人教版物理八年级下册第十二章第3节《机械效率》同步练习.pdf

人教版物理八年级下册第十二章第 3 节机械效率同步练习 一、单选题 1.分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为定、动、组（不计绳重和摩擦，设每个滑轮质量相等），则下列选项中正确的是（）A.组动定 B.动定组 C.定动组 D.定组动 2.将一个重为 4.5N 的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示），斜面长 1.2m，高0.4m，斜面对物体的摩擦力为 0.3N（物体大小可忽略）则下列说法正确的是（）A.沿斜面向上的拉力 0.3N B.有用功 0.36J，机械效率 20%C.有用功 1.8J，机械效率 20%D.总功 2.16J，机械效率 83.3%3.如图所示，用滑轮组提升重物时，重 200N 的物体在 5s内匀速上升了 1m已知拉绳子的力 F 为 120N，如果不计绳重及摩擦，则提升重物的过程中（）A.绳子自由端被拉下 3m B.动滑轮重 20N C.滑轮组的机械效率是 83.3%D.拉力 F 的功率是 40W 4.用动滑轮把一物体匀速提起，不计摩擦，下列说正确的是（）A.动滑轮的质量越大，机械效率越高 B.提起的物体质量越大，机械效率越高 C.提起物体的速度越大，机械效率越高 D.物体被提起的越高，机械效率越高 5.小明和体重较大的爸爸帮助邻居各扛一袋质量为 10kg的大米，从一楼爬到三楼，爸爸用时较短，则小明与爸爸所做的（）A.有用功相等 B.总功相等 C.总功率相等 D.有用功和总功的比值相等 6.用如图所示的滑轮组将重为 G 的物体提升高度h，已知绳端所需拉力为 F，动滑轮自重为 G，绳端移动的距离为 S，则下列表示该滑轮组的机械效率的表达式中错误的是（绳重与各种摩擦均忽略不计）（）A.=100%B.=100%C.=100%D.=100%7.小王用滑轮组提升重物，下列关于提高机械效率的做法中正确的是（）A.把物体提得更高 B.提升重物的速度更大 C.提升更重的物体 D.增加滑轮个数 8.关于机械效率的说法中正确的是（）A.越省力的机械，效率越高 B.做有用功越多的机械，效率越高 C.做相同的功，额外功的值越小，效率越高 D.做功越快的机械，效率越高 9.一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比（）A.有用功减少，总功减少 B.有用功增加，总功不变 C.有用功不变，额外功增大 D.有用功不变，总功减少 二、多选题 10.关于机械效率，下面说法正确的是（）A.功率越大的机械，机械效率越高 B.机械效率大小与功率大小无关 C.机械效率越低的机械，做的功就越少 D.由于有用功总小于总功，机械效率总小于 1 11.用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重 150N 的物体匀速提升 1m，不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为 60%则下列选项正确的是（）A.动滑轮重一定是 100N B.有用功一定是 150J C.总功一定是 250J D.拉力大小一定是 125N 12.小刚利用如图所示的滑轮组及相关器材进行实验，改变所挂物体重 G，在绳自由端施加竖直向上的拉力 F，使滑轮组匀速提拉重物升高相同的高度，拉力所做的总功为 W，滑轮组的机械效率为不计绳重及轮与轴的摩擦，选项中关于物重 G 及对应的 W 和的关系图象，其中正确的是（）A.B.C.D.13.如图所示，工人用动滑轮把重物匀速提升到一定高度，重物的重力为 G物，动滑轮的重力为 G动，此装置的机械效率为，不计绳重和摩擦则工人所用的拉力为（）A.+1 B.C.D.14.如图所示，不计摩擦，把重 G=16N 的物体匀速提起所用的拉力 F=10N，则关于该动滑轮的说法中正确的是（）A.动滑轮重 4N B.使该用动滑轮要费距离 C.该动滑轮的机械效率为 80%D.提升物体的速度越快，机械效率越高 三、填空题 15.用 2.5N 的拉力将重为 5N 的物体沿着长 1m，高 0.4m的斜面从底部匀速拉到顶端，该斜面的机械效率是 _，物体在斜面上受到的摩擦力是 _ N 16.如图所示，一根均匀的细木棒 OC，OA=OC，B 为 OC 的中点，在 C 点施力将挂在 A 点的重为 180N 的物体匀速提升 0.2m，木棒的机械效率为 90%，则木棒重为 _ N（不计摩擦）四、实验探究题 17.某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示 （1）实验中应沿竖直方向 _ 缓慢拉动弹簧测力计 （2）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法 _（选填“正确”或“不正确”），因为她没有考虑到 _ 对滑轮组机械效率的影响 （3）用丁图装置进行实验，得出表中第 4 次实验数据，请将表中的两个数据填写完整 （4）通过比较 _ 两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关（填实验次数的序号）（5）通过比较 _ 两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高（填实验次数的序号）（6）通过比较 3、4 两次实验数据可得出结论：_ 实验次数 钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 1 4 0.1 2.7 0.2 74%2 4 0.1 1.8 0.3 74%3 8 0.1 3.1 0.3 86%4 8 0.1 2.5 _ _ 人教版物理八年级下册第十二章第 3 节机械效率同步练习 答案和解析 【答案】1.A 2.D 3.C 4.B 5.A 6.D 7.C 8.C 9.D 10.BD 11.ABC 12.BD 13.BD 14.ABC 15.80%；0.5 16.10 17.匀速；不正确；摩擦；1、2；2、3；不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组机械效率越高（不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低；0.4；80%【解析】1.解：匀速提升同一物体到同一高度处，由 W有用=Gh可知，三种情况下做的有用功相同，大小都为 W有用；不计绳子质量和摩擦，所做的额外功：W额=G动h，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，动滑轮的个数分别为 0、1、2，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，做的额外功：W额定W额动W额组，由 W总=W有用+W额可知三种情况下做的总功：W定W动W组，由=可知，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的机械效率：组动定 故选 A 克服物体的重力所做的功是有用功，由题知匀速提升同一物体到同一高度处，可知做的有用功相同；不计绳子质量和摩擦，额外功 W额=G轮h，知道使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的动滑轮的个数为 0、1、2，可以得出做的额外功的大小关系，由于 W总=W有用+W额，可以得出所做的总功的大小关系，再利用效率公式比较三种情况下机械效率的高低 本题考查了有用功、额外功、总功、机械效率的计算，难点是额外功的求法，因此利用好不计摩擦和绳的质量时 W额=G轮h是本题的关键 2.解：此过程所做额外功为：W额=fs=0.3N1.2m=0.36J；有用功为：W有=Gh=4.5N0.4m=1.8J；所做总功为：W总=W额+W有=0.36J+1.8J=2.16J；由 W总=Fs可得拉力：F=1.8N；斜面的机械效率为：=100%=83.3%；故 ABC 错误，D 正确；故选 D 根据功的计算公式 W=fs可求出额外功；再根据 W=Gh求出有用功；额外功与有用功相加可得出总功，再根据 W=Fs变形求出拉力 F；然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的机械效率 熟练运用计算功、功率、机械效率的公式，明确题目中的额外功，是解答此题的关键 3.解：A、物重由两段绳子承担，因此，当物体提升 1m时，绳子的自由端应被拉下 2m，而不是 3m，所以错误，不合题意；B、拉力为 120N，则两段绳子共承担了 240N，在不计绳重及摩擦时，240N-200N=40N，这应该是动滑轮的重，所以错误，不合题意；C、滑轮组的机械效率=83.3%，所以正确，符合题意；D、拉力 F 的功率 P=48W，所以错误，不合题意 故选 C 首先应通过读图分析出滑轮组的省力情况，这样就能够知道提升高度与绳子自由端移动距离的关系，再通过已知数据，可计算出滑轮组的机械效率、做功的功率、以及动滑轮的重力等 此题中各选项中所提的距离、力、机械效率或功率，都应具体进行计算得出才能进行比较，判断正误，这就要求我们对滑轮组的特点以及相关的计算公式有一个熟练的掌握才行 4.解：A、动滑轮的质量越大，做的额外功越大，做同样的有用功，做的总功越大，机械效率越低，故 A 错；B、提起的物体质量越大，有用功越大，不计摩擦，做的额外功不变，在额外功相同时，总功越大，有用功占总功的比值越大，机械效率越高，故 B 正确；C、D、提起物体的速度增大、高度增大不会改变有用功占总功的比值，机械效率不变，故 CD 都错 故选 B 不计摩擦，影响滑轮组机械效率的因素：一是动滑轮重，二是提升物体的重 滑轮的机械效率取决于动滑轮的质量和物体的质量，如果动滑轮质量越小、提升的物体质量越大，则效率越高 5.解：由题知小明和爸爸所扛大米重力相同，上升的高度相同，由 W=Gh可知，二人做的有用功一样多；而由于爸爸体重大，所做的额外功多，故爸爸所做的总功多；由功率 P=可知，爸爸所用的时间短，故爸爸的功率要大；有用功相等，爸爸做总功多，所以爸爸的有用功和总功的比值比小明小 故选 A 由功的计算公式可得出二人做功的关系；由功率公式可求得二人的功率关系 本题考查有用功、额外功、总功的认识和理解及功率的计算，要求能熟练应用公式进行分析讨论 6.解：从图可知，由 2 段绳子与动滑轮相连，则s=2h，由于物体做匀速运动，则绳子的拉力 F=（G+G动），则=100%=100%=100%=100%=100%=100%由此可知 ABC 正确，D 错误 故选 D 本题中使用滑轮组绳子的股数为 2，则s=2h，绳重与各种摩擦均忽略不计时，拉力 F=（G+G动）；然后根据拉力 F 所做的功为总功 W总=Fs，有用功 W有用=Gh，利用公式=计算出滑轮组的机械效率 本题考查了滑轮组绳子拉力的计算以及滑轮组的机械效率，要注意绳重与各种摩擦均忽略不计时，拉力 F=（G+G动）7.解：A由=100%=100%=100%=100%可知，把物体提得更高，不会改变滑轮组的机械效率，故 A 错误；B增大重物的提升速度，既不影响有用功，也不影响额外功，因此增大重物的提升速度不影响机械效率，故 B 错误；C提升更重的物体，在动滑轮、摩擦不变的情况下，即额外功不变的情况下，有用功增加了，所以机械效率就提高了，故 C 正确；D增加滑轮个数，可以增加额外功，在有用功一定的情况下，滑轮组的机械效率会降低，故 D 错误 故选 C 对于改变滑轮组机械效率的方法，有两种情况：一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦，这些方法可以减少额外功，提高机械效率；二是增加提升物体的重，在额外功不变的情况下，增大有用功，从而提高机械效率据此分析解答 机械效率的高低取决于有用功和总功两个因素，不能理解成：“有用功多，机械效率高”；或“总功大，机械效率低”还有机械效率的高低与是否省力及重物提升的高度无关 8.解：A、机械效率与省力情况无关，定滑轮不省力，但它的机械效率比动滑轮要高，该选项说法不正确；B、有用功越多的机械效率不一定高，机械效率是有用功在总功中所占的比例，该选项说法不正确；C、做相同的功，额外功的值越小，额外功占的比值越小，效率越高，该选项说法正确；D、机械做功越快，表示功率越大，单位时间内做的功越多，但机械效率不一定就高，该选项说法不正确 故选 C 机械效率指有用功占总功的比例，而做功的快慢指功率，二者之间没有什么关系 该题考查学生对机械效率的理解，特别要注意功率与机械效率是两个不同的物理量，它们之间没有任何关系 9.解：AB、把同一物体匀速提升同样的高度，前后两次做的有用功不变此两选项错误；CD、有用功一定，机械效率增加，由公式=知：有用功不变，总功减小，额外功减小选项 C 错误、选项 D 正确 故选 D 有用功与额外功之和是总功，有用功与总功之比是机械效率机械效率提高了，可能是有用功一定，额外功减少，；有可能是额外功一定，有用功增加 机械效率是有用功与总功的比值，而总功是有用功与额外功之和，所以机械效率的大小决定于有用功与额外功的变化关系 10.解：A、功率是表示做功快慢的物理量，机械效率是指有用功与总功的比值，二者没有必然联系，故 A 错误；B、机械效率是指有用功与总功的比值，功率是表示做功快慢的物理量，机械效率大小与功率大小无关，故 B 正确；C、机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率低不一定做的功就少，故 C 错误；D、因为机械效率是指有用功与总功的比值，而有用功总小于总功，故机械效率总小于1，故 D 正确 故选 BD 在使用机械时，有用功与总功的比值叫机械效率，因为有用功一定小于总功，所以机械效率一定小于 1功率是表示做功快慢的物理量，机械效率的大小与功率无关 此题考查的是我们对机械效率概念的理解，需要清楚的是，机械效率是有用功与总功的比值，要与功率加以区分 11.解：用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组可能有下面两种绕法：（1）对左图滑轮组，承担物重的绳子股数n=3，对物体做的有用功：W有=Gh=150N1m=150J，因为=，所以 W总=250J，额外功：W额=W总-W有=250J-150J=100J；因为不计绳重和摩擦，W额=G动h，所以动滑轮重：G动=100N，拉力 F 的大小：F=（G物+G动）=（150N+100N）=N；（2）对右图滑轮组，承担物重的绳子股数n=2，对物体做的有用功：W有=Gh=150N1m=150J，因为=，所以 W总=250J，额外功：W额=W总-W有=250J-150J=100J；因为不计绳重和摩擦，W额=G动h，所以动滑轮重：G动=100N，拉力 F 的大小：F=（G物+G轮）=（150N+100N）=125N 由以上计算可知，对物体做的有用功都是 150J，总功都是 250J，动滑轮重都是 100N，故 A、B、C 都正确；但拉力不同，故 D 错 故选 ABC 由题知，用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组可能有右图两种绕法，左图n1=3，右图n2=2，分别对右图两种情况计算分析，最后判断选择：知道物体重和物体上升的高度，利用 W=Gh求对物体做的有用功；又知道滑轮组的机械效率，利用效率公式求总功，求出了有用功和总功可求额外功，不计绳重和摩擦，额外功 W额=G轮h，据此求动滑轮重；不计摩擦和绳重，根据 F=（G物+G轮）求拉力大小 本题是一个选择题，实质上是一个小综合题，最好的做法就是将每一个量计算出来进行判断本题的关键有二：一是两种绕法n的确定，二是不计摩擦和绳重时，W额=G轮h，F=（G物+G轮）12.解：利用滑轮组提起物体时，不计绳重及轮与轴的摩擦，提高重物所做功是有用功，克服动滑轮重所做是额外功，所以拉力所做总功：W=W有+W额=Gh+G滑h，动滑轮重和物体高度一定时，W 与 G 成一次函数关系，所以 C 错误、D 正确；滑轮组的机械效率：=，动滑轮重一定，随 G 的增大而增大，但两者不成正比，故 A 错误、B 正确 故选 BD 总功：W=W有+W额=Gh+G滑h，由此分析 W 与 G 的关系；不计绳重及轮与轴的摩擦，=由此分析与 G 的关系 本题考查对有用功、额外功、总功以及机械效率的认识和理解和公式的灵活运用，列出与 G、W 与 G 的关系式根据题意从数学角度分析解答即可 13.解：（1）由图可知，n=2，不计绳重和摩擦时，工人所用的拉力：F=（G+G动）=（G物+G动）；（2）拉力做的有用功：W有=G物h，由=100%可得，拉力所做的总功：W总=，由 W=Fs=Fnh可得，工人所用的拉力：F=；（3）由 W额=G动h=（1-）W总=（1-）Fs=（1-）Fnh可得，工人所用的拉力：F=故选 BD （1）由图可知动滑轮绳子的有效股数为 2，不计绳重和摩擦时，根据 F=（G+G动）求出工人所用的拉力；（2）根据 W=Gh表示出有用功，利用=100%表示出总功，根据s=nh表示出绳端移动的距离，利用 W=Fs求出工人所用的拉力；（3）额外功为克服动滑轮重力做的功，W额=（1-）W总和 W=Fs=Fnh表示出拉力的大小 本题考查了滑轮组拉力的计算，明确有用功和总功、额外功之间的关系是解题的关键 14.解：A、根据 F=（G物+G动）得 G动=2F-G物=210N-16N=4N，所以 A 正确 B、动滑轮可以省一半的力，但费距离所以 B 正确 C、=100%=100%=100%=80%，所以 C 正确 D、提升物体的速度快，则做功快，功率大，但效率不变所以 D 错误 故选 ABC A、根据动滑轮的特点 F=（G物+G动）计算动滑轮的重力 B、动滑轮省力但费距离 C、根据机械效率的概念=100%=100%计算，其中s=2h D、机械效率与做功的快慢无关，与物体的重力与动滑轮重力有关 此题考查了动滑轮的特点及机械效率的计算动滑轮由两段绳子承担物重，所以可以省一半的力，但费距离同时要掌握机械效率的求法，将其与功率区别开来 15.解：有用功：W有=Gh=5N0.4m=2J，总功：W总=Fs=2.5N1m=2.5J，该斜面的机械效率：=100%=100%=80%，克服摩擦力所做的额外功：W额=W总-W有=2.5J-2J=0.5J，摩擦力的大小：f=0.5N 故答案为：80%；0.5 知道物体的重力和斜面的高度，根据 W=Gh求出有用功，又知道拉力的大小和斜面的长度，根据 W=Fs求出总功，利用=100%求出该斜面的机械效率，总功减去有用功即为克服摩擦力所做的额外功，根据 W=fs求出摩擦力的大小 本题考查了做功公式和机械效率公式的应用，明确有用功和总功以及额外功是关键 16.解：物体 A 匀速上升 0.2m时，位置如下图所示：由相似三角形的边长关系可得：=，=，则hc=hA=40.2m=0.8m，hB=hA=20.2m=0.4m，有用功：W有=Gh=180N0.2m=36J，由=100%可得，总功：W总=40J，克服木棒重力所做的额外功：W额=W总-W有=40J-36J=4J，木棒的重力：G棒=10N 故答案为：10 物体 A 匀速上升 0.2m时，根据相似三角形的边长关系可知拉力移动的距离和木棒重力提升的高度，又知道物体的重力，根据 W=Gh求出有用功，根据=100%求出总功，总功减去有用功即为克服木棒重力所做的额外功，根据 W=Gh求出木棒的重力 本题考查了做功公式和杠杆机械效率公式的应用，明确有用功和总功以及额外功是关键，要注意利用相似三角形的边长关系对拉力移动的距离和木棒重力提升的高度的求解 17.解：（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，这样测力计示数才等于拉力大小；（2）在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦，所以测力计示数偏小，他的想法是不正确的；（3）丁图中，绳子的有效段数为n=4，绳端移动距离s=nh=40.1m=0.4m，滑轮组的机械效率：=80%；（4）绳端移动距离与物体升高的高度的关系为s=nh，所以，结合表中数据可知实验 1、2、3 中绳子的有效段数分别为 2、3、3；再结合钩码的重力可知，实验 1、2、3 分别是用甲、乙、丙装置做的实验，根据控制变量法，研究同一滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时，要控制提升物体的重力相同、滑轮个数也相同，只改变绳子的有效段数，所以应比较 1、2 两次实验数据；通过比较 1、2 两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；（5）研究同一滑轮组提升重物时，机械效率与物重的关系时，要控制滑轮个数相同、绳子的段数相同，只改变物体的重力，故通过比较 2、3 两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高 （6）通过比较 3、4 两次实验数据，即对应的图丙、图丁两装置，滑轮组不同，提升的重物相同，动滑轮越重机械效率越小，故可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高（不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低）故答案为：（1）匀速；（2）不正确；摩擦；（3）0.4；80%；（4）1、2；（5）2、3；（6）不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高（或不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低 （1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计；（2）在测力计静止时，不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦考虑；（3）根据绳端移动距离与物体升高的高度的关系s=nh求解；根据机械效率公式求解；（4）研究同一滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时，要控制提升物体的质量相同，改变绳子的有效段数；（5）研究同一滑轮组提升重物时，机械效率与物重的关系时，要控制绳子的段数相同；（6）对比 3、4 两次实验的相同和不同量，结论表中数据得出结论 本题测滑轮组机械效率，考查注意事项、控制变量法的运用、机械效率的计算、数据的分析等，综合性较强