内容正文:
11.3机械效率
一、单选题
1.小明在学习了功、功率和机械效率的知识后,总结了如下规律,你认为正确的是( )
A.机械做功越快,机械效率越高
B.机械做功越多,机械效率越高
C.机械的功率越小,机械做功越慢
D.机械越省力,机械的功率越大
2.关于机械效率,下列说法中正确的是( )
A.做功越多机械效率越高
B.实际生产中,使用机械比不使用机械做功的效率高
C.有用功与总功的比值越大,机械效率高
D.使用机械做功时,如不考虑机械本身重力及所引起的摩擦,那么,机械的效率可以高于100%
3.凉山有丰富的旅游资源,吸引大量游客前来游玩。“五一”假期,小明同学一家前往昭觉县谷克德景区游玩。下列关于他们一家在游玩过程中涉及的物理知识说法正确的是( )
A.修建盘山公路是利用斜面省力
B.拍摄风景使用的照相机镜头是凹透镜
C.当小明对着山崖大喊一声,0.05s后听见了回声
D.小明利用手机视频通话功能给奶奶观看美景,利用超声波传递信息
4.质量为70kg的小明使用如图所示的滑轮组提升重物,当物重为400N时,小明的拉力为300N,物体在10s内被提升了10m(忽略绳重和摩擦,绳子能承受的拉力足够大),则( )
A.提升该物体时小明做功的功率为300W
B.物体提升得越高,滑轮组的机械效率越大
C.图中动滑轮的重力为100N
D.小明用此滑轮组能提起的最大物重为1200N
5.生活中我们使用的一些工具属于简单机械,这些简单机械有的可以省力,有的可以省距离,下列既省距离又为人们提供方便的是( )
A.瓶盖起子 B.食品夹
C.旗杆上的定滑轮 D.轮椅通道
6.在实施乡村振兴,加快建设现代农业产业过程中,工人师傅使用如图所示的简易滑轮组提升建筑材料,某次,工人用200N的拉力将重力为350N的建筑材料匀速提升10m,不计绳重及摩擦,此过程中,下列说法正确的是( )
A. 上端的定滑轮能省力
B.滑轮组的机械效率为
C.减小提升建筑材料的质量,滑轮组的机械效率增大
D.建筑材料匀速上升时,其重力势能增大,动能减小
7.修建房屋时,人们利用如图所示的起重机来搬运质量较大的建筑材料,起重机的滑轮组在匀速吊起质量1.44 t的材料上升10 m的过程中,滑轮组的机械效率是80%。下列说法中正确的是(g取10 N/kg)( )
A.滑轮组所做有用功为1.8×105 J
B.滑轮组所做的额外功为4 800 J
C.降低提升的速度,滑轮组的机械效率不变
D.若不计绳子滑轮组的重力,则不会有额外功
8.如图所示,工人利用滑轮组将质量57kg的建筑材料匀速提升,绳子自由端移动的速度为0.4m/s,动滑轮的质量为3kg,忽略绳重和摩擦,则( )
A.经过10s建筑材料被提升4m
B.工人对绳子的拉力的功率为80w
C.经过10s工人做的有用功为2280J
D.此过程中该滑轮组的机械效率为95%
9.使用如图所示的滑轮组匀速提升重力不同的物体时,除了动滑轮的重力导致的额外功外,其他因素导致的额外功与总功之比为一定值。已知动滑轮的重力为1.0N,绳子能够承受的最大拉力为50N。当匀速提升重为9.0N的物体时,滑轮组的机械效率为81%,则使用该滑轮组匀速提升物体时的机械效率的最大值为( )
A.90% B.89% C.88% D.87%
10.如图,吊车在匀速吊起东西的过程可以等效的看成滑轮组匀速提升重物(右侧为等效简图),若所吊的重物的质量为300kg,吊车把重物提升6m所需的时间是10s,其工作期间的机械效率为60%,钢丝绳能承受的最大拉力为8000N(g取10N/kg,不计绳重与摩擦),则下列说法正确的是( )
A.动滑轮的重力为200N
B.拉力的功率为1.5×103W
C.该吊车在这段时间里所做的额外功为1.2×104J
D.该吊车能吊起的最大重物的质量为400kg
二、填空题
11.用定滑轮匀速提升质量为20kg的物体,所用的拉力为220N,物体升高的高度为1m,此过程中的有用功为 J,总功为 J,定滑轮的机械效率为 。(g取10N/kg)
12.我国解放军和武警战士总是冲在抗洪救灾第一线。抗洪抢险小分队成员李军在一次行动中用大小为800N的力沿5m长的斜面将一个质量为120kg的重物匀速推到2m高的车厢上,如图所示。此过程中斜面的机械效率为 。(g取10N/kg)
13.如图在粗糙斜面上将一个重为16N的物体匀速拉到高h处,沿斜面向上的拉力为10N,斜面长、高.其中所做的有用功为 J,物体受到的摩擦力大小为 N,斜面的机械效率为 .
14.如图所示,工人用滑轮组拉着重为500 N 的物体A 沿水平方向以0.1 m/s 的速度做匀速直线运动,人对绳子的拉力F 大小为110 N,每个滑轮重为20 N(不计绳重及摩擦),则滑轮组的机械效率为 (结果精确到1%)。
15.如图所示,将一块1m长的木板一端架高0.4m,用50N沿木板的拉力把一个重为100N的小铁块从底端匀速拉到顶端。这里的木板是一种简单机械,称做 ,此过程中克服摩擦做的功为 J,此装置的机械效率为 ,木板对小铁块的摩擦力为 N。
16.如图所示,将质量为80kg的木箱,用一个平行于斜面向上的拉力从底端匀速拉到斜面顶端。斜面长10m、高3m,在此过程斜面的机械效率为80%,则拉力做的功为 J,拉力所做的额外功为 J。若换一个质量小一点的木箱,用力匀速拉到斜面顶端,此时斜面的机械效率将 。(选填“增大”、“不变”或“减小”)
三、简答题
17.甘肃省陇南地区山大沟深,为了帮助山区人民乡村振兴发展经济,近年来各级政府大力发展公路建设,爸爸开车带小明外出游玩,途经盘山公路,请用物理学知识解释下列相关内容:
(1)汽车驶过路面时,路边落叶为什么会飞向路中间?
(2)盘山公路为什么要设计得曲折多弯?
四、作图题
18.
(1) 已知小华使用某简单机械在20s内实际做了8000J的功, 绘制图像如下; 若此机械的机械效率为75%,请在同一个坐标轴里画出其有用功的图像。
(2) 如图所示,天花板上挂一个小球,放手后摆球沿弧 abcd来回摆动,最终停止,请将小球势能最大的位置涂黑。
五、实验探究题
19.小蔡在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,记录的相关数据如下表中所示。
次数
钩码重G/N
提升高度
h/m
拉力F/N
绳端移动的距离
s/m
机械效率η
1
2
0.1
0.9
0.3
74%
2
4
0.1
1.6
0.3
83%
3
6
0.1
2.3
0.3
(1)分析表中的数据可知,小蔡测的是 (填“甲”或“乙”)滑轮组的机械效率。
(2)第3次实验的机械效率为 (结果保留整数)。
六、综合题
20.如图1,工人将重400N的货物推入静止的货柜中(忽略空气阻力).
(1)在斜面上货物受到沿斜面向上200N的推力F1,工人把货物从P点推至Q点过程中斜面的机械效率为 ;
(2)图2中的尾板等效成图3中以O为支点的杠杆,处于水平静止,尾板的重力为G、受到绳的拉力为F3(忽略绳重):
①在图3中画出F3的力臂l;
②绳长一定,绳按图4方式悬挂,尾板仍处于水平静止,则此时尾板受到绳的拉力F4 F3(选填“>”、“=”、“<”),图4中该杠杆为 杠杆(选填“省力”、“费力”、“等臂”)。
七、科普阅读题
21.三峡工程
如图,作为三峡工程最大的难题之一,三峡升船机已于2016年9月成功通航。而这个被称为“船舶电梯”的升船机,是在没有先例和参考标准的情况下,我国企业大胆创新,攻坚克难,完成了这一世界奇迹。
三峡升船机位于三峡双线五级船闸右侧,由上游引航道、上闸首、承船厢室段、下闸首和下游引航道等部分组成,全线总长约7300米。船厢室段塔柱建筑高度146米,最大提升高度为113米、最大提升质量超过1.5万吨,相当于同时提升20万人。承船厢长132米、宽23.4米、高10米,可提升3000吨级的船舶过坝。三峡升船机型为“齿轮齿条爬升式垂直升船机”,整个船舶提升过程约8分钟,通过三峡升船机,船舶过坝时间由原来通过永久船闸的3.5小时缩短为约40分钟。升船机可升船也可降船,为客货轮和特种船舶提供快速过坝通道。众多数据显示三峡升船机是世界上规模最大、技术难度最高的升船机工程。
(1)从工作原理图上看,升船机船厢室塔柱顶运用的滑轮属于 ;
(2)三峡升船机最大提升重力超过 N,船舶提升过程以8分钟计算,升船机最大提升功率约为 W(保留1位小数);
(3)给机械加润滑油,这是在有用功一定的情况下,通过减小 (选填“有用功”、“额外功”或“总功”),来提高升船机的机械效率。
参考答案
1.C
2.C
3.A
4.D
5.B
6.B
7.C
8.D
9.B
10.C
11.200;220;90.9%
12.60%
13.16;2;80%
14.91%
15.斜面;10;80%;10
16.3000;600;不变
17.(1)汽车驶过路面时,车身附近空气速度大,压强小,小于马路两侧的气压,在气压差的作用下,路边落叶会飞向路中间。
(2)盘山公路是斜面的应用,设计得曲折多弯是为了减小斜面的坡度,从而起到省力的作用。
18.(1)
(2)
19.(1)乙
(2)87%
20.(1)50%
(2)见详解;=;费力
21.(1)定滑轮
(2);
(3)额外功
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