11.3 机械效率同步练习-2024-2025学年北师大版（北京）八年级全一册

《11.3 机械效率》同步练习-2024-2025学年第二学北师大版（北京）八年级全一册 一 、单选题 1.工人用滑轮组把一箱箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，机械效率提高了，则加润滑油后工人提升同样的重物时，做的 A. 有用功减小，总功不变 B. 有用功增加，总功增加 C. 有用功不变，总功减小 D. 有用功减小，总功减小 2.下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是 A. 效率越高的机械，功率越大 B. 做功越多的机械，功率越大 C. 做有用功越多的机械，效率越高 D. 功率越大的机械，做功越快 3.在老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重的建筑材料提升到楼顶，如图所示。已知工人对绳子的拉力为，建筑材料在内匀速上升，不计绳重及摩擦。此过程中，下列说法正确的是 A. 工人所拉绳子移动了 B. 动滑轮所受重力为 C. 滑轮组所做的有用功为 D. 滑轮组的机械效率为 4.如图所示，用滑轮组提升重物时，将重的物体匀速提升了。已知动滑轮重为不计绳重和摩擦，则提升重物的过程中正确的是 A. 绳子自由端拉力的大小为 B. 提升物体的过程中，拉力做的有用功为 C. 绳子自由端拉力的功率为 D. 物体被提升的高度越高，滑轮组的机械效率越大 5.两台机械完成的有用功之比，机械效率分别为，，则两台机械所做总功之比为 A. B. C. D. 6.用甲、乙两个滑轮组分别将两个物体在相同时间里匀速提升相同高度，拉力分别为、，此过程相关数据如图丙所示，则下列说法正确的是  A. 比小 B. 甲的机械效率更高 C. 功率比的功率大 D. 两滑轮组绳子自由端移动的距离相等 7.两个滑轮完全相同，其重力均为，分别用如图所示的两种方法将重的物体以相同的时间匀速提升，不计摩擦和绳受到的重力，则下列判断正确的是 A. 小于 B. 做的功等于做的功 C. 做功的功率大于做功的功率 D. 甲图滑轮机械效率大于乙图滑轮机械效率 8.如图所示，用滑轮组提升重物时，重的物体在内匀速上升了。已知拉绳子的力为，则提升重物的过程中 A. 绳子自由端被拉下 B. 滑轮组的机械效率是 C. 做的有用功是 D. 拉力的功率是 9.“争创全国文明城市，建设活力魅力雅安”。雅安市启动了对部分老旧小区改造升级工程。工人利用滑轮组提升重的建筑材料，如图所示。已知工人对绳子的拉力为，建筑材料在内匀速上升了，不计绳重及摩擦。下列说法正确的是 A. 动滑轮所受重力为 B. 滑轮组所做的有用功为 C. 拉力的功率为 D. 滑轮组的机械效率为 二 、填空题 10.如图所示，小明用同一滑轮组，分别将甲乙两组钩码提升相同的高度。他两次提升钩码所用的拉力分别为和，则；机械效率分别为和，则______ 选填“”，“”或“” 11.如图所示，用滑轮组将重为的正方体物体在内沿水平方向匀速拉动，所施加的拉力大小为为，物体受到的摩擦阻力为重力的倍，则拉力的功率为______，该滑轮组的机械效率为______。 12.小明奶奶家盖二层小楼，工人利用滑轮组将重的建筑材料提升到楼顶，如图中所示。已知工人对绳子的拉力为，建筑材料在内匀速上升，不计绳重及摩擦此过程中，动滑轮所受重力为 ______ ，工人所用拉力的功率为 ______ ，滑轮组的机械效率为 ______ 。 13.小明用如图所示的滑轮组将的物体匀速提升，绳子自由端施加的拉力为，不计绳重和一切摩擦，则克服物体重力做的功为 ______ ，滑轮组的机械效率为 ______ 。 三 、实验题 14.某同学“测量滑轮组的机械效率”的实验装置如图所示。  实验时把重的物体吊在滑轮上，向上缓慢拉动弹簧测力计，测出物体上升高度和绳端移动距离分别为和。图小弹簧测力计示数为______，滑轮组机械效率为______如果用此滑轮组提升另一重为的物体，它的机械效率______填“变大”、“变小”或“不变”。 15.小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重，测得的数据如下表：  物理量实验次数 钩码总重 钩码上升的高度 测力计示数 测力计移动距离 机械效率 在实验中，测绳端拉力时，应尽量沿竖直方向 ______ 拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。  第次实验测得的机械效率为 ______ 。结果保留两位有效数字  分析表中数据可知：第次实验是用 ______ 图做的。选填“”、“”或“”  分析第、次实验数据可知：使用同一滑轮组， ______ 可以提高滑轮组的机械效率；  分析第、次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多即动滑轮总重越重，滑轮组的机械效率 ______ 。  分析、两次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 ______ 。  由实验可知提高滑轮组的机械效率的方法是 ______ ， ______ 。 四 、计算题 16.如图，使用杠杆提升重物，拉力竖直向下，重物匀速缓慢上升，相关数据如表： 物重  拉力  时间  端上升的竖  直距离 端下降的竖  直距离 求：  拉力所做的功。  拉力做功的功率。  此过程中，该杠杆的机械效率。 17.如图甲所示是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。是动滑轮，是定滑轮，是卷扬机，是油缸，是柱塞。通过卷扬机转动使钢丝绳带动上升，被打捞重物的体积是。若在打捞前起重机对地面的压强，当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强为，重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压强。重物出水前滑轮组的机械效率为，重物出水前卷扬机牵引力做的功随时间变化的图象如图乙所示。吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计。取求：    重物出水前受到的浮力；  动滑轮的重力；  重物出水前卷扬机的功率；  重物出水前卷扬机牵引力可以写分数；  重物出水前匀速上升的速度。 18.建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示。在匀速起吊重为的重物使其匀速上升，对绳子自由端的拉力是，重物在内上升了。则：  克服物体重力做的功是多少？  拉力做功的功率是多少？  该滑轮组的机械效率是多少？ 答案和解析 1.【答案】C; 【解析】解：加润滑油后，工人提升同样的重物，也是到五楼，对重物做的有用功不变；  但加了润滑油后，额外功变小，因总功等于有用功加上额外功，所以工人做的总功变小．  故选：．  该题考查了学生对有用功、额外功、总功的了解与掌握，区分有用功、额外功和总功是本题的关键． 2.【答案】D; 【解析】解：、机械做功快慢与机械效率没有关系。故错误；  、由可以看出，功率大小决定于做功多少和所用时间。做功较多，时间不确定，功率大小不能确定。故错误；  、机械效率是有用功与总功的比值，有用功较多，总功不确定，机械效率不能确定。故错误；  、功率描述的是物体做功的快慢，所以功率越大的物体，做功越快。故正确。  故选：。  功率是单位时间内做的功，表示的是做功的快慢；  机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率高说明有用功与总功的比值大。  此题主要考查了我们对机械效率、功率的理解和应用，使用机械时省力情况、功率大小、效率高低没有必然联系。 3.【答案】D; 【解析】解：、由图知，承担重物绳子的段数，工人所拉绳子移动距离，故错误  、由可得，动滑轮重力，故错误；  、滑轮组所做的有用功，故错误；  、工人所用拉力的总功，滑轮组的机械效率，故正确。  故选：。  由图知，承担重物绳子的段数，由可得工人所拉绳子移动距离；  不计绳重及摩擦，根据计算动滑轮重力；  根据计算有用功；  根据计算总功，根据计算滑轮组的机械效率。  此题主要考查滑轮组绳子拉力的计算公式、有用功和机械效率的计算，熟练运用公式是关键。 4.【答案】C; 【解析】解：、由图知，承担重物绳子的段数，不计绳重和摩擦，绳子自由端拉力：，故错误；  、克服物体重力所做有用功：，故错误；  、绳端拉力所做的有用功：，  绳子自由端拉力的功率：，故正确；  、不计绳重和摩擦，由滑轮组的机械效率可知，滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关，故错误。  故选：。  由图知，，不计绳重和摩擦，根据计算绳子自由端拉力；  根据计算有用功；  根据和计算总功，根据计算拉力的功率；  不计绳重和摩擦，利用滑轮组的机械效率分析。  此题主要考查了滑轮组绳端拉力、有用功、功率和机械效率的计算，熟练运用公式即可解题。 5.【答案】A; 【解析】 【详解】 由题意可知，、、，由可知两台机械所做总功之比为 故选。 6.【答案】C; 【解析】解：、由图可知，甲滑轮组中，；乙滑轮组中，，由可知，绳子自由端移动距离分别为：，，即，故错误；  、由图丙可知，甲、乙滑轮组的总功和额外功分别为：  、，、，  由可知，两滑轮组中，绳端拉力分别为：  ，  ，  即，故错误；  、甲、乙滑轮组做的有用功分别为：  ，  ，  甲、乙滑轮组的机械效率分别为：  ，  ，  即，故错误；  、甲、乙装置中拉力做功的功率分别为：  ，  ，  即，故正确。  故选：。  由甲、乙两图可知，甲滑轮组中，；乙滑轮组中，；根据可知绳子自由端移动距离、的大小关系；  由图丙可知，甲、乙滑轮组的总功和额外功大小，根据可知绳端拉力、的大小关系；  根据求得甲、乙滑轮组做的有用功，根据求出甲、乙滑轮组的机械效率，比较得出、的大小关系；  利用求甲、乙装置中拉力的功率之间的关系。  此题主要考查滑轮组中力、功、功率和机械效率的大小比较，关键是的确定以及根据柱状图得出总功和有用功的大小。 7.【答案】D; 【解析】解：不计摩擦和绳受到的重力，  、在定滑轮上，；在动滑轮上，，所以故错误；  、甲、乙两图中物体提升相同的高度，有用功相等，由于不计绳重与摩擦，使用动滑轮时需要克服动滑轮的重力做额外功，所以做功多，故错误；  、两种方法做功的时间相等，做功多，根据，所以的功率小于功率，故错误；  、将同一物体匀速提升相同高度，说明有用功是相等的，使用动滑轮时要克服动滑轮的重力做额外功，所以故正确。  故选：。  此题主要考查动滑轮和定滑轮拉力、有用功、总功、功率和机械效率的大小比较，关键是掌握它们的工作特点。 8.【答案】C; 【解析】解：  ①从图可知，有两段绳子吊着物体，  而，  绳子自由端移动的距离为：。故A不符合题意。  ②，  拉力做的总功为：，  而，  拉力的功率为；故D不符合题意。  ③，，  克服重力做的有用功为：故C符合题意。  ④滑轮组的机械效率为：故B不符合题意。  故选：。  ①从图可知，有两段绳子吊着物体，知道物体上升的高度，从而可以计算出绳子自由端移动的距离。判断出是否符合题意。  ②知道知道拉力的大小，可利用公式计算出拉力做的总功，又知道做功的时间，可利用公式计算出拉力的功率。判断出是否符合题意。  ③知道物体的重力和物体升高的高度，可利用公式计算出克服重力做的有用功。判断出是否符合题意。  ④利用公式计算出滑轮组的机械效率。判断出是否符合题意。  该题考查了学生对总功、有用功、斜面机械效率和功率的计算公式理解和应用，关键是吊着物体绳子的段数，以质量都知道直接代入即可。 9.【答案】C; 【解析】解：、由图可知动滑轮上承重绳子的股数为，根据可知，动滑轮的重力为，故错误；  、滑轮组做的有用功为，故错误；  、拉力做的功为，  拉力的功率为：，故正确；  、滑轮组的机械效率为：  ，故错误。  故选：。  根据滑轮组装置确定绳子股数，利用求出动滑轮的重力；  根据求出滑轮组做的有用功；  根据求出滑轮组做的总功，利用求出拉力做功的功率；  根据求出滑轮组的机械效率。  此题主要考查了功率公式、做功公式和滑轮组拉力公式以及滑轮组机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。 10.【答案】＜ ＜; 【解析】解：  ①从图可知，，提升甲、乙两组钩码使用的是同一滑轮组，因此提升重物的重力越大，绳子末端的拉力越大，从而可知：。  ②，而，  由公式可知：。  ③两次使用的是同一个滑轮组，  两次所做的额外功相等，即。  而两次所做的有用功，  则由公式可知，所做的有用功越大，其机械效率越大，  。  故答案为：；。  ①从图可知，，提升甲、乙两组钩码使用的是同一滑轮组，从而可以判断出他两次提升钩码所用的拉力和的大小关系。  ②有用功就是提升重物所做的功，知道，并且甲、乙两组钩码提升相同的高度，可利用公式判断出两次所做有用功的大小关系。  ③两次使用的是同一个滑轮组，所做的额外功相等，而总功等于有用功加上额外功，可利用公式判断出机械效率的大小关系。  此题主要考查了有用功、额外功、总功的计算方法，以及机械效率大小的比较。关键提升甲、乙两组钩码使用的是同一滑轮组，两次所做的额外功相等。  此题涉及到的知识点不是很多，学习的时候要注意这些知识点之间的联系，做到学新而知故，在知识的融会贯通中得到更大的提升。 11.【答案】24 ; 80% ; 【解析】解：  拉力通过的距离：；  拉力所做的功为：；  拉力做功的功率为：；  地面对物体的摩擦阻力为：；  克服摩擦力所做的功：；  滑轮组的机械效率为：。  故答案为：；。  先判断绳子段数，用公式计算拉力移动距离，用计算拉力做功；然后用计算功率；  计算有用功是要用摩擦力乘以物体移动距离，最后有用功除以总功可得机械效率。  水平使用滑轮组时拉力克服摩擦力做功，因此在计算有用功时要有摩擦力乘以物体移动的距离。 12.【答案】;;; 【解析】解：因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力：；  由图可知，绳子自由端移动的距离：，  拉力做的总功：，  拉力做功的功率：；  滑轮组的机械效率：。  故答案为：；；。  利用不计绳重和摩擦时求动滑轮的重力；  由图可知，绳子自由端移动的距离，利用求拉力做的总功，利用求拉力做功的功率；  利用求滑轮组的机械效率。  此题主要考查了使用滑轮组时动滑轮的重力、总功、功率和机械效率的计算，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。 13.【答案】600 80%; 【解析】解：克服物体重力做的功：  ；  由图可知，滑轮组绳子的有效股数，则绳子自由端移动的距离：  ，  绳子自由端拉力做的功：  ，  滑轮组的机械效率：  。  故答案为：；。  知道物体的重力和提升的高度，根据求出克服物体重力做的功；  根据图示滑轮组可知绳子的有效股数，根据求出绳子自由端移动的距离，利用求出绳子自由端拉力做的功，利用求出滑轮组的机械效率。  此题主要考查了做功公式和滑轮组机械效率公式的应用，是一道较为简单的应用题。 14.【答案】3 80 变大 ; 【解析】解：由图可知，测力计的分度值为，示数为；  滑轮组机械效率为：；  不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率：  滑轮组的机械效率，第一次提升物体的重力为，如果用该滑轮组提升的物体，物体的重力变大，滑轮组的机械效率变大。  故答案为：；；变大。  根据弹簧测力计的分度值读数；  根据求出机械效率；  不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率，据此进行解答。  该题考查了有用功和滑轮组机械效率的计算以及影响滑轮组机械效率因素的应用，明确总功和滑轮组机械效率的公式是关键。 15.【答案】; 【解析】解：在实验中，测绳端拉力时，应尽量竖起向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中计数，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于受到的拉力；  第次实验测得的机械效率为：  ；  第次实验，，，可知由段绳子承担物重，而被提升的物重为，所以是用滑轮组做的实验；  第、次实验数据，使用同一滑轮组，被提升的物重越大，机械效率越高，可知使用同一滑轮组增加物重可以提高滑轮组的机械效率；  第、次实验数据，使用不同的滑轮组，动滑轮个数越多，滑轮组的机械效率越低，可知使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多即动滑轮总重越重，滑轮组的机械效率越小；  第、次实验数据，使用同一滑轮组提升相同的物重，物体被提升的高度不同，机械效率相同，可知滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关；  由知滑轮组的机械效率与物体的重力、动滑轮的重力有关，所以要提高滑轮组的机械效率可以减小动滑轮的重力或增加物体的重力。  故答案为：匀速；；；增加物重；越小；无关；减小动滑轮的重力；增加物体的重力。  在实验中，要准确测量绳端拉力，需竖直向上匀速拉动测力计；  根据求出第次实验测得的机械效率；  分别根据钩码上升的高度和测力计移动距离来判断承担物重的绳子段数，然后得出结论；  分析第、次实验数据，确定变化的量和不变的量，得出提高机械效率的因素；  分析第、次实验数据，分析提升相同的重物，动滑轮个数增多时，机械效率的变化；  分析第、次实验数据，当被提升的高度变化时，滑轮组的机械效率是否改变得出结论；  根据实验结论得出提高滑轮组的机械效率的方法。  此题是测量滑轮组的机械效率实验，考查了绳端拉力的测量，机械效率的计算及影响滑轮组机械效率的因素，在进行分析时，注意控制变量法的应用。 16.【答案】解：（1）拉力所做的功W总=Fs=500N×0.2m=100J，  （2）拉力做功的功率P===200W；  （3）此过程中，有用功W有=Gh=200N×0.4m=80J，  该杠杆的机械效率η=×100%=×100%=80%。  答：（1）拉力所做的功为100J。  （2）拉力做功的功率为200W。  （3）此过程中，该杠杆的机械效率为80%。; 【解析】  从表格中读出拉力和拉力移动的距离，利用可求得拉力所做的功；  利用可求得拉力做功的功率；  根据可求得有用功，利用可求得机械效率。  此题涉及到功、功率、机械效率的计算，能从题目提供的表中得相关信息是本题的关键。 17.【答案】解：（1）重物出水前排开水的体积：  V排=V=0.6，  重物出水前受到的浮力：  F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/×10N/kg×0.6=6×103N；  （2）设起重机对地面产生压强的受力面积为S，  由p=可得，在打捞前起重机对地面的压力：  F1=G车=S=1.8×107Pa×S-------------①  当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压力：  F2=G车+G物-F浮=S，即G车+G物-6×103N=2.4×107Pa×S------②  重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压力：  F3=G车+G物=S=2.6×107Pa×S-----------------③  由①②③得：G物=2.4×104N，  重物出水前滑轮组的机械效率：  η=×100%=×100%=×100%=×100%=90%，  解得：动滑轮的重力G动=2×103N；  （3）由图乙可知，重物出水前卷扬机牵引力在40s内做的功为4×105J，  则重物出水前卷扬机的功率：  P===1×104W；  （4）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计，重物出水前卷扬机牵引力：  F=（G物-F浮+G动）=×（2.4×104N-6×103N+2×103N）=N；  （5）由P===Fv可得，重物出水前卷扬机拉绳的速度：  ===1.5m/s，  由=n可得，重物出水前匀速上升的速度：  ===0.5m/s。  答：（1）重物出水前受到的浮力为6×103N；  （2）动滑轮的重力为2×103N；  （3）重物出水前卷扬机的功率为1×104W；  （4）重物出水前卷扬机牵引力为N；  （5）重物出水前匀速上升的速度为0.5m/s。; 【解析】  重物出水前排开水的体积和自身的体积相等，利用求出重物出水前受到的浮力；  设出起重机对地面产生压强的受力面积，根据表示出在打捞前起重机对地面的压力、物体在水中匀速上升时起重机对地面的压力、重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压力，然后联立等式即可求出重物的重力，利用表示出重物出水前滑轮组的机械效率即可求出动滑轮的重力；  根据图乙读出一组重物出水前卷扬机牵引力做的功和做功时间，利用求出重物出水前卷扬机的功率；  根据图示滑轮组可知绳子的有效股数，吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计，根据求出重物出水前卷扬机牵引力；  根据求出重物出水前卷扬机拉绳的速度，利用求出重物出水前匀速上升的速度。  此题主要考查了阿基米德原理和压强公式、滑轮组机械效率公式、滑轮组拉力公式、功率公式的综合应用等，明确有用功和总功以及正确得出重物的重力是关键。 18.【答案】解：（1）克服物体重力做的功W有用=Gh=5000N×1m=5000J；  （2）从图中可知n=3，绳子自由端移动的距离s=nh=3×1m=3m，  拉力做的功W总=Fs=2000N×3m=6000J，  拉力做功的功率P===600W；  （3）该滑轮组的机械效率η==×100%≈83.3%。  答：（1）克服物体重力做的功是5000J；  （2）拉力做功的功率是600W；  （3）该滑轮组的机械效率是83.3%。; 【解析】  根据得出克服物体重力做的功；  从图中可知，根据得出绳子自由端移动的距离，根据得出拉力做的功，根据得出拉力做功的功率；  根据得出该滑轮组的机械效率。  此题主要考查功、功率和效率的计算，难度不大。 学科网（北京）股份有限公司 $$