人教版八年级下册第十二章 简单机械12.3 机械效率课时练习

这是一份人教版八年级下册第十二章 简单机械12.3 机械效率课时练习，共17页。试卷主要包含了物理概念的理解是学好物理的关键等内容，欢迎下载使用。
（进阶篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版八年级同步分层作业12.3 机械效率
一．选择题（共5小题）
1．清晨，清河河畔聚集了很多钓鱼爱好者，若某位师傅不小心把水桶弄进水里，捞上桶时发现桶里带些水。在打捞水桶的过程中，下列关于做功的说法中正确的是（ ）
A．对水所做的功是有用功 B．对桶所做的功是总功
C．对水所做的功是总功 D．对桶所做的功是有用功
2．物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率的说法正确的是（ ）
A．功率大的机械，做功不一定快
B．额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高
C．做功多的机械，功率一定大
D．功率不同的机械，做的功一定不相等
3．如图，用滑轮组竖直向上提升重物，不计绳重和摩擦，下列措施能提高滑轮组机械效率的是（ ）


A．增大动滑轮的重力 B．增大重物的重力
C．减小定滑轮的重力 D．增大重物上升的高度
4．用四个相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用它们提起相同的货物，不计绳重及摩擦。若甲、乙的拉力分别为F1和F2，机械效率分别为η1和η2，则（ ）


A．F1＜F2，η1＞η2 B．F1＞F2，η1＜η2
C．F1＜F2，η1＝η2 D．F1＞F2，η1＝η2
5．如图，重物在40N的拉力下，以0.2m/s的速度匀速上升2m，已知动滑轮重力为20N，不计绳重和摩擦，以下说法正确的是（ ）

A．绳子自由端运动的速度为0.4m/s
B．重物的重力是60N
C．滑轮组的机械效率是83.33%
D．重物克服重力做功为100J
二．填空题（共4小题）
6．一台起重机在10s内将重为3600N的货物匀速提高了4m，若起重机做的额外功是9600J，则机械效率是 。
7．如图所示，用动滑轮将重为400N的物块竖直向上匀速提升3m，拉力为250N．此过程中不计绳重和摩擦，动滑轮重为 N，拉力做的功为 J，动滑轮的机械效率为 .

8．如图所示，把重力为500N的物体匀速推到斜面顶端，斜面长为3m，高为0.9m，若实际推力为200N，则推力所做总功为 ，额外功为 ，该斜面的机械效率为 。

9．如图所示，一根质量分布均匀的细棒OA，C是它的中点，现在A点竖直向上施力将挂在C点的重为180N的物体匀速提升0.3m，木棒的机械效率为90%，不计摩擦，提升该物体做的总功是 J，木棒重为 N。

三．实验探究题（共2小题）
10．如图所示是小明“测量斜面的机械效率”的实验装置。
（1）请计算坡度为60°时的斜面机械效率，并请将计算结果填入表格中：
斜面坡度
斜面粗糙程度
物重G（N）
斜面高度h（m）
沿斜面拉力F（N）
斜面长L（m）
有用功W有（J）
总功W总（J）
机械效率η（%）
30°
粗糙
0.5
0.20
0.35
0.4
0.10
0.14
71.4
60°
粗糙
0.5
0.28
0.45
0.4
0.14
0.18
　 　
（2）请你根据实验数据得出以下的结论：
结论1：沿粗糙程度相同的斜面的斜面向上匀速拉动同一物体时，斜面坡度 （选填“越大”或“越小”）拉力越小。
结论2：在粗糙程度相同的条件下，斜面坡越大，机械效率 。（选填“越高”或“越低”）

11．在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某组同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验，记录的实验数据如下表：

钩码重G/N
钩码上升高度h/cm
拉力F/N
绳端移动距离s/cm
机械效率
1
0.5
10

30

2
1.5
10
0.8
30
62.5%
3
0.5
10
0.5
40
25.0%
4
1.5
10
0.7
40
53.6%
（1）根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是 （填“甲”或“乙”）滑轮组。
（2）在第一次实验中，当 拉动滑轮组时，弹簧测力计示数如图丙所示，拉力F为 N；该次实验滑轮组的机械效率是 （计算结果精确到0.1%）。
（3）机械效率是机械性能好坏的重要标志，结合生产生活实际，分析实验数据可知，下列提高机械效率的措施不可行的是 。
A．增加所提物重B．减轻机械自重C．机械加润滑油D．增加重物上升高度
（4）本实验可得出的结论是；当用同一滑轮组提升重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越 ；当用不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 。（填“高”或“低”）

四．计算题（共1小题）
12．如图所示，小明用80N的拉力将重200N的物体提升了3m，若不计绳重和摩擦，求此过程中：
（1）滑轮组做的有用功是多少？
（2）滑轮组的机械效率是多少？
（3）动滑轮重为多少N？


（进阶篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版八年级同步分层作业12.3 机械效率
参考答案与试题解析
一．选择题（共5小题）
1．清晨，清河河畔聚集了很多钓鱼爱好者，若某位师傅不小心把水桶弄进水里，捞上桶时发现桶里带些水。在打捞水桶的过程中，下列关于做功的说法中正确的是（ ）
A．对水所做的功是有用功 B．对桶所做的功是总功
C．对水所做的功是总功 D．对桶所做的功是有用功
【分析】从有用功、额外功和总功的定义方面进行解答；有用功的定义是完成一件事情而做的功，简单理解，有用功是与你的目的直接相关的；其他无实用价值而又不得不做的功，叫额外功。
【解答】解：师傅不小心把水桶弄进水里，目的是为了把水桶提上来，所以对水桶做的功为有用功；
但水桶里面有一些水，又不得不对水做功，所以对水做的功为额外功；
手对绳子拉力做的功，包括对水做的功、对桶做的功、对绳子做的功，为总功，故ABC错误、D正确。
故选：D。
【点评】本题考查有用功和额外功的利用，关键是对有用功和额外功定义的正确理解。
2．物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率的说法正确的是（ ）
A．功率大的机械，做功不一定快
B．额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高
C．做功多的机械，功率一定大
D．功率不同的机械，做的功一定不相等
【分析】（1）（3）（4）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；
（2）由机械效率的定义可知，机械效率的高低只与有用功在总功中所占的比例有关，与做功多少、功率大小无关。
【解答】解：A、功率反映了物体做功的快慢，功率大的机械，做功一定快，故A错误；
B、额外功在总功中所占比例越小，则有用功与总功的比值越大，机械效率一定越高，故B正确；
C、功率等于做功多少与所用时间的比值；做功多，时间不确定，所以功率大小不能确定，故C错误；
D、功率不同的机械，做的功有可能相等。如功率为5000W的机械60s做的功与功率为1000W的机械300s做的功相同，故D错误。
故选：B。
【点评】深刻理解功率和机械效率的概念是解决此题的关键，要充分考虑选项中的条件，有些情况要适当运用公式说明。
3．如图，用滑轮组竖直向上提升重物，不计绳重和摩擦，下列措施能提高滑轮组机械效率的是（ ）


A．增大动滑轮的重力 B．增大重物的重力
C．减小定滑轮的重力 D．增大重物上升的高度
【分析】（1）提高滑轮组机械效率的方法，有两种方法：
一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦，这些方法可以减少额外功，提高机械效率；
二是增加提升物体的重，在额外功不变的情况下，增大有用功，从而提高机械效率。
（2）不计绳重和摩擦时，滑轮组机械效率：η＝＝＝＝。据此分析影响滑轮组机械效率的因素。
【解答】解：用滑轮组竖直向上提升重物时，有用功：W有＝G物h，
不计绳重和摩擦，额外功：W额＝G动h，
总功：W总＝W有+W额＝G物h+G动h；
则滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝，
由上式可知，
A、增大动滑轮的重力，在有用功一定时，额外功增加，滑轮组的机械效率会降低。故A不符合题意；
B、增大重物的重力，在额外功一定时，可增加有用功，能提高滑轮组的机械效率。故B符合题意；
CD、滑轮组机械效率的高低与重物上升的高度、定滑轮的重力无关。故CD不符合题意。
故选：B。
【点评】本题考查了影响滑轮组机械效率的因素，不计绳重和摩擦时，滑轮组机械效率η＝＝＝＝。根据该公式进行分析，这是解答本题的关键。
4．用四个相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用它们提起相同的货物，不计绳重及摩擦。若甲、乙的拉力分别为F1和F2，机械效率分别为η1和η2，则（ ）


A．F1＜F2，η1＞η2 B．F1＞F2，η1＜η2
C．F1＜F2，η1＝η2 D．F1＞F2，η1＝η2
【分析】（1）根据承担物重的绳子段数判断两滑轮组的省力情况。
（2）滑轮组的机械效率与被提升物体的重力和动滑轮的重力有关，与承担物重的绳子段数无关。
【解答】解：不计绳重和摩擦，由图知，甲由3段绳子承担物重，所以F1＝（G物+G动）；
乙由2段绳子承担物重，所以F2＝（G物+G动），甲乙物体和动滑轮重力相等，所以F1＜F2；
由图知，两滑轮组动滑轮的重力和被提升的物体重力相同，所以有用功和额外功相同，总功相同，根据η＝可知甲乙的机械效率相等。
故选：C。
【点评】此题考查了滑轮组的省力特点及机械效率的影响因素。根据承担物重的绳子段数判断两滑轮组的省力情况；滑轮组的机械效率与被提升物体的重力和动滑轮的重力有关。
5．如图，重物在40N的拉力下，以0.2m/s的速度匀速上升2m，已知动滑轮重力为20N，不计绳重和摩擦，以下说法正确的是（ ）

A．绳子自由端运动的速度为0.4m/s
B．重物的重力是60N
C．滑轮组的机械效率是83.33%
D．重物克服重力做功为100J
【分析】A、从图中可知n＝3，根据v＝nv物得出绳子自由端运动的速度；
B、不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）可知重物的重力；
C、克服物体重力做的功为有用功，根据W有用＝Gh得出有用功；
根据s＝nh得出绳子自由端移动的距离，根据W总＝Fs得出总功，根据η＝得出机械效率。
【解答】解：A、从图中可知n＝3，绳子自由端运动的速度v＝nv物＝3×0.2m/s＝0.6m/s，故A错误；
B、不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）可知重物的重力G＝nF﹣G动＝3×40N﹣20N＝100N，故B错误；
C、克服物体重力做的功为有用功，则有用功W有用＝Gh＝100N×2m＝200J，
绳子自由端移动的距离s＝nh＝3×2m＝6m，
总功W总＝Fs＝40N×6m＝240J，
机械效率η＝＝×100%≈83.33%，故C正确、D错误。
故选：C。
【点评】本题以滑轮组为载体，考查速度、功、效率的有关计算，难度不大。
二．填空题（共4小题）
6．一台起重机在10s内将重为3600N的货物匀速提高了4m，若起重机做的额外功是9600J，则机械效率是 60% 。
【分析】根据物体的重和提高的高度，根据W有用＝Gh求出起重机做的有用功；已知起重机做的额外功，根据W总＝W有+W额得出起重机做的总功，根据η＝×100%求出起重机机械效率。
【解答】解：
起重机做的有用功：
W有用＝Gh＝3600N×4m＝1.44×104J，
起重机做的总功：
W总＝W有+W额＝1.44×104J+9.6×103J＝2.4×104J；
则起重机机械效率：
η＝×100%＝×100%＝60%。
故答案为：60%。
【点评】本题考查功和机械效率的计算，为基础题。
7．如图所示，用动滑轮将重为400N的物块竖直向上匀速提升3m，拉力为250N．此过程中不计绳重和摩擦，动滑轮重为 100 N，拉力做的功为 1500 J，动滑轮的机械效率为 80% .

【分析】（1）由图可知n＝2，利用不计绳重和摩擦时F＝（G+G动）求动滑轮的重。
（2）绳子自由端移动的距离s＝nh，利用W总＝Fs求拉力做的总功；
（3）利用W有＝Gh求有用功，利用η＝×100%求动滑轮的机械效率。
【解答】解：（1）由图可知n＝2，因为不计绳重和摩擦时F＝（G+G动），所以动滑轮的重：
G动＝nF﹣G＝2×250N﹣400N＝100N；
（2）绳子自由端移动的距离：
s＝nh＝2×3m＝6m，
则拉力做的总功：
W总＝Fs＝250N×6m＝1500J；
拉力做的有用功：
W有＝Gh＝400N×3m＝1200J，
则动滑轮的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝80%。
故答案为：100；1500；80%。
【点评】本题考查了使用动滑轮时绳子的拉力、有用功、总功和机械效率的计算，利用好不计绳重和摩擦时F＝（G+G动）是关键。
8．如图所示，把重力为500N的物体匀速推到斜面顶端，斜面长为3m，高为0.9m，若实际推力为200N，则推力所做总功为 600J ，额外功为 150J ，该斜面的机械效率为 75% 。

【分析】把物体匀速推到斜面顶端，利用W＝Gh求提升重物做的有用功，利用W＝Fs求推力做的总功，额外功等于总功减去有用功，斜面的机械效率是有用功跟总功的比值。
【解答】解：
由题知，斜面长s＝3m，斜面高h＝0.9m，物体重G＝500N，推力F＝200N；
推力做的总功：
W总＝Fs＝200N×3m＝600J，
推力做的有用功：
W有用＝Gh＝500N×0.9m＝450J，
推力做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝600J﹣450J＝150J，
斜面的机械效率：
η＝＝×100%＝75%。
故答案为：600J；150J；75%。
【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、额外功和机械效率的计算，区分使用斜面时有用功和总功是解题的关键。
9．如图所示，一根质量分布均匀的细棒OA，C是它的中点，现在A点竖直向上施力将挂在C点的重为180N的物体匀速提升0.3m，木棒的机械效率为90%，不计摩擦，提升该物体做的总功是 60 J，木棒重为 20 N。

【分析】不计摩擦，已知物体重力和被提升的高度，根据W有＝Gh可求出有用功，根据η＝可求得总功；
根据η＝＝和W额＝G木h′可求出木棒的重力。
【解答】解：
不计摩擦，提升该物体做的有用功：W有＝G物h＝180N×0.3m＝54J；
根据η＝得，
总功：W总＝＝＝60J；
由图可知，C为OA的中点，
故当物体上升0.3m时，C点（杠杆的重心）上升0.3m；
不计摩擦，η＝＝，且：W额外＝G木h′可得：
90%＝，
解得G木＝20N。
故答案为：60；20。
【点评】本题考查有用功、总功、额外功以及机械效率的计算，关键明确当物体上升的高度与杠杆重心上升高度的关系。
三．实验探究题（共2小题）
10．如图所示是小明“测量斜面的机械效率”的实验装置。
（1）请计算坡度为60°时的斜面机械效率，并请将计算结果填入表格中：
斜面坡度
斜面粗糙程度
物重G（N）
斜面高度h（m）
沿斜面拉力F（N）
斜面长L（m）
有用功W有（J）
总功W总（J）
机械效率η（%）
30°
粗糙
0.5
0.20
0.35
0.4
0.10
0.14
71.4
60°
粗糙
0.5
0.28
0.45
0.4
0.14
0.18
　77.8　
（2）请你根据实验数据得出以下的结论：
结论1：沿粗糙程度相同的斜面的斜面向上匀速拉动同一物体时，斜面坡度 越小 （选填“越大”或“越小”）拉力越小。
结论2：在粗糙程度相同的条件下，斜面坡越大，机械效率 越高 。（选填“越高”或“越低”）

【分析】（1）首先分清那是有用功、总功，要明确斜面机械效率的计算公式，去计算机械效率；
（2）斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、物重、斜面的倾斜程度有关，根据表格中变化的量和不变的量可以判断影响拉力大小以及机械效率的因素。
【解答】解：（1）有用功为：W有＝Gh＝0.5N×0.28m＝0.14J；
总功为：W总＝Fs＝0.45N×0.4m＝0.18J；
机械效率为：η＝＝≈77.8%；
（2）由表中数据知，斜面的粗糙程度、物重、斜面长不变，斜面越缓，拉力越小，机械效率越低；反之，拉力越大，机械效率越高。
故答案为：（1）77.8；（2）越小；越高。
【点评】本题的难点是分析数据找出规律，需要根据学过的理论知识合理的分析并准确的表达；斜面是省力的机械，能够分清哪是有用功，哪是总功是解题的关键，有用功等于物体重力和斜面高度的乘积，总功等于拉力和斜面长度的乘积。
11．在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某组同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验，记录的实验数据如下表：

钩码重G/N
钩码上升高度h/cm
拉力F/N
绳端移动距离s/cm
机械效率
1
0.5
10

30

2
1.5
10
0.8
30
62.5%
3
0.5
10
0.5
40
25.0%
4
1.5
10
0.7
40
53.6%
（1）根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是 甲 （填“甲”或“乙”）滑轮组。
（2）在第一次实验中，当 竖直向上匀速 拉动滑轮组时，弹簧测力计示数如图丙所示，拉力F为 0.4 N；该次实验滑轮组的机械效率是 41.7% （计算结果精确到0.1%）。
（3）机械效率是机械性能好坏的重要标志，结合生产生活实际，分析实验数据可知，下列提高机械效率的措施不可行的是 D 。
A．增加所提物重B．减轻机械自重C．机械加润滑油D．增加重物上升高度
（4）本实验可得出的结论是；当用同一滑轮组提升重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越 高 ；当用不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 低 。（填“高”或“低”）

【分析】（1）根据s＝nh，计算出n，从而知道是哪一组滑轮组；
（2）实验操作中，要竖直向上匀速拉动滑轮组，物体受力才平衡；弹簧测力计的分度值为0.2N；根据机械效率的计算公式可解得；
（3）影响滑轮组的机械效率的因素有：提升物体的重、动滑轮自重、摩擦；滑轮组的机械效率与提升物体的高度，提升物体的速度无关；
（4）同一滑轮组，提升物体越重，机械效率越高；不同滑轮组提升同一物体时，动滑轮越重，机械效率越低。
【解答】解：（1）因为s＝nh，所以n＝＝3，即拉动动滑轮绳子的股数为3根，所以选甲滑轮组；
（2）实验操作中，要竖直向上匀速拉动滑轮组，物体受力才平衡，此时读出弹簧测力计的示数；弹簧测力计的分度值为0.2N，根据图丙可知弹簧测力计的示数为0.4N；由η＝×100%＝×100%＝×100%＝41.7%
（3）影响滑轮组的机械效率的因素有：提升物体的重、动滑轮自重、摩擦；滑轮组的机械效率与提升物体的高度，提升物体的速度无关；所以选D；
（4）同一滑轮组，提升物体越重，额外功一定，有用功在总功中的比重越在，机械效率越高；不同滑轮组提升同一物体时，动滑轮越重，有用功不变，有用功在总功中的比重越小，机械效率越低。所以填：高；低。
故：（1）甲；
（2）竖直向上匀速面；0.4；41.7%；
（3）D；
（4）高；低。
【点评】本题主要考查测量滑轮组的机械效率的实验过程和结论，难度不大。
四．计算题（共1小题）
12．如图所示，小明用80N的拉力将重200N的物体提升了3m，若不计绳重和摩擦，求此过程中：
（1）滑轮组做的有用功是多少？
（2）滑轮组的机械效率是多少？
（3）动滑轮重为多少N？

【分析】（1）知道物体重力、提升的高度，利用W＝Gh求滑轮组做的有用功；
（2）由图知，n＝3，拉力端移动距离s＝nh，利用W＝Fs求滑轮组做的总功，滑轮组做的机械斜率等于有用功与总功之比；
（3）拉力做的额外功等于总功减去有用功，不计绳重和摩擦时，提升动滑轮做的功为额外功；再利用W额＝G动h求动滑轮的重力。
【解答】解：（1）滑轮组做的有用功：
W有＝Gh＝200N×3m＝600J；
（2）由图知，n＝3，拉力端移动距离s＝nh＝3×3m＝9m，
滑轮组做的总功：
W总＝Fs＝80N×3×3m＝720J，
滑轮组做的机械斜率：
η＝×100%＝×100%＝83.3%；
（3）拉力做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝720J﹣600J＝120J，
不计绳重和摩擦，由W额＝G动h可得动滑轮重：
G动＝＝＝40N。
答：（1）滑轮组做的有用功是为600J；
（2）滑轮组的机械效率约为83.3%；
（3）动滑轮重为40N。
【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、额外功、机械效率的计算，要知道：不计绳重和摩擦时，提升动滑轮做的功为额外功。