初中物理人教版八年级下册12.3 机械效率 复习题 （Word版有答案）

第十二章 机械效率专题复习
（注：兰州最近几年很少出题）
【知识梳理】
1．有用功：在工作时，人们必需要做的功；额外功：在工作时，对人们无实用价值而又不得不做的功。使用机械时，人们对机械做的功是________功，机械克服有用阻力做的功是___________功。总功：有用功和额外功之和。
2.机械效率：有用功与总功的比值叫______________，公式______________。它没有单位，其大小总是_______填“大于”或“小于”)1。
3．提高机械效率的方法：影响机械效率的因素有_________________、______，提高机械效率的方法：①__________________使机械更合理轻巧；②经常保养润滑。
4．常见几种简单机械的机械效率
（1）杠杆:
（2）滑轮组: ;
注意：用滑轮组水平移动物体时，W有＝fS，W总＝FS′，机械效率η＝＝＝＝
（3）斜面: ;
5.计算有用功、额外功和总功的方法:
1）总功的计算方法：(1)定义法：W总＝Fs；(2)W总＝W有＋W额；(3)公式法；W总＝或W总＝。
2）有用功的计算方法：(1)定义法：W有＝Gh；(2)W有＝W总－W额；(3)公式法：W有＝W总η。
3）额外功的计算方法：(1)定义法：W额＝G额h，W额＝f额s；(2)W额＝W总－W有用；(3)公式法：W额＝W总(1－η)。
【考点透析】
命题点: 与机械效率有关的计算
【例】如图所示，用滑轮组提升一重物，物体质量为500 g，钩码在4 s内被匀速提升了2 cm，已知弹簧测力计的拉力为2.5 N，则提升重物的过程中，拉力F的平均功率为______________W，滑轮组的机械效率为_________%。(g＝10N/kg)
【变式题】如图所示，用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，每个滑轮重为30 N。用这个滑轮组把重300 N的物体匀速提升2 m，不计绳重及摩擦，则拉力F的大小是______N，滑轮组的机械效率为________。
【冲刺中考】
1．如图所示，用动滑轮把重为100 N的物体匀速提升3 m，拉力F为80 N，则拉力F所做的额外功为________J。若改用质量更小的动滑轮来提升此重物，则动滑轮的机械效率将会__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
2．工人站在地面上，用定滑轮将27 kg的物品吊运到10 m高处，使用定滑轮的优点是______________。若不计绳重和摩擦，匀速吊运物品所需的拉力是_________N；若匀速吊运时的实际拉力是300 N，则人所做的有用功是__________J，定滑轮的机械效率是_________。(g取10 N/kg)。
3．建筑工地上的塔吊挂钩处有由两个动滑轮组成的滑轮组(如图所示)，两个动滑轮和挂钩的总质量为50 kg。设塔吊由电动机牵引把总质量为0.15 t的重物匀速提升。忽略一切摩擦和绳重，则此电动机的牵引力为________N，该装置的机械效率为_______%。(g取10 N/kg)
4．下列关于机械效率的说法正确的是( )
A．机械效率不可能达到100%
B．随着科学技术的发展，机械效率可能会大于100%
C．滑轮组的机械效率一定大于动滑轮的机械效率
D．杠杆的机械效率一定大于动滑轮的机械效率
5．一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将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，总功增加
C．有用功不变，总功不变
D．有用功不变，总功减少
6．如图所示，用甲、乙两种装置分别将重1 N的物体匀速提升相同的高度，滑轮重0.2 N，不计摩擦和绳重，所用的拉力分别是F甲和F乙，机械效率分别是η甲和η乙，则( )
A．F甲>F乙
B．F甲＝F乙
C．η甲>η乙
D．η甲<η乙
7．如图所示，工人用滑轮或滑轮组提升重物，每只滑轮质量均相同，若把同一货物匀速提升相同的高度(不计绳子与滑轮间的摩擦)，下列说法中正确的是( )
A．使用C滑轮组与使用D滑轮组一样省力
B．使用D滑轮组最省力
C．其中机械效率最高的是使用C滑轮组
D．其中机械效率最高的是使用B滑轮
8．建筑工地上，装修工人用如图所示的滑轮组运送材料和废料，先将质量为m的地板砖从地面匀速提升到三楼，工人所用拉力为F1，滑轮组的机械效率为η1；然后又将质量为m的废料从三楼匀速运送到地面，工人所用拉力为F2，滑轮组的机械效率为η2，则( )
A．η1＝η2
B．η1>η2
C．F1D．F1>F2
9．如图所示，小丽用滑轮组匀速提升一个重为600 N的物体，物体上升的速度为0.1 m/s，人拉绳的力F为250 N，不计绳重和摩擦，下列说法中不正确的是( )
A．人拉绳做功的功率为75 W
B．滑轮组的机械效率为80%
C．绳子自由端移动的速度为0.3 m/s
D．动滑轮重为100 N
10．如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300 N的物体，拉力F的大小为30 N。若物体和地面之间的摩擦力大小为45 N，则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为( )
A．45 N，50%
B．45 N，75%
C．60 N，50%
D．60 N，75%
11．如图所示，斜面长s为1.2 m、高h为0.3 m，现将重为16 N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端。若拉力F为5 N，拉力的功率为3 W，则有关计算错误的是( )
A．斜面的机械效率为80%
B．拉力做的总功为4.8 J
C．提升物体所做的有用功为4.8 J
D．物体由斜面底端运动到顶端用时2 s
12．如图所示，在水平拉力F的作用下，使物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s，若物重为G，水平面对物体的摩擦力为f。下列说法中不正确的是( 　　 )
A．有用功的功率为fv
B．拉力做功的功率为3Fv
C．装置的机械效率为
D．额外功为(3F－f)s
13．用如图所示装置测量动滑轮的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升，实验数据如表所示：
序号 动滑轮重力G动/N 钩码重力G/N 钩码上升高度h/m 绳的拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
① 0.1 1 0.2 0.6 0.4 83.3%
② 0.1 2 0.2 1.1 0.4
③ 0.2 2 0.2 1.2 0.4 83.3%
(1)第2次实验时，测得动滑轮的机械效率约为________。(2)分析表中数据可知，对于同一动滑轮，所提升钩码的重力增大，机械效率将________；提升相同重力的钩码时，动滑轮的重力增大，其机械效率将__减小__。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
(3)分析表中数据可知，F≠，可能的原因是______
__________________________________。
14．小明在做“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，数据如表所示：
实验
次数 物重
G/N 物体上升的
高度h/cm 弹簧测力计
的示数F/N 弹簧测力计移
动的距离s/cm
1 6 3 2.5 9
2 6 5 2.5 18
3 6 8 2.5 24
(1)表中“弹簧测力计移动的距离”栏目中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是__________。
(2)3次实验中滑轮组的机械效率是_______。
(3)请帮助小明画出该滑轮组的绕线方式。
(4)本实验得到的结论是________________
______________________________。
15．小红在“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．斜面的机械效率可能与物体的重力有关；
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，小红用木板搭成了如图所示的装置进行探究，记录数据如表所示：
实验次数 斜面倾角 物重G/N 拉力F/N 斜面高度h/m 斜面长度s/m 有用功W有用/J 总功W总/J 斜面机械效率η
① 30° 5 4.2 0.6 1.2 3 5.04
② 30° 3 2.5 0.6 1.2 1.8 3 60%
③ 42° 3 2.8 0.8 1.2 2.4 3.36 71%
(1)在实验过程中，应沿斜面向上__________动木块。
(2)第①次实验中斜面的机械效率η＝_________。
(3)对比实验①②的数据可以用来验证猜想________；对比②③两次实验数据，可初步得出的结论是_________
______________________________。
16．某人用如图所示的滑轮组用100 N的拉力F将180 N的重物在4 s内匀速提高5 m，若不计绳重和摩擦，求：
(1)拉力做功的功率。
(2)该滑轮组的机械效率。
17．水平地面上的圆桶装有体积为0.01 m3的水，圆桶与地面接触面积为0.2 m2，g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3，桶自重忽略不计。求：
(1)这桶水的质量。
(2)这桶水对地面的压强。
(3)若用动滑轮将此桶水匀速提升1 m，所用拉力60 N，求动滑轮的机械效率。
18．2012年5月10日至11日，甘肃岷县发生大范围冰雹及强降雨灾害，灾后展开了紧急救援。在救援过程中，常看到救援工作者使用起重机械吊运救灾物资，如图是这种起重机吊臂上的滑轮组，它在50 s内将重为2.4×104N的物资提高10 m，已知拉力F＝1.0×104 N，则在这个过程中：
(1)拉力F的功率多大？
(2)滑轮组的机械效率多大？
1. 总 有用
2. 机械效率 η＝_ 小于
3. 机械自重 摩擦 减轻机械自重
【例】拉力所做的总功W总＝Fs＝F·3 h＝2.5 N×3×2×10－2 m＝0.15 J，拉力的平均功率P＝＝＝0.0375 W；提升重物所做的有用功W有＝Gh＝mgh＝0.5 kg×10 N/kg×2×10－2 m＝0.1 J，所以滑轮组的机械效率η＝＝＝67%
【答案】0.0375 W　 67%
【变式题】110 90.9%
1. 180 变大
2. 可以改变施力方向_ _270 2_700 90%
3. 500 75
4. A 5. D 6. D 7. D 8. A
9. D 10. B 11. B
12. C 由题图知，滑轮组对物体所做的功为有用功，物体由于沿水平面匀速运动，所以滑轮组对物体的拉力F′＝f，W有用＝F′s＝fs，该滑轮组有3段绳子承担，所以W总＝3Fs，则有用功的功率为P有用＝＝＝fv；总功的功率P总＝＝＝3Fv；装置的机械效率η＝＝＝；W额外＝W总－W有用＝3Fs－fs＝(3F－f)s。
13.（1）90.9% （2）增大
（3）滑轮与轴间有摩擦(或绳子有重力)_
14. （1）18_cm （2）80%
（3）
（4）滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关
15. （1）匀速拉 （2）60%_
（3）A 斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关
16. 16.解：(1)s＝2h＝2×5 m＝10 m，W总＝Fs＝100 N×10 m＝1 000 J，P＝＝＝250 W
(2)W有＝Gh＝180 N×5 m＝900 J，η＝＝＝90%
17.解：(1)m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×0.01 m3＝10 kg
(2)F＝G＝mg＝10 kg×10 N/kg＝100 N，p＝＝＝500 Pa
(3)W有用＝Gh＝100 N×1 m＝100 J，W总＝Fs＝60 N×2 m＝120 J，η＝＝＝83.3%
18.解：(1)拉力F所做的功W＝Fs＝1.0×104 J×3×10 m＝3.0×105 J, 拉力的功率P＝ W/t＝3.0×105 J/50 s ＝6.0×103 W
(2)滑轮组的机械效率η＝ W有/W总×100%＝2.4×104 N×10 m /(1.0×104 N ×30 m) ×100%＝80%