人教版物理八年级下册同步提优训练 12.3机械效率 第1课时　机械效率及其计算（有答案）

第3节　机械效率
第1课时　机械效率及其计算
1　有用功、额外功和总功　
1.李玲同学值日时用水桶提水从一楼上到三楼,她做的有用功是 (　　)
A.对桶所做的功
B.对水所做的功
C.对水和桶所做的功
D.对水、桶和人所做的功
2.利用如图所示的滑轮,在粗糙水平地面上匀速拉动物体,下列叙述正确的是 (　　)
A.克服物体重力做的功是有用功
B.克服物体受地面摩擦力做的功是有用功
C.绳子自由端的拉力F做的功是有用功
D.克服物体受地面摩擦力做的功是额外功
3.用一个动滑轮将500 N的重物提高1 m,所用的拉力为300 N,绳子自由端移动2 m,则在此过程中,有用功为　　　　,总功为　　　　,额外功为　　　　。
2　机械效率概念的理解　
4.下列说法中正确的是 (　　)
A.机械效率越高,机械做功一定越快
B.做功越多的机械,机械效率一定越高
C.功率越大的机械,机械效率一定越高
D.做功越快的机械,功率一定越大
5.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
3　机械效率的简单计算　　　
6.工人用400 N的拉力,通过如图所示的滑轮组,将重为600 N的物体竖直匀速提升2 m,人将绳拉下　　　m,人拉绳做的功为　　　J,滑轮组的机械效率为　　　。
7.小勇用如图所示的滑轮组拉着物体匀速前进了0.2 m,则绳子自由端移动的距离为
　　　　m。若物体与地面间的摩擦力为9 N,则他所做的有用功是　　　　J。如果小勇对绳子的拉力F=4 N,该滑轮组的机械效率为　　　　%。
8.(2021宁夏)如图所示,斜面长3 m,高0.6 m。工人在6 s内将重600 N的物体从底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150 N。此过程中工人做的有用功为　　　　J,斜面的机械效率为　　　　。
　
9.(2021重庆)如图所示,老师在课堂上用自制的滑轮组提升重物,将质量为36 kg的重物在5 s内匀速提升1 m,他对绳的拉力为200 N。不计绳重和摩擦,下列判断正确的是(g取10 N/kg) (　　)
A.动滑轮的重力为20 N
B.拉力所做的功为200 J
C.拉力做功的功率为40 W
D.滑轮组的机械效率为90%
10.(2021衡阳)(多选)如图所示,一名同学用滑轮组拉着重450 N的物体A,使它5 s内在水平面上匀速前进1 m,水平拉力F=75 N,若与地面的摩擦力是物重的0.2,下列说法正确的是 (　　)
A.他做的总功是150 J
B.他做的有用功是450 J
C.拉力做功的功率是15 W
D.该滑轮组的机械效率是60%
11.(2021辽阳)用如图所示的滑轮组,匀速直线拉动水平地面上重为35 N的物体,手的拉力为20 N,物体移动的速度为0.1 m/s,物体受到地面的摩擦力为32 N,不计绳重及滑轮组摩擦,下列说法正确的是(　　)
A.滑轮组的机械效率为80%
B.动滑轮重为5 N
C.拉力的功率为2 W
D.10 s内物体的重力做功为35 J
12.(2021苏州)如图所示是工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图,在400 N的拉力作用下,使质量为70 kg的建筑材料在10 s的时间里,匀速竖直上升了2 m。不计绳子重力和摩擦,g取10 N/kg。求:
(1)拉力的功率P。
(2)滑轮组的机械效率η。
(3)动滑轮的重力G动。
13.随着社会的发展,人们生活水平不断提高,人们的住房条件也得到了很大的改善。小明家最近购置了一套新房,为了帮助爸爸将重600 N的装修材料运送到6 m高的楼上,小明利用物理课上学过的滑轮组,设计了如图甲所示的材料搬运方案(其中每个滑轮重30 N,绳子足够长且所能承受的最大拉力为250 N,不计绳重及摩擦)。
　
(1)计算说明绳子的拉力是否超过绳子的最大承受力。
(2)小明爸爸观察了该装置后,他想如果将该装置的滑轮位置颠倒(如图乙所示)是否会更省力一些,请你按照小明爸爸的想法,在图乙中画出滑轮组的绕绳方法,并说明小明爸爸的想法是否正确。
(3)求两种方案的机械效率之比。
(4)综合分析评估两个方案,你认为哪个方案更好一些 说明理由。
第3节　机械效率
第1课时　机械效率及其计算
1.B　2.B
3.500 J　600 J　100 J　
4.D
5.B　 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例比乙吊车大;把相同质量的物体提升相同的高度,根据公式W有=Gh=mgh可知,两吊车所做的有用功相同。甲吊车的机械效率高,说明它所做的额外功较少,总功较少;乙吊车的机械效率低,说明它所做的额外功较多,总功较多。
6.4　1600　75%　 滑轮组中动滑轮和重物的总重由2段绳子承担,s=2h=2×2 m=4 m,拉力做的总功:W总=Fs=400 N×4 m=1600 J;滑轮组对重物所做的有用功:W有=Gh=600 N×2 m = 1200 J;该滑轮组的机械效率:η= ==0.75=75%。
7.0.6　1.8　75　 由图可知,承担摩擦力的绳子段数n=3,物体移动的距离s=0.2 m,
绳子自由端移动的距离:s'=3s=3×0.2 m=0.6 m,
克服摩擦力做功(有用功):W有=fs=9 N×0.2 m=1.8 J;拉力做的功(总功):W总=Fs'=4 N×0.6 m =2.4 J;
滑轮组的机械效率:η===0.75=75%。
8.360　80%
工人做的有用功:W有=Gh=600 N×0.6 m=360 J,
工人做的总功:W总=Fs=150 N×3 m=450 J,
斜面的机械效率:η= ×100%=×100%=80%。
9.D　 物体所受重力:G=mg=36 kg×10 N/kg=360 N,由图可知,承担物重的绳子段数n=2,F=,则动滑轮的重力:G0=2×200 N-360 N=40 N,A错误;
拉力所做的功:W总=Fs=Fnh=200 N×2×1 m=400 J,B错误;
拉力做功的功率:P===80 W,C错误;
有用功:W有=Gh=360 N×1 m=360 J,滑轮组的机械效率:η===0.9=90%,D正确。
10.AD　 由图可知,n=2,拉力做的总功:W总=Fs=Fns0=75 N×2×1 m=150 J,A正确;有用功:W有=fs0=0.2×450 N×1 m=90 J,B错误;拉力做功的功率:P===30 W,C错误;滑轮组的机械效率:η===0.6=60%,D正确。
11.A　 由图可知,n=2;滑轮组的机械效率:η====0.8=80%,A正确;不计绳重及滑轮组摩擦,F=,动滑轮重:G动=2×20 N-32 N=8 N,B错误;拉力的功率:P=Fv=Fnv0=20 N ×2×0.1 m/s=4 W,C错误;重力的方向竖直向下,物体在重力的方向上没有通过距离,因而重力不做功,D错误。
12.(1)由图可知,n=2,
绳子自由端移动的距离:s=2h=2×2 m=4 m,
拉力做的功:W总=Fs=400 N×4 m=1600 J,
拉力的功率:P===160 W。
(2)建筑材料的重力:G=mg=70 kg×10 N/kg=700 N,
有用功:W有=Gh=700 N×2 m=1400 J,
滑轮组的机械效率:
η===0.875=87.5%。
(3)不计绳子重力和摩擦,由F=(G+G动)可得,动滑轮的重力:
G动=2F-G=2×400 N-700 N=100 N。
13.(1)由题图甲可知,物重由3段绳子承担,n=3,因不计绳重及摩擦,拉力:F=(G动+G物)=×(30 N+600 N)=210 N,210 N<250 N,所以没有超过绳子的最大承受力。
(2)如图所示
此时n=4,拉力:F'=(2G动+G物)=×(2×30 N+600 N)=165 N(3)小明所设计方案的机械效率:η甲====,小明爸爸所设计方案的机械效率:η乙====,η甲∶η乙=∶=22∶21。
(4)由以上计算可以看出,小明设计的方案机械效率高,小明爸爸设计的方案较省力,但从安全方面考虑,小明的方案是站在地面上用力,更安全,所以小明的方案更好。(合理即可)