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（含答案）

1 专项训练专项训练( (四四) ) 机械效率的测量及计算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= 。 (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。 2 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/% 1 A点 1 .50.100.70.3071.4 2 B点 2.00.151.20.3083.3 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: ; 。 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。 3 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。 (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 4 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。 (3)动滑轮的重力G动。 图 ZX4-6 5 参考答案参考答案 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 两次实验时钩码没有挂在同一位置 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=0.36 W。 W总 t 1.8J 5s (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=75%。 W有 W总 1.35J 1.8J 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×=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=600 N。 W有 s车 1200J 2m 5.解:(1)有 用功W有=Gh=1200 N×2 m=2400 J, 则拉力F做的功W总=3000 J。 W有 2400J 80% (2)拉力F做功的功率P=300 W。 W总 t 3000J 10s (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=250 N。 W总 s' 3000J 12m (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=100 N。 W额 s 600J 6m 6 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= =10 s, h v 5m 0.5m/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=95%。 W有 W总 3800J 4000J (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=400 N, W总 s绳 4000J 10m 不计绳重和滑轮与轴的摩擦,由F=(G+G动)知,动滑轮的重力G动=2F-G=2×400 N-760 N=40 N。 1 2