第三节 机械效率（分层作业）物理新教材沪科版八年级全一册

第11章 简单机械 第三节 机械效率 答案版 目录 【A 夯基础】 1 知识点1：有用功、额外功和总功 ……………………………………………………………………1 知识点2：机械效率 ………………………………………………………………………………………1 知识点3：影响机械效率的因素及提高方法…………………………………………………………1 【B 提能力】………………………………………………………………………………1 【C 链中考】 2 1、 有用功、额外功和总功 1． 额外功 有用功 总功 2． 7200 1200 不能 3． 200 50 250 25 2、 机械效率 4．A 5．C 6．C 三、影响机械效率的因素及提高方法 7．AD 8． ① ②③ 9．1800 75% 增加提升的物重 10． 2 90 11．2000 900 小于 12． 200 250 80% 13． 省力 500 41.7 14．60% 15．(1)匀速 (2) 0.05 88.9% (3)2.2 (4)高 (5)C (6) 增大 等于 (7)小于 16．(1)4000N (2)8000W (3)83.3％ 17．(1)1440J (2)240W (3)60% 18．(1) (2)， (3)选方案一，理由是用时最短；选方案二，理由是器材简单易得；选方案三，理由是电能便于输送和转化 19．(1) (2) 20．(1) 5×106J (2) 30% (3)1×105W 21．(1)； (2)60%； (3) 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第11章 简单机械 第三节 机械效率 原卷版 目录 【A 夯基础】 1 知识点1：有用功、额外功和总功 ……………………………………………………………………1 知识点2：机械效率 ………………………………………………………………………………………2 知识点3：影响机械效率的因素及提高方法…………………………………………………………3 【B 提能力】………………………………………………………………………………4 【C 链中考】 7 1、 有用功、额外功和总功 1．下图所示的是在生产力比较低下的时期，人们从人工挖的水井中获取生活用水时使用的辘轳和水桶。当使用辘轳和水桶从井中提水时，对水桶做的功是 ，对水做的功是 ，手的拉力所做的功是 。（均选填“总功”“有用功”或“额外功”） 2．青少年在思考问题时，心脏推动血液流动的功率约为1.5W，则你在考试的80min内，心脏做功约为 J。很多公共场所设计了如图所示的专用通道，若将重400N的小车沿8m长的斜面推至3m高的入口处，沿斜面所用的推力为200N，则在此过程中做的有用功为 J。使用斜面 （选填“能”或“不能”）省功。 3．图示为某工人利用一个重为10N的滑轮提升物体的示意图。若该工人将重为200N的物体沿竖直方向10s内匀速提升1m，如此过程中滑轮的机械效率为80%，则工人所做的有用功是 J，额外功是 J，工人所做的总功是 J，拉力的功率是 W。 2、 机械效率 4．下列关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是（　　） A．机械做功的功率越大，做功一定越快 B．做功越多的机械，机械效率一定越高 C．功率越大的机械做功一定越多 D．站在匀速上升电梯中的人没有力对其做功 5．如图，甲把重为的物体从A点竖直向上匀速拉至B点，此过程绳的拉力为；乙用平行于斜面的力把同一物体沿斜面从C点匀速拉至与B等高的D点，此过程绳的拉力为，则斜面的机械效率为（　　） A．100% B． C． D． 6．用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知物体M的重力为200N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在10s内沿竖直方向匀速提升10m，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（　　） A．10s内绳子自由端移动30m B．拉力F为300N C．该滑轮组的机械效率为66.7% D．动滑轮重力为50N 三、影响机械效率的因素及提高方法 7．齐齐用滑轮组以不同速度匀速提升重力为G的重物A，滑轮组绳子自由端的拉力均为F，如图，不计绳重和摩擦。第一次提升，拉力F的功率为，重物A以速度匀速上升h，测得所用的时间为；第二次提升，拉力F的功率为，重物A以速度匀速上升h，测得所用的时间为；第三次提升，当拉力F的功率为时，重物A以速度匀速上升2h。以下说法正确的是（　　） A．第三次提升所用的时间为 B．第三次提升的机械效率比第一次提升时大 C．在第二次提升中，拉力对物体做功的功率大于重力对物体做功的功率 D．可以推断出此滑轮组的动滑轮重力为 8．如图所示的是某种塔式起重机，用该起重机搬运建筑材料时，起重机做的有用功是 ，做的额外功是 。（均填序号） ①提起建筑材料做的功　②将挂钩、钢绳、动滑轮等提起做的功　③克服机械之间的摩擦做的功 9．工人师傅借助如图所示的装置，在内，将重的货物匀速提升了。已知工人对绳子的拉力为，则工人所做的有用功为 J，装置的机械效率为 。请你提出一条提高该装置机械效率的方法： 。 10．如图所示，用竖直向上的力匀速拉动杠杆，使重力为18N的物体缓慢升高0.1m，拉力F为8N，拉力F作用点移动的距离为0.25m。拉力F所做的功为 J，杠杆的机械效率为 %。 11．甲、乙机械把同样重的物体匀速向上提升。两机械做功情况的部分数据如图所示，则甲机械的总功为 J，乙机械的有用功为 J，甲机械的效率 乙机械的效率（选填“大于”“等于”或“小于”）。 12．如图所示，人向下拉绳提升重物。已知物体重，不计绳重及摩擦，将重物匀速提升，人需用的拉力为，则人所做的有用功为 ，总功为 ，人利用该滑轮组提升重物的效率为 。 13．如图，是我国古代著名的水利灌溉机械——龙骨水车。可以利用人力驱动水车，方便地将低处的水提到高处。当人转动摇杆时，大轮随之转动，摇杆相当于一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆。工作时木链旋转一周，刮水板可将20kg的水提升到离水源2.5m高的田地中，所用时间为30s，人力驱动刮水板的平均功率约为40W。该过程中龙骨水车所做的有用功为 J，机械效率为 %（百分号前保留1位小数）。（g取10N/kg） 14．如图所示，小明用质量为0.3kg的小车将1.2kg的沙子沿斜面提升一定高度。小明拉车的力为10N，小车沿斜面匀速运动了0.8m，上升的高度为0.4m。此斜面的机械效率为 。 四、实验题 15．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表。 次数 钩码重/N 钩码上升距离 弹簧测力计示数 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 3 6 10 30 90.9% (1)实验时，要竖直向上 拉动弹簧测力计； (2)第2次实验中额外功为 J，滑轮组的机械效率为 （结果保留一位小数）； (3)第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为 N； (4)分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 （高/低）； (5)根据实验结论推测：使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升，此时滑轮组的机械效率可能为（　　）（只填序号）； A．71.6% B．82.6% C．92.4% (6)若第1次实验中，钩码上升高度增大为20cm，则过程中做的额外功 （增大/减小）不变），滑轮组的机械效率 （大于/等于/小于）83.3%； (7)若第3次实验中，弹簧测力计的示数是在向上拉动的过程中停下来读取的，则此时滑轮组实际的机械效率 （大于/等于/小于）90.9%。 16．如下图所示，用滑轮组提升矿井内重力为6400N的物体M，汽车10s内匀速前进了20m。此过程中，滑轮组的机械效率为80％。（不考虑绳重和摩擦） (1)汽车对绳子的拉力F大小为多少？ (2)汽车对绳子拉力做功的功率大小为多少？ (3)如果把重物换成8000N的另一个重物，则该滑轮组的机械效率为多大？（结果精确到0.1％） 17．如图甲所示是被称为城市“蜘蛛人”的高空作业师傅，他们使用的拉索模型如图乙所示，已知工人以及工具的总重为720N，绳子自由端的拉力F大小为400N。在拉力F的作用下，吊篮在10s内上升了2m，不计绳重和摩擦。求： (1)人和工具重力做的有用功； (2)拉力F做功的功率； (3)整个滑轮组的机械效率。 18．将货物沿竖直方向匀速提升4m，货物所受竖直向上的力对货物做功。提升货物的三个方案如下表。 方案 一 二 三 所用机械 燃油叉车 滑轮组 电动升降台 示意图 用时 5 30 15 其他数据 耗油 电动机做功45kJ (1)方案一、燃油完全燃烧放出热量为 J（燃油热值）； (2)求方案二、拉力的功率和滑轮组的机械效率； (3)请选择一个你会选用的方案，并写出一条理由。 19．如图甲是《天工开物》中记载的在井上汲水的桔槔，其示意图如图乙，轻质杠杆的支点O距左端，距右端。在杠杆左端悬挂重力为的物体A，右端挂一物体B，杠杆在水平位置平衡时，物体B对地面的压力为。若用该桔槔将物体B匀速提升的过程中，其机械效率为87.5%。 (1)物体B的重力是多大？ (2)提升物体B所做的额外功是多少？ 20．如图是为了上山方便而修建的盘山公路（盘山公路近似处理为如图乙所示的斜面）。若从山底到山顶的盘山公路长200m，山高30m，一辆5t的小型货车从山底开上山顶牵引力保持2.5×104N不变，用时50s。g取10N/kg。求： (1)小货车从坡底爬到坡顶的过程中，牵引力所做的功； (2)该盘山公路的机械效率； (3)小货车在匀速爬坡的过程中，汽车的功率是多少？ 六、综合题 21．图甲所示的是我国自行设计研制的AG600“鲲龙”水陆两栖飞机，飞机使用四台相同的发动机，每台发动机的最大输出功率可达。在某次飞行时，飞机的每台发动机以输出功率运行了，每台发动机消耗燃油，已知燃油的热值为，此次飞行过程中： (1)一台发动机输出的有用功为多少J? (2)一台发动机的效率是多少？ (3)请在图乙坐标系中画出燃油的热值与燃油完全燃烧放出的热量的关系图像。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第11章 简单机械 第三节 机械效率 解析版 目录 【A 夯基础】 1 知识点1：有用功、额外功和总功 ……………………………………………………………………1 知识点2：机械效率 ………………………………………………………………………………………2 知识点3：影响机械效率的因素及提高方法…………………………………………………………4 【B 提能力】………………………………………………………………………………6 【C 链中考】 12 1、 有用功、额外功和总功 1．下图所示的是在生产力比较低下的时期，人们从人工挖的水井中获取生活用水时使用的辘轳和水桶。当使用辘轳和水桶从井中提水时，对水桶做的功是 ，对水做的功是 ，手的拉力所做的功是 。（均选填“总功”“有用功”或“额外功”） 【答案】 额外功 有用功 总功 【详解】[1][2][3]有用功：为达到目的必须做的功；额外功：不需要但不得不做的功；总功：有用功与额外功之和。当使用辘轳从井中提水时，目的是提水，所以对水做的功是有用功；对桶做的功是额外功；手的拉力所做的功是总功。 2．青少年在思考问题时，心脏推动血液流动的功率约为1.5W，则你在考试的80min内，心脏做功约为 J。很多公共场所设计了如图所示的专用通道，若将重400N的小车沿8m长的斜面推至3m高的入口处，沿斜面所用的推力为200N，则在此过程中做的有用功为 J。使用斜面 （选填“能”或“不能”）省功。 【答案】 7200 1200 不能 【详解】[1]由可知，心脏做功约为 [2][3]使用斜面推动小车时，克服小车重力所做的功为有用功，即 推力做的总功为 由于，故使用斜面不能省功。 3．图示为某工人利用一个重为10N的滑轮提升物体的示意图。若该工人将重为200N的物体沿竖直方向10s内匀速提升1m，如此过程中滑轮的机械效率为80%，则工人所做的有用功是 J，额外功是 J，工人所做的总功是 J，拉力的功率是 W。 【答案】 200 50 250 25 【详解】[1]工人所做的有用功 [2][3]根据公式可知， 额外功 [4]根据公式可知，拉力的功率 2、 机械效率 4．下列关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是（　　） A．机械做功的功率越大，做功一定越快 B．做功越多的机械，机械效率一定越高 C．功率越大的机械做功一定越多 D．站在匀速上升电梯中的人没有力对其做功 【答案】A 【详解】A．功率表示物体做功的快慢，物体做功越快，功率越大，故A正确； B．根据可知，做功的多少与时间和功率有关，只要时间长功率大，做功就多，与机械效率无关。故B错误； C．根据可知，做功的多少与时间和功率有关，若只是功率大，但时间短做功也不一定多，故C错误； D．站在匀速上升电梯中的人受到重力和支持力的作用，且沿力的方向移动一段距离，因此重力、支持力均做功，故D错误。 故选A。 5．如图，甲把重为的物体从A点竖直向上匀速拉至B点，此过程绳的拉力为；乙用平行于斜面的力把同一物体沿斜面从C点匀速拉至与B等高的D点，此过程绳的拉力为，则斜面的机械效率为（　　） A．100% B． C． D． 【答案】C 【详解】由题可知，甲把重为的物体从A点竖直向上匀速拉至B点，对物体而言，受到的重力和拉力是一对平衡力，大小相等，即 克服物体重力所做功为有用功，有用功为 拉力做的功为总功，总功为 根据公式可知，斜面的机械效率为，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6．用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知物体M的重力为200N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在10s内沿竖直方向匀速提升10m，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（　　） A．10s内绳子自由端移动30m B．拉力F为300N C．该滑轮组的机械效率为66.7% D．动滑轮重力为50N 【答案】C 【详解】 A．由图甲可知，该滑轮组有2段绳子承担物重，即。当物体M被提升10m时，绳子自由端移动的距离为 故A错误； B．由图乙可知，在10s内，拉力F做的总功为3000J。根据功的计算公式，可得拉力 故B错误； C．在10s内，提升物体M所做的有用功为 该滑轮组的机械效率为 故C正确； D．忽略绳重及摩擦，由拉力 可得动滑轮的重力 故D错误。 故选C。 三、影响机械效率的因素及提高方法 7．齐齐用滑轮组以不同速度匀速提升重力为G的重物A，滑轮组绳子自由端的拉力均为F，如图，不计绳重和摩擦。第一次提升，拉力F的功率为，重物A以速度匀速上升h，测得所用的时间为；第二次提升，拉力F的功率为，重物A以速度匀速上升h，测得所用的时间为；第三次提升，当拉力F的功率为时，重物A以速度匀速上升2h。以下说法正确的是（　　） A．第三次提升所用的时间为 B．第三次提升的机械效率比第一次提升时大 C．在第二次提升中，拉力对物体做功的功率大于重力对物体做功的功率 D．可以推断出此滑轮组的动滑轮重力为 【答案】AD 【详解】A．由图可知，提升动滑轮绳子的段数为，则拉力移动的距离为，而滑轮组绳子自由端的拉力均为，则拉力做的功为 当拉力的功率为时， 当拉力的功率为时， 当拉力的功率为时， 所以重物以速度匀速上升所用的时间为 故A正确； B．第一次提升的机械效率 第三次提升的机械效率 第三次提升的机械效率与第一次提升一样大，故B错误； C．第二次提升中，拉力对物体做的功为有用功，，重力对物体做的功，做功时间相同，有可知，在第二次提升中，拉力对物体做功的功率等于重力对物体做功的功率，故C错误； D．由图可知，提升动滑轮绳子的段数为，不计绳重和摩擦，根据，可知滑轮组的动滑轮重力，故D正确。 故选D。 8．如图所示的是某种塔式起重机，用该起重机搬运建筑材料时，起重机做的有用功是 ，做的额外功是 。（均填序号） ①提起建筑材料做的功　②将挂钩、钢绳、动滑轮等提起做的功　③克服机械之间的摩擦做的功 【答案】 ① ②③ 【详解】[1][2]有用功：为了达到目的必须做的功，是对人们有用的功。额外功：并非我们需要但又不得不做的功。①提起建筑材料做的功是有用功；②将挂钩、钢绳、动滑轮等提起做的功和③克服机械之间的摩擦做的功是额外功。 9．工人师傅借助如图所示的装置，在内，将重的货物匀速提升了。已知工人对绳子的拉力为，则工人所做的有用功为 J，装置的机械效率为 。请你提出一条提高该装置机械效率的方法： 。 【答案】 1800 75% 增加提升的物重 【详解】[1]工人所做的有用功为 [2]绳子自由端移动的距离 总功 装置的机械效率 [3]提高机械效率的方法有：增加提升的物重、减小动滑轮重力或减小摩擦等。 10．如图所示，用竖直向上的力匀速拉动杠杆，使重力为18N的物体缓慢升高0.1m，拉力F为8N，拉力F作用点移动的距离为0.25m。拉力F所做的功为 J，杠杆的机械效率为 %。 【答案】 2 90 【详解】[1][2]有用功，拉力所做的功，杠杆的机械效率。 11．甲、乙机械把同样重的物体匀速向上提升。两机械做功情况的部分数据如图所示，则甲机械的总功为 J，乙机械的有用功为 J，甲机械的效率 乙机械的效率（选填“大于”“等于”或“小于”）。 【答案】 2000 900 小于 【详解】[1]甲的扇形图显示，有用功占总功的25%，且图中标注有用功为500J，根据机械效率公式，则 [2]乙的扇形图显示，额外功为2100J，且额外功占总功的70%，由得 则乙机械的有用功为 [3]甲的机械效率为，乙的机械效率为 因此 12．如图所示，人向下拉绳提升重物。已知物体重，不计绳重及摩擦，将重物匀速提升，人需用的拉力为，则人所做的有用功为 ，总功为 ，人利用该滑轮组提升重物的效率为 。 【答案】 200 250 80% 【详解】[1]人所做的有用功为克服物体重力所做的功为 [2]由图可知，该滑轮组有2段绳子承担动滑轮和物体的总重，即 绳子自由端移动的距离为 人所做的总功为拉力所做的功为 [3]滑轮组的机械效率为 13．如图，是我国古代著名的水利灌溉机械——龙骨水车。可以利用人力驱动水车，方便地将低处的水提到高处。当人转动摇杆时，大轮随之转动，摇杆相当于一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆。工作时木链旋转一周，刮水板可将20kg的水提升到离水源2.5m高的田地中，所用时间为30s，人力驱动刮水板的平均功率约为40W。该过程中龙骨水车所做的有用功为 J，机械效率为 %（百分号前保留1位小数）。（g取10N/kg） 【答案】 省力 500 41.7 【详解】[1]转动摇杆时，手施加动力的作用点到支点的距离（动力臂），大于大轮对摇杆的阻力作用点到支点的距离（阻力臂），因此摇杆属于省力杠杆，省力杠杆的特点是省力但费距离，能让人们更轻松地驱动龙骨水车。 [2][3]工作时木链旋转一周，刮水板可将20kg的水提升到离水源2.5m高的田地中，所用时间为30s，人力驱动刮水板的平均功率约为40W，在这个过程中，有用功是克服水的重力将水提升所做的功，根据功的计算公式，可得龙骨水车所做的有用功为 在这个过程中，人力驱动刮水板做的总功为 根据机械效率的计算公式，可得龙骨水车的机械效率为 14．如图所示，小明用质量为0.3kg的小车将1.2kg的沙子沿斜面提升一定高度。小明拉车的力为10N，小车沿斜面匀速运动了0.8m，上升的高度为0.4m。此斜面的机械效率为 。 【答案】60% 【详解】有用功是对沙子做的功，此斜面的机械效率 四、实验题 15．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表。 次数 钩码重/N 钩码上升距离 弹簧测力计示数 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 3 6 10 30 90.9% (1)实验时，要竖直向上 拉动弹簧测力计； (2)第2次实验中额外功为 J，滑轮组的机械效率为 （结果保留一位小数）； (3)第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为 N； (4)分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 （高/低）； (5)根据实验结论推测：使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升，此时滑轮组的机械效率可能为（　　）（只填序号）； A．71.6% B．82.6% C．92.4% (6)若第1次实验中，钩码上升高度增大为20cm，则过程中做的额外功 （增大/减小）不变），滑轮组的机械效率 （大于/等于/小于）83.3%； (7)若第3次实验中，弹簧测力计的示数是在向上拉动的过程中停下来读取的，则此时滑轮组实际的机械效率 （大于/等于/小于）90.9%。 【答案】(1)匀速 (2) 0.05 88.9% (3)2.2 (4)高 (5)C (6) 增大 等于 (7)小于 【详解】（1）在实验时，要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时弹簧测力计处于平衡状态，弹簧测力计的示数等于拉力的大小。 （2）第2次实验中拉力的总功为 第2次实验中有用功为 第2次实验中额外功为 滑轮组的机械效率为 （3）由图丙可知弹簧测力计的分度值为0.2N，根据指针位置可以知道其示数为2.2N （4）由表中实验数据可知，1、2、3次实验提升重物依次增加，滑轮组的机械效率越来越高，可得实验结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。 （5）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升10cm，重物更重，滑轮组的机械效率会更高。将6N的物体提升时，效率为90.9%，当提升8N物体时，效率会更高，故C符合题意，AB不符合题意。 故选C。 （6）若第1次实验中，钩码上升高度增大为20cm，动滑轮的重力和摩擦力大小都不变，移动的距离增加，根据知额外功增大； 拉力和物体的重力大小不变，拉力移动距离仍是物体移动距离的3倍，根据机械效率公式，可知滑轮组的机械效率不变，等于83.3% （7）若第3次实验中，弹簧测力计的示数是在向上拉动的过程中停下来读取的，则此时滑轮组的绳子之间没有滑动摩擦力，造成拉力变小，滑轮组的总功比实际总功偏小，造成机械效率变大，所以实际机械效率要小于90.9% 16．如下图所示，用滑轮组提升矿井内重力为6400N的物体M，汽车10s内匀速前进了20m。此过程中，滑轮组的机械效率为80％。（不考虑绳重和摩擦） (1)汽车对绳子的拉力F大小为多少？ (2)汽车对绳子拉力做功的功率大小为多少？ (3)如果把重物换成8000N的另一个重物，则该滑轮组的机械效率为多大？（结果精确到0.1％） 【答案】(1)4000N (2)8000W (3)83.3％ 【详解】（1）由图可知，该滑轮组承担物重的绳子段数。 滑轮组的机械效率公式为：，则汽车对绳子的拉力F为：。 （2）汽车内匀速前进了，即绳子自由端移动的距离。 汽车对绳子拉力做的总功为：； 汽车对绳子拉力做功的功率为：。 （3）不考虑绳重和摩擦，拉力，其中为动滑轮的重力。 动滑轮的重力为：； 当提升的物重变为时，滑轮组的机械效率为： 。 17．如图甲所示是被称为城市“蜘蛛人”的高空作业师傅，他们使用的拉索模型如图乙所示，已知工人以及工具的总重为720N，绳子自由端的拉力F大小为400N。在拉力F的作用下，吊篮在10s内上升了2m，不计绳重和摩擦。求： (1)人和工具重力做的有用功； (2)拉力F做功的功率； (3)整个滑轮组的机械效率。 【答案】(1)1440J (2)240W (3)60% 【详解】（1）人和工具重力做的有用功为 （2）由图乙可知，该滑轮组由1个动滑轮和2个定滑轮组成，承担物重的绳子段数 绳子自由端移动的距离为 拉力F做的总功为 拉力F做功的功率为 （3）整个滑轮组的机械效率为 18．将货物沿竖直方向匀速提升4m，货物所受竖直向上的力对货物做功。提升货物的三个方案如下表。 方案 一 二 三 所用机械 燃油叉车 滑轮组 电动升降台 示意图 用时 5 30 15 其他数据 耗油 电动机做功45kJ (1)方案一、燃油完全燃烧放出热量为 J（燃油热值）； (2)求方案二、拉力的功率和滑轮组的机械效率； (3)请选择一个你会选用的方案，并写出一条理由。 【答案】(1) (2)， (3)选方案一，理由是用时最短；选方案二，理由是器材简单易得；选方案三，理由是电能便于输送和转化 【详解】（1）燃油完全燃烧放出的热量 （2）由方案二的示意图可知，该滑轮组由2个定滑轮和1个动滑轮组成，承担货物和动滑轮总重的绳子段数；货物被提升的高度，则绳子自由端移动的距离为 拉力F做的总功为 拉力F的功率为 竖直向上的力对货物做的功为有用功为，滑轮组的机械效率为 （3）对比三个方案完成同样工作所用的时间：方案一用时5s，方案二用时30s，方案三用时15s。方案一所用时间最短，在需要快速完成工作的场合下，是最佳选择。 （注：选择其他方案并给出合理解释也可，例如：选择方案二，理由是其机械效率最高；选择方案三，理由是其兼顾了效率和环保，比方案一环保，比方案二省力。） 19．如图甲是《天工开物》中记载的在井上汲水的桔槔，其示意图如图乙，轻质杠杆的支点O距左端，距右端。在杠杆左端悬挂重力为的物体A，右端挂一物体B，杠杆在水平位置平衡时，物体B对地面的压力为。若用该桔槔将物体B匀速提升的过程中，其机械效率为87.5%。 (1)物体B的重力是多大？ (2)提升物体B所做的额外功是多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据杠杆平衡条件 可得，杠杆在水平位置平衡，即，杠杆右端绳子对B的拉力 物体B静止在地面上，受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和竖直向上的支持力的作用，处于平衡状态。地面对B的支持力与B对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，即 物体B所受的重力 （2）所做的有用功 根据公式可得，所做的总功 提升物体B所做的额外功 20．如图是为了上山方便而修建的盘山公路（盘山公路近似处理为如图乙所示的斜面）。若从山底到山顶的盘山公路长200m，山高30m，一辆5t的小型货车从山底开上山顶牵引力保持2.5×104N不变，用时50s。g取10N/kg。求： (1)小货车从坡底爬到坡顶的过程中，牵引力所做的功； (2)该盘山公路的机械效率； (3)小货车在匀速爬坡的过程中，汽车的功率是多少？ 【答案】(1) 5×106J (2) 30% (3) 1×105W 【详解】（1）牵引力做的功 （2）克服重力做的有用功 盘山公路的机械效率 （3）汽车的功率 21．图甲所示的是我国自行设计研制的AG600“鲲龙”水陆两栖飞机，飞机使用四台相同的发动机，每台发动机的最大输出功率可达。在某次飞行时，飞机的每台发动机以输出功率运行了，每台发动机消耗燃油，已知燃油的热值为，此次飞行过程中： (1)一台发动机输出的有用功为多少J? (2)一台发动机的效率是多少？ (3)请在图乙坐标系中画出燃油的热值与燃油完全燃烧放出的热量的关系图像。 【答案】(1)； (2)60%； (3) 【详解】（1）每台发动机实际的输出功率为，运行时间，根据功率公式，一台发动机输出的有用功为 （2）一台发动机在工作过程中消耗的燃油质量，这些燃油完全燃烧放出的热量 一台发动机的效率为 （3）燃油的热值等于单位质量的燃油完全燃烧放出的热量，热值是燃料自身的性质，不随燃油完全燃烧放出的热量而改变。因此其图像为一条平行于轴的直线，如图所示： 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $