陕西省中考物理一轮复习基醇点一遍过第十一章简单机械和功命题点3机械效率0502289.docx
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陕西省中考物理一轮复习基醇点一遍过第十一章简单机械和功命题点3机械效率0502289
第十章 简单机械和功
命题点3 机械效率
1.（全国视野创新题推荐·2019长春）如图所示，用甲、乙滑轮组在相同时间内分别将A、B物体匀速提升相同高度，已知物体受到的重力GA>GB，滑轮组的机械效率η甲<η乙（忽略绳重和摩擦）．下列判断正确的是（ ）
第1题图
A.两滑轮组绳端移动的距离相等
B.甲滑轮组的有用功比乙的少
C.甲滑轮组的总功率比乙的小
D.甲滑轮组的动滑轮比乙的重
2.（2019常州）如图所示，斜面高2m、长4m，小明用平行于斜面的拉力F，将重400N的物体从斜面底端拉到顶端，已知拉力F＝250N．对此过程，下列结果中正确的是（ ）
第2题图
A.有用功为1000J
B.总功为1600J
C.额外功为200J
D.机械效率为60%
3.（2019铁岭）如图所示，工人用160N的拉力F将重为300N的木箱10s内匀速拉到长3m、高1m的斜面顶端．下列说法正确的是（ ）
第3题图
A.拉力F做功的功率是16W
B.克服木箱重力做功是900J
C.斜面的机械效率是62.5%
D.若只改变斜面的倾斜角度，斜面的机械效率不变
4.（2019荆州）湖北省第二届园林博览会将于2019年9月28日在荆州开幕．在某场馆建设中，采用了如图所示的装置提升重物，当工人师傅们用1000N的拉力F向下拉绳，使重1600N的重物匀速上升了5m，此过程中克服绳重和摩擦做功500J，下列说法中正确的是（ ）
第4题图
A.拉力F做功为5×103J
B.缠绕在动滑轮上每股绳的拉力为800N
C.动滑轮重为300N
D.滑轮组的机械效率为75%
5.（2019福建）工人用如图所示的机械将物体匀速提升到某一高度，若物体的重力与滑轮的重力之比G物∶G滑轮＝9∶1，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为（ ）
第5题图
A.10% B.45%
C.80%D.90%
6.（2019南京）建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示，在匀速起吊重4.2×103N的物体时，物体5s内上升了6m，此过程中有用功为________J，钢丝绳移动的速度为________m/s；若滑轮组的机械效率为70%，则额外功为________J，拉力F为________N，其功率为________W.
第6题图
7.（2019绥化）如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置．测得的实验数据如下表．
实验次数
物重G/N
物体上升
高度h/m
拉力F/N
绳端移动
距离s/m
机械效率η
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6%
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7%
3
4
0.1
1.8
0.3
第7题图
（1）实验过程中，应竖直向上______拉动弹簧测力计．
（2）第三次实验中滑轮组的机械效率是________．
（3）分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重________，滑轮组的机械效率越高．
（4）若在第三次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，则拉力F的功率为________W.
（5）创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验，每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值，则创新小组测量值偏大的原因可能是________.（填字母）
A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方
B．弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C．所使用的动滑轮的重力小于智慧小组
8.如图是为了上山方便而修建的盘山公路．为什么盘山公路要修成S形呢？
因为盘山公路相当于斜面．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，求：
（1）车行驶过程中牵引力所做的功；
（2）该盘山公路的机械效率；
（3）车在行驶过程中所受的阻力．
第8题图
9.（2019德州）小强用如图所示装置在10s内将重为450N的货物匀速提升2m，此过程中拉力F的功率为120W．求：
第9题图
（1）提升装置所做的有用功；
（2）拉力F做的功；
（3）该滑轮组的机械效率．
10.（2019天水）在修建天水市体育中心的施工过程中，起重机在4s内将质量为5×103kg的钢材沿竖直方向匀速提升了2m，而它的电动机做的功是2×105J．（g取10N/kg）求：
（1）钢材上升过程中的速度．
（2）起重机对钢材所做的有用功．
（3）起重机的机械效率．
11.如图是爬梯式混凝土搅拌机，它由搅拌部分和提升部分组成，整机质量为2000kg，其部分参数如下表所示．工作时，搅拌机将原料加工成混凝土后自动倒入运料斗，在提升电机的带动下，运料斗通过顶端的定滑轮沿竖直爬梯上升到一定位置，然后将混凝土卸下．
搅拌部分
提升部分
搅拌机容量（L）
800
提升电机输
出功率（kW）
5
搅拌电机输
出功率（kW）
5.5
空运料斗重（N）
600
（1）若某次搅拌后，得到密度为2×103kg/m3、体积占搅拌机容量的混凝土，且搅拌机与地面接触面积为0.05m2，求此时搅拌机对水平地面的压强是多大？
（g＝10N/kg）
（2）现将装有4000N混凝土的运料斗提升16m高用时16s，则提升电机提升混凝土的效率是多少？
提升过程中运料斗受到爬梯的阻力是多大？
（不计绳重、滑轮轴摩擦及空气阻力）
第11题图
参考答案及解析
命题点3 机械效率
1.D 【解析】由图可知，滑轮组绳子的有效股数n甲＝3，n乙＝2，则s甲＝3h，s乙＝2h，则两滑轮组绳端移动的距离不相等，A错误；已知物体受到的重力GA＞GB、上升的高度相同，根据W有＝Gh可知，甲滑轮组的有用功比乙的多，B错误；由B可知，W有甲＞W有乙，已知滑轮组的机械效率η甲＜η乙，由η＝
可得，甲滑轮组的总功比乙的大，已知时间相同，由P＝
可知，甲滑轮组的总功率比乙的大，C错误；忽略绳重和摩擦，由η＝
＝
＝
可得，η甲＝
，η乙＝
，因为GA＞GB，η甲＜η乙，所以甲滑轮组的动滑轮比乙的重，D正确．故选D.
2.C 【解析】小明对物体做的有用功是：
W有＝Gh＝400N×2m＝800J，A错误；对物体做的总功是：
W总＝Fs＝250N×4m＝1000J，B错误；此过程中的额外功是：
W额＝W总－W有用＝1000J－800J＝200J，C正确；此斜面的机械效率为：
η＝
×100%＝
×100%＝80%，D错误．故选C.
3.C 【解析】拉力F做的总功W总＝Fs＝160N×3m＝480J，时间t＝10s，所以功率P＝
＝
＝48W，A错误；克服木箱重力做的功是有用功，所以有用功W有用＝Gh＝300N×1m＝300J，B错误；斜面的机械效率η＝
×100%＝
×100%＝62.5%，C正确；由计算可知，η＝
×100%＝
×100%＝
sinθ×100%，所以斜面与地面的夹角θ越大，斜面的机械效率越大，D错误．故选C.
4.C 【解析】拉力做的总功为W总＝Fs＝1000N×5m×2＝104J，A错误；缠绕在动滑轮上每股绳子的拉力是1000N，B错误；有用功W有＝Gh＝1600N×5m＝8000J，提升动滑轮的额外功为W动＝W总－W有－W绳＝10000J－8000J－500J＝1500J，动滑轮的重力为G动＝
＝
＝300N，C正确；机械效率为η＝
×100%＝
×100%＝80%，D错误．故选C.
5.D 【解析】滑轮组的机械效率为η＝
×100%＝
×100%＝
×100%＝
×100%＝
×100%＝90%，故选D.
6.2.52×104 3.6 1.08×104 2×103 7.2×103
【解析】有用功W有＝Gh＝4.2×103N×6m＝2.52×104J，钢丝绳移动的速度v＝
＝
＝3.6m/s；η＝
＝
＝
，所以拉力为F＝
＝
＝2×103N，拉力的功率为P＝Fv＝2×103N×3.6m/s＝7.2×103W，总功为W总＝Fs＝2000N×6m×3＝3.6×104J，额外功为W额＝W总－W有＝3.6×104J－2.52×104J＝1.08×104J.
7.
（1）匀速缓慢
（2）74.1% （3）越大（越重） （4）0.54
（5）C
【解析】
（1）实验中要竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，使物体升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；
（2）机械效率为η＝
×100%＝
×100%＝
×100%≈74.1%；（3）分析表中实验数据可得出结论：
使用同一滑轮组，重物越重，机械效率越高；（4）拉力端移动的速度v＝3×0.1m/s＝0.3m/s，拉力的功率P＝Fv＝1.8N×0.3m/s＝0.54W；（5）测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方，拉力测量变大了，机械效率变小，A不符合题意；弹簧测力计每次拉动钩码时均加速上升，拉力变大，机械效率变小，B不符合题意；创新小组所使用的动滑轮的重力小于智慧小组，克服动滑轮做的功减小，额外功减小，机械效率变大，C符合题意．故选C.
8.解：
（1）车行驶过程中牵引力所做的功W总＝Fs＝2.5×104N×200m＝5×106J
（2）货车重力G＝mg＝5000kg×10N/kg＝5×104N
牵引力做的有用功W有用＝Gh＝5×104N×30m＝1.5×106J
该盘山公路的机械效率
η＝
×100%＝
×100%＝30%
（3）额外功W额＝W总－W有用＝5×106J－1.5×106J＝3.5×106J
由W额＝fs可得阻力f＝
＝
＝1.75×104N
9.解：
（1）提升装置所做的有用功W有用＝Gh＝450N×2m＝900J
（2）由P＝
得，拉力做的总功W总＝Pt＝120W×10s＝1200J
（3）滑轮组的机械效率η＝
×100%＝
×100%＝75%
10.解：
（1）钢材上升的速度为v＝
＝
＝0.5m/s
（2）钢材受到的重力为G＝mg＝5×103kg×10N/kg＝5×104N
起重机提升钢材所做的有用功为W有＝Gh＝5×104N×2m＝1×105J
（3）起重机的机械效率是η＝
×100%＝
×100%＝50%
11.解：
（1）搅拌混凝土的重量G混凝土＝ρ混凝土V混凝土g＝2×103kg/m3×
×800×10－3m3×10N/kg＝8000N
搅拌后，搅拌机对地面的压力等于总重F＝G总＝G机＋G混凝土＝2000kg×10N/kg＋8000N＝2.8×104N
搅拌机与地面的接触面积为0.05m2，搅拌机对水平地面的压强p＝
＝
＝5.6×105Pa
（2）电机做的有用功W有用＝Gh＝4000N×16m＝6.4×104J
消耗的电能为W电＝Pt＝5000W×16s＝8×104J
提升电机的效率为η＝
×100%＝
×100%＝80%
提升过程中所做的额外功W额＝W电－W有用＝8×104J－6.4×104J＝1.6×104J
额外功包括提升电机克服运料斗重力以及爬梯对运料斗的阻力做的功
由W＝fs可知，运料斗受到爬梯的阻力为f＝
－G运料斗＝
－600N＝400N
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