人教版八年级物理下册12.3机械效率 同步练习（Word版含答案）

12.3机械效率
一、选择题（共14题）
1．关于下列说法正确的是（　　）
A．用同一滑轮组提升不同的重物，提升物体越重，滑轮组的机械效率越高
B．物体做的功越多，物体的功率就越大
C．物体做功时间越短，物体的功率就越大
D．投出去的篮球在空中运动时，运动员仍然对篮球做了功
2．关于功、功率、机械效率说法正确的是（　　）
A．功率越大，做功越快，机械效率越大
B．做功越少，功率越小，机械效率越小
C．机械效率越大，表明它做的功越多
D．功率越大，反映做功越快，与机械效率无关
3．下列说法中正确的是（ ）
A．机械效率越高，越省时间 B．机械效率可能等于1
C．机械效率越高，越省力 D．机械效率越高，有用功占总功的比例越大
4．如图，用滑轮组竖直向上提升重物，不计绳重和摩擦，下列措施能提高滑轮组机械效率的是（　　）
A．增大动滑轮的重力 B．增大重物的重力
C．减小定滑轮的重力 D．增大重物上升的高度
5．用同一滑轮组分别把100N和200N的重物匀速提高5m，如果两种情况下的额外功相等，则下列叙述正确的是（　　）
A．做的总功不相等
B．两次的机械效率相等
C．所做的有用功相等
D．用于拉绳子的力两次相等
6．工人师傅用图所示滑轮组将重为800N的物体在10s内竖直匀速提升了1m，人对绳端的拉力F为500N，不计绳重和摩擦，下列正确的是（　　）
A．动滑轮的重力为100N
B．滑轮组的机械效率为80%
C．绳子自由端移动距离为3m
D．拉力F的功率为150W
7．如图所示，用滑轮组将重为12N的物体匀速提升0.2m，作用在绳端的拉力F为5N，不计绳重和摩擦，以下计算正确的是（　　）
A．拉力的功率1W B．滑轮组的有用功2.4J
C．动滑轮的重力1N D．滑轮组的机械效率83.3%
8．图所示的是用滑轮组提升矿石的装置图，矿石重G 为5×104 牛，滑轮组机械效率η 为80%，拉力 F 的功率P为2千瓦，要把矿石匀速提升1米．则下列哪组量均可求出（ ）
A．W 有用 、 F 、 G 定
B．W 有用 、 G 动 、绳子与滑轮间的摩擦力
C．W 额 、 G 动 、矿石上升的速度 v
D．W 总 、提升 1米 所用的时间 t 、矿石上升的速度 v
9．一人用同一滑轮组分别将100牛和200牛的物体匀速提高5米，如果绳重和摩擦不计，则下列判断中错误的是（ ）
A．人做的总功相等
B．人做的额外功相等
C．滑轮组的机械效率不相等
D．绳的自由端移动的距离相等
10．在轻轨线路的建筑工地上，工人用如图所示的装置，用500 N的拉力匀速提升重为800 N的重物，绳子自由端在50 s内被匀速拉下4 m。（不考虑绳重和摩擦）下列说法正确的是（　　）
A．工人所做的有用功是2 000J B．拉力的功率是32 W
C．动滑轮的重力为200 N D．滑轮组的机械效率为53.33%
11．如图所示，物体重G=210N，若将物体匀速提高3m，用时1min，拉力所做的总功为720J，不计绳置和摩擦，下列说法正确的是
A．拉力大小为240N
B．拉力所做额外功为90J
C．绳子移动的速度为0.05m/s
D．物体克服重力做功的功率为630W
12．甲、乙两个滑轮组如下图所示，其中每一个滑轮的重量都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．若G1＝G2，则拉力做的有用功相同
B．若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
C．若G1>G2，则拉力做的有用功相同
D．用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
13．如图所示，物体B的重力为40N，此时A正沿着水平桌面以0.4m/s的速度向右做匀速直线运动。若对A施加一个水平向左的力F，物体B以原速度匀速上升，则下列选项正确的是（不计绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦）（　　）
A．物体B匀速下降的速度是0.4m/s
B．物体A向左做匀速直线运动时与桌面间的摩擦力为80N
C．物体B匀速上升时，作用在物体B上绳子的拉力的功率为16W
D．对A施加的水平向左的力F大小为160N
14．用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳自由端用大小分别为和的拉力，将重力为的物体在相同的时间内匀速提升相同的高度，乙滑轮组的效率为，若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．与的功率相等
B．与移动的距离相等
C．两个滑轮组的机械效率相同
D．每个滑轮重为
二、综合题
15．如图所示，在滑轮组的作用下，重为200N的A物体以0.2m/s的速度匀速上升，动滑轮重为40N，不计绳重和摩擦。则绳子自由端的拉力F=_______N，拉力F做功功率P=_______。此滑轮组的机械效率为_______。
16．如图所示，沿斜面匀速向上拉一个重为4.5N的物体到斜面顶端，斜面长1.2m，高0.3m，拉力做功为2.16J，则这个斜面的机械效率是________%，若想增大该斜面的机械效率，可采用的方法是____________________(答一种即可).
17．用一只动滑轮匀速提起800N的重物．若动滑轮重200N，不计绳重及摩擦，所用的拉力F=______N；如果用它提起更重的物体，则它的机械效率将_______(增大／减小／不变)．
18．如图所示，工人用一个动滑轮在5s内将重200N的物体匀速提升3m，拉力所做的功为900J，求：
（1）工人做的有用功_______；
（2）该装置的机械效率_______；
（3）拉力的功率_______。
19．如图甲是用滑轮组提升货物的示意图。在拉力F的作用下，货物被匀速竖直提升。此滑轮组的机械效率η随货物所受重力G物的变化关系如图乙所示。g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计。求：
(1)货物所受重力为300N时，该滑轮组的机械效率η；
(2)动滑轮的质量m动；
(3)当绳子自由端的拉力F为500N，货物以0.1m/s的速度被匀速提升时，拉力F的功率P。
20．如图所示，用250N的拉力F，将重为400N的木箱匀速提升1m，求：
（1）拉力所做的功：
（2）该滑轮组的机械效率。（不计绳重和摩擦）
21．利用如图所示的滑轮组，将重为240N的物体匀速向上提起0.2m，竖直向上的拉力F为100N．求：
（1）滑轮组的有用功
（2）滑轮组的机械效率．
22．一辆重3×103N的卡车以54km/h的速度在水平公路匀速行驶，受到的阻力是1200N．卡车沿水平路面匀速行驶300m后驶上一个倾角为30ｏ斜坡（斜面的长是其高的2倍）．设行驶过程中卡车的功率始终保持不变．求：
（1）在水平路面行驶时卡车牵引力所做的功W ；
（2）要使卡车上坡时的牵引力增大为水平路面时的1.5倍，其行驶速度应为多少？
（3）卡车在（2）问中所示上坡时，斜坡的机械效率为多大？
参考答案
1．A
【详解】
A．对于同一滑轮组来讲，绳重、动滑轮重不变，摩擦几乎不变，将物体提升相同高度时，额外功几乎不变，提起的物体越重，做的有用功越多，有用功在总功中所占的比例越大，则滑轮组的机械效率越高，故A正确；
B．由P=可知，功率与功、所用时间都有关；物体做的功多，不知道做功时间，无法确定功率的大小，故B错误；
C．由P=可知，功率与功、所用时间都有关；物体做功时间短，不知道做功大小，无法确定功率的大小，故C错误；
D．投出去的篮球在空中运动时，运动员对篮球不再施加力，则运动员对篮球不做功，故D错误。
故选A。
2．D
【详解】
ABD．机械效率与功率大小没有直接关系，功率是描述物体做功快慢的物理量，功率越大，反映做功越快，与效率无关，故AB错误，D 正确；
C．机械效率越大，有用功与总功的比值越大，它做的功不一定越多，故C错误。
故选D。
3．D
【解析】
根据η=Ｗ有用/Ｗ总可知机械效率与时间和力无关；因为在使用机械时，总功总大于有用功，所以机械效率总小于１．根据机械效率的定义可判断选项Ｄ是正确的．
4．B
【详解】
不计绳重和摩擦，则机械效率可表示为
可知物体重力越大，机械效率越大，滑轮重力越大，机械效率越小，与提升高度和定滑轮重力无关。
故选B。
5．A
【详解】
A．额外功相等，物体上升的高度都是5m，根据W＝Gh可知提升100N和200N的物体做的有用功是不同的，所以总功也是不同的，故A正确；
B．额外功相等，总功不相等，所以滑轮组的机械效率不相等，故B错误；
C．物体上升的高度都是5m，根据W＝Gh可知提升100N和200N的物体做的有用功是不同的，故C错误；
D．用的是同一个滑轮组，物体上升的高度相同，所以绳子末端移动的距离相同，因总功不相等，根据W＝Fs可知两次拉绳子的力是不同的，故D错误．
6．B
【详解】
A．由图可知，有两股绳，动滑轮的重力为
故A错误；
BC．绳子自由端移动距离
滑轮组的机械效率为
故B正确，C错误；
D．拉力做的功
拉力F的功率为
故D错误。
故选B。
7．B
【详解】
由图可得，滑轮组
物体的重力
物体移动的距离
绳子末端的拉力
绳子末端移动的距离
A．不知拉力作用的时间，所以拉力的功率无法求解，故A错误，不符合题意；
B．滑轮组的有用功
故B正确，符合题意；
C．已知条件不足，动滑轮的重力无法求解，故C错误，不符合题意；
D．拉力所做的总功为
滑轮组的机械效率
故D错误，不符合题意。
故选B。
8．D
【解析】根据题意知道，有用功是：W有=Gh=5×104 N×1m=5×104 J；因为η=W有用/W总，所以总功是：W总 =W有用/η=5×104J/80%=6.25×104 J；额外功是：W额 =W总 -W有 =6.25×104 J-5×104 J=1.25×104 J。由图知道，绳端移动的距离是：s=3h=3×1m=3m，因为W总=Fs，所以拉力是F=W总/s=6.25×104J/3m≈2.1×104 N。又因为P=Fv，所以绳端移动的速度是：v=P/F=2000W/2.1×104N≈0.1m/s，故矿石上升的速度是：v′=v/3=1/3×0.1m/s≈0.03m/s，因为v=s/t，所以提升1m所用时间t=h/v′=1m/1/3×0.1m/s=30s。综上所述，只有D正确，故选D。
9．A
【解析】
试题分析：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．
解：A、额外功相等，有用功不同，所以总功不同，故A错误；
B、用同一滑轮组，动滑轮的重是一样的，克服动滑轮的重做的额外功就是一样的，故B正确；
C、不考虑绳重和摩擦，克服动滑轮的重力做的功就是额外功，提起100N和200N的重物，有用功是不同的，所以滑轮组的机械效率是不相同，故C正确；
D、用的是同一个滑轮组，绳子股数是相同的，物体上升的高度都是5m，所以绳子末端移动的距离都等于物体上升高度的n倍，故D正确．
故选A．
10．C
【详解】
A．由图可知：滑轮组承担物重的绳子的段数n=2，则货物升高的高度
工人所做的有用功
A错误；
B．拉力所做的总功
拉力的功率
B错误；
C．由
得
解得
G动＝200N
C正确；
D．滑轮组的机械效率为
D错误；
故选C。
11．B
【详解】
A．由图可知，承担动滑轮和物体的绳子根数n=3，物体提高的高度h=3m，根据滑轮组特点，则绳子移动的距离为：
s=nh=3×3m=9m。
因拉力做的总功W总=720J，根据W=Fs得，拉力大小为：
F===80N。
故A错误。
B．有用功为：
W有=Gh=210N×3m=630J，
则拉力所做额外功为：
W额=W总-W有=720J-630J=90J。
故B正确。
C．绳子移动的速度为：
v拉===0.15m/s。
故C错误。
D．物体克服重力的做为有用功，其功率为：
P===10.5W.
故D错误。
12．AB
【详解】
A．甲滑轮组中有一个动滑轮，乙滑轮组中有两个动滑轮，所以若把物体提升相同的高度，乙滑轮组做的额外功多，若把物体提升相同的高度，则根据可知甲乙所做的有用功相同，故A正确；
B．若，甲乙所做的有用功相同，乙的额外功大，乙做的总功大于甲做的总功，根据， 甲的机械效率大于乙的机械效率，故B正确；
C．若，物体提升相同的高度，则根据 W = Gh可知∶甲所做的有用功大于乙所做的有用功，故C错误；
D．用同一个滑轮组提起不同的重物，所做的额外功不变，有用功发生变化，所以有用功在总功中的比值发生变化，所以机械效率变，故D错误。
故选AB。
13．BD
【详解】
A．由题图可知，拉着动滑轮的绳子段数n＝2，则绳子自由端（物体B）的移动速度为物体A移动速度的2倍，即
故A错误；
C．物体B匀速上升时，绳子对它的拉力与物体B的重力是一对平衡力，大小相等，则拉力的大小
所以作用在物体B上绳子的拉力的功率
故C错误；
B D．当物体A向右做匀速直线运动时，物体A受到向左的摩擦力
当对物体A施加水平向左的力F使物体B以原速度匀速上升时，物体A受到向左的拉力F、向右的摩擦力fA右和滑轮组对其向右的拉力FA；由于物体A与地面之间的压力和粗糙程度不变，则物体A受到的摩擦力大小不变，即
物体A受到滑轮组对其向右的拉力
由于物体A向左做匀速直线运动，则
故B、D均正确。
故选BD。
14．AC
【详解】
A．在绳自由端用大小分别为和的拉力，将重力为的物体在相同的时间内匀速提升相同的高度，有用功和额外功都相同，拉里做的功相同，所用时间相同，根据，与的功率相等，故A正确；
B．物体在相同的时间内匀速提升相同的高度，图甲中移动的距离
图甲中移动的距离
故B错误；
C．两个滑轮组的提升相同的重物时，都是只对动滑轮做额外功，机械效率
故C正确；
D．每个滑轮重为
故D错误。
故选AC。
15． 80 48W 83.3%
【解析】（由图知，n=3，不计绳重和摩擦，则绳子自由端的拉力：
F=（G+G轮）=（200N+40N）=80N；拉力端移动速度：v=3v物=3×0.2m/s=0.6m/s，
拉力做功的功率：P==Fv=80N×0.6m/s=48W；
（3）滑轮组的机械效率：η====≈83.3%。
16．62.5% 增大斜面的倾斜程度
【详解】
拉力做的有用功：
W有用=Gh=4..5N×0.3m=1.35J；
拉力做的总功：
W总=2.16J；
斜面的机械效率为：
η==×100%=62.5%；
若想增大该斜面的机械效率，可采用的方法：一是通过减小斜面的粗糙程度、减小摩擦力来减小额外功，二是增大斜面的倾斜程度．
17．500N 增大
【详解】
使用一只动滑轮时，若不计绳重及摩擦，则提起这个重物的拉力
F＝（G物+G动）＝×（800N+200N）＝500N
如果用它提起更重的物体，根据W有用＝G物h可知有用功会增加，而在不计绳重及摩擦的情况下，产生的额外功为W额外＝G动h，保持不变，所以总功在增加，所以根据机械效率公式
＝1
可知它的机械效率将增大。
18．600J 66.7% 180W
【详解】
(1)工人做的有用功为
W有=Gh=200N×3m=600J
(2)该装置的机械效率为
(3)拉力的功率为
19．(1)75%；(2)10kg；(3)100W
【详解】
(1)如图乙所示为此滑轮组的机械效率η随货物所受重力G物的变化关系，可知当货物所受重力为300N时，该滑轮组的机械效率η为75%。
(2)动滑轮与两股绳子接触，n=2，滑轮组的机械效率表达式为
则绳端拉力为
当该滑轮组的机械效率η为75%时，货物重300N，即
绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计时，由拉力与重物重力、动滑轮之间的关系得
则动滑轮的质量为
(3)当货0.1m/s的速度被匀速提升时，绳子自由端的移动速度为
当绳子自由端的拉力F为500N，拉力的功率为
答：(1)货物所受重力为300N时，该滑轮组的机械效率为75%；
(2)动滑轮的质量为10kg；
(3)拉力F的功率为100W。
20．（1）．500J（2）．80%
【详解】
（1）．由图知道，承担物重是绳子的段数是：n=2，所以，绳子自由端移动的距离是：
s=2h=2×1m=2m，
故拉力F做的功是：
W总 =Fs=250N×2m=500J；
（2）．对滑轮组做的有用功是：
W有用=Gh=400N×1m=400J，
则滑轮组的机械效率是：
=80%
答：（1）．拉力所做的功500J；
（2）．滑轮组的机械效率是80%。
21．(1) 48J (2) 80％
【解析】
（1）滑轮组的有用功：W有用=Gh=240N×0.2m=48J；
（2）由图可知n=3，则滑轮组的总功：
W总=Fs=F×3h=100N×3×0.2m=60J，
滑轮组的机械效率：．
答：（1）滑轮组的有用功 是48J；（2）滑轮组的机械效率是80%．
22．(1)；(2)；(3)
【详解】
(1)由于卡车在水平路面匀速行驶，那么
那么在水平路面行驶时卡车牵引力所做的功为
(2)卡车在水平公路上行驶时的功率为
卡车上坡时的功率也为
卡车上坡时的牵引力增大为水平路面时的1.5倍，即
那么它的行驶速度应为
(3)斜坡的机械效率为
答：(1)在水平路面行驶时卡车牵引力所做的功为；(2)要使卡车上坡时的牵引力增大为水平路面时的1.5倍，其行驶速度应为；(3)卡车在(2)问中所示上坡时，斜坡的机械效率为．