2022中考物理综合复习专项练习 第2讲机械效率

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1．(2021德阳)用如图1所示滑轮组拉动物体A在粗糙的水平面上运动，不计绳和滑轮的自重。当F为20 N时，物体A在水平面上做匀速直线运动，此时物体A受到地面的摩擦力为30 N，则滑轮组的机械效率是__________；当F增大到50 N时，物体A受到地面的摩擦力为__________N。
图1
2．(2021娄底改编)小明用如图2所示的滑轮组将重为600 N的物体匀速提升1 m，绳子自由端施加的拉力为250 N，不计绳重和一切摩擦，则克服物体重力做的功为________J，动滑轮重为________N，滑轮组的机械效率为________。请写出一种提高滑轮组机械效率的方法：____________________。
图2
3．(2021陕西)如图3所示，工人师傅用沿斜面向上1 000 N的推力，将重为2 000 N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4 m、高1.5 m，则此过程中的有用功为________J，斜面的机械效率为________。使用斜面可以________(选填“省力”或“省功”) 。
图3
4．(2021 宜昌)下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是( )
A．效率越高的机械，功率越大
B．做功越多的机械，功率越大
C．做有用功越多的机械，效率越高
D．功率越大的机械，做功越快
5．(2021百色)如图4所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的物体匀速竖直提升，在相等时间内绳子自由端A、B移动相同的距离(不计绳重和摩擦)。在此过程中，下列选项正确的是( )
图4
A．两物体上升的速度相等
B．两套装置绳子自由端的拉力相等
C．甲装置做的总功比乙的多
D．两套装置的机械效率不相等
6．(2021 自贡)将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图5中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1＞G2，不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是( )
图5
A．拉力F1一定大于F2B.乙滑轮组的机械效率较高
C．甲、乙滑轮组的有用功相同 D.甲滑轮组的额外功与有用功的比值较小
7．如图6所示，把重为G的物体沿高为h、长为l的粗糙斜面以速度v由底端匀速拉到顶端的过程中，拉力F做的功为W，则下列选项正确的是( )
图6
A．拉力大小为 eq \f(Gh,l)
B．物体所受摩擦力大小为 eq \f(W－Gh,h)
C．拉力功率的大小为 eq \f(Wv,l)
D．斜面的机械效率为 eq \f(Gh,W＋Gh)
8．(2021广元)小敏在利用斜面搬运物体A的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上匀速直线拉动物体进行了实验探究(如图7所示)，测得的实验数据如表所示：
图7
(1)根据表中的数据可求出第③次实验中斜面的机械效率是__________%。(结果精确到0.1%)
(2)通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系：斜面越陡，越________。
(3)通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得初步结论：在其他条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率__________。
(4)若不改变斜面的倾斜程度，提高斜面的机械效率的方法是____________________________(合理即可)。
能力提升
9．(2021玉林)如图8所示，在F＝200 N的拉力作用下，物体A以2 m/s的速度沿水平面做匀速直线运动，若滑轮组做有用功的功率为960 W，则地面对物体A的摩擦力为_______N，滑轮组的机械效率为______。(忽略绳子和滑轮的重力)
图8
10．如图9所示，工人沿斜面用一大小恒定的力F把一重为600 N的物体从斜面底部匀速推到顶部(不考虑物体的大小)。已知斜面长L＝3 m，高h＝1.5 m。若该过程中斜面的效率为60%，则力F所做的功为J，力F的大小为N。
图9
11．(2021达州)如图10所示，AC、BC为同一水平面上的两个光滑斜面，AC＞BC，∠CAB＝30°。在相等时间内把重为80 N的同一物体从斜面底端分别沿AC、BC匀速推至C点，物体的机械能__________(选填“增大”“减小”或“不变”)；若推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，则F1________ F2，P1________P2(后两空均选填“＞”“＜”或“＝”)。
图10
12．(2021 自贡)用图11甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重为100 N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率η随货物重力G增加而变化的图像，则动滑轮重为__________N；当某次运送4件货物时，滑轮组的机械效率为__________%。(不考虑绳重和摩擦)
图11
13．小洋乘小汽车返回市区，需要从平直的道路驶上黄河大桥。已知小汽车(含乘客)总质量为2.5×103 kg，以18 m/s的速度在大桥的引桥上匀速行驶，如图12所示，此过程中小汽车的功率为36 kW，可以将引桥近似看成一个倾角较小的斜面，此斜面的长度为400 m，高度为12 m。(g取9.8 N/kg)
图12
(1)如果小汽车与地面的总接触面积为0.05 m2，它静止在水平路面上时对地面的压强为多大？
(2)大桥引桥的机械效率为多大？
(3)小汽车在引桥上行驶时受到路面的摩擦力(空气阻力忽略不计)为多大？
14．(2021呼和浩特)建筑工地上，工人们需要将一堆建材运到10 m高处，小董设计安装了如图13所示的装置，装置中每个滑轮重100 N，工人利用该装置每次匀速提升一块重900 N的建材，建材上升的速度是0.6 m/s，在施工过程中，求：
图13
(1)若不计绳重和摩擦，该装置的有用功率和机械效率；
(2)若不计绳重，绳子自由端拉力为520 N时，每次提升克服摩擦做的功。
答案：
1．75% 30 2.600 150 80% 增加物重(或减小动滑轮重力)
3．3__000 75% 省力 4.D 5.C 6.D 7.C
8．(1)80.6 (2)费力 (3)越高 (4)减小接触面的粗糙程度
9．480 80% 10.1__500 500
11．增大 ＜ ＝ 12.100 80
13. 解：(1)小汽车静止在水平路面上时对地面的压力
F压＝G＝mg＝2.5×103 kg×9.8 N/kg＝2.45×104 N
小汽车静止在水平路面上时对地面的压强
p＝ eq \f(F压,S) ＝ eq \f(2.45×104 N,0.05 m2) ＝4.9×105 Pa
(2)有用功W有＝Gh＝2.45×104 N×12 m＝2.94×105 J
汽车的牵引力F牵＝ eq \f(P,v) ＝ eq \f(3.6×104 W,18 m/s) ＝2 000 N
总功W总＝F牵s＝2 000 N×400 m＝8×105 J
大桥引桥的机械效率η＝ eq \f(W有,W总) ＝ eq \f(2.94×105 J,8×105 J) ×100%＝36.75%
(3)摩擦力所做的功
W额＝W总－W有＝8×105 J－2.94×105 J＝5.06×105 J
小汽车受到路面的摩擦力f＝ eq \f(W额,s) ＝ eq \f(5.06×105 J,400 m) ＝1 265 N
14．解：(1)该装置的有用功率P有＝Gv＝900 N×0.6 m/s＝540 W
该装置的机械效率
η＝ eq \f(W有,W总) ＝ eq \f(W有,W有＋W额) ＝ eq \f(Gh,Gh＋G动h) ＝ eq \f(G,G＋G动) ＝ eq \f(900 N,900 N＋100 N) ＝90%
(2)若不计绳重，绳子自由端拉力为520 N时，有用功
W有′＝Gh＝900 N×10 m＝9 000 J
总功W总′＝Fs＝F×2h＝520 N×2×10 m＝10 400 J
额外功W额′＝ W总′－W有′＝10 400 J－9 000 J＝1 400 J
克服动滑轮重力做的功W动＝G动h＝100 N×10 m＝1 000 J
克服摩擦做的功Wf＝W额′－W动＝1 400 J－1 000 J＝400 J
实验
序号
斜面的
倾斜
程度
物体重
力G/N
物体上
升高度
h/m
沿斜面
的拉力
F/N
物体移
动距离
s/m
机械效
率η/%
①
较缓
5.0
0.10
1.6
0.50
62.5
②
较陡
5.0
0.15
2.2
0.50
68.2
③
最陡
5.0
0.25
3.1
0.50