11.5机械效率练习（基础练）- ---2024-2025学年苏科版物理九年级上学期

11.5机械效率练习 知识点题型分布： 考点1：有用功和额外功的定义 考点2：机械效率的定义 考点3：滑轮模型的机械效率 考点4：斜面模型的机械效率 考点5：如何提高机械效率 1、 选择题 1．（23-24八年级下·北京西城·期末）关于功、功率和机械效率，下列说法中正确的是（　　） A．机械的功率大，做功一定快 B．机械的功率大，做功一定多 C．机械做功的时间越短，功率一定越大 D．机械做的有用功越多，机械效率一定越高 2．（22-23九年级上·山东德州·开学考试）某施工工地上，技术革新小组将一个滑轮组改进后提高了机械效率，用它把同样的物体匀速提升同样的高度，改进后和改进前相比，则（    ） A．总功不变，有用功增加了 B．总功不变，额外功减小了 C．额外功减小了，有用功不变 D．额外功不变，有用功增加了 3．（23-24九年级上·全国·课后作业）工人利用如图所示的滑轮组，将重800 N的物体竖直向上匀速提升1 m，工人对绳的拉力为500 N，则滑轮组对重物所做的有用功W有和该滑轮组此时的机械效率η分别是 (    ) A．W有＝500J η＝62.5% B．W有＝500J η＝80% C．W有＝800 J η＝62.5% D．W有＝800 J η＝80% 4．（23-24八年级下·陕西汉中·期末）如图所示，一辆质量为的汽车爬上一段长为100m，高为10m的斜坡，若汽车牵引力为，牵引力的功率为（g取10N/kg）。下列说法正确的是（　　） A．有用功为 B．牵引力做的功为 C．额外功为 D．斜坡的机械效率为60% 5．（2022·江苏常州·一模）如图所示，用的力将物体B匀速提升0.5m，做功为3J，若借助滑轮组用的力把物体B匀速提升相同高度，做功为4.5J，下列说法正确的是（　　） A．的大小为1.5N B．的大小为3N C．动滑轮的重力为3N D．滑轮组的机械效率为60% 6．（23-24九年级上·广东肇庆·期中）一个人利用如图所示的滑轮组提起一个重2000N的重物，所用的拉力是400N，重物上升1m，下列说法正确的是（　　） A．总功是3200J，机械效率是60% B．总功是2000J，机械效率是50% C．有用功是3200J，机械效率是83% D．有用功是2000J，机械效率是62.5% 7．（22-23八年级下·湖北武汉·期末）如图，在斜面上拉一个重5N的木块以0.1m/s的速度运动到高处，沿斜面向上的拉力为2N，斜面长2m、高0.6m。木块上升的过程中，下列说法正确的是（　　）    A．木块受到斜面的摩擦力为2N B．木块的动能转化为重力势能 C．斜面的机械效率为75% D．拉力的功率为0.5W 8．（23-24八年级下·全国·课后作业）用滑轮组提升物体（不考虑轮与轴的摩擦、绳重）时，为了提高滑轮组的机械效率，可采用的方法是（　　） A．改变绕绳方法 B．增加物体的重力 C．增加物体提升的高度 D．增大作用在自由端的拉力F 9．（22-23八年级下·安徽宿州·期末）下列关于机械效率和功率的说法中，正确的是（　　） A．机械效率越高，机械做的有用功越多 B．机械的功率越大，其机械效率越高 C．功率大的机械做功一定多 D．功率大的机械做功一定快 10．（2023九年级下·重庆南岸·学业考试）物流配送站内，工人利用如图所示的滑轮组，将重为540N的货物在10s内匀速竖直上升2m，不计绳重和摩擦，该过程中滑轮组的机械效率为90%。则下列说法正确的是（　　） A．动滑轮的重力为100N B．工人拉力的功率为80W C．若将重240N的物体提升相同高度，拉力所做的功为1200J D．若用该滑轮组提升重240N的物体，滑轮组机械效率为80% 2、 填空题 11．（2024八年级下·全国·专题练习）三种功 （1）有用功：无论是否使用机械， 的功叫做有用功，用W有表示； （2）额外功：使用机械时，并非我们需要又 的功叫做额外功，用表示； （3）总功：有用功与额外功之 叫做总功，用表示， 。 12．（23-24八年级下·河北秦皇岛·期末）杠杆的平衡条件是 ，这个平衡条件就是古希腊物理学家 发现的杠杆原理。使用简单机械可以给人们的生活带来便利，（1）旗杆的顶端安装着一个 （选填“定”或“动”滑轮）。（2）使用剪刀时，把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴，目的是 （选填“增大”或“减小”）阻力臂，这样剪断物体更省力。物理学中，将 和 的比值叫做机械效率。 13．（2022九年级·全国·专题练习）要把水平放置的电线杆竖立起来，先用起重机的钢丝绳栓住电线杆的一端，调离地面，如图所示，假设电线杆是密度均匀的圆柱体，重为2×104N，长为10m。若把电线杆吊到竖直位置，拉力做功为1.25×105J，吊起电线杆的过程中机械效率是 。 14．（2024·山东德州·二模）如图所示，建筑工地上工人用300N的拉力将一捆重为540N的建筑材料提升3m，不计绳重及各种摩擦，则滑轮组的机械效率为 ，动滑轮重为 N。 15．（24-25九年级上·安徽马鞍山·阶段练习）一台功率为40kW的抽水机，机械效率为60%，若用它把河水抽到5m高的地方，则每小时抽水机做的有用功是 J． 16．（2023·安徽合肥·三模）如图所示，建筑工人利用滑轮组提升重物，用400N的拉力F把重物匀速竖直提升4m，在这个过程中滑轮组的效率为75%，则所提升重物的质量为 kg。 17．（23-24九年级下·辽宁营口·期中）用如图甲的滑轮组提升重240N的物体，已知拉力F为100N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 （填“A”或“B”），该滑轮组的机械效率为 。 18．（23-24九年级上·浙江杭州·期中）如图所示，A物重100N，在力F的作用下，以5cm／s的速度在水平面上匀速向右运动，此时弹簧秤的示数为10N，若此装置的机械效率为80%；则拉力F为 N；拉力在10s内所做的功为 J． 3、 解答题 19．（23-24九年级上·湖南长沙·开学考试）塔吊是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 1.2 0.3 55.6% 2 2 0.2 1.2 0.6 55.6% 3 4 0.1 1.9 0.3 70.2% 4 4 0.1 1.3 0.5 61.5% （1）分析表中数据可知：第4次实验是用 图所示装置来完成的； （2）通过比较 两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高（填实验次数的序号）； （3）小明觉得为了让弹簧测力计的示数在测量的过程中更加稳定，可以用弹簧测力计拉住绳子的自由段保持静止并读数，也可以测出滑轮组的机械效率，你认为小明的观点正确吗？如不正确，请说明理由： 。 20．（2023·山西·二模）小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如下图所示．她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小多次测量，得到下表所示的数据： （1）请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据 ．     （2）分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角θ越 ，斜面越省力，斜面的机械效率越低． （3）实验过程中拉力的方向应与斜面 ．     （4）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持 不变，斜面的光滑程度不变，只改变 ． 答案解析： 1．A 【详解】AB．功率表示物体做功的快慢，功率大做功一定快，功率大做功不一定多，故A正确，B错误； C．由可知，做功时间短，但由于做功多少不确定，所以功率大小不确定，故C错误； D．由于机械效率是有用功与总功的比值，做有用功多，机械效率不一定高，故D错误。 故选A。 2．C 【详解】把同样的物体匀速提升同样的高度，由W=Gh可知利用滑轮组做的有用功相同，滑轮组改进后提高机械效率，因为 改装后滑轮组做的总功减少，由W总=W有+W额知，改装后利用滑轮组做的额外功减少，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3．D 【详解】滑轮组对重物所做的有用功 W有=Gh=800N×1m=800J 工人通过滑轮组提升物体，绳子股数n=2，则绳子移动的距离 S=nh=2×1m=2m 拉力做的总功 W总=FS=500N×2m=1000J 该滑轮组此时的机械效率 故选D。 4．B 【详解】A．汽车爬坡时，克服重力做的功是有用功，则有用功为 故A错误； B．牵引力做的功为 故B正确； C．额外功为 故C错误； D．斜坡的机械效率为 故D错误。 故选B。 5．B 【详解】A．由图可知，直接提升物体时拉力移动的距离 s1=h=0.5m 由W=Fs可知，直接提升物体时的拉力 故A错误； B．由图可知，动滑轮上的绳子段数n=3，绳子自由端移动的距离 s2=nh=3×0.5m=1.5m 由W=Fs可知，借助滑轮组时的拉力 故B正确； C．因为直接提升物体时的拉力等于物体的重力，所以物体的重力 G=F1=6N 若不计绳重和摩擦，则，此时动滑轮的重力 G动=nF-G=3×3N-6N=3N 因题中没有说明不计绳重和摩擦，所以无法求出动滑轮的重力，故C错误； D．滑轮组做的有用功等于直接提升物体时拉力做的功，即 W有=W1=3J 则滑轮组的机械效率 故D错误。 故选B。 6．D 【详解】从图中可以看出，动滑轮上有8段绳子，物体升高的高度，绳子自由端移动距离，拉力做的总功为 有用功为 机械效率为 故选D。 7．C 【详解】B．物体被拉到高处的过程中，重物的质量不变，速度不变，则动能不变，高度增加，重力势能增加，所以重物的机械能增大，不是动能转化为重力势能，故B错误； CD．所做总功为 W总＝Fs＝2N×2m＝4J 拉力的功率 此过程所做有用功为 W有＝Gh＝5N×0.6m＝3J 机械效率 故C正确，D错误； A．此过程所做额外功为 W额＝W总﹣W有＝4J﹣3J＝1J 由W额＝fs可得，物体受到的摩擦力为 故A错误。 故选C。 8．B 【详解】解：A、改变绕绳方式，对重物被拉升没有影响，即对有用功没影响；对动滑轮的拉升、动滑轮转动时的摩擦也没有影响，即不影响额外功．所以改变绕绳方式不影响机械效率．故A错； B、增加重物的重力，在动滑轮、摩擦不变的情况下，即额外功不变的情况下，有用功增加了，所以机械效率就提高了．故B正确． C、增加提升高度的时候，绳端被拉升的距离也变长了，根据 可知机械效率并不受影响．故C错误； D、提升同样的重物升高相同的高度，有用功相同，增大作用在自由端的拉力，增大总功，会使机械效率减小，故D错误． 故答案为B． 点睛：机械效率的高低取决于有用功和总功两个因素，不能理解成“有用功越多，机械效率越高”，“总功越大，机械效率越低”．机械效率的高低与是否省力及重物提升的高度无关． 9．D 【详解】A．由于机械效率是有用功与总功的比值，做有用功多，机械效率不一定高，故A错误； B．机械效率与功率是两个不同的物理量，机械效率的大小与功率无关，故B错误； CD．功率表示物体做功的快慢，功率大做功一定快，功率大做功不一定多，故C错误，D正确。 故选D。 10．D 【详解】A．由于 所以 解得动滑轮的重力 G动=60N 故A错误； B．有用功 W有用=Gh=540N×2m=1080J 由知道 工人拉力的功率 故B错误； C．由图知道，重物由3段绳子承担，若绳子移动的距离 s=3h=3×2m=6m 将重240N的物体提升相同高度的拉力 拉力所做的功 W总′=Fs=100N×6m=600J 故C错误； D．若用该滑轮组提升重240N的物体，所做的有用功 W有用′=G′h=240N×2m=480J 此时滑轮组机械效率 故D正确。 故选D。 11． 必须要做 不得不做 和 【详解】（1）[1]有用功就是人们为达到某一目的而需要做的功，无论是否使用机械，必须要做的功。 （2）[2]额外功是指人们在做功时，并不需要做，但是为了达到目的而不得不做的功. （3）[3][4]总功等于有用功和额外功之和，数学表达式：W总=W有+W额。 12． 动力×动力臂=阻力×阻力臂 阿基米德 定 减小 有用功 总功 【详解】[1]杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即。 [2]古希腊科学家阿基米德发现了杠杆平衡条件，阿基米德对杠杆的研究不仅仅停留在理论方面，而且据此原理还进行了一系列的发明创造。 [3]旗杆的顶端安装着一个定滑轮，可改变拉力的方向，不改变拉力的大小，属于等臂杠杆。 [4]使用剪刀时，把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴，可以减小阻力臂，根据杠杆平衡条件可知，此时动力也减小，剪东西更省力。 [5][6]物理学中，将有用功和总功的比值叫做机械效率，可表示为。 13．80% 【详解】由图可知，电线杆吊到竖直位置时克服其重力做功是有用功，有用功 拉力所做功是总功 W总=1.25×105J 吊起电线杆的过程中机械效率 14． 90% 60 【详解】[1]由图可知，滑轮组中n=2，有用功为 拉力做的总功为 由滑轮组的机械效率为 [2]由题意不计绳重及各种摩擦，即 动滑轮重为 15．8.64×107J 【详解】由P=得： W=Pt=40000W×3600s=1.44×108J； 由η=×100%得抽水机做的有用功： W有用=W总η=1.44×108J×60%=8.64×107J． 16．90 【详解】由图知n=3，所以可得 所以 所提升重物的质量为 17． A 80% 【详解】[1]由图甲可知，滑轮组中动滑轮承载绳子的有效股数为n=3，则拉力端移动距离为 s=3h 所以图乙中上面的倾斜直线A是绳子自由端运动的s-t图像，而下面的倾斜直线B是物体运动的s-t图像。 [2]由 可得，滑轮组的机械效率为 18． 25 62.5 【详解】试题分析：由于物体在水平面上匀速向右运动，且弹簧秤的示数为10N，所以，物体受到的滑动摩擦力为10N；由图可知，该装置的机械效率η=(W有用/W总) ×100%="(2f/F)" ×100%，所以，则拉力F=2f/η="(2" ×10N)/0.8=25N；拉力在10s内所做的功为W=Fvt/2=25N×0.5m／s×10s/2=62.5J． 考点：动滑轮；二力平衡；机械效率；功 19． 丙 1、3 不正确；因为静止时无法测出摩擦力大小 【详解】（1）[1]由表中数据可知，在第4次实验中 承担物重的绳子股数 所以该实验是由图丙所示装置来完成的。 （2）[2]比较1、3两次实验数据，n的值相同，提升的物体重力变大，物体被提升的高度相同，机械效率变大，可得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高。 （3）[3]为了测量绳子自由端的拉力，应该在缓慢匀速提升时读数，此时系统处于平衡状态，此时测得的拉力才是准确的；如果在弹簧测力计静止时读数，则没有测量出摩擦力，拉力的测量值偏小，所以是错误的。 20． 1  3.6  81% 大 平行（保持一致） 斜面倾斜角θ 小车重 【详解】（1）在第一组实验中小车重为5N，斜面的高度为0.2m，则拉力做的有用功W有=Gh=5N×0.2m=1J；在第二组实验中拉力大小为3.6N，斜面的长度为1m，则拉力做的总功W总=FS=3.6N×1m=3.6J；在第三组实验中有用功为3.5J，总功为4.3J，机械效率；（2）分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角θ越大，斜面越省力，斜面的机械效率越低．⑶ 实验过程中弹簧测力计的拉力方向应与所测力的方向在同一直线上，故拉力的方向应与斜面平行．⑷ 若想探究斜面的机械效率与物重的关系，要用研究方法控制变量法，要保持斜面倾斜角度θ不变，斜面的光滑程度不变，只改变小车重力． 点睛：本题考查斜面的机械效率与哪些因素有关，结合实验顺便考查有用功和总功的计算，从实验数据总结结论难度不大，关键是学生会用语言表述． 1 学科网（北京）股份有限公司 $$