11.5机械效率练习（提优练）- ---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．（2023·重庆永川·三模）利用图所示的装置，可以用100N的拉力拉着重180N边长为0.2m的正方体匀速上升，物体在10s内上升了1m，不计绳重和摩擦，则（　　） A．绳子自由端移动的距离为3m B．动滑轮的重力是20N C．拉力的功率为10W D．滑轮组的机械效率为90％ 2．（22-23八年级下·山东泰安·期末）下列有关物理量的估测，符合实际的是（　　） A．一个鸡蛋所受重力约为0.5N B．学校教学楼的高度约为12dm C．泰山山顶上的大气压约为1.01×105 Pa D．一滑轮组的机械效率为100% 3．（23-24九年级上·福建宁德·阶段练习）关于热机，下列说法错误的是 A．热机性能好坏的重要标志之一是热机效率 B．火箭发动机属于热机 C．通过技术改进，热机效率可达100% D．在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量，可以大大提高热机效率 4．（23-24九年级上·广东广州·阶段练习）若滑轮机械效率较低，要提高该机械的效率，下列操作不可行的是（　　） A．其它条件不变，减轻滑轮重力，从而减小额外功 B．其它条件不变，增大物重G，从而增大有用功占总功的比例 C．其它条件不变，增大物体上升的高度，从而增大有用功 D．其它条件不变，减小滑轮与轴之间的摩擦，从而减小额外功 5．（2023·重庆·中考真题）如图所示，用拉力F使物体竖直匀速上升，下列说法正确的是（     ） A．对物体做的功是额外功 B．拉力F做的功是有用功 C．拉力F移动距离是物体移动距离的2倍 D．增加物体重力可以增加滑轮组的机械效率 6．（2023·陕西宝鸡·模拟预测）如图所示，杆OC的一端固定在竖直杆上，且可以绕着固定点O转动。小明把质量为0.6kg的重物挂在B点，用弹簧测力计钩住杆末端C点，并将其竖直向上匀速拉动了10cm，此过程中弹簧测力计的示数为4N，测得重物上升的高度为5cm。杆转动时O点处的摩擦忽略不计，g取10N/kg。则下列说法正确的是（　　）    A．提升重物过程中该杆为费力杠杆 B．弹簧测力计的拉力F做的功为0.4J C．在提升重物的过程中，杠杆的机械效率为80% D．若将重物的悬挂点由B点移至A点，再将重物匀速提升相同高度，拉力变大 7．（2023·山东聊城·三模）如图所示，用相同的滑轮组装成甲、乙滑轮组，分别将同一重物在相等的时间内提升相同的高度，不计绳重和摩擦，则（　　） A．甲、乙的拉力之比是2︰3 B．甲、乙绳的自由端做功之比是2︰3 C．甲、乙拉力的功率之比是3︰2 D．甲、乙的机械效率之比是1︰1 8．（23-24八年级下·全国·课后作业）某建筑工地要将同一个箱子从地面搬上二楼，如果分别采用如图所示的两种搬运方式，关于F1和F2做功及相关情况，以下判断正确的是（　　） A．两种方式所做的有用功一定相等 B．两种方式功率一定相等 C．两种方式机械效率一定相等 D．两种方式所做的总功一定相等 9．（2024·新疆乌鲁木齐·三模）如图所示，用两滑轮采用不同的绕绳方法，将同一重物匀速提升相同的高度（不计绳重和摩擦），这两种不同的绕绳情况下（　　） A．拉力大小不相等，机械效率相等 B．拉力大小相等，机械效率不相等 C．拉力大小相等，机械效率相等 D．拉力大小不相等，机械效率不相等 10．（2023·云南昆明·模拟预测）如图所示，用滑轮组沿竖直方向匀速提起重150N的物体，物体被提升了2m，若所用拉力F为65N，克服绳重与摩擦做功70J，下列说法正确的是（　　）    A．该滑轮组的机械效率是83.3% B．该装置中动滑轮重10N C．拉力F做的功是300J D．增加物体被提升的高度可提高该滑轮组的机械效率 2、 填空题 11．（2022·山东烟台·中考真题）如图所示，用动滑轮将重为160N的物体在5s内匀速提升1m，所用拉力F为100N，在此过程中，拉力F做的功为 J，拉力做功的功率为 W，动滑轮的机械效率为 。 12．（23-24九年级上·四川绵阳·开学考试）如图所示，在100N的水平拉力F作用下，使得重为500N的物块沿水平地面做匀速直线运动，在此过程中滑轮组的机械效率为70%，则物块与水平地面间的滑动摩擦力为 N。 13．（2024·河北保定·一模）在物理实验课上，小明组装了如图甲所示的滑轮组“测量滑轮组的机械效率”。匀速竖直向上拉动弹簧测力计，使重6N的物体升高了0.2m，测力计的示数如图乙所示。测力计对绳子的拉力为 N，滑轮组的机械效率为 。写出一种能够提升滑轮组机械效率的方法： 。 14．（22-23九年级上·江苏宿迁·期末）如图所示，用三个均重10N的滑轮组成的滑轮组以1m/s的速度匀速起吊重470N的物体，物体上升5m，不计绳的重力及一切摩擦，绳的拉力F= N；滑轮组的机械效率为 。 15．（2024·湖北襄阳·一模）如图所示，工人通过滑轮组使重600N 的箱子从地面升到12m高的五楼上．若箱子平放时与楼板的接触面积为0.15m2，箱子对楼板的压强为 Pa；若滑轮组的机械效率为80%，工人吊起箱子过程中做的总功是 J． 16．（24-25九年级上·广东广州·阶段练习）如图所示通过滑轮组拉着重为的物体，在水平面上以的速度向左做匀速直线运动了，摩擦力为物重的倍。 （）则物体受到的摩擦力大小为 ； （）绳子自由端移动的速度为 ； （）若不计绳，滑轮的重力以及滑轮轮轴和滑绳之间的摩擦力，则拉力的大小为 ； （）若机械效率为，则拉力的大小为 。 17．（24-25九年级下·江苏无锡·阶段练习）如图所示，用塔式起重机上的滑轮组匀速起吊8000N的物体，物体上升5m所用的时间为10s，滑轮组的机械效率是80%，则有用功是 J，拉力F的功率是 W． 18．（23-24九年级上·江苏·阶段练习）一辆卡车的车箱底板距地面高度为1.5m，小军把3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个如图所示的斜面，他沿着斜面方向用500N的力，把一个木箱从B处推到A处，已知木箱重为800N，推木箱的时间是50s，在这一过程中，推力做功是 J，斜面的机械效率是 ，木箱受到的摩擦力为 N。 3、 解答题 19．（2022·广东广州·一模）物理兴趣小组的同学们利用如图所示装置来探究杠杆平衡条件和机械效率，其探究过程如下： （1）当杠杆静止在如图甲所示的位置时，杠杆处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态。同学们用如图乙所示的方法使杠杆处于水平平衡状态，测出此时的拉力大小为F1，发现F1l1 ≠ F2l2，其原因是 ； （2）如图丙所示的杠杆类型，从是否省力的角度分析（测力计拉力视为动力），与图中的 （选填“A”或“B”）类型相同； （3）在图丙中，每个钩码的质量为m，O为支点（支点处摩擦忽略不计）。同学们将2个钩码悬挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F，测得A、B两点上升的高度分别为s、h，则此次杠杆的机械效率为η= （用已知量和测量量表示）。 20．（22-23八年级下·山东济宁·期末）同学们进行了“影响滑轮组机械效率的因素”的实验探究，用到的装置如图所示，数据记录如表所示：    实验次数 钩码重 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率 1 2 2 2 3 4 4 4 （1）分析表中数据可知：第4次实验是用图 （选填“甲”、“乙”或“丙”）所示装置来完成的； （2）通过比较1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与 无关； （3）通过比较 两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高（填实验次数的序号）； （4）为提高滑轮组机械效率，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有 。（多选） A．减轻动滑轮重量 B．增加所提物体重量 C．机械加润滑油 D．增加重物上升高度 答案解析： 1．A 【详解】A．绳子自由端移动的距离 故A符合题意； B．动滑轮的重力 故B不符合题意； C．拉力的功率为 故C不符合题意； D．滑轮组的机械效率为 故D不符合题意。 故选A。 2．A 【详解】A．一个鸡蛋的质量在 左右，受到的重力为 故A符合题意； B．一层楼的高度在 左右，故B不符合题意； C．气压随海拔高度的升高而减小，泰山山顶上的大气压应低于标准大气压，即小于，故C不符合题意； D．使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，使得有用功小于总功，滑轮组的机械效率小于，故D不符合题意。 3．C 【详解】A、热机效率是指用来做有用功的能量占燃料燃烧放出总能量的百分比,这是热机性能好坏的重要标志之一,所以A选项是正确的; B、热机是把内能转化为机械能的装置,火箭属于热机.所以B选项是正确的; C、无论科技如何发展,热机的效率可以提高,总存在摩擦、要做额外功,效率一定不会达到100%.故C错误; D、设法利用废气的能量是提高热机效率的重要措施,所以D选项是正确的; 所以C选项是正确的 【点睛】解决此题要正确理解热机效率的概念及其物理意义; 热机工作过程中,在压缩冲程机械能转化为内能,做功冲程内能转化为机械能; 任何能量转化过程都伴随能量的损失,所以转化效率不可能达到100%; 热机的使用,使人类对化石能源的依赖很强,现在大气污染的主要途径就是利用化石能源的结果,人类不能以牺牲环境为代价来发展. 4．C 【详解】AD．根据图中绕绳特点可知，绳数n=3，则滑轮组的机械效率 减轻（动）滑轮重力，或者减小滑轮与轴之间的摩擦，两种情况都是减少了额外功，机械效率提高，故AD不符合题意； B．增大物重G，则是增加了有用功，根据 可知，机械效率提高，故B不符合题意； C．滑轮组的机械效率 所以机械效率的大小与物体被提升的高度无关，故C符合题意。 5．D 【详解】AB．提升物体做的功为有用功，拉力做的总功，克服动滑轮重力和摩擦力做的功为额外功，故AB都错； C．由图知，n=3，则，故C错； D．提升的物重不变时，有用功不变，保持良好的润滑可以减小额外功、减小总功，有用功在总功中所占比例增大了，所以机械效率就增大了，故D正确。 【点睛】本题考查有用功、总功和额外功的意义，要记住增加提升物体重、保持良好的润滑都可以提高滑轮组的机械效率。 6．B 【详解】A．力臂是支点到力的作用线的距离，由图可知动力臂大于阻力臂，所以提升重物过程中该杠杆为省力杠杆，故A错误； B．拉力F做的功为 W总=Fs=4N×0.1m=0.4J 故B正确； C．重物的重力为 G=mg=0.6kg×10N/kg=6N 有用功 W有=Gh=6N×0.5m=3J 机械效率为 故C错误； D．若将重物的悬挂点由B点移至A点，阻力臂变小，阻力和动力臂不变，根据杠杆平衡条件，拉力变小，故D错误。 7．D 【详解】A．不计绳重及摩擦，拉力 由图知，承担物重的绳子股数分别为n甲=2，n乙=3，所以绳端的拉力分别为 则甲乙拉力之比为 故A错误； B．将同一重物在相等的时间内提升相同的高度，则提升物体的速度相同，因为绳的自由端移动距离s=nh，所以甲、乙绳的自由端移动距离之比 s甲︰s乙=2h︰3h=2︰3 绳的自由端拉力做功 故B错误； C．由可得，甲、乙拉力的功率之比 故C错误； D．将同一重物在相等的时间内提升相同的高度，由W有用=Gh可知，利用滑轮组做的有用功相同，而拉力做的总功相同，由可知，两滑轮组的机械效率相同，即甲、乙的机械效率之比 η甲︰η乙=1︰1 故D正确。 故选D。 8．A 【详解】A．同一个箱子升高相同的高度，由可知两只搬运方式所做的有用功是相同的，故A正确； B．搬运时间不知道，无法比较功率的大小，故B错； CD．乙图要提升动滑轮做额外功，所以额外功不同，总功等于额外功与有用功之和，所以总功不同，由效率公式可知两种搬运方式机械效率不同，故CD错。 故选A。 9．A 【详解】由图可知，甲滑轮组由三段绳子吊着动滑轮，不计绳重和摩擦，则拉力为物体和动滑轮总重的三分之一；乙滑轮组由两段绳子吊着动滑轮，不计绳重和摩擦，则拉力为物体和动滑轮总重的二分之一；故绳子的拉力大小不相等；不计绳重和摩擦，则滑轮组的机械效率为 所以，两个滑轮组的机械效率相等，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 10．B 【详解】AC．拉力做的有用功 由图可知，绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 滑轮组的机械效率 故AC错误； B．总的额外功 则克服动滑轮重力做的功 动滑轮的重 故B正确； D．滑轮组的机械效率 由上式可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关，故D错误。 故选B。 11． 200 40 80% 【详解】[1]由题意可知，拉力F做功 [2]拉力F做功的功率为 [3]提升该物体时，动滑轮的机械效率为 12．210 【详解】由图可知，滑轮组绳子的股数n=3，水平使用滑轮组的机械效率 则物块与水平地面间的滑动摩擦力 13． 2.5 80% 增加钩码重 【详解】[1]测力计的分度值为0.1N，示数为2.5N。测力计对绳子的拉力为2.5N。 [2]有用功 由图可知，承担物重绳子的股数是n=3，总功 机械效率 [3]要提升滑轮组的机械效率，可以通过在额外功不变时，增大有用功或者减小额外功的方式，例如增大钩码的重或减小动滑轮重或轴上加润滑剂减小摩擦。 14． 125 94% 【详解】[1]对最下面的滑轮受力分析可知，滑轮受向下的重物的拉力，等于重物的重力和滑轮的重力，则向上两段绳子的拉力，即 2F′=G＋G动=470N＋10N 解得F′=240N，对中间的滑轮受力分析，受向下的拉力F′和动滑轮的重力，向上两段绳子的拉力，即 2F=F′＋G动=240N＋10N=250N 解得：F=125N，因为定滑轮不省力，所以通过定滑轮绳子上的力相等F=125N。 [2]因为动滑轮省一半力，所以当物体上升5m时，右端F′处移动 s′=nh′=2×5m=10m 同理F处移动的距离 s=nh=2×10m=20m 滑轮组的机械效率 15． 4×103 9×103 【详解】（1）箱子平放时对楼板的压力等于重力，所以箱子对楼板的压力为： 箱子对楼板的压强为：； （2）有用功为： 工人做的总功为： 16． 12 1.5 4 5 【详解】（）[1]摩擦力为物重的倍，摩擦力为 （2）[2]由图可知 （）[3]根据受力分析可知 （）[4]根据机械效率的公式 可得 17． 4×104    5×103 【详解】吊起物体做的有用功：W有用=Gh=8000N×5m=4×104J；由得总功为：；拉力功率为．故答案为4×104；5000． 18． 1500 80% 100 【详解】[1][2][3]把一个木箱从B处推到A处通过的距离为AB=3m，则推力做功是 有用功为 则斜面的机械效率为 额外功由摩擦力造成 则受到的摩擦力为 19． 平衡 拉力F1的力臂不是l1 B 【详解】（1）[1]甲图中杠杆静止，所以杠杆处于平衡状态。 [2]力臂是支点到力的作用线的距离，而乙图中的l1不是F1的力臂，所以不会相等。 （2）[3]如图丙所示的杠杆类型，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，A是筷子属于费力杠杆，B是羊角锤属于省力杠杆，所以与图中B类型相同。 （3）[4]杠杆做的有用功为 W有=Gh=2mgh 拉力做的总功为 W总=Fs 此次杠杆的机械效率为 20． 丙 重物上升高度 1、3 ABC 【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、2两次实验数据，n的值相同，提升的物体重力相同，改变了物体被提升的高度，机械效率不变。可得出结论：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。 （3）[3]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。 （4）[4] A．减轻动滑轮重量，在有用功不变时，额外功减小，总功减小，机械效率变大，故A符合题意； B．增加所提物体重量，根据（3）的结论，可提高滑轮组机械效率，故B符合题意； C．机械加润滑油，可以减小摩擦，减少额外功，在有用功不变时，总功减小，机械效率变大，故C符合题意； D．增加重物上升高度，根据（2）的结论，机械效率不变，故D不符合题意。 故选ABC。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$