1、專項(xiàng)訓(xùn)練(四)機(jī)械效率的測量及計(jì)算(限時:35分鐘)一、實(shí)驗(yàn)探究題1.2018泰安圖ZX4-1甲是某學(xué)習(xí)小組“測量滑輪組的機(jī)械效率”的示意圖。用彈簧測力計(jì)豎直向上勻速拉動繩子自由端,將重為4.5 N的物體從A位置提升到A位置,同時彈簧測力計(jì)從圖中的B位置上升到B位置。在這個過程中,彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示。請你根據(jù)他們做的實(shí)驗(yàn)完成下列問題:圖ZX4-1(1)物體提升的高度是cm,拉力是N,該滑輪組的機(jī)械效率=。(2)若在圖甲裝置的基礎(chǔ)上,增加一個動滑輪,改為圖丙所示的裝置,提升同一物體,則滑輪組的機(jī)械效率(選填“變大”“變小”或“不變”)。2.用如圖ZX4-2所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量杠桿的機(jī)械效率

2、。實(shí)驗(yàn)時,豎直向上勻速拉動彈簧測力計(jì),使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升。圖ZX4-2(1)實(shí)驗(yàn)中,彈簧測力計(jì)的示數(shù)F為N,鉤碼總重G為1.0 N,鉤碼上升高度h為0.1 m,彈簧測力計(jì)上升高度s為0.3 m,則杠桿的機(jī)械效率為%。請寫出使用該杠桿做額外功的一個原因:。(2)林紅同學(xué)用該實(shí)驗(yàn)裝置,先后將鉤碼掛在A、B兩點(diǎn),測量并計(jì)算得到下表所示的數(shù)據(jù)。次數(shù)鉤碼懸掛點(diǎn)鉤碼總重G/N鉤碼移動距離h/m拉力F/N彈簧測力計(jì)移動距離s/m機(jī)械效率/%1A點(diǎn)1.50.100.70.3071.42B點(diǎn)2.00.151.20.3083.3根據(jù)表中數(shù)據(jù),能否得出“杠桿的機(jī)械效率與所掛鉤碼的重有關(guān),鉤碼越重其效率

3、越高”的結(jié)論?答:。請簡要說明兩條理由:;。二、計(jì)算題3.如圖ZX4-3所示,用沿斜面向上F=1.8 N的拉力,將一個質(zhì)量m=0.45 kg的物體,從底端勻速拉到頂端,所用時間t=5 s。已知斜面長度s=1 m,斜面高度h=0.3 m。g取10 N/kg。求:(1)該物體所受的重力。(2)拉力F的功率。(3)此斜面的機(jī)械效率。圖ZX4-34.一輛質(zhì)量是1.5103 kg的汽車不慎陷入泥濘地面,汽車司機(jī)用如圖ZX4-4所示滑輪組將汽車拖出。已知整個過程中,水平拉力F是400 N,汽車沿水平方向勻速移動了2 m,滑輪組的機(jī)械效率為75%。求:(1)拉力F做的總功。(2)有用功的大小。(3)汽車受到

4、的阻力大小。圖ZX4-45.林紅同學(xué)用如圖ZX4-5所示的裝置把重為1200 N的箱子從斜面底端勻速拉到頂端用時10 s,已知斜面長6 m、高2 m,此裝置的機(jī)械效率為80%。求:(滑輪重、繩重、滑輪與繩之間的摩擦均不計(jì))。(1)拉力F做的功。(2)拉力F做功的功率。(3)拉力F的大小。(4)箱子和斜面間的摩擦力。圖ZX4-56.用如圖ZX4-6甲所示的滑輪組提升物體M,已知被提升的物體M重為760 N,卷揚(yáng)機(jī)加在繩子自由端的拉力F,將物體M以0.5 m/s的速度勻速提升到5 m的高度。拉力做的功W隨時間t的變化圖像如圖乙所示,不計(jì)繩重和滑輪與軸的摩擦。求:(1)滑輪組提升重物所做的有用功W有

5、。(2)滑輪組提升重物的機(jī)械效率。(3)動滑輪的重力G動。圖ZX4-6參考答案1.(1)5.0 275%(2)變小2.(1)0.566.7克服杠桿與支點(diǎn)間摩擦及杠桿自重做的額外功(2)不能兩次實(shí)驗(yàn)時鉤碼沒有掛在同一位置一次對比實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論是不可靠的3.解:(1)物體所受的重力為G=mg=0.45 kg10 N/kg=4.5 N。(2)拉力所做總功為W總=Fs=1.8 N1 m=1.8 J,拉力功率為P=W總t=1.8J5s=0.36 W。(3)此過程所做的有用功為W有=Gh=4.5 N0.3 m=1.35 J,此斜面的機(jī)械效率為=W有W總=1.35J1.8J=75%。4.解:(1)由題圖可知,

6、由2股繩子拉動滑輪,n=2,則繩端移動的距離s繩=ns車=22 m=4 m,拉力F做的總功W總=Fs繩=400 N4 m=1600 J。(2)有用功W有=W總=1600 J75%=1200 J。(3)因滑輪組做的有用功為克服汽車阻力所做的功,則汽車受到的阻力大小f=W有s車=1200J2m=600 N。5.解:(1)有用功W有=Gh=1200 N2 m=2400 J,則拉力F做的功W總=W有=2400J80%=3000 J。(2)拉力F做功的功率P=W總t=3000J10s=300 W。(3)由圖可知此滑輪裝置是一個動滑輪,繩端移動的距離s=2s=26 m=12 m,拉力F=W總s=3000J12m=250 N。(4)克服摩擦力做的額外功W額=W總-W有=3000 J-2400 J=600 J,摩擦力f=W額s=600J6m=100 N。6.解:(1)滑輪組提升重物所做的有用功W有=Gh=760 N5 m=3800 J。(2)重物運(yùn)動的時間t=hv=5m0.5m/s=10 s,由圖乙可知,此時10 s時拉力做的總功是4000 J,所以滑輪組提升重物的機(jī)械效率=W有W總=3800J4000J=95%。(3)由圖甲知通過動滑輪繩子段數(shù)n=2,所以,繩子自