通用版2020中考物理第9章简单机械第二节机械效率素养全练含解析.docx

机械效率基础夯实1.(2019内蒙古通辽中考)如图所示,利用滑轮组在2 s内将重400 N的物体匀速提升了1 m,所用拉力F为150 N。不计绳重和摩擦,下列说法正确的是()A.绳子自由端移动的速度为2 m/sB.动滑轮的总重为100 NC.滑轮组的机械效率为83.3%D.提升更重的物体,滑轮组的机械效率会变小答案A解析由图知,n=4,绳子自由端移动的距离s=4h=41 m=4 m,绳子自由端移动的速度v=2 m/s,故A正确;不计绳重及摩擦,拉力F=(G+G动),可得动滑轮所受的重力G动=4F-G=4150 N-400 N=200 N,故B错误;拉力做的功W总=Fs=150 N4 m=600 J,有用功W有用=Gh=400 N1 m=400 J,滑轮组的机械效率=100%66.7%,故C错误;若用该滑轮组提升所受重力更重的物体,额外功不变,有用功增加,有用功在总功中所占的比例增加,机械效率会变大,故D错误。2.(2019吉林长春中考)如图所示,用甲、乙滑轮组在相同时间内分别将A、B物体匀速提升相同高度,已知物体受到的重力GAGB,滑轮组的机械效率甲GB、上升的高度相同,根据W有=Gh可知,甲滑轮组的有用功比乙的多,故B错误;由B可知,W有甲W有乙,已知滑轮组的机械效率甲GB,甲AC。F对物体做功的功率分别为P甲、P乙,机械效率分别为甲、乙。下列分析正确的是()A.P甲P乙,甲乙D.P甲P乙,甲乙答案A解析已知ABAC,拉力相同,由W=Fs可知,W甲W乙,时间相同,所以P甲P乙;已知物体的重力不变,斜面的高度不变,故由W=Gh可知,将等质量物体分别沿斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点所做的有用功相同,W甲有=W乙有,因为W甲W乙,由=可得,甲GB,则甲乙;若FA=FB,则GAGB。(选填“”“GB时,甲乙;由题图可知,n甲=2,n乙=3,由F=(G+G动)可得,提升物体的重力G=nF-G动,则FA=FB时,提升物体的重力关系为GAGB。17.(2018江苏镇江中考)小明通过机械将重100 N的重物在5 s内竖直向上匀速提升了2 m,机械效率为80%。则此过程中有用功W有用= J,额外功W额外= J,小明做功的功率P= W。答案2005050解析此过程中有用功:W有用=Gh=100 N2 m=200 J;根据=可知,总功为:W总=250 J;额外功为:W额外=W总-W有用=250 J-200 J=50 J;小明做功的功率:P=50 W。能力提升18.(2019四川遂宁中考)在“测量滑轮组机械效率”的实验中,某组同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验,记录的实验效据如下表:实验次数钩码重G/N钩码上升高度H/cm拉力F/N绳端移动距离s/cm机械效率10.5103021.5100.83062.5%30.5100.54025.0%41.5100.74053.6%(1)根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是(选填“甲”或“乙”)滑轮组。(2)在第一次实验中,当拉动滑轮组时,弹簧测力计示数如图丙所示,拉力F为 N;该次实验滑轮组的机械效率是(计算结果精确到0.1%)。(3)机械效率是机械性能好坏的重要标志,结合生产生活实际,分析实验数据可知,下列提高机械效率的措施不可行的是(选填序号)。A.增加所提物重B.减轻机械自重C.机械加润滑油D.增加重物上升高度答案(1)甲(2)竖直向上匀速0.441.7%(3)D解析(1)由表中第一次实验数据可知,钩码上升的高度h=10 cm,绳端移动的距离s=30 cm,由s=nh可得,绳子的有效股数n=3,由图可知,甲滑轮组绳子的有效股数为3,乙滑轮组绳子的有效股数为4,所以,第一次实验所选择的是甲滑轮组;(2)实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,这样示数才会稳定,所读出的数值才等于拉力的大小,由图丙可知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,拉力F=0.4 N,该次实验滑轮组的机械效率=100%=100%41.7%;(3)由1、2或3、4两组数据可知,用相同的装置提升,物体的重力越大,滑轮组的机械效率越大,故A可行;由1、3或2、4两组数据可知,用不同的滑轮组提升相同的物体上升相同的高度时,机械自重越小,滑轮组机械效率越大,故B可行;机械加润滑油,提升重物时减小了额外功,根据=100%=100%可知,滑轮组的机械效率越大,故C可行;由=100%可知,滑轮组机械效率与物体提升的高度无关,故D不可行。19.(2019四川眉山中考改编)为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系,探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置。实验测得的数据如下表:实验次数斜面倾斜程度木块重力G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长度s/m机械效率1较缓30.21.6137.5%2较陡30.31.813最陡30.42.0160%请你根据表中的数据解答下列问题:(1)实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做运动。(2)第2次实验中,斜面的机械效率为,斜面对木块的摩擦力为 N。(3)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是。答案(1)匀速直线(2)50%0.9(3)斜面越陡,其机械效率越高解析(1)实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速直线运动;(2)第2次实验中,斜面的机械效率=100%=50%,在第2次实验中,有用功W有用=Gh=3 N0.3 m=0.9 J,总功W总=Fs=1.8 N1 m=1.8 J,额外功:W额=W总-W有用=1.8 J-0.9 J=0.9 J,根据W额=fs可得摩擦力f=0.9 N;(3)由表中数据可知:斜面越陡,其机械效率越高。20.(2019四川眉山中考)在一次车辆故障处置过程中,拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。为了尽快疏通道路,交警指挥拖车只用了30 s时间,将水平路面上质量是1.5 t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是5 m/s,绳子自由端的拉力F是500 N,地面对故障车的摩擦力为车重力的,g取10 N/kg。求:(1)拉力F在30 s内所做的功;(2)整个装置的机械效率。答案(1)2.25105 J(2)80%解析(1)故障车在30 s内通过的路程s车=v车t=5 m/s30 s=150 m,由图知,n=3,拉力端移动距离s=3s车=3150 m=450 m,拉力F在30 s内所做的功W总=Fs=500 N450 m=2.25105 J;(2)地面对故障车的摩擦力f=G=mg=1 500 kg10 N/kg=1 200 N;滑轮组克服故障车摩擦力做的有用功W有用=fs车=1 200 N150 m=1.8105 J,整个装置的机械效率=100%=80%。21.(2019四川凉山州中考)如图所示,用滑轮组匀速提起重1 000 N的物体,使物体上升10 m,所用拉力为400 N,若绳重和摩擦不计,求:(1)滑轮组的机械效率;(2)若用此装置匀速提起1 200 N的重物,则拉力为多少。答案(1)62.5%(2)450 N解析(1)由图可知,绕过动滑轮的绳子股数为4,则绳子自由端移动的距离s=4h=410 m=40 m,克服物体重力做的功W有用=Gh=1 000 N10 m=10 000 J,拉力做的功W总=Fs=400 N40 m=16 000 J,滑轮组的机械效率=100%=62.5%;(2)绳重和摩擦不计,则W额=G动h,动滑轮的总重为G动=600 N,绳重和摩擦不计,用此装置匀速提起1 200 N的重物,则此时的拉力F=(G+G动)=(1 200 N+600 N)=450 N。22.(2019四川攀枝花中考)如图所示,在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G=9104 N的货物A沿斜面向上匀速运动。货物A的速度为v=2 m/s,经过t=10 s,货物A竖直升高h=10 m。已知汽车对绳的拉力F的功率P=120 kW,不计绳、滑轮的质量和摩擦,求:(1)t时间内汽车对绳的拉力所做的功;(2)汽车对绳的拉力大小;(3)斜面的机械效率。答案(1)1.2106 J(2)20 000 N(3)75%解析(1)可得t时间内汽车对绳的拉力所做的功W=Pt=1.2105 W10 s=1.2106 J;(2)10 s内货物移动的距离s物=vt=2 m/s10 s=20 m,由图知,n=3,拉力端移动距离s=3s物=320 m=60 m,由W=Fs可得汽车对绳的拉力大小F=20 000 N;(3)不计绳、滑轮的质量和摩擦,滑轮组对重物的拉力F拉=3F=320 000 N=60 000 N,斜面的机械效率=100%=75%。15