第九章第五节 探究使用机械是否省功同步练习题 2024-2025学年北师大版物理八年级下册

北师大版八年级物理下册第九章第五节 探究使用机械是否省功同步练习题 一、单选题 1．如图所示，在探究“斜面的机械效率”实验中，以下说法错误的是（　　） A．利用斜面提升物体，既可以省力，又可以省功 B．用弹簧测力计沿着斜面向上拉木块时，应尽量匀速 C．本实验中，用小车替代木块，可提高斜面的机械效率 D．斜面的倾斜程度越小，所需的拉力越小 2．将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1＞G2，不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是（　　） A．拉力F1一定大于F2 B．乙滑轮组的机械效率较高 C．甲、乙滑轮组的有用功相同 D．甲的额外功与有用功的比值较小 3．如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组，利用该滑轮组提升质量为27kg的物体，绳子自由端所用的拉力为100N，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，则（不计绳重和摩擦，g取10N/kg）（　　） A．拉力的功率为500W B．滑轮组中动滑轮重50N C．该滑轮组的机械效率为90% D．拉力做的有用功为600J 4．如图所示，斜面长s为，高h为，现将重的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为，拉力的功率为，则下列说法错误的是（　　） A．斜面的机械效率为80% B．拉力做的总功为 C．提升物体所做的有用功为 D．物体由斜面底端运动到顶端用时2s 5．如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为，牵引力为，对绳子的拉力为；物体的重力为，物体匀速上升的速度始终为，取，不计绳重和滑轮间的摩擦。下列说法中（　　） ①滑轮组的机械效率为80% ②汽车受到的摩擦为 ③动滑轮的重力为 ④汽车牵引力的功率为 A．只有①正确 B．只有①④正确 C．只有①②正确 D．只有③④正确 6．.如图所示，用力提水桶：①由井底提升高度H；②不动；③在水平面上移动一段距离s；④爬上长为L、高为h的楼梯。上述四种情况中，力F对水桶做功的是…...【】 A．①② B．②③ C．①④ D．①③④ 7． 如图所示，木板长为s，工人师傅用力F将质量为m的货箱沿木板从地面匀速拉到高为h的车上。下列说法正确的是（　　） A．拉力F做的功为mgh B．货箱受到的摩擦力为 C．只增加模板的长度，则克服货箱重力做的功减少 D．以更快地速度匀速拉货箱，斜面的机械效率增加 8．下列说法中正确的是（　　） A．用同一水桶从井中提水时，提一桶水比提半桶水的机械效率高 B．水桶掉到井里，把水桶捞上来时，对桶做的功是额外功 C．用动滑轮提升重物时，绳子自由端拉力做的功是有用功 D．使用机械过程中，额外功越少，则机械效率就越高 二、多选题 9．用如图甲、乙两种方式分别用F甲和F乙匀速提升重为50N的物体，已知绳重和摩擦力不计，则下列说法正确的是（　　） A．F甲=F乙 B．F甲＞F乙 C．甲乙两图中拉力无法比较 D．甲的机械效率比乙的机械效率小 10．图是道路救援车对故障车辆拖移时的模型，当钢绳对车辆施加沿斜面的拉力为5000N，将重为的小车A沿斜面底端匀速拉至斜面顶端。已知斜面高为2m，斜面长为5m。在小车A从水平路面被拖上救援车的过程中，说法正确的是（　　） A．该模型中的斜面省力和滑轮不省力 B．拉力所做的功是 C．斜面的机械效率为80% D．小车受到斜面的摩擦力为2000N 三、填空题 11．在物理学习中，研究实际问题时我们通常会将复杂的研究对象抽象为简单的物理模型。例如图中的茶壶可以简化为　 　模型；起瓶盖的起子可简化为　 　模型；盘山公路可简化为　 　模型。 12．小明利用如图所示装置将故障车匀速拉动3m到达路旁，若汽车质量为1.5t，地面对车的摩擦力为600N，人拉绳于的力400N，则人的拉力做的功为　 　J，装置的机械效率为　 　。 13．如图所示，用大小为的拉力，通过一个动滑轮，拉着重为的物体，使物体在竖直方向以的速度向上做匀速直线运动，其中动滑轮重，则拉力做功的功率为　 　。不计绳重和滑轮转轴处的摩擦 14．有一种小型千斤顶，当手往下压动摇臂时，能把顶着的重物微微抬高一段很小的距离，把摇臂向上复位时，抬起的重物可以保持不动，再按下摇臂时，重物又被微微抬起，上下往复操作摇臂，重物便渐渐举高。用这种千斤顶把重6×103N的货物顶起，施加在摇臂上向下的压力为200N，每压一次，手向下移动的距离是50cm，压10次后，货物被抬高10cm，用时30s，若不考虑手使摇臂向上复位所做的功；则此过程中对货物做的有用功为　 　J，手对机械做的功为　 　J，该千斤顶的机械效率是　 　。 15．如图甲，分别将两个相同的物体A、B匀速拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，其中斜面MN长0.5m，则对物体A做的有用功是　 　J，对物体B做的额外功是　 　J，物体A运动过程中受到的摩擦力是　 　N。 16．如图所示，工人利用动滑轮匀速提升重物，已知物重600N，施加在绳端竖直向上的拉力F为375N，在100s内将物体提升10m，不计绳重与摩擦，此过程中动滑轮的机械效率为　 　，绳端拉力做功的功率为　 　W。 17．如图所示，用滑轮组将一个重为80N的物体提升，拉力F大小为50N，物体上升10cm，用时2s，则滑轮组的机械效率为　 　、拉力做功的功率为　 　。 四、实验探究题 18．某实验小组用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，其中每个滑轮的重量均相等且为2N，相关数据记录在下表中。 序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 测力计的示数F/N 测力计移动的距离s/m 机械效率ŋ/% 1 2 0.1 0.96 0.3 74.1 2 4 0.1 1.6 0.3 83.3 3 5 0.1 1.1 0.5 　 （1）在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上　 　拉动弹簧测力计，且在　 　（选填“静止”或“拉动”）时读数； （2）通过分析表中数据可知，第3次实验使用的是　 　（选填“甲”、“乙”或“丙”）图所示的装置，且滑轮组的机械效率约为　 　； （3）比较1、2 两次实验，可得出的结论是：同一滑轮组，　 　越大，机械效率越高； （4）比较 2、3 两次实验可知滑轮组的机械效率还与　 　有关； （5）若将图甲中的滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率将　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 五、综合题 19． 图甲是明代宋应星在《天工开物》中记载的辘轳，可用于汲取井水。其主要部件由固定在同一转轴上的小轮和手柄组成。提水时，用力转动手柄，带动小轮一起转动并缠绕井绳，提起水桶。请回答下列问题： （1）图乙是使用辘轳过程中某时刻的示意图，分析可知，使用辘轳提水可以　 　（选填“省力”或“省距离”）； （2）若装满水后，桶中水的质量为30kg，则桶中水受到的重力是多少N？ （3）若小轮的周长为1m，转动大轮使装满水的水桶匀速上升，则转动一周做的有用功是多少J？ （4）列举两种提高辘轳提水机械效率的方法。 六、计算题 20．某建筑工地，建筑工人采用如图所示的滑轮组，将建筑材料由地面运送至高处。现在工人用的拉力将建筑材料通过滑轮组在10s内匀速竖直提升6m，建筑材料的质量为20kg。不计绳重摩擦。（g取10N/kg）求∶ （1）拉力F的功率；　 　 （2）动滑轮的重力；　 　 （3）此滑轮组的机械效率；　 　 （4）如果用该滑轮组匀速提起更重的建筑材料，滑轮组的机械效率将　 　（选填“不变”、“变大”或“变小” ）。 21．如图所示，用拉力F通过动滑轮将重90N的货物匀速提升1m，动滑轮的机械效率为90%，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，求； （1）上述过程中的有用功W有； （2）上述过程中拉力所做的功W总； （3）动滑轮所受的重力G动。 22．如图所示，是使用滑轮组从水池中打捞物体的简化示意图。某次打捞中将一个体积为、密度为的实心物块匀速提升了2m（物块始终浸没在水中），水面到池底的深度为9m。（，）求： （1）水池底部受到水的压强； （2）物块受到的浮力大小； （3）若打捞中实际所用拉力为1000N，这个滑轮组的机械效率。 答案解析部分 1．【答案】A 2．【答案】D 3．【答案】C 4．【答案】B 5．【答案】B 6．【答案】C 【解析】【解答】用力F提水桶：①由井底提起H高度，F向上，水桶向上移动了H，力F对水桶做功是FH：②不动，F向上，水桶没有向上移动距离，力F没有对水桶做功；③在水平面上移动一段距离s，F向上，但是水桶沿水平方向移动，力F没有对水桶做功；④爬上长为L高为h的楼梯时，F向上，向上移动的距离为h，力F对水桶做功是Fh。 【分析】做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，是在力的方向上移动的距离，据此分析判断。 7．【答案】B 【解析】【解答】A.结合斜面长，拉力F做的功为W=Fs，A不符合题意； B.货箱受到的摩擦力为，B符合题意； C.只增加木板的长度，由于货箱重力和高度不变，克服货箱重力做的功不变，C不符合题意； D.机械效率是有用功和总功的比值，和速度无关，以更快地速度匀速拉货箱，斜面的机械效率不变，D不符合题意。 故答案为：B. 【分析】使用斜面时，根据拉力和斜面长的乘积计算总功，利用物体重力和高度的乘积计算有用功，有用功和总功的比值，计算机械效率；总功和有用功的差，计算额外功，再计算斜面上的摩擦力。 8．【答案】A 9．【答案】C,D 【解析】【解答】A、甲是动滑轮，缠绕在绳子数为2，拉力F=0.5（G滑+G物）、乙是定滑轮，拉力F=G物动滑轮重力未知，则甲乙两图中拉力无法比较，故AB错误，C正确； D．甲图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功，重物上升做功相同，结合机械效率公式，可知则甲的机械效率比乙的机械效率小，故D正确。 故选CD。 【分析】根据滑轮特点填空 1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力 2、拉力的计算， ，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍， 3、功的相关计算：W=Fs，距离为拉力的方向。3、总结：考虑滑轮重力的情况，定滑轮的机械效率要大于动滑轮，重物重力越大，机械效率越大。 10．【答案】A,C 【解析】【解答】A．从图中可以看到，使用斜面可以省力，滑轮的轴固定不动，这是一个定滑轮，只能改变力的方向，不能省力，故A正确； B．根据W=Fs得，拉力所做的功是 故B错误； C．克服重力做的有用功 斜面的机械效率为 故C正确； D．额外功 由可知，小车受到的斜面的摩擦力为 故D错误。 故选AC。 【分析】(1)根据图中滑轮为定滑轮，使用定滑轮时不省力，使用斜面时省力； (2) 根据W=Fs求拉力做的功，即总功； (3) 根据W有=Gh求拉力做的有用功，根据求斜面的机械效率； (4)在斜面上，克服小车受到斜面的摩擦力做的功是额外功。根据求额外功，根据求小车受到斜面的摩擦力。 11．【答案】连通器；杠杆；斜面 12．【答案】2400；75% 【解析】【解答】根据做功公式W=Fs，小车拉力为400N，小车前进距离为3m，拉力前进的距离为6m，所以拉力做功W=400N*6m=2400J，摩擦力为600N，前进距离为3m，所以摩擦力做功为1800J，装置效率为1800J/2400J=75% 综上第1空为2400；第2空为75% 【分析】根据做功、机械效率填空 1、物体做功：公式为W=Fs，小车拉力为400N，拉力的移动距离s是小车的前进距离的n倍，n为2，所以拉力移动距离为6m，据此计算拉力做功 2、根据机械效率η=W有/W总，根据题目可知有用功为1800J，总功为2400J，据此计算机械效率。 13．【答案】350 【解析】【解答】 拉力做功的功率用公式 P=FV计算，其中 P 表示功率，F 表示拉力，v 表示物体运动的速度。填“350” 【分析】如图，动滑轮另一端系在地上，系地段拉力f=G=300N。拉力F=(f+G+G')/2=350N，V=1m/s，则P=FV=350N*1m/s=350W. 14．【答案】600；1000；60% 15．【答案】2；0.5；2 16．【答案】80%；75 17．【答案】80%；5W 18．【答案】匀速；拉动；丙；90.9%；钩码重力（有用功）；动滑轮重（额外功）；不变 【解析】【解答】测量滑轮组的机械效率时，（1）实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，滑轮组是平衡状态，使弹簧测力计示数的稳定。 （2）根据第3次数据，测力计移动的距离是钩码上升高度的5倍，绳子段数是n=5，使用的是丙图。 计算机械效率为：； （3）根据1、2 两次实验，使用滑轮组相同，物重增加，机械效率增大，可得：同一滑轮组，钩码重力越大，机械效率越高； （4）根据2、3 实验，绳子股数不同，动滑轮个数不同，动滑轮自重不同，机械效率不同，滑轮组的机械效率还与动滑轮重力有关。 （5）图甲中，改变滑轮组绕绳方法，根据：，机械效率与绕绳方法无关，滑轮组的机械效率将不变。 【分析】（1）拉倒滑轮组时，测力计要匀速直线运动，测力计示数稳定； （2）根据测力计移动的距离和物体移动距离的关系，判断绳子股数，根据，计算机械效率； （3）动滑轮相同时，物体重力越大，机械效率越大；机械效率和物体的重力有关； （4）滑轮组的机械效率和动滑轮的重力有关； （5）物体重力和动滑轮重力相同时，绳子股数不同，机械效率相同。 19．【答案】（1）省力 （2）根据G=mg得 （3）大轮转动一周，水桶匀速上升的高度是小轮的周长 （4）提高辘轳提水机械效率的方法：①换用一个桶的容积相同，质量更小的桶；②换用一个质量更小，容积更大的桶，装更多的水；③减小机械间的摩擦；④换用一根质量更小的绳。 【解析】【解答】1） 辘轳属于轮轴，提水可以省力，但是废距离 综上 第1空为省力 2）水的质量为30kg，根据 根据G=mg得 3） 大轮转动一周，水桶匀速上升的高度是小轮的周长 4） 提高辘轳提水机械效率的方法：①换用一个桶的容积相同，质量更小的桶；②换用一个质量更小，容积更大的桶，装更多的水；③减小机械间的摩擦；④换用一根质量更小的绳。 【分析】根据轮轴、质量计算公式、重力做功、提高机械效率的方法 1） 辘轳属于轮轴，提水可以省力，但是废距离 2）水的质量为30kg，根据重力公式G=mg计算水的重力 3）水桶匀速上升的距离为小轮的周长1m，根据W=Gh计算水桶克服重力做功 4）减小机械的摩擦可以减少额外功，减少桶的质量 20．【答案】180W；100N；66.7%；变大 21．【答案】（1）90J；（2）100J；（3）10N 22．【答案】（1）；（2）；（3）75% 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$