知识点
第3节 机械效率1、有用功：定义：对人们有用的功。公式：W有用＝Gh（提升重物）＝W总－W额=ηW总斜面：W有用＝Gh2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。公式：W额＝W总－W有用＝G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）斜面：W额＝fL3、总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功公式：W总＝W有用＋W额＝FS＝斜面：W总＝fL+Gh＝FL4、机械效率：定义：有用功跟总功的比值。5、有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。6、提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。7、机械效率的测量：（1）原理：
（2）应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。（3）器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。（4）步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。（5）结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：①动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。②提升重物越重，做的有用功相对就多。③摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。8、绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。同步练习
第3节 机械效率一、选择题1. 一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比较（ ）A. 额外功减少，总功增多B. 有用功不变，总功减少C. 功率变大，机械做功更多D. 机械效率提高，机械做功加快2. 下列说法中正确的是（ ）A. 机械效率大的功率一定大B. 机械做功时，做的有用功越多，机械效率越大C. 机械做功时，工作时间越短，功率一定越大D. 利用机械做功时可以省力或省距离，但不能省功3. 甲、乙两人用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的（a）、（b）两个滑轮组，把相同物体提升了相同的高度，则两滑轮组的效率ηa和ηb及甲、乙两人所用的力F甲和F乙的比分别是（不计摩擦及绳重）（ ）A. 2:3 2:3 B. 3:2 3:2C. 1:1 2:3 D. 1:l 3:24. 如图所示，分别用甲、乙两个滑轮组，在5 s内将重为100 N的物体G匀速提升2 m，每个滑轮的重均为10 N．不计绳重及摩擦，此过程中（ ）A. F甲小于F乙B. 甲的机械效率小于乙的机械效率C. F甲做的功小于F乙做的功D. F甲做功的总功率等于F乙做功的总功率5. 某实验小组分别用图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物，上升相同的高度．不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（ ）A. 甲图更省力，两图机械效率相同B. 甲图更省力，而且机械效率高C. 乙图更省力，两图机械效率相同D. 乙图更省力，而且机械效率高6. 已知甲机器的机械效率是65%，乙机器的机械效率是80%，那么下列说法中正确的是（ ）A. 甲机器一定比乙机器省力B. 甲机器一定比乙机器省距离C. 甲机器做的有用功一定比乙机器多D. 以上说法都不对7. 下列说法中正确的是（ ）A. 机械效率越高，机械做功一定越快B. 做功越多的机械，机械效率一定越高C. 做功越快的机械，功率一定越大D. 功率越大的机械做功一定越多8. 关于机械效率，下列说法正确的是（ ）A. 有用功越大，机械的机械效率就越高B. 额外功越大，机械的机械效率就越低C. 总功越大，机械的机械效率就越低D. 有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高9. 小明和体重较大的爸爸帮助邻居各扛一袋质量为10 kg的大米，从一楼爬到三楼，爸爸用时较短，则小明与爸爸所做的（ ）A. 有用功相等B. 总功相等C. 总功率相等D. 有用功和总功的比值相等10. 甲同学用水桶从井里提水，乙同学用绳把掉在井中的桶捞上来，水桶里带了一些水，关于两同学做有用功、额外功的说法正确的是（ ）A.甲提水桶做的功都是有用功 B.乙提水桶做的功都是有用功C.甲提水桶对桶做的功是额外功 D.乙提水桶对桶做的功是额外功11. 如图所示，在大小为1 000 N的拉力F作用下，滑轮组将1 800 N的重物匀速提升了0.5 m，设滑轮组摩擦不计．则在此过程中（ ）A. 做的有用功是500 JB. 做的总功是1 500 JC. 滑轮组的机械效率是90% D. 若减缓重物的提升速度，滑轮组的机械效率会相应的减小12. 用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，绳子受的拉力分别为F1、F2，保持甲、乙两绳自由端的速度相同，把相同的物体匀速提升相同的高度．若不计绳重及轴处摩擦，下列说法正确的是（ ）A. F1和F2大小不相等，滑轮组的机械效率相同B. F1和F2大小不相等，F1和F2的功率相同C. 绳子自由端移动的距离不相等，物体运动的时间相同D. 绳子自由端移动的距离相等，F1和F2做的功相同13. 如图所示的两个滑轮组分别把重力相等的两个物体提升相同的高度，所用的拉力F1=F2，比较两拉力所做的功W1、W2及两滑轮组的机械效率η1、η2，则有（ ）A. W1>W2，η1<η2 B. W1<W2，η1<η2C. W1=W2，η1=η2 D. W1<W2，η1>η214. 在一个高为h、长为L的斜面上，用沿斜面向上的力F把重为G的木块匀速向上拉的过程中，如果斜面的机械效率为η，则木块和斜面间的摩擦力表达式错误的是（ ）A. F（1–η） B.C. D.15. 如图所示，工人师傅用600 N的力沿着4 m长的斜面，将重1 200 N的油桶匀速推到高1.5 m的车上，则下列说法正确的是（ ）A. 利用斜面是为了省功B. 工人师傅做功900 JC. 油桶在斜面滚动的摩擦力为600 ND. 把油桶滚上去而不是推上去，是为了提高斜面机械效率16. 山区里的挑夫挑着物体上山时，行走的路线呈“S”形，目的是（ ）A. 加快上山时的速度B. 省力C. 减小对物体的做功D. 工作中养成的生活习惯17. 如图所示，斜面长10 m，高4 m，用沿斜面方向的推力F，将一个质量为50 kg的货物由斜面底端匀速推到顶端，运动过程中克服摩擦力做功500 J（g取10 N/kg），下列说法正确的是（ ）A. 机械效率为80% B. F=300 NC. 摩擦力为100 N D. 条件不足无法计算18. 如果不考虑摩擦，使用简单机械（ ）A. 一定可以省力B. 可以省功C. 可以提高机械效率D. 以上说法都不对19. 用如图所示滑轮组提起重300 N的货物，人所用的拉力为200 N，绳子的自由端被拉下1 m，在此过程中，下面说法不正确的是（ ）A. 人用的拉力所做的总功为200 JB. 滑轮组提升货物所做的有用功为100 JC. 额外功为50 JD. 滑轮组的机械效率为75%20. 如图所示，用甲、乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度时，拉力做功的功率为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙（不计绳重与摩擦）．下列判断正确的是A. P甲=P乙η甲=η乙 B. P甲<P乙η甲>η乙C. P甲<P乙η甲<η乙 D. P甲>P乙η甲>η乙二、填空题21. 某机械的机械效率为80%，使用它做400 J的有用功，需同时做________ J的额外功．22. 如图，甲、乙杠杆的质量和长度均相同．分别使用甲乙杠杆将物体A提升相同的高度，则在工作过程中，甲、乙杠杆的机械效率相比η甲_______η乙（填“>”“=”或“<”）．23. 用图甲、乙两种方式匀速提升重为100 N的物体，已知滑轮重20 N，绳重和摩擦力不计．则手的拉力F甲_______F乙；机械效率η甲_______η乙（填“<”“=”或“>”）．24. 斜面也是一种简单机械．工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上，如图所示，斜面高为1 m，长为3 m，工人用400 N沿斜面方向的力将重为900 N的箱子推到车上．在这过程中工人做的总功是_______J，此斜面的机械效率是_______，重物移动过程中的摩擦力是_______N．25. 学校的物理兴趣小组在“探究滑轮组的机械效率”时设计了如图所示的实验装置，钩码总重6 N，由图可知，弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳时的拉力为_______N，钩码4 s内上升0.2 m，上升过程中钩码的机械能________（填“变大”“变小”或“不变”），该滑轮组的机械效率为_______（保留一位小数）．26. 如图所示，重500 N的物体与地面间的摩擦力为144 N，为使物体匀速移动6 m，必须在绳的自由端加60 N的水平拉力．那么拉力做的有用功是___________J，此滑轮组的机械效率为_______．27. 小明在探究利用杠杆做功的实践活动中，所用的杠杆是一根质量均匀、重为5 N的硬棒，他将棒的一端固定，把重为15 N的物体挂在棒的中点，然后用手缓慢竖直向上提起棒的另一端，如图所示，若把物体提升了10 cm，则小明作用在杠杆上的拉力是_______N，此过程中杠杆的机械效率是_______．28. 如图甲所示，用弹簧秤将重为3.9 N的物块从斜面的底端匀速拉至顶端，则物块所受拉力为_________N，已知斜面的高为2 m，长为4 m，则拉力做功为__________J，斜面的机械效率为_______．若用图乙所示装置匀速提升该重物上升0.5 m，当其机械效率与斜面相同时，竖直向上的拉力为_______N，该过程所做的额外功为_______J．三、实验题29. 某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中（1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上_______拉动弹簧测力计．（2）第二次实验中，2 s内钩码上升的高度为0.1 m，则它运动的速度为_______m/s．（3）第三次实验中，绳端移动的距离为_______m，滑轮组的机械效率为_______．（4）分析比较第一、二两次实验数据，有用功W有1_______W有2，滑轮组的机械效率η1_______η2（两空均选填“>”“=”或“<”）．由此可知，可采用____________的方法来提高滑轮组的机械效率．30. 用图示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如表．（1）沿斜面拉动物体时，应使其做_______运动．（2）根据图中测力计的示数，可知第2次实验的机械效率为_______ %．由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，_______越小，机械效率越大．（3）第1次实验中，木块所受摩擦力为________N．四、计算题31. 如图所示，斜面长L=10 m，高h=4 m．用沿斜面方向的拉力F，将一个重物G为100 N的物体由斜面底部匀速拉到顶端B，运动过程中物体克服摩擦力做功100 J，求：（1）拉力F的大小；（2）斜面的机械效率；（3）我们知道，使用任何机械都不能省工，若摩擦力为f，请根据功的原理推导．32. 一辆汽车不慎陷入泥坑，司机用如图所示的滑轮组将汽车拖出．已知整个过程中，水平拉力F是1×104 N，汽车沿水平方向匀速移动了4 m，滑轮组的机械效率为80%．求：（1）拉力F做的总功．（2）有用功为多大？ 参考答案一、1.B2.D3.D4.D5.C6.D7.C8.D9.A10.C11.C12.A13.D14.C15.D16.B17.A18.C19.B20.B二、21.10022.<23.>>24.1 20075%10025.2.4 变大 83.3%26.86480%27.1075%28.2.610.475%1.730.65三、29.(1)匀速 (2)0.05 (3)0.4580% (4)<< 增加物重30.(1)匀速直线 (2). 95.2 摩擦力 (3)0.4331.(1)有用功W有＝Gh＝100N×4m＝400J，总功W总＝W有W额＝400J100J＝500J，由W＝Fs可得，拉力的大小F50N；(2)斜面的机械效率η×100%×100%＝80%；(3)拉力做的总功等于克服物体重力做的有用功加上克服摩擦力做的额外功，因此W总＝W有W额，即FL＝GhfL，整理可得：Ff.32.（1）承担车的拉力的绳子股数n＝3，拉力移动的距离s′＝3s＝3×4m＝12m，拉力做的总功：W总＝Fs′＝1×104N×12m＝1.2×105J，（2）∵＝80%，对车做的有用功：W有用＝W总×η＝1.2×105J×80%＝9.6×104J.免责声明：本文所有图文、音视频均来自网络，仅供学习交流使用，版权归原作者所有，除非无法确认，我们都会标明作者及出处，如有侵权烦请告知，我们会立即删除并表示歉意。谢谢！