人教版八年级下册第十二章 简单机械12.3 机械效率精练

这是一份人教版八年级下册第十二章 简单机械12.3 机械效率精练，共18页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1．（2020·四川眉山市·八年级期末）在一次提升重物的过程中，工人利用了如图所示的简单机械。若工人用400N的拉力F将重为600N的重物在10s 内匀速提高了3m，则下列判断正确的是（ ）
A．工人做的有用功为1200JB．滑轮重为100N
C．工人做功的功率为180WD．滑轮的机械效率为75%
【答案】D
【详解】
A．克服重力做的有用功为
W有=Gh=600N×3m=1800J
故A错误；
B．动滑轮绳子段数为2，则可求动滑轮重力为
G动=2F-G物=2×400N-600N=200N
故B错误；
C．动滑轮两段绳子，则绳子拉动距离为物体上升距离两倍，即6m，则工人做功功率为
故C错误；
D．滑轮组机械效率为
故D正确。
故选D。
2．（2021·重庆市万州南京中学九年级开学考试）如图所示，用滑轮组提升重物时将重为 600 N 的物体在 10s 内匀速提升了 2 m，已如动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率为 60%B．绳子自由端拉力F的大小为 300 N
C．绳子自由端拉力F的功率为 150 WD．提升重物的过程中所做额外功为 200J
【答案】D
【详解】
A．物重G=600N，动滑轮重G动=100N，则滑轮组的机械效率为
η=86%
故A错误；
B．图中滑轮组绳子股数n=2，则绳子自由端拉力F的大小为
F=350N
故B错误；
C．绳子自由端移动的距离为
s=nh=2×2m=4m
则绳子自由端拉力F做的功为
W=Fs=350N×4m=1400J
拉力F的功率为
P=140W
故C错误；
D．提升重物的过程中所做额外功为
W额=G动h=100N×2m=200J
故D正确。
故选D。
3．（2021·广东华侨中学九年级期中）利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力和分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（ ）
A．力做功的功率大B．甲滑轮组做的有用功较大
C．乙滑轮组的机械效率高D．乙滑轮组做的总功较大
【答案】C
【详解】
A．由图知，甲滑轮组由3段绳子承担物重（即n1=3），乙滑轮组由2段绳子承担物重（即n2=2），在相同的时间内两物体提升的高度相同，则两物体上升速度相同，由v绳=nv物可知，甲绳端移动速度大于乙绳端移动速度。拉力F相同，甲绳端移动速度大，根据
可知，F1做功的功率大，故A错误；
B．已知滑轮组把质量相等的重物提升到相同的高度，由公式
W有用=Gh=mgh
知，两个滑轮组做的有用功相同；故B错误；
C．甲滑轮组由3段绳子承担物重，所以绳端移动的距离s1=3h，则甲滑轮组的机械效率为
乙滑轮组由2段绳子承担物重，所以绳端移动的距离s2=2h，则乙滑轮组的机械效率为
由于两拉力相同、物重相同，所以比较可知乙滑轮组的机械效率高，故C正确；
D．由于两拉力相同，且绳端移动的距离
s1＞s2
所以，由W总=Fs可知甲滑轮组做的总功较大，故D错误。
故选C。
4．（2021·北京海淀区·101中学九年级月考）用如图甲所示的动滑轮提升一批建筑材料。工人竖直向上拉动绳子的自由端将建筑材料以0.1m/s的速度匀速提升，此过程中，作用在绳子自由端的拉力F所做的功W随时间t的变化关系如图乙所示。已知这批建筑材料的总质量为70kg，滑轮的摩擦不可忽略，g取10N/kg。下列说法中正确的是（ ）
A．绳子自由端拉力做功的功率为80W
B．绳子自由端的拉力F大小为800N
C．用该滑轮提升这批建筑材料的机械效率约为44%
D．若用这个动滑轮以0.1m/s的速度匀速提升总质量为100kg的建筑材料，则对绳子自由端竖直向上的拉力的功率为110W
【答案】A
【详解】
A．由图乙可知，拉力在100s内做功，则拉力做功功率
故A正确；
B．图中使用的是动滑轮，拉力端移动速度
由
可得拉力大小
故B错误；
C．建材受到的重力
则动滑轮机械效率
故C错误；
D．若忽略绳重和滑轮的摩擦力不计，则拉力
则动滑轮重力
提升总质量为100kg的建材材料时，建材重力
拉力
拉力做功的功率
因为不能忽略滑轮的摩擦力，所以拉力的功率不等于110W，且由于不知道摩擦力大小，故无法计算拉力的功率。故D错误。
故选A。
5．（2021·宁夏银川市·九年级一模）小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组（如图所示），分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η1、η2。下列关系正确的是（忽略绳重及摩擦）（ ）
A．F1η2B．F1>F2，η1>η2
C．F1F2，η1=η2
【答案】D
【详解】
由图示知，在忽略绳重及摩擦时，两个滑轮组绳子端的拉力
，
即
F1>F2
滑轮组的机械效率
所以
η1=η2
故ABC错误，D正确。
故选D。
6．（2021·广州大学附属中学九年级开学考试）将一个定滑轮和挂有一个重60N钩码的动滑轮，分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组，在图甲滑轮组，用大小为36N的坚直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3m;在图乙轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6m，不计摩擦和绳重，设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则（ ）
A．由于乙较省力，则η甲<η乙
B．由于乙将物体提升更高的距离，则η甲>η乙
C．图乙中，拉力F2做功14.4J
D．图甲中，克服动滑轮重力做功3.6J
【答案】D
【详解】
AB．由图可知，甲、乙滑轮组中n甲=2，n乙=3由
可得
G动=2F1-G=2×36N-60N=12N
则
由
可得，甲滑轮组的机械效率
乙滑轮组的机械效率
即
η甲=η乙
故AB错误；
C．图乙中，拉力F2做功
故C错误；
D．图甲中，克服动滑轮重力做功
故D正确。
故选D。
7．（2021·利辛县阚疃金石中学九年级期末）如图所示，甲、乙杠杆的质量和长度均相同，机械摩擦不计，分别使用甲、乙杠杆将物体A提升相同的高度，则在工作过程中，甲、乙杠杆的机械效率相比（ ）
A．甲的大B．乙的大C．一样大D．无法确定
【答案】B
【详解】
由图甲可知，动力臂是阻力臂的二倍，所以省力，而乙杠杆是等臂杠杆，不省力；当甲杠杆提升物体时，会提升杠杆，即对杠杆做额外功，机械效率低；乙杠杆支点在中间，杠杆两侧等重，即不需要对杠杆做额外功，不计摩擦时，机械效率100%，所以乙杠杆的机械效率更大，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
8．（2021·江苏无锡市·九年级期末）甲、乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮重力都相同，用它们分别将重物G1，G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦与绳重，下列说法中正确的是（ ）
A．若G1=G2，拉力做的额外功一定相同
B．若G1>G2，拉力做的总功可能相同
C．若G1=G2，甲的机械效率小于乙的机械效率
D．用甲、乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
【答案】B
【详解】
A．若G1=G2，由于乙滑轮组的动滑轮多了一个，故额外功比较大，故A选项错误；
B．若G1>G2，则甲滑轮组的有用功比乙多，而乙的额外功比甲大，故可能总功相同，故B选项正确；
C．若G1=G2，甲乙两滑轮组的做的有用功相同，而乙由于多用了一个动滑轮，额外功比较大，故甲的机械效率大于乙的机械效率，故C选项错误；
D．用甲、乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，有用功所占总功的比值不同，故机械效率不同，故D选项错误。
故选B。
9．（2021·江苏常州市·九年级期末）如图所示，斜面长3m，高0.6m，小明用绳子在6s内将重50N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力F是15N。下列说法中正确的是（ ）
A．斜面上的摩擦力是5NB．拉力所做的功是30J
C．拉力做功的功率是5WD．斜面的机械效率是80%
【答案】A
【详解】
B．拉力所做的功
故B错误；
C．拉力做功的功率
故C错误；
D．有用功
斜面的机械效率
故D错误；
A．额外功
斜面上的摩擦力
故A正确。
故选A。
10．（2021·安徽马鞍山市·九年级期末）对同一滑轮组，下列各措施中不能提高机械效率的是（ ）
A．增加提升重物的重力B．改用质量小的动滑轮
C．减少提升高度，减少做功D．在轮轴处加润滑油，减小摩擦
【答案】C
【详解】
A．增加提升重物的重力，可以提高有用功，这样有用功在总功中所占的比值增大，即增加提升重物重力可以提高滑轮组的机械效率，故A不符合题意；
B．改用质量小的动滑轮，所做的额外功减少，机械效率提高，故B不符合题意；
C．由可知，减少提升高度，减少做功，不能改变有用功和总功的比值，即滑轮组的机械效率不变，故C符合题意；
D．在轮轴处加润滑油，减小摩擦，可以减少所做的额外功，可以提高机械效率，故D不符合题意。
故选C。
二、填空题
11．（2021·江西九年级零模）如图所示，不考虑摩擦，用竖直向上的力F匀速拉动均匀杠杆，使悬挂在O点的重为G的物体缓慢升高此时杠杆的机械效率为η1；若将力F的作用点由C点向左移动到B点，仍将该物体缓慢升高人时，杠杆的机械效率为η2，则η1___________η2（选填“>”“<”或“=”）；在物体被提升的过程中，其重力势能___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】=变大
【详解】
[1]因为不考虑摩擦，则两次所做的额外功等于将杠杆提升相同高度所做的功，额外功相同，因为有用功也相同，所以总功相同，根据可知两次的机械效率相同。
[2]重力势能和物体质量与高度有关，在物体被提升的过程中质量不变，高度变大则重力势能变大。
12．（2021·江苏九年级专题练习）如图所示，在“再探动滑轮”的实验中，小明同学在5s的时间内将重为4N的物体匀速提升50cm高，所用的拉力为2.5N。则这个过程中，小明做的有用功是______J；拉力的功率是______W；动滑轮的机械效率是______。
【答案】20.580%
【详解】
[1]这个过程中，小明做的有用功
W有用＝Gh＝4N×0.5m＝2J
小明做的有用功为2J。
[2]使用动滑轮时，n＝2，拉力端移动距离
s＝2h＝2×0.5m＝1m
拉力做的总功
W总＝Fs＝2.5N×1m＝2.5J
拉力的功率为
拉力的功率为0.5W。
[3]滑轮组的机械效率
×100%＝80%
滑轮组的机械效率为80%。
13．（2021·贵州铜仁市·九年级期末）如图所示，用滑轮组把质量为48kg的物体匀速提升3m，若拉力F＝300N，则有用功为______J，滑轮组的机械效率为______%；若不计绳重和摩擦，则动滑轮受到的重力为______N。
【答案】144080120
【详解】
[1]有用功
有用功为1440J。
[2]由图可知n=2，总功为
滑轮组的机械效率
滑轮组的机械效率为80%。
[3]所做额外功
动滑轮的重力
动滑轮的重力为120N。
14．（2021·安徽九年级期末）如图所示，工人沿斜面用一个大小恒定的力F把一重为 600N的物体从斜面底部匀速推到顶部（不考虑物体的大小）。已知斜面长L=3m，高h=1.5m。若该过程中斜面的效率为60%，则力F的大小为______N。
【答案】500
【详解】
工人做的有用功
W有用=Gh=600N×1.5m=900J
由得总功
由W=Fs可得，拉力的大小
15．（2021·吉林九年级一模）如图所示，小强用10N的拉力将重为15N的物体匀速提升到某一高度，则该滑轮组的机械效率为______；若增加所提物体的重力，滑轮组机械效率将______。（不计绳重和摩擦）
【答案】75%变大
【详解】
[1] 该滑轮组的机械效率为
故该滑轮组的机械效率为75%。
[2]根据
可知，当增加所提物体的重力，额外功不变，有用功的占比增大，故机械效率变大。
三、实验题
16．（2021·江苏常州市·九年级期末）小明利用如图甲、乙所示的滑轮组探究“滑轮组的机械效率”，实验数据如表格所示。
(1)根据表格中所示数据，可发现有一组实验数据所采用的滑轮组与其他不同，这组数据是第______次实验的结果，相对应的滑轮组是______（甲/乙）；
(2)实验中应竖直向上______拉动弹簧测力计时，才能正确读数；
(3)根据表格数据可知：①处数据应为______；编号②数据应为______N；
(4)下列分析中，正确的结论是______和______；
A．由第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关
B．由第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关
C．由第4、5组数据可知，机械越省力，它的机械效率越高
(5)小明最后用甲滑轮组又进行了一组实验，当物重G为10N时，测得：h＝0.3m；F＝4.5N；s＝0.6m，结果发现机械效率算出来竟然超过了100％，导致小明犯错的原因最有可能是______。
【答案】5乙匀速66.7%4.0ABs或h测量错误
【详解】
(1)[1][2]根据表格中所示数据，第5次试验中，动滑轮接触绳股数为
其他试验中动滑轮接触绳股数为3，可知第5次实验数据所采用的滑轮组与其他不同，即相对应的滑轮组是乙。
(2)[3]根据二力平衡条件可知，实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计时，才能正确读数。
(3)[4][5]根据表格数据可知：①处数据应为
编号②数据应为
(4)[6][7]根据控制变量法的思想，由第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关，机械效率保持不变；由第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关，物重越大则机械效率越大。
(5)[8]小明最后用甲滑轮组又进行了一组实验，当物重G为10N时，测得：h＝0.3m；F＝4.5N；s＝0.6m，结果发现机械效率算出来竟然超过了100％，此时
可知导致小明犯错的原因最有可能是s或h测量错误。
17．（2021·江苏扬州市·九年级月考）某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，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。
（1）分析表中的数据可得出：斜面越缓越___________力（选填“省”或“费”）。
（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0.5m和1m，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4.5N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为___________。
（3）把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与_______和_________有关。
（4）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________物块所受的摩擦力（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】省55.6%（或56%）斜面倾斜程度斜面粗糙程度大于
【详解】
(1)[1]由表格数据可知，斜面的倾斜程度越缓，拉力F越小，即越省力。
(2)[2]机械效率为
(3)[3][4]分析表格的第二列和第七列数据可知，斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；分析第二次和第四次的实验数据可知，斜面的机械效率和接触面的粗糙程度有关。
(4)[5]当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，拉力不仅要克服摩擦力还要克服一部分物体的重力，所以拉力要大于物体所受的摩擦力。
四、计算题
18．（2021·江苏苏州市·九年级开学考试）工人用图示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升2m，此过程中拉力的大小为200N，机械中摩擦力及绳重忽略不计。（g取10N/kg）求：
(1)工人做的有用功；
(2)滑轮组的机械效率；
(3)若工人用此装置匀速提升其它货物，测得拉力大小为300N，则工人提升货物的重。
【答案】(1) 900J；(2) 75%；(3) 750N
【详解】
解：(1)货物的重力
G=mg=45kg×10N/kg=450N
工人做的有用功
W有用=Gh=450N×2m=900J
(2)由图知，n=3，拉力端移动距离
s=3h=3×2m=6m
拉力做的总功
W总=Fs=200N×6m=1200J
滑轮组的机械效率
=75%
(3)机械中摩擦力及绳重忽略不计，拉力F=( G+G动)，则动滑轮重力
G动=3F-G=3×200N-450N=150N
当拉力F′=300N时，提升的货物重力
G′=3F′-G动=3×300N-150N=750N
答：(1)工人做的有用功为900J；
(2)滑轮组的机械效率为75%；
(3)若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为300N，则工人提升货物的重为750N。
试验次数
动滑轮重
G滑/N
物重
G物/N
勾码上升高度h/m
动力F/N
动力作用的移动距离s/m
滑轮组的机械效率
1
1
2
0.1
1.4
0.3
47.6
2
1
2
0.2
1.4
0.6
47.6
3
1
4
0.1
2.0
0.3
①
4
1
8
0.1
4.0
0.3
66.7
5
2
8
0.1
②
0.4
50
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η
1
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%