11.5机械效率 --2023-2024学年苏科版物理九年级上学期

第2课时　机械效率（二） 第十一章　简单机械和功 01 基础达标 02 能力进阶 03 拓展提优 目 录 1. 用如图所示的装置探究滑轮组机械效率，下列说法不正确的是 （　B　） A. 测量机械效率的原理： η＝×100％ B. 实验时弹簧测力计可以在静止时读数 C. 此装置可以探究滑轮组机械效率与绳子股数的关系 D. 实验测量工具可以不用刻度尺 第1题 B 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 2. 在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验中，小霞用同一动滑轮进 行了三次实验，实验装置如图所示，实验数据如表所示. 第2题 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 实 验 次 序 动滑轮 重 G动/N 钩码总 重 G/N 钩码上 升的高 度h/m 弹簧测力 计示数 F/N 绳自由端上 升的高度s/m 动滑轮的 机械效率 η/％ 1 0.3 1 0.2 0.70 0.4 71.4 2 0.3 2 0.2 0.4 3 0.3 4 0.2 2.4 0.4 83.3 （1） 实验时，小霞应竖直向上 拉动弹簧测力计. 匀速　 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 （2） 第2次实验时，弹簧测力计的示数如图所示，此时绳端受到的拉 力为 N，提升重物所做的有用功为 J，拉力克服绳重及轮 与轴的摩擦所做功为 J，动滑轮的机械效率为 ⁠％（结果 精确到0.1％）. 1.3　 0.4　 0.06　 76.9　 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 （3） 分析表中数据可知：用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度 时，随着钩码总重的增加，拉力所做的额外功将 ⁠，拉力所做的 额外功与总功的比值将 .（增大/不变/减小） 增大　 减小　 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 3. （2023·新沂段考）某滑轮组经改进后提高了机械效率，若用它把同 一物体匀速提升到同样的高度，改进后与改进前相比较，下列说法中错 误的是（　A　） A. 做的有用功增加了 B. 做的总功减少了 C. 做的额外功减少了 D. 做的有用功跟总功的比值增大了 A 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 4. 如图，吊车有大小两个吊钩，在确保安全的前提下，下列关于吊车机 械效率的说法正确的是（　A　） A. 吊起相同货物，使用小吊钩机械效率高 B. 吊起相同货物，上升速度快的机械效率高 C. 每次吊起的货物越少，机械效率越高 D. 货物升高的高度越高，机械效率越高 第4题 A 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 5. （2023·铜山期中）社团活动中，“勇创”兴趣小组计划探究“影响 滑轮组机械效率的因素”，他们提出如下科学猜想： 猜想一：滑轮组机械效率可能与被提升物体的重力大小有关. 猜想二：滑轮组机械效率可能与被提升物体的高度有关. 现有实验器材：支架、细绳、轻质滑轮2个、弹簧测力计（量程合 适）、重为2N的钩码多个，实验装置如图所示.请你协助 “勇创”兴趣小组完成实验. 第5题 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 （1） 除上述实验器材，完成该实验还需要的测量工具是 ⁠. 刻度尺　 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 （2） 实验数据记录如下表： 实验 次序 钩码重力 /N 钩码上升的 高度/cm 弹簧测力计 的示数/N 绳子自由端 移动的距离 /cm 机械效率/ ％ 1 2 10 1.0 30 66.7 2 4 10 1.7 30 3 6 10 2.4 30 83.3 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 ① 根据表格中的数据，第2次实验时滑轮组的机械效率为 ⁠ （结果精确到0.1％）. ② 分析实验数据可得出结论：同一滑轮组，物体提升相同高度， ⁠ ，机械效率越高. ③ 若要验证猜想二，你的关键操作是 ⁠ ⁠. 78.4％　 物 体越重　 控制钩码的重力、动滑轮的重 力都相同，且绕绳方法相同，改变钩码被提升的高度　 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 6. （2023·沛县期末）如图所示，在测量斜面的机械效率时，已知木块 所受重力G为10N，斜面长s为0.5m，高h为0.2m. 第6题 （1） 实验时，沿斜面拉动弹簧测力计，应尽量使木块做 ⁠直线 运动. 匀速　 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 （2） 若弹簧测力计的示数为7.0N，则斜面的机械效率为 ⁠（结 果精确到1％）. （3） 在（2）中，木块受到斜面对它的摩擦力大小为 N. （4） 如果要提高斜面的机械效率，请你提出一个合理可行的方 法： ⁠. 57％　 3　 增大斜面的倾角（或使斜面的表面变光滑）　 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 7. 小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率（杠杆为均匀杠 杆）.实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆上的物体缓慢上升.重为5N 的物体挂在A点时，人的拉力F为4N，物体上升0.3m时，动力作用点C上 升0.5m. 第7题 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 （1） 此时机械效率η1为 ⁠. （2） 小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实 验装置，将物体移到B点，再次缓慢提升杠杆，使动力作用点C仍然上 升0.5m.人的拉力F'与第一次相比 （变大/不变/变小），此时杠 杆的机械效率η2 （＞/＝/＜）η1，理由是 ⁠ ⁠ ⁠. 75％　 变小　 ＜　 悬挂点B更接近支点， 物体被提升的高度变小，根据W有用＝Gh可知，有用功减小，而额外功 不变，有用功和总功的比值变小，机械效率变小　 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 $$ 第1课时　机械效率（一） 第十一章　简单机械和功 01 基础达标 02 能力进阶 03 拓展提优 目 录 1. 如图所示，用挖掘机提升泥土过程中，所做的有用功是（　C　） A. 克服挖掘机零件间的摩擦力所做的功 B. 克服抓斗的重力所做的功 C. 克服泥土重力所做的功 D. 提升泥土和抓斗所做的功 第1题 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 2. 关于机械效率，下列说法中正确的是（　D　） A. 机械效率越高，做的功就越多 B. 机械做功越多，效率就越高 C. 额外功越少，机械效率越高 D. 总功一定时，额外功越少，机械效率越高 3. 用一简单机械做功，已知额外功为20J，总功为100J，则该机械的机 械效率等于（　D　） A. 17％ B. 20％ C. 67％ D. 80％ D D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 4. （2023·徐州）工人用一个定滑轮匀速提升质量为18kg的物体，所用 的拉力为200N，物体升高2m，g取10N/kg.求： （1） 物体受到的重力. 解：（1） 物体质量为18kg，则物体受到的重力G＝mg＝18kg×10N/kg ＝180N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 （2） 定滑轮的机械效率. 解：（2） 使用定滑轮时，绳端移动的距离等于物体上升的高度，即s ＝h，定滑轮的机械效率η＝×100％＝×100％＝×100％＝ ×100％＝90％ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 5. 分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体举到相同的高度，做的有用 功（　D　） A. 杠杆最多 B. 动滑轮最多 C. 滑轮组最多 D. 一样多 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 6. （2023·新沂段考）如图所示，用滑轮组将重为10N的物体匀速提升 0.1m，拉力F为6N. 下列说法中正确的是（　B　） A. 所做的有用功为0.6J B. 所做的额外功为0.8J C. 所做的总功为1.2J D. 此滑轮组的机械效率为60％ 第6题 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 7. 甲、乙两机械的效率分别是η甲＝70％、η乙＝50％，则下列说法正确 的是（　B　） A. 使用甲机械省力 B. 乙机械的额外功在总功中占的比例大 C. 使用甲机械做功快 D. 在相同时间内，使用甲机械完成的功多 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 8. 利用某机械工作时，动力做的功是500J，其中额外功是100J，则动力 做的有用功是 J，机械效率是 ⁠. 9. 某滑轮组的机械效率为75％，表示的含义是 ⁠ .当它完成375J的有用功时，所做的总功是 J；若克服动滑轮 的重力所做的功是100J，则克服摩擦和绳重所做的功是 J. 400　 80％　 有用功占总功的75 ％　 500　 25　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 10. 图甲所示为《墨经》中记载的我国古代提升重物的工具——“车 梯”，图乙所示为其等效图.若利用此“车梯”使100kg的重物在10s内沿 直线匀速竖直上升2m，所用的拉力为400N，g取10N/kg.求： （1） 使用“车梯”时做的有用功. 解：（1） 使用“车梯”时做的有用功W有用＝Gh＝ mgh＝100kg×10N/kg×2m＝2000J 第10题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 （2） 使用“车梯”时做的额外功. 解：（2） 由图乙知，n＝4，绳子自由端移动的距离 s＝nh＝4×2m＝8m，使用“车梯”时人做功（拉力 做的总功）W总＝Fs＝400N×8m＝3200J，使用“车 梯”时做的额外功W额外＝W总－W有用＝3200J－2000J ＝1200J 第10题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 （3） “车梯”的机械效率. 解：（3） “车梯”的机械效率η＝×100％＝ ×100％＝62.5％ 第10题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 11. （2024·徐州模拟）如图所示，小明拉着质量为30kg的行李箱匀速 经过一段长度s＝3m、高度h＝1m的斜坡路面，若此过程拉力F方向沿斜 面向上，大小为125N，g取10N/kg.求： （1） 斜面的机械效率. 解：（1） 小明对行李箱做的有用功W有用＝Gh＝ mgh＝30kg×10N/kg×1m＝300J；拉力做的总功W 总＝Fs＝125N×3m＝375J，斜面的机械效率η＝ ×100％＝×100％＝80％ 第11题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 （2） 行李箱与斜面之间的摩擦力. 解：（2） 额外功W额外＝W总－W有用＝375J－300J ＝75J，行李箱与斜面之间的摩擦力f＝＝＝ 25N 第11题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 12. 小南帮妈妈晾衣服时发现晾衣架由4个定滑轮和2个动滑轮组成（如 图所示），若晾衣架上所挂衣物重为40N，晾衣架横梁（含衣架、动滑 轮）的总重是10N，小南通过摇柄使衣服以0.1m/s的速度向上匀速运动 5s，则小南通过摇柄作用在钢丝绳自由端的拉力做功为 J，升降 晾衣架的机械效率为 .（不计绳重和摩擦） 25　 80％　 第12题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 $$ 第3课时　机械效率（三） 第十一章　简单机械和功 01 基础达标 02 能力进阶 03 拓展提优 目 录 1. （2023·新沂段考）用如图所示的滑轮组提起重物（不计绳重和摩 擦）. （1） 当物重为180N时，滑轮组的机械效率为60％，绳端拉力为多少？ 解：（1） 当物重G＝180N时，由η＝×100％＝×100％＝ ×100％＝×100％得F＝＝＝100N 第1题 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 （2） 当提起240N的重物时，使重物上升了3m，则绳端拉力所做的功 是多少？ 解：（2） 不计绳重和摩擦，F＝（G物＋G动）＝×（180N＋G 动）＝100N，则G动＝120N，当物重G'＝240N时，重物上升了h＝ 3m，W有用＝G'h＝240N×3m＝720J，W额外＝G动h＝120N×3m＝ 360J，W总＝W有用＋W额外＝720J＋360J＝1080J 第1题 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 2. 在一次车辆故障处理过程中，拖车所用装置可简化为如图所示的滑轮 组.为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30s时间，将水平路面上质 量是1.5t的故障车匀速拖离了现场.若故障车被拖离的速度是5m/s，绳子 自由端的拉力F是500N，地面对故障车的摩擦力为车的重力的8％.求： （g取10N/kg） （1） 拉力F在30s内所做的功. 解：（1） 由图可知，该滑轮组中n＝3，故障车被拖 离的距离s车＝v车t＝5m/s×30s＝150m，绳子自由端 移动的距离s＝3s车＝3×150m＝450m，拉力F在30s 内所做的功W总＝Fs＝500N×450m＝2.25×105J 第2题 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 （2） 整个装置的机械效率. 解：（2） 故障车受到的摩擦力f＝8％G车＝0.08mg＝ 0.08×1.5×103kg×10N/kg＝1200N，W有用＝fs车＝1200N×150m＝ 1.8×105J，整个装置的机械效率η＝×100％＝×100％＝ 80％ 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 3. 如图所示，一根均匀的细木棒OC，OC＝4OA，B为OC的中点.在C点 施力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2m，木棒的机械效率为 90％，不计摩擦.提升该物体做的有用功是 J，总功是 J，木 棒重为 N. 第3题 36　 40　 10　 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 4. （2024·西安模拟）如图所示，为方便残疾人上下台阶，一些公共场 所设计了专用通道.若小林和他的电动轮椅的总重为700N，在6s内沿8m 长的斜面上升到1.2m高的平台，小林的电动轮椅的牵引力为150N，则 牵引力做功的功率为 W，此过程中斜面的机械效率为 ⁠ ，轮椅与地面间的摩擦力为 N. 第4题 200　 70 ％　 45　 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 5. 如图所示，在F＝200N的拉力作用下，物体A以2m/s的速度沿水平面 做匀速直线运动，若滑轮组所做有用功的功率为960W，则地面对物体 的摩擦力为 N，滑轮组的机械效率为 .（忽略绳子和滑 轮的重力） 第5题 480　 80％　 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 6. （2023·新沂段考）如图所示，斜面长5m，小明用绳子沿与水平面 成30°角的斜面将重为300N的木块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小 为240N，绳重不计.求： （1） 斜面对木块的摩擦力多大. 解：（1） 斜面与水平面成30°的角，h＝L＝×5m＝ 2.5m，W有用＝Gh＝300N×2.5m＝750J，总功W总＝FL ＝240N×5m＝1200J，W额外＝W总－W有用＝1200J－750J ＝450J，f＝＝＝90N 第6题 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 （2） 斜面的机械效率. 解：（2） 机械效率η＝×100％＝×100％＝ 62.5％ 第6题 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 7. （2024·常州模拟）小明家新买的房子准备装修，为了将水泥从 地面运送上楼，他安装了一个滑轮组（如图所示），小明站在楼下 每次用300N的力将一袋50kg的水泥提升5m，不计绳重和摩擦，g取 10N/kg，则： （1） 小明用此滑轮组运送一袋水泥上楼时的机械效率是多大？ 解：（1） 一袋水泥所受的重力G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N. 由 图可知n＝2，滑轮组的机械效率η＝×100％＝×100％＝ ×100％＝×100％＝×100％≈83.3％ 第7题 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 （2） 若小明的体重为600N，小明每次最多能运送几袋水泥？此时滑轮 组的机械效率最大可以达到多少？（结果精确到0.1％） 解：（2） 因为不计绳重和摩擦时F＝（G＋G动），所以动滑轮 的重力G动＝nF－G＝2×300N－500N＝100N. 小明的体重为 600N，则绳子自由端的最大拉力F'＝G人＝600N，此滑轮组能提 升的最大物重G'＝nF'－G轮＝2×600N－100N＝1100N，小明每次 最多能运送水泥的袋数n'＝＝≈2，此时滑轮组的最大机械 效率η'＝×100％＝×100％＝×100％ ＝×100％＝×100％≈90.9％ 第7题 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 8. （2024·池州二模）用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，图乙记录 了滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，当某次运送重为 460N的货物时，滑轮组的机械效率为 ％.（不考虑绳重和摩擦） 　 第8题 92　 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 $$