中考物理 机械效率的计算 培优 易错 难题练习(含答案)及答案解析.doc

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题 1．如图所示，实心物体A漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动A，使A向下运动（运动过程中始终未碰到定滑轮）。已知A的体积为0.2m3，密度为0.4×103kg/m3．动滑轮重为300N，电动机工作时拉绳子的功率为1.5×103W且保持不变，不计绳重、摩擦和水的阻力，g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3，下列说法中不正确的是（　　） A．物体向下运动的最小速度3m/s B．物体A浸没在水中时受到的浮力为2×103N C．物体A向下运动过程中，电动机拉着绳子的力先变大，后不变 D．物体A向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值为80% 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 B．由知道，A的质量 mA＝ρAVA＝0.4×103kg/m3×0.2m3＝80kg 由 知道，A的重力 GA＝mAg＝80kg×10N/kg＝800N 由于A浸没在水中，声音， V排＝VA＝0.2m3 A浸没在水中受到的浮力 F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m3＝2×103N 故B正确，不符合题意； A．当A完全浸没时绳子对物体A的拉力最大，电动机对绳子的拉力也最大，不计绳重、摩擦和水的阻力，则电动机对绳子的最大拉力 由知道，绳子自由端运动的最小速度 则物体向下运动的最小速度 故A错误，符合题意； C．由于电动机对绳子的拉力，而物体A向下运动过程中，浮力先变大、后不变，所以，电动机拉着绳子的力先变大，后不变，故C正确，不符合题意； D．当A完全浸没后，滑轮组受到的拉力最大，此时滑轮组的机械效率最大，有用功 W有用＝（F浮﹣G）h 总功 W总＝Fs＝（F浮﹣G+G动）×3h＝（F浮﹣G+G动）h 滑轮组机械效率的最大值 故D正确，不符合题意。 故选A。 2．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，可用的拉力将重为2.4×104 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__________。 【答案】3×105 80% 【解析】 【分析】 【详解】 [1]由题图知：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；拉力F做功是 [2]滑轮组做的有用功是 滑轮组的机械效率是 3．用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙是记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，则动滑轮重为_____________N，当某次运送3件货物时，绳子的拉力F是_______ N ，滑轮组的机械效率为_________；经过分析，发现使用同一滑轮组，_________ ，可以提高滑轮组的机械效率（不考虑绳重和摩擦） 。 【答案】100 200 75% 增加物重 【解析】 【详解】 [1]由图乙可知，运送一件货物的重力为100N时，滑轮组的机械效率是50%，不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率 η= G动=100N [2]由图可知， n=2 则运送3件货物时绳子的拉力 F=(G总+G动)= (3×100N+100N)=200N [3]不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率 η′=75% [4]由以上计算可知，使用同一滑轮组，增加物重，可以提高滑轮组的机械效率。 4．如图所示，利用斜面向上移动物体可以_______（选填“省力”、“省距离”、“省功”）。小明把质量为50kg的木箱沿斜面拉了10m，使木箱上升了4m，如图所示，沿斜面向上用的拉力F＝250N，木箱以0.2m/s的速度匀速上升的过程中，斜面的机械效率为________，木箱在斜面上匀速运动时受到摩擦力为_______N。（g取10N/kg） 【答案】省力 80% 50 【解析】 【分析】 【详解】 [1]斜面也是一种简单机械，利用斜面向上移动物体可以省力。 [2]做的有用功 W有用=Gh=mgh=50kg×10N/kg×4m=2000J 拉力做的总功 W总=Fs=250N×10m=2500J 斜面的机械效率 机械效率为80%。 [3]这个过程中，做的额外功 W额外=W总-W有用=2500J-2000J=500J 克服摩擦做的功为额外功的唯一来源，因为W额外=fs，所以摩擦力的大小 摩擦力为50N。 5．如图所示，每个滑轮均重12N，用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动，在40s内物体移动了8m，拉力F做的功为1280J．（不计绳重及机械内部摩擦）那么，拉力F的功率为_____W，滑轮组的机械效率为_______． 【答案】32 92.5% 【解析】 【分析】 【详解