11.3 机械效率 练习-2025-2026学年沪粤版（2024）物理九年级上册

11.3机械效率 练习 一、单选题 1．用一个动滑轮将重为80N的物体匀速提升2m，所用的拉力为50N则该动滑轮的机械效率为（　　） A．80% B．60% C．70% D．90% 2．用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组提升重物，若不计绳重和摩擦，动滑轮重为20N，物体重为100N，则该滑轮组的机械效率最大可达（　　） A．80% B．83.3% C．90.9% D．100% 3．卢沟桥不仅是北京现存最古老的石造联拱桥，也是中华民族命运转折的见证之桥。如图为卢沟桥内的一幅壁雕，展示了古人修桥的智慧与匠心。可以看到，两名工匠正在使用滑轮将一块巨石抬起，下列对该滑轮说法正确的是（　　） A．该滑轮是一个动滑轮 B．使用此滑轮可以省力 C．使用此滑轮可以改变力的方向 D．使用此滑轮可以省功 4．如图所示，小郭用两个相同的滑轮，组成不同的滑轮组，在相同时间内分别用不同拉力将同物体匀速提高了相同的高度，不计绳重和摩擦。则下列说法正确的是（　　） A．使用该装置不但能省力，还能省功 B．甲和乙拉力的功率P甲>P乙 C．若增加提升物体的高度，则甲和乙的机械效率将变大 D．甲和乙机械效率η甲=η乙 5．如图所示，工人师傅在5s时间内，利用斜面将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F=300N，拉动的距离s=5m，物体提升的高度h=2m。下面说法错误的是（　　） A．拉力做的功大小为1500J B．斜面的机械效率是80% C．物体受到的摩擦力为300N D．拉力的功率为300W 6．小明用如图的实验装置研究“杠杆的机械效率”实验时，将总重为G=100N的钩码挂在铁质杠杆上，弹簧测力计作用于P点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h=0.2m，弹簧测力计的示数为F=50N，其移动的距离为s=0.5m（不计转轴O处的摩擦，钩码重不变），则下列说法正确的是（　　） A．此时杠杆的机械效率η为60% B．若增加钩码的重量，重复实验，则杠杆的机械效率不变 C．若将弹簧测力计移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，此时弹簧测力计的示数为F′，F′小于F D．若将钩码移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，杠杆的机械效率为η′，η′大于η 7．某同学根据如图所示的器材测量滑轮组的机械效率。测量数据如下表。则测量的机械效率约为（     ） 钩码重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳自由端移动的距离s/m 机械效率 1.0 0.1 0.5 0.3 A．70.5% B．80.3% C．66.7% D．57.8% 8．小明分别用图甲和乙的滑轮组匀速提升同一重物到相同高度，实际测量，则（　　） A． B． C． D． 9．下列关于功率和机械效率的说法，正确的（　　） A．功率越大，机械效率就越小 B．功率越大，机械效率就越大 C．功率表示做功的快慢，机械效率表示有用功占总功的百分比 D．功率和机械效率只有在使用机械时，才有一定的关系 10．甲、乙两机械做功情况的部分数据如图所示。下列说法正确的是（　　） A．甲的机械效率等于乙的机械效率 B．甲机械的总功为 C．乙机械的额外功为 D．甲机械做的有用功大于乙机械做的有用功 二、填空题 11．小明利用动滑轮，将重1.5N的钩码匀速提升0.1m，所用的拉力为1N。此过程中，有用功为 J，动滑轮的机械效率为 。对于实际的机械，机械效率总 100%。 12．如图，将图甲中A、B两个相同的物体从粗糙程度相同的斜面底端匀速拉到顶端，做功情况如图乙所示。则拉力对A做的有用功为 ，右侧斜面上，机械效率为 。 13．如图所示，某建筑工人用大小为600N的拉力F，通过定滑轮将重480N的物体匀速提升2m。这名建筑工人做的功是 ，此定滑轮的机械效率是 。 14．如图所示，用相同的滑轮组装成甲、乙滑轮组，分别用F1、F2将同一重物匀速提升，并在相等的时间内提升相同的高度，不计绳重和摩擦，则甲、乙的拉力的功率之比是P1：P2= ，甲、乙的机械效率之比η1：η2= 。 15．如图所示，分别利用甲、乙两滑轮将同一物体匀速提升相同高度，已知两次拉力之比，则使用甲图滑轮的优点是 ，两个滑轮的机械效率之比 。 三、计算题 16．如图所示，小军需要把质量为240kg的重物搬到2m高的车上，他采用5m长木板搭了一个斜面。搬运过程中，他用沿斜面向上1200N的力，用时5min将重物匀速地推到车上。求： 关于此简易斜面装置的机械效率。 17．盾构机可以实现一边挖掘隧道，一边在隧道内壁安装盾构管片，如图所示。某盾构机满负荷工作时，最大推进力F是4.2×107N，在25s内向前推进0.05m，盾构机推进的总功率是2.8×105W。安装的某个管片有效承压面积是5m2，管片承受的压强是2×108Pa。求： 盾构机推进的机械效率。 四、实验题 18．在探究影响滑轮组机械效率高低的因素时，一位同学设计了如图所示的三个滑轮组，动滑轮重为G动，钩码总重为G，钩码上升高度为h，测力计拉力为F，测力计移动距离为s，机械效率为η，依次做1、2、3组实验，并将所测数据填入如下数据记录表中。 序号 G动/N G/N h/m F/N s/m η 1 1 2 0.1 1 0.3 66.7% 2 1 4 0.1 1.67 0.3 3 1 4 0.1 2.5 0.2 80% (1)实验2的机械效率为 %。（百分号前保留至整数位。） (2)由第1次和第2次实验数据可知，用滑轮组提升物体，当滑轮组和提起物体重力一定时，滑轮组的机械效率 与有关。汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义，请你指出以下三种提高效率的方法中， 中的方法是与本实验同理的。 A．鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员 B．汽车制造厂用新材料减轻汽车重量 C．经常给汽车做保养，保持良好的润滑 (3)由第2次和第3次实验数据可知，用滑轮组提升物体，当滑轮与被提升的物体重力一定时，滑轮组的机械效率可能与滑轮组绕绳方式 （选填“有关”或“无关”）。 19．为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据记录在表中。 实验次数 滑轮材质 钩码重G/N 提升的高度h/m 有用功W有用/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械效率η 1 铝 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56% 2 铝 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67% 3 铝 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 67% 4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83% 5 塑料 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95% (1)测绳端拉力F时，应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计。 (2)比较3和4两次实验发现：提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越 。（选填“高”或“低”）比较 两次实验发现：用同一滑轮组提升相同重物时，机械效率与提升的高度无关。 (3)第5次实验是利用图 的装置完成的。 (4)若利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力匀速拉起，滑轮组的机械效率为 。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。 (5)小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变，斜面越光滑，摩擦越小，从而斜面的机械效率越 。（选填“高”或“低”） 20．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，小明利用如图所示的甲、乙两组滑轮组进行了4次测量，并将数据记录在表格中 次数 钩码重G/N 钩码上升距离h/m 弹簧测力计示数F/N 弹簧测力计上升距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 1.4 0.3 47.6 2 2 0.2 1.4 0.6 47.6 3 4 0.1 3.1 0.2 64.5 4 6 0.1 4.0 0.2 (1)实验中需要的测量工具有 和 ； (2)第1次实验中的额外功为 J，第4次实验中的机械效率为 ； (3)分析1、2两次实验数据，可知小明是利用滑轮组 完成的，对比实验数据可以得出：滑轮组的机械效率与 无关； (4)分析比较 两次实验数据，可以得出：同一滑轮组提升的物重越大，机械效率越高。 《11.3 机械效率 练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C C D C D C D C D 1．A 【详解】使用动滑轮提升物体时，承担物重的绳子段数为2段，所以绳子自由端移动的距离是物体上升高度的2倍，即绳子自由端移动的距离s=2h=2×2m=4m 有用功是对我们有用的功，即克服物体重力所做的功，可得有用功 总功是动力所做的功，可得总功 机械效率是有用功跟总功的比值，将数值代入可得 故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 2．C 【详解】若不计绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率 由 可知，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越大，但机械效率小于100%，所以该滑轮组的机械效率可以大于83.3%，小于100%，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．C 【详解】由图可知，该滑轮固定在上端，两名工匠使用滑轮将一块巨石抬起时，该滑轮的轴位置固定不动，所以该滑轮为定滑轮，定滑轮不省力，但是可以改变力的方向。由功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故C正确，ABD错误。 故选C。 4．D 【详解】A．根据功的原理，使用任何机械都不省功，滑轮组可以省力，但不能省功，故A错误； B．不计绳重和摩擦，拉力做的功，因为两物体相同，动滑轮相同，提升高度相同，所以拉力做的总功相同。又因为时间相同，根据功率公式，可知甲和乙拉力的功率，故B错误； C．不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率，与提升物体的高度无关，所以增加提升物体的高度，甲和乙的机械效率不变，故C错误； D．不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率，由于两物体相同，动滑轮相同，所以甲和乙机械效率相等，故D正确。 故选D。 5．C 【详解】AD．拉力做的功大小为 拉力的功率为 故AD正确，不符合题意； B．斜面的机械效率是 故B正确，不符合题意； C．额外功 物体受到的摩擦力为 故C错误，符合题意。 故选C。 6．D 【详解】A．G=100N的钩码挂在铁质杠杆上，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h=0.2m，弹簧测力计的示数为F=50N，其移动的距离为s=0.5m，那么杠杆的机械效率 此时杠杆的机械效率η为80%，A错误； B．若增加钩码的重量，重复实验，因不计转轴O处的摩擦，克服铁质杠杆重力做的功为额外功，则有用功增大，额外功不变，根据 可知杠杆的机械效率将变大，B错误； C．根据原图示可知，将弹簧测力计移动到Q点，阻力和阻力臂都不变，动力臂减小，由F1L1=F2L2可知，动力将增大，即F′>F，C错误； D．根据原图可知，将钩码移动到Q点时，阻力和动力臂都不变，阻力臂增大，由F1L1=F2L2可知，动力将增大，即F′>F，将钩码移至Q点，提升相同高度，由W有=Gh，有用功相同，弹簧测力计竖直移动的距离不同，如下图1所示； 钩码悬挂点移动到Q点时测力计上升的高度较小，若不计转轴O处摩擦，克服杠杆的自重做的额外功小些，根据 可知机械效率变大，即η′>η，D正确。 故选D。 7．C 【详解】由表格数据可知，所做的有用功 所做的总功 由机械效率公式可得，测量的机械效率为 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选 C。 8．D 【详解】A．图甲和乙的滑轮组匀速提升同一重物到相同高度，则根据可知，有用功相同，即，故A不符合题意； B．把同一重物匀速提升相同的高度，图甲中动滑轮上有2股绳，则绳端移动的距离为 图乙中动滑轮上有3股绳，则绳端移动的距离为 则 所以，故B不符合题意； CD．已知，，根据可知，，故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 9．C 【详解】功率是单位时间内做的功的多少，是表示做功快慢的物理量；机械效率是有用功与总功的比值。即功率与机械效率没有关系，故ABD错误，C正确。 故选C。 10．D 【详解】A．由图可知，甲的机械效率为，乙的机械效率为。所以甲的机械效率小于乙的机械效率，故A错误； B．甲机械中额外功，其占总功的75%，所以甲机械的总功为，故B错误； C．由图可知，乙机械的有用功为，占总功的，而额外功占总功的，所以其额外功大于，故C错误； D．甲机械做的有用功为 而乙机械做的有用功为，所以甲机械做的有用功大于乙机械做的有用功，故D正确。 故选 D。 11． 0.15 75% 小于 【详解】[1]有用功是对我们有用的功，对于用动滑轮提升钩码的情况，有用功等于克服钩码重力做的功，根据公式可知，故 [2]根据动滑轮的特点，动滑轮虽然省力但需要多费一倍的距离，所以，已知，根据题意可知 根据机械效率公式，故 [3]实际的机械在工作时，不可避免地要克服机械自身的重力、摩擦力等做额外功，总功等于有用功加上额外功，即 又因为 因为实际的机械工作中，所以，故机械效率 12． 2J 80% 【详解】[1]由图乙可知，拉力对A做的有用功为 [2]两个物体相同，斜面高度相同，则有用功相同，故右侧斜面上，机械效率为 13． 1200J 80％ 【详解】[1]由图可知，绳子自由端移动的距离 建筑工人做的功为拉力做的总功 [2]拉力做的有用功 定滑轮的机械效率 14． 1：1 【详解】不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，由，可知，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则拉力做的总功相同，由可知，两滑轮组的机械效率相同，即甲、乙的机械效率之比。 15． 6：5 【详解】由题可知 所以,两个滑轮的机械效率之比 16．(1) (2) 【详解】（1）由题意得，小军用沿斜面向上的推力，将重物匀速推动的距离为，根据功的计算公式可得，小军做的功为 已知小军完成这些功所用时间为 所以根据功率计算公式可得，小军做功的功率为 （2）由题意得，小军利用斜面装置完成的总功为 已知小军利用斜面装置把质量为240kg的重物搬到2m高的车上，故物体的重力为 所以，小军利用斜面装置完成的有用功为 所以，此简易斜面装置的机械效率为 17．(1)1×109N (2)2.1×106J (3)30% 【详解】（1）该管片承受的压力 （2）推进力做的功为W有=Fs=4.2×107N×0.05m=2.1×106J （3）盾构机推进的总功W总=Pt=2.8×105W×25s=7×106J 则盾构机推进的机械效率为 18．(1)80% (2) 提起物体重力 A (3)无关 【详解】（1）[1]已知实验2时，钩码总重G为4N，钩码上升高度h为0.1m，测力计拉力F为1.67N，测力计移动距离s为0.3m，则 （2）[1]由第1次和第2次实验数据可知，当动滑轮重为G动与钩码上升高度为h一定时，钩码总重为G从2N变为4N，机械效率从66.7%变为80%，说明当滑轮组一定时，滑轮组的机械效率与提起物体重力有关。 [2]A．鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员，是在额外功相同时，人越多，有用功越多，机械效率越高，故A符合题意； B．汽车制造厂用新材料减轻汽车重量，是通过减小额外功来增加机械效率，故B不符合题意； C．经常给汽车做保养，保持良好的润滑。提高滑轮组机械效率的方法是通过减小摩擦（额外功）来增加机械效率，故C不符合题意； 故选A。 （3）[1]由第2次和第3次实验数据可知，当滑轮与被提升的物体重力一定时，改变滑轮组绕绳方式，滑轮组的机械效率没有改变，说明了当滑轮与被提升的物体重力一定时，滑轮组的机械效率可能与滑轮组绕绳方式无关。 19．(1)匀速 (2) 低 2、3 (3)乙 (4)80% (5)高 【解析】【小题1】在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时绳端的拉力等于弹簧测力计的示数； 【小题2】[1]比较3和4两次实验，动滑轮材质不同，铝的密度比塑料大，故重力大，铝的动滑轮重力大，而第3次实验比第4次实验的机械效率小，所以提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越低； [2]研究机械效率与提升钩码的高度的关系，要控制其它因素相同，只改变提升高度，故2、3两次实验符合题意； 【小题3】第5次实验中提升钩码的高度和绳端移动的距离相等，所以第5次实验是利用了定滑轮完成的，故是利用图乙的装置完成； 【小题4】图甲中的绳子段数n＝3，则滑轮组的机械效率 则滑轮组的机械效率为80%。 【小题5】斜面倾斜程度不变时，物体对斜面的压力也会不变，斜面越光滑，摩擦越小，克服摩擦力所做的额外功越少，斜面的机械效率越高。 20．(1) 弹簧测力计 刻度尺 (2) 0.22 75% (3) 甲 物体上升距离（绳端移动距离） (4)3、4 【详解】（1）[1][2]在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，根据机械效率计算公式可知，计算利用滑轮组所做的有用功和总功时，需测量出物体的重力和上升的高度来计算有用功，需测量出动力端的拉力大小及伸长的距离来计算总功，故需用弹簧测力计来测量重力与拉力，需用刻度尺来测量上升的高度及动力端伸长的距离，所以，实验中需要的测量工具有弹簧测力计和刻度尺。 （2）[1]由实验数据表可得，第1次实验中，钩码重力为，钩码上升的高度为，动力端拉力大小为，动力端伸长距离为，所以，动力端利用滑轮组所做的总功为 动力端利用滑轮组所做的有用功为 则第1次实验中的额外功为 [2]由实验数据表可得，第4次实验中，钩码重力为，钩码上升的高度为，动力端拉力大小为，动力端伸长距离为，所以，动力端利用滑轮组所做的总功为 动力端利用滑轮组所做的有用功为 故第4次实验中的机械效率为 （3）[1]由1、2两次实验数据可知，动力端伸长的距离与钩码上升高度之间的比值均为，这与甲图所示滑轮组中承担物重的绳子段数相符，由此可知，1、2两次实验数据，小明是利用滑轮组甲完成的。 [2]1、2两次实验中，用同一滑轮组提升相等重力的重物，提升不同的高度（自由端移动不同的距离），结果机械效率相等，说明滑轮组的机械效率与提升物体的高度（自由端移动的距离）无关。 （4）根据控制变量法，要探究同一滑轮组机械效率与物重的关系，需使滑轮组的绕线方式、物体上升高度等都相同，只改变物体的重力，观察滑轮组机械效率的变化，根据以上需要，结合实验数据表可判断出：分析比较3、4两次实验数据，可以得出：同一滑轮组提升的物重越大，机械效率越高。 学科网（北京）股份有限公司 $