湖南省長沙市中考物理分類匯編 第10講 簡單機(jī)械 課時(shí)2 滑輪 機(jī)械效率（含解析）.doc

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第十講 簡單機(jī)械課時(shí)2 滑輪 機(jī)械效率 命題點(diǎn)1 1. (xx長沙24題3分)甲、乙兩個(gè)滑輪組如圖所示，其中的每一個(gè)滑輪的重量都相同，用它們分別將重物G1、G2提高相同的高度，不計(jì)繩重和摩擦，下列說法中正確的是 ( )第1題圖A. 若G1G2，則拉力做的總功相同B. 若G1G2，則甲的機(jī)械效率大于乙的機(jī)械效率C. 若G1G2，則拉力做的有用功相同D. 用甲、乙中的任何一個(gè)滑輪組提起不同的重物，機(jī)械效率不變2. (xx長沙32題6分)用圖甲所示的滑輪組運(yùn)送貨物上樓，每件貨物重100 N，每次運(yùn)送的量不定，圖乙記錄了在整個(gè)過程中滑輪組的機(jī)械效率隨貨物重力增加而變化的圖像，由圖可知動滑輪重為_N，當(dāng)某次運(yùn)送4件貨物時(shí)，繩子的拉力F是_N，滑輪組的機(jī)械效率為_(不考慮繩重和摩擦)第2題圖3. (xx長沙38題6分)如圖是建筑工人用滑輪組提升建筑材料的場景，在10 s的時(shí)間內(nèi)，工人師傅用豎直向上的拉力將建筑材料勻速提升了1 m，已知拉力F為400 N，建筑材料的重力G為900 N，求這個(gè)過程中：第3題圖(1)繩子自由端移動的距離；(2)此滑輪組的機(jī)械效率；(3)拉力F的功率4. xx長沙39(3)(4)題4分2010年5月18日國際博物館日，廣東南澳海域的“南澳號”水下考古發(fā)掘現(xiàn)場，成為了本年度由國家文物局主辦的“文化遺產(chǎn)博覽月”開幕地點(diǎn)如圖為打撈沉船里一貨箱的模擬圖片問：(3)已知動滑輪及附屬部件的總重為3 000 N，將一重為4 000 N的貨箱勻速打撈出水面時(shí)，每根鋼繩的拉力F為多大？(4)若每只貨箱重力相同且不可分割，鋼繩的最大拉力為5 000 N，則在貨箱離開水面被勻速拉起的過程中，該滑輪組的機(jī)械效率最大可達(dá)多少？(不計(jì)摩擦和鋼繩重)第4題圖考向拓展(xx長沙)小強(qiáng)利用如圖所示的滑輪組去拉物體，使重為2 000 N的物體A在3 s內(nèi)沿水平方向勻速移動了6 m，若A所受地面的摩擦力Ff600 N，小強(qiáng)所用拉力F250 N，則拉力F的功率為_W，該裝置的機(jī)械效率是_考向拓展圖命題點(diǎn)2 簡單機(jī)械的綜合計(jì)算5.xx長沙39(2)(3)題6分如圖是一個(gè)上肢力量健身器的示意圖，D是動滑輪，配重A的質(zhì)量為140 kg，底面積是8.0102 m2，杠桿EH可繞固定點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，且OEOH12，假定運(yùn)動員體重是600 N，一只腳板與地面的接觸面積為2.0102 m2，(不計(jì)杠桿重、繩重及摩擦；取g10 N/kg)問：(2)當(dāng)人將配重A勻速提升0.2 m時(shí)，人做功340 J，動滑輪重為多少？(3)當(dāng)配重A和人對地面的壓強(qiáng)相等且杠桿在水平位置平衡時(shí)，人對繩的拉力為多大？第5題圖命題點(diǎn)3 測量斜面的機(jī)械效率6. (xx長沙35題6分)如圖所示是小明同學(xué)做“探究斜面的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)裝置(1)請計(jì)算斜面坡度為60時(shí)的機(jī)械效率(2)請你根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推導(dǎo)下列的結(jié)論：斜面坡度斜面粗糙程度物重G(N)斜面高度h(m)沿斜面拉力F(N)斜面長L(m)有用功W有(J)總功W總(J)機(jī)械效率(%)30粗糙0.50.200.350.40.100.1471.460粗糙0.50.280.450.40.140.18結(jié)論1：沿粗糙程度相同的斜面向上勻速拉動同一物體時(shí)，斜面坡度越_，拉力越小結(jié)論2：在粗糙程度相同的條件下，斜面坡度越大，機(jī)械效率越_第6題圖(3)如果你是一位建筑設(shè)計(jì)師，需要設(shè)計(jì)一幢老年人俱樂部的大樓，受上述實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，在設(shè)計(jì)樓梯時(shí)，你會把樓梯設(shè)計(jì)得較_(選填“緩”或“陡”)些答案1. B【解析】當(dāng)利用甲、乙兩滑輪組將重物提升到相同的高度時(shí)，如果G1G2，則有用功相等，而乙裝置用了2個(gè)動滑輪，故乙比甲做的額外功大，因?yàn)榭偣Φ扔谟杏霉εc額外功之和，則乙圖中做的總功大于甲圖做的總功，A錯(cuò)誤；機(jī)械效率等于有用功與總功的比值，乙圖中做的總功大于甲圖做的總功，則甲的機(jī)械效率大于乙的機(jī)械效率，B正確；如果G1 G2，則甲中做的有用功大于乙，C錯(cuò)誤；對于同一滑輪組而言，機(jī)械效率并不是固定不變的，它與被提升的重物重力有關(guān)，被提升物體的重力越大，機(jī)械效率越大，D錯(cuò)誤故選B.2. 10025080%【解析】當(dāng)被提升的貨物G100 N時(shí)，機(jī)械效率50%，此時(shí)根據(jù)公式100%100%100%100%50%，可以解得F100 N，在不計(jì)繩子重和摩擦?xí)r，根據(jù)公式F(G物G動)(100 NG動)100 N，解得G動100 N；當(dāng)運(yùn)送4件貨時(shí)，G物400 N，此時(shí)F(G物G動)(400 N100 N)250 N，根據(jù)公式100%100%100%100%80%.3. 解：(1)繩子自由端移動的距離s3h31 m3 m(2)滑輪組機(jī)械效率100%100%100%75%(3)拉力的功率P120 W4. 解：(3)鋼繩的拉力F(G貨G動)(4 000 N3 000 N)1 750 N(4)討論：若鋼繩的最大拉力F1為5 000 N時(shí)，此裝置的機(jī)械效率可達(dá)最高設(shè)此時(shí)提起貨箱的個(gè)數(shù)為n，對動滑輪及附屬部件和貨箱進(jìn)行受力分析可得4F1nG貨G動，即45 0004 000 n3 000解得n4.25，因貨箱不可分割，取n4即當(dāng)一次提起4個(gè)貨箱時(shí)，此裝置的機(jī)械效率可達(dá)最高，此時(shí)滑輪組提起貨箱的總重力G4G貨1.6104 NW有Gh1.6104h1.6104 h此時(shí)拉力F2(GG動)4 750 N繩子自由端移動的距離s4 hW總F2s4 7504 h1.9104 h此裝置的機(jī)械效率100%84.2%【考向拓展】1 50080%【解析】題圖中動滑輪由三股繩子拉動，物體A在3 s內(nèi)移動6 m，拉力F在3 s內(nèi)移動6 m318 m，拉力做功W總Fs250 N18 m4 500 J，拉力做功的功率P1 500 W；有用功W有用fsA600 N6 m3 600 J，該裝置的機(jī)械效率100%100%80%.5. 解：(2)因不計(jì)杠桿重、繩重及摩擦，則人做的功等于提升配重A和動滑輪D所做的功之和，即WGAhG動hG動300 N(3)對人、配重、動滑輪進(jìn)行受力分析，其受力示意圖如下由于人、配重、動滑輪受力平衡，因此FNG人FHFANGAF繩F繩2FEG動將代入得FANGAG動2FE由于配重A和人對地面的壓強(qiáng)相等，且SA2S人由p得FA2F人由于杠桿在水平位置平衡，且OEOH12由杠桿平衡條件得FE2FH因?yàn)槿?、配重對地面的壓力和地面對它們的支持力互為作用力，因此FANFA，F(xiàn)NF人由得GAG動2FE2(G人FH)將代入得FH250 N6. (1)77.8(2)小大(3)緩【解析】(1)根據(jù)100%100%77.8%，求得斜面此時(shí)的機(jī)械效率；(2)由表中的數(shù)據(jù)可看出拉動同一物體時(shí)，斜面坡度越小，拉力越?。黄露仍酱?，機(jī)械效率越大；(3)設(shè)計(jì)一幢老年人俱樂部的大樓，為了便于老年人行走，根據(jù)上面的結(jié)論，樓梯的設(shè)計(jì)得(較)緩一些