内容正文:
4 机械效率
第1课时 机械效率
[答案 P20]
有用功和额外功
1.某人不小心将水桶掉进水里,捞上桶时发现桶里带些水。下列说法正确的是(A)
A.他对桶所做的功是有用功
B.他对桶所做的功是额外功
C.他对水所做的功是有用功
D.他对水所做的功是总功
2.如图所示,用一个动滑轮把重400 N的物体从地面提到5 m高的平台上,所用的拉力F=250 N,不计绳重和摩擦,则此动滑轮提升物体所做的有用功为2_000 J,总功为2_500 J,额外功为500 J。
2题图
3.用如图所示的滑轮组将重150 N的物体匀速向上提起3 m,绳子自由端拉力F=60 N,在这一过程中做的总功是540 J,有用功是450 J,额外功是90 J。
3题图
机械效率
4.关于机械效率,下列说法正确的是(D)
A.机械效率大的机器功率大
B.最优秀的机器的机械效率可达到100%
C.所做有用功越多,机械效率越高
D.有用功永远小于总功,所以机械效率小于1
5.如图所示,小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙从地面提到二楼,用甲滑轮所做的总功为W1、机械效率为η1;用乙滑轮所做的总功为W2,机械效率为η2。若不计绳重与摩擦,则(C)
5题图
A.W1=W2,η1=η2 B.W1=W2,η1<η2
C.W1<W2,η1>η2 D.W1>W2,η1<η2
6.功、功率和机械效率三者之间不存在决定与被决定的关系
下列有关机械做功、功率、机械效率的说法,正确的是(D)
A.效率越高的机械,功率越大
B.越省力的机械,其功率就越大
C.做有用功越多的机械,效率越高
D.功率越大的机械,做功越快
7.一台起重机将重4 000 N的货物提高2 m,如果额外功是2 000 J,则该起重机做的有用功是8×103 J,总功是1×104 J,这台起重机的机械效率是80%。
8.(教材“自我评价”改编)(鄂州中考)小刚用如图所示的滑轮组,将重10 N的物体匀速提升0.5 m,已知动滑轮重2 N,不计绳重和摩擦。下列说法正确的是(D)
8题图
A.拉力F为5 N
B.有用功为10 J
C.绳子自由端移动的距离为1.5 m
D.该滑轮组的机械效率为83.3%
9.(桂林中考)下列办法中,能提高图中滑轮组机械效率的是(D)
9题图
A.增大摩擦
B.增大定滑轮重力
C.增大动滑轮重力
D.增大被提升物体重力
10.(多选)图甲中,用力F1沿水平方向拉动物体A匀速移动s。图乙中,其他条件不变,改用滑轮组同样沿水平方向拉动A匀速移动s,所用的拉力为F2。若两次所用的时间均为t,则此过程中滑轮组的(BCD)
10题图
A.有用功功率为 B.总功为3F2s
C.机械效率为 D.额外功为3F2s-F1s
11.(教材“自我评价”改编)如图,用一个动滑轮把质量为40 kg的沙袋从地面提到5 m高的脚手架上,所用的拉力是250 N,不计绳重和摩擦,则此动滑轮提升沙袋所做的额外功为500 J,动滑轮重100 N。(g取10 N/kg)
11题图
12.如图所示,小聪用滑轮组拉动水平地面上重500 N的物体A,使它匀速前进2 m,地面对它的摩擦力为150 N,小聪施加的拉力F=100 N(忽略绳重、滑轮重和绳与滑轮间的摩擦),则滑轮组做的有用功为300 J,滑轮组的机械效率为75%。
12题图
13.如图所示,搬运工人用滑轮组提升重540 N的物体,所用的拉力F为200 N,物体以0.2 m/s的速度匀速上升了10 s。不计绳重、绳与滑轮之间的摩擦,求:
(1)物体上升的高度。
(2)拉力F所做的功。
(3)若物体所受的重力为240 N,则滑轮组的机械效率。
13题图
解:(1)物体上升的高度:h=vt=0.2 m/s×10 s=2 m;
(2)由题图可知,滑轮组中有3段绳子承担物重,则绳端移动的距离:
s=3h=3×2 m=6 m,
拉力F所做的功:W总=Fs=200 N×6 m=1 200 J;
(3)由拉力F=(G物+G动)得,动滑轮所受的重力:
G动=3F-G物=3×200 N-540 N=60 N,
当物体所受的重力G物′=240 N时,有用功:
W有=G物′h=240 N×2 m=480 J,
拉力:F′=(G物′+G动)=×(240 N+60 N)=100 N,
拉力做的总功:W总′=F′s=100 N×6 m=600 J,
滑轮组的机械效率:η===0.8=80%。
答:(1)物体上升的高度为2 m;(2)拉力F所做的功为1 200 J;(3)若物体所受的重力为240 N,则滑轮组的机械效率为80%。
14.(通辽中考)用图甲所示的滑轮组提升物体M,已知物体M所受的重力为550 N,卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20 s内沿竖直方向匀速提升10 m,拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示。忽略绳重及摩擦,下列说法正确的是(C)
14题图
A.拉力F为350 N
B.绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
C.动滑轮重为50 N
D.该滑轮组的机械效率为83.3%
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