11.3 机械效率 随堂练习-2025-2026学年沪科版物理八年级全一册

11.3机械效率 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下列关于功、功率、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．使用机械可以省力或省距离，但不能省功 2．如图所示的装置，用250N的拉力F将重为400N的物体匀速提升2m，下列计算结果正确的是（    ） A．总功为800J B．有用功为500J C．额外功为300J D．机械效率为80% 3．工人师傅用如图所示的装置在10s内把质量为48kg的货物从地面匀速提升至3楼，每层楼高3m，所用的拉力为300N。下列关于图示装置的说法正确的是（　　） A．此过程中，该装置所做有用功为4320J B．此装置中动滑轮的重力为120N C．此过程中装置的机械效率为80% D．拉力做功的功率为540W 4．如图是中国古代取水工具——辘轳，是利用轮轴原理的起重机具。其构造是在井上安置带有水平转轴的支撑架，转轴一端装有曲柄，转轴上缠有绳索。绳索下端系有水桶。用人力或畜力转动曲柄，即可从井中提水。下列关于辘轳的说法正确的是（    ） A．辘轳相当于一个动滑轮 B．人对水平转轴做的功是有用功 C．利用辘轳取水的机械效率可达100% D．取水时水越多，辘轳的机械效率越高 5．如右图所示，某同学使用动滑轮把600N的重物匀速提升了3m，所用的拉力是400N．下列说法正确的是 A．机械效率是80% B．有用功是1800J C．额外功是300J D．总功是2100J 6．如图，小明分别用甲、乙滑轮把同一桶沙提升相同高度。用甲滑轮所做的有用功为W1，机械效率；用乙滑轮所做的有用功为W2，机械效率为，若不计绳重与摩擦，则（　　） A． B． C． D． 7．如图所示，小红用10N的拉力将重为20N的物体在5s内匀速提升了0.2m，则以下说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为0.4m B．有用功为4J C．滑轮组的机械效为83.3% D．拉力的功率为12W 8．下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　　） A．做功时间越长的机械，功率越大 B．机械效率越高的机械，所做额外功占总功的比例越小 C．做功越快的机械，机械效率越高 D．功率越大的机械，做功越多 9．如图所示，小冯分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为ηl，用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计绳重与摩擦，则（    ） A．Wl=W2  ηl=η2 B．W1=W2  ηl<η2 C．W1<W2  η1>η2 D．W1>W2  ηl<η2 10．小明用两个相同的滑轮，组成不同的滑轮组（如图），分别将同一物体以相同匀速提高到相同高度（忽略绳重及摩擦），下列关系正确的是（　　） A． B． C． D． 二、多选题 11．如图所示．重为G的物体在拉力F的作用下，以v的速度匀速运动了s，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一，不计绳重、轮与轴间的摩擦．下列说法正确的是 A．使用该滑轮组一定省力 B．拉力的功率为2Fv C．额外功为（2nF-G）s D．滑轮组的机械效率为 12．如图所示，重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m／s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80％，则在此过程中。下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为2m B．物体与地面间的滑动摩擦力为48N C．拉力F的功率为12W D．有用功为120J 13．如图所示，用相同的滑轮组成两个不同的滑轮组，分别将同一物体匀速提升相同高度，拉力分别为F甲、F乙，不计绳重及摩擦，则以下说法正确的是（   ） A．拉力F甲小于F乙 B．甲、乙做的有用功一样多 C．F甲的功率一定等于F乙的功率 D．甲的机械效率大于乙的机械效率 14．体重相同的柳明和张萧比赛谁先从一楼上到三楼，结果柳明比张萧提前3s到达，整个比赛过程中，柳明比张萧的（  ） A．速度大 B．做功多 C．做功快 D．效率高 15．如图所示，小明用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别匀速提升两个质量相同的物体，绳端在相同时间内移动的距离相等．在提升过程中，若绳端拉力，下列说法正确的是（　　） A．物体的速度之比 B．有用功之比 C．总功之比 D．机械效率之比 三、填空题 16．额外功：对人们 又不得不做的功叫作额外功，额外功是克服机械 和 做的功，记作。 17．物理学中，将有用功跟总功的 叫作机械效率，用表示，公式 。 18．用如图所示的滑轮组匀速提升钩码，已知钩码总重8N，弹簧测力计的示数为3N，绳子自由端被拉上去了30 cm，则使用该滑轮组做的总功为 J，额外功为 J，这个滑轮组的机械效率是 。 19．小明用如图所示的动滑轮提起140N的水桶，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），小明拉绳子的动力为 N；如果向水桶内再加入40N的水，提起时动滑轮的机械效率 （选填“变大”、“变小”或“不变”）． 20．输入能量、输出有效能量、输出无效能量的关系： ＝ ＋ 。能量转化效率η＝ 。在任何情况下，η都 1。 四、实验题 21．小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验（如图所示），用相同的滑轮组提升不同数量的钩码，记录数据如表所示。 实验 次数 钩码的重力 G/N 钩码提升高度 h/m 拉力 F/N 绳端移动的距离 s/m 机械效率 η 1 2 0.1 0.9 0.3 74% 2 4 0.1 1.6 0.3 83% 3 6 0.1 ① 0.3 ② （1）观察如图中测力计的示数，表格中编号①的数值是 ，②的数值是 。 （2）小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法，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，方法 是与本实验同理的。 方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员 方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重 方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑 （3）小明发现绳端移动的距离与钩码提升高度有固定的倍数关系，于是他认为钩码数量一定时，无论将钩码提升多高。都不影响该滑轮组的机械效率，小芳则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了，你认为 的看法是正确的。 五、综合题 22．如图所示，工人用沿斜面向上、大小为500N的推力，将重800N的货物从A点匀速推至B点；再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s，到达C点。已知AB长3m，BC长1.2m，距地面高1.5m。试问： (1)利用斜面搬运货物主要是为了 ； (2)货物沿斜面运动时，推力做的功为多少? (3)斜面的机械效率为多少? 23．按要求填空： (1)如图所示，在质量分布均匀的杠杆一端用竖直向上的力F匀速拉动一物体，杠杆转动过程中，拉力F的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。已知重为36N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为16N，拉力作用点移动的距离为25cm，此时杠杆的机械效率为 ．若将物体的悬挂点由A点（为第1次）向右移至B点（为第2次），将重物提升相同的高度，两次有用功 （选填“相等”或“不等”），第 （选填“1”或“2”）次杠杆的机械效率高。 (2)如图所示，小明在一根均匀硬质细杆上挖出等间距的5道细凹槽，将细杆分成6等份，并分别在细杆两端和凹槽处标记出“0、1、2、3、4、5、6”，然后在两端对称安装合适的螺母．支架（未画出）支撑在任一标记处时，都要重新调节螺母，使细杆不挂物体时在水平位置平衡．现把重为2N的物体悬挂在标记“6”处，仅在其他标记处放置支架和悬挂最大容积为800mL、重为1N的小桶，通过改变支架支撑的位置和小桶悬挂的位置，并调整小桶内的水量，可以有 种方案使细杆在水平位置平衡．水的密度为，g取。 24．如图所示，某建筑工地上一台起重机在2min内将重30000N的混凝土预制料匀速提升了24m，已知起重机做的额外功是2.8×105J。g取10N/kg，请你回答下列问题∶ (1)起重机对混凝土预制料做了多少有用功？ (2)起重机对混凝土预制料做有用功的功率是多少？ (3)起重机的机械效率是多少？ (4)请你提出一种提升起重机的机械效率的具体方法。 《11.3机械效率》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D C D B D B B C A 题号 11 12 13 14 15 答案 BC BC AB AC BCD 1．D 【详解】A．机械效率是指有用功与总功的比值，它反映了机械性能的好坏，与机械是否省力无关，一个机械可能很省力，但如果它做的额外功很多，那么它的机械效率可能并不高。故A错误； B．功率是表示做功快慢的物理量，它等于单位时间内完成的功，做功快意味着功率大，机械效率是指有用功与总功的比值，它反映了机械性能的好坏，与做功快慢无关，故B错误； C．机械效率是有用功与总功的比值，即使有用功很多，但如果总功（有用功加额外功）更多，那么机械效率也可能并不高。故C错误； D．根据功的原理，使用任何机械都不省功，这是因为机械在传递力的过程中，总会有一部分能量以摩擦、热损失等形式消耗掉，所以使用机械只能改变力的方向、大小或作用点，而不能省功。故D正确。 故选D。 2．D 【详解】A．由图知有两段绳子吊着动滑轮，则绳子自由端移动的距离为 拉力F所做的总功为 故A错误； B．有用功为 故B错误； C．额外功为 故C错误； D．滑轮组的机械效率为 故D正确。 故选D。 3．C 【详解】A．此过程中，该装置所做有用功为 故A错误； B．由于题目中物不计绳重和绳轮之间的摩擦力，因此无法求出动滑轮的大小，故B错误； C．此过程中拉力做的总功为 装置的机械效率为 故C正确； D．拉力做功的功率为 故D错误。 故选C。 4．D 【详解】A．该装置是一个轮轴，本质是一个杠杆，故A错误； B．使用辘轳的目的是为了取水，取水时克服水重做的功是有用功，故B错误； C．利用辘轳取水时不可避免要做额外功，机械效率不可能达到100%，故C错误； D．取水时水越多，有用功越多，额外功基本不变，则辘轳的机械效率越高，故D正确。 故选D。 5．B 【详解】分析：已知物体的重力和升高的高度，根据公式可求有用功；已知物体上升的高度和动滑轮上绳子的段数以及拉力的大小，根据公式可求拉力做的总功；有用功与总功的比值就是滑轮组的机械效率． 解答：有用功；故B正确；拉力做的总功为 故D错误；，故C错误；动滑轮的机械效率故A错误． 故选B． 【点睛】本题考查总功、有用功、机械效率等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是对动滑轮上绳子段数的判断． 6．D 【详解】如图甲乙所示，把同一桶沙提升相同高度，有用功为W=Gh，因此W1=W2。图乙中要克服动滑轮重做功，也为额外功，即在有用功相同情况下，乙图中额外功更多，则机械效率更小，即。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 7．B 【详解】A. 如图，由三段绳子拉着动滑轮，所以绳子自由端移动的距离为： ，故A错误； B. 有用功为： ，故B正确； C. 总功为：； 滑轮组的机械效为：，故C错误； D. 拉力的功率为：，故D错误； 故选B． 点睛：涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，弄清楚这些功后，求效率和功率就显得简单了． 8．B 【详解】A．由可知，功率取决于做功多少和所用时间，做功时间越长，但做功多少不确定，功率大小无法确定，故A错误； B．由可知，机械效率越高，所做额外功占总功的比例越小，故B正确； C．机械效率和功率是两个不同的物理量，机械效率与机械功率大小没有直接关系，故C错误； D．功率是表示做功快慢的物理量，功率越大的机械，做功快，因为时间不确定，所以做功多少不能确定，故D错误。 故选B。 9．C 【详解】将同一桶沙提升相同高度，两图中所做的有用功是相同的，甲图中仅需对桶、绳子等做额外功，而乙图中需要对桶、绳子、动滑轮等做额外功，故W1<W2，由效率的公式可知，在有用功相同时，η1>η2，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 10．A 【详解】忽略绳重及摩擦，根据可知，相同，F1中连接动滑轮绳子的股数是2，即；F2中连接动滑轮绳子的股数是3，即，则；提升过程中，提升相同的物重，且提升相同的高度，两个相同的滑轮，额外功相同，有用功相同，根据 可知，机械效率相同，即，故A正确，BCD错误。 故选A。 11．BC 【详解】A．由图可知，连接动滑轮绳子的股数n′=2，由于不计绳重、轮与轴间的摩擦，所以，绳端的拉力F=（f+G动），由于f与G动的大小关系未知，所以无法比较F与f的大小关系，则使用该滑轮组不一定省力，故A错误； B．绳端移动的速度v绳=2v，则拉力的功率：P==Fv绳=2Fv，故B正确； C．由题意可知，物体运动时受到的摩擦阻力f=G，克服摩擦阻力做的功为有用功，则：W有=fs=Gs，绳端移动的距离：s绳=2s，拉力F做的总功：W总=Fs绳=2Fs，则额外功：W额=W总-W有＝2Fs-Gs＝（2nF-G）s，故C正确； D．滑轮组的机械效率：η=，故D错误． 12．BC 【详解】A．由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离 s绳=3s物=3v物t=3×0.2m/s×10s=6m 故A错； B．拉力做的有用功 W有=fs物，W总=Fs绳 因为 所以物体与地面间的滑动摩擦力 f=η×3F=80%×3×20N=48N 故B正确； C．拉力做功为 W总=Fs绳=20N×6m=120J 拉力做功的功率 故C正确； D．有用功 W有=fs物=fv物t=48N×0.2m/s×10s=96J 故D错。 故选BC。 13．AB 【详解】A．图示中，用相同的滑轮组成两个不同的滑轮组，分别将同一物体匀速提升相同高度，甲中，滑轮组的承重绳子为3根，乙滑轮组承重绳子为2根，不计绳重及摩擦时，据得，，故A正确； B．甲、乙滑轮组将同一物体提升同一高度，据W有=Gh知，甲、乙做的有用功一样多，故B正确； C．滑轮组将同一物体匀速提升相同的高度，两次提升的速度不知，若两次提升的速度相同，则有 F甲的功率等于F乙的功率，两次提升物体的速度不等，则两次的功率不等，故C错误； D．不计绳重及摩擦时，据W额=G动h知，提升物体时所做的额外功相同，据知，提升物体的过程，所做的总功相同，而，所以甲的机械效率等于乙的机械效率，故D错误。 故选AB。 14．AC 【详解】A．两人都是从一楼上到三楼，通过的路程相等，但是柳明比张萧提前3s到达，根据速度公式可知，路程相同，用时越短，速度越大，柳明比张萧的速度大，故A符合题意； B．柳明和张萧体重相同，重力相同，都是从一楼上到三楼，高度相同，根据W=Gh可知，两人做一样多，故B不符合题意； C．因为两人做一样多，柳明比张萧提前3s到达，根据 可知，用时越短，功率越大，柳明比张萧功率大，所以柳明比张萧做功快，故C符合题意； D．两人从一楼上到三楼，将自身提高做的功是即是总功也是有用功，没有额外功，所以两人上楼的效率都是100%，故D不符合题意。 故选AC。 15．BCD 【详解】 A．由图可知，甲为定滑轮，，乙为动滑轮，动滑轮上有效绳子段数为2。则。绳端在相同时间内移动的距离相等，即，则，根据可知， 故A错误； B．物体质量相等，则有用功之比为 故B正确； C．总功之比为 故C正确； D．机械效率之比为 故D正确。 故选BCD。 16． 无用 自重 摩擦 【详解】[1][2][3]对人们无用又不得不做的功叫作额外功，额外功是克服机械自重和摩擦做的功，记作，任何机械都不可避免地要做额外功。 17． 比值 【详解】[1][2]物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率，用η表示，公式，使用机械时不可避免的要做额外功，任何机械的机械效率都小于100%。 18． 0.9 0.1 88.9% 【详解】[1][2][3]根据该滑轮组的组装，可看出有3段绳子承担钩码，那么绳子自由端移动的距离是钩码移动距离的3倍即s=3h，所以，使用该滑轮组做的总功为 有用功为 由可得，额外功为 由可得，这个滑轮组的机械效率是 19． 80 变大 【详解】分析：不计绳重和摩擦，人拉绳子自由端的拉力；用同一个滑轮组提升物体时，物重越大，效率越高． 解答：由图可知，该滑轮为动滑轮，有两段绳子拉着动滑轮，不计绳重和摩擦，则拉绳子的动力：；使用同一滑轮组，在提升高度相同时，所做的额外功不变，增加水的重力，增大了有用功，所以有用功在总功中所占的比例变大，机械效率会变大． 故答案为80；变大． 【点睛】本题考查了滑轮组绳子拉力的计算、机械效率的变化，属于基础知识． 20． 输入能量 输出有效能量 输出无效能量 小于 【详解】[1][2][3][4]在机械使用过程中，输入的能量=输出的有效能量+输出无效能量；能量的转化效率。 [5]由于在任何情况下，都会有无效能量，因此都小于1。 21． 2.3 87% 一 小明 【详解】（1）[1][2]由图知，弹簧测力计的分度值为0.1N，弹簧测力计的示数为2.3N；第三次实验滑轮组的机械效率 （2）[3]小明通过分析表格中的数据知，同一滑轮组，物体越重，增加有用功来使机械效率越高；方法一：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，故符合题意； 方法二：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的，故不符合题意； 方法三：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来增加机械效率的，故不符合题意，故选方法一与与本实验同理。 （3）[4]根据知机械效率与高度无关，故小明的看法正确。 22．(1)省力 (2)1500J (3)80% 【详解】（1）使用斜面能够省力，但是费距离；利用斜面搬运货物主要是为了省力。 （2）货物沿斜面运动时，推力做的功 （3）有用功为 则斜面的机械效率为 23．(1) 不变 90% 相等 2 (2)11 【详解】（1）[1]由图示可知，当重物被提升的过程中，根据数学知识可知动力臂与阻力臂的比值不变，且重物的重力不变，由杠杆平衡条件可知拉力不变。 [2]物体上升的高度 拉力移动的距离 此时杠杆的机械效率 [3]将重物的悬挂点由A点(为第1次)向右移至B点 (为第2次)，将重物提升相同的高度，有用功都是对物体的重力做功，且重物提升高度相同，由W=Gh可知，两次有用功相等。 [4]杠杆提升物体时，对物体做有用功，克服杠杆重做额外功，并且 设杠杆重心升高的距离为h'，所以 G不变，h1不变，G杠杆不变，物体从A点到B点，物体还升高相同的高度，有用功不变；杠杆上旋的角度减小，杠杆升高的距离h变小，克服杠杆重力所做的额外功变小，则变小，所以也变小；根据 可知，总功变小，有用功不变，所以η变大，即第2次杠杆的机械效率高。 （2）现把重为2N的物体悬挂在标记“6”处，仅在其他标记处放置支架和悬挂最大容积为800mL、重为1N的小桶，桶内可以装有的水的重力为 则水和桶最大的重力为9N，根据可知， 则 支点可以在1、2、3、4、5处，F3的范围为 1N~9N，当支点在1时，弹簧测力计的示数为 0.4N<1N，不符合题意； 同理，当支点在2时 符合题意； 不符合题意；当支点在3时 符合题意； 符合题意； 不符合题意；当支点在4时 符合题意； 符合题意； 符合题意； 符合题意；当支点在5时 不符合题意； 符合题意； 符合题意； 符合题意； 符合题意； 综上所述，弹簧测力计共有11种情况。 24．(1)720000J (2)6000W (3)72% (4)见解析 【详解】（1）起重机对混凝土预制料做的有用功 （2）起重机对混凝土预制料做有用功的功率 （3）起重机做的总功 起重机的机械效率 （4）根据机械效率的计算公式可知，在有用功一定时，减小额外功可以提高机械效率；在额外功一定时，增大有用功可以提高机械效率。对于起重机来说，额外功主要是克服机械自重和摩擦等做的功，所以可以通过减轻起重机的自重、减小摩擦、在不超过起重机承载能力的前提下，适当增加提升物体的重力等方法来提高起重机的机械效率。 学科网（北京）股份有限公司 $