第2课时 机械效率 有关滑轮机械效率的计算1．用甲、乙两种方式匀速将重为100N的物体提升相同的高度，已知滑轮重20N，绳重和摩擦力不计．则手的拉力F甲________F乙；拉力F对重物做的功W甲________W乙，机械效率η甲________η乙．(填“大于”“小于”或“等于”)2．(2022·南京)用如图所示的滑轮组将重85N的物体匀速提升2m，拉力F为50N．此过程中有用功为________J，总功为________J，滑轮组机械效率为________．3．(2022·岳阳)用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为720N的货物匀速提高10m，所做的总功为12000J，此时滑轮组的机械效率为________；用该滑轮组提升更重的物体，机械效率会________(填“变小”“不变”或“变大”)． 有关斜面机械效率的计算4．(2022·南充)将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端(如图所示)，斜面长1.2m，高0.4m，斜面对物体的摩擦力为0.3N(物体大小可忽略)．则下列说法正确的是()A．沿斜面向上的拉力为0.3NB．有用功为0.36J，机械效率为20%C．有用功为1.8J，机械效率为20%D．总功为2.16J，机械效率为83.3%5．为了将重为600N的物体运送到6m高的楼顶上，建筑工人搭建了如图所示的长12m、高6m的斜面．工人沿斜面方向用了400N的拉力，在30s内将重物匀速运送到楼顶，该过程中工人所做的有用功为________J，总功率为________W，斜面的机械效率为________%. 有关杠杆机械效率的计算6．如图所示，用竖直向上的力拉动较长的杠杆，使重为18N的物体缓慢升高0.1m，拉力大小为88\nN，拉力移动的距离为0.25m．该杠杆的机械效率为________，此杠杆属于________(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆．重难点 有关简单机械的机械效率的计算 (2022·咸宁)如图所示，用滑轮组在4s内将重为160N的物体匀速提升2m，若动滑轮重20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重．则在此过程中，下列说法正确的是()A．绳子自由端向上移动了4mB．拉力F的功率为90WC．拉力F为90ND．滑轮组的机械效率为80%【变式训练1】 (多选)(2022·滨州)如图所示，重400N的物体在30N的水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是()A．绳子自由端移动的距离为3mB．有用功为400JC．拉力F的功率为9WD．物体与地面间的滑动摩擦力为72N【变式训练2】 (2022·德阳)如图所示，沿斜面把质量为12kg的一个物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力是F＝100N，斜面长2m，高1m，则其机械效率是________%，物体所受摩擦力是________N．(g取10N/kg)【变式训练3】 如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为________N，测力计上升的高度s为0.2m．物块重G为1.5N，物块上升的高度h为0.3m，则杠杆的机械效率为________%.实验突破1 测量滑轮组的机械效率 8\n (2022·齐齐哈尔)某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示．实验次序钩码重力G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率η140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.5________________ (1)实验中应沿竖直方向________缓慢拉动弹簧测力计．(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法________(填“正确”或“不正确”)，因为她没有考虑到________对滑轮组机械效率的影响．(3)用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整．(4)通过比较________(填实验次序)两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关．(5)通过比较________(填实验次序)两次实验数据得出结论：用同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高．(6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：________．(7)有的同学认为，测量绕法确定的滑轮组的机械效率，钩码上升的高度和绳端移动距离________(填“可以不测量”或“一定要测量”)．(8)有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”．分析表中数据，你认为这句话是________(填“正确”或“错误”)的．实验突破2 测量斜面的机械效率 (2022·淮安)小明利用斜面搬运物体的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上拉动物体进行了探究(如图所示)，测得的实验数据如表中所示： 实验次序斜面的倾斜程度物体重G/N物体上升高度h/m沿斜面拉力F/N物体移动距离s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率η1较缓5.01.101.60.500.500.8063%2较缓5.01.152.20.500.751.1068%3最陡5.00.253.10.501.55(1)沿斜面拉动物体时，应使其做________运动．(2)根据表中的数据可求出第③次实验中拉力所做的有用功为________J，机械效率是________．8\n(3)通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越缓，越________．(4)通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其他条件不变的情况下，________．(5)若小明还想要探究斜面机械效率与物重的关系，实验时应控制不变的量是：_________．(6)若斜面是光滑的，则有用功________(填“大于”“等于”或“小于”)总功．(7)斜面在生产、生活中随处可见．在镊子、船桨、螺丝钉、汽车的刹车踏板中，应用了斜面的是________． 1．(2022·黄石)下列关于简单机械在实际应用中的说法，正确的是()A．指甲剪是省力省功的机械B．定滑轮不省力，但能改变力的方向C．滑轮组既省力，又省距离，还省功D．斜面的机械效率可以达到100%2．小王用滑轮组提升重物，下列提高机械效率的做法中正确的是()A．把物体提得更高B．提升重物的速度更大C．提升更重的物体D．增加滑轮个数3．利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是()A．重力做的功是有用功B．拉力F1做的功是额外功C．绳子自由端的拉力F做的功是总功D．该滑轮的机械效率可能等于100%4．(2022·孝感)用四个完全相同的滑轮，组装成甲、乙两套滑轮组，用它们匀速提升同一物体时，其拉力分别为F1、F2，滑轮组的机械效率分别为η1、η2，如图所示，不计绳重和摩擦，下列选项中正确的是()A．F1>F2，η1>η2B．F1＝F2，η1＝η2C．F1<F2，η1>η2D．F1<F2，η1＝η25．(2022·重庆B卷)部分农户在新建住房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材．在一次提升建材的过程中，建筑工人用400N的拉力，将重600N的建材在10s内匀速提高3m．则下列判断正确的是()A．滑轮所做的有用功为1200JB．滑轮受到的重力为100NC．该滑轮的机械效率η＝75%D．绳子自由端移动的速度大小为0.3m/s8\n6．(2022·乐山)图甲中用力F1水平拉着重为G的物体在水平路面上匀速移动，距离为s.图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动s的距离，水平拉力为F2.使用动滑轮的过程中()A．总功为W总＝F2sB．有用功为W有＝GsC．机械效率为η＝Gs/2F2sD．额外功为W额＝2F2s－F1s7．(多选)(2022·聊城)工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15s．已知车厢高1.5m，木板长3m，货物质量为60kg，沿斜面所用的拉力为400N，g取10N/kg，则下列说法正确的是()A．工人做的总功为900JB．工人做的额外功为300JC．工人做功的功率为60WD．此斜面的机械效率为75%8．(2022·达州)用如图所示滑轮组拉着重为30N的物体A匀速前进0.2m，则绳子自由端移动的距离为________m;若物体A与地面的摩擦力为9N，则拉力所做的有用功是________J;若实际拉力F＝4N，则该滑轮组的机械效率为________．9．(2022·临沂)小明用如图所示的动滑轮提起重为140N的水桶，动滑轮重20N(不计绳重和摩擦)，小明拉绳子的动力为________N；如果向水桶内再加入40N的水，提起时动滑轮的机械效率________(填“变大”“变小”或“不变”)．10．小代用如图所示的滑轮组将重为640N的物体匀速提升了2m，用时40s，此过程中滑轮组机械效率为80%，不考虑绳重及摩擦，则绳端的拉力是________N，拉力的功率是________W.11．(2022·襄阳)某同学“测量滑轮组的机械效率”的实验装置如图所示．实验时把重7.2N的物体吊在滑轮上，向上缓慢拉动弹簧测力计，测出物体上升高度和绳端移动距离分别为0.1m和0.3m．图中小弹簧测力计示数为________N，滑轮组机械效率为________%.如果用此滑轮组提升另一重为10N的物体，它的机械效率________(填“变大”“变小”或“不变”)．8\n12．用图示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如下表．实验次序物体种类物重G/N斜面高h/cm拉力F/N斜面长s/cm机械效率η1木块4151.19060.6%2小车41590(1)沿斜面拉动物体时，应使其做________运动．(2)根据图中测力计的示数，可知第2次实验的机械效率为________%，由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同，物体重量一定时，________越小，机械效率越大．(3)第1次实验中，木块所受摩擦力为________N.13．(2022·呼和浩特)如图所示，用甲、乙两种滑轮组，分别匀速竖直向上提升同一重物，从相同位置开始提升至同一高度处，求：(1)若不计绳重、滑轮重及摩擦，两次拉力F1和F2之比；(2)若不计绳重及摩擦，重物质量为400g，动滑轮质量为100g，匀速拉动过程中甲、乙两装置的机械效率．14．(2022·重庆B卷)工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离．F1、F2始终沿竖直方向，图甲中OB＝2OA，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度为0.01m/s.不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是()A．甲、乙两种方式都省一半的力B．甲方式F1由150N逐渐变大C．乙方式机械效率约为83.3%D．乙方式F2的功率为3W15．如图所示，用一个重为18N的动滑轮来提升物体，在实际工作中匀速竖直向上的拉力为30N，则动滑轮的机械效率()8\nA．一定等于30%B．一定等于70%C．可能大于70%D．一定小于70%16．(2022·枣庄)如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦．若GA＞GB，则η甲________η乙；若FA＝FB，则GA________GB.(填“＞”“＜”或“＝”)17．(2022·襄阳)质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械间的摩擦力及绳重忽略不计．(g取10N/kg)(1)影响滑轮组机械效率的因素之一是________．(2)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，求拉力的功率．(3)求动滑轮受到的重力．(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？18．(RJ教材8下P88T3变式)(2022·广安)如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N(忽略绳子的重力)．则下列说法正确的是()A．斜面上的摩擦力是50NB．拉力的功率是50WC．拉力所做的功是300JD．斜面的机械效率是80%第2课时 机械效率基础得分训练1．大于 等于 大于 2.170 200 85% 3.60% 变大 4.D 5.3600 160 75 6.90% 省力导学提分训练例1 B8\n【变式训练1】 ACD【变式训练2】 60 40【变式训练3】 2.5 90实验突破1①等于 ②nh ③低 ④高例2 (1)匀速 (2)不正确 摩擦 (3)0.4 80% (4)1、2(5)2、3 (6)不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组机械效率越高(不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低) (7)可以不测量 (8)错误实验突破2①匀速 ②W有/W总 ③Gh,Fs ④越高 ⑤越高例3 (1)匀速直线 (2)1.25 80.6% (3)省力 (4)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，倾斜程度越大，机械效率越高 (5)斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度 (6)等于 (7)螺丝钉课后提分训练1．B 2.C 3.C 4.D 5.C 6.D 7.BD 8.0.6 1.8 75% 9.80 变大 10.400 40 11.3 80 变大12．(1)匀速直线 (2)95.2 摩擦力 (3)0.4 13.(1)由图知，甲图中，作用在动滑轮上绳子的段数n1＝2；乙图中，作用在动滑轮上绳子的段数n2＝3 若不计绳重、滑轮重及摩擦，则拉力F＝1/nG,两次拉力F1和F2之比：F1/F2＝1/n1G,1/n2G＝n2/n1＝3/2 (2)重物的重力：G＝mg＝0.4kg×10N/kg＝4N 动滑轮的重力：G轮＝m轮g＝0.1kg×10N/kg＝1N 不计绳重及摩擦时，滑轮组的机械效率：η＝W有/W总＝Gh/(G＋G轮)h＝G/(G＋G轮) 由于两装置中物重和动滑轮重均相同，所以甲、乙两装置的机械效率：η＝W有/W总＝Gh/(G＋G轮)h＝G/(G＋G轮)＝4N/(4N＋1N)＝80%14．C 15.D 16.＞ ＜ 17.(1)物重(或动滑轮重) (2)由图甲可知，作用在动滑轮上绳子的段数n＝3，则绳端移动的距离：s＝nh＝3×6m＝18m 拉力做的功：W＝Fs＝400N×18m＝7200J 拉力的功率：P＝W/t＝7200J/60s＝120W(3)由图乙可知，物重G＝300N时，滑轮组的机械效率η＝60%，因机械间的摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率：η＝W有/W总＝Gh/(G＋G动)h＝G/（G＋G动）＝60% 解得G动＝200N (4)已知工人的质量为60kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：F大＝G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N 由F＝1/n(G＋G动)可得，提升的最大物重：G大＝nF大－G动＝3×600N－200N＝1600N则滑轮组的最大机械效率：η大＝W有/W总＝G大/(G大＋G动)＝1600N/(1600N＋200N)≈88.9%教材变式题18．A8
