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第十講 簡單機械 第二節(jié) 機械效率 玩轉(zhuǎn)安徽10年中考真題(2007~2016年) 命題點1　(10年7考) 類型一　滑輪機械效率計算(10年3考) 1. (2010安徽5題2分)現(xiàn)在地震時有發(fā)生，于是人們開始重視加固維修房屋，常?？梢钥吹綀D示的場景. 假如該工人通過滑輪把50 kg的水泥緩緩提升 4 m到房頂，所用拉力約300 N. 該機械的效率約為 ________. 第1題圖 2. (2008安徽9題4分)如圖甲所示是一臺正在建筑工地作業(yè)的起重機，吊臂上的滑輪組(如圖乙)將質(zhì)量為1.2103 kg的重物豎直勻速提高3 m，拉力F的大小為 8 000 N，則拉力F做的功為________J，該滑輪組的機械效率為 ________. 　 第2題圖 3. (2014安徽14題3分)工人師傅使用一個動滑輪將400 N的重物勻速提升到3 m高處，假如所用的拉力方向豎直向上、大小為250 N，則(　　) A．拉力所做的功為750 J B．機械的效率為80% C．若用該動滑輪提升更重的貨物，機械效率將保持不變 D．若采用輕質(zhì)滑輪完成原任務(wù)，機械效率將保持不變 【專家猜押】 1．如圖所示，小明用一個滑輪組勻速提升重為200 N的物體，物體在 4 s內(nèi)上升2 m的過程中，人所用的拉力為125 N，此過程中，拉力的功率是________W，滑輪組的機械效率是________． 專家猜押1題圖 類型二　斜面機械效率的計算(10年4考) 4. (2015安徽8題2分)某同學(xué)利用斜面勻速提升重為500 N的物體，已知沿斜面的拉力做的功為1 000 J，斜面的機械效率為60%，則物體被提升的高度為________m. 5. (2012安徽17題3分)如圖所示，有一斜面長為L，高為h，現(xiàn)用力F沿斜面把物重為G的物體從底端勻速拉到頂端．已知物體受到斜面的摩擦力為f，則下列關(guān)于斜面機械效率η的表達式正確的是(　　) 第5題圖 A. η＝100% B. η＝100% C. η＝100% D. η＝100% 6. (2011安徽21題7分)斜面是一種常見的簡單機械，在生產(chǎn)和生活中利用斜面提升物體可以省力. 圖示為傾角θ＝30的固定斜面，用平行于斜面的拉力F＝4 N，將一物體從斜面底端勻速拉上斜面，已知物體上升的高度h＝1 m； (1)求拉力F做的功； (2)若斜面的高度h一定，傾角θ可以改變，試推導(dǎo)：在不考慮摩擦?xí)r，用平行于斜面的拉力F將重為G的物體勻速拉上斜面頂端，θ越小，F(xiàn)越小. 第6題圖 7．(2007安徽22題7分)斜面是一種簡單機械，盤山公路可看成是斜面. 一輛客車若在如圖所示的盤山公路上行駛，假如客車質(zhì)量為7 000 kg，向上行駛過程中牽引力保持30 000 N不變，行駛了2 000 m的路程時，客車升高了300 m. 在此期間，求： (1)牽引力做了多少功； (2)盤山公路的“機械”效率是多少．(g取10 N/kg) 第7題圖 【專家猜押】2.在30斜面上，用平行于斜面的拉力F，將重為2 N的物體沿斜面從底端勻速拉至頂端．若斜面的機械效率為80%.則此時拉力F為________N. 命題點2　機械效率實驗(10年3考) 8．(2013安徽19題8分)某實驗小組進行測量滑輪組機械效率的實驗，先用彈簧測力計測量鉤碼所受的重力G(如圖甲)，再按圖乙所示的連接方式組裝好滑輪組，并分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置． (1)圖甲中彈簧測力計的示數(shù)為________N； (2)圖乙中，為了測量繩子自由端的拉力F，A同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該在彈簧測力計靜止時讀數(shù)，B同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該在緩慢勻速提升時讀數(shù)，正確的是________(選填“A”或“B”)同學(xué)的方法； (3)按照正確的測量方法，測出的拉力F與鉤碼所受重力G的大小關(guān)系為F________(選填“＞”、“＜”或“＝”) G； (4)實驗中要分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置，是為了______________________________________________________________________________． 第8題圖 9. (2011安徽18題6分)某實驗小組利用圖示裝置研究杠桿的機械效率，實驗的主要步驟如下： 第9題圖 ①用輕繩懸掛杠桿一端的D點作為支點，在A點用輕繩懸掛總重為G的鉤碼，在B點用輕繩豎直懸掛一個彈簧測力計，使杠桿保持水平； ②豎直向上拉動彈簧測力計緩慢勻速上升(保持O點位置不變)，在此過程中彈簧測力計的讀數(shù)為F，利用刻度尺分別測出A、B兩點上升的高度為h1、h2.回答下列問題： (1)杠桿機械效率的表達式為η＝________(用已知或測量的物理量符號表示)； (2)本次實驗中，若提升的鉤碼重一定，則影響杠桿機械效率的主要因素是：______________________________________________； (3)若只將鉤碼的懸掛點由A移至C，O、B位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機械效率將________(選填“變大”、“變小”或“不變”)． 10．(2009安徽19題5分)某同學(xué)測量滑輪組的機械效率時，先用彈簧測力計測出物重G，按圖所示組裝好器材，拉動彈簧測力計使物體勻速上升，用刻度尺分別測出物體上升的高度h和繩端移動的距離s，在物體靜止時讀出拉力的大小F，最后，根據(jù)公式η＝100%算出滑輪組的機械效率. 第10題圖 (1)以上操作過程存在一處錯誤，請在錯誤的句子下面畫上橫線，并寫出正確的操作方法：________________________________________________________________________； (2)為了提高滑輪組提升物體時的機械效率，請?zhí)岢鰞蓷l措施： ①__________________；②__________________； 第十講 簡單機械 第二節(jié) 機械效率 1. 83.3%　 【解析】η＝100%＝100%＝100%＝100%＝100%＝100%≈83.3%. 2. 7.2104　50% 【解析】由題圖知，此滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，所以s＝3h＝3 3 m＝9 m；有用功為：W有用＝Gh＝mgh＝1.2103 kg10 N/kg3 m＝3.6104 J；總功為：W總＝Fs＝8 000 N9 m＝7.2104 J；機械效率為：η＝ 100%＝100%＝50%. 3. B　【解析】拉力做的功為W總＝Fs＝F2h＝250 N23 m＝1 500 J，故A錯誤；提升重物做的功為有用功W有用＝Gh＝400 N3 m＝1 200J，故滑輪組的機械效率η＝100%＝100%＝80%，故B正確；根據(jù)W有用＝G物h可知當(dāng)增大物重時滑輪組做的有用功增大，不計繩重及摩擦的情況時額外功W額外＝G動h保持不變，根據(jù)機械效率公式η＝100%＝100%＝100%可知滑輪組的機械效率將增大，故C錯誤；當(dāng)用輕質(zhì)滑輪時，額外功變小，有用功不變，根據(jù)公式可知滑輪組的機械效率變大，故D錯誤．故選B. 【專家猜押】1. 125　80%　【解析】拉力做的有用功為W有用＝Gh＝200 N2 m＝400 J；繩子移動的長度為s＝2h＝22 m＝4 m，拉力做的總功為W總＝Fs＝125 N4 m＝500 J，拉力的功率為P＝＝＝125 W；滑輪組的機械效率為η＝100%＝100%＝80%. 4. 1.2　【解析】 由題意知，根據(jù)效率公式η＝100%可知，W有＝W總η＝1 000 J60%＝600 J，根據(jù)W有＝Gh求出物體上升的高度，即h＝＝＝1.2 m. 5. D　【解析】已知斜面的高為h，物體的重力為G，則有用功為：W有用＝Gh，已知斜面長為L，拉力為F，則總功為：W總＝FL，機械效率為：η＝100%＝100%，而物體與斜面的摩擦力為f，所以額外功為：W額外＝fL，則總功為：W總＝W有用＋W額外＝Gh＋fL，故機械效率為：η＝100%＝100%，故D正確；據(jù)此分析，A選項為有用功與額外功的比值，不是機械效率，故A錯誤； B選項為有用功與有用功的比值，不是機械效率，故B錯誤； C選項是有用功與總功加上額外功的比值，不是機械效率，故C錯誤．故選D. 6. 解：(1)已知θ＝30，則s＝2h＝21 m＝2 m，拉力F做的功：W＝Fs＝4 N2 m＝8 J (2)根據(jù)題圖可得，s＝，不考慮摩擦，則W有用＝W總，即： W有用＝Gh＝Fs＝F，所以F＝Gsinθ，由題知0＜θ＜90，當(dāng)θ增大時，sinθ增大，當(dāng)θ減小時，sinθ減小，則當(dāng)G一定時，θ越小，F(xiàn)越小，越省力． 7. 解：(1)牽引力做功W總＝Fs＝30 000 N2 000 m＝6107 J (2)W有用＝Gh＝mgh＝7 000 kg10 N/kg300 m＝2.1107 J， η＝100%＝100%＝35% 【專家猜押】2. 1.25　【解析】在30斜面上，斜面長等于斜面高的2倍，即s＝2h，重力做的功W有用＝Gh＝2 Nh，拉力做的功W總＝Fs，機械效率η＝100%＝100%＝80%，所以F＝＝＝＝1.25 N. 8. (1)2.0　 (2)B 　(3)＞　 (4)測量鉤碼和彈簧測力計移動的距離，從而計算有用功和總功 【解析】(1)從題圖中可以看出彈簧測力計的分度值為0.2 N，指針指在刻度“2”的位置處，彈簧測力計的示數(shù)為2.0 N；(2)當(dāng)滑輪組靜止時，由于繩子與滑輪之間相對靜止沒有滑動摩擦力，比勻速運動時測得的拉力小，從而導(dǎo)致測得的總功變小，根據(jù)機械效率公式η＝100%可知，W總變小，機械效率變大，故應(yīng)在勻速拉動彈簧測力計時讀數(shù)；(3)由于動滑輪的自重以及滑輪與繩子間摩擦力的存在，所以拉力F＞G；(4)記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置，是為了方便測量鉤碼和彈簧測力計移動的距離，從而計算有用功和總功． 9. (1) 100%　 (2)杠桿的自重 　(3)變大 【解析】(1)已知有用功為W有＝Gh1，總功W總＝Fh2，則機械效率的表達式為η＝100%＝100%；(2)根據(jù)題意可知，有用功是提升鉤碼所做的功，額外功主要是克服杠桿重力做的功，機械效率是有用功占總功的比例；提升的鉤碼重量一定，說明所做的有用功一定，所以影響杠桿機械效率的主要因素是杠桿自身的重力；(3)鉤碼的懸掛點在A點時，根據(jù)杠杠的平衡條件可得GOA＝FOB；當(dāng)懸掛點移至C點時，杠杠仍處于平衡狀態(tài)，GOC＝FOB，對比發(fā)現(xiàn)，由OA到OC，阻力臂變大，所以拉力F也變大，如果仍使鉤碼提升相同的高度，那么杠桿提升的高度就會減小，額外功減小，因此杠桿的機械效率將變大． 10. (1)指出錯誤句子為“在物體靜止時讀出拉力的大小”．正確方法為“拉著物體勻速上升，同時讀數(shù)”　(2)①增加物體的重力?、跍p小動滑輪的重力 【解析】(1)本實驗要測量的是在使用滑輪組時的機械效率，所以要測提升物體所用的拉力，方法是拉著物體勻速上升，同時讀數(shù)．(2)增加物體的重力可以增大有用功，從而增加有用功在總功中所占的比例．減小動滑輪的重力，可以減少額外功，從而提高有用功在總功中的比例．