功和机械-解题技巧、中考好题型(带答案)

机械效率解题技巧受力分析技巧：效率解题技巧：中考典型题型1、有一质量为20kg的正方体物体放在水平地面上，它的体积为8×10﹣3m3，某人想通过如图所示的滑轮来竖直提起这个物体．（g=10N/kg）（1）该物体的密度是多大？（2）当人用250N的力向下拉绳子时，物体恰好能匀速上升，物体上升3m后恰好到达目标位置，求此过程中人所做的功？（3）该定滑轮的机械效率是多大？答案（1）（2）（3）80%解析（1）已知质量m=20kg,体积v=8×10﹣3m3物根据密度计算公式可计算处密度（2）观察装置图可以发现机械装置为定滑轮，不省力不费距离只是改变力的方向，所以当物体上升3m时，拉力所拉的绳子自由端拉过的距离是3m，有知道拉力F=250N。（3）在重物上升3m的过程中，人工做功750J，而有用功仅限于克服重力做功。2、如图所示的滑轮组，将质量为1.6kg的重物匀速提升0.1m，所用拉力F=10N，不计绳子质量和所有摩擦，取g=10N/kg．求：（1）滑轮组提升物体时做的总功；（2）动滑轮的重力；（3）若此滑轮组将另一个质重为2.0kg的重物提升0.1m，此时滑轮组的机械效率．答案3、如图所示，利用滑轮组将500N的物体以0.2m/s的速度速提起，绳子自由端的拉力为200N（不计摩擦和绳重），求：（1）拉力的功率；（2）滑轮组的机械效率；（3）若用该滑轮组提升800N的物体，机械效率又为多少？答案（1）120w（2）83.3﹪（3）88.94、如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。(1)实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，若钩码上升的高度为10cm，该滑轮组的机械效率为_______________。(2)若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将______________（选填“增大”“减小”或“不变”）答案76.9%增大5、小强利用如图所示的滑轮组去拉物体，使重为2000N的物体A沿水平方向匀速移动了6m，若A所受地面的摩擦力f=600N，小强所用拉力F=250N，该装置的机械效率是多少？若物体A重为3000N，仍使用该滑轮组去拉，其机械效率将如何变化（要求说明其道理）？答案80%(2分)变大(2分)因为物体的重力增大，对地面的压力增大，物体A受到的摩擦力增大，滑轮组克服物体A受到的摩擦力所做的有用功增大，同一滑轮组的额外功基本不变，所以有用功占总功的比值增大，即机械效率变大。6.如图11所示：利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体，拉力F的大小为30N。若物体和地面之间的摩擦力大小为45N，则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为：（）A.45N、50%B.45N、75%C.60N、50%D.60N、75%答案B7.如图所示，小机车通过滑轮组提升重物，机车的最大输出功率为10kw重物重3500N，动滑轮重500N。机车所受摩擦阻力不计，绳重及滑轮转动时摩擦忽略不计。（1）滑轮组的机械效率是多少？（2）若要求重物以1m/s匀速提升，则机车能提升重物的最大重量为多少？答案：（1）设重物被提升高度为h,则机车对滑轮组所做总功W总=(G物+G轮)×h（1分）有用功W有=G物×h（1分）滑轮组的效率=W有/W总=G物/(G物+G轮)=3500N/(3500N+500N)=87.5％（1分)（2）重物以1m/s的速度匀速上升，机车的速度V=2m/s（1分）机车的功率最大时，提升的重物的重量最大，此时绳的拉力为F则F=P/V=10×1000w/2m/s=5000N（1分)2F=G物/+G轮则G物/=9500N（1分)8.如图，质量为60kg的工人用滑轮组提升重物，每个滑轮的重力均为50N，（1）用滑轮组让重力为250N的物体匀速上升2m的过程中，人做的有用功为多少？（2）若绳子能够承受的最大拉力为400N，重力提升过程中绳子重和摩擦对应的额外功始终占总功率的10%，求滑轮组的最大机械效率．考点：滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功．专题：计算题；功、功率、机械效率．分析：（1）知道物体的重力和上升的高度，根据W=Gh求出人做的有用功；（2）由图可知绳子的有效股数为2，绳端移动距离s和物体h之间的关系是s=nh，根据W=Fs表示出拉力做的总功，根据W=Gh表示出克服动滑轮重力做的功，绳子重和摩擦对应的额外功始终占总功率的10%，根据总功等于有用功和额外功之和表示出其大小，根据η=×100%求出最大拉力时滑轮组的机械效率，即为滑轮组的最大拉力．解答：解：（1）人做的有用功：W有=Gh=250N×2m=500J；（2）当以绳子能够承受的最大拉力提升物体时，滑轮组的机械效率最大，由图可知n=2，s=nh，拉力做的总功：W总=Fs=2Fh，克服动滑轮重力做的额外功：W动=G动h，重力提升过程中绳子重和摩擦对应的额外功：W绳摩=10%W总=10%×2Fh=0.2Fh，滑轮组做的有用功：W有=W总﹣W动﹣W绳摩=2Fh﹣G动h﹣0.2Fh=1.8Fh﹣G动h，滑轮组的最大机械效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%=83.75%．答：（1）人做的有用功为500J；（2）滑轮组的最大机械效率为83.75%．9.如图所示，小明用一可绕O点转动的轻质杠杆，将挂在杠杆下的重物提高，他用一个始终与杠杆垂直的力F，使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置，在这个过程中此杠杆（）A．一直是省力的B．先是省力的，后是费力的C．一直是费力的D．先是费力的，后是省力的10.如图所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离，下列判断正确的是（）A．杠杆仍能平衡B．杠杆不能平衡，左端下沉C．杠杆不能平衡，右端下沉D．无法判断11.在探究杠杆平衡条件的实验中。(1)如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，可以向________移动左端的螺母。（选填“左”或“右”）(2)如图乙所示，为了使杠杆平衡，应在P点挂________个同样的钩码；若是改用在P点沿虚线方向拉弹簧测力计，则测力计的示数会________（选填“大于”、“等于”或“小于”）上述所要挂钩码的总重量，因为这时拉力的力臂_______（选填“变小”或“变大”）了。(3)在图乙中，保持杠杆左边所挂钩码的位置和个数不变，用弹簧测力计分别在杠杆右边的不同位置竖直向下拉杠杆，使之平衡，得到下表中的几组数据，请在图丙中绘出F-L图象。由表中数据或图象可知，在阻力与阻力臂一定的条件下，动力F与动力臂L成______。（选填“正比”或“反比”）答案：(6分)(1)左(2)2大于变小(3)图略反比12.学习了“机械效率”后，小明知道了同一动滑轮提升不同重物机械效率不同．他想知道自重不同的动滑轮提升相同重物机械效率是否相同．小明用如图所示装置，选用三个自重不同的动滑轮进行了实验，测得数据如表所示．实验序号动滑轮自重G0/N被提升钩码重力G/N钩码上升的高度h/cm弹簧测力计的示数F/N弹簧测力计移动的距离s/cm动滑轮的机械效率①0.2653.21093.8%②0.5653.41088.2%③1.5654.010﹣（1）在实验中，弹簧测力计应竖直向上拉动；（2）第③次实验中，动滑轮的机械效率为；（3）分析表中数据，可得出的结论是：答案：（1）匀速；（2）75%；（3）物重一定时，动滑轮越重，动滑轮的机械效率越小13.小红同学猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与那些因素有关．①让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静置，如图甲所示．②让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示．已知不同质量的两个小球从同一高度滚下到达水平面时，具有相同的速度．上述甲、乙两组试验中：（1）本实验运用了两种研究方法：一是控制变量法，二是转换法；（2）选用图甲探究的是动能与速度的关系，得出的结论当质量一定时，速度越大动能越大；（3）选用图乙探究的是动能与质量的关系，得出的结论当速度一定时，质量越大动能越大14.小明和小红一起做探究杠杆平衡条件的实验：（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时发现杠杆停在如图甲所示的位置。小明将左端的平衡螺母向右调，小红认为也可以将右端的平衡螺母向调（选填“右”或“左”），使杠杆在水平位置平衡。（2）在杠杆的两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，如图乙所示，并测出力臂。多次实验并把数据记录在表格中。次数Ｆ１／l１／cmＦ２／Nl２／cmN１11025２210120３215310实验时杠杆在水平位置平衡的目的是：；多次实验的目的是：。（3）小明根据以上数据得出杠杆平衡的条件是：。（4）小红将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个，杠杆会（选填“右侧下降”或“左侧下降”）。[来源:学#科#网Z#X#X#K]（5）若小明只将图乙中的杠杆左侧的两个钩码取下，要使杠杆重新在水平位置平衡，应将右侧钩码（说出钩码移动的方向及格数）。答案：(每空1分)（1）右（2）便于测量力臂（合理即可）得出的结论更具有普遍性（合理即可）（3）动力×动力臂=阻力×阻力臂（或F1×l１=F2×l2）（4）左侧下降（5）向左移动2格15.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图15甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如表2所示。表2：（1）表格内的第4次实验中应补充的数据是（结果精确到0.1%）。这次数据是用图15中（填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的。图15（2）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，若要增大滑轮组的机械效率，应该。在第1次实验中，拉力F所做的额外功为J。（3）某同学认为，使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越大，他的想法正确吗？请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断：。答案：（1）66.7%乙（2）增大物体的重力0.1（3）不正确，比较第1、4次实验数据可知，第1次比第4次省力，但两次的机械效率却相同16.小明为研究动能大小与哪些因素有关设计了如图实验，让小球静止从斜面上滚下后与固定在右端的弹簧碰撞，斜面底端和平面平滑相接，请结台实验回答下列问题：(1)实验中通过________________________________反映小球动能的大小；(2)实验中让同一小球从斜面上不同高度滚下，当高度______(“越大”、“越小”)时，观察到弹簧被压缩得越短，说明小球动能大小与速度有关.(3)为了研究动能大小是否和物体质量有关，应该让不同质量的小球从斜面上相同的高度滚下，这样做的目的是_____________________.(4)实验中小明发现小球压缩弹簧后被弹簧弹回到斜面上，为了研究小球被弹回到斜面上的高度与哪些因素有关，小明分别将玻璃板、木板和毛巾铺在接触面(含斜面和平面)上，进行实验，而保证小球质量和高度_____(“相同”或“不同”).发现当小球在玻璃表面滚动时被弹回的高度最大，在毛巾表面滚动时被弹回的高度最小，因此小明认为小球被弹回的高度与接触面粗糙程度有关.(5)小明在(4)实验所得结论基础上进行推理，接触面越光滑小球被弹回的越高，如果接触面光滑到没有摩擦，那么小球将()A.沿着斜面匀速直线运动B.不能上升到初始高度，最终静止在平面上C.上升到初始高度后静止D.能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动(6)小明在(5)中用到一种科学方法，下面哪个定律或原理的得出用到了同一种方法()A.阿基米德原理B.杠杆原理C.牛顿第一定律答案：(1)弹簧被压缩的长度；(2)越大；(3)小球到达水平面时速度相同；(4)相同(5)D；(6)C