12.3 机械效率 -2024-2025学年人教版物理八年级下册

12.3 机械效率 2024-2025学年人教版物理八年级下册 一、单选题 1．同学们可以改变仰卧起坐的快慢，来控制体育锻炼的效果，从物理学角度分析，其实质是改变（　　） A．时间 B．功 C．功率 D．机械效率 2．某机器的机械效率的大小，正确的可能是（ ） A．0.07% B．82% C．100% D．120% 3．小文同学采用如图所示的甲、乙两种不同的方式将同一货物从地面匀速搬运到同一辆汽车上，其中说法正确的是（　　）      A．两种情况下，货物机械能都增加 B．乙种方法更省力 C．两种方法机械效率相等 D．甲种方法克服物体重力做功多 4．中国铁路大提速是中国铁路的重大事件之一，中国铁路大提速有六次。2007年4月18日零时实施的第六次大提速，是在京哈、京沪等既有干线实施的时速200公里的提速，时速200公里提速线路延展里程一次达到6003公里，标志中国铁路既有线提速跻身世界先进铁路行列。同一辆列车提速后（　　） A．其运行受到的阻力减小 B．运行同一段路程，其做功增多 C．运行同一段路程，其机械效率提高 D．功率增大 5．如图所示，重为500N的物体在F=125N的拉力作用下，使物体沿水平地面向左匀速直线运动了1m，已知物体与地面间的滑动摩擦力为150N，在此过程中下列选项正确的是（　　） A．绳子自由端移动了3m B．拉力做的有用功为500J C．拉力做的额外功为150J D．滑轮组的机械效率为60% 二、填空题 6．—名体重为 500N 学生站在水平地面上，用“一个动滑轮和一个定滑轮”滑轮组在 20s 内 将 600N 的重物匀速提升 5m．若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是 75%，拉力 F= N； 拉力的功率 P= W． 7．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 。 8．斜面是一种简单机械，在生活和生产中随处可见。如图所示，小明用平行于斜面的推力将货物从底端匀速推到顶端，已知推力为500N，斜面的长3m，高1m，机械效率为60%。则货物的重力为 N。 9．(1)如图，轻杆OA可绕O点自由转动，用细线将30N的重物挂在A处，小林在B处用竖直向上的拉力提住轻杆，OB和OA长度之比为1∶3，下列问题中，轻杆始终在水平位置处于平衡，①拉力大小为 N；②若拉力方向变为图中虚线所示方向，则拉力将变 ； (2)如图所示，用一个长为1.2m的斜面将重为60N的物体沿斜面匀速拉到0.4m的高台上，斜面的机械效率为80%，则把重物拉上高台做的有用功是 J；物体与斜面间的摩擦力是 N。 10．用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，滑轮组做的有用功为 J，拉力F的功率为 W，滑轮组的机械效率为 。 11．用10N的力F1将物体A匀速提升了1m，若改用滑轮组把A匀速提升相同高度，拉力F2为5N。此过程通过滑轮组做的总功为 ，其机械效率为 。 12．使用钓鱼竿的好处是可以省 （力/距离）；无论使用哪种简单机械都不能省 （距离/力/功）。 13．如图所示的滑轮组将重的物体匀速提升20cm，所用的拉力，所做的总功为 J，有用功为 J，机械效率为 ，当改为提升18N的重物时，该滑轮组的机械效率将 （选填“增大”“减小”或“不变”，忽略绳重和滑轮与轴的摩擦） 14．用平行于斜面100N的拉力把12kg的物块从底端匀速拉到顶端，斜面长2m，高1m。则拉力做功 J，斜面的机械效率 ，物体受到斜面的摩擦力 N。（g取10N/kg） 15．在如图所示的滑轮组中，重物G=800N，当水平拉力F=500N时，可将重物G匀速提升2m，不计绳重和摩擦。乙滑轮的重力为 N，滑轮组的机械效率为 。 16．许多实验器材在物理的探究实验中多次使用，斜面就是其中之一，但用法不尽相同。请完成下列利用斜面进行实验的有关内容： （1）甲实验中，为了便于测量小车在斜面上的运动时间，应使斜面保持 （选填“较大”或“较小”）的坡度； （2）乙实验可以说明物体的运动 （选填“需要”或“不需要”）力来维持。 （3）实验丙，若将物体A从斜面的不同高度由静止释放撞击同一木块，探究的是物体动能的大小与 的关系； （4）丁实验，物体重为4.5N，斜面长1.2m、高0.3m。用弹簧测力计沿斜面匀速拉物体到高处，实验中弹簧测力计示数为2.5N，则所测斜面的机械效率为 。 17．爱米分别利用①一个定滑轮、②一个动滑轮、③一定一动组成的滑轮组，把重为G的物体匀速提升相同的高度h。则利用它们：对该物体做的 功相同；该物体增加的重力势能 （选填“相等”或“不等”）；机械效率最高的是（忽略绳重和摩擦） （选填“①”、“②”或“③”）。 18．如图所示，工人师傅用平行于斜面的推拉力，将质量为80kg的物体从斜面底端匀速拉上斜面，物体移动的距离为10m，上升的高度为3m，在此过程斜面的机械效率是80%，则在斜面上匀速运动过程中推力做的功为 J，物体所受摩擦力为 N。若斜面倾斜程度不变，只将斜面长度改为15m，仍以同样的方式将此木箱匀速推到斜面顶端，此时斜面的机械效率将 。（选填“增大”“不变”或“减小”）（g＝10N/kg）    19．如图所示，弹簧测力计的示数为 N，钩码的总重为1N，钩码上升的高度h为0.1 m，弹簧测力计竖直向上移动的距离s为0.4 m，此时杠杆的机械效率为 。忽略杠杆转动时轴的摩擦，仅将钩码的悬挂点从A点移到B点，若钩码提升高度相同，额外功与有用功的比值将 ，杠杆的机械效率将 （后两空选填“增大”“减小”或“不变”）。 三、实验题 20．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升的距离h/m 弹簧测力计的读数F/N 弹簧测力计上升的距离s/m 机械效率 1 2 0.1 0.8 0.3 83.3% 2 4 0.1 1.5 0.3 88.9% 3 6 0.1 2.1 0.3 4 4 0.2 1.5 0.6 88.9% (1)在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计（选填“缓慢”或“快速”）； (2)第3次实验的机械效率是 （机械效率用百分数表示，保留一位小数）； (3)分析1、2、3次实验数据得出：使用同一滑轮组，增加 可以提高滑轮组的机械效率； (4)分析2、4次实验数据得出：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 （选填“有关”或“无关”）。 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 《12.3 机械效率 2024-2025学年人教版物理八年级下册》参考答案 题号 1 2 3 4 5 答案 C B A D D 1．C 【详解】做仰卧起坐时，每次所做的功相同，同学们可以改变仰卧起坐的快慢，则做功的功率发生了改变，所以其实质是改变功率的大小。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．B 【详解】任何机械的效率不可能等于或大于100%，所以选项C. D错误；同时机械效率也不可能为0.07%，效率太低，没有利用机械的价值，选项A错误，所以B正确． 点睛：使用任何机械时，不可避免地做额外功，所以机械效率一定小于1． 3．A 【详解】A．两种方法中，货物的质量不变，高度都增大了，则货物的重力势能增大，机械能增大。故A正确； B．甲种方法使用了斜面，能够省力；故B错误； CD．两种方法中，物体重力相同、被提高的高度也相同，由可知，两种方法克服物体重力做功相同；甲方法中沿斜面推箱子时，需要克服摩擦做一些额外功；而乙方法中，直接将箱子搬到车上时，人做的额外功较少；所以甲的机械效率小于乙的机械效率，故CD错误。 故选A。 4．D 【详解】A．同一辆列车在既有干线提速后，列车对轨道的压力等于其重力，重力不变则压力不变，接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，所以，其运行受到的阻力不变，故A不符合题意； B．运行同一段路程，阻力不变，牵引力不变，路程不变，根据W＝Fs得其做功不变，故B不符合题意； C．同一辆列车、运行同一段路程，有用功不变，总功不变，其机械效率不变，故C不符合题意； D．由上面分析知，牵引力不变，速度变大，根据 得，功率变大，故D符合题意。 故选D。 5．D 【详解】A．动滑轮上连的绳子股数n=2，物体沿水平地面向左匀速直线运动了1m，因此绳子自由端移动n倍，为2m，故A错误； B．目的是为了让物体沿水平方向移动，故有用功为克服摩擦力做功，物体与地面间的滑动摩擦力为150N，物体移动距离1m 故B错误； C．总功计算可得 故C错误； D．由前面数据代入计算机械效率 故D正确。 故选D。 6． 400 200 【详解】由题意可知，学生站在水平地面上利用“一个动滑轮和一个定滑轮”的滑轮组提升重物，则绳子的末端应向下，滑轮组的组装方式如下图所示： 拉力做的有用功：W有=Gh=600N×5m=3000J，由η=×100%可得，拉力做的总功： W总===4000J，由图可知，n=2，绳端移动的距离：s=nh=2×5m=10m，由W=Fs可得，拉力：F= ==400N，拉力的功率：P== =200W. 7． 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 8．900 【详解】根据题意可知，小明推力做的功为总功，总功为 克服货物的重力做的功为有用功，根据机械效率 可知，货物的重力为 9． 90 大 6 5 【详解】(1)①[1]根据杠杆的平衡条件可得拉力大小 ②[2]若拉力方向变为图中虚线所示方向，则动力臂变小，而阻力和阻力臂大小不变，根据杠杆的平衡条件，拉力会变大。 (2)[3]把重物拉上高台做的有用功是 [4]斜面的机械效率为80%，所以额外功占总功的20%，克服摩擦所做的额外功 物体与斜面间的摩擦力是 10． 1600 200 80% 【详解】[1][2][3]滑轮组做的有用功为 由图知，n=2，不计绳重和摩擦，拉力为 绳子自由端移动的距离为 s=2h=2×2m=4m 拉力做的总功为 拉力做功的功率为 滑轮组的机械效率为 11． 15J 66.7% 【详解】[1]由图知，n=3，则拉力端移动的距离为 通过滑轮组做的总功为 [2]用10N的力F1将物体A匀速提升了1m，根据二力平衡条件可知，物体的重力G为10N，使用滑轮组做的有用功为 滑轮组的机械效率为 12． 距离 功 【详解】[1]钓鱼竿费力杠杆，使用钓鱼竿的好处是可以省距离。 [2]无论使用哪种简单机械都要克服机械的或克服摩擦力做功，都不能省功。 13． 3 2.4 80% 增大 【详解】[1]滑轮组的动滑轮上有3段绳子承载物重，绳子自由端移动的距离 滑轮组做的总功 [2]做的有用功 [3]滑轮组的机械效率 [3]忽略绳重和滑轮与轴的摩擦，自由端拉力，则动滑轮的重力 当提升18N的重物时，自由端拉力 此时滑轮组的机械效率 所以当用该滑轮组提升18N的重物时，该滑轮组的机械效率将增大。 14． 200 60% 40 【详解】[1]拉力做的总用功为 [2]拉力做的有用功为 斜面的机械效率为 [3]额外功为 由W额= fs可知，体所受的摩擦力为 15． 200 80% 【详解】[1][2]由图可知 不计绳重和摩擦，根据可知，乙滑轮的重力为 该滑轮组的机械效率为 16． 较小 不需要 速度 45% 【详解】（1）[1]斜面倾角越小，小车运动时间越长，为便于测量小车的运动时间，实验中，斜面应保持较小的坡度。 （2）[2]乙实验中，小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，进一步推理可知，如果运动的物体不受力，将做匀速直线运动，说明物体的运动不需要力来维持。 （3）[3]实验丙，若将物体A从斜面的不同高度由静止释放撞击同一木块，到达水平面的速度不同，探究小球的动能与速度的关系。 （4）[4]斜面的机械效率为 17． 有用 相等 ① 【详解】[1]用①一个定滑轮、②一个动滑轮、③一定一动组成的滑轮组，把重为G的物体匀速提升相同的高度h，由可得，对该物体做的有用功相同。 [2]物体重力相同，提升高度相同，故该物体增加的重力势能相等。 [3]不计摩擦和绳重，在提起的过程中，②用的是动滑轮，③使用的是滑轮组，所以两种方法需要克服动滑轮的重力做功，②③比①多做额外功，有用功都相同，所以①机械效率最高。 18． 3000 60 不变 【详解】[1]沿斜面将物体拉到高处的过程中，有用功为 根据 可知，推力做的功即总功为 [2]克服摩擦力做的功为 摩擦力的大小 [3]斜面的机械效率 若斜面倾斜程度不变，不变， 物体所受重力G和拉力F不变，故斜面的机械效率不变。 19． 0.5 50% 减小 增大 【详解】[1]由题图可知，弹簧测力计的分度值是0.1 N，所以它的示数是0.5 N。 [2]在实验过程中，有用功 总功 所以杠杆的机械效率 [3]杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，克服杠杆重力做额外功，并且 设杠杆重心升高的距离为h，所以 G不变，h1不变，G杠不变，钩码从A点到B点，钩码升高相同的高度，有用功不变；杠杆上旋的角度减小，杠杆升高的距离h变小，克服杠杆重力所做的额外功变小，所以额外功与有用功的比值将减小。 [4]因为 变小，所以Fs也变小；根据 可知，总功变小，有用功不变，所以机械效率η增大。 20． 缓慢 95.2% 物体的重 无关 【分析】（1）要知道需正确测量绳端拉力，需要使测力计在竖直方向匀速运动。 （2）滑轮组的机械效率的概念是有用功与总功之比，计算公式为 （3）分析1、2、3次实验数据，得出滑轮组机械效率与被提升物重的关系。 （4）根据物体被提升的高度与效率之间的关系得出结论，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。 【详解】(1)[1]在该实验中，为了能准确测量绳端的拉力，应竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计。 (2)[2]表中空格处第三次实验的机械效率为 (3)[3]由1、2、3次实验数据使用同一滑轮组，被提升的物重不同，分析数据可知，使用同一滑轮组，增加被提升物体的重，可以提高滑轮组的机械效率。 (4)[4]第2、4次实验只是改变了物体被提升的高度，机械效率没变，所以可得滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。 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 $$