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微专题13 滑轮组和斜面的机械效率
1.如图所示,使用动滑轮时拉力F在4 s内做了80 J的功,此动滑轮的机械效率为75%。在同一个坐标轴里画出总功、有用功和额外功的图像,下列图像中正确的是( )
A B C D
2.如图所示,一物块的重力为G,现用平行于斜面的拉力F1把物块匀速拉到高为h的A点,测出物块与斜面的摩擦力为f1,物块在斜面上移动距离为s1;物块到达斜面顶端后放平,利用动滑轮匀速水平拉动,测出物块与水平面的摩擦力为f2,移动的距离为s2、水平拉力为F2;甲图斜面的机械效率记为η1,乙图滑轮的机械效率记为η2,则( )
A.η1= B.η1= C.η2= D.η2=
3.如图,在10 s内,工人沿斜面用一定大小的推力F把一质量为10 kg的正方体物体从斜面P点匀速推到斜面Q点(忽略空气阻力,g取10 N/kg)。其中h=0.6 m,s=10 m。若该过程中斜面的效率为60%,求此过程中:
(1)物体的重力;
(2)F做的功;
(3)F的功率;
(4)F的大小;
(5)物体在斜面上受到的摩擦力。
4.小明在“测滑轮组机械效率”的实验中,用如图甲所示的滑轮组进行实验,实验数据如表。
实验
次数
物重
G/N
物体上升的
高度h/cm
测力计的
示数F/N
测力计移动
的距离s/cm
机械
效率η
1
2
5
0.9
15
74.1%
2
2
10
0.9
30
74.1%
3
4
10
1.7
30
78.4%
4
6
10
2.5
30
(1)分析表中数据,可知滑轮组的机械效率与物体上升的高度,与所提物体的重力大小;(均选填“有关”或“无关”)
(2)算出第4次实验的机械效率为;
(3)如果换用图乙所示装置进行实验,把同一重物提升相同高度,需要做的额外功更,所以机械效率更;(均选填“大”或“小”)
(4)关于用同一滑轮组提升重物时的机械效率,以下说法正确的是;
A.提升越重的物体,机械效率越大
B.有用功越大,机械效率一定越大
C.额外功越大,机械效率一定越小
D.同一机械的机械效率是恒定不变的
(5)在正确操作该实验时,应该沿着竖直方向匀速拉动弹簧测力计,若某同学在实验时加速拉动弹簧测力计,则所测得的滑轮组机械效率与正确操作实验相比将(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
5.实验小组用如图所示的装置探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度关系”的实验,在其他条件一定时,获取了表格中的实验数据。
实验
次数
斜面倾
斜程度
物重G/N
斜面高
度h/m
拉力F/N
斜面长
度s/m
机械
效率
1
较缓
10
0.1
5.5
0.5
36.4%
2
较陡
10
0.2
7.0
0.5
①
3
最陡
10
0.3
8.5
0.5
70.6%
(1)实验时,沿斜面缓慢拉动弹簧测力计,尽量使木块运动。
(2)通过比较表格中和两栏对应的数据,可知斜面是一种省力的简单机械;在第1次实验时,如果忽略斜面的摩擦,则拉力F沿着斜面拉木块移动s距离所做的功,等于直接用手把重为G的木块提升h高度所做的功,这样算出的拉力F大小为N。对比表格中的拉力,发现实际拉力大于计算值,是因为使用机械。
(3)在第2次实验时表格中①的数据为;依据完整的数据可得出结论:在其他条件一定时,斜面,机械效率越高。
(4)第3次实验中物块所受滑动摩擦力大小为。(忽略空气阻力)
1.C 2.C
3.解:(1)物体的重力G=mg=10 kg×10 N/kg=100 N。
(2)由题图知竖直方向物体移动距离h=0.6 m,克服重力所做的功
W有=Gh=100 N×0.6 m=60 J,
根据η=,F做的功W总===100 J。
(3)由题知从P点匀速运动到Q点用时10 s,根据P=得F的功率为
P===10 W。
(4)利用斜面做的总功为拉力F做的功W总=Fs,则F===10 N。
(5)工人沿斜面推物体时所做的额外功W额=W总-W有=100 J-60 J=40 J,
物体在斜面上受到的摩擦力f===4 N。
4.(1)无关 有关 (2)80% (3)大 小 (4)A (5)偏小
5.(1)做匀速直线 (2)物重 拉力 2 省力不省功
(3)57.1% 越陡 (4)2.5 N
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