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1、第十五講 機械效率 四川專用 1 (2016樂山 16題 2.5分 )如圖所示 ， 通過斜面用平行于斜面 F 200 N的 推力 ， 將質量為 30 kg的物體在 5 s時間內勻速推到 1 m高的平臺上 ， 斜面長 s 2 m。 (g取 10 N/kg)則 ( ) A推力 F做功的功率為 40 W B 斜面的機械效率為 75% C 推力 F做的總功為 300 J D 斜面對物體的摩擦力為 100 N B 2 (2015眉山 40題 3分 )如圖所示 ， 用滑輪組提升重物時 ， 將重 600 N的 物體在 10 s內勻速提升了 2 m， 已知動滑輪重為 100 N(不計繩重和
2、摩擦 )， 則 提升重物的過程中正確的是 ( ) A 繩子自由端拉力 F的大小為 300 N B 滑輪組的機械效率為 60% C 提升物體的過程中 ， 額外功為 200 J D 繩子自由端拉力 F的功率為 150 W C 3 (2016成都 B卷 4題 2分 )(多選 )小李同學利用如圖所示的滑輪組勻速提 升重物。第一次提升的重物 A的重力為 GA， 加在繩子自由端的拉力為 F1， 重 物上升的速度為 v1， 運動時間為 t1；第二次提升的重物 B的重力為 GB， 加在 繩子自由端的拉力為 F2， 重物上升的速度為 v2， 運動時間為 t2。已知 F1 GA 5 8， GB GA 3 2
3、， v1 v2 2 1， t1 t2 2 3。動滑輪的重力不能 忽略 ， 不計繩重與摩擦的影響。下列對兩個過程的分析中 ， 正確的是 ( ) A 拉力之比為 F1 F2 7 8 B 拉力的功率之比為 P1 P2 10 7 C 機械效率之比 1 2 14 15 D 額外功之比 W1 W2 2 3 BC 4 (2016樂山 16題 2.5分 )如圖所示 ， 用滑輪組提升重物時 ， 用大小為 F1 的拉力將重 400 N的物體在 10 s內勻速提升了 2 m， 已知動滑輪重為 100 N(不 計繩重和摩擦 )， 則滑輪組的機械效率為 ____%， 拉力 F1做功的功率為 ____W。如利用該裝
4、置使該物體沿豎直方向勻速下降時 ， 繩子自由端的拉 力為 F2， 則 F1____(填 “ 大于 ”“ 等于 ” 或 “ 小于 ” )F2。 80 100 等于 5 (2015廣安 14題 2分 )如圖所示 ， 起重機將重 6 103 N的貨物勻速提升 10 m， 再水平移動 10 m后靜止 ， 起重機在整個過程中對貨物做功為 J； 若起重機的機械效率為 80%， 則起重機做的額外功為 J。 6 104 1.5 104 6 (2014德陽 11題 4分 )如圖所示 ， 在 20 N的水平拉力 F作用下 ， 重 200 N 的物體沿水平地
5、面向左做勻速直線運動 ， 物體與地面間的滑動摩擦力為 48 N， 則滑輪組的機械效率為 ____；若物體的速度為 0.2 m/s， 則 1 min內拉力 做的功為 ____J。 80% 720 7 (2016德陽 18題 6分 )某實驗小組在測滑輪組機械效率的實驗中得到的數 據如下表所示 ， 實驗裝置如圖所示。 實驗次數 1 2 鉤碼重 G/N 4 4 鉤碼上升高度 h/m 0.1 0.1 繩端拉力 F/N 1.8 1.6 繩端移動距離 s/m 0.3 0.4 機械效率 74.1% (1)通過分析表中數據可知第 2次實驗使用的是 ____(填 “ 甲 ” 或 “ 乙 ” )圖 所示的裝置
6、。 (2)根據表中數據 ， 可以計算出第 2次實驗中的機械效率應 為 。 (3)通過第 1次實驗和第 2次實驗的數據分析可得出結論：使用不同的滑輪 組提升相同的重物時 ， 動滑輪的個數越多 (動滑輪的質量越大 )， 滑輪組的 機械效率 ____(填 “ 越高 ”“ 不變 ” 或 “ 越低 ” )。 乙 62.5% 越低 8 (2016樂山 16題 2.5分 )小坤家新買的房子在 12 m高的樓上 ， 裝修時為 了節(jié)省人工、加快進度 ， 小坤設計了如圖所示的滑輪組來提升裝修材料。 小坤爸爸站在地面上用 1 min時間勻速把 100 kg的水泥吊到了樓上 ， 所
7、用的 拉力是 625 N。求此過程中： (g取 10 N/kg) (1)小坤爸爸的功率有多大？ (2)滑輪組的機械效率是多少？ 解： ( 1 ) W 總 Fs 625 N 24 m 1.5 10 4 J ， P 總 W 總 t 1.5 10 4 J 60 s 250 W ( 2 ) W 有 Gh mgh 100 kg 10 N/kg 12 m 1.2 10 4 J ， W 有 W 總 1.2 10 4 J 1.5 10 4 J 80% 9 (2016雅安 24題 7分 ) 工人用如圖甲所示的滑輪組運送建材上樓 ， 每次 運送量不定?；?/p>
8、組的機械效率隨建材重量變化的圖象如圖乙所示 ， 滑輪和 鋼繩的摩擦力及繩重忽略不計 ， g取 10 N/kg。 (1)若某次運送建材的質量為 50 kg， 則建材的重力是多少？ (2)若工人在 1 min內將建材勻速豎直向上提升了 12 m， 作用在鋼繩上的拉 力為 200 N， 求拉力的功率。 (3)當滑輪組的機械效率為 60% 時 ， 運送建材的重力是多大？ 解： (1) G mg 50 kg 10 N/kg 50 0 N (2)1 min 繩子移動的距離 s 2 h 24 m ， 拉力做的功 W Fs 20 0 N 24 m 48 00 J ， t 1 mi
9、n 60s ， P W t 48 00 J 60 s 80 W (3) 由圖象可知 ， 當 50% 時 ， 重物 G 40 0 N ， W 有 W 總 G h Gh G 動 h G G G 動 即 5 0% 40 0 N 40 0 N G 動 ， 解得 G 動 400 N ， 當 60% 時 ， G G G 動 ， 即 60% G G 40 0 N ， 解得 G 600 N 10 (2016南充 26題 8分 )某人站在水平高臺上用如圖所示的滑輪組提升 重物 ， 不計繩重和摩擦。第一次他勻速提升重物 G1 150 N時 ， 人
10、豎直向上 拉繩的力為 F1， 人對高臺的壓強為 p1；第二次他勻速提升另一重物 G2 270 N時 ， 人豎直向上拉繩的力為 F2， 人對高臺的壓強為 p2。兩次物體勻速上升 的速度均為 0.5 m/s， 人的重力 G人 500 N， 且 p1 p2 14 15。求： (1)若人的雙腳與高臺的總接觸面積為 4 10 2 m2， 當人站在高臺上沒有 拉繩時 ， 人對高臺的壓強。 (2)第一次提升重物時 ， 克服物體重力做功的功率。 (3)第二次提升重物時 ， 滑輪組的機械效率。 解： (1) 因為人站在水平高臺上 ， 所以有 F 壓 G 人 50 0 N ， p F 壓 S
11、50 0 N 4 10 2 m 2 1.25 10 4 Pa (2) 第一次提升重物時 ， P W t ， W Fs ， P W t Fs t F v G v 15 0 N 0.5 m/s 75 W (3) 第一次提升重物 G 1 時 ， F 壓 F N F 1 G 人 1 3 ( G 1 G 動 ) G 人 1 3 (15 0 N G 動 ) 500 N 55 0 N 1 3 G 動 ， 第二次提升重物 G 2 時 ， F 壓 F N F 2 G 人 1 3 ( G 2 G 動 ) G 人 1 3 ( 27 0
12、 N G 動 ) 50 0 N 5 90 N 1 3 G 動 ， p 1 p 2 14 15 ， F 壓 F 壓 14 15 ， 55 0 N 1 3 G 動 59 0 N 1 3 G 動 14 15 ， G 動 30 N ， 在第二次提升重物時 ， W 有用 W 總 W 有用 W 有用 W 額 G 2 h G 2 h G 動 h G 2 G 2 G 動 27 0 N 27 0 N 30 N 90% C 【 例 1】 (2016淄博 )用如圖所示的滑輪組在 10 s內將 300 N的重物勻速提 升 3 m， 已知動滑輪重 30
13、N， 不計摩擦 ， 則 ( ) A 利用滑輪組所做的有用功是 450 J B 繩子自由端移動的速度是 0.9 m/s C 拉力的功率是 99 W D 滑輪組的機械效率是 80% 【 點撥 】 克服物體的重力所做的功為有用功 ， 克服物體重力和動滑輪重 力所做的功為總功 ， 根據 W Gh求出有用功和總功 ， 根據 P W/t求出拉力 的功率 ， 根據 W有 /W總 100%求出滑輪組的機械效率 ， 由圖可知滑輪組 繩子的有效段數為兩段 ， 根據 s nh求出繩端移動的距離 ， 利用 v s/t求出 繩子自由端移動的速度 。 【 方法歸納 】 有用功 、 總功 、 速度公式 、
14、功率 、 機械效率公式 、 滑輪組 s nh的理解和運用并求出有用功和總功是本類型題的關鍵 。 實驗一 測量滑輪組的機械效率 命題點 1 實驗原理： W 有 W 總 Gh Fs ； 2 滑輪的繞線； 3 實驗過程中彈簧測力計要 拉動； 豎直向上勻速 4 實驗目的：從彈簧測力計上讀出拉力 F的值 ， 用刻度尺測出鉤碼提 升的高度 h和彈簧測力計移動的距離 s， 通過已知的鉤碼質量 ， 算出鉤碼重 力 G， 再算出有用功 W有 、總功 W總 、機械效率 ； 5 提高機械效率的方法： (1)采取減輕機械本身的重量和加潤滑油減小摩擦的 辦法減少
15、 ； (2)當額外功一定時 ， 在機械能夠承受的范圍內盡 可能 。 額外功 增加每次提起的物重 【 例 1】 (2016聊城 )在 “ 測量滑輪組的機械效率 ” 實驗中 ， 小麗用如圖所 示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法 ， 分別做了甲、乙、丙三次實驗 ， 實 驗數據記錄如表： (1)在實驗過程中要豎直向上 ____拉動彈簧測力計 ， 使鉤碼升高。 (2)表格中編號處數據應為 ____， 編號處數據應為 。 (3)分析以上實驗數據可以得出如下結論： 同一滑輪組的機械效率主要與
16、 有關。 (4)若將此滑輪組換一種繞繩方法 ， 不計摩擦及繩重 ， 提升相同的物體時 ， 滑輪組的機械效率 ____(填 “ 變大 ”“ 變小 ” 或 “ 不變 ” )。 勻速 2.4 83.3% 提起物體受到的重力 不變 【 點撥 】 在實驗中要豎直向上緩慢 、 勻速拉動測力計 。 由圖示測力計確定 其分度值 ， 讀出其示數 ； 根據 W有 /W總 Gh/Fs， 求出滑輪組的機械效 率 。 圖中實驗中只有提升鉤碼的重力不同 ， 因此研究的是機械效率與提升 鉤碼重力的關系 。 在不計摩擦及繩重情況下 ， 有用功就是提升重物所做的 功 ， 額外功就是
17、提升動滑輪所做的功 ， 根據 W有 /W總 W有 /(W有 W額 ) 可知機械效率與繞繩方法無關 。 4 實驗中控制變量法的應用： (1)探究機械效率與斜面傾斜程度的關系 ， 控制斜面的粗糙程度與物體的 重力相同 ， 改變斜面的傾斜程度； (2)探究機械效率與斜面粗糙程度的關系 ， 控制斜面的傾斜程度與物體的 重力相同 ， 改變斜面的粗糙程度； (3)探究機械效率與物重的關系 ， 控制斜面的傾斜程度與粗糙程度相同 ， 改變物體的重力。 5 分析數據 ， 得出結論： (1)在其他條件一定時 ， 斜面越光滑 ， 機械效率越高； (2)在其他條件一定時 ， 斜面越傾斜 ， 機械
18、效率越高； (3)斜面的機械效率與提升物體的重力無關。 【 例 2】 (南通中考 )用圖示裝置探究 “ 斜面機械效率 ” ， 實驗記錄如下表。 (1)沿斜面拉動物體時 ， 應使其做 運動。 (2)根據圖中測力計的示數 ， 可知第 2次實驗的機械效率為 ____%。由實驗 可得初步結論：斜面傾斜程度相同時 ， 越小 ， 機械效率越大。 (3)第 1次實驗中 ， 木塊所受摩擦力為 ____N。 【 點撥 】 提升重物做的功為有用功 ， 克服摩擦力做的功為額外功 ， 拉力做 的功為總功 ， 求出額外功就可以求出摩擦力 。 由表中提供的數據比較 ， 此實 驗是探究斜面機械效率與斜面摩擦力的關系 。 勻速直線 95.2 摩擦力 0.43
中考物理 第1篇 第十五講 機械效率課件1.ppt
