九年级物理上册11.3如何提高机械效率同步测试含解析新版粤教沪版20180817116

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1、11.3 如何提高机械效率 一、单选题1如图所示，物体A在F=5N的拉力作用下，在10s的时间内沿水平地面上向左匀速移动了2m。已知物体A受到水平地面的摩擦力大小是12N，则下列说法正确的是A. 拉力F的功率大小是1W B. 滑轮组的机械效率为80%C. 绳子自由端移动的距离是4m D. 物体A受到的力是平衡力，其运动速度是0.6m/s【答案】B【解析】 由图可知,n3,绳子自由端移动的速度：v绳3v物3m/s0.6m/s，拉力F的功率：P Fv绳5N0.6m/s3W，故A错误； 根据svt可得,2s内绳子自由端移动的距离：s绳v绳t0.6m/s2s1.2m，故C错误；滑轮组水平放置，克服摩擦

2、力做的功为有用功，拉力F所做的功为总功，该滑轮组的机械效率： 80%，故B正确；由题意可知物体A受到的力不是平衡力，v物=0.2m/s故D错误，故选B. 2如图所示，小明用20N的力F将重为30N的物体在5s时间内匀速提升1m，在此过程中（忽略绳重及摩擦）（）A. 小明做的有用功为40J B. 滑轮的机械效率为75%C. 拉力做功的功率为4W D. 滑轮的重力为5N【答案】B【解析】A. 小明做的有用功W有Gh30N1m30J，故A错误；B. 由图可知，滑轮组由2段绳子承担，则绳子自由端被拉下s2h21m2m，W总Fs20N2m40J,滑轮组的机械效率100%100%75%，故B正确；C. 拉

3、力F的功率P8W；故C错误；D. 在不计绳子重与摩擦的情况下,F(G物G动)，所以动滑轮的重力为G动nFG220N30N10N，故D错误。故选B.点睛：（1）根据WGh可求得有用功；（2）绳子自由端被拉下2h；根据WFs可求得总功，根据可求得滑轮组的机械效率；（3）利用P可求得拉力F的功率；（4）在不计绳子重与摩擦的情况下，已知物重、拉力和承担物重的绳子段数，利用G0nFG可得出动滑轮的重。3用100N的力沿机械效率为60%的斜面拉一个重400N的物体匀速前进，据此可知斜面的高与长之比为（ ）A. 3：20 B. 1：4 C. 4：1 D. 20：3【答案】A【解析】，斜面的高与长之比： .故

4、选A.点睛：知道物重和拉力，根据求出斜面高和长之比。4如图所示，建筑工人用一个滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m，所用的时间为40s，人所用的拉力是400N，不计绳重与摩擦，则（）A. 此滑轮组的机械效率为50% B. 动滑轮的重力为100NC. 拉力所做的总功为800J D. 工人的功率为40W【答案】D【解析】做的有用功：W有用Gh600N2m1200J；又因为动滑轮上绳子段数n2；所以snh22m4m；所以总功为W总Fs400N4m1600J；所以工人做功的功率根据P40W机械效率：100%100%75%因为F（GG动）,400N（600NG动）所以动滑轮得为G动200N分析比较以上

5、结果可知：A、B、C错误，D正确。故选：D点睛：已知物重和物体被提升高度，根据公式W有Gh可计算出有用功；已知拉力和物体升高的高度，还有动滑轮上绳子段数，根据snh，W总Fs可求总功；则工人做功的功率根据P 可得机械效率利用可求动滑轮重根据公式F（GG动）可得。5以下说法正确的是（）A. 根据c= （t为物体升高的温度）可知：物体吸热越多，它的比热容就越大B. 根据R= 可知：导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟电流成反比C. 根据q= （q为燃料的热值）可知，燃料的质量越大，其热值就越小D. 根据= 可知：有用功占总功的比例越大，机械效率就越大【答案】D【解析】A. 比热容是物质的一种属性，只

6、与物质的种类和状态有关，与物体吸热的多少无关，故根据c，不能得出物体吸热越多，它的比热容就越大，故A错误;B.导体的电阻是导体的一种属性，与导体的材料、长度和横截面积有关，与导体两端的电压和导体中的电流无关，故B错误;C.热值是燃料的一种属性, 只与燃料的种类有关,根据q 不能得出燃料的质量越大,其热值就越小，故C错误;D.机械效率是指有用功占总功的比值,因此根据可知有用功占总功的比例越大,机械效率就越大,故D正确。故选D.点睛：根据对比热容、热值概念的了解，以及对欧姆定律、机械效率的理解，可结合选项中的说法逐一做出判断。6骑自行车上陡坡时，有经验的同学会沿“s”型路线骑行，这样做的目的是（）

7、A. 缩短上坡过程中所走的路程 B. 减少上坡过程中所做的功C. 缩短上坡过程中所用的时间 D. 减小上坡过程中所施加的力【答案】D【解析】 A. 上坡时，自行车上升的高度不变，走S形路线所走的路线较长，A不正确，不符合题意；B. 使用任何机械都不省功，B不正确，不符合题意；C. 速度一定，走S形路线所走的路线较长，所用的时间较长C不正确，不符合题意 D. 上坡时，走S形路线所走的路线较长，相当于增长了斜面的长度，斜面越长越省力。D正确，符合题意；故选D点睛：本题由斜面模型及功的原理进行分析使用任何机械都不省功；斜面坡度越小越省力，即斜面高度一定，斜面越长越省力.7如图所示，用滑轮组提升重物时

8、，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. 做的有用功是800J B. 拉力F的功率是80WC. 绳子自由端被拉下3m D. 滑轮组的机械效率是60【答案】A【解析】 解答：A. W有用Gh800N1m800J，故A正确；B. W总Fs500N2m1000J,P100W，故B错；C. 由图知，n2，s2h21m2m，故C错；D. 滑轮组的机械效80%，故D错。故选A. 点睛：A、已知物重和物体被提升高度，根据公式WGh可计算出有用功；B、已知拉力大小，求出拉力端移动距离，利用WFs可求总功，知道做功时间，利用求出拉力F的功率；C、由图可

9、知使用滑轮组承担物重的绳子股数n2，则s2h；D、利用公式求滑轮组的机械效率8关于图中的两类滑轮甲和乙，下列说法正确的是（ ）A. 甲能改变拉力的方向 B. 甲是等臂杠杆 C. 甲比乙省力 D. 甲比乙效率高【答案】C【解析】解答：A. B. C 甲滑轮的轴随物体一起运动，是动滑轮，本质是省力杠杆，所以使用甲滑轮可以省力但不能改变力的方向，同时费距离，故A不符合题意，C符合题意；乙滑轮的轴是固定的，所以是定滑轮，定滑轮是等臂杠杆，使用乙滑轮不能够省力，但可以改变力的方向，故B不符合题意；D. 定滑轮的机械效率比动滑轮的机械效率高，故D不符合题意。故选C. 点睛：解决此题要知道定滑轮的特点：使用

10、定滑轮不省力但能改变力的方向；动滑轮的特点：动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半力，但费9甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把质量相同的物体匀速升高相同的高度，两者相比，甲升降机（ ）A. 做的总功较少 B. 做的总功较多C. 提升重物做的有用功较少 D. 提升重物做的有用功较多【答案】A【解析】由题中： 把质量相同的物体匀速升高相同的高度可知根据W有用Ghmgh可知有用功相同，故CD错误；A、有用功相同，甲的机械效率高，根据公式，甲升降机做的总功较少，故A正确B错误；故选A.点睛：甲装置的机械效率高说明所做的有用功占的比值大，把相同质量的物体提高相同的高度所做的有用

11、功相同，所以甲升降机电动机做的总功较少10如图所示的剪刀剪纸机械效率为80%，这表示（ ）A. 若作用在剪刀的动力是1N，则阻力是0.8NB. 若作用在剪刀的阻力是1N，则动力是0.8NC. 若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.2J的功用于剪纸D. 若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.8J的功用于剪纸【答案】D【解析】解答：AB、剪刀可以看做是一个杠杆,根据杠杆的平衡条件F1L1F2L2知，要比较动力或阻力大小，必须知道动力臂和阻力臂.A、B选项都错误；CD、利用剪刀的目的是剪纸，所以剪纸做的功是有用功。由机械效率为80%知，如果动力做功1J，有0.8J是用于剪纸.C选项错误，D选项正确。故选

12、D. 点睛：在使用机械时，为完成某项任务必须做的功叫有用功；对完成任务没有用但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功；有用功与总功的比值是机械效率剪刀剪纸机械效率为80%表示：在剪纸过程中，有80%的功用来剪纸，20%克服摩擦是额外功二、填空题11由相同的滑轮和绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度若不计绳重及摩擦，则F1_F2；拉力做功W1_W2；滑轮组效率1_2 （选填“”“”“=”）【答案】 = =【解析】分析：由滑轮组的结构，承担物重的绳子股数n1=2和n2=3；（1）不计绳重与机械间摩擦，用同样的滑轮组，提升相同的物重，根据分析拉力的大小关系；（

13、2）根据可知有用功的关系；根据可知额外功的关系；即可根据判断总功的关系；（3）根据效率公式分析。解答：（1）根据图示可知，绳子股数n1=2和n2=3；由于动滑轮重相同，重物相同，则所以，F1F2；（2）由可知，；由可知，额外功；根据可知：总功W1=W2；（3）由可知：1=2。故答案为： (1). (2). = (3). =【点睛】这类题的关键是绳子段数的判断以及滑轮组所做有用功、额外功是否相等，知道不计绳重及摩擦时拉力是关键。12在某建筑工地上，工人用如图所示的滑轮组将重为1200 N的建筑材料从地面运到高20 m的楼上，手竖直向上的拉力是500 N，在这个过程中，工人做了_J的额外功，滑轮组

14、的机械效率是_。【答案】 6000 80%【解析】解答：已知：建筑材料重力G1200N，高度h20m，拉力F500N，n3求：（1）工人做的额外功W额？（2）滑轮组的机械效率？（1）有用功：W有用Gh1200N20m24000J；拉力移动距离：s3h320m60m，总功：W总Fs500N60m30000J，额外功：W额W总-W有用30000J-24000J6000J；（2）滑轮组的机械效率：80%点睛：根据WGh求出有用功，根据s3h求出拉力移动距离，根据WFs求出总功，减去有用功即为额外功；根据求出机械效率13某人用平行于斜面的拉力，把一个重为800N的木箱，沿着长4m、高1m的斜面由底端匀

15、速拉到顶端，如果拉力的大小为250N，则拉力所做的有用功为_J，此斜面的机械效率为_。【答案】 800 80%【解析】解答：拉力所做的有用功W有用Gh800N1m800J；总功W总FS250N4m1000J；机械效率80%；点睛：已知物体的重力和提升的高度，根据公式WGh可求拉力所做的有用功；还知拉力的大小和斜面的长度，根据公式WFS可求拉力所做的总功；有用功与总功的比值就是斜面的机械效率14起重机械在四川汶川的救援过程中，发挥了重要的作用。如图所示，吊臂上的滑轮组，可用F =104N的拉力将重为2.4104 N的吊板提起，如果吊板被匀速提高10 m。则拉力F做功 J，滑轮组的机械效率是 【答

16、案】3105 80%【解析】分析：已知物体移动距离和动滑轮绳子段数可求拉力移动距离，已知拉力可求做的功就是总功已知物重和物体移动距离，可求有用功，从而求出机械效率解答：解：由图知：与动滑轮相连的绳子共有三段，则拉力F移动的距离S与物体升高的距离h之间的关系为：S=3h；W总=FS=104N310m=3105JW有用=Gh=2.4104N10m=2.4105J=80%故答案为：3105； 80%15如图所示，用动滑轮将重为10N的物块竖直向上匀速提升20cm，拉力为6N。此过程中拉力做的功为_J，动滑轮的机械效率为_。物块在上升过程中，机械能增大。 【答案】 2.4 83.3%【解析】解答：由图

17、可知，n2，拉力端移动的距离：s2h220cm40cm0.4m，拉力做功：W总Fs6N0.4m2.4J，W有用Gh10N0.2m2J，83.3%物体在被匀速提升的过程中，质量不变、速度不变，动能不变；质量不变、高度增大，重力势能增大因为物体的机械能等于物体的动能和重力势能之和，因此物体的机械能增大 点睛：图中使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n2，则s2h；知道拉力大小，利用WFs求拉力做功；利用WGh求有用功；再利用效率公式求动滑轮的机械效率；动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；机械能等于动能和势

18、能之和据此分析回答16如图所示，工人利用定滑轮将重500N的物体匀速提升4m，在此过程中有用功是_J,使用定滑轮可以改变力的_。【答案】 2000 方向【解析】解答：重物上升时克服重力所做的功为有用功，WGh500N4m2000J；定滑轮的本质是等臂杠杆，因此使用定滑轮并不省力，但可以改变力的方向。点睛：使用定滑轮，拉力移动的距离sh已知物体的重力和升高的高度，则由功的公式即可求得有用功；由定滑轮的特点可知定滑轮不能省力，但可以改变力的方向17某一动滑轮在使用时的机械效率为80%，则此时W额外：W有=_，额外功占总功的_，造成机械效率小于1的原因有：_，_【答案】 1：4 20% 克服自身重力

19、做功 克服零件间摩擦力做功【解析】解：某一动滑轮在使用时的机械效率为80%，即有用功占总功的80%，额外功为180%=20%所以W额外：W有=20%：80%=1：4； 机械做功就要做额外功，额外功主要包括克服机械自身的重力做功和克服零件间的摩擦做功，所以机械效率总小于1。18如图是人抬起独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个_ 杠杆（省力/费力/等臂）；若动力臂是阻力臂的3倍，物体和车总重G为1200N，抬起车把的力F=500N，则此杠杆的机械效率为_【答案】 省力 80%【解析】解：（1）由人抬起独轮车车把的简化示意图可知，独轮车在使用时动力臂大于阻力臂，所以它属于省力杠杆；（2）根

20、据图示可知，L1：L2=s：h=3：1，则杠杆的机械效率：点睛：先根据动力臂和阻力臂的关系求出在拉力方向上移动的距离和物体上升到高度关系，然后根据即可求出杠杆的机械效率。19如图所示，在“测滑轮组机械效率”的实验中，若物体重6N实验时应沿竖直方向_ 拉动弹簧测力计，若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图所示，则滑轮组的机械效率是_ 若仅增加物体的重力不计摩擦，该滑轮组的机械效率将_ 【答案】 匀速 增大【解析】解：(1)在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计处于平衡状态，弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小；由图示滑轮组可知，承重绳子的有效股数：n=3，由图示可知，

21、弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为2.4N，W有=Gh=6N0.1m=0.6J，由于重物有3段绳子承担，则绳子自由端移动的距离：s=3h=30.1m=0.3m，总功：W总=Fs=2.4N0.3m=0.72J，滑轮组机械效率： (2)整个滑轮组保持不变，即额外功不变；因为对重物做的功为有用功，增加重物的重力，有用功增加，机械效率会增大。点睛： (1)只有在匀速拉动时，弹簧测力计的示数才和拉力的大小相等；由图中滑轮组的结构可知承担物重的绳子股数n=3，重物上升h，则拉力端移动的距离s=3h，读出弹簧测力计的示数即拉力大小，又知道钩码总重，可以求出有用功、总功，根据机械效率的公式求滑轮

22、组的机械效率；（2）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加重物的重力，有用功增加，因此机械效率会变大。20（题文）如图所示，用平行于斜面的拉力F，将重为2N的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端若不考虑物体与斜面间的摩擦，则拉力F为_N；若斜面的机械效率为80%，则此时拉力F为_N【答案】 1 1.25【解析】 (1)不考虑物体与斜面间的摩擦,直接将物体提高做的功W直Gh2N0.2m0.4J,使用斜面做的功W机Fs，由于使用任何机械都不省功,即W直W机，则拉力F1N；(2)直接对物体做的是有用功：W有W直0.4J，机械效率80%，由得总功：W总0.5J，则拉力F1.25N.点睛：（1）不考虑物体与斜面间的

23、摩擦，则用手做的功和用机械所做的功相等可由GhFs求出拉力。（2）已知有用功和机械效率，可由机械效率变形公式求出总功再由W总Fs求出拉力。 三、实验题21在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用如图甲、乙滑轮组进行测量，测得数据如表 （1）如表中数据中有一组采用的滑轮组与其他不同，这组数据是第_次实验的结果，相对应的滑轮组是_（填“甲”或“乙”） （2）实验中应沿竖直方向向上_拉动弹簧测力计才能正确读数 （3）根据表格数据可知：处数据应为_；编号数据应为_N （4）小明分析数据得出了以下结论，请你判断正确的结论是_（不定项选择） A.由表中第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物体提升的高度

24、无关B.由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关C.由表中第4、5组数据可知，机械越省力，它的机械效率越高（5）小明最后用甲滑轮组又测了一组数据：G=5N；h=0.1m；F=1.6N；s=0.3m，结果发现竟然机械效率算出来超过了100%，请问导致小明犯错原因最可能是_【答案】 4、5 乙 匀速 66.7 1.6 AB 拉力F读错【解析】（1）由表中5组数据中有一组采用的滑轮组，与其他4组不同，这组数据是第4、5次实验的结果，相对应的滑轮组是乙。（2） 实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值；（3） 100%66.7%，表中数据可知此时的机械效率

25、50；解得F1.6N;(4) 第1、2组数据，动滑轮重，钩码重相同，钩码被提升的高度不同，机械效率相同，可知同一滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关；B.3、4组数据，动滑轮、钩码被提升的高度相同，被提升的钩码重不同，机械效率不同。可知同一滑轮组的机械效率与摩擦和被提升的重物有关；C.由表中数据可知，第5组滑轮组由五段绳子承担物重，50；第五组比第四组更省力，但机械效率更低，所以机械越省力它的机械效率越高的说法不正确。（5）实验时，对测力计读数有误，或提升物体高度读数有误，或没有沿竖直方向匀速拉动测力计都会造成滑轮组效率不同，甚至错误，由“G5N；h0.1m；F1.6N；s0.3m”可知，导

26、致小明犯错的原因可能是拉力F读错。点睛：（1）根据实验的结果中的动力数值，可知相对应的滑轮组；（2）为准确地测出拉力，需竖直向上匀速拉动测力计；（3）根据公式100%100%计算的机械效率和的读数；（4）分析机械效率的变化及前面物理量的变化得出结论，机械效率与物体被提升的高度无关；分析3、4中机械效率和物理量的变化，得出机械效率与被提升的物重之间的关系；计算出第5组数据与前面的几组机械效率比较，得出结论（5）实验时由于操作或读数错误会导致所测滑轮组效率错误。四、计算题22如图，用一个动滑轮，把重100N的物体匀速提高3m，作用在绳子自由端的拉力为60N，求： （1）动滑轮的机械效率； （2）若

27、用该动滑轮来提升重为180N的物体时，作用在绳子自由端的拉力为多大？此时，机械效率是多少？（不计绳重及摩擦）【答案】（1）83.3%；（2）100N 90%【解析】解：（1）由题可知使用的是动滑轮，通过动滑轮绳子段数n=2， 动滑轮的机械效率：= 100%= 100%= 100%= 100%83.3%；（2）不计绳重及摩擦，F= （G轮+G物）， 提起100N物体时，60N= （G轮+100N）所以G轮=20N，当提升重为180N的物体时，绳子自由端的拉力：F= （20N+180N）=100N，此时的机械效率：= 100%= 100%=90%23如图所示，用滑轮组匀速提起一个重为400N的物体

28、，物体在10s内竖直上升了1m，人拉绳的力为试问：人拉绳子做功的功率为多少？滑轮组的机械效率为多少？【答案】 25W；【解析】由图可知，滑轮组有2股绳子承担物重，即，物体上升高度，时间，拉绳的力为，绳子末端移动的距离：，拉力做功：，拉力做功功率为：；物体的重力为，对物体做有用功：，滑轮组的机械效率：点睛：知道物体的匀速上升高度，根据滑轮组的特点，计算绳子末端移动的距离；又知道拉力大小，根据功的公式和功率公式求人拉绳做功的功率；(2)知道物体重和上升的高度，利用功的公式计算有用功，再利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率。本题综合考查了有用功、额外功和总功的计算、功率的计算、机械效率的计算，利用好

29、s=2h是本题的突破口。24搬运工人用如图所示的滑轮组，在5s内将一个重120N的物体匀速提升3m，所用的拉力F为50N，不计绳重及摩擦。求：（1）拉力F做功的功率；（2）滑轮组的机械效率；（3）提升480N重物时的拉力。【答案】 90W 80% 170N【解析】（1）由图可知，n3，则拉力端移动的距离s3h33m9m。拉力做的总功：W总Fs50N9m450J，拉力F做功的功率：P90W；（2）有用功：W有用Gh120N3m360J，滑轮组的机械效率：100%80%；（3）不计绳重及摩擦，拉力F（GG动），则动滑轮的重：G动3FG350N120N30N；若用该滑轮组提升G480N重物时，此时的拉力：F（GG动）（480N30N）170N。点睛：（1）由图可知，n=3，则拉力端移动的距离s=3h，利用W=Fs求拉力做的总功，利用P=求拉力F做功的功率；（2）利用W=Gh求有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比；（3）不计绳重及摩擦，拉力F=（GG动），据此求动滑轮的重；若用该滑轮组提升480N重物，再利用F=（GG动）求此时的拉力。17