第十一章第三节 机械效率同步练习题2024－2025学年沪科版八年级物理全一册

沪科版八年级物理全一册第十一章第三节 机械效率同步练习题 一、单选题 1．如图所示为我国古代劳动人民在建筑工地上运送大木料的情境，对于此图片提供的信息，下列说法正确的是 （　　） A．大木料下放置小圆木是为了增大摩擦 B．支架下垫有石块是为了增大地面所受的压强 C．工人使用的横杆相当于省力杠杆 D．抬起大木料的过程中使用横杆可以省功 2．如图，将同一物体分别沿光滑斜面AB、AC以相同的速度，匀速拉到顶点A，施加的力分别为F1、F2，拉力做功分别为W1、W2，拉力的功率为P1、P2，下列选项正确的是（　　） A．F1<F2，W1=W2，P1>P2 B．F1>F2，W1=W2，P1<P2 C．F1>F2，W1>W2，P1>P2 D．F1<F2，W1=W2，P1<P2 3．用图所示的装置提升重力为1000N的物体A，卷扬机对绳子的拉力F为600N，滑轮组绳子自由端在拉力F作用下匀速向下移动10m，所用时间为50s。下列说法正确的是（　　） A．动滑轮所受的重力为200N B．物体A上升的速度为0.2m/s C．拉力F的功率为120W D．滑轮组的机械效率约为56% 4．关于机械效率的说法正确的是（　　） A．使用机械提升物体可以不做额外功 B．提升同一物体，使用省力杠杆一定比用等臂杠杆的机械效率大 C．提升同一物体，使用动滑轮一定比用定滑轮的机械效率大 D．使用任何机械提升物体，机械效率都不可能达到100% 5．如图所示为《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”，“车梯”工作时相当于滑轮组，①结构质量为10kg，假设利用此“车梯”匀速提升重为1000N的物体上升3m，下列说法正确的是（ ） A．图中①所指的部件相当于滑轮组中的动滑轮 B．提升物体时绳子的拉力为250N C．增加被提升物体的质量，“车梯”的机械效率不变 D．提升物体过程中绳端移动的距离为15m 6．如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，质量为50kg的小明将A提升到高处，A上升的速度随时间变化关系如图丙所示。系A的绳子足够牢固，绕过滑轮的绳子能承受的最大拉力为60N（忽略绳重及摩擦）。下列结论中正确的是（　　） A．动滑轮的重力为9N B．1~2s内拉力F的功率为2W C．此装置匀速提升重物的最大机械效率约为83.3% D．用此装置匀速提升55N的货物时，小明对地面压力为470N 7．下列关于机械效率的说法正确的是（　　） A．越省力的机械，机械效率越高 B．做功越快的机械，机械效率越高 C．所做有用功越多的机械，机械效率越高 D．做功相等的情况下，额外功越少的机械，机械效率越高 8．关于功率、机械效率，下列说法正确的是（　　） A．做功越多的机械，其功率就越大 B．越省力的机械，其功率就越小 C．做功越慢的机械，其机械效率不一定较低 D．有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越低 二、多选题 9．在“测滑轮组的机械效率”的实验中，做额外功的主要原因是（　　） A．提起重物做功 B．克服摩擦做功 C．提起动滑轮做功 D．对定滑轮做功 10．重力为2G0的工人用如图1所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图2所示。若工人在t0时间内将重为G0的货物匀速向上提升h0高度。下列说法正确的是（不计绳重和摩擦）（　　） A．拉力做的总功为 B．有用功率为 C．动滑轮的重力为 D．该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，若要工人不被拉离地面，此滑轮组机械效率的最大值为 三、填空题 11．如图所示，斜面长s=8m，高h=3m。用平行干斜面F=50N的拉力，将重力为G=100N的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，则该过程中斜面的机械效率为　 　。 12．甲图中螺丝钉上的螺纹越　 　（选填“密”或“稀”）的一些，用起子拧螺丝钉会更省力；乙图中，人的重力为600N，重物重力为800N，用滑轮组把重物匀速提升3m，所需拉力F＝500N，则滑轮组的机械效率为　 　，滑轮组所能提起重物的最大重力为　 　N。（忽略摩擦力和绳子重力，假设人的力气足够大） 13．如图甲所示，在探究斜面机械效率的小组活动中，分别将A、B两个完全相同的物体拉到斜面顶端，做功情况如图乙所示，对物体A做的有用功是　 　J，对物体B做的额外功是　 　J；拉物体B的斜面机械效率ηB是　 　。 14．如图，工人师傅用沿斜面向上100N的推力，将重为200N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端，用时10s，已知斜面长5m，高2m。则此过程中，工人做的有用功为　 　J，工人做功的功率为　 　W，斜面的机械效率为　 　。 15．如图，斜面高为1m，长为4m，用沿斜面向上大小为75N的拉力F，将重为200N的木箱由斜面底端匀速缓慢拉到顶端。对木箱做的有用功是　 　J，木箱受到的摩擦力是　 　N， 16．用3m长的木板把800N的重物推到1.2m高的汽车上，如果不计摩擦，推力的大小是　 　N，若计摩擦，且这个斜面的机械效率为80%，那么这时实际用的推力的大小是　 　N。 17．如图所示，是安装在某种塔式起重机吊臂一侧的滑轮组，某次匀速起吊600 kg的物体时，上升5 m，用时15 s，滑轮组的机械效率是80％，则所做有用功是　 　J，拉力F的功率是　 　W。（g取10 N/kg） 四、实验探究题 18．在“探究杠杆的平衡条件”的实验中： （1）实验前，在没有挂钩码和弹簧测力计时，小明发现杠杆左端低、右端高，如图甲所示。此时杠杆处于　 　（填“平衡”或“非平衡）状态。为了忽略杠杆自重对实验的影响，他应将杠杆右端的平衡螺母向　 　调节； （2）如图乙所示，经正确调节后，小明在杠杆左边B处挂2个钩码（实验中每个钩码的重量均为0.5N），为便于实验，在右边A处用弹簧测力计沿　 　方向拉动杠杆，当杠杆在水平位置平衡时弹簧测力计的示数为　 　N； （3）如图丙所示，改用弹簧测力计在C处竖直向上拉住杠杆，将拉力的方向逐渐向右倾斜如图丁，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将　 　（填“变大”“不变”或“变小”），现分别用丙、丁两种方式将相同钩码向上提升相同的高度，则两次杠杆的机械效率η丙　 　（填“>”“<”或“=”）η丁（不计摩擦）。 五、综合题 19．图1，固定不动的救援车将陷入沙滩中的小轿车沿水平直线方向拉出。若小轿车受到的重力为12000N，整个拉动过程中小轿车的速度随时间的变化图象如图2，其中小轿车被匀速拉动时绞盘对绳子的水平拉力F为，滑轮对小轿车的水平拉力为。（忽略空气阻力） （1）求小轿车被匀速拉动的过程中： ①小轿车通过的路程； ②拉力做功的功率； ③滑轮的机械效率。 （2）用点代表小车，在图4中画出小车在时的受力示意图（虚线为小车运动轨迹）。 六、计算题 20． 用如图甲所示的滑轮组打捞沉没在水中的实心圆柱形物体，已知物体的高度为1m，底面积为0.12m2，质量为200kg，物体始终以0.5m/s的速度匀速上升，物体浸没在水中匀速上升时，作用在绳端的拉力所做的功随时间的变化关系如图乙所示。不计绳重、摩擦及水的阻力，ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求： （1）当物体的上表面刚好与水面相平时，其底部受到水的压强； （2）物体浸没在水中匀速上升时，绳端受到的拉力F； （3）物体浸没在水中匀速上升时，滑轮组的机械效率。（精确到0.1%） 21．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组提升重物的装置图，汽车部分参数如表。利用该装置提升重1200N的物体，使其以2m/s的速度匀速上升，汽车拉绳的力为500N（不计汽车所受的摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦），（g=10N/kg）求： （1）汽车对水平地面的压强； （2）滑轮组的机械效率； （3）汽车拉绳的力做功的功率。 汽车部分参数 汽车重量/吨 3 车轮数/个 6 车轮总受力面积cm2 1000 22．建筑工地上，施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料，可简化成如图甲所示的滑轮组。每个滑轮等重，不计绳重及摩擦，物重从开始逐渐增加，直到绳子被拉断，每次以0.15m/s匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。求： （1）每个滑轮所受重力为多少? （2）绳子能承受的最大拉力是多少? （3）当滑轮组的机械效率为80%时，起重机的功率为多少? 答案解析部分 1．【答案】C 【解析】【解答】A．大木料下放置小圆木是用滚动代替滑动的方式来减小摩擦，故A错误； B．支架下垫有石块是在压力相同的情况下，增大受力面积减小地面所受的压强，故B错误； C．横杆的动力臂大于阻力臂，相当于省力杠杆，故C正确； D．任何机械的机械效率都不可能达到或超过100%，所以横杆不能省功，故D错误。 故选C。 【分析】1、滑动摩擦力影响因素：控制压力相等的情况下，接触面表面越粗糙，滑动摩擦力越大；控制接触面粗糙程度相等的情况下，压力越大，滑动摩擦力越大； 2、压强的计算公式：P=，增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力，增加受力面积； 3、省力杠杆：动力臂较长，所以动力较小，常见的例子有羊角锤、核桃夹；费力杠杆：动力臂较短，动力较大，常见的例子有镊子、筷子等，等壁杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆，常见的例子有：天平。 2．【答案】D 3．【答案】C 4．【答案】D 5．【答案】A 6．【答案】C 7．【答案】D 8．【答案】C 9．【答案】B,C 10．【答案】B,C,D 11．【答案】75% 12．【答案】密；80%；1000 【解析】【解答】（1）斜面是一种变形的杠杆，斜面高度一定时，斜面越长，使用起来越省力。 （2）滑轮组的机械效率为。 （3）滑轮重为G动=2F-G=2×500N-800N=200N，滑轮组所能提起重物的最大重力为： G最大=2F-G动=2×600N-200N=1000N 【分析】（1）螺丝钉上的一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度，斜面是一种变形的杠杆。 （2）由图乙可知滑轮组绳子的有效股数，根据组的机械效率。 （3）根据F=(G+G动)求出动滑轮的重力，绳子自由端的拉力最大等于人的重力，再根据F=(G+G动)求出滑轮组所能提起重物的最大重力。 13．【答案】20；5；80% 【解析】【解答】据题可知，总功为30J，额外功为10J，所以有用功为20J，据图可知AB做的有用功相等，所以WB有用=20J，B总功为25J，所以额外功为WB额=25J-20J=5J，根据效率公式可知物体B的斜面机械效率。 综上 第1空、 20； 第2空、5； 第3空、80%。 【分析】功的计算：总功为W=Fs，总功包括两部分，有用功和额外功，其中有用功就本题目来说是克服重力做功即W有=Gh，额外功的计算包括总功和有用功的差，也可以根据功的定义W=Fs计算，机械效率：η= 。 14．【答案】400；50；80% 【解析】【解答】解：推力做的有用功等于克服重力做的功，即； 推力做的总功； 推力做功的功率； 斜面的机械效率。 故答案为：400；50；80%。 【分析】 （1）知道物体重力、斜面高，利用W=Gh求推力做的有用功； （2）知道推力大小、斜面长，利用W=Fs求拉力所做的总功；知道做功时间，再利用求推力做功的功率； （3）斜面的机械效率等于有用功与总功之比。 15．【答案】200；25 【解析】【解答】（1）对木箱做的有用功为W有＝Gh＝200N×1m＝200J； （2）对木箱做的总功为W总＝Fs＝75N×4m＝300J； 额外功为W额＝W总－W有＝300J－200J＝100J； 木箱受到的摩擦力为。 【分析】（1）根据W有＝Gh计算对木箱做的有用功； （2）根据W总＝Fs计算对木箱做的总功，根据W额＝W总－W有计算额外功，根据计算木箱受到的摩擦力。 16．【答案】320；400 17．【答案】； 18．【答案】平衡；右；竖直向下；1.5；变大；= 19．【答案】【解答】解：（1）①如图乙所示，小轿车被匀速拉动通过的路程是 ②滑轮对小轿车的水平拉力为，则拉力做的功为 小轿车受到的拉力做功的功率为 ③绳子自由端移动的距离为 拉力做的总功为 滑轮的机械效率为 （2）小车在时，处于匀速直线运动，受力平衡。小车受到竖直向下的重力，竖直向上的支持力，受到水平向左的拉力和水平向右的摩擦力，如下图所示： 答：（1）求小轿车被匀速拉动的过程中： ①小轿车通过的路程为5m； ②拉力做功的功率为1800W； ③滑轮的机械效率为80%。 （2）小车在时的受力示意图如下图所示： 【解析】【分析】1）小轿车被匀速为0.5m/s，时间为10s，根据s=vt计算 小轿车通过的路程 滑轮对小轿车的水平拉力为，根据P=FV计算小轿车受到的拉力做功的功率 缠绕在动滑轮的绳子数为2，绳子自由端移动的距离为 小轿车被匀速拉动时绞盘对绳子的水平拉力F为 ，根据W=Fs计算拉力做的总功W总， 滑轮对小轿车的水平拉力为，则拉力做的功 W有=F1s1，滑轮的机械效率为 （2）小车在时，处于匀速直线运动，受到平衡力的作用，小车受到竖直向下的重力，竖直向上的支持力，受到水平向左的拉力和水平向右的摩擦力，如下图所示： 20．【答案】（1）解：根据题意可得，物体底部受到水的压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa 答：当物体的上表面刚好与水面相平时，其底部受到水的压强为1×104Pa； （2）解：由图乙可知，物体在10s内F所做的功为 绳端所移动的距离为 根据可得，拉力为 答：物体浸没在水中匀速上升时，绳端受到的拉力F为300N； （3）解：物体浸没在水中时，有 物体受到的浮力为 物体浸没在水中匀速上升时，滑轮组对物体的拉力为 根据 可得： 答：物体浸没在水中匀速上升时，滑轮组的机械效率为66.7%。 【解析】【分析】1）物体深度为1m，根据P=ρ水gh，计算物体受到水的压强 2）据题可知，物体移动10s做功6000J，所以功率P=W/t，动滑轮缠绕的绳子数为4，所以绳子移动速度为2m/s，根据P=FV，可计算拉力 3）据题可知，物体质量为200kg，根据G=mg计算物体重力，物体移动10s，上升的高度为s=vt，所以重力做功为WG=mgs 由（2）计算拉力，绳子移动速度为2m/s，10s移动距离s‘=v’t，所以拉力做功W=Fs‘，根据η=WG/W计算机械效率 21．【答案】（1）；（2）80%；（3）3000W 22．【答案】（1）2000N； （2）6000N； （3）500W 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$