1、1第十二讲 机械效率有用功、额外功和总功1如图所示，用一个动滑轮把质量为 40 kg 的沙袋从地面提到 5 m 高的脚手架上，所用的拉力是 250 N，不计绳重和摩擦，则此动滑轮提升沙袋所做的额外功为_J，动滑轮重_N。第 1 题图第 2 题图2如图所示，斜面长 s60 cm，高 h20 cm。用弹簧测力计拉着 6 N 重的物体沿斜面方向匀速运动，弹簧测力计的示数为 2.5 N。对上述数据进行分析可以得出：使用斜面_(选填“能”或“不能”)省力。在此过程中，拉力做的有用功是_J，物体受到的支持力做功为_J。3工人用滑轮组把一箱箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，机械效率提高了，则加润
2、滑油后工人提升同样的重物时，做的( )A有用功减小，总功不变B有用功增加，总功增加C有用功不变，总功减小D有用功减小，总功减小机械效率的计算4(2017内江)用一个动滑轮把 80 N 的沙袋从地面提到 6 m 高的脚手架上，所用的力是 50 N，这一过程所做的有用功是_J，这个动滑轮的机械效率是_。5(2017徐州)如图所示，用动滑轮提升重物，使用动滑轮的好处是_。若物体重为 4 N，弹簧测力计示数如图所示为_N，则动滑轮的2机械效率为_。第 5 题图6(2017烟台)往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用 3 m 长的斜面，把 120 kg 的重物提高 1
3、 m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为_，若实际用力为 500 N，斜面的机械效率为_，重物受到的摩擦力为_。( g 取 10 N/kg)第 6 题图7(2017广州)图甲中力 F1水平拉动重为 G 的物体 A 在水平路面匀速移动了 s，改用滑轮组拉动 A 在同一路面匀速移动了 s，拉力为 F2(如图乙)。此过程滑轮组( )第 7 题图A总功为 F2s B额外功为 F1sC机械效率为 D额外功为 3F2s F1sGsF2（ 3s）8(2017长沙)如图所示的是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在 10 s 的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了 1 m，已知拉力 F 为 4
4、00 N，建筑材料的重力 G 为 900 N，求这个过程中：(1)绳子自由端移动的距离；(2)此滑轮组的机械效率；(3)拉力 F 的功率。3第 8 题图9(2017河南)如图所示，工人用沿斜面向上、大小为 500 N 的推力，将重 800 N 的货物从 A 点匀速推至 B 点；再用 100 N 的水平推力使其沿水平台面匀速运动 5 s，到达 C点。已知 AB 长 3 m， BC 长 1.2 m，距地面高 1.5 m。试问：(1)利用斜面搬运货物主要是为了_；(2)货物在水平面上运动的速度为多少？(3)水平推力做功的功率为多少？(4)斜面的机械效率为多少？第 9 题图4测量滑轮组的机械效率10(
5、2018泰安)图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上_拉动绳子自由端，将重为 4.5 N 的物体从 A 位置提升到 A位置，同时弹簧测力计从图中的 B 位置上升到 B位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题：第 10 题图(1)物体提升的高度是_cm，拉力是_N，该滑轮组的机械效率 _；(2)若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，则滑轮组的机械效率_(选填“变大” “变小”或“不变”)。11(2018东莞月考)小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重 2 N，测
6、得的数据如表：5第 11 题图实验次数钩码总重 G/N钩码上升的高度 h/m测力计示数F/N测力计移动的距离s/m机械效率1 4 0.1 1.8 0.32 6 0.1 2.4 0.3 83%3 4 0.1 1.4 0.5 57%4 4 0.2 1.4 1.0 57%(1)测绳端拉力 F 时，应尽量竖直向上_拉动弹簧测力计；(2)第 1 次实验测得的机械效率为_；(结果保留两位有效数字)(3)分析表中数据可知：第 2 次实验是用_图做的；第 4 次实验是用_(均选填“a” “b”或“c”)图做的；(4)由 1、2 次实验数据可知：使用同一滑轮组，物体越重，机械效率越_；由1、3 次实验数据可知：
7、使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重)，滑轮组的机械效率_(选填“越高” “越低”或“不变”)。功、功率和机械效率的计算6第 12 题图12(2018安徽2 分)如图所示，当工人师傅用 400 N 的拉力向下拉绳时，可使重680 N 的重物匀速上升，此过程中滑轮组的机械效率为_。13(2015安徽2 分)某同学利用斜面匀速提升重为 500 N 的物体，已知沿斜面的拉力做功为 1 000 J，斜面的机械效率为 60%，则物体被提升的高度为_m。14(2017安徽3 分)如图所示，当水平拉力 F50 N 时，恰好可以使物体 A 沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重
8、为 200 N，所受地面的摩擦力约为 80 N，假如在5 s 时间内，物体水平移动了 0.6 m，不计绳和滑轮的自重，则在此过程中( )第 14 题图A拉力 F 做功为 30 JB物体重力做功为 120 JC拉力 F 做功的功率为 12 WD该装置的机械效率约为 60%实验一：测量滑轮组的机械效率(2018西宁)小马和小李设计了如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物，在讨论滑轮组机械效率时两人产生了分歧，小马认为：“甲滑轮组的动滑轮个数少，机械效率高” ；小李却认为：“乙滑轮组更省力，机械效率高” 。两人谁也说服不了谁，于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确(所用每个滑轮的重相同，绳重和摩擦
9、忽略不计)，他们在实验中得到的数据如下表所示：7例 1 题图物理量 装置甲 装置乙钩码重 G/N 4 4钩码上升高度 h/m 0.1 0.1绳端拉力 F/N 1.6 1.4绳端移动距离 s/m 0.3 0.4机械效率 71.4%(1)根据所测数据，请计算一个动滑轮的重力是_N，甲滑轮组的机械效率是_；(2)由计结果可以确定_的说法是正确的，这个实验说明了影响滑轮组机械效率的因素是_，由此可知，可采用_的方法来提高滑轮组的机械效率；(3)随后小马又设计了一个方案，如图丙所示，你认为和图甲装置对比，在提升同一重物时，装置丙的机械效率_(选填“大于” “等于”或“小于”)装置甲的机械效率。【拓展设问
10、】(4)实验中应沿竖直方向_拉动弹簧测力计；(5)从计算滑轮组的机械效率的过程来看，影响滑轮组机械效提高的因素是_。(写出两点即可)实验二：探究斜面的机械效率8例 2 题图(2017淮安)小明在利用斜面搬运物体的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上拉动物体进行了探究(如图所示)，测得的实验数据如表所示：实验次数斜面的倾斜程度物体重G/N物体上升高度h/m沿斜面拉力F/N物体移动距离s/m有用功W 有 /J总功W 总 /J机械效率1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 63%2 较陡 5.0 0.15 2.2
11、 0.50 0.75 1.10 68%3 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50 1.55(1)沿斜面拉动物体时，应使其做_运动；(2)根据表中的数据可求出第次实验中拉力所做的有用功为_J，机械效率是_；(3)通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越缓，越_；(4)通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其他条件不变的情况下，_。【拓展设问】(5)实验中用到的测量器材有_和_；(6)在实验中，克服物体自身重力所做的功是_，沿斜面拉力所做的功是_；(7)斜面在生活中的应用有_和_等。专题强化集训 16 机械效率的相关计算1(2018
12、临沂)小明用如图所示的动滑轮提起 140 N 的水桶，动滑轮重 20 N(不计绳重和摩擦)，小明拉绳子的动力为_N；如果向水桶内再加入 40 N 的水，提起时动滑轮的机械效率_(选填“变大” “变小”或“不变”)。9第 1 题图2(2018埇桥区二模)如图所示，一重为 50 N 的物体 A 在 5 N 的拉力作用下以 0.1 m/s 的速度在水平地面上匀速向左运动，已知该滑轮组的机械效率为 80%，则拉力 F 的功率为_W，水平地面对物体 A 的摩擦力为_N。第 2 题图第 3 题图3(2018安徽一模)如图所示，用塔式起重机上的滑轮组匀速吊起重为 9 000 N 的物体使之上升 10 m，已
13、知滑轮组的机械效率是 80%，则绳上的拉力等于_N，若不计摩擦，此滑轮组中动滑轮的重力为_N。4(2018阜阳一模)如图所示，工人利用动滑轮将沙桶匀速向上拉升，已知工人重600 N，动滑轮重 8 N，沙桶重 10 N，绳重和摩擦均不计。假设该工人臂力足够大，用该装置安全工作的最大机械效率为_。第 4 题图第 5 题图10第 6 题图5(2018颍泉区二模)用如图所示的滑轮匀速提升重力 G 为 50 N 的物体时，所用拉力 F 为 120 N，则此滑轮的机械效率为_。6(2018安庆一模)建筑工地上，工人师傅用滑轮组和桶组成的装置将水泥从地面匀速运至楼上，如图所示，若水泥重为 G0，桶重为 G1
14、，不计绳重和摩擦，此过程中该装置的机械效率为 ，则工人师傅作用在绳子自由端的拉力 F 为_。7如图所示，物体重 150 N，挂在杠杆中点，人用 100 N 的力竖直向上将物体提高0.5 m，在此过程中，下列说法中不正确的是( )第 7 题图A人用的拉力所做的功为 100 JB用杠杆提升货物所做的有用功为 50 JC额外功为 25 J D杠杆的机械效率为 75% 8(2018安徽一模)为了方便残疾人乘公交，公交公司专门购置了无障碍公交车(如图所示)，无障碍公交车斜面长 1 m，高 20 cm，乘车时，连同轮椅共 80 kg 的乘客只需要用 200 N 的力就可以把轮椅匀速推上公交车，则该过程中(
15、 )第 8 题图11A推力做的总功为 800 JB推力做的额外功为 160 JC斜面对轮椅的摩擦力为 200 ND斜面的机械效率为 80%9(2018长春)在翻建长春东大桥的施工中，起重机将质量为 4.5103 kg 的钢材沿竖直方向匀速提升了 2 m，而它的电动机所做的功是 2105 J(g 取 10 N/kg)。求：(1)起重机对钢材所做的有用功；(2)起重机的机械效率。10(2017 春阜阳月考)如图所示，某工人用平行于斜面的力 F 将重为 G 的木箱匀速拉上斜边长为 s、高为 h 的斜面，斜面的倾角为 。( g10 N/kg)(1)请推导，若不计摩擦： F Gsin ；(2)实际的斜面
16、存在摩擦，若木箱质量为 100 kg，所用拉力为 400 N，斜面长为 5 m，高为 1.6 m，则斜面的机械效率为多少？木箱所受摩擦力的大小为多少？12第 10 题图11(2017郴州)利用如图所示的滑轮组，用 F1 000 N 的力拉绳子自由端，货物 A以 0.1 m/s 的速度匀速直线运动 10 s，整个过程中，滑轮组的机械效 率为 75%。求：(1)货物 A 在 10 s 内移动的距离；(2)这个过程中拉力 F 的功率；(3)水平地面对货物 A 的摩擦力大小。第 11 题图13专题强化集训 17 力学中的图像问题1(2018宣城二模)甲、乙两物体从同一地点出发沿同一方向运动，其路程 s
17、 跟时间t 的关系图像如图所示。由图可知，甲的速度与乙的速度大小之比为_。第 1 题图2(2018江阴一模)随着人们生活水平不断提高，小龙家最近也买了辆轿车。若轿车以 90 kW 的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度 v 与时间t 的关系如图所示，则经过 10 s 轿车发动机所做的功是_J，当牵引力为_N时轿车能保持匀速直线运动。第 2 题图3(2017巴彦淖尔)如图所示，水平地面 G 点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向 5 N 的拉力 F。物体经过 E 点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，物体在 EG 段做匀速直线运动，则( )第 3 题图A
18、物体在 EF 段的速度大于 GH 段的速度B物体在 GK 段受到的摩擦力等于 5 NC拉力 F 在 EF 段所做的功大于在 GH 段所做的功D拉力 F 在 EF 段的功率小于在 GK 段的功率 14第 4 题图4一枚重量为 G 的鸡蛋悬浮在盐水中，如图所示。往盐水中继续均匀缓慢加盐，鸡蛋所受浮力 F 随时间 t 变化的图像可能是( ),A) ,B),C) ,D)5(2018兴化一模)苏通大桥施工时，要向江中沉放大量的施工构件，假设一正方体构件被缓缓吊入江水中(如图甲所示)。在沉入过程中，其下表面到水面的距离 h 逐渐增大，随着 h 的增大，正方体构件所受浮力 F1、钢绳拉力 F2的变化如图乙所
19、示。下列判断中正确的是( )第 5 题图A浮力 F1随 h 变化的图线是图乙中的图线B构件的边长为 4 mC构件所受的最大浮力为 1.2105 ND构件的密度为 2.5103 kg/m36质量为 50 kg 的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示。根据图像可估算出该同学在 1 min 内克服重力做功的平均功率为( g 取 10 N/kg)( )第 6 题图15A30 W B45 WC90 W D150 W7(2017来宾)体积相同而材料不同的小球甲、乙、丙、丁，静止在容器的水中，如图所示。这四个小球所受的浮力分别为 F 甲 、 F 乙 、 F 丙 、 F 丁 ，则( )第 7 题图A
20、 F 甲 F 乙 B F 甲 F 丁C F 乙 F 丙 D F 丙 F 丁专题强化集训 18 力学作图1(2018南陵模拟)如图所示，小球在 A、 C 之间来回摆动，请在图中作出小球在 A位置时所受到的细绳拉力 F 和重力 G 的示意图。第 1 题图2(2017德州)如图所示，物体 A 处于静止状态，小车在拉力 F 作用下向右加速运动。请在图中画出物体 A 所受的支持力 N 和摩擦力 f 的示意图。(力的作用点图中已标出)第 2 题图3(2018恩施州)如图所示，用绳子竖直悬挂一个小球，将一斜面物块慢慢靠近小球，并刚好与之接触(绳子仍然竖直，且小球静止)。请作出小球此时所受力的示意图。16第
21、3 题图4(2018白银)如图所示，乒乓球漂浮在水面上，请画出乒乓球受到的重力 G 和浮力F 浮 的示意图。第 4 题图5(2018玉林)如图所示，请画出热气球在竖直方向加速上升时的受力示意图。(忽略空气阻力)第 5 题图6(2018广东)如图所示，轻质杠杆 OA 可绕 O 点转动，请在图中画出杠杆 OA 的动力臂 L。第 6 题图7(2017烟台)如图所示的是吊车起吊货物的工作示意图，请在图中画出动力、阻力和阻力臂。17第 7 题图8(2018揭西模拟)如图所示，站在地面上的人用滑轮组提升重物，作出最省力的绕线方式。第 8 题图9小华借助滑轮组提升重物，请画出最省力的绕线方法。第 9 题图专
22、题强化集训 19 力学实验1(原创)如图所示，小强在测量某种食用油的密度时：18第 1 题图(1)将托盘天平放在水平桌面上，小强发现指针指在分度盘中线的右侧，紧接着他就调节平衡螺母，却无法将托盘天平调平，经过研究后，他发现操作中漏了一个重要步骤，该步骤是_；(2)小强用已调节平衡的天平测出_，记为 m1(如图甲所示)；把烧杯内的一部分食用油倒入量筒内，读出量筒内食用油的体积 V；_，记为 m2。(3)现已读出 m2为 110 g，根据图中的示数，计算出的这种食用油的密度是_kg/m3。2(2017衡阳)在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中：第 2 题图(1)如图甲所示，实验中为了测量
23、滑动摩擦力大小，应用弹簧测力计沿水平方向_拉动木块，测得的实验数据如下：序号 接触面 压力/N 滑动摩擦力/N1 木块与木板 4.0 0.82 木块与木板 5.0 1.03 木块与砂纸 4.0 1.219分析_(选填序号)两次实验数据，可以得出滑动摩擦力大小与接触面压力的关系，它们的关系为：_；(2)一个实验小组对测量摩擦力大小的方案进行了改进：将轻质弹簧测力计一端固定，另一端钩住木块，木块下面是一长木板。如图乙所示，实验时拉着长木板沿水平方向向右运动，读出弹簧测力计示数即可测出木块所受摩擦力大小，这种改进的好处是_。(写出一种即可)3(2018 桥区模拟)在探究液体压强的实验中，进行了如图所
24、示的操作：第 3 题图(1)实验中，测液体压强的工具是_；(2)由丙、丁两图进行实验对比，得出液体压强与盛液体的容器形状_(选填“有关”或“无关”)；(3)甲、乙两图是探究液体压强与_的关系，结论是_；(4)要探究液体压强与密度的关系，应选用_两图进行对比；(5)在图乙中，固定金属盒的橡皮膜在水中的深度，使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位时，两玻璃管中液面高度差不变，说明了在液体内部同一深度处，液体向各个方向的压强大小_。4(2018荆州一模)小明用 A、 B 两物体、砝码、泡沫等器材探究压力的作用效果与什么因素有关，如图所示。第 4 题图(1)实验中小明是通过观察_来比较压力作用效果的
25、；(2)比较甲、乙两图所示实验，能够得到的结论是_；(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系” ，应通过比较_两图所20示实验；(4)小明同学实验时将物体 B 沿竖直方向切成大小不同的两块，如图丁所示。他发现它们对泡沫的压力作用效果相同，由此他得出的结论是：压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是_。5(2017岳阳)如图所示的是“探究影响浮力大小的因素”的实验过程及数据。第 5 题图(1)如图甲所示，物体重_N；(2)如图乙所 示，把物体浸没在水中时，弹簧测力计的示数为 3.2 N，物体受浮力的大小为_N；(3)分析甲、乙、丙三图所示实验数据可得：物体所受浮力的
26、大小与_有关；(4)若要探究物体所受浮力大小与物体的密度是否有关，应选择图中_(填字母)两个物体，并将它们浸没在同种液体中，测出其所受浮力的大小来进行比较。6在“探究动能与速度的关系”时，如图所示，让同一小车从同一斜面的不同高度由静止开始下滑。第 6 题图(1)小车从斜面滑下的过程中，小车的_能转化为动能；(2)实验是通过观察_，说明小车对木块做功的多少，从而比较_(选填“小车”或“木块”)的动能多少；(3)两次实验操作，第一次木块 A 被撞得远，木块受到的摩擦力为 f1；第二次木块 A21被撞得近，木块受到的摩擦力为 f2，则 f1与 f2的大小关系是 f1_f2；(4)利用上述器材还准备探
27、究“阻力对物体运动的影响” 。为完成探究任务，需要从下面提供器材中选择的器材有_。(填序号)提供器材：砝码、毛巾、弹簧测力计、棉布。7(2017衡阳)小张在“探究杠杆平衡条件”实验中，给他提供的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、 刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。第 7 题图(1)实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，如图所示，此时应把杠杆左端的平衡螺母向_(选填“左”或“右”)调节；(2)小张将实验数据记录在表中：次数 动力/N 动力臂/cm 阻力/N 阻力臂/cm1 1.0 10 2 52 1.5 5 0.5 153 2 15 1.5 表格中空缺的实验数据“”是_；(3)小张在实
28、验中多次改变力和力臂的大小主要是为了_。(填序号)减小摩擦；多次测量取平均值减小误差；使每组数据更准确；获取多组实验数据归纳出物理规律。8(2018 桥区模拟)在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙三次实验，实验数据记录如表所示：22第 8 题图次数钩码重/N钩码上升距离/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力上升距离/cm机械效率甲 2 10 0.8 30 83.3%乙 4 10 1.5 30 88.9%丙 6 10 30 (1)实验中要竖直向上_拉动弹簧测力计，使钩码升高；(2)表格中编号处数据应为_，编号处数据应为_(保留至 0.1%)
29、；(3)分析数据可得出结论：使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越_(选填“高”或“低”)；(4)若将此滑轮组换一种绕线方法，不计摩擦和绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率_(选填“变大” “变小”或“不变”)。9(2018祁阳三模)某实验小组的同学们在“探究斜面的机械效率”时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了下表中的实验数据：第 9 题图实验次数斜面的倾斜程度物块重力 G/N斜面高度 h/m拉力F/N斜面长度 s/m机械效率 231 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7%2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1%3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4%(1)分析表中的数据可得出：在其他条件一定时，斜面越缓越_(选填“省”或“费”)力；斜面越陡，机械效率越_(选填“高”或“低”)；(2)该小组又进行了第 4 次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是 0.5 m 和 1 m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为 4.5 N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为_。把第4 次与第_次测量结果相比较，还能得出：在其他条件一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低；(3)当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力_(选填“大于” “小于”或“等于”)物块所受的摩擦力。
