5.3 功和机械效率 同步练习（含答案）

科学（华东师大版） 九上 培优卷：5.3 功和机械效率
一、选择题
1.关于功的说法正确的是( )
A.功等于力跟物体沿力的方向移动距离的乘积B.只要对物体施加了力，这个力就做了功
C.对物体施加的力越大，这个力做功就越大D.功的大小只决定于物体通过的距离
【题库编号】48889
【题目难度】容易 【推荐指数】★★
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】11.1 功;
2.一个人用同样大小的水平拉力拉着木箱，分别在光滑、粗糙的两种水平面上前进相同的距离。关于拉力所做的功，下列说法正确的是( )
A.拉力在光滑的面上做功较多B.拉力在粗糙的面上做功较多
C.两次做功一样多D.条件不足，无法比较
【题库编号】48884
【题目难度】容易 【推荐指数】★★
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】11.1 功;
3.有一人用同一滑轮组分别将重1000N和2000N的物体匀速提升5m，动滑轮重200N，不计绳重和摩擦，则上述两种情况中错误的说法是( )
A.滑轮组的机械效率不相等
B.人做的额外功相等
C.人做的总功相等
D.绳子自由端移动的距离相等
【题库编号】51120
【题目难度】容易 【推荐指数】★
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】第3节 机械效率;
4.学校运动会上举行“双摇跳绳”比赛,“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后,绳连续绕身体两周的跳绳方法,比赛中,某同学1min内摇轻绳240圈,则他在整个跳绳过程中的功率最接近于( )
A.120WB.400WC.600WD.1000W
【题库编号】49137
【题目难度】一般 【推荐指数】★★
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】11.2 功率;
5.甲比乙高,如果举起相同质量的杠铃所用时间相等,如图所示,则( )
A.甲做功较多
B.乙做功较多
C.甲、乙做功相等
D.无法确定
【题库编号】48908
【题目难度】一般 【推荐指数】未知
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】11.1 功;
6.建筑工人用如图所示的滑轮组,将重800N的重物匀速提高5m,拉力所做的功为4800J,则该滑轮组的机械效率是( ).
A.67%B.73%C.83%D.100%
【题库编号】50965
【题目难度】一般 【推荐指数】★
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】第3节 机械效率;
7.如甲图所示，小明用弹簧测力计水平拉木块，使它先后两次沿水平木板滑动相同的距离，乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象。下列说法错误的是
A.两次木块都作匀速直线运动
B.两次木块受到的摩擦力一样大
C.两次拉力对木块做的功一样多
D.两次拉力对木块做功的功率一样大
【题库编号】49244
【题目难度】一般 【推荐指数】未知
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】11.2 功率;
8.甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，则( )
A.甲吊车的电动机做的有用功较多
B.乙吊车的电动机做的额外功较多
C.甲吊车的电动机做的总功较多
D.甲、乙两吊车的电动机做的总功相同
【题库编号】51119
【题目难度】一般 【推荐指数】★
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】第3节 机械效率;
9.用拖拉机耕地时，一般都行进得较慢，这是为了( )
A.减少机器损耗B.获得较大的牵引力
C.节省燃油D.减小阻力
【题库编号】49210
【题目难度】一般 【推荐指数】★★
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】11.2 功率;
10.两名运动员甲比乙高，如果他们举起相同质量的杠铃，所用的时间相等，则在以下情况下,力对物体做的功有( )
A.甲做功较多，功率较大
B.甲做功较多，功率较小
C.甲做功较多，甲、乙功率相等
D.甲、乙做功相等，乙的功率较大
【题库编号】48923
【题目难度】一般 【推荐指数】★★
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】11.2 功率;
11.平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，如果在相同的时间内通过的路程之比为3∶2，则甲与乙( )
A.牵引力做功之比为2∶3B.牵引力做功之比为3∶2
C.牵引力的功率之比为1∶1D.汽车所受的阻力之比为3∶2
【题库编号】48924
【题目难度】一般 【推荐指数】未知
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】11.2 功率;
12.某建筑工地要将同一个箱子从地面搬上二楼，如果分别采用如图所示的两种方式搬运，F1和F2做功的情况，以下判断正确的是( )
A.两种方式机械效率一定相等B.两种方式功率一定相等
C.两种方式所做的总功一定相等D.两种方式所做的有用功一定相等
【题库编号】51242
【题目难度】一般 【推荐指数】★
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】第3节 机械效率;
13.甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，则( )
A.乙吊车做的总功较多
B.乙吊车做的有用功较多
C.甲吊车做的有用功较多
D.甲、乙两吊车做的总功相同
【题库编号】51223
【题目难度】一般 【推荐指数】未知
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】第3节 机械效率;
14.雨滴在空中运动时所受到的阻力与其速度的平方成正比，若有两个雨滴从同一高度落下，其质量分别为M、m，落到地面前均已做匀速直线运动，则在落地前瞬时重力的功率之比为( )
A.M：mB.C.D.
【题库编号】50602
【题目难度】较难 【推荐指数】★★
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】11.2 功率;
15.两个滑轮组如图所示,已知每一个动滑轮的重相同,均为G0,摩擦力和绳重不计,用它们匀速提起同一重为G=5G0的物体时,甲、乙两个滑轮组的机械效率之比为( ).
A.6∶7B.7∶6C.5∶6D.5∶7
【题库编号】51233
【题目难度】较难 【推荐指数】★★★
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】第3节 机械效率;
二、填空题
16.粗糙水平面上有一个重为150N的物体,用10N的水平推力使其在10s内运动30m,则推力做的功为　　　　J,推力的功率是　　　　W。
【题库编号】49139
【题目难度】容易 【推荐指数】★★
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】11.2 功率;
17.如图所示，一物体在水平向右的拉力F1作用下以1m/s速度在水平地面上匀速运动了10m，拉力F1所做的功为W1，功率为P1，若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2，则W1　 　W2，P1　 　P2(选填“＞”、“＜”或“=”).
【题库编号】49153
【题目难度】一般 【推荐指数】未知
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】11.2 功率;
18.如图所示，小聪用桶、小明用口袋，各装重120N的砂子从一楼运上三楼.小聪做的有用功为________J，小聪与小明所用机械的效率之比为________.(不计绳重及摩擦)
【题库编号】50972
【题目难度】一般 【推荐指数】★★★
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】第3节 机械效率;
19.如图所示，将质量为100kg的木箱，用一平行于斜面向上的力从底端匀速拉到斜面顶端。斜面长5m、高1.6m，在此过程斜面的机械效率为80%。则拉力做的功为________J，拉力所做的额外功为________J。(取g＝10N/kg)
【题库编号】51076
【题目难度】一般 【推荐指数】未知
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】第3节 机械效率;
20.某同学在10s内做了5个“引体向上”，他的质量为60kg，每次上升的高度为该同学做一次“引体向上”克服重力做的功的功是______J，10s内做功的功率为______。
【题库编号】49260
【题目难度】一般 【推荐指数】未知
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】11.2 功率;
21.如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块做直线运动.两次拉动木块得到的s-t图象分别是图乙中的图线①、②.两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为Pl、P2，两次木块的动能分别为El、E2，则F1 F2，Pl P2，El E2.(均选填“＜”、“=”或“＞”)
【题库编号】49277
【题目难度】较难 【推荐指数】★★
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】11.2 功率;
三、实验探究题
22.小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况及滑轮组的机械效率”，使用了如图所示的实验装置。实验前，小军用轻质弹簧测力计测得动滑轮的重力为1.0N，每个钩码的重力为0.5N，实验过程中，小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量，分别记下了每次所挂钩码的重力及对应的轻质弹簧测力计示数(见下表)
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
动滑轮重G0/N 1.0 1.0 1.3 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
所挂钩码的重力G/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
弹簧测力计示数F/N 0.8 1.2 1.3 1.6 1.8 2.2 2.3 2.7
(1)分析实验数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，使用该滑轮组______(选填“省力”或“不省力”)
(2)在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为______
(3)小军同学又研究了滑轮组水平拉动物体的情况，用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置B，请在图中画出最省力的绕线方法：物块移动的距离为______cm；若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，该滑轮组的机械效率为______。
【题库编号】51161
【题目难度】一般 【推荐指数】★★★
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】第3节 机械效率;
四、解答题
23.如，小王站在高3m、长6m的斜面上，将重200N的木箱沿斜面匀速从底端拉上顶端，拉力大小恒为120N，所花时间是10s。求：(1)木箱沿斜面方向的运动速度。(2)小王对木箱做功的功率。(3)斜面的机械效率。
【题库编号】51126
【题目难度】一般 【推荐指数】★★★
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】第3节 机械效率;
24.某型号挖掘机的质量3000kg，两履带与地面接触的总面积1.5m2。挖掘机在6s内将装满铲斗质量为0.75t的泥石送到岸边，挖掘深度h=2m。(如乙所示)(取g=10N/kg)求：(1)挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压强多大？(2)挖掘机每挖一次泥土并水平移送到岸边，对泥土做功多少？(3)若发动机的总功率是20kw，挖泥土过程中挖掘机的机械效率多大？。
【题库编号】51127
【题目难度】一般 【推荐指数】★★★
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】第3节 机械效率;
25.小华用如图所示的滑轮组拉动货箱,已知货箱的质量为60kg,在F=50N的拉力作用下,货箱以0.1m/s的速度做匀速直线运动,地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍。求:
(1)货箱的重力是多少
(2)拉力F的功率是多少
(3)货箱运动了1min,克服摩擦所做的功是多少
(4)此滑轮组的机械效率是多少
【题库编号】51272
【题目难度】较难 【推荐指数】★★
【年份】2021 【试卷类型】随堂练习
【章节信息】第3节 机械效率;
答案和解析
一、选择题
1.A
【解析】本题考查学生对功及功的计算公式的理解。根据做功的两个必要因素及W=Fs,不难确定这几个选项的对错。
2.C
【解析】要比较拉力做功的多少，既要比较拉力的大小，又要比较沿拉力的方向移动距离的长短。本题中拉力相等，移动的距离相同，根据W=Fs可得出正确答案。
3.C
【解析】不计绳重和摩擦也就是说只考虑动滑轮的重，克服动滑轮的重力做的功就是额外功，用同一滑轮组说明两次所用的是一个动滑轮，所以两次做的额外功是相等的，拉2000N的物体时做的有用功当然多，有用功在总功所占的比例就越大，机械效率就高。同一个滑轮组，绳子股数是相同的，物体上升的高度都是5m，所以绳子自由端移动的距离都等于物体上升高度的n倍。
4.A
【解析】学生的质量约50kg,其重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N;跳跃过程中腾空高度约h=0.12m;因此一次做功W=Fs=Gh=500N×0.12m=60J;由于“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后,绳连续绕身体两周的跳绳方法,所以1min内摇轻绳240圈,人起跳的次数为120次;在1min内一共做功:W总=60J×120=7200J,P===120W。
5.A
【解析】根据W=Fs得F一定时，移动距离越大做功越多
6.C
【解析】η==83%,C正确.
7.D
【解析】A、由乙图可知，两次路程和时间都成正比，故两次木块都做匀速直线运动。故A正确；
B、用弹簧测力计拉着木块沿水平木板匀速滑动，木块做匀速直线运动，不论其速度大小如何，都受到平衡力的作用，在水平方向上，摩擦力和拉力是一对平衡力；且压力大小和接触面的粗糙程度不变，则摩擦力大小相同，故两次实验的拉力和摩擦力均相等。故B正确；
C、在相同拉力作用下，木块两次运动的距离相同，由可知，两次拉力对木块做的功一样多。故C正确；
D、从图象中可看出，相同时间内第一次通过的路程大于第二次，所以第一次的速度大于第二次的速度，木块所受的拉力不变，根据公式可知，第一次拉力做功的功率大。故D错误。
故选：D。
有图象分析物体的运动情况；
先判断木块两次的运动状态，然后根据二力平衡的条件分析拉力和摩擦力的关系。
根据作用在物体上的拉力和在拉力方向上通过的距离，利用公式比较两次做功的多少。
根据决定功率的因素即木块的拉力和木块的速度进行分析。
此题考查了二力平衡的条件、摩擦力大小的决定因素、速度的计算等知识点。图象是形象描述物理状态、物理过程和物理规律的常用工具，也是应用数学知识解决物理问题的一个重要方面，它不仅可以使抽象的概念直观形象，也能使动态变化过程更为清晰。
8.B
【解析】甲吊车的机械效率比乙吊车的机械效率高，说明甲吊车所做的有用功在总功中占的比值比乙吊车大；把相同质量的物体提高相同的高度，根据公式W有用=Gh=mgh可知：两辆吊车所做的有用功相同；机械效率不同，是因为做的额外功不同，导致总功不同。
9.B
【解析】由和可得。由此我们便可以理解用拖拉机耕地时，一般都行进得较慢。这是因为拖拉机的功率是一定的，其行进速度越小，获得的牵引力越大，这样才能克服耕地时的较大阻力前进。
10.A
【解析】两名运动员甲比乙高，则甲举起杠铃比乙的高度高，由于他们举起相同质量的杠铃，则由W=Fs=Gh=mgh，甲比乙做功多，因举起的时间相同，由P=W/t，则甲的功率大.应选A.
11.B
【解析】平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，由W=Fs可知，路程之比为3∶3，它们所做的功之比为3∶2。因汽车匀速行驶，所以汽车所受的阻力之比为1∶1。由P=W/t可知，牵引力的功率之比为3∶2。本题是对新课程“能用生活、生产中的实例解释机械功的含义”目标的落实，考查学生分析、推理的能力。
12.D
【解析】考查物理概念的理解与比较。
13.A。
【解析】BC、根据公式W有用=Gh=mgh可知甲、乙吊车做的有用功相同，BC选项错误；
AD、两辆吊车做的有用功相同，乙的效率较低，所以乙吊车做总功较多，A选项正确，D选项错误。
14.D
【解析】因为落到地面前均已做匀速直线运动，所以雨滴受的是平衡力，雨滴受到的阻力：f=mg=kv2，所以雨滴的速度：v=，
，
则两雨滴的重力功率之比：。
15.B
【解析】F1=(5G0+G0)=3G0,
F2=(5G0+2G0)=G0,
η1=×100%=×100%=×100%=,
η2=×100%=×100%=,
,所以B正确
二、填空题
16.30030
【解析】推力做的功为:W=Fs=10N×30m=300J;功率:P===30W。
17.【考点】EB：功的大小比较；FD：功率大小的比较.
【分析】(1)根据影响滑动摩擦力大小的因素和二力平衡条件即可比较水平拉力的大小；
(2)知道拉力拉力做功的大小关系，根据W=Fs和P=Fv判断比较功和功率的关系.
【解析】(1)由题可知，同一物体先后以不同的速度在同一水平地面上匀速运动，则物体对水平地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，因此两次物体受到的滑动摩擦力不变；
又因为物体在水平地面上匀速运动，根据二力平衡条件可知，水平拉力F和滑动摩擦力f是一对平衡力，大小相等，即F1=F2=f；
(2)物体运动的距离都为10m，且F1=F2，由W=Fs可知W1=W2；
因为v1＜v2，且F1=F2，由P===Fv可知，P1＜P2.
故答案为：=；＜.
18.7209：10
【解析】
19.2000400
【解析】本题考查斜面机械效率的有关计算。根据木箱的质量可以求出木箱的重力：G＝mg＝100kg×10N/kg＝1000N；克服木箱的重力所做的功就是有用功，即W有＝Gh＝1000N×1.6m＝1600J；拉力F所做的总功是W总＝＝2000J；所以拉力所做的额外功是W额＝W总－W有＝2000J－1600J＝400J。
20.240120
【解析】小明所受的重力：；
完成一次引体向上，克服重力做的功：；
在10s内做了5个“引体向上”，则10s内做的总功：，
10s内做功的功率：
。
故答案为：240；120。
根据求出重力，再根据求出克服重力做的功；
求出10s内做的总功，据求出功率。
此题主要考查的是学生对重力、功和功率计算公式的理解和掌握，常见题目。
21.=；＞；＞.
【解析】(1)木块两次都进行匀速直线运动，拉力等于滑动摩擦力，滑动摩擦力相等，拉力F相等，即F1=F2.
(2)从图象中可以判断出，第②次的运动速度v较小，根据公式P=Fv，当拉力相等时，速度越大，拉力的功率越大，即P1＞P2.
(3)因为第①的速度大，因此El＞E2.
三、实验探究题
22.(1)不省力；
(2)F=；
(3)；
3.10；60%。
【解析】(1)分析表中序号为1、2的两组数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，测力计示数大于所挂钩码的重力G，故此时使用该滑轮组不省力；
(2)由可知n=2，在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为：F=；
(3)用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置B，当绳子的有效段数最多为3时，最省力，如下图所示：
由图知，物块移动的距离为44.10cm-41.00cm=3.10cm；
若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，该滑轮组的机械效率为：
η===×100%=60%。
故答案为：(1)不省力；(2)F=；(3)如上图所示；3.10；60%。
(1)根据在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，确定表中序号为1、2的两组数据，据此得出结论；
(2)在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为：F=；
(3)当绳子的有效段数最多为3时，最省力，据此连接；由刻度尺的分度值得出物块移动的距离；实验中克摩擦力做的功为有用功，根据η==×100%求解。
本题考查滑轮组有关知识及长度的测量和机械效率的计算。
四、解答题
23.(1)
(2)
(3)，
【解析】(1)木箱沿斜面方向的运动速度可以直接利用速度公式计算。(2)小王对木箱做功的功率应该是总功的功率，而不是有用功。(3)先计算有用功，再计算斜面的机械效率就容易了。
24.(1)
(2)
(3)
【解析】(1)挖掘机静止时对地面的压力等于其重力，对地面的压强利用计算；(2)挖掘机挖土时，只有将土升高对土做功，水平移送到岸边时，因力与距离垂直不做功；(3)挖泥土过程中挖掘机的总功等于发动机的总功率与时间的乘积，再利用就可以计算机械效率。
25.(1)G=mg=60kg×10N/kg=600N
【解析】已知了物块的质量,利用重力的计算公式G=mg即可求解;
(2)v绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s
P=Fv绳=50N×0.3m/s=15W
P=Fv绳=50N×0.3m/s=15W
(3)1min=60s
s物=v物t=0.1m/s×60s=6m
W=fs=120N×6m=720J
(4)W有=fs=120N×6m=720J
s绳=v绳t=0.3m/s×60s=18m
W总=Fs绳=50N×18m=900J
η=W有/W总=720J/900J=80%