12.4 机械效率 分层训练 2025-2026学年人教版八年级物理下册

**基本信息** 初中物理新授课同步练，聚焦机械效率，分层设计从基础概念到综合应用，融合科学思维与探究，适配课堂巩固与能力提升。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|机械效率基本概念辨析|选择/填空题（如1-5题辨析有用功与总功关系）| |应用计算|滑轮组/斜面机械效率计算|公式应用与简单计算（如6-12题结合速度、功率）| |综合探究|实验探究与中考综合应用|实验题（如13-14题影响因素探究）及中考真题（如23-30题实际情境计算）|

12.4 机械效率分层训练 1.一种机械改进结构后，机械效率提高了，若用它将同一重物匀速提升相同的高度，则改进后与改进前相比（   ） A．做的总功没变，有用功也没变 B．做的有用功不变，总功比以前减少 C．做的总功没变，额外功比以前减少了 D．做的总功没变，有用功比以前增多了 2.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 3.使用如图所示的滑轮组，用力F水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了S，移动速度为v，此过程中物体A受到的摩擦力为f，则（　　） A．有用功为W有=Fs B．F做功的功率为P=Fv C．总功为W总=3Fs D．额外功为W额外=fs 4.下列说法中正确的是（　　） A．物体做的功越多，则功率就越大 B．越省力的机械，则功率越大 C．在相同的时间内做的功越多，功率越大 D．功率越大，则机械效率越高 5.用如图所示装置将物体从水中提出，已知物体的运动速度始终保持不变，不计绳重和摩擦。物体完全离开水面以后，与物体浸没在水中时相比，下列判断正确的是（ ） A．滑轮组的机械效率变大 B．天花板所受的拉力变小 C．拉力F的大小保持不变 D．拉力F的功率可能不变 6.小明用如图所示的滑轮拉着重的物体，使以的速度在水平地面上向左匀速直线运动，作用在绳端的水平拉力，该滑轮的机械效率为。关于该过程，下列说法错误的是（　　） A．物体受到的重力所做的功是 B．绳端移动的距离是 C．拉力做功的功率是 D．地面对物体的摩擦力大小是 7.小明设计了如图所示的滑轮组帮助工人搬运建筑材料。一名工人12s内用400N的拉力通过滑轮组将水平地面上重为1150N的建筑材料匀速提升3m（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（ ） A．绳子自由端移动的距离为12m B．工人做的有用功为2300J C．拉力的功率为300W D．提起的物体越重，此滑轮组的机械效率越低 8.如图所示，重为60N的物体在水平拉力F=3N的作用下，沿水平面向左做匀速直线运动，物体受到水平地面的摩擦力是其重力的0.1倍，若物体在2s内向左移动了1m。下列有关说法错误的是（    ） A．拉力做的功为9J B．左边墙壁对滑轮组的拉力大小为6N C．滑轮组有用功的功率为2W D．滑轮组的机械效率为66.7% 9．如图2所示，是两个工人分别用滑轮按甲、乙两种方式把质量相同的两袋沙子从地面提到二楼，两种方式若不计绳重和摩擦，且G沙子>G滑轮。使用甲图中的滑轮的目的是______；使用乙图中滑轮的好处是可以______，机械效率更高的是______（选填“甲”或“乙”）。 10.图甲中拉力F平行于斜面，在10s内将重物从底端匀速拉到顶端。该过程中，克服重力及斜面摩擦力做功分布如图乙，斜面的机械效率为___________，有用功为___________J，拉力的功率为___________W。 11.用如图所示的滑轮组将重20N的货物以1m/s匀速竖直提升过程中，所用拉力。若不计绳重与摩擦，则动滑轮重为______N；滑轮组的机械效率为_____ %；手拉动绳自由端的功率为___ W。 12．如图所示，小华用轻质滑轮组水平向左匀速拉动物体A，水平拉力F为5N，绳子自由端在3s内移动了1.8m，物体A与水平面的摩擦力大小为12N，该滑轮组的机械效率为______，若仅增大水平面的粗糙程度，仍使物体A在水平面上匀速运动，此时滑轮组的机械效率将变______。 13.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小明用同一滑轮组做了3次实验，实验数据如下表所示，其中为动滑轮受到的重力、为滑轮组所挂钩码受到的重力、为钩码上升的高度、为绳子自由端所受的拉力、为绳子自由端移动的距离。 次数 /N /N /cm /N /cm (1)请根据实验数据，在图中完成滑轮组的绕线 。 (2)实验中，使用滑轮组提升重物时，应 拉动弹簧测力计。 (3)第3次实验中，滑轮组的机械效率约为 %（计算结果保留一位小数）。 (4)分析以上三次实验数据，可得出结论： 。 14．图甲是某同学“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端，将重为的物体从位置提升到位置，同时弹簧测力计从图中的位置上升到位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示。 （1）实验时，组装滑轮组时，为了绕线比较平稳，应该_____（选填“A”或“B”）。 A．先把钩码挂在动滑轮下方，再进行绕线 B．先将滑轮组绕线组装完成后再把钩码挂在动滑轮下方 （2）根据图中数据可知，物体上升的高度是________cm，拉力是________N，该滑轮组的机械效率 η=_____。 （3若在图甲所示的装置上增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，则滑轮组的机械效率_____（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （4若要提高滑轮组的机械效率，请你写出一条可行的方法：_____。 15.李师傅在装修施工时，利用如图所示的滑轮组来提升装修材料。已知被提升的建筑材料的质量为200kg，动滑轮重力为500N，拉力F在10s内将重物匀速提升了10m，不计绳重及摩擦。（g=10N/kg）求： (1)提升装置所做的有用功； (2)拉力F的功率； (3)该装置的机械效率。 16.随着科技的进步，AI机器人将逐渐改变我们的生活。如题图，我国自主研发的某款人形机器人用100N的力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为20kg，斜面长3m，高1.2m。（g取10N/kg）求： （1）该机器人对箱子做的有用功； （2）斜面的机械效率； （3）箱子受到的摩擦力。 17.用某滑轮组提升质量为27kg的物体，在绳子自由端沿竖直方向施加的拉力为100N。绳子自由端竖直移动的距离、物体上升的高度，二者分别随时间变化的关系如图所示。g取10N/kg。下列说法正确的是（　　） A．在绳子自由端施加的拉力的功率为50W B．滑轮组中动滑轮所受重力为30N C．滑轮组的机械效率为80％ D．物体上升2m，滑轮组所做的额外功为60J 18.如图，某工人利用滑轮在时间内，将重为的物料匀速提升了的高度，工人对绳子竖直向上的拉力大小为，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．该工人使用的是定滑轮 B．提升物料做的有用功为 C．拉力做功的功率为 D．该滑轮的机械效率为 19.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 20.小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，他将重为100N的物体挂在均匀杠杆的中点，在杠杆的另一端始终保持竖直方向拉动杠杆，使其绕O点缓慢转动，带动物体匀速上升了0.1m（不计绳重及摩擦），下列说法正确的是（　　） A．在物体上升过程中，拉力大小将变大 B．若杠杆机械效率为80%，则杠杆自重为50N C．仅将物体悬挂点向支点靠近一些，杠杆的机械效率将变大 D．仅将拉力F的作用点向支点靠近一些，杠杆的机械效率将不变 21.如图，工人用动滑轮提升重为800N的物体，所用拉力为F，物体以0.2m/s的速度匀速上升，此时动滑轮的机械效率为80%，不计绳重和摩擦。求： （1）物体在10s内上升的高度； （2）工人对绳端的拉力； （3）当被提升的物重增大为1000N时，工人对绳端的拉力。 22.某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为5t。起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦，g取。求 （1）克服钢板重力做的功； （2）钢丝绳的拉力F； （3）滑轮组满载时的机械效率（保留一位小数）。 23.（2025·四川眉山·中考真题）一台起重机将重2000N的货物在10s内匀速提高5m，如果额外功是10000J，则下列说法错误的是（　　） A．起重机做的总功是20000J B．起重机的功率是 C．起重机的机械效率为50% D．增大货物的质量，可以提高起重机的机械效率 24.（2025·四川甘孜州·中考真题）如图所示，用的拉力，在20s内将重为400N的物体匀速提升了4m，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．物体上升的速度为 B．滑轮的机械效率为62.5% C．滑轮的机械效率为80% D．滑轮的机械效率为83.3% 25.（2025·四川广元·中考真题）用如图所示的滑轮组将重450N的物体M沿水平地面匀速拉动1m，绳子末端拉力F大小为40N，物体M所受摩擦力大小是物重的0.2倍。则下列说法错误的是（    ） A.物体所受摩擦力方向水平向左 B．绳子末端移动的距离为3m C．该滑轮组的机械效率为70% D．在绳子与滑轮间加润滑油可提高滑轮组的机械效率 26.（2025·四川攀枝花·中考真题）工人利用如图所示的滑轮提升货物。已知滑轮重80N，货物重720N，不计绳重及摩擦，则工人用该滑轮匀速提升货物时的拉力为______N，该滑轮的机械效率为______。 27.（2024·四川广安·中考真题）房屋装修时，工人利用滑轮组提升物体。如图所示，已知物体的重力为800N，在绳子自由端用500N的力拉着物体在竖直方向上做匀速直线运动，物体被提升了3m，该滑轮组的机械效率为______。如果要提高滑轮组的机械效率，可采用的措施有：______（填写番号）①增加物体的重力  ②增加提升物体的高度  ③减小动滑轮的重力。 28.（2025·四川乐山·中考真题）如图所示，在斜面上将一个重10N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力，斜面长、高，则拉力所做的功为___________J；把重物直接提升h所做的功作为有用功，忽略弹簧测力计的重力和空气阻力，则斜面对物体的摩擦力为______N。 29.（2025·四川广安·中考真题）小丽用图甲所示的装置，测量滑轮组的机械效率。根据所学知识回答下列问题。 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升的高度h/cm 绳子自由端的拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm 机械效率 1 1 3 0.5 ① 66.7% 2 3 5 1.4 15 71.4% 3 6 9 2.5 27 ② (1)实验时应该竖直向上______（选填“匀速”或“变速”）拉动弹簧测力计； (2)她按照正确步骤进行了3次实验，记录数据如表格所示。第1次实验中，绳子自由端移动的距离①为______；第3次实验中，机械效率②为______； (3)她将图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，得出图乙装置更______。（选填“省力”或“费力”） 30.（2025·四川遂宁·中考真题）我国很早就有使用滑轮的记载，如图甲的汉代砖刻便记录了矿山使用滑轮做起吊机械的场景。借助如图乙所示的装置（篮子质量不计），质量为60kg的采矿工人用400N的拉力将70kg的矿石从矿坑匀速提起，10s内矿石上升了2m。（忽略绳重及滑轮的摩擦，g取10N/kg）求： (1)绳子自由端移动的速度； (2)此滑轮组的机械效率； (3)若工作时矿工双脚与地面接触面积为，他对水平地面的压强大小。 12.4 机械效率分层训练答案 1. B  2.　D　 3.　C　 4.　C　 5. A 6.　C　 7. C 8.  C   9．改变力的方向 省力 甲。 10. 72% 360 50 11. 5 80% 25 12． 80% 大 13.（1） （2）竖直向上匀速 （3）83.3 （4）用同一滑轮组提升重物时，重物所受的重力越大，滑轮组的机械效率越高 14．（1）A （2） 5.0 2 75% （3）变小； （4）在有用功一定时，减小动滑轮的重力可以减小额外功，从而提高机械效率。 15.解:（1）建筑材料的重力为 有用功是克服物体重力做的功为 （2）绳子自由端移动的距离 不计绳重及摩擦，拉力大小 拉力做的总功 拉力的功率 （3）机械效率 16.（1）箱子的重力 机器人对箱子做的有用功 （2）机器人对箱子做的总功 斜面的机械效率 （3）克服摩擦力做的额外功 根据，可得箱子受到的摩擦力 17.　 D　 18.　C　 19.　C　 20.　D　 21.解：（1）物体在10s内上升的高度为 （2）由图可知，承担物重的绳子段数为n=2， 则由可知，有如下关系成立 所以工人对绳端的拉力为 （3） 对动滑轮受力分析，动滑轮受自身的重力，受下方所挂重物的拉力，受向上两个绳子的拉力，动滑轮的重力为 当被提升的物重增大为1000N时，工人对绳端的拉力为 22.解：（1）克服钢板重力做的功为 （2）起重机的滑轮组做的总功为 由图可知，有四段绳子承重，则钢丝绳的拉力为（3）起重机的滑轮组做的额外功为 动滑轮的重力为 滑轮组满载时的机械效率为 23. B　　 24.　 C　 25.   C  26. 400 90% 27. 80% ①③ 28. 3.6 1 29. （1）匀速 （2） 9 80.0% （3）费力 30.解:（1）由图可知此滑轮组，矿石上升的高度， 则绳子自由端移动的距离 已知时间，绳子自由端移动的速度； （2）矿石质量，，则 矿石上升的高度，所以 拉力，，所以 机械效率: （3）矿工质量，，则 矿工对地面的压力 已知矿工双脚与地面接触面积 他对水平地面的压强. 学科网（北京）股份有限公司 $