初中教科版第十一章 机械与功4 机械效率巩固练习

11.4机械效率同步练习教科版初中物理八年级下册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 如图甲、乙两个滑轮组，分别用拉力和将质量相等的物体匀速提升相同的高度，甲、乙两个滑轮组的机械效率分别为和。若每个滑轮重力的大小相等，不计绳重及摩擦，则   

A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
 

2. 斜面的高与长如图所示，将重为的物体由底端匀速拉到斜面顶端，拉力为，下列说法正确的是

A. 拉力做功 B. 额外功是
C. 有用功是 D. 重力没有做功

3. 下列生活中的数据，估测合理的是

A. 起重机的机械效率一般为
B. 一位成年人浸没水中时受到的浮力约为60N
C. 托起两个鸡蛋所用的力约为1N
D. 抚顺高尔山山顶的大气压约为

4. 关于功、功率和效率，下列说法正确的是

A. 做功越多，功率越大 B. 做功时间越长，功率就越小
C. 功率越大，做功越快 D. 做功快的机械，机械效率一定高

5. 小明同学做“测滑轮组机械效率”的实验．实验后对实验数据进行分析发现：三次实验中动滑轮重相同，提起的钩码重相同，绕线方法和测量器材都相同，但自由端的拉力却不同，从而造成滑轮机械效率不同．请分析自由端拉力不同的原因不可能是

A. 滑轮和绳之间、轮与轴间的摩擦力大小不同
B. 测拉力时没有使测力计匀速上升
C. 测拉力时拉力的方向没有竖直向上
D. 钩码被提升的高度不同

6. 工人用图示的滑轮组，在10s内将300N的重物匀速提升，绳子自由端移动的距离为6m，滑轮组的机械效率是。下列说法正确的是

A. 拉力
B. 拉力对滑轮组做的功是600J
C. 动滑轮的重力是75N
D. 拉力F的功率为75W
 

7. 如图所示，甲、乙两个装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，在相等时间内绳端A、B移动相同的距离，不计绳重及摩擦，在此过程中，下列选项正确的是

A. 两装置所做的额外功相等 B. 两钩码上升的速度相等
C. 两装置的机械效率相等 D. 甲装置的总功比乙少

8. 某同学在学习了机械的相关知识后，总结了几条“规律”，其中总结正确的是

A. 机械效率大的机械做的有用功一定越多
B. 使用任何机械都一定不会省功
C. 机械的功率越大，机械效率也一定越大
D. 克服摩擦力做的功一定是额外功

9. 如图所示，物体A的重力为180N，物体B的重力为10N。物体A受到一个水平向右的拉力F，拉力F的功率为30W，在拉力F的作用下，物体B在2s内匀速上升4m。不计滑轮、绳子的自重及它们之间的摩擦，下列说法正确的是

A. 拉力F大小为20N
B. 该装置的机械效率为
C. 拉力F做的功等于物体B克服重力做的功
D. 物体A向右做匀速直线运动的速度为

10. 关于机械效率，下列说法中正确的是

A. 机械效率越高，做的功就越多
B. 总功一定时，额外功越少，机械效率越高
C. 机械做功越多，效率就越高
D. 额外功越少，机械效率越高

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

11. 如图所示，工人用滑轮组匀速提升重800N的货物，所用的拉力F为500N，货物匀速上升5m。若不计绳重和摩擦，在此过程中所做的有用功是______J；绳子自由端移动______m，如果用该滑轮组提升1000N的物体，滑轮组的机械效率将______选填：“增大”、“减小”或“不变”。
    
    
     

12. 在实际生产劳动中使用机械时，总要做一些额外功，原因是任何机械本身都有______，并且机械零件与零件之间在发生相对运动时还存在着______，所以任何机械的机械效率总______选填“大于”或“小于”。
13. 如图所示，小华用8N的力把重10N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端，斜面长10m，高6m，则物体克服摩擦力做的功是______J，该斜面的机减效率是______
14. 某工人用如图所示的装置提升一堆砖。已知每块砖重40N，工人的质量为70kg，他的双脚与地面的接触面积为不计绳重和摩擦。当工人匀速提升20块砖时，此装置的机械效率为，则工人对地面的压强为______Pa。在此过程中，砖块上升的速度是，则工人做功的功率是______W。当工人用此装置提升______块砖时，该装置的机械效率最高。取

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

15. 利用如图所示的滑轮组，小珠用的拉力拉着重为10N的物体A沿水平方向做匀速直线运动，轻质弹簧测力计的读数如图所示为______N，请画出滑轮组的绕线情况。此过程中，滑轮组的机械效率是______。

16. 如图所示，某人用沿斜面向上的力，把重的木箱从斜面底部推到斜面顶部。哪个力做的功是总功？请在图中画出这个力的示意图。

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

17. 小明和小强在测“滑轮组机械效率”的实验中，组装好如图所示实验装置。

实验时，小明______竖直向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，弹簧测力计读数为；同时小强也用刻度尺测出钩码被提升的高度为10cm，以上测量结果准确无误，其他被测物理量和计算数据记录如表；
小明通过计算得出该滑轮组机械效率为，同组小强发现小明的错误，请你帮他说出错误的原因：______。
该滑轮组的机械效率实际为______。
在实验中，若将钩码的重增加到2N，则该滑轮组的机械效率______。

18. 在测量滑轮组的机械效率时，小阳找来两个质量不等的滑轮A和、钩码、铁架台带有可固定滑轮的横梁、细绳，如图所示，还有弹簧测力计、刻度尺等。
    测量绳端拉力时，弹簧测力计需要竖直向上______拉动绳端。
    请将下表中不全的数据补充完整。

实验中若只将滑轮A和B的位置对调一下，则滑轮组的机械效率将______。

 

五、计算题（本大题共2小题，共16.0分）

19. 如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重的货物A沿斜面向上匀速运动。货物A的速度为，经过，货物A竖直升高。已知汽车对绳的拉力F的功率，不计绳、滑轮的质量和它们之间的摩擦，求：

时间内汽车对绳的拉力所做的功；

汽车对绳的拉力大小；

斜面的机械效率。






 

20. 如图为“测量滑轮组机械效率”的实验装置，钩码总重6N，弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳时的示数如图所示。若钩码上升，摩擦不计求：
    由图可知，实验时弹簧测力计对细绳的拉力为多大？
    弹簧测力计拉力做的总功是多少？
    有用功是多少？
    该滑轮组的机械效率为多大？
    若增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将如何变化？
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】D
 

【解析】不计绳重及摩擦，则绳端拉力分别为：，，所以，A、C错误。不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升物体的重力的大小和高度相同，所以，利用两滑轮组做的有用功相同，额外功相同，拉力做的总功相同，由知，两滑轮组的机械效率相同，故B错误，D正确。故选D。
 

2.【答案】B
 

【解析】拉力做功，故A错误；有用功，故C错误；额外功，故B正确；重力的方向竖直向下，物体在竖直方向上移动了，所以重力做了功，故D错误。故选B。
 

3.【答案】C
 

【解析】解：A、起重机的效率不可能达到，应该小于，故A错误；
B、成年人的质量约为60kg，重力为，所以浸没水中时受到浮力约为：，故B错误；
C、托起两个鸡蛋所用的力约为：，故C正确；
D、气压随海拔的升高而减小，抚顺高尔山山顶的大气压低于标准大气压，即小于，故D错误。
故选：C。
使用任何机械都要做额外功，所以任何机械的效率都低于；
人的密度接近水的密度，在水中视为悬浮状态，根据浮沉条件判断即可；
两个鸡蛋的重力约是1N，托起鸡蛋施加的力等于鸡蛋的重力；
一个标准大气压的值约是，气压随着海拔高度的增加而减小。
本题考查对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，找出符合实际的选项即可。
 

4.【答案】C
 

【解析】解：功率反映做功的快慢，功率除了和做功的多少有关，还与做功的时间有关，故A错误；
B.公式知，功率的大小由功和时间共同决定，故B错误；
C.功率是描述物体做功快慢的物理量，功率大则做功快，功率小，做功慢，故C正确；
D.功率是功与时间的比值，机械效率是有用功与总功的比值，两者之间无关系，故D错误。
故选：C。
功率是描述物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内所做的功，功率大则做功快；
机械效率反映了机械的性能优劣，是有用功与总功的比值；
机械效率与功率和机械的省力情况无关。
本题考查功、功率和机械效率的概念，深刻理解功率和机械效率的概念是解决此题的关键。
 

5.【答案】D
 

【解析】解：A、由可得，滑轮和绳之间、轮与轴间的摩擦力大小不同会导致自由端拉力不同；故A不符合题意；
BC、利用二力的平衡知识可知，只有匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计的示数才等于拉力的大小；
因此测拉力时没有使测力计匀速上升，测拉力时拉力的方向没有竖直向上，都会造成测量的力不准确，从而导致自由端拉力不同，故B、C不符合题意；
D、由可得，自由端拉力与钩码被提升的高度无关，故D符合题意。
故选：D。
根据实验注意事项以及分析拉力不同的原因。
本题考查滑轮组自由端拉力的判断，关键明确实验时需竖直向上匀速拉动弹簧测力计，以及计算拉力的公式。
 

6.【答案】D
 

【解析】解：
A、由图知，，绳子自由端移动的距离，滑轮组的机械效率，
则拉力大小，故A错误；
B、拉力对滑轮组做的功：，故B错误；
C、不计绳重和摩擦时，拉力，则动滑轮重力，但实际上存在摩擦、绳重，则动滑轮的重力不是75N，故C错误；
D、拉力做功的功率：，故D正确。
故选：D。
由图知，，绳子自由端移动的距离，滑轮组的机械效率，据此求拉力大小；
利用求拉力做的总功；
不计绳重和摩擦时，拉力，据此可求动滑轮重力；若考虑摩擦和绳重，实际拉力大于上面求出的拉力；
利用求拉力做功的功率。
本题考查了使用滑轮组时拉力、总功、功率、动滑轮重力的计算，注意关系式“不计绳重和摩擦时，拉力”的应用。
 

7.【答案】C
 

【解析】解：图甲使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数；图乙使用的是滑轮组，承担物重的绳子股数；
A、已知甲、乙两图所用动滑轮质量相同，所以重力相同；已知在相等时间内绳端A、B移动相同的距离，甲图中物体上升高度大于乙图物体上升高度。由知，甲图中装置所做额外功更多。故A不正确；
B、因为拉力端移动的距离，所以拉力端移动的速度等于物体升高速度的n倍，
已知在相等时间内绳端A、B移动相同的距离，则由速度公式可知绳端A、B移动的速度相等，设其大小为v，
则由可知，钩码上升的速度分别为：，，
所以两钩码上升的速度：。故B错误；
D、提升钩码的质量相同、重力相同，且滑轮的质量相同、重力相同，不计绳重及摩擦，拉力，，，
所以绳端的拉力分别为：，，则绳端的拉力；
而绳端A、B移动相同的距离，由可知拉力做的总功，即甲装置做的总功比乙多。故D不正确；
C、忽略绳重和摩擦，机械效率，
因为提升钩码的质量相等、重力相等，动滑轮的质量相等、重力相等，所以动滑轮和滑轮组的机械效率相等。故C正确。
故选：C。
不计绳重及摩擦，提起物体过程中对动滑轮做的功是额外功；
由动滑轮、滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，拉力端移动距离，拉力端移动速度等于物体升高速度的n倍，据此分析两钩码上升的速度大小关系；
忽略绳重和摩擦，绳端拉力，据此得到两滑轮组绳端的拉力大小关系；在相等时间内绳端A、B移动相同的距离，知道拉力大小关系，利用比较总功大小关系；
忽略绳重和摩擦，提升钩码的质量相等、重力相等，动滑轮的质量相等、重力相等，利用比较机械效率大小关系。
此题考查了使用动滑轮、滑轮组时物体上升速度大小、拉力大小、拉力做功大小、机械效率大小比较，利用好关系式：忽略绳重和摩擦，滑轮组的机械效率。
 

8.【答案】B
 

【解析】解：
A、机械效率是有用功和总功的比值，因此机械效率大，有用功不一定多，故A错误；
B、使用任何机械可以省力或省距离，但不能省功，故B正确；
C、功率越大，表示机械做功越快，单位时间内做的功越多，但机械效率不一定就高，故C错误；
D、克服摩擦力做的功不一定是额外功，例如用传送带传送物体时，克服摩擦力所做的功是有用功，故D错误。
故选：B。
使用机械时，有用功与总功的比值叫机械效率；
物体在单位时间完成的功叫功率；
由功的原理可知使用任何机械都不省功。
本题考查了功、功率、机械效率的关系，功率由功和时间共同决定，机械效率由有用功和总功共同决定。
 

9.【答案】B
 

【解析】解：A、由图可知，绳子自由端物体移动的距离，则物体A移动的距离：，
由可知，拉力F做的总功：，
可知，拉力：，故A错误；
C、克服物体B重力做的有用功：，即拉力F做的功大于克服物体B重力做的功，故C错误；
B、该装置的机械效率：，故B正确；
D、物体A速度：，故D错误。
故选：B。
由图可知，绳子自由端物体移动的距离，利用求拉力F做的功，利用求拉力F；
利用求出克服物体B重力做的功与拉力F做的功相比较；
利用求该装置的机械效率；
利用求物体A速度。
本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率和机械效率的计算，理解有用功和总功是解题的关键。
 

10.【答案】B
 

【解析】解：A、机械效率是有用功与总功的比值，所以机械效率越高，但总功不确定，做的功不一定越多，故A错误；
B、机械效率是有用功与总功的比值，总功一定时，额外功越少，有用功越多，所以机械效率越高，故B正确；
C、机械效率是有用功与总功的比值，所以机械做功越多，但总功不确定，机械效率不一定越高，故C错误；
D、机械效率是有用功与总功的比值，所以额外功越少，但有用功不确定，机械效率不一定越高，故D错误。
故选：B。
机械效率是有用功与总功的比值，即，由公式可知：
机械效率一定时，总功越大，有用功越大；
总功一定时，额外功越少，有用功越多，机械效率越高；
有用功一定时，总功越大，机械效率越小。
本题主要考查了学生对机械效率的理解，属于基础题，只要熟练掌握机械效率计算公式，即可解决。
 

11.【答案】4000  10  增大
 

【解析】解：拉力所做的有用功：
；
由图可知，滑轮组绳子的有效股数，则绳子自由端移动的距离：
；
若不计绳重和摩擦，拉力所做的有用功，拉力所做的总功，
则滑轮组的机械效率：，
据此可知，滑轮组提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越大，
所以，如果用该滑轮组提升1000N的物体，滑轮组的机械效率将增大。
故答案为：4000；10；增大。
知道货物的重力和提升的高度，根据求出拉力所做的有用功；
根据图示滑轮组可知绳子的有效股数，根据求出绳子自由端移动的距离；
若不计绳重和摩擦，克服货物重力做的功为有用功，克服货物重力和动滑轮重力做的功为总功，根据得出滑轮组的机械效率的表达式，据此结合货物的重力关系得出滑轮组机械效率的变化。
本题考查了做功公式和滑轮组的特点、滑轮组机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数和有用功、总功是关键。
 

12.【答案】重力  摩擦  小于
 

【解析】解：机械做功就要做额外功，额外功主要包括机械自身的重力和零件的摩擦，机械效率总小于1。
故答案为：重力、摩擦、小于。
此题考查对机械效率总小于1的理解。
在实际生产劳动中，额外功是再所难免，我们要尽量减少额外功提高机械的做功效率。
 

13.【答案】20 
 

【解析】解：拉力所做有用功为：；
总功为：；
额外功为：；
即物体克服摩擦力做的功是20J。
机械效率为：。
故答案为：20；。
利用可求出拉力做的功，即总功；再利用求出有用功；根据总功与有用功的差得出额外功，即克服摩擦做的功。
利用机械效率的计算公式可求出斜面的机械效率。
熟练运用计算功、功率、机械效率的公式，明确额外功是用来克服斜面上的摩擦，是解答此题的关键。
 

14.【答案】5000  200  30
 

【解析】解：块砖重：，
由图知，，拉力端移动距离，
由得拉力：；
人的重力为：；
则人对地面的压力为：；
人对地面的压强为：；
在此过程中，砖块上升的速度是，则绳子自由端移动的速度为；
工人做功的功率是：；
当工人匀速提升20块砖时，根据可知，动滑轮的重力为：根据；
在滑轮组相同的情况下，物体越重，机械效率越大，拉力越大，当拉力最大时，机械效率是最大的；人的重力为700N，则最大拉力为：；
根据可知，提升的物体的最大重力为：；
提升砖块的数目为：。
故答案为：5000；200；30。
由图知，，拉力端移动距离，利用求拉力，人重力：，站在水平地面上的人对地面的压力，根据计算人对地面的压强；
根据物体移动的速度求出绳子自由端移动的速度，根据求出功率的大小；
工人匀速提升20块砖时，根据求出动滑轮的重力；在滑轮组相同的情况下，物体越重，机械效率越大，拉力越大，当拉力最大时，机械效率是最大的，根据求出物体的最大重力。
此题主要考查了学生对机械效率、功率、压力、压强、受力分析的理解和掌握，难度较大。
 

15.【答案】 
 

【解析】解：
由图知，弹簧测力计的分度值为，其示数，即对物体A的拉力，由于物体A做匀速直线运动，物体A受到的摩擦力、拉力是一对平衡力，则物体A受到的摩擦力，
拉力F与物体A受到摩擦力大小的关系，所以滑轮组的有效股数应该是，从动滑轮的左挂钩开始绕起，依次绕过左边的定滑轮、右边的动滑轮，如图所示：
；
由图知，，拉力端移动距离，
滑轮组的机械效率：
。
故答案为：；如图所示；。
先确定弹簧测力计的分度值再根据指针位置读数，对物体A的拉力等于弹簧测力计的示数；由于物体A做匀速直线运动，物体A受到的摩擦力、拉力是一对平衡力，大小相等，可求物体A受到的摩擦力，求出拉力F与物体A受到摩擦力大小的关系，据此确定使用滑轮组的有效股数，若，从动滑轮的左挂钩开始绕起，依次绕过左边的定滑轮、右边的动滑轮；若，从定滑轮的右挂钩开始绕起，依次绕过右边的动滑轮、左边的定滑轮，组成滑轮组；
由图知，，拉力端移动距离，滑轮组的机械效率。
本题考查了滑轮组的绕法、弹簧测力计的读数方法、滑轮组机械效率的计算以及二力平衡条件的应用，根据拉力、物体A受到摩擦力的大小关系确定滑轮组的绕法是关键。
 

16.【答案】解：由题意可知，推力把箱子推动到斜面的顶部，所以推力所做的功是总功；
推力的大小为100N，推力作用在手与物体接触的地方，推力的方向是沿斜面向上，如图所示：

 

【解析】推力推动物体，则推力所做的功为总功；力的示意图是用一个带箭头的线段把力的大小、方向、作用点三个要素表示出来，线段的长短表示力的大小、箭头表示力的方向、线段起点或终点表示力的作用点。
正确确定推力的作用点及方向是本题的解题关键所在，会用力的示意图正确表示力的三要素。
 

17.【答案】匀速  绳子自由端移动的距离应该是，不等于    变大
 

【解析】解：进行实验时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时绳子的拉力等于测力计示数；
由图示滑轮组可知，滑轮组承重绳子的有效股数；已知钩码上升高度，
则绳端移动的距离：，
由表中实验数据可知，绳端移动的距离为，绳端移动的距离错误，从而导致滑轮组效率错误；
滑轮组的机械效率
提升的钩码重增加到2N，有用功增加，有用功在总功中的比重增大，则该滑轮组的机械效率将变大。
故答案为：匀速；绳子自由端移动的距离应该是，不等于；；变大。
实验时应竖直匀速拉动测力计；
由图示滑轮组求出滑轮组承重绳子的股数，然后确定绳子自由端移动的距离；
根据求出滑轮组的机械效率；
根据影响滑轮组效率的因素分析答题。
此题是“测定滑轮组机械效率”的实验，本题考查了滑轮组机械效率的计算以及影响机械效率的因素等，关键是根据滑轮组得出绳子的有效股数。
 

18.【答案】匀速      减小
 

【解析】解：
在使用弹簧测力计时，要保证匀速直线拉动，弹簧测力计的拉力等于绳子的拉力，才能稳定的读取弹簧测力计的示数；
由图可知，实验中绳子自由端移动的距离是钩码上升高度的3倍，承重绳的股数为3，由图示可知，绳端移动的距离，；
由表中数据可知，滑轮组机械效率为；
两个质量不等的滑轮A和，实验中若只将滑轮A和B的位置对调一下，动滑轮重力变大，根据可知，提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低，则滑轮组的机械效率将减小。
故答案为：匀速；；；减小。
只有匀速竖直向上拉动弹簧测力计，弹簧测力计的拉力等于绳子的拉力，弹簧测力计的示数稳定；
根据实验中物体上升的高度和绳子自由端移动的距离分析；求出有用功和总功，然后根据机械效率公式求出机械效率；
使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
本题考查了滑轮组效率的计算、实验数据分析、提高滑轮组效率的方法等问题，知道实验原理、应用效率公式即可正确解题。
 

19.【答案】由可得t时间内汽车对绳的拉力所做的功  J；内货物移动的距离，由图知，，拉力端移动距离，由可得汽车对绳的拉力

；不计绳、滑轮的质量和它们之间的摩擦，滑轮组对货物的拉力 N，斜面的机械效率

。

【解析】略
 

20.【答案】解：图中弹簧测力计的分度值为，则其示数为，即弹簧测力计对细绳的拉力：；
由图可知，绳子自由端移动距离：，
则拉力做的总功：；
拉力做的有用功为；
滑轮组机械效率：；
增加钩码时，有用功增加，额外功不变，有用功与总功的比值增大，所以机械效率增加。
答：弹簧测力计对细绳的拉力为；
弹簧测力计拉力做的总功是；
有用功是；
该滑轮组的机械效率为；
若增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将增加。
 

【解析】先明确弹簧测力计的分度值，再读出其示数，弹簧测力计的示数即为拉力大小；
由图可知，绳子自由端移动的距离，利用求拉力做的总功；
利用求有用功；
利用求滑轮组的机械效率；
增加钩码时，有用功增加，额外功不变，有用功与总功的比值增大，据此分析滑轮组机械效率的变化。
本题考查了使用滑轮组时有用功、总功和机械效率的计算，是一道基础题。