初三物理练习题 机械效率

机械效率

5分钟训练 (预习类训练，可用于课前)

1.人们在使用简单机械提升物体时做的功，如何计算?不用机械，直接用手把物体搬到一定的高度所做的功，又怎么计算?

解析：根据功的计算公式，使用简单机械提升物体时做的功W1等于人们使用机械时用的力F乘以这个力移动的距离s;直接用手把物体搬到一定的高度所做的功W2等于搬物体用的力乘以物体上升的高度h，而搬物体用的力等于物重G,这样就可以得出做功的计算方法。

答案：W1=Fs W2=Gh

2.在上节课“探究使用简单机械是否省功”的实验中，使用机械所用的力是根据机械的特点由计算得出的，从而得出功的原理：使用机械做的功等于直接用手做的功。那么，在计算使用机械所用的力时是否考虑了机械受到的重力及摩擦力?

小红在学习了“功”这节课后，对“使用机械做的功等于直接用手做的功”还存在疑问，于是，她找来了动滑轮及相关的器材，验证这个结论，结果发现测量出的使用机械做的功比直接用手所做的功多，这跟功的原理矛盾吗?请你帮她分析原因。

解析：在利用杠杆和滑轮求拉力时，都把它们当成了理想机械，当然没有考虑机械受到的重力及摩擦力。这跟功的原理并不矛盾，因为功的原理是在没有考虑机械受到的重力及摩擦力的条件下才成立的。而使用动滑轮提物体时，不可避免地要把动滑轮也提上去，如果再考虑摩擦和绳子重，使用动滑轮做的功要比直接用手做的功多。

答案：没有考虑机械受到的重力及摩擦力。这跟功的原理并不矛盾，因为功的原理是在没有考虑机械重及摩擦的条件下才成立的;而使用动滑轮提物体时，不可避免地要把动滑轮也提上去，如果再考虑摩擦和绳子重，使用动滑轮做的功要比直接用手做的功多。

3.如何计算有用功和总功?机械效率的计算公式是什么?

解析：通过预习积累与机械效率有关的感性知识，为学好本节课打下基础。根据有用功和总功的定义可得计算有用功和总功的方法。

答案：总功等于使用机械时用的力乘以这个力移动的距离;有用功等于直接用手做的功。η=W有用/W总。

10分钟训练 (强化类训练，可用于课中)

1.关于机械效率的说法正确的是( )

A.越省力的机械，其机械效率越高

B.越费力的机械，其机械效率越高

C.做的有用功越多，机械效率越高

D.有用功一定时，额外功越少，机械效率越高

解析：根据η=W有用/W总可得，机械效率的高低跟机械是否省力和费力无关。当W总一定时，W有用越大，η才越大。只根据W有用越多，无法确定η的高低。由η=W有用/W总、W总=W有用+W额外可得η=W有用/(W有用+W额外)，所以可判断选项D是对的。

答案：D

2.要提高某一机械的效率，可以采取的正确方法是( )

A.增加机械做功的时间 B.减少机械做功的时间

C.有用功一定，减少额外功 D.增加重物上升的高度

解析：在使用机械时，改变机械做功的时间或高度，有用功和总功会同时改变相同的倍数，由η=W有用/W总可得，机械效率不会改变。由η=W有用/W总、W总=W有用+W额外可得 η=W有用/(W有用+W额外)，当W有用一定时，W额外越少，η就越高。

答案：C

3.小刚用一个动滑轮把50 kg的物体提高1 m所用的力是294 N，那么他做的总功和有用功分别是( )

A.490 J、490 J B.490 J、294 J

C.588 J、294 J D.588 J、490 J

解析：根据动滑轮的特点可知，物体上升1 m，绳子的自由端要移动2 m，根据总功和有用功的计算公式得W总=Fs=294 N×2 m=588 J，W有用=Gh=mgh=50 kg×9.8 N/kg×1 m=490 J。

答案：D

4.课本图中的三种方法中，运沙子做的有用功为_____________J，其中第____________种方法做的总功最少，第________________种方法的效率最高。

解析：根据W=Fs求出有用功：W有用=G沙h=100 N×6 m=600 J和三种方法中的总功，再加以比较。根据η=W有用/W总求出三种方法的效率，通过比较得出答案。

答案：600 三 三

5.用如图15-2-1所示的滑轮组匀速提升钩码，已知钩码总重8 N，弹簧测力计的示数为3 N，绳子自由端被拉上去了30 cm，则使用该滑轮组做的总功为___________J，额外功为__________J，这个滑轮组的机械效率是_________________。

图15-2-1

解析：根据该滑轮组的组装，可看出有三段绳子承担钩码，那么绳子自由端移动的距离是钩码移动距离的3倍，由W总=Fs、W有用=Gh、W总=W有用+W额外可求出使用滑轮组做的总功和额外功，再根据η=W有用/W总求出机械效率。

答案：0.9 0.1 90%

6.在探究“斜面的机械效率跟倾斜程度的关系”实验中，要保证不同倾斜程度的斜面_________相同。要达到探究目的，需要测量不同倾斜程度的斜面的机械效率，那么，测机械效率时，需要测量的物理量有___________________;需要的测量工具是_________________。

解析：因为斜面的光滑程度影响机械效率，所以该实验要保证斜面的光滑程度相同。根据η=W有用/W总及W总=Fs和W有用=Gh，可以得出要测量的物理量;根据所要测的物理量，确定合适的测量工具。

答案：光滑程度 斜面的高度、长度、物重、拉力刻度尺、弹簧测力计

30分钟训练 (巩固类训练，可用于课后)

1.下列说法中正确的是( )

A.机械效率越高，越省时间 B.机械效率可能等于1

C.机械效率越高，越省力 D.机械效率越高，有用功占总功的比例越大

解析：本题考查对机械效率概念的理解。根据η=W有用/W总可知机械效率与时间和力无关;因为在使用机械时，总功总大于有用功，所以机械效率总小于1。根据机械效率的定义可判断选项D是正确的。

答案：D

2.如图15-2-2是工人师傅往高处运送货物的两种方法，提升的重物均为500 N，动滑轮重均为10 N，不计摩擦和绳子重。下列说法中正确的是( )

图15-2-2

A.甲图中的拉力等于乙图中的拉力

B.甲图中的拉力小于乙图中的拉力

C.甲图中的机械效率等于乙图中的机械效率

D.甲图中的机械效率大于乙图中的机械效率

解析：因为不计摩擦和绳子重，根据滑轮组省力情况，可以判断两种方法所用拉力的大小以及绳子末端和物体移动的距离之间的关系。在甲图中的拉力等于滑轮和重物总重的1/2，拉力移动的距离等于重物的2倍，在乙图中的拉力等于滑轮和重物总重的1/3，拉力移动的距离等于重物的3倍，所以甲图中的拉力大于乙图中的拉力。依据η=W有用/W总=Gh/Fs，求出机械效率进行比较。

答案：C