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初中物理机械效率功及功率专题复习
2025-09-24 00:09:58 责编:小OO
文档
机械效率和功、功率专题复习 

  1、关于机械效率,下列说法正确的是:(  )

  A.机械效率越高,所做的有用功越多  B.总功少的机械,机械效率高

  C.额外功少的机械,机械效率高    D.总功一定时,有用功多的机械效率高

  2、如图所示的装置,在相同的时间内,同样的大小的力F1、F2,把物重相等的物体 G1、G2提升相同的高度,比较甲、乙两装置的机械效率1、和F1、F2做功的功率p1、p2  (  )

  A、>,p1>p2   B、<,p1<p2   C、>,p1<p2   D、=, p1=p2

  3、质量是10kg的物体a放在水平桌面上,利用图所示的装置使物体A以0.5m/s的速度做匀速直线运动,弹簧测力计始终保持水平,不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦,弹簧测力计的示数如图,则 (  )

  A.作用在绳端的拉力f为3.6n     B.水平桌面对物体A的摩擦力为98n

  C.在1s内拉力f做功5.4J       D.拉力f的功率为10.8W

  

  4、小红同学用如图所示的滑轮组提高重6N的小车。若不计动滑轮重量,绳子自由端弹簧测力计的示数是______N;若考虑动滑轮重量,此时弹簧测力计的示数是2.5N,则该滑轮组的机械效率是__________;当动滑轮总重超过__________N时,使用该滑轮组提该小车不再省力。  (不考虑摩擦和绳重)

   5、如图所示,质量为50kg的物体A置于粗糙的水平地面上,用两个滑轮按图连接,当水平拉力F为120N时,物体A恰能匀速前进,若物体A前进0.5m所用的时间为10s(绳和滑轮的质量及它们之间的摩擦都不计)。则物体A受到的摩擦力为___________N,拉力F做功的功率为___________W。(g取10N/kg)

  

  6、如图所示:用一滑轮组拉着一只木块P沿水平面以0.5m/s 的速度匀速向右运动,此时弹簧测力计的读数为4N ,若每只滑轮重1N,绳与滑轮间的摩擦不计,则该滑轮组的机械效率为______,在2s内拉力F做的功为_____J。

  

  7、如图所示,质量为10kg的物体A沿水平面以0.4m/s的速度做匀速直线运动,水平拉力F为5N,此过程中滑轮组机械效率为80%,物体A受到的摩擦力与重力之比为_______。(g=10N/kg)

  

  8、在测定滑轮组的机械效率的实验中,被提起的是质量为400g的物体,外力对绳子自由端的实际拉力为1N,2s内绳子自由端移动距离是0.25m,重物升高5cm。

  (1)在图中画出实验时对滑轮组的接线方法。

  (2)向上拉弹簧测力计,应使钩码保持____________运动。 (3)根据测量数据来计算下问题:(g=10N/kg)

  外力所做总功是_______J,滑轮组所做有用功_______J,滑轮组的机械效率是_____,拉力的功率是 ______W。

  9、在探究滑轮组的机械效率与物重关系的实验中,用同一滑轮组装置做了三次实验,测量的有关数据如下表所示

实验

次数

钩码重力

G/N 

钩码上升距离h/m 

弹簧测力计示数F/N 

绳自由端移动距离S/m 

滑轮组机械效率η 

0.1 0.6 0.3  
0.1 0.9 0.3 74.1% 
0.1 1.1 0.3 90.9% 
  (1)根据表中数据,计算出第一次实验中的机械效率,并填在表中。

  (2)根据表中数据,在图中画出滑轮组的绕线方法。

  (3)根据表中数据,可得出结论:对于同一个动滑轮,提起的物体_________越大,机械效率就越大。如果忽略滑轮组内的摩擦,你能证明一下这个结论吗?

  10、在做"测滑轮组机械效率"的实验中,小强和同学们组装了如图所示的甲、乙两个滑轮组(每只滑轮重都相同,摩擦和绳重可以忽略)。

  (1)对于甲图所示的滑轮组,小强认为如果没有刻度尺,只要测出钩码重G,然后竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,从弹簧测力计上读出拉力值F,即可算出该滑轮组的机械效率η=___________.

  (2)比较甲、乙两滑轮组的机械效率,可知η甲___________η乙(选填:>、<或=)。

  (3)实验后小强猜想,对于同一滑轮组(例如图乙),它的机械效率也可能不是固定的,于是他用实验进行了探究,并证明自己的猜想是正确的。你认为小强应采用的正确方法是什么?答:______________________.

  

  11、在生产中,人们往往用的是由杠杆、滑轮等简单机械组合而成的复杂机械。在一次科技活动中,某校物理小组的同学们分别用一轻质杠杆(不计杆重)、一只滑轮和一些细绳构成了如图所示的组合机械,其中O为支点,

OA=3OB,他们发现使用组合机械可以更省力,如果提升G=90N的物体。在不计滑轮重、杆重和绳重及部件间的摩擦时,拉力F=___________N。你认为为了测量这个组合机械的机械效率需要测量的物理量有(用文字和字母表示):_______________________。这个组合机械的机械效率为(用你选用的字母表示)η=___________。

  

  12、一位工人将质量为100kg的货物,沿着长3m,高1.5m的斜面,由底端推到顶端,求:

  ①如果斜面光滑,工人沿斜面方向的推力多大?

  ②如果斜面的机械效率为80%,这时工人沿斜面方向的推力又是多大?斜面对物体的摩擦力多大?

  13、在图所示的滑轮组中,动滑轮的总重是100N(绳的自重和轮轴间摩擦均不计)。求:

  (1)当提起400N的物体时,绳自由端拉力F至少应是多少?滑轮组的机械效率是多大?

  (2)若绳子能承受的最大拉力是200N时, 滑轮组最大的机械效率是多大?

  

  14、如图所示,一个边长为40cm的正方体A重600N,放在水平地面上,不计绳重和摩擦,求: 

  (1)重物A对地面的压强是多大?

  (2)要想使人站在地上利用滑轮组将重物A匀速提起来且所用的拉力最小,请在图上画出滑轮组上绳子的绕法。

  (3)如果重物以0.2m/s的速度匀速上升,人对绳子的拉力F的功率为160W,则滑轮组的机械效率是多少?

  (4)若用此滑轮组匀速提升另一物体B时,滑轮组的机械效率为80%时,则物体B所受的重力为多大?

   

  15、某人在河岸上,借助岸边的大树,利用滑轮组通过拉绳使停泊在水中的船匀速靠岸。已知滑轮组是由一个定滑轮和两个动滑轮组成的(滑轮和拉绳自重不计),船的总质量为7.92×103kg,船匀速移动时受到水的阻力是船重的0.01倍,船受到滑轮组的拉力与人拉绳子的力始终水平,如果人的拉力是220N,船靠岸的速度是0.3m/s。

(g取10N/kg)求:

  (1)滑轮组的机械效率;

  (2)人拉绳的功率。

  16、如图所示,用滑轮组提升水中的物体A,若物体的质量为140kg,体积为60dm3,滑轮组的机械效率为80%,取g=10N/kg,不计绳重及轮与轴的摩擦,求

  (1)物体A在水中被匀速提升时,拉力F是多大?

  (2)如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体A相连,而连接滑轮组的绳子所能承受的最大拉力为350N,当物体露出水的体积多大时绳子会断? 

   

  17、如图所示,滑轮组的机械效率为50%,当重为G的物体没有放入水中时(如图甲),在绳端用60N的力F1可使物体匀速上升;当物体浸没在水中时(如图乙),在绳端用50N的力F2可使物体匀速上升。(g取10N/kg,忽略绳重和摩擦)求:

  (1)在图乙所示时,物体受到的浮力。

  (2)物体的密度。

  

分析与解

  1、D,机械效率是有用功跟总功的比值,不是做功的多少。

  2、C,根据推导公式,甲图中n1=3,乙图中n2=4,可知>,因为相同的时间内物体 G1、G2提升相同的高度,则物体上升的速度相同,自由端的速度为物体上升速度的n倍,则自由端的速度v1  3、AC,绳子上的拉力大小可以通过弹簧测力计的示数读出F=3.6N,右边的动滑轮被三段绳子向左拉动,所以A受到拉力为10.8N,因为A匀速运动,水平桌面对物体A的摩擦力等于拉力10.8N,不能看成跟重力相等;物体a以0.5m/s的速度运动,则绳子的自由端速度为1.5m/s,拉力f的功率P=Fv=5.4W,在1s内拉力f做功W=Fvt=5.4J。

  4、1.5N,60%,18。关键在于得出动滑轮的重力:

    

  5、240,12

  6、80%,5,弹簧测力计的示数等于木块P受到的摩擦力,物体P移动的距离等于动滑轮上升的距离。

    

  7、3:25,根据:,可知f=nFη。

  8、

  (1)根据“绳头移动距离是0.25m,重物升高5cm”,n=s/h=5。

    

  (2)匀速直线运动,(3)0.25,0.2,80%。0.125

  9、

  (1)55.6%

  (2)n=3   

  (3)重力,  G动相同,G物越大η 越大。

  10、

  (1),

  (2)>,因为G物相同,G动越大η 越小。

  (3)保持滑轮组的组装方式不变,改变滑轮组下所挂钩码的个数多次实验,用弹簧测力计测出拉力,

     用计算出机械效率进行比较。

  11、15,物体重力G,物体上升的距离h,F的大小,A点下降的距离L,。

  12、①

    ②

     

     f=F’-F=612.5N-490N=122.5N。

  13、

  (1)滑轮组的n=5。因不计绳重和轮轴间的摩擦,有

     F=(G物+G动)/n=(400N+100N)/5=100N

     此时滑轮组的机械效率:η=W有/W总=G物/(G物+G动)=400N/(400N+100N)=80%

  (2)根据F /=(G物/+G动)/n ,G物/=nF /-G动=1000N-100N=900N

       η/=W有//W总/=G物//(G物/+G动)=900N/(900N+100N)=90%。

  14、

  (1)正方体与地接触面积:S=0.4m×0.4m=0.16m2,压强:P=F/S=600N/0.16m2=3750Pa。

  (2)n=4段绳承重,绕绳正确。

  (3)F=P/v=160/(4×0.20)=200N

     η=W有用/W总=Gh/Fs=G/nF=600N/(4×200N)=75% 

  (4),200N=(600N+G动)/4

     G动=200N 

     η'=,80%=,=800N

  15、

  (1)示意图:

    阻力:f =0.01mg=0.01×7.92×103kg×10N/kg=792N

       =90%

  (2)人拉绳的速度:v绳=4v船=4×0.3m/s=1.2m/s

    P人=Fv绳=220N×1.2m/s=2W。

  16、

  (1)物体A在水中受到的浮力:F浮=ρ水gV排=600N

  动滑轮上有四股绳子,提升时,绳子自由端移动距离是重物上升高度的4倍,即s=4h,因此在水中匀速提升时的机械效率

     ,=250N。

  (2)设动滑轮重为G0,由匀速上升的力的平衡条件有

     4F=G0+G-F浮

     得G0=4F+F浮-G=200N

     当绳中拉力达最大值Fm=350N时,设物体部分露出水面后浮力变为F浮’,同理

     4Fm=G0+G- F浮’

     得F浮’= G0+G-4Fm=200N

     由于,根据F浮=ρ水gV排

     所以露出水面的体积为=40dm3。

  17、

  (1)由甲图:==,G=3F1=3×60N×0.5=90N

          ====50%,G动=90N

     由乙图:F2=(G动+F’),F’=3F2-G动=3×50N-90N=60N

          F浮=G-F’=90N-60N=30N,

  (2)V排=V===3×10-3m3

     m===9kg

     ===3×103kg/m3。下载本文

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