11.3机械效率(分层作业)物理新教材沪粤版九年级上册
2026-07-24
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摘要:
**基本信息**
分层清晰,从基础巩固到思维拔高,覆盖有用功、机械效率及测量实验,通过概念辨析、实验探究和综合计算,培养物理观念与科学思维。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|A组巩固过关|有用功/额外功/总功、机械效率、测量滑轮组机械效率|以概念辨析(如“竹篮打水”)和基础计算为主,夯实物理观念|
|B组能力进阶|机械效率综合应用、滑轮组比较|通过实验数据处理(如滑轮组效率影响因素)和多装置对比,发展科学推理|
|C组思维拔高|复杂机械效率计算、斜面探究|结合斜面机械效率影响因素探究及电动机功率综合题,培养科学探究与质疑创新能力|
内容正文:
11.2 功率
目 录
A组 巩固过关
知识点1:有用功、额外功和总功
知识点2:机械效率
知识点3:测量滑轮组的机械效率
B组 能力进阶
C组 思维拔高
有用功、额外功和总功知识点1
1.俗话说“竹篮打水一场空”,此过程中,对竹篮做的功是___________(选填“有用功”或“额外功”),这现象所包含的物理道理是“竹篮打水”的机械效率___________(选填“高”或“低”)。
2.小明用同一滑轮组成如图甲、乙所示的两种装置,分别用这两个装置将质量相同的两个物体匀速提升相同的高度。不计绳重和摩擦,则两个装置所做的有用功______________(选填“相同”或“不同”),甲装置中滑轮的作用是可以改变力的______________。
机械效率知识点2
3.以下有关做功的说法中正确的是( )
A.物体已经做过的功越多,则其能量越大
B.功率越大,则机械效率越大
C.有用功越多,则机械效率越大
D.机械效率越大,则额外功占总功的比值越小
4.如图所示,工人师傅用一个定滑轮来提升货物,用600N的拉力F向下拉绳,用时1分钟使质量50kg的货物匀速上升了6m,下列分析正确的是( )
A.工人做有用功300J B.工人做总功3600J
C.工人做功的功率为50W D.该定滑轮的机械效率为80%
5.用一个动滑轮在内将一重的物体向上匀速提起,拉力为,此过程中做的有用功是__________J,这个动滑轮的机械效率是__________。
测量滑轮组的机械效率知识点3
6.如图所示,在测定滑轮组机械效率的实验中,下列要求错误的是( )
A.弹簧测力计必须先校零 B.弹簧测力计必须匀速向上拉
C.弹簧测力计必须在静止时读数 D.实验时装置中的直尺必须竖直放置
7.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升钩码,分别做了多次实验,实验数据记录如下:
实验次数
钩码重
钩码上升距离
测力计示数
测力计上升距离
机械效率
1
1.0
5
0.6
15
55.6%
2
1.5
5
0.8
15
3
2.0
5
1.0
15
66.7%
4
2.0
10
1.0
30
66.7%
(1)实验过程中,应缓慢匀速直线拉动弹簧测力计,如图所示,弹簧测力计示数为______________N。
(2)第2次实验时滑轮组的总功是______________,机械效率是______________。
(3)分析第1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越大,滑轮组的机械效率越______________(选填“高”或“低”);分析第3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度______________(选填“有关”或“无关”)。
(4)若不计摩擦及绳重,改变绕绳方式,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率______________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
8.学校科技节上,李同学和张同学一起体验了滑轮组座椅,该滑轮组座椅由甲、乙两个滑轮组成,如图所示。李同学坐在座椅上,张同学向下拉动绳子将李同学匀速拉起。为了提高滑轮组座椅的机械效率,可以采取的措施是( )
A.增大绳子的自重 B.减小甲滑轮的重力
C.减小乙滑轮的重力 D.增大拉绳子的速度
9.如图所示,用滑轮组匀速提升重为G的物体,若不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为η。当物体被提升的高度为h时,拉力F做的功为( )
A.Gh B. C.Gh·η D.2Gh
10.用如图所示的滑轮组将重为G的物体提升h高度,已知绳端所需拉力为F,动滑轮自重为,绳端移动的距离为s。则下列表示该滑轮组的机械效率的表达式中正确的是(绳重与各种摩擦均忽略不计)( )
A. B. C. D.
11.工人师傅用如图甲所示的滑轮组将重为700N的物体匀速竖直提升2m,不计绳重和摩擦,滑轮组此次工作时的部分数据如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为6m
B.滑轮组做的额外功为600J
C.绳子自由端受到的拉力为350N
D.若换用质量更小的动滑轮,拉动绳的自由端将图甲中物体再次匀速提升2m,则此次滑轮组的机械效率将小于70%
12.某小组在“探究斜面的机械效率的因素”实验中,小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关,小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置。
(1)为探究以上猜想,设计了如下步骤。
把一块长木板的一端垫高,构成一个斜面;用弹簧测力计沿___________方向拉动木块做___________运动,进行相关测量,计算出斜面的机械效率,进行多次实验数据见下面表格。
(2)表格中第三次实验的机械效率为___________(结果保留一位小数),分析表中信息可知该实验是探究___________(选填“小明”或“小聪”)的猜想。
实验
序号
斜面的
倾斜程度
物块的重力
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面的拉力F/N
斜面长
s/m
机械效率
1
较缓
10
0.2
5.5
1
36.4%
2
较陡
10
0.4
7.0
1
57.1%
3
最陡
10
0.6
8.5
1
(3)进一步探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系,分析表格数据可得出的实验结论是:___________;
(4)经过探究得出斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关后,同学们认为该实验中沿斜面的拉力会大于物块受到的摩擦力,请结合斜面的机械效率小于1来说明理由?___________
13.如图所示,重550N的工人站在水平地面上用滑轮组提起重660N的货物,货物匀速上升2m,提升过程中工人的拉力为400N,不计绳重和摩擦。求:
(1)工人做的有用功是多少?
(2)该滑轮组的机械效率是多少?
(3)若该滑轮组所用绳子能承担的最大拉力为600N,该工人用这个滑轮组能提升物体的最大重力是多少?
14.甲、乙两人分别用如图所示的滑轮,在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台。不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.甲做的总功比乙多 B.甲装置可以省距离
C.乙装置的机械效率低 D.乙做的总功比甲多
15.如图所示,重100N的物体A在滑轮组的作用下,沿水平地面向左匀速直线运动了0.5m,水平拉力F=10N,物体A受到地面摩擦力为18N,下列说法中( )
①绳子自由端移动的距离为0.5m ②总功为10J
③有用功为10J ④滑轮组的机械效率是90%
A.只有①③正确 B.只有②④正确 C.只有①②正确 D.只有③④正确
16.如图所示,小明进行“测量滑轮组的机械效率”的实验。
(1)除了图示器材外,还需要的实验器材是___________。
(2)实验前先用弹簧测力计测出钩码所受的重力,弹簧测力计在使用前应在竖直方向上进行调零。按图示组装滑轮组,接下来分别记下绳端和钩码的起始位置,是为了测量___________和___________。
(3)实验时匀速缓慢拉动弹簧测力计,在___________(选填“拉动过程中”或“弹簧测力计静止时”)读数,此时拉力大小___________弹簧测力计示数(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)利用图示装置分别进行实验,将测得的实验数据记录在表中。
实验次序
钩码所受的重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
4
0.2
1.8
0.6
74%
4
8
0.1
3.2
0.3
83%
通过比较第___________(填序号)两次数据可得出结论:使用相同滑轮组提升物体时,物体越重,滑轮组机械效率越高。
(5)【拓展】下列能粗略反映同一滑轮组的机械效率与提升重物的关系的图像是___________(填字母)。
A. B.
C. D.
17.建筑工地上经常用如图甲所示的装置提升货物。若电动机拉动绳子的功率保持不变,电动机对绳子的拉力与绳子自由端的移动速度的关系如图乙所示,当重物A以0.1m/s的速度匀速上升30s时,滑轮组的机械效率为90%。不计绳重与摩擦,由图分析,求:
(1)电动机对绳子的拉力做的功和功率;
(2)物体A的重力。
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11.3
机械效率
A组
巩固过关
题型1
有用功、额外功和总功
1.【答案】额外功
低
2.【答案】相同
方向
题型2
机械效率
3.
【答案】D
4.【答案】B
5.
【答案】720
80%
题型3
测量滑轮组的机械效率
6.【答案】C
7.【答案】(1)
(2)
62.5%
(3)
高
无关
(4)不变
0
B组
能力进阶
8.【答案】C
9.【答案】B
10.【答案】A
11.【答案】B
12.【答案】(1)
平行斜面
匀速直线
(2)
70.6%
小聪
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(3)斜面的粗糙程度一定,斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越高
(4)斜面上额外功W额=下;总功W总=FS,因为斜面机械效率小于1,所以有用功小于总功,额外功也小于
总功,S相同,所以,F>f
13.【答案】(1)1320J
(2)82.5%
(3)960N
C组
思维拔高
14.【答案】A
15.【答案】B
16.【答案】(1)刻度尺
(2)
绳端移动距离§
钩码上升高度h
(3)
拉动过程中
等于
(4)2、4
(5)C
17.【答案】(1)1.8×104,600W
(2)5400N
2/2
11.2 功率
目 录
A组 巩固过关
知识点1:有用功、额外功和总功
知识点2:机械效率
知识点3:测量滑轮组的机械效率
B组 能力进阶
C组 思维拔高
有用功、额外功和总功知识点1
1.俗话说“竹篮打水一场空”,此过程中,对竹篮做的功是___________(选填“有用功”或“额外功”),这现象所包含的物理道理是“竹篮打水”的机械效率___________(选填“高”或“低”)。
【答案】
额外功
低
【详解】有用功是为达到预期目的所做的功,额外功是对人们无用但又不得不做的功。竹篮打水的目的是获取水,对竹篮做的功并非实现目标所需的功,因此属于额外功;
机械效率(其中)。竹篮打水时,水最终全部漏出,有用功几乎为0,结合公式可知,此时机械效率低。
2.小明用同一滑轮组成如图甲、乙所示的两种装置,分别用这两个装置将质量相同的两个物体匀速提升相同的高度。不计绳重和摩擦,则两个装置所做的有用功______________(选填“相同”或“不同”),甲装置中滑轮的作用是可以改变力的______________。
【答案】 相同 方向
【详解】有用功的计算公式为,本题中两个物体质量相同,因此物体重力G相等,且提升高度h相同,所以两个装置做的有用功相同。
甲装置中的滑轮是定滑轮,定滑轮不省力,作用是改变力的方向。
机械效率知识点2
3.以下有关做功的说法中正确的是( )
A.物体已经做过的功越多,则其能量越大
B.功率越大,则机械效率越大
C.有用功越多,则机械效率越大
D.机械效率越大,则额外功占总功的比值越小
【答案】D
【详解】A.一个物体能够做的功越多,说明这个物体具有的能越多,故A错误;
B.机械效率指的是有用功与总功的比值,而功率是物体单位时间内完成的功,两者没有必然的联系,功率大的机械效率不一定大,故B错误;
C.机械效率高只能说明有用功在总功中占的百分比大,机械做功时,做的有用功越多,总功大小未知,机械效率不一定越大,故C错误;
D.根据机械效率的定义可知有用功与总功的比值越大,即额外功与总功的比值越小,故D正确。
故选D。
4.如图所示,工人师傅用一个定滑轮来提升货物,用600N的拉力F向下拉绳,用时1分钟使质量50kg的货物匀速上升了6m,下列分析正确的是( )
A.工人做有用功300J B.工人做总功3600J
C.工人做功的功率为50W D.该定滑轮的机械效率为80%
【答案】B
【详解】先整理已知条件,定滑轮不改变绳子移动距离,即绳子自由端移动距离
时间
货物重力
A.有用功是提升货物做的功为,故A错误;
B.总功是拉力做的功为,故B正确;
C.工人做功功率为, 故C错误;
D.定滑轮的机械效率为,故D错误。
故选B。
5.用一个动滑轮在内将一重的物体向上匀速提起,拉力为,此过程中做的有用功是__________J,这个动滑轮的机械效率是__________。
【答案】 720 80%
【详解】此过程中做的有用功为
动滑轮绳子段数为,所以绳端的移动距离为
做的总功为
动滑轮的机械效率为
测量滑轮组的机械效率知识点3
6.如图所示,在测定滑轮组机械效率的实验中,下列要求错误的是( )
A.弹簧测力计必须先校零 B.弹簧测力计必须匀速向上拉
C.弹簧测力计必须在静止时读数 D.实验时装置中的直尺必须竖直放置
【答案】C
【详解】A.弹簧测力计使用前必须先校零,故A正确,不符合题意;
B.实验时,应使弹簧测力计做匀速直线运动,故 B正确,不符合题意;
C.若在用弹簧测力 计静止时进行读数,则减小了一部分由于摩擦造成的额外功, 因此得出的机械效率与实际值相比偏高,故C错误,符合题意;
D.要测物体上升的高度和绳端移动的距离,装置旁的直尺必须竖直放置,故D正确,不符合题意。
故选C 。
7.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升钩码,分别做了多次实验,实验数据记录如下:
实验次数
钩码重
钩码上升距离
测力计示数
测力计上升距离
机械效率
1
1.0
5
0.6
15
55.6%
2
1.5
5
0.8
15
3
2.0
5
1.0
15
66.7%
4
2.0
10
1.0
30
66.7%
(1)实验过程中,应缓慢匀速直线拉动弹簧测力计,如图所示,弹簧测力计示数为______________N。
(2)第2次实验时滑轮组的总功是______________,机械效率是______________。
(3)分析第1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越大,滑轮组的机械效率越______________(选填“高”或“低”);分析第3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度______________(选填“有关”或“无关”)。
(4)若不计摩擦及绳重,改变绕绳方式,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率______________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2) 62.5%
(3) 高 无关
(4)不变
【详解】(1)弹簧测力计的分度值为,指针在0.5N下1小格处,示数为。
(2)由实验数据可知,第2次实验提升钩码做的有用功为
弹簧测力计上升的距离为
做的总功为
滑轮组的机械效率为
(3)1、2、3中使用同一滑轮组,钩码上升高度相同,由表格数据可知,随着物重增大,机械效率增高,结论是:使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越大,滑轮组的机械效率越高;
分析3、4次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升相同重物,钩码上升高度不同,由表格数据可知,滑轮组机械效率相同,所以滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
(4)不计摩擦及绳重,滑轮组的机械效率为
只改变绕绳方式,、都不变,所以机械效率不变。
8.学校科技节上,李同学和张同学一起体验了滑轮组座椅,该滑轮组座椅由甲、乙两个滑轮组成,如图所示。李同学坐在座椅上,张同学向下拉动绳子将李同学匀速拉起。为了提高滑轮组座椅的机械效率,可以采取的措施是( )
A.增大绳子的自重 B.减小甲滑轮的重力
C.减小乙滑轮的重力 D.增大拉绳子的速度
【答案】C
【详解】A.增大绳子自重,克服绳重的额外功增加,总功增大、有用功不变,根据可知,机械效率减小,故A错误;
B.甲是定滑轮,工作时固定不动,不需要克服甲的重力做额外功,因此改变甲滑轮的重力不影响机械效率,故B错误;
C.乙是动滑轮,工作时随李同学一起上升,需要克服乙的重力做额外功;减小乙滑轮的重力,额外功减小、有用功不变,由可知,机械效率提高,故C正确;
D.机械效率是有用功与总功的比值,与拉绳子的速度无关,增大拉绳速度不会改变机械效率,故D错误。
故选C。
9.如图所示,用滑轮组匀速提升重为G的物体,若不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为η。当物体被提升的高度为h时,拉力F做的功为( )
A.Gh B. C.Gh·η D.2Gh
【答案】B
【详解】匀速提升重物时,克服物体重力做的功为有用功,可得
根据机械效率的定义,拉力做的功是总功,变形得 ,故选B。
10.用如图所示的滑轮组将重为G的物体提升h高度,已知绳端所需拉力为F,动滑轮自重为,绳端移动的距离为s。则下列表示该滑轮组的机械效率的表达式中正确的是(绳重与各种摩擦均忽略不计)( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】AB.由图可知,承担物重的绳子段数,所以绳端移动距离为,机械效率为
故A正确,B错误;
CD.绳重与各种摩擦均忽略不计的情况下,机械效率
故CD错误。
故选A。
11.工人师傅用如图甲所示的滑轮组将重为700N的物体匀速竖直提升2m,不计绳重和摩擦,滑轮组此次工作时的部分数据如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为6m
B.滑轮组做的额外功为600J
C.绳子自由端受到的拉力为350N
D.若换用质量更小的动滑轮,拉动绳的自由端将图甲中物体再次匀速提升2m,则此次滑轮组的机械效率将小于70%
【答案】B
【详解】A.绳子自由端移动距离
故A错误;
B.
由乙图可知该滑轮组的机械效率,则
额外功为
故B正确;
C.拉力
故C错误;
D.不计绳重摩擦,额外功来自动滑轮重力;换质量更小的动滑轮,动滑轮重力变小,提升相同物体、相同高度时额外功变少,有用功不变,机械效率会大于70%,故D错误。
故选B。
12.某小组在“探究斜面的机械效率的因素”实验中,小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关,小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置。
(1)为探究以上猜想,设计了如下步骤。
把一块长木板的一端垫高,构成一个斜面;用弹簧测力计沿___________方向拉动木块做___________运动,进行相关测量,计算出斜面的机械效率,进行多次实验数据见下面表格。
(2)表格中第三次实验的机械效率为___________(结果保留一位小数),分析表中信息可知该实验是探究___________(选填“小明”或“小聪”)的猜想。
实验
序号
斜面的
倾斜程度
物块的重力
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面的拉力F/N
斜面长
s/m
机械效率
1
较缓
10
0.2
5.5
1
36.4%
2
较陡
10
0.4
7.0
1
57.1%
3
最陡
10
0.6
8.5
1
(3)进一步探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系,分析表格数据可得出的实验结论是:___________;
(4)经过探究得出斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关后,同学们认为该实验中沿斜面的拉力会大于物块受到的摩擦力,请结合斜面的机械效率小于1来说明理由?___________
【答案】(1) 平行斜面 匀速直线
(2) 70.6% 小聪
(3)斜面的粗糙程度一定,斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越高
(4)斜面上额外功;总功,因为斜面机械效率小于1,所以有用功小于总功,额外功也小于总功,s相同,所以,
【详解】(1)实验中为了使拉力大小等于弹簧测力计示数,保证受力平衡,需要沿平行斜面方向拉动木块做匀速直线运动。
(2)第三次实验的有用功
总功
机械效率
表格中实验只改变了斜面的倾斜程度,保持粗糙程度不变,因此是探究小聪“斜面机械效率跟倾斜程度有关”的猜想。
(3)根据表格数据,控制粗糙程度不变时,斜面倾斜程度越大,机械效率越高。
(4)略
13.如图所示,重550N的工人站在水平地面上用滑轮组提起重660N的货物,货物匀速上升2m,提升过程中工人的拉力为400N,不计绳重和摩擦。求:
(1)工人做的有用功是多少?
(2)该滑轮组的机械效率是多少?
(3)若该滑轮组所用绳子能承担的最大拉力为600N,该工人用这个滑轮组能提升物体的最大重力是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)工人做的有用功为
(2)由图可知,绳子的有效段数,拉力做的总功为
滑轮组的机械效率为
(3)不计绳重和摩擦,由可知,动滑轮重为
滑轮组所用绳子能承担的最大拉力为600N,工人重550N,故工人对绳子的最大拉力为
因此能提升的最大物重为
14.甲、乙两人分别用如图所示的滑轮,在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台。不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.甲做的总功比乙多 B.甲装置可以省距离
C.乙装置的机械效率低 D.乙做的总功比甲多
【答案】A
【详解】AD.有用功,因为货物质量相等,提升高度相同,所以甲、乙做的有用功大小相等。
甲使用动滑轮,需要额外克服动滑轮重力做功,即
乙使用定滑轮,无额外功,
所以甲做的总功比乙多,故A正确,D错误;
B.动滑轮的特点是省力费距离,甲使用动滑轮,绳子自由端移动距离是货物上升高度的倍,不能省距离,故B 错误;
C.机械效率,二者有用功相同,甲的总功更大,所以甲的机械效率更低;乙使用定滑轮无额外功,总功等于有用功,机械效率更高,故C错误;
故选A。
15.如图所示,重100N的物体A在滑轮组的作用下,沿水平地面向左匀速直线运动了0.5m,水平拉力F=10N,物体A受到地面摩擦力为18N,下列说法中( )
①绳子自由端移动的距离为0.5m ②总功为10J
③有用功为10J ④滑轮组的机械效率是90%
A.只有①③正确 B.只有②④正确 C.只有①②正确 D.只有③④正确
【答案】B
【详解】图中动滑轮上绳子段数,绳子自由端移动距离,故①错误;
总功,故②正确;
水平滑轮组有用功是克服摩擦力做功,有用功,故③错误;
机械效率,故④正确。
故选B。
16.如图所示,小明进行“测量滑轮组的机械效率”的实验。
(1)除了图示器材外,还需要的实验器材是___________。
(2)实验前先用弹簧测力计测出钩码所受的重力,弹簧测力计在使用前应在竖直方向上进行调零。按图示组装滑轮组,接下来分别记下绳端和钩码的起始位置,是为了测量___________和___________。
(3)实验时匀速缓慢拉动弹簧测力计,在___________(选填“拉动过程中”或“弹簧测力计静止时”)读数,此时拉力大小___________弹簧测力计示数(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)利用图示装置分别进行实验,将测得的实验数据记录在表中。
实验次序
钩码所受的重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
4
0.2
1.8
0.6
74%
4
8
0.1
3.2
0.3
83%
通过比较第___________(填序号)两次数据可得出结论:使用相同滑轮组提升物体时,物体越重,滑轮组机械效率越高。
(5)【拓展】下列能粗略反映同一滑轮组的机械效率与提升重物的关系的图像是___________(填字母)。
A. B.
C. D.
【答案】(1)刻度尺
(2) 绳端移动距离s 钩码上升高度h
(3) 拉动过程中 等于
(4)2、4
(5)C
【详解】(1)根据机械效率的公式,,,测量距离需要用到刻度尺。
(2)根据绳端和钩码的起始位置,用刻度尺测量出有用功和总功公式中的绳端移动距离s和钩码上升高度h。
(3)在拉动过程中读数时轮轴处受到摩擦力的作用,这样才能将所有额外功都包含在总功里面,而弹簧测力计静止时轮轴处不受摩擦力的作用。
绳子受到挂钩的拉力和绳子对挂钩的拉力是一对相互作用力,大小相等。
(4)在探究机械效率与物体重力的关系时,要控制滑轮组承担物重的绳子段数()、物体上升高度相等,改变物体的重力,因此比较2、4两次数据可得出结论。
(5)在粗略判断机械效率与提升物重的关系时,可以忽略绳重和摩擦,此时机械效率
随着物重G变大,机械效率越来越高,但不是成正比的关系。
故选C。
17.建筑工地上经常用如图甲所示的装置提升货物。若电动机拉动绳子的功率保持不变,电动机对绳子的拉力与绳子自由端的移动速度的关系如图乙所示,当重物A以0.1m/s的速度匀速上升30s时,滑轮组的机械效率为90%。不计绳重与摩擦,由图分析,求:
(1)电动机对绳子的拉力做的功和功率;
(2)物体A的重力。
【答案】(1) ,600W
(2)5400N
【详解】(1)由图甲可知,滑轮组绳子段数n=3,当重物A以0.1m/s的速度匀速上升,则绳子自由端的移动速度v=3×0.1m/s=0.3m/s
由图乙可知,当绳子自由端的移动速度v=0.3m/s时,电动机对绳子的拉力F=2000N。因为电动机拉动绳子的功率保持不变,电动机对绳子的拉力做功的功率
已知重物A上升30s,则电动机对绳子的拉力做的功
(2)根据,则
重物A以0.1m/s的速度匀速上升,则重物A被提升的高度为
根据,则物体A的重力
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