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学期

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，用滑轮组提升重为900N的物体A，滑轮组绳子自由端在拉力F作用下竖直匀速移动了12m，同附物体A被竖直匀速提升了4m，用时40s，滑轮组的额外功是400J，下列说法中正确的是（　　） A．动滑轮所受的重力为100N B．滑轮组的机械效率是90% C．拉力F的功率是90W D．物体A上升的速度是0.3m/s 2．如图所示甲、乙两种装置，分别将相同的重物匀速拉至相同高度。若滑轮重相同且小于物重，不计绳重与摩擦。下列说法正确的是（　　） A．乙的机械效率更高 B．甲乙机械效率相同 C．使用甲装置更省力 D．使用乙装置更省力 3．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 4．小明用如图所示的滑轮组来提升重800N的物体，他用500N的拉力使该物体缓慢匀速上升，5s内物体上升了1m。不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，下列说法中正确的是（　　） A．此时滑轮组的机械效率为80% B．物体上升的速度为5m/s C．小明拉力做功的功率为300W D．若物重增加，该滑轮组机械效率不变 5．如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1m，提升过程中拉力F的功率为160W。已知物体A重720N，该工人重600N。关于该过程，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.2m/s B．动滑轮重120N C．该工人对地面的压力为200N D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90% 6．电梯使人们的生活更为便捷高效，在电梯使用过程中，下列说法中正确的是（　　） A．电梯做功越多，功率越大 B．与爬楼梯相比，电梯能省功 C．电梯功率越大，则做功越快 D．电梯做的有用功越多，机械效率就越高 7．如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，则下列说法正确的是（　　） A．提升A的拉力较大 B．提升B做的有用功较多 C．A物体的重力较小 D．提升B做的额外功较少 8．如图甲所示，一个滑轮组竖直固定在水平支架上，已知每个滑轮均重20N，滑轮组下端挂有重为G的物体A，用力F通过滑轮组绳的末端竖直向上匀速提升重物A，重物A向上运动的速度为v，力F做功的功率P随物体上升速度v之间的关系图象如图乙所示。滑轮与轴的摩擦、绳的质量忽略不计，g取10N/kg。则下列说法正确的是（　　） A．拉力F的大小为120N B．滑轮组对水平支架的拉力为140N C．拉力F的功率为1.2W时，10s内滑轮组对物体A做功12J D．若在物体A下再加挂30N的重物，滑轮组的机械效率可以达到86.7％ 二、多选题 9．自行车是一种环保。便利的交通工具，如图所示，其构造及使用涉及许多物理知识。下列说法正确的是（　　） A．轮胎上有花纹——是为了增大摩擦 B．用铝合金做车架——可增加车身质量 C．车座做得宽大，是为了减小压强 D．骑车上坡时，走S型路线可以省功 10．如图所示是建筑工地上的起重机吊臂上的滑轮组，滑轮组的钢丝绳能承受的最大拉力为3000N，货箱重400N，货箱的钢丝绳能承受的拉力足够大。某次用1200N的拉力F将质量为300kg的货物以0.6m/s的速度匀速竖直提升5s。则下列说法正确的是（　　） A．此次提升货物过程中滑轮组的机械效率约为83.3% B．此次提升货物过程中拉力F的功率是2160W C．若增大提升速度，则滑轮组的机械效率升高 D．该起重机的滑轮组一次能匀速提起的货物重最大为8600N 三、填空题 11．如图所示，斜面长5m、高1m，工人用沿斜面方向200N的力把重800N的集装箱匀速推到车上，推力做的功为　 　J，斜面的机械效率是　 　。 12．一辆汽车陷进了泥潭，司机按如图所示方式安装滑轮，将汽车从泥潭中拉出，此滑轮为　 　（选填“定”或“动”）滑轮，使用它可以　 　（选填“省力”或“省功”）；若汽车重为，若所受阻力为车重的0.08倍，则匀速拉动时的汽车牵引力是　 　N，已知机械效率为80%，则绳端拉力F为　 　N。 13．如题图所示，小明利用滑轮组用的拉力拉着物体匀速前进了。物体与地面的摩擦力为，则拉力对物体做的有用功为　 　J，拉力所做的总功为　 　J，该滑轮组的机械效率为　 　。 ​​ 14．如图所示，斜面与水平地面夹角为30°，某快递员用500N的力，将重800N的货物沿斜面匀速推上车厢，不考虑斜面形变，斜面的机械效率为　 　。 15．如图所示。用动滑轮把重为的物体A以的速度匀速提升，用时，拉力F的大小是，则拉力F做的功是　 　J，动滑轮的机械效率是　 　。 16．打桩机是利用冲击力将桩打入地层的机械，图甲是某落锤式打桩机，其原理示意图如图乙所示。桩锤由卷扬机通过定滑轮用吊钩提升，释放后自由下落而打桩。已知桩锤的质量为400kg，桩锤底面积为0.1m2，桩顶面积为0.04m2，g=10N/kg，则： （1）乙图中定滑轮的作用是改变力的　 　； （2）若桩锤下落打在桩上的瞬时压力为4×105 N，此时桩锤对桩的压强为　 　Pa； （3）若卷扬机把桩锤匀速提升2m，所用时间为2s，在此提升过程中卷扬机的功率为8×103 W，求此过程中卷扬机的效率。　 　 17．如图所示是爸爸带轩轩在科技馆体验升降座椅时的情景，当45kg的轩轩坐在椅子上时，爸爸用200N的力在10s内将他匀速拉高了40cm，则绳子的自由端移动的距离为　 　m，爸爸做功的功率为　 　W；换成质量较大的爸爸坐在椅子上，轩轩来拉时，滑轮组的机械效率将变　 　 四、实验探究题 18．小明和小强在测“滑轮组机械效率”的实验中，一同学组装好如图所示实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置． （1）实验时，小明　 　竖直向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，弹簧测力计读数为0.5N；同时小强也用刻度尺测出钩码被提升的高度为10cm，以上测量结果准确无误，其他被测物理量和计算数据记录如表： 钩码重G/N 弹簧测力计提升的高度h/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η 1 0.2 0.1 0.1 100% （2）小明和小强通过计算得出该滑轮组机械效率为100%，他们意识到出现了错误，请你帮他俩找出错误的原因：　 　． （3）该滑轮组的机械效率实际为　 　． （4）在实验中，若将钩码的重增加到6N，则该滑轮组的机械效率将　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）． 五、综合题 19．如图甲所示为明代宋应星《天工开物》中描述的龙骨水车，它由水槽、刮板、木链、木齿轮、脚踏等组成，其中脚踏部分的结构如图乙所示。水车安放在河边，下端水槽和刮板直伸水中，另一端的木齿轮固定于堤岸的木架上，用力踩动脚踏部分使木齿轮转动，通过木链带动槽内刮板上行，倾灌地势较高的田地。 （1）下列因素中，哪些与水车提升水的功率有关______（填序号）； A．刮板的面积 B．田地的面积 C．工人踩动脚踏的速度 D．工人的体重 （2）若工人踩动脚踏做功的功率为50W，1分钟内工人做功为　 　J，龙骨水车的机械效率为40%，则1分钟内龙骨水车可以对水做的有用功为　 　J，意味着这段时间之内可以把体积为　 　水提升到4米高的田地中。（取，） 六、计算题 20．倒链，又称“神仙葫芦”（如图甲所示），是一种简单的起重用具，A、B为同轴并一起转动的定滑轮，半径分别为R1和R2，R1稍大于R2；C为动滑轮，其半径为r。它们之间用铁链按图乙所示的方式连结起来。当用力F拉一侧铁链使定滑轮匀速转动时，套在A上的铁链使挂在C上的重物G上升，套在B上的铁链被放下，使重物下降。物体上升的高度h与拉力F移动的距离s之间的关系可表示为， R 1=20cm，R2=15cm，物重G=2000N，拉力F=300N，求： （1）物体匀速上升30cm时，拉力所做的有用功； （2）该装置的机械效率。（百分号前保留1位小数） 21．如图所示，工人站在斜面顶端，需把重1200N的木箱A搬到高h=2m、长L=10m的斜面顶端。工人沿斜面向上用时60s将木箱A匀速直线从斜面底端拉到斜面顶端，已知拉力F的功率为80W。求： （1）拉力F的大小？ （2）该斜面的机械效率是多少？ （3）木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是多大？ 22．如图所示，工人沿斜面向上、大小为500N的推力，将重800N的货物从A点匀速推至B点，用时6s。已知AB长3m，B距地面高1.5m。试问： （1）货物在斜面上匀速运动的速度为多少？ （2）推力做功的功率为多少？ （3）斜面的机械效率为多少？ 答案解析部分 1．【答案】B 2．【答案】D 【解析】【解答】AB．提升的物体重和高度相同，由可知做的有用功相同；使用定滑轮时做的额外功为零，使用动滑轮时需要克服动滑轮重力做功，即额外功为，由机械效率公式：，可知，使用定滑轮的机械效率大于使用动滑轮的机械效率，故乙的机械效率较低。故AB错误； CD．甲是定滑轮，乙是动滑轮，不计绳重及摩擦，使用定滑轮的拉力；使用动滑轮的拉力： ，故使用乙装置更省力；故C错误，D正确。 故选D。 【分析】滑轮组做的有用功是提升物体所做的功，不计绳重及摩擦时，克服动滑轮重力所做的功即为无用功，克服物体和动滑轮重力做的功即为总功，根据W=Gh比较它们的大小，本题考查了有用功、无用功（额外功）、总功、功率大小的比较，明确有用功、无用功、总功产生的原因是关键。 3．【答案】D 4．【答案】C 5．【答案】C 6．【答案】C 【解析】【解答】A．根据功率的定义式可知，电梯做功越多，功率不一定越大，因为所用的时间不明确，故A错误； B．根据机械原理可知，任何机械都不能省功，所以与爬楼梯相比，电梯不能省功，故B错误； C．功率表示物体做功快慢的物理量，电梯功率越大，表示机械做功越快，故C正确； D．机械做的有用功越多，机械效率不一定越高，因为总功大小未知，有用功在总功中占的比例不明确，故D错误。 故选：C。 【分析】功率的定义式为，是用比值法定义的，与时间和做功多少无关，表示做功的快慢；使用任何机械都不能省功；机械效率指有用功占总功的比例，而做功的快慢指功率，二者之间没有什么关系。 7．【答案】A 8．【答案】D 9．【答案】A,C 10．【答案】A,B 11．【答案】1000；80% 12．【答案】动；省力；800；500 13．【答案】1.8；2.4；75% 【解析】【解答】物体匀速前进，所以物体受力平衡，受到的动力力等于摩擦力 ，有用功W=Fs=9N×0.2m=1.8J，动滑轮缠绕绳子数为3，所以绳子移动距离s=0.6m，根据做功公式W=4N×0.6m=2.4J，所以效率为η= 综上 第1空、1.8； 第2空、2.4； 第3空、75%。 【分析】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，F拉 ，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。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。 14．【答案】80% 15．【答案】800；80 16．【答案】方向；1×107； 17．【答案】1.2；24；大 18．【答案】匀速；绳子自由端移动的距离应该是0.3m，不等于0.2m；66.7%；变大 19．【答案】（1）A；C （2）3000；1200；0.03 20．【答案】（1）600J；（2）83.3% 21．【答案】（1）480N；（2）50%；（3）240N 22．【答案】（1）解：根据题意可知，货物在水平面上运动的速度为； （2）解：水平推力做功的功率 （3）解：在斜面上推力做的功W总=Fs=500N×3m=1500J； 做的有用功W有=Gh=800N×1.5m=1200J； 则斜面的效率 【解析】【分析】 （1）根据计算货物移动的速度； （2）根据P=Fv计算推力的功率；（3）根据W总=Fs计算推力做的总功，根据W有=Gh计算推力做的有用功， 根据求出斜面的机械效率。 （1）货物在水平面上运动的距离为s=3m，所用时间为t=6s；在水平面上运动的速度为 （2）水平推力做功的功率 （3）在斜面上推力做的功 W总=Fs=500N×3m=1500J 做的有用功 W有=Gh=800N×1.5m=1200J 则斜面的效率 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$