物理人教版12.3 机械效率同步达标检测题

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专题训练  机械效率的计算 1．如图所示，用甲、乙两种滑轮组，分别匀速竖直向上提升同一重物，从相同位置开始提升至同一高度处，g取10N/kg，求：(1)若不计绳重、滑轮重及摩擦，两次拉力F1和F2之比．(2)若不计绳重及摩擦，重物质量为400g，动滑轮质量为100g，匀速拉动过程中甲、乙两装置的机械效率．       2．在斜面上将一个质量为6kg的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40N，斜面长1m、高0.5m.把重物直接提升h所做的功为有用功(g取10N/kg)．求：(1)拉力做的有用功．(2)此斜面的机械效率．(3)物体受到的摩擦力．       3．(2019·安徽二模)如图所示，当工人师傅用拉力F向下拉绳子时，使重为680N的重物匀速上升，此过程中他对水平地面的压强为5×103Pa，滑轮组的机械效率为85%，他双脚与水平地面的接触面积是4×10－2m2，求：(1)工人师傅对绳子拉力的大小．(2)工人师傅所受重力的大小．     4．(2019·安徽二模)如图所示，工人用滑轮组提升货物，每个滑轮所受的重力均为50N.(1)用滑轮组让重为750N的货物以0.2m/s的速度竖直上升10s，求工人做的有用功．(2)若绳子能够承受的最大拉力为500N，货物提升过程中绳子所受的重力和摩擦力对应的额外功始终占总功的10%，求滑轮组的最大机械效率．        5．如图所示，工人用一均匀杠杆将重为1000N的货物匀速提高1m，如果动力臂与阻力臂之比为2∶1，而工人所用的拉力为600N.则：(1)提升该物体做的有用功是多少？(2)杠杆的机械效率是多少？(3)如果克服摩擦做功40J，则此杠杆的自重为多少？        6．工人用如图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定．滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙所示，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N/kg.(1)若某次运送建材的质量为40kg，则建材受到的重力是多少？(2)当滑轮组的机械效率为90% 时，运送建材的重力是多少？      答案：1、（1）由图知，甲图中，n1＝2，乙图中，n2＝3，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则拉力F＝G，两次拉力F1和F2之比F1∶F2＝G∶G＝∶＝3∶2.（2）重物的重力G＝mg＝0.4kg×10N/kg＝4N，动滑轮的重力G轮＝m轮g＝0.1kg×10N/kg＝1N，不计绳重及摩擦时，滑轮组的机械效率η＝＝＝，由于两装置中物重和动滑轮重均相同，所以甲、乙两装置的机械效率η1＝η2＝＝×100%＝80%.2、（1）拉力做的有用功W有＝Gh＝mgh＝6kg×10N/kg×0.5m＝30J.（2）拉力做的总功W总＝Fs＝40N×1m＝40J，斜面的机械效率η＝×100%＝×100%＝75%.（3）额外功W额＝W总－W有＝40J－30J＝10J，由W额＝fs得，物体受到的摩擦力f＝＝＝10N. 3、（1）由图知，n＝2，拉力端移动的距离s＝2h，因为滑轮组的机械效率η＝＝＝＝，所以拉力F＝＝＝400N.（2）由p＝得人对地面的压力F压＝pS＝5×103Pa×4×10－2m2＝200N，而人对地面的压力F压＝G人－F，所以人的重力G人＝F压＋F＝200N＋400N＝600N. 4、（1）由v＝可得物体升高的高度h＝vt＝0.2m/s×10s＝2m，工人做的有用功W有＝Gh＝750N×2m＝1500J.（2）由题知，货物提升过程中绳子所受的重力和摩擦力对应的额外功始终占总功的10%，当以绳子能够承受的最大拉力提升货物时，拉力做的总功为Fs，则有Fs＝G物h＋G动h＋10%Fs，①由图可知n＝2，则s＝2h，②将②代入①可得1.8F＝G物＋G动即提升物体的最大重力G物＝1.8F－G动＝1.8×500N－50N＝850N，则滑轮组的最大机械效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝85%.5、（1）W有用＝Gh＝1000N×1m＝1000J.（2）由题知，动力臂与阻力臂之比为2∶1，即l动＝2l阻，则动力移动距离s是阻力移动距离的二倍，所以拉力移动的距离s＝2h＝2×1m＝2m，拉力做的总功W总＝Fs＝600N×2m＝1200J，η＝×100%＝×100%≈83.3%.（3）根据W总＝W有＋W额可知，拉力做的额外功W额＝W总－W有＝1200J－1000J＝200J，已知克服摩擦做功40J，克服杠杆自重做的额外功W额1＝W额－W额2＝200J－40J＝160J，由W额1＝G杠杆h可知杠杆自重G杠杆＝＝＝160N. 6、（1）G＝mg＝40kg×10N/kg＝400N.（2）由η＝＝＝＝＝80%，解得G轮＝50N.当滑轮组的机械效率为90%时η′＝×100%＝×100%＝×100%＝90%，解得G′＝450N.