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初中物理机械效率习题及答案

2021-07-28 来源:飒榕旅游知识分享网
力学考点(13)功和功率和机械效率

考点解读:功、功率和机械效率的内容是力学知识的综合体现,在中考试题中出现率极高,即使学习中的重点内容,又是学习中的难点,属于中考中的拉分题目。需注意在理解其物理概念的基础上,通过多做些练习,方能达到熟能生巧。 例题解析:

例1、(★)()如图所示的四种情景中,人对物体做功的是( )

图 例1

例2、 (★★★)(海门)如图所示,在粗糙程度相同的表面上,用大小相等的拉力F,沿不同的方向

拉物体运动相同的路程s,则下列关于拉力做功的判断中正确的是( )

(A) 乙图中的拉力做功最少 (B) 甲图中的拉力做功最少 (C) 甲、乙、丙三种情况下拉力做功一样多 (D) 丙图中的拉力做功最多

例3、(★★★★★)(卷)如图所示,小民利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B。当提升物体A时,滑轮组的机械效率为75%,为F1;当提升物体B时,小民对地面的压力为F2。已知小民的质量为65kg,物体A的质量为90kg,物体B的质量为50kg。假设在拉绳子的过程中,小民对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上,不计绳重和摩擦。则F2:F1= ________ 。

; 例4、(★★★★)(广东汕头)一质量为3000kg的汽车沿着长为5.4km的盘山公路匀速行驶,当它从山脚行驶到高为0.5km的山项时,耗时15min,汽车发动机牵引力为4000N.求,(1)汽车的行驶速度;(2)汽车发动机牵引力做的功;(3) 汽车发动机牵引力的功率.

3

解析:(1)汽车的行驶速度v=s/t=5.4×10m/(15×60s)=6m/s;(2)汽车发动

37例3图 机牵引力做的功W=FS=4000N×5.4×10m=2.16×10J; (3) 汽车发动机牵引力的

74

功率P=W/t=2.16×10J/(15×60s)= 2.4×10w.

经典试题:

1、(★)()下列关于力做功的说法,正确的是( )

(A) 汽车在水平公路上匀速行驶,汽车所受重力对汽车有做功 (B) 人提着箱子站在地面不动,手的拉力对箱子没有做功

(C) 过山车向下运动过程中,车上乘客所受重力对乘客没有做功 (D) 人把箱子从二楼提到三楼,手的拉力对箱子没有做功

2、(★)(06福建福州) 如图所示描述的力,有对物体做功的是( )

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熊猫用力举着杠铃不动 用力拉绳匀速提升重物 用力搬石头没搬动 用力提着水桶沿水平方向移动 A B C D

第2题图

3、(★)()在国际单位制中,功这个物理量的单位是( )

(A) 牛顿 (B) 帕斯卡 (C) 瓦特 (D) 焦耳

4、(★★)()如图,用滑轮组提升重物时,重800N的物体在10s内匀速上升了lm。已知拉绳子的力F为500N,则提升重物的过程中 ( )

(A) 滑轮组的机械效率是60% (B) 绳子自由端被拉下3 m (C) 做的有用功是800 J (D) 拉力F的功率是80 W

5、(★★)()下列关于功率和机械效率的说法中,正确的是( ) (A) 功率大的机械,做功一定多 (B) 做功多的机械,效率一定高 (C) 做功快的机械,功率一定大 (D) 效率高的机械,功率一定大

6、(★★★)()平直公路上的甲、乙两辆汽车,在相同牵引力作用下匀速行驶,如果在相同时间内通过的路程之比为3:2,则甲与乙( )

第4题图 (A) 牵引力的功率之比为1:1 (B) 牵引力做功之比为3:2

(C) 牵引力做功之比为2:3 (D) 汽车所受的阻力之比为3:2

7(★★)(州)如图,两个滑轮组由每个质量相同的滑轮组成.用它们分别将重物G1、G2提高相同高度( )

(A) 用同一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变 (B) 若G1 = G2,甲的机械效率大于乙的机械效率 (C) 若G1 = G2,拉力做的总功相同 (D) 若G1 = G2,拉力做的额外功相同

8、(★★)(0云南省卷)如图所示的滑轮组,在拉力F的作用下使物体升高了2m,拉力F 所做的功为800J,滑轮组的机械效率为70%,则物体受到的重力是( )

(A) 160N (B) 280N (C) 16N (D) 28N

第7题图

第8题图

第9题图

9、(★★★)(0黑龙江哈尔滨阿城五常课改)如图所示是李杨测滑轮组机械效率的实验装置,他用80N

的力, 在10s内把重为120N的物体提升5m,则此过程中( )

(A)他做的有用功是800J (B)他对滑轮组做功的功率是60W (C)他做的总功是1200J (D)该滑轮组的机械效率是75%

10、(★★★)(0山东烟台)在不计绳重和摩擦的情况下,利用图中所示的甲、乙两装置,分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度.若用η甲、η乙、表示甲、乙两装置的机械效率,W甲、W乙表示拉力所做的功.( )

第10题图

A.η

甲=η乙,W甲=W乙 B.η甲>η乙,w甲>W 乙 C.η甲<η乙, W甲η乙,W甲11、(★)(0浙江舟山)一座高达40米的大桥,总长为8350米,其中正桥只有850米,而两侧引桥却长达7500米,如图甲。一座大桥为什么要有这么长的引桥呢?小明很奇怪,请教老师后.他明白了引桥相当于一个斜面。(1)小明用如图乙所示的斜面进行模拟实脸.在保持斜面高度不变的情况下,改变斜面的长度.发现斜面越长,拉动小车匀速上升的力F越小。由此他明白了很长的引桥在汽车上桥是成都智汇腾飞教育 www.cdflyedu.cn 第11题图 第12题图

能起到 __________(\"省力\"或\"省功\")的作用。( 2 )一辆总质量为2000千克的汽车以10 米/秒的速度匀速通过一侧引桥(长3750米),需要的时间为______秒,所做的有用功为______焦。

12、(★)(0湖北黄冈)如图是一种开瓶器。使用时将螺旋钻头旋进软木塞,再用双手按压把即可将瓶塞拔出。钻头做得尖细是为了_____,压把相当于_______。王哲在5s内将瓶塞拔出,若瓶塞长5㎝,瓶塞受到的平均阻力为200N,则王哲克服瓶塞阻力做了_____J功,其做功的功率为_______W。 13、(★)(0黑龙江哈尔滨)一辆车开进了泥潭中,司机取来一个动滑轮欲将汽车从泥潭 中拉出,如图所示.若司机用750N的拉力在5s内将车水平拉动lm,那么司机所做的功是_____J,司机做功的功率是 ____W.

14、(★)(0海浦东新区)图是中国科学家在建造的世界上第一个全超导核聚变\"人造太阳\"。在组装时,需要用如图所示的滑轮把重为1000牛的物体匀速提升12米,则作用在滑轮上的拉力F为______牛,绳子对重物所做的功为________焦,若提升重物所用的时间为1分钟,则绳子对重物做功的功率为________瓦。 15、(★)(0浙江丽水)跳绳是一项第13题图 很好的健身运动。某同学作了相关的

测量:小军的体重为400牛,跳起时

重心升高的高度平均为0.02米,则小军跳一次做功_____焦;若小军1分钟跳150次,则小军跳绳时的功率为 ___________瓦。

16、(★)(06江苏淮安)如图所示,小明同学用10N的水平推力推着超市购物车,在0.5min内沿水平方向前第16题图

第14题图 进了15m.(1)小明所做的功是

_________J,功率为___________w.(2)

上述计算中所用到的物理公式有____________、

____________.进行的单位换算有____________.(3)若购物车在水平方向上做匀速直线运动,则地面对购物车的阻力是__________N,购物车运动的速度是__________m/s. 17、(★)(0湖北黄冈)在新农村建设中,为解决村民饮用水,政府和村民共同兴建了一批蓄水池。吕兵家二楼顶上的蓄水池长3 m,宽2m,高1 m,楼房每层高3 m。水池最大储水量是_______t;若这些水是从深2 m的井中抽上来的,水泵至少做功______J。若要求一次灌水的时间不能超过8 min,他家所购水泵的功率至少要______KW。 第18题18、(★★★)(0广东珠海)如图《向左走,向右走》的

漫画中,地上的影子说明光是__________;箱子相对_______是运动的;在50s的时间内,男孩提着重15N的小提琴水平向左匀速走了100m,女孩用5N的水平拉力拉箱子向右匀速走了100m,他们中,对物体有做功的是_______(选填\"男孩\"或\"女孩\"),做功的功率是_________W.

19、(★)(0陕西)小燕同学用图示的滑轮组做\"测滑轮组机械效率\"的实验。测出物体重1.45 N,使物体匀速上升0. 1 m的拉力为0.6 N,则有用功为______ J,总功为______J,机核效率是_______ % 20、(★)(06广东汕头)用图所示的滑轮组将重G =12N的物体匀速提升20cm,所用的拉力F=5N,所做的有用功为______J,机械效率为________.当改为提升18N的重物时,该滑轮组的机械效率为_____________ .(忽略摩擦阻力)

21、(★)(河北石家庄)工人用300N的力,利用如图所示的滑轮组将重540N的物体竖直向上匀速提升了1m,则该滑轮组此时的机械效率η=__________,不计摩擦,动滑轮的重力G=_______N。

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第19题图 第20题图 第21题图 第22题图 第23题图

F为250N,22、(★)(福建厦门)如图所示,物重G维600N,用滑轮组将重物匀速提升5m,所用的拉力滑轮组的机械效率为_____________;若不计摩擦,被提升的物重增加时,滑轮组的机械效率将___________(选填\"变大\"、\"变小\"或\"不变\")。

23、(★)(0安徽省卷)在建筑工地上,用如图所示的滑轮组运送建筑材料.在l00s内将重4400N的

5

建筑材料匀速提升了20m,拉力F做功为1.1×10J,则滑轮组做的有用功为_______J,机械效率为________,拉力F的大小是________ N.

24、(★)(0四川眉山).如图所示,建筑工人用滑轮组提升重为200N的泥桶,所用的拉力为80N,若工人在5S,内将泥桶匀速向上提升2m,则拉力的功率为_______w,滑轮组的机械效率为________。

25、(★)(0重庆重庆市) 如图4所示,用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相

同的高度, 不计绳重与摩擦,且动滑轮重G动小于乙物体的物重G,则所用的拉力F甲 F乙, 其机械效率η甲 η乙(两空均选填“>”、“<”或“=”).

第24题图 第25题图 第27题图 第26题图

26、(★)(广东广州)用如图的滑轮组把货物拉上货仓,货物重500N,用350N的力F拉绳端使货物匀速上升1m,此过程有用功为____J,总功为________J,滑轮组的机械效率为_______.

27、(★)(0江苏南通)如图所示,小明用滑轮组匀速提起一个重为600N的物体A,物体上升的速度为0.1m/s,人拉绳的力为250N,不计绳重和摩擦,人拉绳做功的功率为__________W,滑轮组的机械效率为_____,动滑轮重_____N.

2

28、(★)(0湖北武汉)小明利用如图所示的装置沿水平方向将一个重2000N,底面积为0.5m的物体A向左匀速拉动2 m,物体A受到的摩擦力为600N,作用在绳端的拉力为250N,则物体A对地面的压强是____________Pa;拉力做的功为_________J;该装置的机械效率是___________ 29、(★★)(0福建福州)如图所示,拉力F将物体匀速提升1m,已知物体重21N,动滑轮重3N(不计摩擦及绳重),则F =____ N,机械效率η =_________。 30、(★)(0陕西)用图中的滑轮组提升重物,在图中画出最省力的绳子的绕法.

31、(★)(0江苏泰州)通过图的滑轮组向下用力提升重物,请画出省力的绕绳方法.

32、(★)(0湖南长沙)请画出利用如图所示滑轮组提升重物时的两种绕线方法。

第28题图

成都智汇腾飞教育 www.cdflyedu.cn 第29题图 33、(★)(0山东莱芜)图6为测量滑轮组机械效率的实验装置,钩码总重6N。(1)实验时要竖直向上______拉动弹簧测力计,由图可知拉力大小为________N,若钩码上升的高度为8cm,则弹簧测力计向上移动_______cm,该滑轮组的机械效率为________。(2)若仅增加钩码的个数,该滑轮组有机械效率将________。(选填:\"增大\"、\"减小\"或\"不变\")

第30题图 第31题图 第32题图

第34题图

第33题图

\"测滑轮组机械效率\" 34、(★)(0广西桂林)如图所示是某小组在的实验中进行的一个探究活动。(1)

负责记录的小强同学粗心大意漏记了一个实验数据,如下表,请你将漏记的实验数据补上;(2)实验

中甲滑轮组做的有用功 ________乙滑轮组做的有用功(选填\"大于\"、 \"等于\" 或 \"小于\");甲滑轮组的机械效率为____________ ,乙滑轮组的机械效率为____________;(3)实验探究得出的结论是:______________________。

35、(★)(0四川乐山)某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如下图(1)通过表中数据可分析出实验1是用_____图做的实验,实验2是用______图做的实验,请将表中空白处填上恰当的数据。(2)通过实验1和实验2的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组,提升相同的重物时,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率___________(3)比较实验1和实验3可得正确结论:使用同一滑轮组,_________________,可以提高滑轮组的机械效率. 第35题36、(★)(0江苏泰州)你思考过“人在水平路面上

前进时是否要克服重力做功”这个问题吗?小文同学对此进行了研究.她通过查阅资料得知,人体的重心大约位于肚脐上方2寸、脊椎前1寸处,人只要走路,其重心就必然会发生上下位置的变化,重心升高就需要克服重力做功.小文假设人在正常走路时,重心在人体中的位置近似不变,她行走了100m,有关测量数据如下表(表中的步距是指跨出每一步两脚之间的距离):(1)小文同学注意到,当自己的前脚跨出时重心会下降,而后脚收起时重心会升高,则她每走一步,自己的重心会下降或升高多少米?(2)小文行走100m需要克服重力做多少功?克服重力做功的功率多大?(3)通过分析,你认为人在水平路面上通过走路来进行锻炼时,哪些因素会影响人的锻炼效果? 质量m/kg 50 步距S/m 0.50 腿长l/m 0.65 2时间t/s 100 第36题图

37、(★)(0江苏南通)重为120N、底面积为0.1m的物体在20N的水平拉力F作用下沿水平地面向右匀速运动了10m,用时20s.求:(1)物体对地面的压强;(2)物体所受摩擦力的大小;(3)拉力所做的功和拉力的功率.

38、(★★★)(0湖南株洲)引体向上是一项缎炼臂力和腹肌的健身运动。该运动的规范动作是:两手正握单杠,身体自然悬垂,上拉时,下颚超过单杠;下放时,两臂放直,不能曲臂。这样上拉、下放,重复动作,达到锻炼的目的。今测得小明的体重m=54kg,在时间t=1min内完成n=20次引体向上的

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动作,每次上拉时上升的高度h=0.5m,g取10N/kg,试求(1)每完成一次动作,小明所做的功;(2)小明做引体向上时的功率。

39、(★)(0山东威海)一建筑工人用如图所示的滑轮组提起1200N的装饰材料,所用的拉力是800N,绳子的自由端被拉下4m,求:(1)提起货物所做的有用功、总功?(2)滑轮组的机械效率?

40、(★)(0河北省卷)滑轮是我们日常生活和生产中经常使用的简单机械,使用滑轮能给我们带来许多好处。(1)请分析图中的实验,说明图中滑轮的特点;(2)小明按如图所示的滑轮组实验时,用F=5N的拉力在3s内将重为12N的物体匀速提高了10cm。求:滑轮组的机械效率为多少?拉力F的功率是多少?

41、(★)(0四川遂宁)如图所示,用滑轮组提起重900N的物体,绳子自由端拉力F为400N,重物在20S内匀速上升了10m。求:(1)物体上升的速度。(2)提起物体所做的有

第40题图 第39题图 用功。(3)滑轮组的机械效率。

第41题图 42、(★)(0内蒙呼和浩特)下图是\"测定滑

轮组机械效率\"的实验装置。 ⑴.请在图中画出最省力的绕线。⑵.若没有刻度尺,

本实验能否正常进行, 答:____________________⑶.若测得绳子末端的拉力为O.5N,钩码重1N,钩码上升的高度为0.2m。求滑轮组机械效率。

43、(★)(0安徽省卷)程跃要提起重800N的物体,但是他的最大拉力只有300N.于是,他找来了一些滑轮,想利用滑轮组提起这个重物。已知每个滑轮重20N,程跃想站在地上向下拉绳,他最好选择图中_______滑轮组来提起重物(选填\"a\"、\"b\" 或\"c\")。请在所选的图中画出正确的绕绳方法。如果程跃的实际拉力是280N,求出所选滑轮组的机械效率。 44、(★)(0甘肃兰州)用如图所示的滑轮组吊起重物,不计绳重及摩擦。(1)当物重为150N时,绳端所用的拉力是60N,求此时滑轮组的机械效率是多少?(2)当

第45题图 所吊重物为300N第44题图

时,10s内重物被第43题图 第42题图

匀速提高2m时,绳端拉力做功的功率为多少?

45、(★)(0四川德阳)如图所示,用滑轮组提起重900N的物体,绳子自由端拉力F为400N,重物在20s内匀速升高了10m.求:(1)物体上升的速度。(2)提起重物所做的功。(3)滑轮组的机械效率。

46、(★)(0江苏宿迁)小明用如图所示的滑轮组,在10s钟内将质量为60kg的物体A匀速提升了2m。已知绳子自由端所用的拉力为200N。⑴画出物体A的重力示意图;⑵请计算出与此题相关的任意四个物理量(g取10N/kg)。

2

47、(★★)(0福建泉州)用如图所示滑轮组将重6×10N

3

的物体匀速提高2m,拉力所做的功为2×10J,所用的时间

第47题图

第46题图

为20s。求:(1)有用功;(2)拉力的功率;(3)该滑轮组的机械效率。

48、(★★)(0安徽芜湖)如图所示是工厂车间里用来吊运货物的行车滑轮组。某次作业时,行车在钢丝绳的自由端用1000N的力,将重为3000N

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第48题图 第49题图

的货物匀速提升了2m,,接着又在水平方向移动5m.。求:⑴行车水平移动的过程中,货物重力做的功是多少?⑵行车滑轮组提升货物时的机械效率为多大?

例5、(★★★)(0广西南宁)如图是工厂车间里用来吊运物体的天车及其滑轮组示意图,钢丝绳用2000N的力将重为6000N的物体匀速吊起.若在1min内,货物从地面被提升到6m高处,求:(1)钢丝绳提升货物时所做的有用功和有用功率;(2)滑轮组的机械效率;(3)要提高滑轮组的机械效率,可采用哪些方法?(答出2种方法即可)

参考答案: 1. B; 2. B; 3. D; 4. C; 5. C; 6. B; 7. B; 8. B; 9. D; 10. A; 11. (1)省力 (2)375 8×10; 12. 增大压强 杠杆(省力杠杆) 10J 2W; 13. 1500;300; 14. 1000;1.2×10;200; 15. 8;20。;16. 150 5 W = Fs P =W / t lmin = 60s 10 0.5; 17. 10、6 4.8×10 1;18. 沿直线传播的; 大地(或男孩)等; 女孩; 10; 19. 0.145,0.18,80.6; 20. 2.4; 80﹪; 85.7%(或86%) ; 21. 90% 60; 22. 80% 变大; 23. 8.8×104 80% 2.75×10; 24. 96 83.3% ; 25. > >; 26. 500,700,71.4%; 27. 75 80% 150 ; 28. 4000;1500;80%; 29. 8,87.5%; 30. 略; 31. 略; 32. 略 33. (1)匀速、2.4N、24cm、83.3%(2)增大; 34. (1)20;(2)等于,83.3%,73.5%;(3)做相同的有用功,不同的滑轮组机械效率不同(做相同的有用功,动滑轮的个数越少机械效率越高等);35. (1)甲 乙 57%(57.1%) 83.3%(83%) (2)越低(小) (3)提升重物越重(增加钩码重力) ;36.解析:(1)Δh=l-h

3

5

Sll2()20.650.6520.2520.05m (2)W=mgΔhn=50kg×9.8N/kg×0.05m×100m/0.5m=4900J

2P=W/t=4900J/100s=49W (3)步距(或步伐大小、步子大小、跨步大小等均可)、步行速度(或步速、

步行快慢、步行频率、跨步频率等均可)37. 1200Pa f=20N 200J; 38.解析:(1)每完成一次操作,小明做功W=mgh=54kg×10N/kg×0.5m=270J (2)在时间t=1min内小明做功W’=nW=20×207J

W'5.4103J=5.4×10J 小明做引体向上时的功率P===90W 39. (1)2400J 3200J (2) 75%; 40.

60st3

(1)使用动滑轮省力,但不能改变力的方向(2)80% 0.5W; 41. 0.5m/s 9000 75%; 42. (1)如图所示(2)能正常进行 ⑶η=W有/W总=Gh/Fs=(1×0.2)/(0.5×0.2×0.3)=66.7%; 43. 如图

; 44. 解

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析:(1)

W有用W总=G物hF1SG物3F1150 ∵不计摩擦及绳重,∴F1=1/3(G物+G动)

83.33%360∴G动=3F1-G物=3×60-150=30N; (2)绳端移动速度为:v′

3h320.6m/s t10′

绳子

的拉力F1=1/3(G物+G动)=1/3(300+30)=110N ∴拉力的功率为P=F1v=110×0.6=66W; 45. (1)0.5m/s (2)9×10J (3)75%; 46. ⑴略⑵①物体A的重力 G = mg = 60×10 = 600N②绳子自由端移动的距离 s = 4h = 4×2 = 8m③物体A上升的速度 vA = = = 0.2m/s④绳子自由端移动的速度 vF = = = 0.8m/s⑤有用功 W有用 = Gh = 600×2 = 1200J⑥总功 W总 = Fs = 200×8 =1600J⑦额外功 W额外 = W总-W有用 =1600-1200 = 400J⑧机械效率 η = ×100% = ×100% =75%⑨有用功的功率 P有用 =120W⑩总功的功率 P总 = 160W; 47. (1)W有Gh6102N10m1.2103J (2)

PW总t32103JW100W (3)有100%1.210J100%60%; 48. (1)行车水平移20sW总2103J动过程中,货物在重力方向上没有移动距离,故货物重力做功为0。(2)由题意知:行车在提升货物时,行车钢丝绳自由端移动的距离S为货物上升高度h的倍,即:S=4h行车滑轮组提升货物时的机械效率η=75%; 49解析:50. 3.6×10J 6×10W ①减轻动滑轮的重量;②在滑轮转轴处加润滑油,减小摩擦;③在机械允许的范围内,每次尽可能吊起更重的物体。

4

2

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