12.4机械效率练习-2024-2025学年初中物理人教版（2024）八年级下册

12.4机械效率 练习 一、单选题 1．小宇用如图所示的滑轮组把重为40N的物体匀速提升了30cm，作用在绳子自由端的拉力F为25N。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．B滑轮为动滑轮 B．该装置可以省距离 C．绳子自由端移动的距离为30cm D．该装置的机械效率为80% 2．工人用如图所示的滑轮组竖直提升重为的物体，所用的拉力为，物体以的速度匀速上升了。组成滑轮组的两个滑轮质量相同，且不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．拉力做功的功率为 B．天花板受到滑轮组的拉力为 C．动滑轮的重力为 D．若用该滑轮组匀速提升另一重为的物体，滑轮组的机械效率为 3．甲、乙两个机械工作时，甲的机械效率为70%，乙的机械效率为50%，则（    ） A．乙机械更省力 B．乙机械做功更少 C．乙机械做功更慢 D．乙机械做功时有用功占总功的比例更少 4．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．越省力的机械，其功率就越大 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 5．用4个相同的滑轮组成滑轮组甲和乙，分别匀速提升A、B两个物体时，机械效率之比为（不计绳重和摩擦），且拉力恰好相等。则滑轮组甲的机械效率为（　　） A． B． C． D． 6．工人用如图所示的滑轮提升建筑材料，拉动绳子自由端，使重为900N的建筑材料在10s内匀速上升了2m。滑轮重力为100N，不计绳重和摩擦，关于此过程，下列说法正确的是（　　） A．工人的拉力为450N B．此滑轮的机械效率为90% C．拉力的功率为100W D．绳子自由端的速度为0.2m/s 7．如图所示，小明用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别匀速提升两个质量相同的物体，绳端在相同时间内移动的距离相等。在提升过程中，若绳端拉力F1∶F2=3∶2，下列说法错误的是（　　） A．物体的速度之比v1∶v2=1∶2 B．有用功之比W有1∶W有2=2∶1 C．总功之比W总1∶W总2=3∶2 D．机械效率之比η1∶η2=4∶3 8．辰辰同学用如图所示的滑轮组探究机械效率的大小，滑轮和重物完全相同的情况下，甲图和丙图中FA和FC都沿竖直方向用力，乙图和丁图中FB和FD分别沿倾斜向下和倾斜向上的方向用力，不计绳重和摩擦，机械效率分别为ηA、ηB、ηC和ηD．则下面选项正确的是（　　） A．FA＜FB＜FC＜FD B．FA=FB＜FC=FD C．ηA=ηB=ηC=ηD D．ηA=ηB=ηC>ηD 二、多选题 9．学校正在修建新的科技馆，如图所示为施工中的一个动滑轮，一工人用此动滑轮将货物从平台匀速升高到15m的高度，用时1min，绳子自由端的拉力为200N，该过程中动滑轮的机械效率为87.5%，若不计绳重与摩擦，。下列说法正确的是（   ） A．该动滑轮的质量为5kg B．绳子自由端拉力的功率为50W C．提升物体所做的有用功为5250J D．若用该动滑轮匀速拉起质量更大的货物，动滑轮的机械效率降低 10．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以的速度匀速上升，提升过程中滑轮组的机械效率为。已知物体A重，该工人重，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，关于该过程下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端受到竖直向下的拉力为 B．绳子自由端拉力的功率为 C．该工人对地面的压力为 D．支架受到滑轮组的拉力为 三、填空题 11．用如图所示的滑轮组，将质量为6kg的重物匀速提升1m，作用在绳端上的拉力为40N。不计绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率为 。此时若增大物体重力，该滑轮组的机械效率将 。  （选填“增大”“减小”或“不变”） （g取10N/ kg） 12．小明用动滑轮和弹簧测力计将静止在桌面上的笔袋慢慢匀速向上提高10cm，如图甲所示，弹簧测力计的读数随时间的变化如图乙所示，已知动滑轮的重力为1N，不计绳重和摩擦，则此动滑轮的机械效率为 。 13．如图所示，沿斜面方向用100 N的推力把箱子匀速推上汽车，箱子受到斜面的摩擦力为20N，则推力做功的机械效率是 。 14．机械效率 (1)定义： 跟 的比值叫作机械效率，用字母 表示。 (2)公式： 。 (3)大小：使用任何机械都不可避免地要做额外功，因此机械效率总 1。 四、计算题 15．如图所示，工人利用滑轮组将一个重900N的货箱在6s内匀速提升3m。此过程中，绳子自由端所受的拉力为F，滑轮组的机械效率为75%。（不计绳重和摩擦）则：    (1)有用功是多少? (2)拉力F是多少? (3)若用此滑轮组匀速提起1200N的货物，此时滑轮组的机械效率是多少? 16．利用如图所示的滑轮组，小明将重300N物体从一楼地面匀速提升至六楼地板，在绳端施加的拉力为120N，物体匀速上升的速度为0.2m/s。已知每层楼高3m，问： (1)绳端拉力做功的功率； (2)滑轮组的机械效率； (3)小明吊起物体过程所用时间。 五、实验题 17．测量滑轮组的机械效率 1.实验原理： 。 2.实验装置 3.测量的物理量： 、钩码提升的高度h、拉力F、 。 4.测量工具： 和 。 5.操作说明：实验中应沿 方向 拉动弹簧测力计使钩码升高。 6.实验结论：同一滑轮组，提升的重物越重，机械效率越 。提升相同重物，动滑轮个数越多，机械效率越 ，但越 力。 18．某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。 次数 钩码重/N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的示数/N 绳端上升的距离/cm 机械效率/% 1 2 5 1 15 66.7 2 3 5 1.4 15 71.4 3 4 5 15 (1)在实验操作中应该 拉动弹簧测力计； (2)进行第3次测量时，弹簧测力计示数为 N，机械效率约为 %（保留到0.1%）； (3)通过分析上述3组数据，使用同一滑轮组提升重物时， ，滑轮组的机械效率越高；克服动滑轮的重力所做的额外功 （选填“相同”或“不同”）； (4)为提高滑轮组的机械效率，可减小轮与轴间的摩擦。若忽略摩擦，也不考虑绳重，下列方法中，还能提高滑轮组的机械效率的是_______（填字母）。 A．增加滑轮的个数 B．换质量小的动滑轮 C．减小钩码升高的高度 D．增大钩码升高的速度 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B D D B B A D AC ACD 1．D 【详解】A．图中B滑轮轴心固定不动，是定滑轮，故A错误； B．图中使用了动滑轮，根据动滑轮的特点可知，可以省力，但费距离，故B错误； C．图中连接动滑轮绳子的股数是2股，则物体匀速提升了30cm，绳子自由端移动的距离为，故C错误； D．该装置的机械效率为 故D正确。 故选D。 2．B 【详解】A．由题意知道 ，物体上升的高度为 由图知道，承担物重绳子的股数为n=3，则绳端移动的距离为 由W=Fs知道，提升重540N的物体时拉力F做的功为 拉力F所做功的功率为 故A错误； BC．因为不计绳重及摩擦时 所以动滑轮重力为 根据题意知道，天花板受到的拉力为 故B正确，C错误； D．不计绳重和摩擦，滑轮组机械效率为 若用该滑轮组匀速提升另一重为的物体，滑轮组的机械效率为 故D错误。 故选B。 3．D 【详解】机械效率的高低是指机械在做功时有用功占总功的比例的高低，机械效率与是否省力、做功多少和做功快慢无关，故ABC不符合题意；D符合题意。 故选D。 4．D 【详解】A．机械效率与功率无关，功率越大的机械，机械效率不一定越高，故A错误； B．功率是描述物体做功快慢的物理量，功率与机械的省力情况无关，故B错误； C．总功大小未知，做有用功越多的机械，机械效率不一定越高，故C错误； D．功率是反映做功快慢的物理量，做功越快的机械，功率越大，故D正确。 故选D。 5．B 【详解】由图示知甲滑轮组承重绳子为3股，乙为2股，两个滑轮组的滑轮相同，不计绳重和摩擦，且两个滑轮组绳端的拉力相等，则 解得， 据及提升A、B两个物体时，两个滑轮组的机械效率之比为6:5得 解得。滑轮组甲的机械效率 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 6．B 【详解】A．不计绳重和摩擦，工人的拉力为 故A错误； B．拉力做的总功为 拉力做的有用功为 此滑轮的机械效率为 故B正确； C．拉力的功率为 故C错误； D．绳子自由端的速度为 故D错误。 故选 B。 7．A 【详解】A．绳端在相同时间内移动的距离相等，则绳端移动的速度相同，甲为定滑轮，物体和绳端移动速度相同，乙为动滑轮，绳端移动速度为物体移动速度的二倍，所以，物体的速度之比v1∶v2=2∶1，故A错误，符合题意； B．物体的速度之比v1∶v2=2∶1，相同时间内升高的高度之比为h1∶h2=2∶1，两物体质量相等，根据W有用=Gh=mgh可知，有用功之比W有1∶W有2=2∶1，故B正确，不符合题意； C．绳端拉力F1∶F2=3∶2，绳端在相同时间内移动的距离相等，根据W总=Fs可知，总功之比W总1∶W总2=3∶2，故C正确，不符合题意； D．两种装置机械效率之比为 故D正确，不符合题意。 故选A。 8．D 【详解】AB．图中甲、乙都是2股绳子承重，且动滑轮可以改变力的方向，故甲、乙的拉力相等；丙丁都是3股绳子承重，但丁图斜拉使得动力臂减小，拉力变大，故丙拉力小于丁，则FA=FB>FD>FC 故AB错误； CD．滑轮组的机械效率为 因物重相同，且FA=FB 甲、乙两图中n均为2，则甲、乙两图中滑轮组的机械效率相等，即ηA=ηB 丁图与丙图相比，n均为3，物重相同，但FD>FC (即丁图中拉力偏大)，由机械效率公式可知丁图中滑轮组的机械效率偏小，即ηC>ηD 综上可知，ηA=ηB=ηC>ηD 故D正确，C错误。 故选D。 9．AC 【详解】A．由图可知，F=200N不计绳重与摩擦时，滑轮的机械效率用公式表示为，解得，再由，解得，因此动滑轮的质量为，故A正确； B．由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离，拉力做的总功，拉力做功的功率，故B错误； C．由图可知，F=200N不计绳重与摩擦时，滑轮的机械效率用公式表示为，解得，货物升高15m，有用功为，故C正确； D．由G＝mg可知，货物的质量越大，货物的重力越大，由不计绳重和摩擦时，可知，动滑轮重力一定时，货物的重力越大，机械效率越高，故D错误。 故选AC。 10．ACD 【详解】A．由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，根据 得到拉力的大小为 故A正确； B．绳子自由端的移动速度为v=nv物=2×0.2m/s=0.4m/s 拉力的功率为 故B错误； C．工人对水平地面的压力为F′=G人-F=600N-200N=400N 故C正确； D．不计滑轮组的绳重和摩擦，动滑轮的重力为G动=nF-G=2×200N-360N=40N 两个滑轮的质量相等，故定滑轮的重力为G定=G动=40N 以定滑轮为研究对象，定滑轮受到三段绳子向下的拉力和定滑轮的重力、支架对定滑轮向上的拉力作用，处于平衡状态，根据力的平衡条件可得：支架对定滑轮向上的拉力为F拉=3F+G定=3×200N+40N=640N 根据力的相互性可得支架受到滑轮组的拉力为640N，故D正确。 故选ACD。 11． 75% 增大 【详解】[1]由图可知，n=2 该滑轮组的机械效率为 [2]当提升重物的重力增加，做的有用功就变大，而额外功不变，故机械效率变大。 12．75% 【详解】动滑轮由两段绳承担，由图乙知道，匀速拉动时弹簧测力计的读数为2N，不计绳重和摩擦，根据知道，笔袋的重力为 不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率为 13．80% 【详解】推力做功的机械效率是 14．(1) 有用功 总功 (2) (3)小于 【详解】（1）[1][2][3]根据机械效率的定义，机械效率是有用功跟总功的比值，用η表示。 （2）根据机械效率的定义，机械效率的计算公式是 （3）机械做功就要做额外功，额外功主要包括机械自身的重力和零件的摩擦，有用功总是小于总功，故机械效率总小于1。 15．(1)2700J (2)400N (3)80% 【详解】（1）由题可知，有用功为 （2）拉力做的总功为 由图可知，动滑轮上有段绳子承担物重，即，则绳子自由端移动的距离为 由可得，拉力为 （3）根据可得，动滑轮的重力为 则用此滑轮组匀速提起1200N的货物时，滑轮组的机械效率是 16．(1)72W (2)83.3% (3)75s 【详解】（1）利用如图所示的滑轮组，绳的段数，由题意可得，物体上升的高度为 物体从一楼到六楼地板需要的时间为 绳自由端移动的距离为 绳端拉力做的总功为 绳端拉力做功的功率为 （2）滑轮组的有用功为 由可得滑轮组的机械效率为 （3）由可得，小明吊起物体过程所用时间为 17． 钩码重力G 绳端移动的距离s 弹簧测力计 刻度尺 竖直 匀速 高 低 省 【详解】[1]有用功与总功的比值叫做机械效率，所以测量滑轮组的机械效率的实验原理为。 [2][3]根据测量滑轮组的机械效率的实验原理可知，需要测量：钩码重力G、钩码提升的高度h来计算有用功；拉力F、绳端移动的距离s来计算总功。 [4][5]测量重力和拉力需要用弹簧测力计，测量上升的高度和绳端移动的距离需要刻度尺。 [6][7]为了准确的测量绳端的拉力，应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码升高。 [8]同一滑轮组，提升重物时额外功不变，增大提升的钩码的重力，有用功会增大，有用功在总功中所占的比例增大，故机械效率将变高。 [9][10]提升相同重物，有用功一定，动滑轮个数越多，额外功越大，则有用功在总功中所占的比例减小，机械效率越低；动滑轮个数越多，可知动滑轮上绳子的股数越多，根据可知，越省力。 18．(1)竖直匀速 (2) 1.8 74.1 (3) 增大重物的重力 相同 (4)B 【详解】（1）在实验操作中，为了使拉力大小不变，应该竖直匀速拉动弹簧测力计。 （2）[1]由图丙得，测力计的分度值为0.2N，示数为1.8N，即进行第3次测量时，弹簧测力计示数为1.8N。 [2]进行第3次测量滑轮组的机械效率约为 （3）[1]分析实验数据，使用同一滑轮组提升不同重物上升相同的高度，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高，则实验结论是：使用同一滑轮组提升不同重物，增大重物的重力可以提高机械效率。 [2]使用同一滑轮组提升不同重物，重物上升的高度都一样，则因为动滑轮的重力保持不变，因此克服动滑轮重力所做的额外功相同。 （4）A．增加滑轮的个数，相当于增加了动滑轮的重力，在提升物重一定时，滑轮组的机械效率会变小，故A不符合题意； B．换质量小的动滑轮相当于减小动滑轮的重力，在提升物重一定时，滑轮组的机械效率会变大，故B符合题意； C．机械效率是有用功与总功的比值，与钩码被提升的高度无关，故C不符合题意； D．增大钩码升高的速度，对有用功和总功没有影响，故不能提高滑轮组的机械效率，故D不符合题意。 故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $$