11.3 机械效率2024—2025学年八年级物理沪科版(2024)上册

2024—2025学年八年级物理沪科版(2024)11.3 机械效率 一、单选题 1．建筑工人通过如图所示的装置将质量为的货物从地面提起，货物离开地面后在内缓慢上升，工人所用的拉力为。下列说法中正确的是（　　） A．该装置做的有用功为180J B．该装置的机械效率为 C．绳子自由端移动的平均速度为 D．货物开地面前，工人拉力逐渐增大，人对地面的压强逐渐变大 2．如图所示，小明用同一个动滑轮分别把物体A和物体B匀速提升不同的高度，自由端的拉力分别为和。已知，不计绳重和轮与轴的摩擦，下列说法中正确的是（　　） A．物体A上升的速度等于物体B上升的速度 B．所做的额外功等于所做的额外功 C．做功的功率小于做功的功率 D．滑轮提升物体A的机械效率小于提升物体B的机械效率 3．下列关于物理概念的说法不正确的是（　　） A．具有能量的物体不一定正在做功 B．物体能够做的功越多，它具有的能量就越大 C．有用功越多，机械效率就越高 D．功率大的物体做功快 4．如图所示，在粗糙水平地面上，用10N的力F沿水平方向拉滑轮（不计滑轮重力）木板B静止，木块A在粗糙木板B上水平向左做匀速直线运动，5s内木块A移动了0.5m，滑轮组的机械效率为80%｡下列说法正确的是（　　） A．木块A受到的摩擦力为5N B．地面对木板B的摩擦力为4N C．5s内绳子拉力对木板B做的功为2J D．拉力F的功率为0.5W 5．如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的滑轮设计了甲、乙两种装置把同一货物匀速提升到相同高度，忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是 （   ） A．甲方式省力 B．乙方式不能改变力的方向 C．甲、乙两种方式的甲的机械效率高 D．甲、乙两种方式甲做的有用功多 6．关于功率和机械效率，下列说法中正确的是（　　） A．功率越大的机器做功越快 B．功率越大的机器做功越多 C．功率越大的机器，机械效率越高 D．功率越大的机器，机械效率越低 7．工地上，一个滑轮组经改进后机械效率提高了，用它把同一物体匀速提高相同的高度，改进后和改进前相比较，下列说法正确的（　　） A．总功变大 B．总功变小 C．有用功变大 D．额外功不变 8．用滑轮组甲、斜面乙等装置分别匀速提升同一物块（）如图，相关数据如下表，则（　　）    拉力 距离 F1=7N h=0.1m F2=10N s=0.3m A．机械效率 B．做的功小于做的功 C．两电动机输出的机械能相等 D．甲的有用功小于乙的有用功 9．下列物理量的单位及其符号正确的是（　　） A．力的单位是牛（F） B．功率的单位是焦耳（J） C．功的单位是瓦特（W） D．机械效率没有单位 10．如图为模拟盘山公路，现将连接了重小球的细线穿入一根长的细管，如图，将细管从竖直放置的圆柱体底部点开始斜向上缠绕5圈后，恰好绕至顶部点，相邻细管间的高度均为，在点处通过细线用的拉力（与管的轴线平行）将管口的小球从点匀速拉至点，则缠绕在圆柱体上的细管（模拟的盘山公路）的机械效率为（   ） A． B． C． D． 11．如图所示，粗糙程度相同的斜面AB>AC，沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部拉到顶部，所需拉力分别为F1和F2，所做的功分别为W1和W2，则（　　） A．， B．， C．， D．， 12．如图所示，是建筑工地上常见的塔式起重机，起重机上的滑轮组在匀速起吊质量为1t的材料时，滑轮组的机械效率是75%。下列分析正确的是（　　） A．起重机的吊臂AOB不能视为杠杆 B．.起重机的吊臂将材料水平移动时重力做了功 C．将材料提升3m，滑轮组拉力所做总功是4×104J D．增加起吊材料的质量，滑轮组的机械效率将减小 13．如图所示，建筑工人用滑轮组竖直向上匀速提升建筑材料，下列措施中可以提高机械效率的是（　　） A．减慢提升的速度 B．加快提升的速度 C．增加建筑材料的质量 D．加大提升的高度 14．关于功、功率、机械效率的说法中正确的是（　　） A．有用功越大，机械效率就越大 B．力做的功越多，力的功率就越大 C．力做的功越快，力的功率就越大 D．物体沿力的方向移动的距离越多则力做的功就越多 15．小明用如图装置测量动滑轮的机械效率，下列说法正确的是（　　） A．实验原理是二力平衡的条件 B．实验中弹簧测力计应在保持静止时读数 C．增大物体被提升的高度，可以提高动滑轮的机械效率 D．增大物体重力与动滑轮重力的比值，可以提高动滑轮的机械效率（不计绳重和摩擦） 二、填空题 16．斜面也是一种简单机械。工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上，如图所示，斜面高为1m，长为3m，工人在12s内用400N的推力沿斜面方向将重为900N的箱子推到车上。则工人做的功是 J，在这过程中此斜面的机械效率是 。 17．如图所示，用滑轮组将重为的物体匀速提升了。所用拉力F为，此滑轮组做的有用功为 J，机械效率为 %。 18．如图所示，在50N的水平拉力F作用下，物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间滑动摩擦力为120N。则滑轮组的机械效率为 ；若物体的速度为，则拉力做的功率为 W。 19．如图所示，用滑轮组拉动重为200N的物体在水平桌面上匀速直线运动。已知F=20N，滑轮组的机械效率为85%，则物体与桌面的之间的摩擦力大小为 N。 三、计算题 20．“塔吊”是修建高层建筑常见的起重设备，又名“塔式起重机”。如图所示是安装在某种塔式起重机吊臂一侧的滑轮组，拉力为F。在某次施工中，塔式起重机上的滑轮组10s内将重为1.2×104N的建材匀速吊起2m，滑轮组的机械效率为80%。求：（g取10N/kg） （1）提升建材做的有用功； （2）绳端的拉力； （3）拉力的功率。 21．一辆质量为的汽车陷入一泥泞路段，司机师傅利用滑轮组和周围条件，组装成了如图所示的拖车装置，已知汽车通过泥泞路段需移动15m距离，汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的0.1倍，滑轮组的机械效率为80％，g取10N/kg。在将车匀速拖离泥泞路段过程中，请回答下列问题： （1）固定在树上的滑轮的作用； （2）滑轮组做的有用功： （3）司机师傅作用在绳端的拉力。 （4）司机师傅用时2min将车拖离15m的路段，拉力的功率。 22．在老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重380N的建筑材料提升到屋顶，如图所示。已知工人对绳子的拉力F为200N，建筑材料在5s内匀速上升5m，不计绳重及摩擦。求此过程中。 （1）滑轮组所做的有用功； （2）滑轮组的机械效率； （3）动滑轮的重力。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D C D C A B A D D 题号 11 12 13 14 15 答案 B C C C D 1．B 【详解】A．货物的重力为 该装置做的有用功为 故A错误； B．与动滑轮连接的绳子段数为2，绳子自由端移动的距离为 拉力做的总功为 则机械效率为 故B正确； C．绳子自由端移动的平均速度为 故C错误； D．货物开地面前，工人拉力逐渐增大，物体间体力的作用是相互的，则绳子对工人的拉力也增大，人对地面的压力逐渐减小，根据可知，人对地面的压强逐渐变小，故D错误。 故选B。 2．D 【详解】A．小明用同一个动滑轮分别把物体A和物体B匀速提升相同的高度，但不知道所用的时间的大小关系，故物体A上升的速度与物体B上升的速度不一定相同，故A错误； B．小明用同一个动滑轮分别把物体A和物体B匀速提升不同的高度，不计绳重和轮与轴的摩擦，所以 因为高度不同，所以无法比较FA所做的额外功与FB所做的额外功大小，故B错误； C．因上升高度不同，绳子自由端移动的距离不同，无法判断FA所做的功与FB所做的功的大小，同时也不知道所用的时间的大小关系，故FA做功的功率与FB做功的功率，故C错误； D．动滑轮的重力相同，且物体A的重力小于物体B的重力，根据 可知，滑轮提升物体A的机械效率小于提升物体B的机械效率，故D正确。 故选D。 3．C 【详解】A．能够做功的物体具有能量，具有能量的物体不一定正在做功，故A正确，不符合题意； B．能够做功的物体具有能量，物体能够做的功越多，那么它具有的能量就越大，故B正确，不符合题意； C．根据公式可知，有用功越多，机械效率不一定越高，故C错误，符合题意； D．功率是表示物体做功快慢的物理量，功率大的物体做功快，故D正确，不符合题意。 故选C。 4．D 【详解】A．滑轮组的机械效率为80%，根据公式可算出绳子上的力为 木块A在粗糙木板B上水平向左做匀速直线运动，根据二力平衡，摩擦力等于绳子上的力，为4N，A错误； B．木板B静止，受力平衡，对其受力分析，受到绳子的拉力为5N，方向向右，还受到木块A的摩擦力为4N，方向向左，因此地面给木板B的摩擦力大小为1N，方向向左，B错误； C．5s内木板B静止，绳子拉力对木板B做的功为0J，C错误； D．5s内木块A移动了0.5m，则拉力拉着滑轮移动了0.25m，拉力F的功率为 D正确。 故选D。 5．C 【详解】A．由图知，甲装置中两个滑轮组都是定滑轮，所以甲方式不能省力，但可以改变力的方向，故A错误； B．乙装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，绳子自由最后通过定滑轮组，所以乙方式能改变力的方向，故B错误； C．忽略绳子重和摩擦，甲装置不做额外功，乙装置要克服动滑轮重力做额外功，所以甲方式的机械效率大于乙，故C正确； D．两种装置提升同一货物到相同高度，由知，甲、乙两种方式做的有用功相同；故D错误。 故选C。 6．A 【详解】A．功率是描述做功快慢的物理量，功率越大的机器做功越快，故A正确； B．功率越大的机器，做功时间不一定长，做功不一定越多，故B错误； CD．机械效率是有用功与总功的比值，因此功率和机械效率无关，故CD错误。 故选A。 7．B 【详解】滑轮组把同一物体匀速提高相同的高度，做的有用功相同，滑轮组的机械效率提高后，由得，滑轮组的总功变小，由得，额外功变小，故ACD错误，B正确。 故选B。 8．A 【详解】A. 由图甲可知，绳子段数为3，甲的机械效率为 乙的机械效率为 所以机械效率，故A符合题意； B. 由题可知，动滑轮承担物重的绳子段数为3，做的功 做的功 所以做的功大于做的功，故B不符合题意； C. 两电动机输出的机械能表现为做的总功上面，因为做的功大于做的功，所以甲电动机输出的机械能小于乙电动机输出的机械能，故C不符合题意； D. 由题可知，甲乙有用功均是克服重物重力做的功，因为甲和乙提起相同的重物到相同的高度，所以甲和乙的有用功相同，故D不符合题意。 故选A。 9．D 【详解】A．力的单位是牛，符号是N，故A错误； B．功率的单位是瓦特，符号是W，故B错误； C．功的单位是焦耳，符号是J，故C错误； D．机械效率是有用功跟总功的比值，常用%表示，没有单位，故D正确。 故选D。 10．D 【详解】由题意可知，细管缠绕在圆体上后相当于一个斜面，由图示可知a到b点的高度 拉小球上升时，有用功 总功 所以缠绕在圆柱体上的细管的机械效率 故D符合题意，ACD不符合题意。 故选D。 11．B 【详解】斜面是一种简单机械，斜面与平面的倾角越小越省力斜面越长省力越大，由图知斜面AB比AC长，所以；滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，接触面的粗糙程度相同，斜面的倾角越小，物体对斜面的压力越大，摩擦力越大，即fAB＞fAC；现将同一物体分别沿斜面AB和AC由底端拉至顶端，物体上升的高度是相同的，根据W=Gh可知，克服重力所做的功是相同的，即WAB=WBC；AB斜面的长度大于AC，物体在AC上的摩擦力小于在AB上的摩擦力，根据W=fs可知，AC上克服摩擦力做的功要小于AB上克服摩擦力所做的功，即AC的额外功要小于AB的额外功；由于克服物体重力所做的功即有用功相同，额外功越大的，总功越大，机械效率越低，所以，综上分析知，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 12．C 【详解】A．吊臂AOB是可以在力的作用下绕O点转动的硬棒，因此吊臂AOB可视为杠杆，故A错误； B．起重机的吊臂将材料水平移动时，重力的方向是竖直向下的，没有在重力的方向上通过距离，所以重力不做功，故B错误； C．物体的重力为 滑轮组所做有用功为 由 可知，滑轮组所做总功为 故C正确； D．若仅增加起吊物体的质量，起吊物体的重力变大，额外功几乎不变，有用功变大，有用功在总功中所占的比例变大，则滑轮组的机械效率变大，故D错误。 故选C。 13．C 【详解】若不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为 可知，滑轮组机械效率的高低与建筑材料上升的速度、建筑材料上升的高度、定滑轮的重力无关，增加建筑材料的质量，即增加建筑材料的重力，可增加有用功，能提高滑轮组的机械效率。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 14．C 【详解】A．机械效率是有用功与总功的比值，即 有用功大，并不意味着总功也一定大，因此机械效率不一定大。故A错误； B．功率是表示做功快慢的物理量，它等于功与时间的比值，力做的功多，但如果用的时间也很长，那么功率并不一定大。故B错误； C．功率的定义就是单位时间内完成的功，也就是表示做功的快慢。力做的功越快，说明单位时间内完成的功越多，即功率越大。故C正确； D．功的大小不仅与力的大小有关，还与物体在力的方向上移动的距离有关。即使物体沿力的方向移动的距离多，但如果力很小，那么力做的功也不一定多。故D错误。 故选C。 15．D 【详解】A．滑轮组的机械效率是有用功与总功的比值，因此该实验的实验原理是 故A错误； B．测量动滑轮的机械效率，需要匀速拉动弹簧测力计，不能在弹簧测力计静止时读数，故B错误； C．使用动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，滑轮的机械效率为 增大物体被提升的高度，不能提高动滑轮的机械效率，故C错误； D．不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率为 增大物体重力与动滑轮重力的比值，可以提高动滑轮的机械效率，故D正确。 故选D。 16． 1200 75% 【详解】[1]工人做的功是 [2]工人做的有用功是 在这过程中此斜面的机械效率是 17． 1.2 【详解】[1]由图可知该滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数为 此滑轮组做的有用功为 [2]绳子自由端移动的距离为 此滑轮组做的总功为 机械效率为 18． 80% 15 【详解】[1][2]由题图可知，滑轮组的绳子承重股数为n=3，则滑轮组的机械效率为 若物体的速度为，则绳子自由端移动的速度为 则拉力做的功率为 19．51 【详解】由图可知，由3段绳子通过动滑轮，则sF=3s物，滑轮组的机械效率为85%，即 η== ==85% 解得 f=51N 即物体与桌面的之间的摩擦力为51N。 20．（1）2.4×104J；（2）5000N；（3）3000W 【详解】解：（1）提升建材做的有用功为 W有=Gh=1.2×104N×2m=2.4×104J （2） 由 可知，拉力做的总功为 由图可知，动滑轮上绕3条绳，n=3，所以绳子自由端移动的距离为 s=nh=3×2m=6m 则绳端的拉力为 （3）拉力的功率为 答：（1）提升建材做的有用功为2.4×104J； （2）绳端的拉力为5000N； （3）拉力的功率为3000W。 21．（1）改变力的方向；（2）；（3）500N；（4） 【详解】解：（1）由题图可知，滑轮组由定滑轮和动滑轮组成，而固定在树上的滑轮是定滑轮，定滑轮可以改变力的方向。 （2）因为车在泥泞路段中是匀速行驶，受到的是平衡力作用，水平方向上受到的拉力和阻力是一对平衡力，大小相等，所以，汽车受到的拉力为 滑轮组做的有用功为 （3）由得，滑轮组做的总功为 由题图可知，滑轮组由3根绳子承担，所以绳子移动的距离为 根据可得，司机师傅作用在绳端的拉力为 （4）所用时间为 拉力的功率为 答：（1）固定在树上的滑轮的作用是）改变力的方向； （2）滑轮组做的有用功是； （3）司机师傅作用在绳端的拉力是500N； （4）司机师傅用时2min将车拖离15m的路段，拉力的功率是187.5W。 22．（1）1900J；（2）63.3%；（3）220N 【详解】解：（1）滑轮组所做的有用功为 W有=Gh=380N×5m=1900J （2）由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，总功 W总=Fs=F×nh=200N×3×5m=3000J 则该滑轮组的机械效率为 （3）不计绳重及摩擦，动滑轮的重力 G动=nF-G=3×200N-380N=220N 答：（1）滑轮组所做的有用功是1900J； （2）滑轮组的机械效率是63.6%； （3）动滑轮的重力是220N。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$