内容正文:
11.3 机械效率
一、单选题
1.关于简单机械,下列说法中正确的是( )
A.定滑轮不仅能改变力的大小而且能改变力的方向
B.使用滑轮组不仅省力而且省功
C.功率越大的机械,做功就越快
D.做功越多的机械,其机械效率就越高
2.关于机械效率和功率,下列说法中正确的是( )
A.功率大的机械,做功一定多
B.做功多的机械,机械效率一定高
C.机械效率高的机械,功率一定大
D.做功快的机械,功率一定大
3.如图所示,是建筑工地上常见的塔式起重机,起重机上的滑轮组在匀速起吊质量为1t的材料时,滑轮组的机械效率是75%。下列分析正确的是( )
A.起重机的吊臂AOB不能视为杠杆
B..起重机的吊臂将材料水平移动时重力做了功
C.将材料提升3m,滑轮组拉力所做总功是4×104J
D.增加起吊材料的质量,滑轮组的机械效率将减小
4.建筑工地上,工人用如图所示的装置将重为300N的建材从地面匀速运送到离地面5m的高处,所用时间为20s。已知动滑轮重为100N,不计滑轮组的绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.工人做的总功为1500J
B.工人拉力的功率为75W
C.此过程中该装置的机械效率约为75%
D.可以通过增加动滑轮个数的方法提高该装置的机械效率
5.如图是《天工开物》中古人用脚踏碓舂米(将稻米去皮)的情景。木杠可绕O点转动,它的前端装有锥形石头,不断用脚踩踏木杠后端,就可以舂米。下列分析正确的是( )
A.此装置可以省力
B.此装置可以省功
C.碓的头部较尖,是为了增大压力
D.脚踩的位置离O点越近越费力
6.如图甲所示的装置,A是重15N的空吊篮,绳子B(动滑轮与吊篮A连接的绳子)和绳子C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处,施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示,A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦,常数g取10Nkg。下列结论正确的是( )
A.动滑轮的重力为6N B.第1-2s内拉力F的功率为20W
C.此装置提升重物的最大机械效率可达100% D.此装置最多能匀速运载80N的货物
二、填空题
7.用如图的滑轮组提升重物,已知物重80N,动滑轮重20N,10秒内物体升高2m。若不计绳重和摩擦,则滑轮组的机械效率为 。
8.下题图所示,质量为70kg的工人通过滑轮组用100N的拉力在4s内将重为150N的重物匀速提升2m。则该滑轮组的机械效率为 。(g取10N/kg)
9.花匠手握如图所示的修枝剪刀把手的末端,便可以轻松地剪断树枝。这时修枝剪刀的支点在 (选填“A”“B”或“C”)点。使用时,若在轴上加润滑油,则可以 (选填“增大”或“减小”)杠杆的机械效率。
10.(1)足球运动员小明用头将球顶出后,忽略空气阻力,足球在空中只受 (填“重力”或“压力”)的作用,这个力的施力物体是 ,这个力的方向 ;
(2)小明测出重60牛顿的铜块的质量是 千克,若铜与铁块所受的重力之比为3∶4,则铜与铁的质量比为 ,铁块重力为 牛;
(3)小明用如图所示滑轮组拉着重为30N的物体A匀速前进0.2m,若物体A与地面的摩擦力为9N,则克服摩擦力所做的有用功是 J;若该滑轮组的机械效率为75%,则拉力F的大小为 N。
三、实验题
11.如图所示是某小组在“测滑轮组机械效率”的实验中进行的一个探究活动。
(1)负责记录的小强同学粗心大意漏记了一个实验数据,如下表,请你将漏记的实验数据补上;
次数
钩码重/N
钩码上升的高度/cm
弹簧测力计的示数/N
弹簧测力计移动的距离/cm
甲
5
5
2.0
15
乙
5
5
1.7
(2)实验中甲滑轮组做的有用功 乙滑轮组做的有用功(选填“大于”、“等于”或“小于”);甲滑轮组的机械效率为 ,乙滑轮组的机械效率为 ;
(3)实验探究得出的结论是: 。
12.如图所示,在“测量滑轮组机械效率”的实验中,利用甲、乙、丙三个实验装置进行实验,测得的实验数据如下表。(钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大)
实验次数
钩码重力G/N
提升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率
1
4
0.1
0.3
2
8
0.1
3.2
0.3
83.3%
3
8
0.1
2.0
0.5
80.0%
(1)在实验中,应沿竖直方向 拉动弹簧测力计;
(2)第一次实验中,如图所示,弹簧测力计的示数是 N,机械效率是 (精确到0.1%);
(3)由1、2两次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组提升不同重物, ,机械效率越高;
(4)由 两次实验数据可得出结论:使用不同滑轮组提升相同重物,动滑轮越重,机械效率越 ;
(5)在第三次实验操作的基础上,如图丁所示改变绳端拉力方向,测得的滑轮组机械效率将 。(选填“偏高”“偏低”或“不变”)
四、简答题
13.某建筑工地,用如图所示滑轮组、吊篮、卷扬机吊运材料。两滑轮均重40N,当吊篮中不装重物时,卷扬机拉动吊篮匀速上升的拉力为50N。在一次吊运中,用此滑轮组匀速将重为50kg的砖块运到10m高的楼上,用时50s,不计绳重和摩擦,g取10N/kg。关于此次吊运,下列说法正确的是( )
A.该滑轮组不仅能改变力的方向,还能省功
B.滑轮组提升砖块做的有用功是5600J
C.此次吊运卷扬机做功的功率为120W
D.增大吊篮的重力,提升相同的砖块,滑轮组的机械效率变大
选择理由: 。
五、综合题
14.为进一步提升城市形象,工人用如图所示的装置对楼体外墙进行粉刷,地面上工作的电动机给装置提供拉力(图中未画出)。某次粉刷需一次性将总重力为960N的人和粉刷材料匀速提升10m,已知电动机给绳子的拉力F为600N,用时30s,若不计绳重、吊篮重和一切摩擦,求:
(1)电动机对该装置做的有用功 ;
(2)滑轮组的机械效率 ;
(3)为了使一次性所带的粉刷材料能够粉刷更大的面积,需一次性将粉刷材料的重力增加240N,你认为这样做滑轮组的机械效率会 (选填“增大”“不变”或“减小”)。请写出具体的计算过程,证明你的想法(结果保留至0.1%)。
六、计算题
15.如图,工人用330N的拉力,使用定滑轮将质量为30kg的物体6s内匀速吊起3m,g取10N/kg。求:
(1)物体上升的速度;
(2)工人做功的功率;
(3)定滑轮的机械效率。
16.如图所示,工人站在水平地面上,用滑轮组提升重为800N的物体A,工人对绳子的自由端施加竖直向下的拉力F,物体A被竖直匀速提升0.5m,用时5s,此时,工人对水平地面的压力为100N。已知:工人重为600N,工人与地面的接触总面积约为。不计绳重和轴摩擦。
(1)求此时工人对水平地面的压强;
(2)求绳端拉力的功率;
(3)求该滑轮组的机械效率。
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