11.3 机械效率-2025-2026学年沪粤版（2024）物理九年级上册

11.3机械效率 同步练习 2025-2026学年沪粤版（2024）物理九年级上册 一、单选题 1．小明用两种方法搬相同的书上楼：一是把所有书一起搬上楼；二是分多次先后将所有书搬上楼。若两种方法搬书的时间相同，则用两种方法搬书的过程中，他完成的物理量相同的是（ ） A. 总功 B. 有用功 C. 额外功 D. 功率 2．分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体提升相同高度，做的有用功（ ） A. 杠杆最多 B. 斜面最多 C. 滑轮组最多 D. 一样多 3．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. 有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高 4．下列关于功、功率和机械效率的说法中正确的是 (　　) A．有力作用在物体上,力就一定做功 B．功率越大,做功就越多 C．功率越大,做功就越快 D．功率越大,机械效率越高 5．如图所示是甲、乙两机械的参数。甲、乙相比,甲的 (　　) A．总功较大 B．有用功较小 C．额外功较大 D．机械效率较低 6．用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动,如图,水瓶匀速直线下降10 m,使人匀速升高0.5 m,水瓶对绳a的拉力为F1=30 N,绳b对人的拉力为F2=480 N。此过程 (　　) A.有用功为300 J B.F1做的功等于F2做的功 C.F1做的功小于F2做的功 D.滑轮组的机械效率为80% 7．在斜面上将一个质量为5 kg的物体从底端匀速拉到顶端,如图所示,若此时沿斜面向上的拉力为40 N,斜面长2 m、高1 m,g取10 N/kg。下列说法不正确的是 （ ） A.拉力做的有用功为50 J B.拉力做的总功为80 J C.物体所受的摩擦力为30 N D.此斜面的机械效率为62.5% 8．用如图装置提升物体，先将总重为 的两个钩码挂在均匀铁质杠杆上的 点，弹簧测力计作用于 点，竖直向上匀速拉动测力计，使钩码上升 ，杠杆的机械效率为 ；若仅将弹簧测力计改挂到 点，仍竖直向上匀速拉动测力计，使钩码上升 ，杠杆的机械效率为 ，不计其他阻力，则（ ） A. B. C. D. 无法判断 二、填空题 9．利用某机械工作时，动力做的功是400J，其中额外功是100J，动力做的有用功是 J，机械效率是 ． 10．如果是水桶掉在了水井里，需要把水桶捞上来．在将水桶捞上来的过程中，克服水的重力所做的功是 功，克服桶的重力所做的功是 功，人在整个捞桶过程中做的功是 ，由此可见，应该根据 来判断有用功和额外功． 11．如图所示,用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆,使重为36 N的物体缓慢升高0.2 m。已知拉力大小F=16 N,拉力移动的距离为0.5 m,则拉力所做的功为　　　　J,有用功为　　　　J,额外功为　　　　J。  12．起重机将重6 000 N的建材匀速提升了3 m,电动机做的功是3.6×104 J,则起重机的机械效率是　　　　;若只增加被提升的建材的重力,则起重机的机械效率　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。  13．如图为某景区的盘山公路,汽车行驶过程中遇到陡坡时司机常常要换用低速挡,这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大　　　　。一辆总重为1×105 N的汽车经过某一长为200 m的路段时,竖直高度上升了20 m,如果汽车的牵引力恒为2.5×104 N,此过程中盘山公路斜面的机械效率为　　　　。  14．如图所示,工人用一滑轮组把重为480 N的物体匀速提升5 m,所用时间为20 s,若该装置的机械效率是80%,则工人对绳子的拉力是　　　　N,拉力的功率是　　　　W。若工人的最大拉力为500 N,该滑轮组的最大机械效率为　　　　(不计绳重和摩擦)。 三、实验题 15．在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码,分别做了下面的实验,实验数据记录如表(每个钩码所受重力为2 N): 实验 次数 钩码所受的 重力G/N 提升 高度 h/m 拉力 F/N 绳端移动 的距离 s/m 机械 效率η 1 2 0.05 1.0 0.15 66.7% 2 2 0.10 1.0 0.30 66.7% 3 4 0.10 1.7 0.30 78.4% 4 6 0.10 ① 0.30 ② (1)实验中要竖直向上　　　　拉动弹簧测力计,使钩码升高。  (2)第4次实验的弹簧测力计示数如图丙所示,则表格中编号①处数据应为　　　　,编号②处数据应为　　　　。  (3)比较第　　　　　两次实验,小丽同学发现:同一滑轮组的机械效率与重物被提升的高度　　　　(填“有关”或“无关”)。  (4)分析以上实验数据可以得出如下结论:同一滑轮组的机械效率主要与　　　　　有关。  (5)若将此滑轮组换一种绕绳方法,不计摩擦及绳重,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。  四、计算题 16．如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重为的货物，使货物沿斜面向上匀速运动。货物的速度，经过，货物竖直升高的高度。已知汽车对绳的拉力的功率，不计绳、滑轮的质量和它们之间的摩擦，求： （1） 时间内汽车对绳的拉力所做的功； （2） 汽车对绳的拉力大小； （3） 斜面的机械效率。 17．用如图所示的滑轮组将质量为的物体以的速度匀速向上提升。取 （1） 求该物体受到的重力。 （2） 若动滑轮重为，提升物体的过程中人的拉力做功，求该过程中克服绳重和摩擦所做的额外功。 参考答案 1．【答案】B 【详解】书的重力一定，楼的高度前后不变，由可知，用两种方法搬书所做的有用功相等;把所有书一起搬上楼所做的额外功为一次克服自身重力所做的功，而分多次先后将所有书搬上楼所做的额外功是多次克服自身重力所做的总功，因此分多次先后将所有书搬上楼所做的额外功大于把所有书一起搬上楼所做的额外功，故用两种方法搬书所做的总功不相等；两种方法搬书的时间相同，做的总功不同，由可知，用两种方法搬书的功率不相等，故符合题意，、、不符合题意。故选。 2．【答案】D 【详解】 3．【答案】D 【详解】机械效率是指有用功与总功的比值，机械是否省力与机械效率大小无关，故错误；功率是描述物体做功快慢的物理量，做功快的机械，其功率大，但机械效率与功率大小没有必然的联系，故错误；所做有用功越多，有用功与总功的比值不一定越大，机械效率不一定越高，故错误；有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高，故正确。故选。 【易错警示】 机械效率由有用功和总功两个因素共同决定,不能理解为“有用功越多,机械效率越高”或“总功越多,机械效率越低”。机械的机械效率高,说明所做有用功占总功的比例大,额外功占总功的比例小；机械做功的快慢指功率,机械效率与功率之间没有直接关系。 4．【答案】C　 【解析】当有力作用在物体上,但是物体在力的方向上没有通过一定的距离时,力不对物体做功,故A错误;由W=Pt可知,时间未知,功率越大,做功不一定越多,故B错误;功率是表示物体做功快慢的物理量,功率越大,做功就越快,故C正确;机械效率是有用功与总功的比值,功率是表示物体做功快慢的物理量,两者没有联系,因此功率越大,机械效率不一定越高,故D错误。故选C。 【易错警示】 (1)功是能量转化的量度。力对物体做的功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积,用符号W表示。(2)功率是描述物体做功快慢的物理量。是做功与做功所用时间的比值,用P表示。(3)机械效率是表示机械能量利用率高低的物理量,是有用功占总功的百分比,用η来表示。 5．【答案】B　 【解析】由图可知,W甲有=1 500 J,W乙额=900 J,η甲=75%,η乙=70%,由η=×100%可得,W甲总===2 000 J,W乙总===3 000 J,故A、D错误;由W有+W额=W总可得,W甲额=W甲总-W甲有=2 000 J-1 500 J=500 J,W乙有=W乙总-W乙额=3 000 J-900 J=2 100 J,故B正确,C错误。 6．【答案】D　 【详解】克服人的重力所做的功为有用功,绳b对人的拉力为F2=480 N,人匀速上升,所以人的重力G=F2=480 N,W有=Gh=480 N×0.5 m=240 J,故A错误;F1做的功为总功,即W总=F1s=30 N×10 m=300 J,F2做的功为W有=240 J,F1做的功大于F2做的功,故B、C错误;滑轮组的机械效率为η===80%,故D正确。 7．【答案】C 【详解】物体重力:G=mg=5 kg×10 N/kg=50 N,拉力做的有用功:W有用=Gh=50 N×1 m=50 J,故A正确;拉力F做的总功:W总=Fs=40 N×2 m=80 J,故B正确;克服摩擦力做的额外功:W额外=W总-W有用=80 J-50 J=30 J,由W额外=fs可得: N,故C错误;斜面的机械效率: % %=62.5%,故D正确。故选C。 8．【答案】B 【详解】原来弹簧测力计作用于 点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计时，测得杠杆的机械效率为 ；将弹簧测力计移动到 点时，仍将钩码竖直向上匀速提升相同的高度，根据 可知有用功不变；钩码上升的高度相同，则杠杆重心上升的高度不变，根据 可知，克服杠杆重力所做的额外功不变；由于有用功和额外功都不变，所以总功也不变，根据 可知杠杆的机械效率不变，即 。 9．【答案】300；75% 【详解】利用某机械工作时，动力做的功是400J，动力做的功为总功，其中额外功是100J，则有用功为： 机械效率为： 10．【答案】 额外 有用 总功 完成事情的目的 【详解】如果是水桶掉在了水井里，需要把水桶捞上来．在将水桶捞上来的过程中，克服水的重力所做的功不我们的目的，所以是额外功； 困为我们的目的是把水桶捞上来，所以克服桶的重力所做的功是有用功； 人在整个捞桶过程中做的功是总功； 所以我们应该根据做功的目的来判断有用功和额外功． 11．【答案】8　7.2　0.8　 【解析】拉力所做的总功W总=Fs=16 N×0.5 m=8 J,有用功W有用=Gh=36 N×0.2 m=7.2 J,额外功W额外=W总-W有用=8 J-7.2 J=0.8 J。  12．【答案】50%　变大　 【解析】起重机克服建材重力做的功:W有用=Gh=6 000 N×3 m=1.8×104 J;起重机的机械效率:η=×100%=×100%=50%;若只增加被提升的建材的重力,则有用功变大,额外功不变,根据η===可知,起重机的机械效率会变大。  13．【答案】牵引力　40% 【详解】由P===Fv可知,当汽车发动机的输出功率一定时,减小行驶速度,可以增大牵引力。汽车牵引力做的有用功:W有用=Gh=1×105 N×20 m=2×106 J,汽车牵引力做的总功:W总=Fs=2.5×104 N×200 m=5×106 J,此过程中盘山公路斜面的机械效率:η=×100%=×100%=40%。 14．【答案】300　150　88% 【详解】由图可知n=2,绳子自由端移动的距离:s=nh=2×5 m=10 m,拉力做的有用功:W有用=Gh=480 N×5 m=2 400 J,由η=×100%可知,拉力做的总功:W总===3 000 J,由W总=Fs可知,工人对绳子的拉力F===300 N;拉力做功的功率:P===150 W;不计绳重和摩擦,根据F=(G+G动)可知,动滑轮的重力G动=nF-G=2×300 N-480 N=120 N,若工人的最大拉力为500 N,根据F=(G+G动)可知,所提起的物体的最大重力G'=nF'-G动=2×500 N-120 N=880 N,该滑轮组的最大机械效率η大======88%。 15．【答案】(1)匀速　(2)2.4　83.3%　(3)1、2　无关  (4)被提升物体的重力　(5)不变  【解析】(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使钩码升高,此时系统处于平衡状态,测力计示数等于拉力大小,且测力计示数稳定,便于读数。(2)由图知,弹簧测力计分度值为0.2 N,则第4次的拉力为2.4 N,表格中编号①处数据应为2.4;由表中数据可得,第4次实验的机械效率η=×100%=×100%=×100%≈83.3%。(3)研究同一滑轮组的机械效率与重物被提升的高度的关系,要控制被提升物体的重力相同,提升高度不同,比较第1、2两次实验,提升钩码的重力相同、高度不同,但机械效率相同,故同一滑轮组的机械效率与重物被提升的高度无关。(4)由表中数据可知,使用同一滑轮组,提升物体的重力越大,机械效率越高,即同一滑轮组的机械效率主要与被提升物体的重力有关。(5)不计摩擦及绳重,额外功为克服动滑轮重力所做的功,滑轮组的机械效率η'=×100%=×100%,若将此滑轮组换一种绕绳方法,物重和动滑轮重不变,所以滑轮组的机械效率不变。 16．【答案】（1） （2） （3） 【解析】 （1） 由公式可得，时间内汽车对绳的拉力所做的功； （2） 内货物移动的距离，由题图知，则内拉力端移动的距离，由公式可得，汽车对绳的拉力； （3） 不计绳、滑轮的质量和它们之间的摩擦，滑轮组对货物的拉力，斜面的机械效率。 17．【答案】（1） 【解】该物体受到的重力。 （2） 物体以的速度被匀速向上提升，上升的高度，提升物体做的有用功；克服动滑轮重力做的额外功，克服绳重和摩擦做的额外功。 第 page number 页，共 number of pages 页 学科网（北京）股份有限公司 $