11.5机械效率 课时作业（含答案）

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1、机械效率5 分钟训练(预习类训练，可用于课前 )1.人们在使用简单机械提升物体时做的功，如何计算？不用机械，直接用手把物体搬到一定的高度所做的功，又怎么计算？2.在上节课“探究使用简单机械是否省功”的实验中，使用机械所用的力是根据机械的特点由计算得出的，从而得出功的原理：使用机械做的功等于直接用手做的功。那么，在计算使用机械所用的力时是否考虑了机械受到的重力及摩擦力？小红在学习了“功” 这节课后，对“ 使用机械做的功等于直接用手做的功 ”还存在疑问，于是，她找来了动滑轮及相关的器材，验证这个结论，结果发现测量出的使用机械做的功比直接用手所做的功多，这跟功的原理矛盾吗？请你帮她分析原因。3.如何

2、计算有用功和总功？机械效率的计算公式是什么？10 分钟训练(强化类训练，可用于课中 )1.关于机械效率的说法正确的是（）A.越省力的机械，其机械效率越高B.越费力的机械，其机械效率越高C.做的有用功越多，机械效率越高D.有用功一定时，额外功越少，机械效率越高2.要提高某一机械的效率，可以采取的正确方法是（）A.增加机械做功的时间 B.减少机械做功的时间C.有用功一定，减少额外功 D.增加重物上升的高度3.小刚用一个动滑轮把 50 kg 的物体提高 1 m 所用的力是 294 N，那么他做的总功和有用功分别是（）A.490 J、490 J B.490 J、294 JC.588 J、294 J D

3、.588 J、490 J4.课本图中的三种方法中，运沙子做的有用功为_J，其中第_种方法做的总功最少，第_种方法的效率最高。5.用如图所示的滑轮组匀速提升钩码，已知钩码总重 8 ，弹簧测力计的示数为 3 ，绳子自由端被拉上去了 30 cm，则使用该滑轮组做的总功为_，额外功为_，这个滑轮组的机械效率是_。30 分钟训练(巩固类训练，可用于课后 )1.下列说法中正确的是（）A.机械效率越高，越省时间B.机械效率可能等于 1C.机械效率越高，越省力D.机械效率越高，有用功占总功的比例越大2.如图，是工人师傅往高处运送货物的两种方法，提升的重物均为 500 ，动滑轮重均为 10 ，不计摩擦和绳子重。

4、下列说法中正确的是（）A.甲图中的拉力等于乙图中的拉力B.甲图中的拉力小于乙图中的拉力C.甲图中的机械效率等于乙图中的机械效率D.甲图中的机械效率大于乙图中的机械效率3.下列哪种措施可以提高滑轮组的机械效率（）A.增加物体移动的距离B.改变绳子的绕法C.增加物体的质量D.增加动滑轮的个数4.小红在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时，提出下列假设：机械效率可能跟动滑轮重有关机械效率可能跟被拉物体重有关机械效率可能跟被拉物体上升的高度有关机械效率可能跟承重绳子的段数有关然后小婷设计了如图所示的实验验证，进行对比来验证小红提出的假设，则该实验验证的假设是（）A. B. C. D.5.如图，在“测

5、定滑轮组的机械效率”的实验中，如果没有刻度尺，对于如图 15-2-4 所示的滑轮组，只要用弹簧测力计测出钩码受到的重力 ，然后_拉动弹簧测力计使重物升高，读出拉力 的值就可以算出 _ 。6.如图所示，小刚用如图所示的动滑轮，拉着物体 M 以 0.5 m/s 的速度在水平面上做匀速直线运动，物体重 20 ，它受到的摩擦力是物重的 0.2 倍，水平拉力为 25 。2 s内拉力做的功是_，该动滑轮的机械效率是_。7.李明在做“测定斜面的机械效率”的实验，他把测得的数据记录在下面的表格中，并算出了该斜面的机械效率。斜面长 s/m 斜面高h/m物重 G/N 拉力 F/N 有用功/J 总功/J 机械效率0

6、.5 0.25 2 1.5 0.5 0.5 100%在相互交流中，李洋一眼就看出李明测得的机械效率是错的，他告诉李明机械效率不可能为 100%。（1）请你帮李明找找机械效率为 100%的原因是_，李明测得的实际机械效率应为_。（2）若李明还用这个斜面去拉重为 5 N 的木块，该斜面的机械效率将_。（选填“变大”“变小”或“ 不变”）8.用一个动滑轮将重 600 的物体匀速拉上高处，拉力应不小于_，若动滑轮的机械效率为 75，则拉力应为_。9.如图所示，小周学过有关“机械效率”的知识后提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系?”针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，

7、并记录实验数据如下：实验次数斜面的倾斜程度物体重G/N物体上升高度h/m沿斜面拉力F/N物体移动距离s/m有用功W 有 /J总功 W总 /J机械效率 1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 63%2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1.1 68%3 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50(1)根据表中数据，可求出第三次实验的有用功为_J ，总功为_J，机械效率是_；(2)通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越_；(3)通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题 可获得的初步结论是：_。10.如图所示

8、，用滑轮组提起重 900 N 的物体，绳子自由端拉力 F 为 400 N，重物在 20 s 内匀速上升了 10 m。求：(1)物体上升的速度；(2)提起物体所做的有用功；(3)滑轮组的机械效率。答案5 分钟训练(预习类训练，可用于课前 )1. 解析：根据功的计算公式，使用简单机械提升物体时做的功 W1 等于人们使用机械时用的力 F 乘以这个力移动的距离 s；直接用手把物体搬到一定的高度所做的功 W2 等于搬物体用的力乘以物体上升的高度 h，而搬物体用的力等于物重 G,这样就可以得出做功的计算方法。答案：W 1=FsW2=Gh2. 解析：在利用杠杆和滑轮求拉力时，都把它们当成了理想机械，当然没有

9、考虑机械受到的重力及摩擦力。这跟功的原理并不矛盾，因为功的原理是在没有考虑机械受到的重力及摩擦力的条件下才成立的。而使用动滑轮提物体时，不可避免地要把动滑轮也提上去，如果再考虑摩擦和绳子重，使用动滑轮做的功要比直接用手做的功多。答案：没有考虑机械受到的重力及摩擦力。这跟功的原理并不矛盾，因为功的原理是在没有考虑机械重及摩擦的条件下才成立的；而使用动滑轮提物体时，不可避免地要把动滑轮也提上去，如果再考虑摩擦和绳子重，使用动滑轮做的功要比直接用手做的功多。3. 解析：通过预习积累与机械效率有关的感性知识，为学好本节课打下基础。根据有用功和总功的定义可得计算有用功和总功的方法。答案：总功等于使用机械

10、时用的力乘以这个力移动的距离；有用功等于直接用手做的功。= 有用 / 总 。10 分钟训练(强化类训练，可用于课中 )1. 解析：根据 = 有用 / 总 可得，机械效率的高低跟机械是否省力和费力无关。当 总 一定时， 有用 越大， 才越大。只根据 有用 越多，无法确定 的高低。由 = 有用 / 总 、 总 = 有用 + 额外 可得 = 有用 /（ 有用 + 额外 ），所以可判断选项 D 是对的。答案：D2. 解析：在使用机械时，改变机械做功的时间或高度，有用功和总功会同时改变相同的倍数，由 = 有用 / 总 可得，机械效率不会改变。由 = 有用 / 总 、 总 = 有用 + 额外 可得 = 有

11、用 /（ 有用 + 额外 ），当 有用 一定时， 额外 越少， 就越高。答案：C3.解析：根据动滑轮的特点可知，物体上升 m，绳子的自由端要移动 m，根据总功和有用功的计算公式得 总 = s=294 N2 m=588 J， 有用 = h=mgh=50 kg9.8 N/kg1 m=490 J。答案：4. 解析：根据 =Fs 求出有用功： 有用 =G 沙 h=100 N6 m=600 J 和三种方法中的总功，再加以比较。根据 = 有用 / 总 求出三种方法的效率，通过比较得出答案。答案：600 三三5.解析：根据该滑轮组的组装，可看出有三段绳子承担钩码，那么绳子自由端移动的距离是钩码移动距离的倍，

12、由 总 s、 有用 h、 总 = 有用 + 额外 可求出使用滑轮组做的总功和额外功，再根据 = 有用 / 总 求出机械效率。答案：0.9 0.19030 分钟训练(巩固类训练，可用于课后 )1. 解析： 本题考查对机械效率概念的理解。根据 = 有用 / 总 可知机械效率与时间和力无关；因为在使用机械时，总功总大于有用功，所以机械效率总小于。根据机械效率的定义可判断选项是正确的。答案：2. 解析：因为不计摩擦和绳子重，根据滑轮组省力情况，可以判断两种方法所用拉力的大小以及绳子末端和物体移动的距离之间的关系。在甲图中的拉力等于滑轮和重物总重的 1/2，拉力移动的距离等于重物的 2 倍，在乙图中的拉

13、力等于滑轮和重物总重的 1/3，拉力移动的距离等于重物的 3 倍，所以甲图中的拉力大于乙图中的拉力。依据 = 有用 / 总Gh/Fs，求出机械效率进行比较。答案：C 3. 解析：对于一个固定的滑轮组来说，承担重物的绳子的段数为 n，那么绳子末端移动的距离就是重物移动距离的 n 倍，所以 = 有用 / 总 h s= /nF mg/n ，由此可知滑轮组的机械效率跟距离无关，跟物体受到的重力有关。因为在使用滑轮组时，做的额外功主要是克服动滑轮的重力做的功，所以改变绳子的绕法不会改变机械效率，只有动滑轮越重即个数越多，做的额外功就越多，机械效率反而低。答案：4. 解析：从题中的假设可以看出，机械效率可

14、能受多个因素的影响，在验证其中某个因素是否影响机械效率时要用控制变量法。比较本实验，可以看出实验中动滑轮相同，物体重相同，而承重绳子的段数不同。对滑轮组来说，滑轮组的机械效率跟物体上升的高度无关。通过比较可以得出答案。答案：D5.解析：对于滑轮组来说，承担重物的绳子的段数为 n，那么绳子末端移动的距离就是重物移动距离的 n 倍，所以 = 有用 / 总 h s= /nF。答案：匀速 /F6.解析：题中是用动滑轮拉物体，那么， 有用 不等于 h，因为直接用手拉物体用的力不等于物重，而等于物体受到的摩擦力，所以有用功等于物体受到的摩擦力乘以物体移动的距离。根据动滑轮的特点和速度公式，求出物体和拉力移

15、动的距离，根据总功的计算方法，求出总功和有用功，再根据 = 有用 / 总 求出机械效率。答案：50 807. 解析：根据 总 s 和 有用 h 检验有用功和总功的对错，再根据 = 有用 / 总检验机械效率的对错，并求出正确答案。根据影响斜面机械效率的因素，可判断物体因重发生变化时斜面机械效率的变化。答案：（1）总功算错了 66.7% （2）变大8. 解析：由动滑轮的特点可判断出拉力的最小值以及绳子末端和物体移动距离间的关系，根据 = 有用 / 总 h s= /2F，可求出拉力的大小。答案：300 4009.解析：(1)有用功 有用 =Gh=5 N0.25 m=1.25 J，总功 总 =Fs=3

16、.1 N0.50 m=1.55 J，斜面的机械效率为 = 100%=80.6%。JW.12总有 用(2)通过实验数据的分析，斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越费力。(3)分析 1、2、3 三次实验，可得出：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，在其他条件不变的情况下，斜面越陡机械效率越高。答案：(1)1.25 1.55 81或 80.6 (2) 费力(3) 斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，在其他条件不变的情况下，斜面越陡机械效率越高10.解析：(1)物体上升的速度 v= =0.5 m/s。smth201(2)提起物体所做的有用功 W 有用 =Gh=900 N10 m=9 000 J。(3)滑轮组的机械效率：s =3h=310 m=30 mW 总 =Fs=400 N30 m = 12 000 J= 100%=75%。1209总有 用答案：(1) 0.5 m/s (2)9 000 J (3)75%