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8. 如图所示为甲、乙两机械的参数。甲、乙相比,甲的 (
A.总功较大
B.有用功较小
C.额外功较大
D.机械效率较低
B
)A.总功较大
B.有用功较小
C.额外功较大
D.机械效率较低
答案
B
9. 两台机械所做的总功之比为2:1,它们的机械效率之比为3:4,则它们所做的有用功之比为(
A.2:1
B.3:4
C.8:3
D.3:2
D
)A.2:1
B.3:4
C.8:3
D.3:2
答案
D
解析
解：已知$W_{总1}:W_{总2}=2:1$，$\eta_{1}:\eta_{2}=3:4$。
由$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$得$W_{有}=\eta W_{总}$。
则$\frac{W_{有1}}{W_{有2}}=\frac{\eta_{1}W_{总1}}{\eta_{2}W_{总2}}=\frac{3}{4}×\frac{2}{1}=\frac{3}{2}$。
答案：D
由$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$得$W_{有}=\eta W_{总}$。
则$\frac{W_{有1}}{W_{有2}}=\frac{\eta_{1}W_{总1}}{\eta_{2}W_{总2}}=\frac{3}{4}×\frac{2}{1}=\frac{3}{2}$。
答案：D
10. (教材P22材料改编)在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处(如图),沿斜面向上的拉力为1.8N,斜面长1.2m、高0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功,则这个斜面的机械效率为 (
A.60%
B.62.5%
C.75%
D.83.3%
B
)A.60%
B.62.5%
C.75%
D.83.3%
答案
B
解析
有用功：$W_{有}=Gh=4.5\,\text{N} × 0.3\,\text{m}=1.35\,\text{J}$
总功：$W_{总}=Fs=1.8\,\text{N} × 1.2\,\text{m}=2.16\,\text{J}$
机械效率：$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\%=\frac{1.35\,\text{J}}{2.16\,\text{J}} × 100\% =62.5\%$
B
总功：$W_{总}=Fs=1.8\,\text{N} × 1.2\,\text{m}=2.16\,\text{J}$
机械效率：$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\%=\frac{1.35\,\text{J}}{2.16\,\text{J}} × 100\% =62.5\%$
B
11. 在“再探动滑轮”的活动中,小明用如图所示的动滑轮提升钩码,改变钩码的数量,在正确操作的情况下,测得的实验数据如表所示：
|实验序号|拉力F/N|绳端移动的距离s/cm|钩码的重力G/N|钩码上升的高度h/cm|
|1|0.7|20|1.0|10|
|2|1.2|20|2.0|10|
|3|1.7|20|3.0|10|
(1)在测量作用在绳端的拉力时,要竖直向上
(2)分析表中数据发现,拉绳所做的功大于动滑轮拉钩码所做的功,其主要原因是
(3)第1次实验中,拉力所做的额外功是
(4)由表中数据可知,同一动滑轮,所提升物重增大,机械效率将
|实验序号|拉力F/N|绳端移动的距离s/cm|钩码的重力G/N|钩码上升的高度h/cm|
|1|0.7|20|1.0|10|
|2|1.2|20|2.0|10|
|3|1.7|20|3.0|10|
(1)在测量作用在绳端的拉力时,要竖直向上
匀速
拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升。(2)分析表中数据发现,拉绳所做的功大于动滑轮拉钩码所做的功,其主要原因是
动滑轮有重力
。(3)第1次实验中,拉力所做的额外功是
0.04
J,动滑轮的机械效率约为71.4%
(结果精确到0.1%)。(4)由表中数据可知,同一动滑轮,所提升物重增大,机械效率将
增大
(增大/不变/减小)。答案
(1) 匀速
(2) 动滑轮有重力
(3) 0.04 71.4%
(4) 增大
12. (2024·盐城东台一模)工人用如图所示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升2m,此过程中拉力的功率为120W。不计绳重和轮与轴的摩擦。g取10N/kg,求：
(1)有用功。
(2)工人的拉力。
(3)滑轮组的机械效率。
(1)有用功。
(2)工人的拉力。
(3)滑轮组的机械效率。
答案
(1) 货物的重力 $ G = mg = 45kg × 10N/kg = 450N $; 有用功 $ W_{有用} = Gh = 450N × 2m = 900J $ (2) 根据 $ P = \frac{W}{t} $ 可得, 拉力做的总功 $ W_{总} = Pt = 120W × 10s = 1200J $; 绳端移动的距离 $ s = 3h = 3 × 2m = 6m $, 根据 $ W = Fs $ 可得, 工人的拉力 $ F = \frac{W_{总}}{s} = \frac{1200J}{6m} = 200N $ (3) 滑轮组的机械效率 $ \eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\% = \frac{900J}{1200J} × 100\% = 75\% $
解析
(1)货物的重力$G=mg=45\mathrm{kg}× 10\mathrm{N/kg}=450\mathrm{N}$，有用功${W}_{\text{有用}}=Gh=450\mathrm{N}× 2\mathrm{m}=900\mathrm{J}$；
(2)由$P=\frac{W}{t}$得，拉力做的总功${W}_{\text{总}}=Pt=120\mathrm{W}× 10\mathrm{s}=1200\mathrm{J}$，由图知，$n=3$，绳端移动的距离$s=nh=3× 2\mathrm{m}=6\mathrm{m}$，由$W=Fs$得，工人的拉力$F=\frac{{W}_{\text{总}}}{s}=\frac{1200\mathrm{J}}{6\mathrm{m}}=200\mathrm{N}$；
(3)滑轮组的机械效率$\eta =\frac{{W}_{\text{有用}}}{{W}_{\text{总}}}× 100\%=\frac{900\mathrm{J}}{1200\mathrm{J}}× 100\%=75\%$。
(1)$900\mathrm{J}$；(2)$200\mathrm{N}$；(3)$75\%$。
(2)由$P=\frac{W}{t}$得，拉力做的总功${W}_{\text{总}}=Pt=120\mathrm{W}× 10\mathrm{s}=1200\mathrm{J}$，由图知，$n=3$，绳端移动的距离$s=nh=3× 2\mathrm{m}=6\mathrm{m}$，由$W=Fs$得，工人的拉力$F=\frac{{W}_{\text{总}}}{s}=\frac{1200\mathrm{J}}{6\mathrm{m}}=200\mathrm{N}$；
(3)滑轮组的机械效率$\eta =\frac{{W}_{\text{有用}}}{{W}_{\text{总}}}× 100\%=\frac{900\mathrm{J}}{1200\mathrm{J}}× 100\%=75\%$。
(1)$900\mathrm{J}$；(2)$200\mathrm{N}$；(3)$75\%$。
