9.5探究机械是否省功练习题 ----2024-2025学年北师大版物理八年级下学期

9.5 探究机械是否省功练习题 北师大版 一、单选题 1．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 2．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 3．总功是300J，额外功是30J，则有用功和机械效率分别是 A．270J，10％ B．330J，90％ C．270J，90％ D．330J，10％ 4．如图所示，打捞队用一个动滑轮将一只沉入水中的箱子打捞出水面，箱子浸没在水中上升的过程中，动滑轮的机械效率为ŋ1，箱子完全出水后上升的过程中，动滑轮的机械效率为ŋ2，则(    ) A．ŋ1> ŋ2 B．ŋ1< ŋ2 C．ŋ1= ŋ2 D．无法比较ŋ1和ŋ2的大小 5．关于功、功率和机械效率，下列说法中正确的是（　　） A．功率大的机械，机械效率一定高 B．机械效率越高，有用功与总功的比值越大 C．功率大的机器比功率小的机器做功多 D．机械做功时，做的有用功越多，机械效率越高 6．如图所示是《天工开物》中古人用脚踏碓（duì）舂米（将稻米去皮）的情景。脚踏碓是用柱子架起一根木杠，木杠绕着O点能够上、下转动，杠的前端装有锥形石头，不断用脚踩踏木杠后端，就可以舂米。下列分析正确的是（　　） A．脚踏碓相当于省力杠杆 B．石头重力做的功是额外功 C．使用这种杠杆可以省功 D．人对碓做的功是总功 7．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搬运方式，关于F1和F2做功及相关情况，以下判断正确的是（　　） A．两种方式所做的有用功一定相等 B．两种方式功率一定相等 C．两种方式机械效率一定相等 D．两种方式所做的总功一定相等 8．如下图所示，重100N的物体A在的拉力作用下，3s内沿水平地面匀速直线运动了1.5m，不计绳和滑轮自重，滑轮组的机械效率为90%。下列说法正确的是（　　） A．绳自由端移动的速度为0.5m/s B．在此过程中所做的额外功为15J C．物体与地面间的滑动摩擦力为18N D．此过程中拉力做的总功为50J 二、填空题 9．某机械的效率为50%，表示该机械做功时， 功在总功中的比例为50%，使用任何机械时。机械效率总是小于 。 10．著名作家冯骥才在《挑山工》中描述了挑山工用扁担将货物运送上山的情景，如图所示。在这个过程中，挑山工做的有用功是对 做的功，挑山工做的总功是对 做的功。挑扁担时，左右两边都放上货物，这是利用了 的原理。 11．如图，有人利用该滑轮将G=100N的物体匀速提升了20cm（不计绳重G和摩擦），此过程克服物体重力做的功为 J，若动滑轮重10N，则F= N。 12．如图所示，将一个重3N的物体匀速拉到斜面顶端，人沿斜面向上的拉力为2N，物体沿斜面移动的距离为0.8m，上升的高度为0.4m，则物体重力做功为 J，分析数据可知利用斜面 （能/不能）省功，斜面的机械效率是 。 13．如图所示，物体和动滑轮的总重力为200N，当物体匀速上升的高度为2m时，绳子移动的距离为 m，若滑轮组的机械效率为80%，则动滑轮重 N．（绳子的重力、绳子与滑轮各处的摩擦均忽略不计）    三、实验题 14．实验小组的同学们在做“探究斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，如图所示，收集了表中的实验数据。 实验次数 斜面长度s/m 斜面高度h/m 物块重力G/N 拉力F/N 机械效率η 1 1 0.2 5 2.5 40.0% 2 1 0.4 5 3.4 58.8% 3 1 0.6 5 4.2 71.4% 4 1 0.6 5 5.0 (1)分析表中实验1、2、3的数据可得出：斜面倾斜程度越小越 （选填“省”或“费”）力。 (2)该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上毛巾，目的是 ；保持斜面高度和长度与第3次实验相同，他们测得这种情况下斜面的机械效率为 。 (3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与 和 有关。 (4)当用弹簧测力计通过细线沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力 （选填“大于”“小于”或“等于”）物块所受的摩擦力。 15．在测量滑轮组机械效率的实验中，小兵与同学们用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表： 次数 钩码重N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 ① 3 6 10 ② 30 90.9% (1)实验时应沿竖直方向 拉动弹簧测力计，并用刻度尺测出物体上升的高度； (2)表格中编号①处的数据为 （保留一位小数）；编号②处的数据为 N（观察丙图）； (3)分析数据可得结论：使用同一滑轮组，提升的物重越大，滑轮组的机械效率越 ；（选填高或低） (4)分析数据可得：使用同一滑轮组提升不同重物至同一高度时，提升的物重增加时，所做的额外功 （选填变大、变小或不变）； (5)若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计绳重和摩擦，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率 （选填改变或不变）。 四、计算题 16．如图，一辆货车匀速从山底A开到山顶B。货车重5.0×104N，发动机的功率50kW保持不变，山坡AB长2000m，高度h为300m，牵引力保持2.5×104N不变，不计空气阻力。求： （1）从A行驶到B过程中，斜面的机械效率。 （2）货车在山坡上行驶时受到的摩擦力。 17．修建房屋时，人们往往会利用起重机如图甲所示来搬运质量较大的建筑材料。图乙为起重机内部滑轮组的简易图。现用该起重机将质量为400kg的建筑材料在20s内拉起5m，绳子自由端的拉力F=1500N，不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求： （1）起重机对建筑材料做的有用功及功率分别是多少？ （2）该起重机滑轮组的机械效率；（结果保留到0.1%） （3）动滑轮的重力。 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 探究机械是否省功练习题 北师大版答案 1．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。 2．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。 3．C 【详解】有用功： W有＝W总−W额 ＝300J－30J＝270J， 机械效率： η＝ ＝＝90％ 故C正确． 4．B 【详解】根据图示可知，箱子在水中时受浮力作用，因此在箱子升高相同的高度时，箱子完全露出水面后，有用功多；由可知，在额外功一定时，有用功越多，机械效率越高，而两种情况下额外功相同，因此露出水面后机械效率高，即η1<η2 故选B。 5．B 【详解】A．功率与机械效率是两个不同的物理量，二者没有直接关系，故A错误； B．机械效率为有用功与总功的比值，则机械效率越高，有用功与总功的比值越大，故B正确； C．由得，做功时间未知时，功率大的机器与功率小的机器做功大小无法比较，故C错误； D．由得，机械做功时，总功未知时，做的有用功越多，机械效率不一定越大，故D错误。 故选B。 6．D 【详解】A．用脚踏碓舂米过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误； B．用脚踏碓舂米过程中，克服石头重力做的功对人们来说是有用的，属于有用功，故B错误； C．根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故C错误； D．用脚踏碓舂米过程中，克服石头重力做的功是有用的，克服木杠重和摩擦做的功是额外功，因此人对碓做的功是总功，故D正确。 故选D。 7．A 【详解】A．同一个箱子升高相同的高度，由可知两只搬运方式所做的有用功是相同的，故A正确； B．搬运时间不知道，无法比较功率的大小，故B错； CD．乙图要提升动滑轮做额外功，所以额外功不同，总功等于额外功与有用功之和，所以总功不同，由效率公式可知两种搬运方式机械效率不同，故CD错。 故选A。 8．C 【详解】A ．由图可知，有两段绳子拉着动滑轮，所以绳子自由端移动的距离为s=2×1.5m=3m 绳自由端移动的速度为 故A错误； BD．拉力，则总功为W总=Fs=10N×3m=30J 滑轮组的机械效率为90%，在此过程中所做的额外功为 故BD错误； C．在此过程中所做的有用功为 物体A沿水平地面匀速直线运动，则摩擦力为 故C正确。 故选C。 9． 有用 100% 【详解】[1]机械效率是有用功占总功的比值，某机械的效率为50%，即该机械做功时，做的有用功与总功的比值为50%。 [2]使用任何机械时，都不可避免的做额外功，因此机械效率总是小于100%。 10． 货物 人、扁担 杠杆平衡 【详解】[1][2]根据题意可知，挑山工对货物做的功是有用功，挑山工对人、扁担做的功是总功。 [3]根据杠杆的平衡的原理可知，挑扁担时，左右两边都放上货物，即使货物不等重也能平衡，这是利用杠杆的平衡原理。 11． 20 210 【详解】[1]此过程克服物体重力做的功为 [2]若动滑轮重10N，则 12． 1.2 不能 75% 【详解】[1][2]物体重力做功为 拉力做功为 分析数据可知，利用斜面可以省力但不能省功。 [3]斜面的机械效率是 13． 4 40 【详解】[1]由图可知，n=2，则拉力端移动的距离 s=2h=2×2m=4m [2]因为绳子的重力、绳子与滑轮各处的摩擦均忽略不计，所以滑轮组的机械效率 ， 则 解得物体的重G=160N，所以动滑轮的重 G动=200N﹣G=200N﹣160N=40N 14．(1)省 (2) 增大阻力 60.0% (3) 斜面的倾斜程度 斜面的粗糙程度 (4)大于 【详解】（1）由表格数据可知，斜面的倾斜程度越小，拉力F越小，即越省力。 （2）[1] 在斜面上铺上毛巾，增大物体与斜面接粗面的粗糙程度，会增大阻力，所以目的是为了增大阻力。 [2] 机械效率为 （3）[1]分析表格的第二列和第七列数据可知，斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关； [2]分析第二次和第四次的实验数据可知，斜面的机械效率和接触面的粗糙程度有关。 （4）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，拉力不仅要克服摩擦力还要克服一部分物体的重力，所以拉力要大于物体所受的摩擦力。 15． 匀速向上 88.9% 2.2 高 变大 不变 【详解】(1)[1]实验时应使钩码受到平衡力，故应沿竖直方向匀速向上拉动弹簧测力计。 (2)[2]表格中编号①处的机械效率 [3]第三次实验时的有用功 第三次实验时的总功 编号②处的拉力为 (3)[4]分析数据可知，使用同一滑轮组，提升的物重越大，滑轮组的机械效率越高。 (4)[5]第一次实验的额外功 第二次实验的额外功 第三次实验的额外功 所以使用同一滑轮组提升不同重物至同一高度时，提升的物重增加时，所做的额外功增大。 (5)[6]机械效率的大小与绕绳方法无关。 16．（1）30%；（2）1.75×104N 【详解】解：（1）由题意可知，车从山底开到山顶所做的有用功 由可知，汽车从山底开到山顶所做的总功 由可知，山坡的机械效率 （2）由题意可知，额外功 由可知，汽车在山坡上行驶时的摩擦力 答：（1）山坡的机械效率为30%； （2）汽车在山坡上行驶时的摩擦力为1.75×104N。 17．（1）；；（2）；（3） 【详解】解：（1）建筑材料的重力为 起重机对建筑材料做的有用功为 则有用功的功率为 （2）由图可知，滑轮组上承担重量的绳子股数为n=3，则绳子自由端移动的距离为 拉力做的总功为 该起重机滑轮组的机械效率为 （3）不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力为 答：（1）起重机对建筑材料做的有用功为，功率为； （2）该起重机滑轮组的机械效率为； （3）动滑轮的重力为。 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 $$