做额外功，故拉力所做的功W1＜W2；根据η＝×100%可知，机械效率η1＞η2。故选：A。11．【解答】解：A、定滑轮的作用是改变力的方向，故A错误；B、根据图示可知，n＝2；有用功：W有＝Gh＝800N×2m＝1600J；拉力做的总功：W总＝Fs＝500N×2×2m＝2000J；滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%，故B正确；C、根据F＝（G+G轮）可得动滑轮重：G轮＝nF﹣G＝2×500N﹣800N＝200N，故C错误；D、拉力的功率：P＝＝＝200W，故D错误。故选：B。12．【解答】解：设斜面的高度为h，斜面的长度为s。因为倾角为30°，所以s＝2h；有用功为：W有＝Gh，W总＝Fs，斜面的机械效率为：η＝＝＝＝＝；即75%＝，故F＝120N；额外功为：W额＝W总﹣W有＝Fs﹣Gh＝Fs﹣G•0.5s＝（F﹣0.5G）s；又因为额外功为：W额＝fs，故有：fs＝（F﹣0.5G）s，f＝F﹣0.5G＝120N﹣0.5×180N＝30N；故ACD错误，B正确。故选：B。13．【解答】解：由图知，承担物重的绳子股数n＝2；A、绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m，故A错误；B、有用功：W有＝Gh＝600N×2m＝1200J，总功：W总＝Fs＝400N×4m＝1600J，滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝75%，故B错误；C、不计绳重和滑轮组之间的摩擦，由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力：G动＝2F﹣G＝2×400N﹣600N＝200N，故C错误；D、绳端拉力F的功率：P＝＝＝160W，故D正确。故选：D。14．【解答】解：A.动滑轮绳子的有效股数n＝2，由图乙可知，物块浸没时绳子的拉力F1＝1375N，绳重和摩擦忽略不计，由F＝（G+G动﹣F浮）可得：1375N＝（G+G动﹣F浮）﹣﹣﹣﹣①当物块完全离开水面后绳子的拉力F2＝2000N，由F＝（G+G动）可得：2000N＝（G+G动）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②可得：F浮＝1250N，因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，由F浮＝ρ液gV排可得，物块的体积：V＝V排＝＝＝0.125m3，由V＝L3可得，物块的边长：L＝＝＝0.5m，故A错误；B.绳重和摩擦忽略不计，物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%，即87.5%＝×100%﹣﹣﹣﹣﹣③由②③可得：G＝3500N，G动＝500N，故B错误；C.绳重和摩擦忽略不计，提升物块完全离开水面前，滑轮组的机械效率：η′＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%≈81.8%，则动滑轮的机械效率小于87.5%，故C错误；D.将物块提升至上表面与水面相平的过程中，由图乙可知，物体上升的高度h＝0.6m，拉力F＝1375N，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×0.6m＝1.2m，此过程中拉力F做的功W＝Fs＝1375N×1.2m＝1650J，故D正确。故选：D。15．【解答】解：A、由图乙可知，在100s内拉力做功为8×103J；由v＝可得，建筑材料上升的高度：h＝vt＝0.1m/s×100s＝10m，图中使用动滑轮提升物体，n＝2，则自由端移动的距离：s＝2h＝2×10m＝20m，由W＝Fs可得，拉力的大小：F＝＝＝400N，故A错误；B、拉力做功的功率：P＝＝＝80W，故B错误；C、建筑材料的重力：G＝mg＝68kg×10N/kg＝680N，若不计摩擦和绳重，由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力：G动＝2F﹣G＝2×400N﹣680N＝120N，由摩擦和绳重是客观存在的，所以不能确定动滑轮的重力大小，故C错误；D、动滑轮的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝85%，故D正确。故选：D。16．【解答】解：（1）从t0到t1，汽车的速度为5m/s，行驶的路程为AB的长，即100m。运动时间为：t1＝＝＝20s；（2）由图像可知，在CD段，汽车的功率为P＝50×103W＝5×104W，汽车的速度为v＝5m/s，由P＝Fv得，汽车受到的牵引力为：F＝＝＝1×104N；（3）B点与C点的高度差为168m，即h＝168m，装满物资的运输车总重为10t，即m＝10t＝10000kg，汽车的总重力为：G＝mg＝10000kg×10N/kg＝1×105N，从B点到C点所做有用功为：W有＝Gh＝1×105N×168m＝1.68×107J，由图像可知，在BC段，汽车的功率为P斜＝80×103W＝8×104W，汽车的速度为v斜＝1m/s，由P＝Fv得，汽车受到的牵引力为：F斜＝＝＝8×104N，从B点到C点所做总功为：W总＝F斜s＝8×104N×600m＝4.8×107J，运输车从B点到C点做功的机械效率为：η＝＝＝35%。答：（1）t1的大小为20s；（2）运输车从C点到D点过程中的牵引力为1×104N；（3）运输车从B点到C点做功的机械效率为35%。17．【解答】解：有用功：W有＝Gh，W总＝Fs，额外功：W额＝fs，由W额＝fs，得：f＝＝＝，故B表达式正确；因为η＝，W总＝W有+W额，所以W额＝W总（1﹣η），即fs＝Fs（1﹣η），则有f＝F（1﹣η），故C表达式正确；总功（拉力做的功）：W总＝W有+W额＝Gh+fs，斜面的机械效率：η＝＝＝，整理可得物体与斜面间的摩擦力：f＝，故D表达式正确。故选：A。18．【解答】解：在装货与卸货时，货物对斜面的压力不变，货物与斜面的接触面的粗糙程度不变，所以装货时货物受到的向下的摩擦力与卸货时货物受到的向下的摩擦力相等，设摩擦力为f。货物向下匀速卸下时，在沿斜面方向上，受向上的拉力F1，向上的摩擦力f，受力情况满足：F1+f＝G′（G′为重力的分力）……①，其中F1＝100N；货物向上匀速拉动时，在沿斜面方向上，受向上的拉力F2，向下的摩擦力f，受力情况满足：F2＝f+G′（G′为重力的分力）……②，其中F2＝600N；由①②得：f＝250N。匀速将该货物装上卡车过程所做有用功为：W有＝Gh＝1000N×1m＝1000J；所做总功为：W总＝F2s＝600N×3m＝1800J；装该货物时斜面的机械效率为：η＝＝＝55.6%。故答案为：250；55.6%。19．【解答】解：A.由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，则绳子自由端移动的速度v2＝nvB＝2×0.1m/s＝0.2m/s，则F2的功率P2＝＝＝F2v2＝12N×0.2m/s＝2.4W，故A错误；B.因绳重及滑轮转轴处的摩擦等次要因素忽略不计，所以，由F＝（G动+f）可得，物体B受到的摩擦力fB＝nF2﹣G动＝2×12N﹣6N＝18N，因物体A对物体B水平向右的摩擦力和物体B对物体A水平向左的摩擦力是一对相互作用力，所以，物体B对物体A水平向左的摩擦力fB′＝fB＝18N，因物体A静止时处于平衡状态，其合力为零，所以，由F1＜fB′可知，地面对物体A的摩擦力方向水平向右，此时物体A受到水平向右的拉力F1和地面对A的摩擦力f、物体B对物体A水平向左的摩擦力fB′作用处于平衡状态，由物体A受到的合力为零可得：F1+f＝fB′，则地面对A的摩擦力大小为f＝fB′﹣F1＝18N﹣16N＝2N，方向向右，故B正确；C.滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝75%，故C正确；D.如果增大F2，B将做加速运动，B对A的压力和接触面的粗糙程度不变，B与A之间的摩擦力不变，A受力不变，还是处于静止状态，故D错误。故选：BC。20．【解答】解：A.小轩的重力G人＝m人g＝55kg×10N/kg＝550N，他通过细绳在E点施加竖直向下的拉力T1为150N时，由同一根绳子的拉力相等可知，小轩受到的拉力也为T1＝150N，则小轩对地面的压力F1＝G人﹣T1＝550N﹣150N＝400N，故A正确；B.他通过细绳在E点施加竖直向下的拉力T1为150N时，物体A对地面的压强p1＝3×103Pa，由p＝可得，物体A对地面的压力F压＝p1S＝3×103Pa×5×10﹣2m2＝150N，因物体A对地面的压力和地面对物体A的支持力是一对相互作用力，所以，地面对物体A的支持力F支持＝F压＝150N，因此时杠杆在水平位置平衡，所以，由杠杆的平衡条件可得：T1•OE＝FD•OD，则绳子对D点的拉力FD＝T1＝2×150N＝300N，物体A的重力GA＝mAg＝100kg×10N/kg＝1000N，以动滑轮和物体A为整体受力分析可知，受到竖直向上3股绳子的拉力和地面对物体A的支持力、竖直向下物体A和动滑轮重力作用处于平衡状态，由整体受到的合力为零可得：3FD+F支持＝GA+G动，则G动＝3FD+F支持﹣GA＝3×300N+150N﹣1000N＝50N，故B错误；C.若物体A对地面的压强恰好为零，以动滑轮和物体A为整体受力分析可知，受到竖直向上3股绳子的拉力、竖直向下物体A和动滑轮重力作用处于平衡状态，由整体受到的合力为零可得：3FD′＝GA+G动，则FD′＝（GA+G动）＝×（1000N+50N）＝350N，由杠杆的平衡条件可得：FD′×OD＝T×OE，细绳在E点施加竖直向下的拉力T＝FD′＝×350N＝175N，故C正确；D.当小轩施加竖直向下的拉力为T2时，物体A恰好匀速上升，因细绳的质量及滑轮轴的摩擦力均忽略不计，所以，滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%≈95.2%，故D错误。故选：AC。