第3节机械效率1．[2013·河南]一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比( D )A．有用功减少，总功减少B．有用功增加，总功增加[来源:学,科,网Z,X,X,K]C．有用功不变，总功不变D．有用功不变，总功减少【解析】任何机械都不能省功，因此有用功不变，A、B排除；机械效率为有用功和总功的比值，有用功不变，机械效率增大，则总功减小。所以D正确。2．下列说法正确的是( C )A．机械的效率越高，做功一定越多B．机械效率低的机械做功少C．使用任何简单机械都不省功D．提高滑轮组的机械效率的办法是增加滑轮的个数图12－3－73．[2013·乐山]如图12－3－7所示，不计摩擦，把重G＝16N的物体匀速提起所用的拉力F＝10N，则关于该动滑轮的说法中，错误的是( D )A．动滑轮重4NB．使该用动滑轮要费距离C．该动滑轮的机械效率为80%D．提升物体的速度越快，机械效率越高【解析】根据F＝(G物＋G动)得G动＝2F－G物＝2×10N－16N＝4N，第7页共7页
所以A正确。动滑轮可以省一半的力，但费距离，所以B正确。η＝×100%＝×100%＝×100%＝80%，所以C正确。提升物体的速度快，则做功快，功率大，但效率不变，所以D错误。4．[2013·德州]某实验小组分别用如图12－3－8所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮重相同)匀速提起相同的重物。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是( C )图12－3－8A．甲图省力，机械效率甲图大B．甲图省力，机械效率一样大C．乙图省力，机械效率一样大D．乙图省力，机械效率乙图大【解析】不计绳重及摩擦，∵拉力F＝(G物＋G轮)，n1＝2，n2＝3，∴绳子受的拉力：F1＝(G物＋G轮)，F2＝(G物＋G轮)，∴F1＞F2，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有用＝G物h，∴利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功相同，∵η＝，第7页共7页
∴滑轮组的机械效率相同。图12－3－95．[2013·武汉]如图12－3－9所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体，拉力F的大小为30N。若物体和地面之间的摩擦力大小为45N，则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为( B )A．45N、50%B．45N、75%C．60N、50%D．60N、75%【解析】①物体在水平地面上做匀速运动，则此时A处绳子的拉力与物体与地面之间的摩擦力是一对平衡力，∵物体和地面之间摩擦力为f＝45N，∴A处的拉力大小为FA＝f＝45N。②从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，则s＝2s物，∵F＝30N，f＝45N，∴滑轮组的机械效率为：η＝＝＝＝×100%＝75%。图12－3－106．如图12－3－10所示，工人师傅用250N的力将重400N的物体匀速提升1m，在此过程中滑轮组的机械效率是( A )A．80%B．62.5%C．125%D．20%图12－3－117．如图12－3－11所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了1m，已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中( A )第7页共7页
A．做的有用功是800JB．拉力F的功率是80WC．绳子自由端被拉下3m[来源:学科网ZXXK]D．滑轮组的机械效率是60%8．[2013·哈尔滨]如图12－3－12所示，工人用250N的力F将重为400N的物体10s内匀速提升2m，在此过程中，滑轮组的机械效率为__80__%__，拉力的功率为__100__W。图12－3－129．用相同的滑轮和绳子分别组成如图12－3－13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，甲所用的拉力__大于__乙所用的拉力；甲滑轮组的效率__等于__乙滑轮组的效率。(均填“大于”、“小于”或“等于”)图12－3－13图12－3－1410．小雪用三个质量相同的滑轮组成如图12－3－14所示的滑轮组，将重为120N的物体匀速提高了4m，若机械效率为80%，不计绳重及摩擦，则每个滑轮重为__30__N。 11．如图12－3－15所示，工人利用滑轮组将沙子从地面提升到距地面6m第7页共7页
高的三楼，沙子的质量为50kg，装沙子的桶的质量为8kg，动滑轮的质量为2kg，工人匀速拉绳子的力为300N。(忽略摩擦和绳重，g取10N/kg)求：(1)工人做的总功。(2)工人做的额外功。图12－3－15解：(1)由图知，n＝2，拉力端移动的距离s＝2×6m＝12m，拉力做功：W总＝Fs＝300N×12m＝3600J；(2)∵忽略摩擦和绳重，[来源:学科网]∴W额＝(G桶＋G动)h＝(m桶＋m动)gh＝(8kg＋2kg)×10N/kg×6m＝600J。12．[2013·南京]在“测定动滑轮机械效率”的实验中，小明用如图12－3－16所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，正确操作，实验数据如下：实验序号钩码重钩码上升高度h/cm拉力F/N绳端移动的距离s/cm①1.020.00.7[来源:Z#xx#k.Com]40.0②2.020.01.240.0③3.020.01.740.0第7页共7页
图12－3－16(1)实验时，用手__匀速__拉动弹簧测力计，使挂图在动滑轮下的钩码缓缓上升。(2)第①次实验时，测得动滑轮的机械效率为__71.4__%__。(3)第③次实验时，钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力的功率为__0.17__W。(4)由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将__增大__(填“增大”、“减小”或“不变”)。13．某实验小组利用图12－3－17示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：图12－3－17①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；[来源:Zxxk.Com]②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持O点位置不变)，在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。回答下列问题：第7页共7页
(1)杠杆机械效率的表达式为η＝____。(用已知或测量的物理量符号表示)(2)本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是__杠杆的自重__。(3)若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将__变大__(填“变大”、“变小”或“不变”)。14．如图12－3－18所示为倾角30°的固定斜面，方明同学用平行于斜面500N的推力将质量为70kg的物体在5s时间内匀速推高1m。(g取10N/kg)求：(1)推力做的总功和推力的功率。(2)斜面的机械效率。(3)斜面对物体的摩擦力。图12－3－18解：(1)1000J 200W (2)70% 150N【解析】(1)W总＝Fs＝F·2h＝500N×2×1m＝1000JP＝＝＝200W(2)W有＝Gh＝mgh＝70kg×10N/kg×1m＝700Jη＝＝×100%＝70%(3)W额＝W总－W有＝1000J－700J＝300J因为W额＝fs 所以f＝＝＝150N第7页共7页
