9.5探究使用机械是否省功练习2024－2025学年北师大版八年级物理下册

9.5探究使用机械是否省功练习 北师大版 一、单选题 1．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 2．小明用滑轮组把一箱货物从一楼提升到三楼，感到很“吃力”，他在滑轮组的轴上加润滑油后，感觉好多了。则加上润滑油后，小明做功的（　　） A．有用功减小，总功不变 B．有用功增加，总功增加 C．有用功减小，总功减小 D．有用功不变，总功减小 3．两台机械所做的总功之比为2∶1，它们的机械效率之比为3∶4，则它们所做的有用功之比为（    ） A．2∶1 B．3∶4 C．8∶2 D．3∶2 4．无人机应用广泛，现在无人机的很多钢材部件用密度更小的碳纤维替换，来减轻机身重量。如图所示，用碳纤维替换后的无人机与未替换前相比，将同一个快递包裹从地面运送到五楼，可以（   ） A．减少有用功 B．增大有用功 C．减少额外功 D．增大总功 5．某次施工中，工人师傅用运料桶、滑轮和绳子等器材组装了一个如图所示的起吊装置，用来运送沙石。下列做法能提高该装置机械效率的是（　　） A．增大动滑轮受到的重力 B．增大运料桶受到的重力 C．增大沙石受到的重力 D．增大绳子受到的重力 6．某建筑工地要将同一个箱子从地面搬上二楼，如果分别采用如图所示的两种方式搬运，F1和F2做功的情况，以下判断正确的是（　　） A．两种方式机械效率一定相等 B．两种方式功率一定相等 C．两种方式所做的总功一定相等 D．两种方式所做的有用功一定相等 7．如图所示，用甲、乙两种装置分别将重1N的物体匀速提升相同的高度，滑轮重0.2N，不计摩擦和绳重，所用的拉力分别是F甲和F乙，机械效率分别是η甲和η乙，则（    ） A．F甲＞F乙 B．F甲=F乙 C．η甲＞η乙 D．η甲＜η乙 8．在斜面上将一个质量为10kg的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为80N，斜面长2m、高1m。把重物直接提升所做的功作为有用功，下列说法正确的是（   ） A．物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用 B．做的有用功是200J C．此过程中斜面的机械效率为62% D．物体受到的摩擦力大小为30N 二、填空题 9．用水桶从井中提水的时候，对 做的功是有用功，对 做的功是额外功；如果桶掉到井里，捞上的桶里带了一些水，则对水做的功是 功。 10．一斜面长4.8m、高1.2m，把重为1200N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端，沿斜面的拉力为400N，则总功为 J，有用功为 J，额外功为 J。 11．工人用如图所示的甲、乙两种滑轮，使同样一桶沙子以相同速度匀速上升，所用的拉力分别是F甲、F乙，滑轮机械效率分别是η甲、η乙，拉力的功率分别是P甲、P乙，若不计绳重和摩擦，且沙子的重力大于动滑轮重力，则F甲 F乙，η甲 η乙，P甲 P乙。（选填“＞”、“＜”或“=”） 12．小明用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”。实验时，将总重为G的钩码挂在杠杆A处，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h，弹簧测力计的示数为F，其移动的距离为s，则杠杆的机械效率η= （用题中字母表示）。若将钩码移动到B点，仍将它匀速提升h的高度，则弹簧测力计的示数F′ （＞/＝/＜）F，杠杆的机械效率η′ （＞/＝/＜）η。 13．如图所示，用滑轮组将一正方体物块在5s内沿水平方向匀速拉动10m，绳自由端施加的拉力F大小为20N，拉力F做的功为 J，功率为 W。该滑轮组的机械效率为80%，物体受到的摩擦阻力为 N。 三、实验题 14．小楠同学用如图所示的装置测定斜面的机械效率，实验记录结果如下表： 实验次数 斜面粗糙程度 物体重G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长s/m 机械效率η 1 玻璃面 2 0.1 0.6 0.5 66.7% 2 玻璃面 2 0.15 0.8 0.5 3 玻璃面 2 0.2 1.0 0.5 80.0% 4 棉布面 2 0.2 1.2 0.5 66.7% (1)根据表格中数据，第2次实验的机械效率是 ； (2)分析第1、2、3次实验的数据可以得到的初步结论是： ，机械效率越大； (3)分析第4与第 次实验数据可知，在斜面的倾斜程度相同时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。 15．在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据，如表： 实验 次数 物重 G物/N 动滑轮重 G动/N 钩码上升的高度h/m 动力 F/N 动力作用点移动的距离s/m 滑轮组的机械效率η/% 1 1 0.5 0.1 0.7 0.3 47.6 2 2 0.5 0.1 1.1 0.3 60.6 3 4 0.5 0.1 2 0.3 4 4 1 0.1 0.5 50.0 （1）根据表中前3次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕绳方法 ； （2）在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量缓慢匀速向上拉动弹簧测力计，读出乙图中弹簧测力计的示数为 N，第3次实验时滑轮组的机械效率为 ； （3）由表中第3、4组数据可知，滑轮组的机械效率与摩擦和 有关，请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功 J。 四、计算题 16．水平地面上放置重为300N、边长为0.2m正方体物块，如图甲所示。现用斜面将物块由底端匀速拉到顶端，如图乙所示。已知平行于斜面的拉力F为180N，物体移动的距离为5m，升高2m，用时5s。g取10N/kg。求： （1）物块对水平地面的压强； （2）拉力的功率； （3）斜面的机械效率。 17．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。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 9.5探究使用机械是否省功练习 北师大版答案 1．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。 2．D 【详解】给滑轮组的轴上加润滑油可以减小摩擦力从而减小额外功，但货物的重力未发生改变，所以有用功不变，总功变小，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 3．D 【详解】由变形可得，W有=ηW总，两台机械所做的有用功之比为 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 4．C 【详解】将同一个快递包裹从地面运送到五楼，克服无人机自重做的是额外功，用碳纤维替换后的无人机与未替换前相比，机身减轻了重量，所以，减少了额外功；克服包裹的重力做的功是有用功，与未替换前相比没有变化，即有用功不变；总功等于有用功和额外功之和，有用功不变，额外功减少，总功减少。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5．C 【详解】利用该起吊装置运送沙石时，对沙石做的功是有用功，对动滑轮、运料桶、绳子做的功是额外功，根据滑轮组的机械效率 可知，增大有用功或者减小额外功，即增大沙石受到的重力或者减小动滑轮、运料桶、绳子受到的重力，可以提高滑轮组的机械效率，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6．D 【详解】A．有用功相同，总功不同，机械效率等于有用功和总功的比值，所以机械效率也不同，故A错误． B．搬运时间不知道，无法比较功率的大小，故B错误． C．但额外功不同，总功等于额外功与有用功之和，所以总功不同，故C错误， D．两只搬运方式所做的有用功根据公式W=Gh可知是相同的，故D正确． 7．D 【详解】AB．定滑轮不省力，而动滑轮省一半力。不计摩擦和绳重，使用定滑轮时 F乙=G=1N 使用动滑轮时 所以F甲<F乙，故AB不符合题意； CD．不计绳重与摩擦，使用定滑轮时没有做额外功，即η乙=100%；而使用动滑轮时，要对动滑轮本身做额外功，即η甲<100%，所以η甲＜η乙，故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 8．D 【详解】A．物体在斜面上会受到重力、拉力、支持力和摩擦力四个力的作用，故A错误； B．做的有用功是 故B错误； C．拉力所做的功为 此过程中斜面的机械效率为 故C错误； D．此过程中额外功为 物体受到的摩擦力大小为 故D正确。 故选D。 9． 水 水桶 额外 【详解】[1][2][3]根据有用功和额外功的定义可知，用水桶从井中提水的时候，对水做的功是有用功，对水桶做的功是额外功；如果桶掉到井里，捞上的桶里带了一些水，对水桶做的功是有用功，对水做的功是额外功。 10． 1920 1440 480 【详解】[1]对物体做的总功 克服重力做的有用功为: [2]故克服摩擦所做的额外功为:。 11． ＞ ＞ ＜ 【详解】[1]不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，；使用动滑轮省一半力，即 因为滑轮重要小于物体的重，所以。 [2]不计绳重和摩擦时，使用定滑轮不做额外功，甲的效率为100%；使用动滑轮时要克服动滑轮的重做额外功，故，则。 [3]沙子以相同速度匀速上升，根据知，甲做功的功率为 乙做功的功率为 所以乙的功率大，即。 12． ＞ ＞ 【详解】[1]由题可知，钩码重为G，钩码上升的高度为h，弹簧测力计的拉力为F，其移动的距离为s，所以杠杆的机械效率 [2]根据图示可知，将钩码移动到B点时，阻力臂增大，阻力不变。由可知，动力臂不变，动力将增大，弹簧测力计的示数将增大，所以F′＞F。 [3]将钩码移至B点，提升相同高度，弹簧测力计竖直移动的距离不同，做的额外功小些，所以机械效率变大。所以杠杆的机械效率η'＞η。 13． 400 80 32 【详解】[1]拉力F通过的距离 s=2h=2×10m=20m 拉力F所做的功为 [2]拉力F功率为 [3]由知道，有用功 地面对物体的摩擦阻力为 14．(1)75% (2)斜面的粗糙程度相同时，斜面越陡，斜面的机械效率越大 (3)3 【详解】（1）根据表格中数据，第2次实验的机械效率 （2）根据控制变量法的思想，分析第1、2、3组实验数据可知，斜面的粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越高。 （3）根据控制变量法的思想，要想探究斜面的机械效率与斜面粗糙程度的关系，需控制斜面的倾斜程度相同，斜面粗糙程度不同，故分析第4与第3次实验数据可知，在斜面的倾斜程度相同时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。 15． 1.6 66.7% 动滑轮重 0.15 【详解】（1）[1]由前4组实验数据知，s=3h，所以滑轮组由3段绳子承担物重，因此应从动滑轮绕起，如图所示： （2）[2][3]由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N，所以其示数为1.6N；则机械效率 （3）[4][5]由表中第3、4组数据可知，物重相同，动滑轮重力不同，机械效率不同，由此可得，滑轮组的机械效率与摩擦和动滑轮重有关；根据表中第3组数据可知，有用功 W有=Gh=4N×0.1m=0.4J 克服动滑轮做的功 W动=G动h=0.5N×0.1m=0.05J 总功 W总=Fs=2N×0.3m=0.6J 则克服绳重及摩擦做的那部分额外功 W额=W总-W有-W动=0.6J-0.4J-0.05J=0.15J 16．（1）7500Pa；（2）180W；（3）66.7% 解：（1）物体放在水平地面上，对地面压力等于其重力，物块对水平地面的压强为 （2）拉力的功率为 （3）斜面的机械效率为 答：（1）物块对水平地面的压强为7500Pa； （2）拉力的功率为180W； （3）斜面的机械效率为66.7%。 17．(1)72W (2)83.3% (3)75s 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 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$