全国通用版2020中考物理大一轮第9章简单机械第二节机械效率素养全练

15.(2018·四川眉山中考)如图所示,一同学在用滑轮组匀速提升不同重物时,记录下了绳子自由端拉力F与对应所提升的物体的重力G,如下表:

G/N 1 2 3 4 5 6 F/N 0.8 1.3 1.8 2.3 2.8 3.3

根据上表数据分析可知,绳子自由端拉力F与物体重力G的关系式为F= ;当物体重力

G=10 N时,此滑轮组的机械效率η= 。

答案0.5G+0.3 N 94.3%

解析由表格数据可知,重力G每增大1 N,绳子自由端的拉力F增大0.5 N,所以F与G成一次函数关系,设F与G关系的表达式为F=kG+b,由表格第一组数据,当G=1 N,F=0.8 N,则:

0.8 N=k×1 N+b 由表格第二组数据,当G=2 N,F=1.3 N,则 1.3 N=k×2 N+b ①

②

②-①可得k=0.5,将k=0.5代入①解得b=0.3 N,所以拉力F与物体所受重力G的关系

式:F=0.5G+0.3 N;

当物体重力G=10 N时,此时的拉力:F=0.5×10 N+0.3 N=5.3 N,由图可知,有两段绳子拉着动

滑轮,滑轮组的机械效率为:η=16.

≈94.3%。

(2018·山东枣庄中考)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。(选填“>”“<”或“=”)

答案> <

解析不计绳重和摩擦,克服物体重力做的功为有用功,克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功,则滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=×100%=×100%,因物体的重力G越

大,1+越小,越大,且动滑轮的重力相等,所以,GA>GB时,η甲>η乙;由

题图可知,n甲=2,n乙=3,由F=的重力关系为GA

(G+G动)可得,提升物体的重力G=nF-G动,则FA=FB时,提升物体

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200 50 50 解析此过程中有用功:

W有用=Gh=100 N×2 m=200 J;

根据η=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:

实钩码上绳端移钩码拉验 升 动 机械 重 力 次高度距离效率 G/N F/N 数 H/cm s/cm 1 0.5 10 2 1.5 10 3 0.5 10 4 1.5 10 30 62.5% 25.0% 53.6% 0.8 30 0.5 40 0.7 40

(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 C.机械加润滑油

B.减轻机械自重 D.增加重物上升高度

答案(1)甲 (2)竖直向上匀速 0.4 41.7% (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η=×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η=×100%=×100%可知,滑轮组的机械效率越大,故C可行;由η=×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 斜面倾 木块重 斜面高 沿斜面 斜面长 机械 次数 斜程度 力G/N 度h/m 拉力F/N 度s/m 效率 1 2 3 较缓 较陡 最陡 3 3 3 0.2 0.3 0.4

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。

1.6 1.8 2.0 1 1 1 37.5% 60%