A.手的拉力:F甲=F乙;机械效率:η甲=η乙 B.手的拉力:F甲<F乙;机械效率:η甲<η乙 C.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲<η乙 D.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲>η乙 【答案】D 【解析】 【详解】
由图可知,甲滑轮是定滑轮,使用该滑轮不省力,所以拉力等于物体的重力;乙滑轮是动滑轮,使用该滑轮可以省一半的力,即拉力等于物体和滑轮总重力的一半,则手的拉力:F甲>F乙;两幅图中的W有是克服物体重力做的功是相同的,但乙图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功,比甲图中做的总功要多,所以结合机械效率公式??同时,总功越大的,机械效率越小; 所以选D.
W有可知,有用功相W总
15.如图甲所示,是建筑工地上的塔式起重机示意图,它是通过电动机带动如图乙所示的滑轮组起吊物料的.如果这个滑轮组把6×103N的重物在10s内匀速提升l0m,绳索自由端的拉力F=2.1×103N,不计一切摩擦和绳重,则下列说法中正确的是
A.拉力做的功是2.1×104J
C.该滑轮组的动滑轮共重300N 【答案】C 【解析】
由图乙知道,滑轮组绳子的有效股数是n=3,即绳子自由端移动的距离是:
s=3h=3×10m=30m,所以拉力做的功是:W总=Fs=2.1×103 N×30m=6.3×104 J,故A错误;拉104N/10s=6.3×103 W,故B错误;若不计绳重和摩擦,则由力做功的功率是:P=W总/t=6.3×
F=(G+G动)/n可知,动滑轮的总重是:G动 =nF-G=3×2.1×103 N-6×103 N=300N,故C正103 N×10m=6×104 J,滑轮组的机械效率是:η=W有/W确;拉力做的有用功是:W有=Gh=6×
总
B.拉力F的功率是2.1×103W D.该滑轮组的机械效率是80%
×100%=6×104J/6.3×104J×100%≈95.2%,故D错误,故选C.
16.如下图所示的四种机械提起同一重物,不计机械自重和摩擦,最省力的是
A. B.
C. D.
【答案】D 【解析】 【详解】
根据题意知道,在不计机械自重和摩擦的条件下使用的简单机械; A.图的杠杆提升重物时,由于动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆,即 F>G;
B.用图中的杠杆提升重物时,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,即 F=G;
C.图中滑轮组承担物重的绳子的有效股数是: n=2,
所以,绳端的拉力是:
;
D.图中滑轮组承担物重的绳子的有效股数是: n=3
所以,绳端的拉力是:
;
综上所述,只有D图中的机械最省力。
17.同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体,已知滑轮重20N、绳重和滑轮的摩擦力不计.则 ( )
A.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲<η乙 B.手的拉力:F甲=F乙; 机械效率:η甲=η乙 C.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲>η乙 D.手的拉力:F甲<F乙;机械效率:η甲<η乙 【答案】C 【解析】 【详解】
甲为定滑轮,由定滑轮的使用特点可知:绳重和摩擦力不计,F甲?G,并且可以改变力的方向。
乙为动滑轮,F乙?(G动?G),由题知,G动=20N<G,因此F甲?F乙。
如图所示,用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,不计绳重与摩擦,则所做的有用功W有用一样大,由于要克服动滑轮重力的作用,所以使用动滑轮做的总功多,由η?12W有用W总 可知,定滑轮的机械效率高,所以?甲??乙,故C正确为答
案,选项ABD错误。
18.下列关于机械效率的说法正确的是( ) A.越省力的机械,机械效率越高 B.做功越少的机械,机械效率越低 C.做功越慢的机械,机械效率越低
D.总功相同,有用功越大的机械,机械效率越高 【答案】D 【解析】 【详解】
A.机械效率是有用功与总功的比值,与机械省力与否无关,故A错误. B.机械效率越低,有用功占总功的比例越低,不一定就是做的功少,故B错误. C.做功越慢的机械,功率越小.功率和机械效率是两个不同的概念,二者没有关系,不能说做功越慢的机械,机械效率越低,故C错误. D.由η?确.
W有用W总?100%可知,总功相同,有用功越大的机械,机械效率越高,故D正
19.如图所示的滑轮组,用F=30N的拉力,拉动水平地面上重为300N的物体,使物体匀速前进了2m.物体和地面之间的摩擦力为45N,在此过程中,下列说法正确的是
①拉力做的功是120J ②绳子自由端移动的距离是2m ③滑轮组的机械效率是75% ④A点受到的拉力为300N A.①④ C.①③ 【答案】C 【解析】 【详解】
①②.由图可知,n=2,则绳子自由端移动的距离:
B.②③ D.③④
s绳?2s物?2?2m=4m;故②错误;
拉力做的功:
W总?Fs绳?30N?4m=120J;故①正确;
③.克服物体和地面之间的摩擦力做的功为有用功,则有用功: W有=fs物=45N×2m=90J, 滑轮组的机械效率:
??W有W总?100%?90J?100%=75%故③正确; 120J④.因物体在水平地面上做匀速运动,则此时A处绳子的拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力,所以,A点受到的拉力:FA=f=45N;故④错误; 故ABD错误,C正确。
20.为探究动滑轮和定滑轮的特点,设计如下两种方式拉升重物,下面关于探究的做法和认识正确的是( )
A.用动滑轮提升重物上升h高度,测力计也上升h高度
B.若拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮拉力更小,且做功更少 C.减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率 D.若用定滑轮拉重物,当拉力竖直向下最省力 【答案】C 【解析】 【详解】
A.用动滑轮提升重物上升h高度,因为有两段绳子承重,所以测力计上升2h高度,故A错误;
B.拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮时是否省力还取决于动滑轮的重和摩擦力的大小,而因为要提起动滑轮做功,故做功较多,故B错误; C.减小动滑轮质量,可以减小额外功,根据??滑轮的机械效率,故C正确.
D.用定滑轮拉重物,拉力的力臂为滑轮的半径,所以向各个方向的拉力都相等,故D错误. 【点睛】
重点理解机械效率为有用功与总功的比,有用功不变,当额外功减小时,总功减小,所以机械效率会提高.
W有用W总?W有用W有用+W额外可知,可以提高动
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