12.4 机械效率 同步练 2025-2026学年人教版物理八年级下册

**基本信息** 以机械效率为核心，通过基础概念辨析、公式应用到综合情境探究的分层设计，构建从单一到综合的知识巩固路径，适配新授课对物理观念和科学思维的培养需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|有用功/额外功判断、机械效率概念|单选题1、填空题10/12，直接考查核心概念，强化物理观念| |理解应用|机械效率公式计算、实验数据处理|填空题9/11、实验题14，结合具体数据应用公式，培养科学思维| |综合拓展|滑轮组/斜面/杠杆多机械综合、功率结合效率|单选题7、计算题16、综合题17，复杂情境综合应用，提升科学探究能力|

12.4 机械效率 同步练 一、单选题 1．工人师傅用动滑轮提升重物，下列有关他做功的说法正确的是 A．他提起动滑轮所做的功是有用功 B．他提起重物时，克服摩擦力所做的功是有用功 C．动滑轮对重物做的功是有用功 D．他的拉力做的功是有用功 2．在探究“斜面的机械效率”的实验中，以下说法正确的是（　　） A．用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉木块时拉力和摩擦力是一对平衡力 B．斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率 C．斜面的粗糙程度对机械效率没有影响 D．斜面的倾斜程度越大，沿斜面所用的拉力越小 3．如图所示小明分别用甲乙两个滑轮把同一袋沙子从地面匀速提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计绳重及摩擦，则（　　） A．W1<W2η1>η2 B．W1=W2 η1<η2 C．W1=W2η1>η2 D．W1>W2η1<η2 4．如图所示，工人利用动滑轮吊起一袋沙的过程中，做了300J的有用功，100J的额外功，则该动滑轮的机械效率为（　　） A．75％ B．66.7％ C．33.3％ D．25％ 5．两个完全相同的滑轮，分别以图示两种方式，将重为G的物体以相同的速度匀速竖直提升相同高度，不计绳重和摩擦，甲、乙的机械效率为η1、η2，拉力F1、F2做的功分别为W1、W2，功率分别为P1、P2，下列判断正确的是（　　） A．F1=2F2 B．η1>η2 C．W1>W2 D．P1=P2 6．某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮的质量相同）在相同时间内把重物A和B提升相同高度，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（    ） A．若FA=FB,则GA =GB B．若GA<GB,则FA> FB C．若FA=FB，则两滑轮组的机械效率 D．若FA=FB，则拉力做功的功率P甲=P乙 7．如图甲所示，电动机通过滑轮组沿斜面匀速拉动重为的货物，电动机的输出功率恒为。内货物运动的路程随时间变化关系如图乙所示，货物被提升的高度为。不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，则内（　　） A．斜面对货物的支持力做功为 B．电动机对绳子的拉力为 C．货物受到斜面的摩擦力为 D．滑轮组的机械效率为 8．小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，他将两个钩码悬挂在B点，在A点用弹簧测力计保持竖直方向拉动杠杆，使其绕O点匀速缓慢转动，带动钩码上升一定的高度h（不计摩擦）。则（　　） A．在杠杆转动过程中，弹簧测力计的示数会变小 B．仅将拉力的作用点从A点移到C点，杠杆的机械效率不变 C．仅增加钩码的个数，拉力所做的额外功增大 D．仅将钩码的悬挂点从B点移到C点，拉力做的总功变大 二、填空题 9．如图所示，用大小为的水平拉力通过滑轮组拉动重为的物体。若在时间内使水平向左移动了距离，地面对的摩擦力为，则绳子端点的速度大小是______；滑轮组所做的有用功是______，滑轮组的机械效率是______。 10．如图所示，在用滑轮组提升物体时，绳端拉力F做的功为W1，动滑轮对物体做的功为W2，则两个功的大小关系为W1_______W2。 11．某同学在做测量机械效率的实验时，分别用甲、乙、丙三种机械将重2N的物体匀速提升0.6m，记录它们所做的总功如图所示，则甲机械做的有用功为________ J，乙机械的额外功为________ J，丙机械的机械效率为________ 。 12．如图所示，在用杠杆提升物体时，拉力F做的功为W1，杠杆对物体做的功为W2，则两个功的大小关系为W1_______W2。 13．如图光滑斜面，沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部匀速拉到顶部，速度相同，沿斜面所需拉力分别为F1和F2，它们做功的功率分别为P1和P2两个斜面的机械效率分别为η1和η2，则F1_________F2，P1_________P2，η1_________η2。（选填“>、<或=”）。 三、实验题 14．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据记录如表。 次数 钩码重G/N 钩码上升距离h/cm 弹簧测力计示数F/N 弹簧测力计上升距离s/cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 88.9% 3 6 10 30 (1)实验时，要竖直向上_______ 拉动弹簧测力计； (2)第3次实验中，弹簧测力计的示数如图，为________ N；机械效率为__________ （结果保留一位小数）； (3)分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越_____ ； (4)若第1次实验中，钩码上升高度增大为20cm，则过程中做的额外功_______ ，滑轮组的机械效率_______ ；（均选填“增大”、“减小”或“不变”） (5)小明发现边拉动边读数时，弹簧测力计示数不稳定，若第3次实验中，弹簧测力计的示数是在拉动的过程中停下来读取的，这样测量________（选填“正确”或“不正确”）。 四、简答题 15．如图所示是某地区的供水系统发生故障后，居民利用滑轮提水的情景。在这个情景中，人所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？ 五、计算题 16．利用如图所示的滑轮组，物体的质量为，用的力拉绳子自由端，使物体做匀速直线运动，物体在内移动的距离，且物体受到的摩擦力大小是物体重力大小的倍，求： (1)物体运动速度大小； (2)拉力的功率； (3)滑轮组的机械效率。 六、综合题 17．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? 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 《12.4 机械效率 同步练》参考答案 1．C 【分析】使用机械提升重物时，根据我们的目的，对重物做的功为有用功；为了提升重物使用了机械，必须提升动滑轮和绳子、必须克服摩擦做功，这些功为额外功．据此分析解答． 【详解】用动滑轮提升物体，升高物体所做的功为有用功；克服摩擦力、提高绳子和动滑轮所做的功，是无用但又不得不做的功，是额外功；绳子自由端的拉力所做的功为总功，故ABD错误，C正确． 故选C. 2．B 【详解】A．木块在上升过程中受到重力、支持力、拉力和摩擦力四个力的作用，由于重力使物体有下滑的趋势，所以，要使物体匀速上升，拉力应大于摩擦力，拉力和摩擦力不是一对平衡力，故A错误； B．其他条件一定时，斜面倾斜程度越大，机械效率越高，故B正确； C．在斜面倾斜程度一定时，斜面粗糙程度越大，克服摩擦做的额外功越多，机械效率越低，故C错误； D．斜面的倾斜程度越小，越省力，沿斜面所用的拉力越小，故D错误。 故选B。 3．A 【详解】分别用甲乙两个滑轮把同一袋沙子从地面匀速提到二楼，沙袋所受的重力相同，高度相同，故两机械做的有用功相同，由于乙是动滑轮，克服动滑轮和绳子摩擦力做功，而甲是定滑轮，只需要克服摩擦力做功，故乙做的额外功多，故乙拉力做的总功大，乙的机械效率低，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．A 【详解】由题意可知，人所做的总功为 W总=W有+W额=300J+100J=400J 故动滑轮的机械效率为 故选A。 5．B 【详解】A．甲是定滑轮，乙是动滑轮，不计绳重和摩擦，甲的拉力等于物体的重力，即 F1=G 乙的拉力等于物体和滑轮总重的一半，即 2F2=G+G动 所以 F1<2F2 A错误； BC．不计绳重和摩擦，因为物重相同，提升的高度相同，故甲做的有用功等于乙做的有用功；因为甲用定滑轮提升，乙用动滑轮提升，所以甲做的额外功为零，小于乙做的额外功，总功等于有用功和额外功之和，所以甲做的总功小于乙做的总功，即 W1<W2 因为机械效率是有用功与总功的比值，由可知甲的机械效率大于乙的机械效率，即 η1>η2 故B正确，C错误； D．将重为G的物体以相同的速度匀速竖直提升相同高度，由可知所用时间相同，甲做的总功小于乙做的总功，由可知甲的功率小于乙的功率，即 P1<P2 故D错误。 故选B。 6．C 【详解】AB．由图可知，甲图中提升动滑轮绳子段数n=3，乙图中提升动滑轮绳子段数为n=2，每个滑轮的质量相同，由G=mg可知，动滑轮重力G动相同，不计绳重及摩擦，则甲图中绳子的拉力 乙图中绳子的拉力 若FA=FB，则GA＞GB，故A错误； 若GA＜GB，则FA＜FB，故B错误； C．动滑轮省力费距离，由AB选项分析可知，甲图中提升动滑轮绳子段数n=3，乙图中提升动滑轮绳子段数为n=2，甲图中拉力移动的距离 乙图中拉力移动的距离 物体A的重力 物体B的重力 甲滑轮组的机械效率 乙滑轮组的机械效率 由于动滑轮重力相同，物体升高相同的高度，若FA=FB，则两滑轮组的机械效率，故C正确； D．由C选项分析可知，甲图中提升动滑轮绳子段数n=3，乙图中提升动滑轮绳子段数为n=2，甲滑轮组拉力的功率 乙滑轮组拉力的功率 物体升高相同的高度，时间相同，若FA=FB，则拉力做功的功率，故D错误。 故选C。 7．C 【详解】A．支持力的方向垂直于斜面向上，而货物的运动方向是沿斜面向上，支持力与货物的运动方向相互垂直。根据功的计算公式W=Fs，当力的方向与物体运动方向垂直时，力对物体不做功，即支持力做的功为0J，故A不符合题意； B．由图乙可知，10秒内货物匀速移动了4m，因为滑轮组由4段绳子拉动物体，所以绳子自由端移动的距离s绳=4s物=4×4m=16m 电动机的输出功率 P=240W，整个过程的时间 t=10s，可先计算出电动机做的总功W总=Pt=240W×10s=2400J 再根据功的计算公式W=Fs，变形可得电动机对绳子的拉力 故B不符合题意； C．货物的重力G=900N，被提升的高度h=2m，克服货物重力所做的功为有用功W有= Gh=900N×2m=1800J 因为不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，所以额外功仅来自克服货物与斜面之间的摩擦力，即W额= W总－W有= 2400J－1800J=600J 额外功是克服摩擦力所做的功，其计算公式为W额= fs物，变形可得摩擦力 故C符合题意； D．机械效率η是有用功与总功的比值，不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，则使用滑轮组时没有做额外功，所以滑轮组的机械效率为100%，故D不符合题意。 故选C。 8．B 【详解】A．原来动力臂为OA，阻力臂为OB。在A点用弹簧测力计保持竖直方向拉动杠杆到下图示虚线位置（为分析方便，将图适当放大），阻力的作用点为B′，动力的作用点为A′，阻力大小不变，根据力臂的定义，动力臂OM减小，阻力臂ON变小，如下图所示： 根据三角形ONB′与三角形OMA′相似，所以有 所以动力臂与阻力臂的比值不变，因为阻力不变，根据杠杆的平衡条件知，弹簧测力计的示数应该不变，故A不符合题意； B．仅将拉力的作用点从A点移到C点，由于将相同的钩码提升相同的高度，有用功不变，额外功也不变，总功不变，故杠杆的机械效率不变，故B符合题意； C．克服杠杆重力做的功为额外功，仅增加钩码的个数，杠杆重力和杠杆上升的高度不变，拉力所做的额外功不变，故C不符合题意； D．仅将钩码的悬挂点从B点移到C点，钩码和杠杆还是上升原来的高度，有用功不变；钩码由B到C，上升高度不变，根据数学关系可知，杠杆提升的高度减小，如下图所示： 额外功减小，又因为总功等于额外功与有用功之和，所以拉力做的总功变小，故D不符合题意。 故选B。 9． 【详解】[1][2][3]由图知，滑轮组绳子承重股数为，绳子端点B移动距离，绳子端点B的速度 滑轮组做的有用功 拉力做的总功 滑轮组的机械效率 10．＞ 【详解】用滑轮组提升物体时，拉力做的功，除了包括提升物体做的功，还包括提升动滑轮、克服绳重和摩擦做的功，所以拉力做的功大于动滑轮对物体做的功，即。 11． 1.2 1.8 80% 【详解】[1]分别用甲、乙、丙三种机械将重2N的物体匀速提升0.6m，所做的有用功 [2]从图中可知，乙机械的总功W乙＝3J，额外功为 [3]丙机械的总功W丙＝1.5J，机械效率为 12．＞ 【详解】用杠杆提升物体时，拉力做的功，除了包括提升物体做的功，还包括提升杠杆、克服摩擦做的功；所以拉力做的功大于杠杆对物体做的功。即。 13． < < = 【详解】[1]斜面光滑说明没有摩擦，所以不做额外功，所以把同一物体沿斜面AB和AC分别拉到顶端A，h相同，根据可知，将同一重物从它们的底部匀速拉到顶部所做的功相同，即 不考虑摩擦，有用功等于总功 由可知，沿斜面所需拉力分别为 [2]将同一重物从它们的底部匀速拉到顶部，速度相同，因为 根据可知，所用时间 根据可知，它们做功的功率分别为 [3]斜面光滑说明没有摩擦，所以不做额外功 根据，机械效率均为100%，则 14．(1)匀速 (2) 2.2 90.9% (3)高 (4) 增大 不变 (5)不正确 【详解】（1）在实验时，要竖直向上匀速拉动弹簧测力计。 （2）[1]如图所示，弹簧测力计的分度值为0.2N，根据指针位置可以知道其示数为2.2N。 [2]第3次实验中，拉力的总功为 有用功 滑轮组的机械效率为 （3）由表中实验数据可知，1、2、3次实验提升重物依次增加，滑轮组的机械效率越来越高，可得实验结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。 （4）[1]若第1次实验中，钩码上升高度增大为20cm，绳端移动的距离也增大，动滑轮的重和摩擦力大小都不变，移动的距离增加，根据和可知，过程中做的额外功会增大。 [2]拉力和物体的重力大小不变，拉力移动距离仍是物体移动距离的3倍，根据机械效率公式可知，滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关，故机械效率不变。 （5）真实的机械效率应在滑轮组匀速竖直提升重物时测量，此时系统处于动态平衡状态，拉力能准确反映包括克服摩擦、绳重和动滑轮重在内的全部额外功。所以静止时测量滑轮组的机械效率不正确。 15．在这个情景中，人所做的有用功为克服水的重力做的功；额外功为克服桶的重力做的功、克服绳重和摩擦力等做的功。 【详解】略 16．(1) 0.2m/s (2) 40W (3) 75% 【详解】（1）物体A的运动速度为=0.2m/s （2）由图可知，该滑轮组承担拉力的绳子段数n=2。绳子自由端移动的距离为 拉力F做的总功为 拉力的功率为 （3）物体A的重力为 物体A受到的摩擦力为 滑轮组做的有用功（克服摩擦力做的功）为 滑轮组的机械效率为 17．(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 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 $