内容正文:
专题13 机械效率类单选题
抓住考点学
一、学习课标对考点要求
1.知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用。
2.会组装简单的滑轮组。
二、学习理解的基础知识
1.考定滑轮和动滑轮
物理量
滑 轮
定 义
实 质
特 点
动滑轮
滑轮可以和重物一起动
动力臂是阻力臂二倍的杠杆
不能改变力的方向但能省力
定滑轮
滑轮固定不动
等臂杠杆
不能省力但能改变力的方向
2.滑轮组定义:由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成的叫滑轮组。
3.滑轮组特点:既能省力又能改变力的方向,但是要费距离。
4.省力特点:使用滑轮组时,有几段(股)绳子吊着物体,提起重物所用的力就是物重的几分之一,即F=G,其中F为提起重物所用的力,G为物重,n为承受物重的绳子段(股)数,即绕在动滑轮上的绳子段(股)数。
5.有用功 (W有用):人们为了达到工作目的的必须要做的功。
6.额外功(W额):利用机械时不想需要但不得不做的功。
7.总功(W总):外力所做的功,即有用功和额外功的总和。即W总= W有用+ W额。
8.机械效率
定义:机械效率是有用功与总功的比值,分析判定一个机械的机械效率高低要分析两个因素:有用功与总功。任何机械的机械效率都小于1.
9.计算公式: η=×100%。
10.提高机械效率的途径:尽可能增加提升物体的重力;减轻机械的自身重量;合理地减少部件间的有害摩擦。
11.特点:机械效率总是小于1.
根据考点考
【例题1】(2020四川广安)如图所示,水平地面上建筑人利用滑轮组,将重为900N的物体在10s内匀速提升2m。工人对绳子直向下的拉力为500N,自身重力为700N,不计绳重和摩擦阻力。以下说法正确的是( )
A. 工人对地面的压力为700N B. 拉力的功率为150W
C. 滑轮组的机械效率为60% D. 动滑轮的自重为100N
【答案】D
【解析】A.工人对地面的压力等于重力减去人受到绳子的拉力,所以是200N,故A错误;
B.绳子自由端移动的距离
拉力的功率
,故B错误;
C.滑轮组的机械效率
,故C错误;
D.动滑轮的重力
【例题2】(2020湖北咸宁)用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体,每次物体被提升的高度均为0.5m,滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示。不计摩擦,下列分析正确的是( )
A. 动滑轮的重力为5N
B. 该滑轮组的机械效率可以达到100%
C. 滑轮组的机械效率越高,拉力做功越少
D. 每次提升重物时,滑轮组做的额外功为5J
【答案】D
【解析】A.由图象可知,当物重为10N时,滑轮组的机械效率为50%,不计摩擦,滑轮组的机械效率
η=
动滑轮重力为
G动=
故A错误;
B.使用滑轮组时,不计摩擦,由η可知机械效率不可能达到100%,故B错误;
C.由图可知,物体重力越大,滑轮组的机械效率越高,与拉力做功的多少无关,故C错误;
D.每次提升重物时,不计摩擦,克服动滑轮重力做的功为额外功,滑轮组做的额外功为
W额=G动h=10N×0.5m=5J,故D正确。
【例题3】(2020湖南衡阳)近期我国长江中下游许多省份因连续大雨发生洪涝灾害。抗洪抢险小分队成员李军在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上。为了省力采用5m的长木板搭了一个斜面(如图所示)。用1200N的力用了5min将重物匀速推到车上。关于此简易斜面装置,下列说法中正确的是( )
A.他对重物做了4800J的功
B.他做功的功率为16W
C.此次简易斜面装置的机械效率为50%
D.斜面是一种省力杠杆
【答案】D
【解析】A.做的总功:W总=Fs=1200N×5m=6000J,故A错误;
B.做功的功率为:P===20W,故B错误;
C.重物的重力:G=mg=240kg×10N/kg=2400N,
李军对重物做的有用功:
W有用=Gh=2400N×2m=4800J,
简易斜面装置的机械效率:
η==×100%=80%,故C错误;
D.据课本知识可知,斜面本质上是一种省力杠杆,故D正确。
结合考点练
中考机械效率类单项选择题综合能力训练
1.利用如图的滑轮组匀速提升200N的重物,动滑轮重为10N(不计绳重与摩擦),则拉力F的大小为( )
A.70N B.100N C.105N D.110N
【答案】C
【解析】由图知,n=2,不计绳重和摩擦,则绳子自由端的拉力:
F=(G+G动)=(200N+10N)=105N,故C正确;
2.(2020新疆兵团)小红用滑轮组将重力为1.5 N的物体匀速提升10 cm的过程中,绳子拉力为1.0 N,绳子自由端移动的距离为30 cm,则滑轮组的机械效率为( )
A. 50 % B. 60 % C. 70 % D. 80 %
【答案