12.4 机械效率课后练习题 2024-2025学年人教版物理八年级下册

人教版八年级物理下册12.4 机械效率课后练习题 一、单选题 1.用四个完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的物体匀速提升相同的高度,不计绳重与摩擦,滑轮重小于物重,则( ) A.使用两种装置,拉力不同,机械效率相同 B.使用两种装置,拉力相同,机械效率也相同 C.甲装置比乙装置省力且机械效率更高 D.乙装置更省力,但甲装置机械效率更高 2.物理学引领着人类对自然奥秘的探索,深化着人类对自然界的认识。下列说法中正确的是( ) A.中国空间站在太空中以7.68km/s的速度绕地球飞行时,其所受合力为0 B.在托里拆利实验中,若只将玻璃管换成更细的玻璃管,水银柱的高度将不变 C.热气球的升空原理和飞机的升空原理相同 D.螺旋式千斤顶是一种可以省功的机械 3.修建房屋时,人们利用如图所示的起重机来搬运质量较大的建筑材料,起重机的滑轮组在匀速吊起质量1.44 t的材料上升10 m的过程中,滑轮组的机械效率是80%。下列说法中正确的是(g取10 N/kg)( ) A.滑轮组所做有用功为1.8 105 J B.滑轮组所做的额外功为4 800 J C.降低提升的速度,滑轮组的机械效率不变 D.若不计绳子滑轮组的重力,则不会有额外功 4.某实验小组进行了四组实验,实验结论不正确的是( ) A.甲图:浸在液体中的物体受到的浮力大小等于物体排开液体的重力大小 B.乙图:滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关 C.丙图:杠杆平衡时:动力 动力臂=阻力 阻力臂 D.丁图:木块被匀速拉动时,木块受到的滑动摩擦力大小等于测力计的拉力 5.如图所示,滑轮A重2N,绕过滑轮A的绳子上挂一个重10N的物体B,C为固定点(地面),当滑轮A在力F的作用下向上以0.2m/s的速度匀速上升时,下列说法正确的是( )(绳重及摩擦不计) A.滑轮A是个定滑轮 B.物体B上升的速度为0.1m/s C.拉力F为22N D.该滑轮的机械效率为80% 6.如图所示,小明通过斜面用的推力把重为100N的物体A以的速度匀速推上一定高度,则( ) A.此时斜面省力,但费距离 B.此时斜面费力,但省距离 C.此时斜面既费力也费距离 D.若用相同的推力把相同的物体以的速度匀速推上同一斜面的同一高度,该斜面的机械效率变大 7.在老旧小区改造中,工人利用滑轮组将重380N的建筑材料提升到楼顶,如图所示。已知工人对绳子的拉力为200N,建筑材料在5s内匀速上升5m,不计绳重及摩擦。此过程中,下列说法正确的是( ) A.工人所用拉力的功率为400W B.动滑轮所受重力为10N C.滑轮组的机械效率为90% D.增加物体的重力,该滑轮组的机械效率不变 8.如图所示,用甲、乙滑轮组在相同时间内分别将A、B两物体匀速提升相同高度,已知物体受到的重力,滑轮组的机械效率,不计绳重和摩擦。下列判断正确的是( ) A.两滑轮组绳端移动的速度相等 B.甲滑轮组做的有用功比乙的少 C.甲滑轮组拉力的总功率比乙的小 D.甲滑轮组的动滑轮比乙的重 二、多选题 9.下列说法中正确的是( ) A.机械效率越高的机械,做功做多 B.当火车受到平衡力时,可能在做匀速直线运动 C.竖直向上抛出的排球(不考虑空气阻力),上升过程中速度越来越小,是因为排球所受的向上的力越来越小 D.功率越大,表明物体做功越快 10.关于功、功率和机械效率,下列说法中正确的是( ) A.做功快的机械,功率一定大 B.做功少的机械,机械效率一定低 C.做有用功多的机械,机械效率一定高 D.功率大的机械,机械效率不一定高 三、填空题 11.动滑轮将重800N的木箱匀速向上提升2m,所用的拉力(如图所示),则这一提升过程中,木箱的机械能 (选填“增大”、“减小”或“不变”);动滑轮的机械效率是 %。 12.用如图所示的滑轮组,把一个重为180N的物体沿竖直方向在10s内匀速提升1m,人所用拉力为100N,滑轮组的机械效率为 。 13.如图所示,小杨用大小为110N的拉力,通过动滑轮将重为200N的物体匀速提升3m。他做的有用功为 J,动滑轮重为 N。(不计绳重和摩擦) 14.如图所示,动滑轮实质上是省力杠杆,物体重400N,滑轮重10N(绳重、摩擦不计),若要匀速提升重物,则自由端匀速竖直向上的拉力F为 N,若拉力F的方向向右倾斜一些,如图的虚线所示,则拉力将 (填“变大”“变小”或“不变”)。如图乙所示,螺丝刀实质是一个轮轴,手柄 (选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力。 15.如图所示,斜面长5m,高2m。小南用绳子将重100N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端,拉力大小为80N,不计绳重,使用斜面 省力(选填“能”或“不能”),木箱受到的摩擦力大小为 N。 16.如图所示,小明用大小为100N、竖直向上的拉力F在2s内将重力为160N的木箱匀速提升1m,不计绳重和摩擦,拉力F的功率为 W,动滑轮的机械效率为 ,动滑轮的重力为 N。 17.物理学中,功率是表示做功 的物理量。机械效率是表征机械 的重要指标。 四、计算题 18.如图所示,塔式起重机上的滑轮组将重为5000N的重物在20s内匀速吊起10m,作用在绳端的拉力为2000N。求: (1)匀速提升重物时拉力的功率; (2)滑轮组的机械效率(百分号前保留一位小数); (3)若克服摩擦和钢丝绳重所做的功为有用功的0.15倍,求动滑轮的重力。 19.用如图所示的滑轮组匀速提升重为1200N的物体G,物体在10s内上升了1m,滑轮组的机械效率为。若不考虑绳重和摩擦,求: (1)拉力的大小及其功率; (2)用两种不同的方法求出动滑轮的重力。 五、综合题 20.一质量为70kg的工人,用如图18所示的装置(包括滑轮组及装砖的托板)提升一堆砖,已知装砖的托板重150N,每块砖重100N,绳子与滑轮的摩擦和绳重均忽略不计,当工人匀速将8块砖提升3m时,此时装置的机械效率为80%。 (1)装置中定滑轮的作用是 ;使用该装置的好处是可以省 (选填“力”“距离”或“功”); (2)装置中动滑轮的重力是多少? (3)关于该装置的机械效率,下列说法正确的是 。 A.工人做功越快,装置机械效率越高 B.使用更轻的托板,能提高装置的机械效率 C.改变滑轮组绕法,使吊起该动滑轮的绳子股数增多,装置机械效率不变 D.装载的砖块越多,其机械效率越高,且地面对人的支持力为零时,该装置有最大机械效率 六、实验探究题 21.提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用,对节能减排、提高经济效益有重要的意义。 某科技创新小组根据生活经验和客观事实,对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想: 猜想一:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关; 猜想二:滑轮组的机械效率与被提升物体所受的重力有关; 猜想三:滑轮组的机械效率与动滑轮所受的重力有关。 为了验证猜想,准备的器材如下:两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计。小组同学把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组,用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验,数据如表所示: 实验次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率 1 2 0.1 0.9 0.3 2 4 0.1 1.5 0.3 88.9% 3 4 0.2 1.5 0.6 88.9% (1)实验时应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计; (2)表中第1次实验时滑轮组的机械效率为 %(保留一位小数);根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式; (3)比较2、3两次实验数据,可验证猜想一是 (选填“正确”或“错误”)的; (4)通过比较 (填实验序号)两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高; (5)为了验证猜想三,还需增加不同的滑轮和测量工具 (选填“刻度尺”“秒表”“弹簧测力计”)。 22.图甲是某居民楼前的无障碍通道,一位中年人正用轮椅推着他的母亲缓缓上行。为估测中年人推轮椅时所用力的大小,小明进行了实验测量。如图乙,他设置了与通道坡度相同的斜面,确定了与A点沿斜面相距1m处的B点。 (1)选用与轮椅的车轮相同材料的小车为研究对象,进行了如下操作: ①测出小车重为2.0N; ②将弹簧测力计与斜面平行放置,沿斜面方向匀速直线拉动小车,弹簧测力计示数如图乙所示; ③将小车从A点拉到B点的过程中,拉力所做的功为 J;此时,该斜面的机械效率为 ; 结论:斜面可以省 (选填“力”“距离”或“功”); (2)在小车上逐渐添加重物,重复上述实验,计算出小车从A点到B点拉力所做的总功 W1;重力做的有用功为 W2,并根据数据画出W1和 W2与小车总重G的关系图像,如图丙图线a和b所示。 ①由图像可知:用该通道斜面提升物体的机械效率与物重 (选填“有关”或“无关”); ②图甲的无障碍通道上坡的机械效率与图乙中斜面的相同。若母亲的质量为55kg,所坐的轮椅质量为15kg,则中年人用沿着通道斜面方向的力F推轮椅匀速上坡时,母亲的动能 (选填“增大”“不变”或“减小”),力F的大小为 N。 答案解析部分 1.【答案】A 2.【答案】B 3.【答案】C 【解析】【解答】A.滑轮组所做有用功为W=Gh=1.44 103kg 10N/kg 10m=1.44 105J,A不符合题意; B.滑轮组所做的额外功为,B不符合题意; C.机械效率和和速度无关,降低提升的速度,滑轮组的机械效率不变,C符合题意; D.若不计绳子滑轮组的重力,和摩擦力,仍有额外功,D不符合题意。 故答案为:C. 【分析】根据W=Gh,计算有用功;利用,计算总功和额外功,机械效率和速度无关。 4.【答案】D 5.【答案】C 6.【答案】C 【解析】【解答】 ABC、F=120N的推力把重为100N的物体A以v=0.1m/s的速度匀速推上一定高度,推力大于重力,说明费力,而沿斜面运动的距离大于直接提升的高度,说明费距离,故AB错误、C正确; D、用相同的推力把相同的物体以v2=0.2m/s的速度匀速推上同一斜面的同一高度,有用功W有用=Gh不变,推力和斜面的长不变,则总功不变,因而斜面的机械效率不变,故D错误。 故选:C。 【分析】 (1)根据推力和重力大小分析是否省力,根据斜面的长与高比较分析是否费距离; (2)根据有用功和总功大小分析机械效率的变化。 7.【答案】A 【解析】【解答】A.滑轮组绳子股数是2,物体上升5m,滑轮组的绳子拉长10m,拉力的功率为,A符合题意; B.根据拉力和物体的阻力,计算动滑轮重力G动=nF-G=2 200N-380N=20N,B不符合题意; C.根据物体的重力和绳子的拉力,计算机械效率为,C不符合题意; D.增大物体的重力,有用功变大,滑轮组的机械效率变大,D不符合题意。 故答案为:A. 【分析】根据,计算功率的大小;根据G动=nF-G,计算滑轮组的重力;根据,计算滑轮组的机械效率;动滑轮相同时,物体重力越大,机械效率越大。 8.【答案】D 9.【答案】B,D 10.【答案】A,D 【解析】【解答】A、功率表示物体做功的快慢,做功快的机械,功率大,故A正确; B、机械效率是表示有用功所占总功的百分比,单知道做功少,而不知道有用功的多少,无法判断机械效率的高低,故B错误; C、机械效率是表示有用功所占总功的百分比,只是有用功的多少不能判断机械效率的高低,故C错误; D、功率大的机械,说明做功越快,但有用功占总功的百分比不一定越高,所以机械效率不一定高,故D正确。 故选:AD。 【分析】(1)物体在单位时间内所做的功叫功率,用功率来表示物体做功的快慢; (2)机械效率是表示有用功所占总功的百分比,即机械效率越高,有用功所占的比例就越大; (3)功率和机械效率是无必然联系的。 11.【答案】增大;80 12.【答案】60% 【解析】【解答】根据图像,滑轮组的有效段数n=3,绳子自由端移动的距离s=nh=3 1m=3m 根据滑轮组的机械效率 。 故答案为:60% 【分析】绳子股数,计算绳子移动的距离;根据,计算机械效率。 13.【答案】600;20 14.【答案】205;变大;粗 15.【答案】能;40 16.【答案】100;80%;40 【解析】【解答】 解:不计绳重和摩擦,从图中可知n=2,绳子自由端移动的距离s=nh=2 1m=2m,拉力F做的功W总=Fs=100N 2m=200J,则功率为;有用功W有用=Gh=160N 1m=160J, 动滑轮的机械效率为:, 根据可知动滑轮的重力为: G动=nF-G=2 100N-160N=40N。 故答案为:100;80%;40。 【分析】 不计绳重和摩擦,从图中可知n=2,根据s=nh得出绳子自由端移动的距离,根据W总=Fs得出拉力F做的功,根据得出功率; 根据W有用=Gh得出有用功,根据得出动滑轮的机械效率; 根据可知动滑轮的重力。 17.【答案】快慢;性能 【解析】【解答】功率是描述做功快慢的物理量,计算式为;机械效率是有用功和总功的比值,是表征机械性能的重要指标。 【分析】功率是表示做功快慢的物理量,功率越大,表示做功越快。机械效率是有用功与总功的比值,机械效率越高,表示有用功在总功中所占的比例越大,即有用功在总功中占的比值越大,机械效率越高。 18.【答案】(1);(2);(3) 19.【答案】(1)500N,150W; (2)300N 20.【答案】(1)改变力的方向;力 (2) (3)B;C;D 21.【答案】匀速;74.1;;错误;1、2;弹簧测力计 22.【答案】0.3;60%;省力;无关;不变;105 1 / 1 学科网(北京)股份有限公司 $$