江西省2019中考物理二轮专项专项04机械效率的测量及计算专项训练.docx

专项训练(四)　机械效率的测量及计算 ‎(限时:35分钟)‎ 一、实验探究题 ‎1.[2018·泰安]图ZX4-1甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子自由端,将重为4.5 N的物体从A位置提升到A'位置,同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B'位置。在这个过程中,弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题:‎ 图ZX4-1‎ ‎(1)物体提升的高度是　　cm,拉力是　　　N,该滑轮组的机械效率η=　　　　。 ‎ ‎(2)若在图甲装置的基础上,增加一个动滑轮,改为图丙所示的装置,提升同一物体,则滑轮组的机械效率　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。 ‎ ‎2.用如图ZX4-2所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。‎ 图ZX4-2‎ ‎(1)实验中,弹簧测力计的示数F为　　　　N,钩码总重G为1.0 N,钩码上升高度h为0.1 m,弹簧测力计上升高度s为0.3 m,则杠杆的机械效率为　　　　%。请写出使用该杠杆做额外功的一个原因:　。 ‎ ‎(2)林红同学用该实验装置,先后将钩码挂在A、B两点,测量并计算得到下表所示的数据。‎ 次数 钩码悬挂点 钩码总重G/N 钩码移动距离h/m 拉力F/N 弹簧测力计移动距离s/m 机械效率η/%‎ ‎1‎ A点 ‎1.5‎ ‎0.10‎ ‎0.7‎ ‎0.30‎ ‎71.4‎ ‎2‎ B点 ‎2.0‎ ‎0.15‎ ‎1.2‎ ‎0.30‎ ‎83.3‎ 根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论?答:　　　　。请简要说明两条理由:①　　　　　　　　　　　　　　;②　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 5‎ 二、计算题 ‎3.如图ZX4-3所示,用沿斜面向上F=1.8 N的拉力,将一个质量m=0.45 kg的物体,从底端匀速拉到顶端,所用时间t=5 s。已知斜面长度s=1 m,斜面高度h=0.3 m。g取10 N/kg。求:‎ ‎(1)该物体所受的重力。‎ ‎(2)拉力F的功率。‎ ‎(3)此斜面的机械效率。‎ 图ZX4-3‎ ‎4.一辆质量是1.5×103 kg的汽车不慎陷入泥泞地面,汽车司机用如图ZX4-4所示滑轮组将汽车拖出。已知整个过程中,水平拉力F是400 N,汽车沿水平方向匀速移动了2 m,滑轮组的机械效率为75%。求:‎ ‎(1)拉力F做的总功。‎ ‎(2)有用功的大小。‎ ‎(3)汽车受到的阻力大小。‎ 图ZX4-4‎ ‎5.林红同学用如图ZX4-5所示的装置把重为1200 N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10 s,已知斜面长6 m、高2 m,此装置的机械效率为80%。求:(滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计)。‎ ‎(1)拉力F做的功。‎ ‎(2)拉力F做功的功率。‎ 5‎ ‎(3)拉力F的大小。‎ ‎(4)箱子和斜面间的摩擦力。‎ 图ZX4-5‎ ‎6.用如图ZX4-6甲所示的滑轮组提升物体M,已知被提升的物体M重为760 N,卷扬机加在绳子自由端的拉力F,将物体M以0.5 m/s的速度匀速提升到5 m的高度。拉力做的功W随时间t的变化图像如图乙所示,不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求:‎ ‎(1)滑轮组提升重物所做的有用功W有。‎ ‎(2)滑轮组提升重物的机械效率η。‎ ‎(3)动滑轮的重力G动。‎ 图ZX4-6‎ 5‎ 参考答案 ‎1.(1)5.0 　2　75%　(2)变小 ‎2.(1)0.5　66.7　克服杠杆与支点间摩擦及杠杆自重做的额外功 ‎(2)不能　①两次实验时钩码没有挂在同一位置　②一次对比实验所得结论是不可靠的 ‎3.解:(1)物体所受的重力为G=mg=0.45 kg×10 N/kg=4.5 N。‎ ‎(2)拉力所做总功为W总=Fs=1.8 N×1 m=1.8 J,‎ 拉力功率为P=W总t=‎1.8J‎5s=0.36 W。‎ ‎(3)此过程所做的有用功为W有=Gh=4.5 N×0.3 m=1.35 J,‎ 此斜面的机械效率为η=W有W总=‎1.35J‎1.8J=75%。‎ ‎4.解:(1)由题图可知,由2股绳子拉动滑轮,n=2,则绳端移动的距离s绳=ns车=2×2 m=4 m,‎ 拉力F做的总功W总=Fs绳=400 N×4 m=1600 J。‎ ‎(2)有用功W有=W总×η=1600 J×75%=1200 J。‎ ‎(3)因滑轮组做的有用功为克服汽车阻力所做的功,则汽车受到的阻力大小f=W有s车=‎1200J‎2m=600 N。‎ ‎5.解:(1)有用功W有=Gh=1200 N×2 m=2400 J,‎ 则拉力F做的功W总=W有η=‎2400J‎80%‎=3000 J。‎ ‎(2)拉力F做功的功率P=W总t=‎3000J‎10s=300 W。‎ ‎(3)由图可知此滑轮装置是一个动滑轮,绳端移动的距离 s'=2s=2×6 m=12 m,‎ 拉力F=W总s'‎=‎3000J‎12m=250 N。‎ ‎(4)克服摩擦力做的额外功W额=W总-W有=3000 J-2400 J=600 J,‎ 摩擦力f=W额s=‎600J‎6m=100 N。‎ ‎6.解:(1)滑轮组提升重物所做的有用功W有=Gh=760 N×5 m=3800 J。‎ ‎(2)重物运动的时间t=hv=‎5m‎0.5m/s=10 s,‎ 由图乙可知,此时10 s时拉力做的总功是4000 J,‎ 所以滑轮组提升重物的机械效率η=W有W总=‎3800J‎4000J=95%。‎ ‎(3)由图甲知通过动滑轮绳子段数n=2,‎ 所以,绳子自由端移动的距离s绳=2h=2×5 m=10 m,‎ 拉力F=W总s绳=‎4000J‎10m=400 N,‎ 5‎ 不计绳重和滑轮与轴的摩擦,由F=‎1‎‎2‎(G+G动)知,动滑轮的重力G动=2F-G=2×400 N-760 N=40 N。‎ 5‎