苏科版九年级物理上册115机械效率分类练习.docx
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苏科版九年级物理上册115机械效率分类练习
(一)斜面
1、如图所示,在相同时间内,用大小相同的拉力F把等质量的甲、乙两物体沿斜面AB、AC从低端拉到斜面顶端。
F对物体做功的功率分别为P甲、P乙,机械效率分别为η甲、η乙.下列分析正确的是( )
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
2、(多选题)工人师傅搬运货物时,在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面,将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15s。
已知车厢高1.5m,木板长3m,货物质量为60kg,沿斜面所用的拉力为400N,g=10N/kg,则下列说法正确的是( )
A.工人做的总功为900JB.工人做的额外功为300J
C.工人做功的功率为60WD.此斜面的机械效率为75%
3、如图所示,斜面长3m,高0.6m,建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150N(忽略绳子的重力)。
则下列说法正确的是( )
A.斜面上的摩擦力是50NB.拉力的功率是50W
C.拉力所做的功是300JD.斜面的机械效率是80%
4、用100N的力沿机械效率为60%的斜面拉一个重400N的物体匀速前进,据此可知斜面的高与长之比为()
A.3:
20B.1:
4C.4:
1D.20:
3
5、如图所示,斜面长5m,高3m,小明用绳子沿斜面将重为300N的木块由斜面底端匀速拉到顶端,拉力大小为240N,绳重不计.则小明对木块做的有用功是J;斜面的机械效率是;木块与斜面间的摩擦力是N.
6、在向车上装货物时,常常用木板搭个斜面,把货物推上去,这样可以省很多力.如图所示,工人师傅用600N的力沿着长4m的斜面,将重1200N的货物推到高为1.5m的车上.求:
(1)工人师傅做的有用功是多少?
(2)工人师傅做的总功是多少?
(3)该斜面的机械效率是多少?
(4)工人师傅沿斜面推货物上升过程中受到斜面的阻力是多少?
7、如图所示,工人师傅在给卡车装货物时,找来一块5m长的木板搭成斜面,他只用600N的推力就把重1600N的大箱子送上1.5m高的车厢,耗时12s.求这一过程中:
(1)工人做的功和功率;
(2)此斜面的机械效率;
(3)为了能省更多的力,工人师傅可采取______的方法.
(2)杠杆
1、斜面是在生活和生产中常见的简单机械,也是物理实验中常用的实验器材。
(1)使用斜面提升物体可以省力。
如图甲,将重力为50N的木块放在长1m、高0.2m的斜面上,沿斜面向上匀速拉动弹簧测力计,记下测力计的示数为16N,则该斜面的机械效率η=________%,木块在斜面上运动时受到的滑动摩擦力为________N.继续探究,可以得出斜面越陡,省力越________(选填“多”或“少”),机械效率越________(选填“高”或“低”)
(2)用斜面“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验,如图乙,使一个小球从斜面上不同高度由静止开始滚下,撞击水平面上的小木块,通过观察________比较小球动能的大小,可以探究物体的动能跟________这一因素的关系。
2、如图所示为一吊运设备的简化模型图,图中虚线框里是滑轮组(未画出)。
滑轮组绳子自由端由电动机拉动,现用该设备先后搬运水平地面上的物体A和B,已知两物体重力GA=1.75GB。
当对A施以竖直向上的拉力TA=1500N时,物体A静止,受到地面支持力是NA;
当对B施以竖直向上的拉力TB=1000N时,物体B也静止,受到地面支持力是NB;且NA=2NB
求:
(1)物体A的重力GA和地面支持力NA大小;
(2)当电动机对滑轮组绳子的自由端施以F=625N的拉力时,物体B恰好以速度v被匀速提升,已知此时拉力F功率为500W,滑轮组机械效率力80%,不计各种摩擦和绳子质量,物体B的速度v为多少?
(3)竖直方向定滑轮
1、市政府投入巨资,对学校的校舍进行安全改造.在施工中,一工人利用如图所示的定滑轮将一桶沙匀速拉到10m高处,沙重90N,所用的拉力是100N.求:
(1)对沙所做的有用功是多少?
(2)拉力移动的距离s是多少?
(3)拉力所做的总功是多少?
(4)定滑轮的机械效率是多大?
(4)水平方向定滑轮
1、如下图所示,重5N的物体B通过定滑轮沿水平方向拉着重50N的物体A向右做匀速直线运动,则A受到的摩擦力为N.若水平桌面足够长,当物体B运动一段时间着地,此后物体A做运动;若施加一个水平向左的拉力F,使物体B匀速上升,则拉力F=N.(不计绳重和绳与滑轮的摩擦)
(5)动滑轮(a)及竖直方向滑轮组
1.工人用如图所示的动滑轮,将重1000N的物体在5s内匀速竖直提升了1m,人对绳自由端的拉力F为600N,不计绳重和摩擦。
以下结论正确的是( )
A.动滑轮的有用功为600JB.动滑轮的重力为400N
C.滑轮的机械效率为83.3%D.拉力F的功率为120W
2.如图,用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。
与提升B相比,提升A的过程滑轮组的机械效率较大。
若不计绳重与摩擦的影响,则提升A的过程( )
A.额外功较小B.额外功较大C.总功较小D.总功较大
3.某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮等重),在相同时间内把重物G提升相同高度,F1和F2大小相等,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.力F1和F2做功的功率相同B.力F1和F2做的总功相同
C.乙滑轮组更省力,两个滑轮组机械效率一样大D.甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
4.如图所示,用滑轮组提升重物时,重400N的物体在10s内匀速上升了1m。
已知拉绳子的力F为250N,则提升重物的过程中( )
A.做的总功是400JB.拉力F的功率是25WC.绳子自由端被拉下1mD.滑轮组的机械效率是80%
5.如图所示,利用滑轮组将重力为2N的物体,以0.2m/s的速度提升0.1m,拉力F为1.2N,下列说法正确的是( )
A.绳自由端移动的速度为0.6m/sB.这个滑轮组是费力机械
C.滑轮组的机械效率为83.3%D.F所做的有用功为0.24J
6.下列有关起重机提升货物时机械效率的说法,正确的是( )
A.有用功越多,机械效率越高B.同一起重机提起的货物越重,机械效率越高
C.额外功越少,机械效率越高D.同一起重机提起同一货物越快,机械效率越高
7.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,把相同的重物匀速提升相同的高度,若不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功相等
B.绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功不相等
C.绳子受的拉力F1和F2大小相等,滑轮组的机械效率相同
D.绳子受的拉力F1和F2大小不相等,滑轮组的机械效率不同
8.如图所示,工人用250N的力将重600N的物体匀速提升2m,在此过程中滑轮组的机械效率和工人所做的额外功分别为( )
A.80%、300JB.80%、1500JC.60%、1200JD.75%、1500J
9.某同学想通过实验来探究“影响滑轮组的机械效率的因素”。
他做了如图所示的实验,并测算了各次实验装置的机械效率。
关于他的实验过程,下列说法中不正确的是( )
A.根据①、②两次实验可知:
滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关
B.根据②、③两次实验可知:
同一滑轮组提起物重越大,机械效率越低
C.根据该同学的探究结论可知,通过适当增大物重可以提高滑轮组的机械效率
D.为使实验的结论更具可靠性,应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律
10.(2018•北京)如图是用动滑轮提升货物A的示意图。
在竖直向上的拉力F的作用下,使重450N的货物A在50s的时间里,匀速竖直上升了10m。
在这个过程中,拉力F做的功为5000J.求:
(1)有用功W有;
(2)拉力F的功率P;
(3)动滑轮的机械效率η。
11、用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M,已知被提升的物体M质量为76kg,M的体积为3×10﹣3m3,在M物体未露出水面的过程中,绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度,此过程中,拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示,不计绳重和摩擦力大小。
求:
(g=10N/kg)
(1)求物体M的重力?
(2)求动滑轮下端挂钩上的绳子拉力?
(3)求滑轮组提升重物的机械效率?
12、如图是工人将重160N的物体匀速放下的过程,已知物体下降的距离为3m,用时3s,工人的拉力为50N,工人质量为50kg。
(物体未浸入水中,且不计绳重及摩擦)
(1)求工人放绳的速度。
(2)求滑轮组的效率η1
(3)如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2,已知η1:
η2=4:
3(物体在水中仍匀速下降,动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦,g=10N/kg)。
求当物体完全浸没水中后,工人对地面的压力。
(6)动滑轮(b)及水平方向滑轮组
1、建筑工人用如图所示的滑轮组,在3s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动1.5m的过程中,所用的拉力大小为375N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。
在此过程中下列说法正确的是( )
A.绳子自由端沿水平方向移动速度是0.5m/sB.物体受到的拉力为750N
C.滑轮组的机械效率为75%D.拉力F的功率为375W
2.小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体A,测出A移动的距离s、水平拉力F和A的重力G。
(1)以上条件能否求出此时滑轮的机械效率η?
,如果能,写出η的表达式;如果条件不足,写出还需补充的物理量的测量步骤和符号,并写出η的表达式 (η用题目已知及补充的物理量符号表示)
(2)若A在10s内运动了4m,A的速度为 。
3.用如图所示滑轮组拉着重为30N的物体A匀速前进0.2m,则绳子自由端移动的距离为 m;若物体A与地面的摩擦力为9N,则拉力所做的有用功是 J;若实际拉力F=4N,则该滑轮组的机械效率为 。
答案
(一)斜面
1.A2.BD3.A4.A5.90075%60
6.
(1)1800J
(2)2400J(3)75%(4)150N
7.
(1)3000J250W
(2)80%(3)在箱子地下垫木棍
(二)杠杆
1、
(1)62.5;6;少;高
(2)被撞击运动距离的远近;速度
2、
(1)当对A施以竖直向上的拉力FA=1500N时,物体A静止,受到地面支持力是NA;
对A,由力的平衡条件可得:
FA+NA=GA,即:
1500N+NA=GA﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
已知两物体重GA=1.75GB,且NA=2NB,
所以①式可写为:
1500N+2NB=1.75GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
当对B施以竖直向上的拉力FB=1000N时,物体B静止,受到地面支持力是NB;
对B,由力的平衡条件可得:
FB+NB=GB,即:
1000N+NB=GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
②﹣③得,500N+NB=0.75GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
③﹣④得,500N=0.25GB,解得GB=2000N,
代入解得:
NB=1000N,GA=3500N;NA=2000N;
(2)已知绳子自由端的拉力F=625N,η=80%,物体B重为2000N,设承担物重的绳子段数为n,
则η=
=
=
=
=80%,
解得:
n=4。
又因为拉力F做功的功率P=500W,
由P=Fv得,绳子自由端运动的速度为:
v绳=
=
=0.8m/s,
则物体B匀速上升的速度为:
v=
v绳=
×0.8m/s=0.2m/s。
答:
(1)物体A的重力GA是3500N;地面支持力NA大小是2000N;
(2)物体B的速度v为0.2m/s。
(三)竖直方向定滑轮
1、
(1)900J
(2)10m(3)1000J(4)90%
(四)水平方向定滑轮
1、5减速10
(五)动滑轮(a)及竖直方向滑轮组
1.C2.D3.D4.D5.C6.B7.A8.A9.B
10.解:
(1)有用功:
W有=Gh=450N×10m=4500J;
(2)已知拉力F做的功为5000J,即W总=5000J,
拉力做功的功率:
P=
=
=100W;
(3)动滑轮的机械效率:
η=
=
×100%=90%。
答:
(1)有用功为4500J;
(2)拉力F的功率为100W;(3)动滑轮的机械效率为90%。
11
(1)760N
(2)730N(3)91.25%
12
(1)4m/s
(2)80%(5)525N
(6)动滑轮(b)及水平方向滑轮组
1、D2.
(1)不能;η=
×100%;
(2)0.4m/s。
3.0.6;1.8;75%。
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