12.4 机械效率 练习-2025-2026学年人教版物理八年级下学期

**基本信息** 初中物理机械效率同步练，通过基础认知、情境应用、实验探究、综合计算四层递进设计，实现从概念理解到问题解决的物理观念与科学思维素养提升。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|机械效率概念及公式|单选2辨析定义、填空9区分功的类型，强化物理观念| |情境应用|影响因素分析|单选1、5、7结合滑轮组/杠杆情境，通过科学推理判断效率变化| |实验探究|测量与误差分析|实验14、15设计斜面/滑轮组效率实验，培养科学探究能力| |综合计算|多机械综合应用|计算16-18整合杠杆、滑轮组、斜面公式，提升问题解决能力|

12.4 机械效率练习 一、单选题 1．如图，用同一滑轮组分别将物体和物体匀速提升相同的高度。与提升相比，提升的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响，则提升的过程（　　） A．额外功较小 B．额外功较大 C．总功较小 D．总功较大 2．关于机械效率，下列说法正确的是（　　） A．有用功大的机械，效率肯定高 B．额外功大的机械，效率肯定低 C．总功大的机械，效率肯定低 D．机械效率只能说明有用功在总功中所占的比例大小 3．用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，把重为 100N 的物体匀速提升 0.5m，不计绳重和摩擦，所用的拉力为 60N，则在此过程中，做的有用功和总功分别是（    ） A．50J  60J B．50J  120J C．100J  60J D．100J  120J 4．小明将两箱书搬上楼，采用了如图所示的两种方法：一是把两箱书一起搬上楼，如图甲所示；二是先把一箱书搬上楼，再搬剩下的一箱，如图乙所示。假设小明上楼的速度相同，两种方法中小明做功的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙。下列说法中正确的是（　　） A．P甲>P乙，η甲>η乙 B．P甲>P乙，η甲=η乙 C．P甲>P乙，η甲<η乙 D．P甲=P乙，η甲>η乙 5．如图所示是古人利用滑轮打水的场景。井架上安装一个滑轮，绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶，人用力向下拉动绳索的另一端，即可让水桶上升。利用滑轮打水时能提高机械效率的是（　　） A．增大桶内的水量 B．增大滑轮的质量 C．增大拉绳的速度 D．增大桶自身质量 6．如图所示，小京分别用甲、乙两种不同的滑轮把同一桶沙子从一楼地面匀速竖直向上提到二楼。用甲滑轮时所做的总功为，机械效率；用乙滑轮时所做的总功为，机械效率为。关于和、和的大小关系，下列选项正确的是（　　） A． B． C． D． 7．如图所示，为提升重物，现选用粗细均匀、重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一重物挂在A、B两处，每次用力让重物匀速上升相同高度，下列说法正确的是（   ） A．重物在A处人做的有用功多 B．重物在B处杠杆的机械效率更高 C．重物在A处人做的额外功少 D．提升重物过程中杠杆是费力、省距离的 8．如图甲，A、B是两个完全相同的物体，小明分别将A、B两物体匀速拉至斜面顶端。，，物体做功情况如图乙所示。下列有关说法正确的是（    ） A．小明对A、B物体做的有用功不相等 B．物体B的额外功为0.5J C．若拉动物体A用时0.6秒，则拉力对A做功的功率为10W D．物体A和B都被匀速拉至斜面顶端时，机械效率A大于B 二、填空题 9．如图所示是泰山特殊的“挑山工”——智能机器狗。机器狗搬运货物上山时，对货箱做的功是______；机器狗将货箱运送下山时，对货箱做的功是______。（均选填“有用功”“额外功”或“总功”） 10．如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的轻质杠杆，使重为16N的物体缓慢升高0.1m，拉力大小F=8N，拉力移动的距离为0.25m。拉力所做的功___J，有用功为___J，杠杆的机械效率为___%。 11．用如图所示的滑轮组拉着重为40N的物体A水平匀速前进0.4m，则绳子自由端移动的距离为___________m，物体A与地面的摩擦力为12N，滑轮组的机械效率为80%，则实际拉力F为___________N。 12．下图所示的是甲、乙两种机械某次做功的情况，它们做的有用功均为2100J，则机械效率较高的是_______，所做总功较多的是_______。乙做的额外功为_______J。（前两空均选填“甲”或“乙”） 13．如图所示，在斜面上用20N的拉力将一个重50N的物体匀速拉到高处，拉动的距离，提升高度，则斜面的机械效率为______，物体受到斜面的摩擦力为______N。 三、实验题 14．小明在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关“的活动中，提出了以下猜想： A．同一个斜面，所推的物体越重，机械效率越高； B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。 为了验证自己的猜想，小明用木板搭成了如图所示的装置进行探究，记录数据如表： 实验次序 斜面倾角 物重 拉力 斜面高度 斜面长度 有用功 总功 斜面机械效率 ① 3 3 ② 5 3 ③ 42 3 （1）在实验过程中，应沿斜面向上___________ 拉动木块； （2）第②次实验中斜面的机械效率η=___________ （结果保留整数）； （3）对比①③两次实验数据，可初步得出的结论是___________ ； （4）对比实验①②的数据可以用来验证猜想___________ ，细心的小明发现第②次实验中的额外功大于第①次实验中的额外功，你认为可能是___________ 的原因造成的。第①次实验中物块与斜面间的摩擦力是___________ N。 15．小明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：（若忽略绳重和摩擦） 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         ____ 3 6 10 2.2 30 90.0 (1)表格中空格处数据应为__________ （结果保留一位小数）； (2)分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与_______ 有关； (3)根据实验结论推测，使用该滑轮组将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能是______； A．71.6% B．82.4% C．92.1% D．100% (4)小明进一步研究，测出动滑轮的重力为0.1N，再计算出每一次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值（）发现钩码的重力越大，_______ （越大/越小/不变）； (5)另一实验小组改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象.分析可知：分析图像中的A点可知，此时被提升物体所受的重力为_______ N。 四、计算题 16．如图甲是《天工开物》中记载的在井上汲水的桔槔，其示意图如图乙，轻质杠杆的支点O距左端，距右端。在杠杆左端悬挂重力为的物体A，右端挂一物体B，杠杆在水平位置平衡时，物体B对地面的压力为。若用该桔槔将物体B匀速提升的过程中，其机械效率为87.5%。 (1)物体B的重力是多大？ (2)提升物体B所做的额外功是多少？ 17．如图是我国自主研制的气垫两栖登陆艇。该艇具备极快的运行速度和较强的适应能力，可以在短时间内将主战坦克直接送上滩头，加强了我国军队的两栖登陆能力。在某次训练中，该登陆艇用时2.5min匀速直线行驶了4500m，已知期间所受阻力约为3.0×105N，登陆艇发动机对外输出的总功为5.4×109J，推进力所做的功为有用功，g取10N/kg。试计算，该过程中： (1)登陆艇的推进力做了多少功？ (2)登陆艇的推进力做功的功率是多少？ (3)该登陆艇发动机的机械效率是多少？ 18．如图所示，工人用滑轮组向上提升800N的重物，拉力大小为500N，使重物在10s内匀速上升1m，若不计绳重及摩擦。求： (1)动滑轮的重力； (2)工人拉力的功率； (3)该滑轮组的机械效率。 12.4 机械效率练习答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D D A A A C B B 1．D 【详解】提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，则克服动滑轮重力所做的功是额外功，由可知，提升A和B所做额外功相同；额外功相同，提升A物体时滑轮组的机械效率较大，所以提升A物体所做的有用功较大，故其总功较大，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2．D 【详解】ABC．要判断机械效率的高低必须知道有用功、总功、额外功中两种功的大小，A、B、C三个选项都是只给出了一种功，所以机械效率无法判断，故ABC错误； D．在总功中有用功占的比例大，有用功和总功的比值就大，机械效率就高，故D正确。 故选D。 3．A 【详解】有用功 用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，承担物体绳子的段数n1=2或者n2=3。 ①当n1=2时，绳子自由端移动的距离 则总功 ②当n2=3时，绳子自由端移动的距离 则总功 综上所述，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．A 【详解】一箱书的重力一定，楼的高度前后不变，由可知，两次所做的有用功相等；第一种方法所做的额外功为克服自身重力所做的功，而第二种方法所做的额外功是两次克服自身重力所做的功，因此第二种方法的额外功大于第一种方法的额外功，故方法二的总功大于方法一的总功，由得，有用功相同时，总功越大，机械效率越低，故；因上楼的速度相同，第一次搬书多，用的向上的力大，由可知，。综上所述，，，故A正确，BCD错误。 故选A。 5．A 【详解】机械效率，其中是对水做的功，是对桶、滑轮等做的额外功。 A．增大桶内水量，增大，而（桶、滑轮的功）不变，有用功占比提高，机械效率增大，故A符合题意； B．增大滑轮质量，增大，不变，有用功占比降低，机械效率减小，故B不符合题意； C．拉绳速度不影响有用功和额外功的比例，机械效率不变，故C不符合题意； D．增大桶自身质量，增大，不变，有用功占比降低，机械效率减小，故D不符合题意。 故选A。 6．C 【详解】甲是定滑轮，乙是动滑轮。两次提升的是同一桶沙子，提升高度相同（都到二楼），根据有用功公式 ，沙子重力、提升高度都相等，因此两次的有用功相等。 总功 ​：使用定滑轮甲时，额外功只有克服绳重、摩擦的小部分功，不需要提升动滑轮本身做功；使用动滑轮乙时，额外功除了克服绳重摩擦，还需要克服动滑轮自身重力做功，因此乙的额外功更大。 有用功相等，乙额外功更大，因此总功 机械效率公式 ，有用功相等，总功越小，机械效率越高，因此 综上，故C正确，ABD错误。 故选C。 7．B 【详解】A．利用杠杆提升重物，有用功，在A、B两处提升的是同一个重物，上升同样的高度， 在A、B两处人做的有用功相同，故A错误； BC．由图可知，在A、B两处提升重物，重物上升同样的高度时，杠杆的重心上升的高度hA>hB，额外功W额外=Gh，所以W额外A>W额外B。 在A、B两处人做的有用功相同，则做的总功W总=W有用+W额外 所以W总A>W总B，由于 ，所以ηA<ηB，故B正确，C错误； D．根据力臂的定义，由图可知，动力臂大于阻力臂，则该杠杆为省力杠杆，提升重物过程中，杠杆是省力、费距离的，故D错误。 故选B。 8．B 【详解】A．斜面的有用功是指克服物体重力做的功，即，物体A、B的重力G和竖直高度h都相等，则有用功相等，故A错误； B．由图乙可知， 物体B的额外功，故B正确； C．拉力对A做功的功率，故C错误； D．机械效率，有用功相等，而A的总功更大，所以A的机械效率更小，故D错误。 故选B。 9． 额外功 有用功 【详解】[1][2]对人们有用且必须做的功叫有用功，并非需要但又不得不做的功叫额外功。机器狗搬运货物上山时，对货箱做的功是额外功。机器狗将货箱运送下山时，对货箱做的功是有用功。 10． 2 1.6 80 【详解】[1]拉力做的功 [2] 有用功 [3]机械效率 11． 1.2 5 【详解】由图可知，拉动动滑轮的绳子段数 ，水平滑轮组中绳子自由端移动距离 ，已知物体前进距离 ，因此 水平滑轮组的有用功是克服物体摩擦力做的功，即 ，总功 机械效率 变形得拉力 12． 甲 乙 900 【详解】[1]由图可知，甲的有用功占总功的75%，即甲机械的机械效率为75%，乙的有用功占总功的70%，即乙机械的机械效率为70%，则机械效率较高的是甲。 [2]甲的有用功为2100J，甲机械的机械效率为75%，则甲的总功 乙的有用功为2100J，乙机械的机械效率为70%，则乙的总功 所以总功较多的是乙。 [3]乙机械的额外功W额乙=W总乙-W乙=3000J-2100J=900J 13． 75% 5 【详解】[1]由题意知，拉力所做的总功为W总=Fs=20N×5m=100J 所做的有用功为W有=Gh=50N×1.5m=75J 则斜面的机械效率为 [2]克服摩擦力所做的额外功为W额=W总-W有=100J-75J=25J 则物体受到斜面的摩擦力为 14． 匀速直线 当物体的重力相同时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越大 A 物体对斜面的压力较大 1 【详解】（1）[1]为了保证弹簧测力计的示数稳定，应沿斜面向上匀速直线拉动木块。 （2）[2]由表中数据可知，第②次实验中斜面的机械效率 （3）[3]对比①③两次实验的数据，控制的是物体的重力相同，改变的是斜面倾角，且斜面倾角越大，机械效率越高，所以，可得出结论：当物体的重力相同时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越大。 （4）[4]对比①②两次实验的数据，控制的是斜面倾角相同，改变的是物体的重力，因此，是探究斜面的机械效率与物体重力的关系，即验证的是猜想A。 [5]沿着斜面拉物体时，克服斜面对物体的摩擦力做的功为额外功，由表中①②两次的数据可知，①②两次斜面的倾角不变，第②次物体的重力大于第①次物体的重力，因此，第②次物体对斜面的压力大于第①次物体对斜面的压力，由滑动摩擦力的影响因素可知，第②次物体受到斜面的摩擦力大于第①次物体受到斜面的摩擦力，由可知，第②次的额外功大于第①次的额外功。 [6]第①次实验中 根据可知，物块与斜面间的摩擦力 15．(1)88.9% (2)物重 (3)C (4)越大 (5)18 【详解】（1）第2次实验的机械效率 （2）三次实验使用同一滑轮组，动滑轮重力不变，仅改变钩码重力，机械效率随钩码重力增大而提高。故同一滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关。 （3）从实验数据看，钩码的重力越大，机械效率越高，钩码的重力为6N时，效率为，则当钩码的重力为8N时，机械效率应高于，故选C。 （4），主要是克服绳重和摩擦做的额外功。钩码重力越大，绳子对滑轮的拉力越大，摩擦力也越大，因此越大。 （5）动滑轮重力为时，，忽略绳重和摩擦时，机械效率公式为： 则物体重力 16．(1) (2) 【详解】（1）根据杠杆平衡条件 可得，杠杆在水平位置平衡，即，杠杆右端绳子对B的拉力 物体B静止在地面上，受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和竖直向上的支持力的作用，处于平衡状态。地面对B的支持力与B对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，即 物体B所受的重力 （2）所做的有用功 根据公式可得，所做的总功 提升物体B所做的额外功 17．(1)1.35×109J (2)9×106W (3)25% 【详解】（1）由于登陆艇匀速直线运动，处于平衡状态，故可知推进力与阻力大小相等，则推进力F =f=3.0×105N 则推进力做的功为W=Fs= 3.0×105N×4500m=1.35×109J （2）登陆艇的推进力做功的功率 （3）该登陆艇发动机的机械效率 18．(1)200N (2)100W (3)80% 【详解】（1）由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，不计绳重及摩擦，动滑轮的重力 （2）绳子自由端移动的距离 拉力做的功 拉力的功率 （3）有用功 该滑轮组的机械效率 学科网（北京）股份有限公司 $