11．3　如何提高机械效率 第2课时 --2023-2024学年沪粤版物理九年级上学期

第2课时　测算滑轮组的机械效率 1．用下列装置提升同一重物，若每个滑轮重相同，不计摩擦，则机械效率最高的装置是 (　　) 2．(古代科技)如图1－甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”，图1－乙是其等效图。利用此“车梯”匀速提升重物时，下列说法正确的是 (　　) 图1 A．绳端移动的距离是物体上升距离的5倍 B．被提升的物重是绳子拉力的4倍 C．增大物重，所做的有用功增大 D．增大物重，“车梯”的机械效率变高 3．两个滑轮按如图2所示的方式组合，用5 N的拉力F拉动绳端，使物体水平向左匀速滑动1 m，物体与地面间的摩擦力为9 N。下列选项正确的是 (　　) 图2 A．A是定滑轮，B是动滑轮 B．拉力F做的功为15 J C．滑轮组做的有用功为5 J D．滑轮组的机械效率为90% 4．用如图3所示的滑轮组，将重为16 N的物体以0.2 m/s的速度匀速提升1 m，若滑轮组的机械效率为80%，则有用功为________J，拉力F为________N，拉力F的功率为________W。 图3 5．如图4－甲所示，工人通过图示的滑轮组，将重为900 N的物体匀速提升6 m，用时15 s，则所做的有用功为________J；工人做的功W随时间t变化的图像如图4－乙所示(忽略绳重和摩擦)，则滑轮组的机械效率是________%。 图4 6．建筑工地上矗立的塔吊通过电动机带动滑轮组以提升重物。如何提高滑轮组的机械效率以节约电能呢？为此同学们进行了“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验，用到的装置如图5，部分实验数据如下表。 实验 次数 钩码重力G/N 钩码上升 高度h/cm 拉力F/N 绳端移动 距离s/cm 机械 效率η 1 1.0 5 15 55.6% 2 1.5 5 0.8 15 3 2.0 5 1.0 15 66.7% 4 2.0 10 1.0 30 66.7% 　　　 (1)实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做____________运动。第1次实验时，弹簧测力计的示数如图5所示，为________N。 (2)第2次实验时所做的有用功为________J，滑轮组的机械效率是________。 (3)分析第1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物的重力越________(选填“大”或“小”)，滑轮组的机械效率越高；分析第3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度________(选填“有关”或“无关”)。 (4)根据以上结论和生活经验，为提高滑轮组的机械效率，可采取的措施有________(多选，填字母)。 A．增加重物上升高度 B．减轻动滑轮重 C．加快提升物体的速度 D．增加重物的质量 7．如图6所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750 N的货物，在水平路面上匀速移动2 m至仓库门口A处，用时10 s，此过程中甲工人做功的功率P甲＝30 W；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3 m到达指定位置B，拉力F乙为80 N。甲工人做的功为________J，甲工人的推力为________N；乙工人所用滑轮组的机械效率为________。 图6 8．如图7－甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F的作用下，将重为105 N的物体匀速提起，在5 s内绳子自由端移动的距离s＝3 m。图7－乙是滑轮组工作时的拉力F与绳子自由端移动距离s的关系图。 图7 (1)(创新设问)图7－乙中阴影面积表示的物理量是________，此时该物理量的大小是________； (2)计算拉力F做功的功率； (3)计算滑轮组提升该重物时的机械效率。 9．如图8－甲所示，某建筑工地用起重机将重为2.7×104 N的货箱匀速提升5 m，吊臂上的滑轮组如图8－乙所示，若忽略绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率为90%，g取10 N/kg，则 图8 (1)吊臂上电动机的拉力F做的总功为________J； (2)提升动滑轮做的额外功为________J； (3)若用此机械提升重为3.6×104 N的货箱，吊臂上电动机的拉力为________N。 10．(科学推理)用图9－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9－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变化的图像。由图可知，动滑轮重为________N。当某次运送4件货物时，绳子的拉力F＝________N，滑轮组的机械效率为________。(不考虑绳重和摩擦) 图9 答案 1．A　2.D　3.D 4．16　10　4 5．5 400　90 6．(1)匀速直线　0.6　(2)0.075　62.5% (3)大　无关　(4)BD 7．300