精练20 机械效率问题——2024年浙江中考科学专项突破限时精练

精练20 机械效率问题 知识点一、有用功 使用机械做功时，对人们有用的功叫有用功，用W有用表示。也就是人们不用机械而直接用手时必须做的功，也等于在理想情况下(即不考虑摩擦和机械本身的重力)人们所做的功，或者是机械对物体做的功。在提升物体时，W有用＝GH。 知识点二、额外功 使用机械时，对人们没有用但又不得不做的功叫额外功，用W额表示。额外功的来源主要有：a.提升物体时，克服机械自重、容器自重、绳重等所做的功；b.克服机械的摩擦所做的功。 知识点三、总功 人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功，用 W总表示。它等于有用功和额外功的总和，即W总＝W有用＋W额，或人对机械的动力为F，则W总＝FS。 知识点四、机械效率 ①定义：有用功与总功的比值叫做机械效率。 ②公式：η＝w有/w总 由于总是存在额外功，使得W有用＜W额，所以η总是＜1；影响机械效率的主要因素有摩擦和机械自重等。 常考机械的有用功、总功、机械效率计算 简单机械 有用功 总功 额外功 机械效率 杠杆 W有用=Gh W总=Fs W额=W总－W有用 滑轮组 W有用=Gh W总=Fs W总=Gh+G动h（不计绳重和摩擦） W额=W总－W有用 W额=G动h（不计绳重和摩擦） 斜面 W有用=Gh W总=Fl W总=Gh+fl （f为摩擦力） W额=W总－W有用 W额=fl （f为摩擦力） 考向一 杠杆机械效率问题 [例题1] （2022•海曙区校级三模）小宏用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，杠杆的质量分布均匀，右端固定在O点，杠杆可绕O点在竖直平面内转动，且AC＝BC＝OB； （1）该实验中杠杆所做的额外功主要是 。 （2）他将重为G的钩码悬挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F1，测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2，则此次杠杆的机械效率为＝ （用物理量的符号表示）； （3）若保持弹簧测力计位置不变，将钩码挂在C点，缓慢拉动弹簧测力计将钩码提升相同的高度（不计摩擦），则弹簧测力计的示数F2 F1，杠杆的机械效率η1 η2（均选填“＞”或“＜”或“＝”）。 考向二 滑轮机械效率问题 [例题2] （2023•鹿城区模拟）图甲是海上打捞平台装置示意图，使用电动机和滑轮组将实心物体A从海底竖直向上始终以0.05m/s的速度匀速吊起，图乙是物体A所受拉力F随时间t变化的图象（不计摩擦、水的阻力及绳重，忽略动滑轮受到的浮力，ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg），物体A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为80%。请解答下列问题： （1）求动滑轮的重力为多少？ （2）当物体A完全离开水面后，电动机两端电压为380V，通过的电流为5A，电动机线圈的电阻为多少？（不计电动机内部摩擦） 考向三 斜面机械效率问题 [例题3] （2022春•江干区校级月考）如图甲，质量m的货物在拉力作用下，沿粗糙斜面向上运动（不考虑空气的阻力），斜面长L、高H。货物上升高度h与时间t关系图像如图乙所示，0至t1时间内的拉力为F1，t1至t2时间内拉力为F2。已知H＞4h0，t2＝2t1，不计速度变化时的时间，斜面粗糙程度不变。 （1）0至t1和t1至t2两个过程中受到的拉力F1 F2的大小关系。（选填：“＞”、“＜”或“＝”） （2）F1时斜面效率η1 （选填：“＞”、“＜”或“＝”）F2时斜面效率η2。 难度：★★★ 建议时间：25分钟 1. （2023秋•宁波期末）如图所示。甲、乙是固定在水平地面上的两个光滑斜面，长度分别为4m，5m，高度相同。两个工人分别用沿斜面向上的拉力F甲、F乙，把完全相同的工件从斜面底端匀速地拉到斜面顶端。且速度大小相等。此过程拉力F甲、F乙，所做的功分别为W甲、W乙，功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙，下列说法正确的是（　　） A．F甲：F乙＝4：5 B．W甲：W乙＝4：5 C．P甲：P乙＝5：4 D．η甲：η乙＝5：4 2. （多选）（2023秋•杭州月考）小凯和小满同学用相同的拉力F拉着同一个物体，沿不同的斜面向上匀速运动了相同的高度，如图所示。此过程中，下列说法正确的是（　　） A．小满所做的总功较多 B．两人所拉物体的摩擦力大小相同 C．两人所做的有用功一样多 D．甲斜面比乙两斜面的机械效率大些 3. （2022秋•西湖区校级月考）如图所示，工人师傅用600N的力沿着4m长的斜面，将重1200N的油桶匀速推到高1.5m的车上，则下列说法正确的是（　　） A．利用斜面是为