2019-2020學年八年級物理下冊 第10課時 機械效率課時訓練 新人教版

機械效率一、選擇題1下列關于簡單機械在實際應用中的說法正確的是()A指甲剪是省力、省功的機械B定滑輪不省力，但能改變力的方向C滑輪組既省力，又省距離，還省功D斜面的機械效率可以達到100%2如圖101所示，用甲、乙兩種裝置勻速提升同一重物，若每個滑輪重相同且比重物輕，不計摩擦及繩重，則下列說法正確的是()圖101A甲較省力，機械效率較低B乙較省力，機械效率較低C甲較省力，機械效率較高D乙較省力，機械效率較高3如圖102所示，小麗用滑輪組勻速提升一個重為600 N的物體，物體上升的速度為0.1 m/s，人拉繩的力F為250 N，不計繩重和摩擦，下列說法正確的是()圖102A人拉繩做功的功率為75 WB滑輪組的機械效率為60%C繩子自由端移動的速度為0.2 m/sD動滑輪重為120 N4如圖103甲中力F1水平拉動重為G的物體A在水平路面上勻速移動了s，改用滑輪組拉動A在同一路面上勻速移動了s，拉力為F2(如圖乙所示)，此過程滑輪組()圖103A總功為F2sB額外功為F1sC機械效率為D額外功為3F2sF1s5如圖104所示，用F50 N的水平拉力拉著重為200 N的物體A沿水平地面勻速運動，且物體A運動的速度為0.2 m/s，地面對物體A的摩擦力是物體A重的0.1倍。不計滑輪重力，則下列說法正確的是()圖104A10 s內物體A克服與地面之間的摩擦力做的功是80 JB10 s內拉力F做的功是100 JC拉力F的功率是20 WD該裝置的機械效率是80%6(多選)如圖105所示，重300 N的物體在20 N的水平拉力F的作用下，以0.2 m/s的速度沿水平地面向左勻速直線運動了10 s，滑輪組的機械效率為80%，則在此過程中，下列說法正確的是()圖105A繩子自由端移動的距離為2 mB物體與地面間的滑動摩擦力為48 NC拉力F的功率為12 WD有用功為120 J7工人師傅利用如圖106所示的兩種方式，將重均為300 N的貨物從圖示位置向上緩慢提升一段距離，F(xiàn)1、F2始終沿豎直方向；圖甲中OB2OA，圖乙中動滑輪重為60 N，重物上升速度為0.01 m/s。不計杠桿重、繩重和摩擦，則下列說法正確的是()圖106A甲、乙兩種方式都省一半的力B甲方式F1由150 N逐漸變大C乙方式機械效率約為83.3%D乙方式F2的功率為3 W8(多選)在斜面上將一個質量為5 kg的物體勻速拉到高處，如圖107所示，沿斜面向上的拉力為40 N，斜面長2 m、高1 m。把重物直接提升h所做的功為有用功。下列說法正確的是(g取10 N/kg)()圖107A物體只受重力、拉力和摩擦力三個力的作用B做的有用功是50 JC此斜面的機械效率為62.5%D物體受到的摩擦力大小為10 N二、填空題9如圖108所示，用滑輪組將1.5 kg的物體勻速提高0.5 m，拉力F為10 N，則有用功為J，滑輪組機械效率為。若增加所提物體的重力，滑輪組機械效率將(選填“變大”“變小”或“不變”)。(不計繩重和摩擦，g取10 N/kg)圖10810如圖109，用40 N的力向下拉繩子，使物體在5 s內勻速上升0.3 m，滑輪組的機械效率為80%，則物體的重力為N，拉力的功率為W，動滑輪的重力為N。(不計摩擦和繩重)圖10911將一個重240 N的物體勻速推到斜面頂端，人沿斜面向上的推力為120 N，如圖1010所示，物體沿斜面移動的距離s3 m、上升的高度h1.2 m，則人對物體做的有用功是J，斜面的機械效率是，物體在斜面上所受的摩擦力是N。若使斜面傾角逐漸增大，此斜面的機械效率將逐漸(選填“增大”“不變”或“減小”)。圖1010三、實驗探究題12在探究滑輪組的機械效率時，小明利用兩組滑輪組進行了5次測量，用一個動滑輪和一個定滑輪測得前4組數(shù)據(jù)，用兩個動滑輪和兩個定滑輪得到第5組數(shù)據(jù)，測得數(shù)據(jù)如下表所示：實驗次數(shù)動滑輪重G動/N物重G/N鉤碼上升高度h/m動力F/N動力作用點移動距離s/m滑輪組的機械效率/%10.510.10.70.347.620.510.20.70.647.630.520.11.10.360.640.540.120.35140.10.5(1)請根據(jù)前四組數(shù)據(jù)，在圖1011甲中畫出實驗中滑輪組的繞繩方法。圖1011(2)實驗中應沿豎直方向拉動彈簧測力計。(3)表格中編號處數(shù)據(jù)應為；根據(jù)圖乙中彈簧測力計示數(shù)可知編號處數(shù)據(jù)應為N。(4)由表中第1、2組數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組的機械效率與無關。(5)由表中第3、4組數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組的機械效率與有關。(6)有的同學認為：“機械越省力，它的機械效率越高?！蹦阏J為這句話是(選填“正確”或“錯誤”)的。你是用小明收集的數(shù)據(jù)中兩組數(shù)據(jù)對比分析來判斷的。(7)小明同學發(fā)現(xiàn)實驗過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，應該靜止讀數(shù)。你認為他的想法(選填“正確”或“錯誤”)，因為他沒有考慮到對實驗的影響。132017·淮安小明利用斜面搬運物體的過程中，提出了一個問題：“斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有沒有關系？”針對這個問題，他通過在斜面上拉動物體進行了探究(如圖1012所示)，測得的實驗數(shù)據(jù)如下表所示：圖1012實驗序號斜面傾斜程度物體重力G/N物體上升高度h/m沿斜面拉力F/N物體移動距離s/m有用功W有/J總功W總/J機械效率/%較緩5.00.101.60.500.500.8063較陡5.00.152.20.500.751.1068最陡5.00.253.10.501.55(1)沿斜面拉動物體時，應使其做運動。(2)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可求出第次實驗中拉力所做的有用功為J，機械效率是(結果保留三位有效數(shù)字)。(3)通過對上述實驗數(shù)據(jù)的分析可知，斜面的省力情況與斜面傾斜程度的關系是斜面越緩，越。(4)通過對上述實驗數(shù)據(jù)的分析，對斜面機械效率的問題可獲得的初步結論是在其他條件不變的情況下，。四、計算題14在斜面上將一個質量為0.4 kg的物體，從底端沿斜面勻速拉到頂端，所用的時間為4 s，斜面長s1 m、高h0.2 m，該斜面的機械效率為80%。求：(g取10 N/kg)(1)物體受到的重力。(2)拉力所做的有用功。(3)拉力所做的總功和總功率。(4)物體在斜面上受到的摩擦力。15如圖1013所示為一種手搖升降晾衣架示意圖，它由4個定滑輪和2個動滑輪組成，繩子的尾端繞在一個固定在墻壁的旋輪上，旋轉搖柄可以使晾衣架升降。假設在升降過程中衣架和桿保持水平，動滑輪與桿總質量是1 kg，現(xiàn)晾衣架上晾有4 kg的衣服，晾衣架上升0.5 m，用時5 s。求：(不計繩重及摩擦，g取10 N/kg)(1)搖柄端繩子的拉力。(2)拉力做的功。(3)拉力做功的功率。(4)手搖升降晾衣架的機械效率。圖101316為了藍天，太原市的出租車進入了比亞迪純電動時代。圖1014為比亞迪E6電動汽車，其采用了俗稱鐵電池的磷酸鋰鐵電池，它的部分技術參數(shù)如下表所示，每個輪胎與地面的接觸面積為200 cm2，勻速運動時平均受到的阻力是車重的0.02倍，且每行駛100 km耗電19.5 kW·h，g取10 N/kg。請你計算：(1)該車滿載靜止在水平路面上時對水平路面的壓強。(2)以最高車速勻速行駛30 min通過的路程。(3)該車滿載后勻速運動時的效率。(結果保留三位有效數(shù)字)圖1014電池容量82 kW·h電機最大功率90 kW最高車速140 km/h續(xù)航里程300 km滿載時整車質量2380 kg 參考答案1B2B3A解析 由題圖可知，承擔物重的繩子股數(shù)n3，繩子自由端移動的速度v繩nv物3×0.1 m/s0.3 m/s，故C錯誤。人拉繩做功的功率PFv繩250 N×0.3 m/s75 W，故A正確。不計繩重和摩擦，由F(GG動)得，動滑輪重G動nFG3×250 N600 N150 N，故D錯誤?；喗M的機械效率80%，故B錯誤。4D解析 由題圖乙知有三股繩子連著動滑輪，因此n3，繩端移動的距離sns3s，所以滑輪組做的總功W總F2ns3F2s，故A錯誤；有用功W有F1s，額外功W額W總W有3F2sF1s，故B錯誤、D正確；滑輪組的機械效率，故C錯誤。5D解析 地面對物體A的摩擦力f0.1G0.1×200 N20 N，10 s內物體A運動的距離svAt0.2 m/s×10 s2 m，10 s內物體A克服與地面之間的摩擦力做的功Wffs20 N×2 m40 J，故A不正確。10 s內動滑輪移動的距離ss×2 m1 m，拉力F做的功W總Fs50 N×1 m50 J，故B不正確。拉力F作用點移動的速度vvA×0.2 m/s0.1 m/s，拉力的功率PFv50 N×0.1 m/s5 W，故C不正確。因為物體A沿水平地面勻速運動，所受拉力和摩擦力是平衡力，物體受到的拉力Ff20 N，所以10 s內拉力做的有用功W有Fs20 N×2 m40 J，該裝置的機械效率80%，故D正確。6BC解析 由題圖可知，n3，物體移動的距離Lvt0.2 m/s×10 s2 m，繩子自由端移動的距離snL3×2 m6 m，拉力做的功W總Fs20 N×6 m120 J，功率P12 W。因為80%，所以W有W總120 J×80%96 J；因為物體做勻速直線運動，所以W有fL，則f48 N。7C解析 由題圖甲可知，OB2OA，即動力臂為阻力臂的2倍，由于不計摩擦、杠桿自重，由杠桿平衡條件可知，動力為阻力的一半，即F1150 N。由題意知，重力即阻力的方向是豎直向下的，動力的方向也是豎直向下的，在提升重物的過程中，動力臂和阻力臂的比值不變，故動力F1的大小不變，故B錯誤。由圖乙可知，n3，不計繩重和摩擦，則F2(GG動)(300 N60 N)120 N，故A錯誤。不計繩重和摩擦，則乙方式機械效率為83.3%，故C正確。乙方式中F2120 N，繩子自由端的速度為v繩0.01 m/s×30.03 m/s，則乙方式F2的功率為PF2v繩120 N×0.03 m/s3.6 W，故D錯誤。8BC解析 沿斜面向上拉物體時，物體受重力、支持力、摩擦力和拉力四個力的作用，故A錯誤。所做的有用功W有Ghmgh5 kg×10 N/kg×1 m50 J，故B正確。拉力F對物體做的總功W總Fs40 N×2 m80 J，斜面的機械效率為62.5%，故C正確。物體克服摩擦所做的功為W額W總W有80 J50 J30 J，則受到的摩擦力大小為f15 N，故D錯誤。97.575%變大10967.224解析 由題意，根據(jù)，s3h，得G3F3×40 N×80%96 N。拉力的功率P7.2 W。由W額G動hW總W有得G動24 N。1128880%24增大12(1)如圖所示(2)勻速(3)66.71.6(4)物體被提升的高度(5)被提升的物重(6)錯誤4、5(7)錯誤摩擦力13(1)勻速直線(2)1.2580.6%(3)省力(4)斜面越陡，機械效率越高解析 (1)沿斜面拉動物體時，應使其做勻速直線運動，這樣可使彈簧測力計的示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)。(2)第3次實驗中，拉力做的有用功為W有Gh5.0 N×0.25 m1.25 J；機械效率為80.6%。14解：(1)物體受到的重力Gmg0.4 kg×10 N/kg4 N。(2)拉力所做的有用功W有Gh4 N×0.2 m0.8 J。(3)由得拉力所做的總功W總1 J，拉力的總功率P總0.25 W。(4)額外功W額W總W有1 J0.8 J0.2 J，由W額F摩s得物體在斜面上受到的摩擦力為F摩0.2 N。15解：(1)搖柄端繩子的拉力F12.5 N。(2)拉力做的功W總FsFnh12.5 N×4×0.5 m25 J。(3)拉力做功的功率P5 W。(4)手搖升降晾衣架的機械效率80%。16解：(1)滿載時車受到的重力Gmg2380 kg×10 N/kg2.38×104 N，車靜止時對水平路面的壓力FG2.38×104 N，車靜止時對水平路面的壓強p2.975×105 Pa。(2)由v得汽車通過的路程svt140 km/h× h70 km。(3)該車滿載后勻速運動時受到的牽引力F牽f阻0.02G0.02×2.38×104 N4.76×102 N，電動車勻速運動100 km時牽引力做的功W機F牽s24.76×102 N×100×103 m4.76×107 J；電動汽車勻速運動100 km時消耗的電能W電19.5 kW·h19.5×3.6×106 J7.02×107 J，電動汽車勻速運動時的效率為67.8%。11