沪粤版九年级物理上册《11.3 如何提高机械效率》同步练习(含答案解析)
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1、(沪粤版)2018-2019 学年度九年级物理上册同步练习11.3 如何提高机械效率一选择题(共 16 小题)1甲、乙两种机械的效率分别是 70%和 50%,则下列说法中正确的是( )A使用甲机械省力B使用甲机械做功快C在相同的时间内,使用甲机械完成的功多D乙机械的额外功在总功中占的比例大2下列说法正确的是( )A机械效率有时也会大于 1B机械效率越高的机器做的总功越多C做同样多的功,机械效率越高的机器做的额外功越少D机械效率越高的机器做的有用功越多3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,把相同的物体提升相同的高度,在不计绳重及机械摩擦的情况下,下列选项正确的是( )AF 甲
2、F 乙 甲 = 乙 BF 甲 F 乙 甲 = 乙C F 甲 F 乙 甲 乙 DF 甲 F 乙 甲 乙4如图所示,用相同的滑轮组装的甲、乙两个滑轮组,匀速提起质量相同的物体,不计绳重及摩擦。下列说法正确的是( )A甲更省力,甲机械效率大 B乙更省力,机械效率一样大C乙更省力,乙机械效率大 D甲更省力,机槭效率一样大5用如图所示的滑轮组提升重 800N 的物体,在 10s 内匀速上升 1m,拉力 F为 500N,则提升重物的过程中( )A绳子子自由端被拉下 3m B做的有用功是 800JC拉力力的功率为 80W D滑轮组的机械效率为 60%6建筑工人用如图所示的滑轮组,在 3s 内将重为 1500
3、N 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 750NC滑轮组的机械效率为 75%D拉力 F 的功率为 375W7用相同的定滑轮和动滑轮组成甲、乙两个滑轮组,如图所示,用它们来提升同一重为 100N 的物体 G,动滑轮 G 动 =10N,甲滑轮组将重物提高 1m,乙滑轮组将重物提高 2m,在不计绳重和摩擦的条件下,下列说法正确的是( )A甲滑轮组拉力大,机械效率低B乙滑轮组省力所以它的机械效率高C拉力 F1 所做的功为
4、110JD拉力 F2 大小 50N8建筑工人用如图所示的滑轮组,在 4s 内将重为 1000N 的物体沿水平方向匀速移动 2m 的过程中,所用的拉力大小为 250N,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了 6mB物体受到的拉力为 500NC拉力 F 的功率为 500WD滑轮组的机械效率为 80%9在下列实验过程中,机械的机械效率会发生变化的是( )A杠杆中,先后将同一重物挂在 A、B 两点,在末端用竖直向上的力提升到相同的高度B定滑轮中,改变拉力方向,先后将同样的两个钩码匀速提升到不同的高度C同一滑轮组中,先后用甲、乙两种方式
5、将同一重物匀速提升到相同的高度D斜面中,用沿斜面方向的拉力两次以不同的速度将同一重物匀速从 B 搬到 A10小明在“探究杠杆的机械效率与哪些因素有关”时,提出了两种猜想,猜想1:可能与悬挂重物位置有关;猜想 2:可能与物重有关。随后,他在 A 处悬挂二个钩码测出机械效率 1,在 B 处悬挂一个钩码测出机械效率 2,并重复多次,均发现 1 2,由此,他( )A只能验证猜想 1B只能验证猜想 2C既能验证猜想 1,也能验证猜想 2D既不能验证猜想 1,也不能验证猜想 211在斜面上将一个质量为 5kg 的物体匀速拉到高处,如图所示,沿斜面向上的拉力为 40N,斜面长 2m、高 1m。把重物直接提升
6、 h 所做的功作有用功。g取 10N/kg,下列说法正确的是( )A物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用B做的有用功是 40JC此斜面的机械效率为 62.5%D物体受到的摩擦力大小为 10N12如图所示,把重为 G 的物体沿高为 h,长为 l 的粗糙斜面以速度 v 由底端匀速拉到顶端的过程中,拉力 F 做的功为 W,则下列选项正确的是( )A拉力大小为 B物体所受摩擦力大小为C拉力功率的大小为 D斜面的机械效率为13用滑轮组竖直向上提升重物,不计绳重和摩檫,下列措施能提高滑轮组机械效率的是( )A增大重物上升的速度 B增大重物上升的高度C减小定滑轮的重力 D减小动滑轮的重力14通过测量滑轮组
7、机械效率的实验,可得出下列各措施中能提高机械效率的是( )A增加提升重物的重力 B改用质量小的定滑轮C减少提升高度,减少做功 D增加动滑轮,减小拉力15同学们“测量并探究影响滑轮组机械效率高低的因素”,使用了如图所示的装置,下列说法正确的是( )(每个钩码重相同,每个滑轮重相同)A实验的原理是二力平衡条件B实验需要用到的测量仪器有弹簧测力计、刻度尺和停表C当钩码个数相同时,甲的机械效率比乙高D把钩码提升得越高,做的有用功越多,机械效率越高16为了研究机械效率与哪些因素有关,小明同学提出两个猜想:猜想一:机械效率是否与 G 物 有关;猜想二:机械效率是否与 G 动 有关。为了验证猜想,小明先用如
8、图甲所示的装置不断改变 G 物 ,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出 与 G 物 关系如图乙(a)所示;然后换另一个不同重量的动滑轮,不断改变 G 物 ,计算并绘出 与 G 物 关系如图乙(b)所示。根据图象他( )A只能验证猜想一B只能验证猜想二C既不能验证猜想一,也不能验证猜想二D既能验证猜想一,也能验证猜想二二填空题(共 10 小题)17某机械的效率为 60%,表示该机械做功时, 功在 功中占的比例为 60%。18工人用如图所示的甲、乙两种滑轮,使同样一桶沙子以相同速度匀速上升,所用的拉力分别是 F 甲 、F 乙 ,滑轮机械效率分别是 n 甲 、n 乙 ,拉力的功率分别是 P 甲 、
9、P 乙 ,若不计绳重和摩擦,且沙子的重力大于动滑轮重力,则 F 甲 F 乙 , 甲 乙 ,P 甲 P 乙 (选填“”、“”或“=” )19如图所示,小明用一个滑轮组将重为 425N 的物体在 10s 内匀速提升 4m,人所用的拉力为 250N此过程中有用功是 J,滑轮组的机械效率是 ,拉力的功率是 W。20工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼,每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙,滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计,g 取10N/kg。(1)若某次运送建材的质量为 50kg,则建材的重力是 N,(2)此滑轮组中的动滑轮重力 N,(3)当滑轮组的机械效率为 60%时,运送建材的重
10、力是 N21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 5N 的硬棒,他将棒的一端固定,把重为 15N 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 10cm,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 。保持拉力方向不变,让重物继续匀速上升,则拉力大小将 (变大/变小/ 不变)22如图所示,将质量为 80kg 的木箱,用一个平行于斜面向上的拉力从底端匀速拉到斜面顶端。斜面长 10m、高 3m,在此过程斜面的机械效率为 80%则拉力做的功为 J,拉力所做的额外功为 J若换一个质量小一点的木箱,用力匀速拉到斜面顶端,此时斜
11、面的机械效率将 。(选填“增大”、“ 不变”或“减小”)23生活中我们经常使用简单机械,如图是家用手摇晾衣架,A、B 两滑轮中属于动滑轮的是 ;请写出一条提高手摇晾衣架机械效率的具体做法: 。24某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中,第 l、2、3 次实验装置分别如下图中的甲、乙、丙所示,记录的数据如下表:次数钩码重G/N钩码上升高度h/m有用功W 有 /J测力计拉力 F/N测力计移动距离s/m总功W 总 /J机械效率1 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1%2 4 0.1 0.4 l.6 0.3 0.48 83.3%3 4 0.1 1l 0.5 0.55实验中要正确测量
12、动力大小,应沿 的方向匀速拉动弹簧秤。比较第 1 次实验和第 2 次实验,可得结论:使用同样的滑轮组,提起的钩码越重,滑轮组的机械效率越 。第 3 次实验中所做的有用功是 J,机械效率是 。25小明利用斜面搬运物体的过程中,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,他通过在斜面上拉动物体进行了探究(如图所示),测得的实验数据如表中所示: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
13、 2.2 0.50 0.75 1.10 68%3 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50 1.55(l)沿斜面拉动物体时,应使其做 运动。( 2)根据表中的数据可求出第次实验中拉力所做的有用功为 J,机械效率是 。(3)通过对上述实验数据的分析可知,斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越缓,越 。(4)通过对上述实验数据的分析,对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是:在其它条件不变的情况下, 。26小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率,每个钩码的质量为 m,O 为支点。(1)他将 2 只钩码悬挂在 B 点,在 A 点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,拉力为 F1,测得 A、B 两点上升的高
14、度分别为 h1、h 2,则此次杠杆的机械效率为 = 。(用物理量的符号表示)(2)他将 2 只钩码悬挂在 C 点,在 A 点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使 C点上升高度与第一次相同,则弹簧测力计的示数将 (选填“”、“=” 或“”)F1,此次弹簧测力计做的功将 (选填“”、“=” 或“”)第一次做的功。(3)如果他想探究杠杆机械效率与物重的关系,在上述(1)实验基础上,接下来他应将 3 只钩码悬挂在 点(填“B” 或“C”),并使钩码上升 高度(填“相同”或“不同”),测出拉力和 A 点移动的距离。三实验探究题(共 2 小题)27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
15、物匀速提升相同的高度。(不计绳重及摩擦)(1)绳子受的拉力 F1 和 F2 大小关系是 F1 F2。(2)滑轮组的机械效率 1 和 2 大小关系是 1 2。(3)绳子自由端移动的距离 s1 和 s2 大小关系是 s1 s2。(4)拉力对滑轮组所做的功 W1 和 W2 大小关系是 W1 W2(均选填“”、“二”或“”)28请按要求完成下列问题(不考虑绳重及摩擦)(1)使用如图所示滑轮组成的滑轮组提升重物,要求滑轮组用最省力的绕线方法承担重物,请用笔画线代替绳子将滑轮组饶好;(2)使用第(1)问绕好的滑轮组提升重物,当物重为 60N 时,绳端需用 25N的拉力才能使物体匀速上升,求此时滑轮组的机械
16、效率;(3)若要使这个滑轮组省力,则提起的重物应该超过 N(计算结果保留整数)四计算题(共 2 小题)29如图所示的电动升降台的机械效率是 50%,升降台用 60s 把 300kg 的重物匀速提升 10m。求这过程中:(1)电动升降台对重物做的功。(2)电动升降台电动机做的总功。(3)电动升降台做功的功率。30小李家新买的房子位于 12m 高的 5 楼上,装修时利用如图所示的滑轮组提升装修材料。小李站在地面上把一件重为 400N 的材料匀速提升到楼上,此过程中滑轮组的机械效率为 80%若小李质量为 65kg。(不计绳重及摩擦,g 取10N/kg)求:(1)在此过程中小李所做的总功是多少?(2)
17、若物体上升速度为 1m/s,则拉力功率为多大?(3)小李利用此滑轮组提升其他装修材料时,一次能提起重物的重力不能超过多少 N?(沪粤版)2018-2019 学年度九年级物理上册同步练习:11.3 如何提高机械效率参考答案与试题解析一选择题(共 16 小题)1【分析】(1)机械效率是指有用功占总功的百分比;(2)功率是表示做功快慢的物理量。【解答】解:A机械效率高是指做的功中有用功占的比例高,与是否省力无关,故 A 错误;B功率是表示做功的快慢,而功率与机械效率没有必然的联系,故 B 错误;C机械效率高是指做的功中有用功占的比例高,与做功的多少无关,故 C 错误;D乙的机械效率较低,说明有用功占
18、总功的比例小,相应的,额外功占总功的比例就比较大,故 D 正确。故选:D。2【分析】机械效率指使用机械时做的有用功占总功的比例,而做功的快慢指功率,二者之间没有什么关系。解决此题不仅要知道机械效率的概念,不仅要知道机械效率的概念,而且要区分在使用机械时的总功、额外功与有用功。【解答】解:A、因为动力所做的总功等于有用功加上额外功,有用功跟总功的比值叫机械效率,所以有用功永远小于总功,机械效率一定小于 1此选项错误;B、机械效率高,说明有用功在总功中占的比例大,无法确定总功的多少。此选项错误;C、做同样多的功,机械效率越高说明有用功在总功中占的比例越大,也就是额外功占的比例较小。此选项正确;D、
19、使用机械时,机械效率高说明有用功在总功中占的比例大,但有用功不一定多。此选项错误。故选:C。3【分析】在使用滑轮组提升重物时,由几段绳子承担物重,提起重物所用的力就是物重的几分之一。有用功和额外功相同时,机械效率也相同。【解答】解:由图知,甲由 2 段绳子承担物重,不计绳重及机械摩擦,所以 F 甲 = (G 物 +G 动 );乙由 3 段绳子承担物重,所以 F 乙 = (G 物 +G 动 ),所以甲所用的拉力大于乙所用的拉力,即 F 甲 F 乙 。由题知,不计绳重及机械摩擦,两滑轮组中动滑轮和物体的重力均相同,提升相同的高度,所以额外功相等,有用功也相等;根据 = 可知,两滑轮组的机械效率相等
20、,即 甲 = 乙 。故选:A。4【分析】由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数 n,则绳子自由端移动的距离 s=nh;把相同的重物匀速提升相同的高度,做的有用功相同;不计绳重及摩擦,利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度,做额外功相同;而总功等于有用功加上额外功,可知利用滑轮组做的总功相同,再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系。【解答】解:不计绳重及摩擦,拉力 F= (G 物 +G 轮 ),n 甲 =2,n 乙 =3,绳子受的拉力:F 甲 = (G 物 +G 轮 ),F 乙 = (G 物 +G 轮 ),F 甲 F 乙 ,乙图省力;动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W 额 =G 轮 h,W
21、 有用 =G 物 h,利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相同,由 = 100%,可知,滑轮组的机械效率相同。故选:B。5【分析】由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据 s=nh 求出绳子自由端被拉下的距离,根据 W=Gh 求出有用功,根据 W=Fs 求出总功,利用 P= 求出拉力的功率,利用 = 100%求出滑轮组的机械效率。【解答】解:A、由图可知,n=2,则绳子自由端被拉下的距离:s=nh=21m=2m,故 A 错误;B、做的有用功:W 有 =Gh=800N1m=800J,故 B 正确;C、拉力做的总功:W 总 =Fs=500N2m=1000J,拉力的功率:P= = =100W,故 C
22、 错误;D、滑轮组的机械效率:= 100%= 100%=80%,故 D 错误。故选:B。6【分析】(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据 s=nsA 求出绳子自由端沿水平方向移动,利用速度公式求绳子自由端沿水平方向移动速度;(2)物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,二力的大小相等,根据 FA=f=0.4G 求出物体受到的拉力;(3)根据 W 有 =FAsA 求出拉力做的有用功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比;(4)根据 W=Fs 求出拉力 F 做的功,根据 P= 求出拉力 F 的功率。【解答】解:A由图可知,n=2,则绳子自由端移动的距离:s=ns A
23、=21.5m=3m,绳子自由端沿水平方向移动速度:v= = =1m/s,故 A 错误;B物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态,物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,则物体受到的拉力:F A=f=0.4G=0.41500N=600N,故 B 错误;C有用功:W 有 =FAsA=600N1.5m=900J,拉力 F 做的总功:W 总 =Fs=375N3m=1125J,则滑轮组的机械效率:= = 100%=80%,故 C 错误;D、拉力 F 的功率:P= = =375W,故 D 正确;故选:D。7【分析】(1)在不计摩擦和绳重的情况下,若有 n 段绳子在拉重物,则F= ( G+G 动 ),据此判断省力
24、情况;(2)不计绳重和摩擦,动滑轮相同,可知提升重物做的额外功(W 额 =G 动 h)相同;而总功等于有用功与额外功之和;利用 = 分析提升重物高度不同时,机械效率的变化情况;(3)利用 F= (G+G 动 ),计算拉力 F1、F 2。【解答】解:(1)由图知,甲图是有两段绳子在拉重物,不计绳重和摩擦,则 F1= (G+G 动 );乙图有三段绳子在拉重物,不计绳重和摩擦,则 F2= (G+G 动 );提升的重物相同,动滑轮重力相同,所以 F2F 1,即乙图更省力;在不计绳重和摩擦的条件下,提升物体做的额外功:W 额 =G 动 h,提升重物做的有用功:W 有 =Gh,由 = = = = 可知,提
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