人教版八年级下册物理12.3机械效率 同步练习（有解析）

人教版八年级下 12.3 机械效率
一、单选题
1．工人利用滑轮组吊起重为2400N的路灯杆（质量分布均匀）。如图所示，这是路灯杆一端刚被匀速拉起的示意图。路灯杆离地后2s被匀速提升1m，绳端拉力F=1000 N。下列说法正确的是（　　）
A．路灯杆一端刚被匀速拉起比路灯杆离地后匀速提升时滑动组的机械效率更大
B．路灯杆离地后，绳端拉力F做的功为1000 J
C．路灯杆离地后，绳端拉力F做功的功率为500W
D．路灯杆离地后，滑轮组的机械效率为80%
2．如图所示，工人用动滑轮匀速提升物体，下列判断正确的是（　　）
A．人的拉力与物体重力是平衡力 B．物体升高的距离等于滑轮左侧绳子减小的长度
C．人的拉力做的功等于克服滑轮重力做的功 D．动滑轮的机械效率一定等于50%
3．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
4．如图所示，甲、乙杠杆的质量和长度均相同，机械摩擦不计，分别使用甲、乙杠杆将物体A提升相同的高度，则在工作过程中，甲、乙杠杆的机械效率相比（　　）
A．甲的大 B．乙的大 C．一样大 D．无法确定
5．如图所示，分别用相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组，将重为100N的物体在5s内匀速提升2m。不计绳重及摩擦，此过程中（　　）
A．使用甲滑轮组时更省力
B．两滑轮组机械效率不同
C．甲滑轮组的绳子末端移动速度为0.4m/s
D．乙滑轮组提升重物所做的有用功是200J
6．利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力和分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（　　）
A．力做功的功率大 B．甲滑轮组做的有用功较大
C．乙滑轮组的机械效率高 D．乙滑轮组做的总功较大
7．光头强用如图所示的装置将200N的蜂蜜匀速提高3m，送给楼上的熊大、熊二，所用的拉力是125N，不计桶重、绳重和摩擦。下列说法不正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的距离为6m B．拉力做的功为750J
C．动滑轮重50N D．该滑轮组的机械效率为75%
8．图显示的是甲、乙两机械的参数。甲、乙相比，甲的（　　）
A．总功较大 B．有用功较小 C．额外功较大 D．机械效率较低
9．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40kg的重物在10s内匀速提升5m，他对绳的拉力F为250N。不计绳重和摩擦，则下列判断不正确的是（　　）
A．拉力所做的功为2500J
B．动滑轮的重力为100N
C．拉力做功的功率为20W
D．滑轮组的机械效率为80%
10．车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起3m，所用拉力是60N，物体G＝100N，下列关于这个滑轮组工作的说法中正确的是（　　）
A．绳子自由端被拉下了9m
B．拉力F做功360J
C．这个滑轮组能省距离
D．这个滑轮组克服重力做功600J
11．在生产和生活中经常使用各种机械，关于机械，下列说法正确的是（ ）
A．机械做功越快，机械效率越高 B．机械做功越多，机械效率越高
C．使用机械可以省力或省距离，但不能省功 D．使用机械可以省力、省距离，也可以省功
12．工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15s。已知车厢高1.5m，木板长3m，货物质量为60kg，沿斜面所用的拉力为400N，g=10N/kg，则下列说法正确的是（　　）
A．工人做的总功为900J B．工人做的额外功为300J
C．工人做功的功率为60W D．此斜面的机械效率为80%
二、填空题
13．用如图所示的动滑轮将重25N的货物匀速提升1米的过程中，所用拉力F＝15N。若不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。则动滑轮重为 _____N；拉力移动的距离为 _____m；提升货物做的有用功为 _____J。
14．如图所示，工人沿斜面用一个大小恒定的力F把一重为 600N的物体从斜面底部匀速推到顶部（不考虑物体的大小）。已知斜面长L=3m，高h=1.5m。若该过程中斜面的效率为60%，则力F的大小为______N。
15．如图所示是一种小型千斤项的示意图，往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离，工人在2s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂1m，把1000N的重物匀速抬高8cm。则物体上升的速度是______m/s，人做的功为______J，千斤项的效率是______%。
16．指出下列工具分别属于哪种简单机械，盘山公路______（杠杆/滑轮/斜面）；使用扳手的好处是可以省______（力/距离）；无论使用哪种简单机械都不能省______（距离/力/功）。
三、综合题
17． 阅读短文，回答问题。
螺旋在生产生活中的应用
根据斜面可以省力的原理，人们在生活中发明了螺旋状的机械工具，如螺栓、螺钉、螺旋千斤顶等(如图所示)螺旋千斤顶又称机械式千斤顶，是通过人力旋转手柄，使螺杆上升，从而达到将重物举起的目的。
普通螺旋千斤顶靠螺纹自锁作用支持重物，最大起重量能达10吨，且构造简单，但传动效率低，返程慢。自降螺旋千斤顶的螺纹无自锁作用，装有制动器，放松制动器，重物即可自行快速下降，缩短返程时间，但这种千斤顶构造较复杂。
(1)生活中为了将螺钉旋入木板中，用螺丝刀旋转螺钉时，可以省______，但不能省______；
(2)为了使螺栓使用时更省力，可以在螺纹上涂抹一些润滑油，这是为了减小______，盘山公路也可以看成一种螺旋，其目的主要是为了省______；
(3)使用螺旋千斤顶时，如果人始终垂直于手柄用力为F且作用点离螺杆中心的距离为L，每旋转两圈，螺杆将质量为m的重物上举的高度为h，圆的周长公式为2πr(r为圆的半径) 则螺旋千斤顶的机械效率用字母表示为η=______。当升起同一重物时，能提高螺旋千斤顶效率的主要办法是______(选填“加润滑油”或“加长手柄”)。
18．如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在 10s内被匀速提升了1m．已知拉绳子的力 F为 500N，在提升重物的过程中：
（1）做的有用功是 _____ J，
（2）拉力F的功率是 _____ W．
（3）要提高此装置的机械效率可采用措施有 _____ （写出一种即可）．
19．（1）一根忽略重力的硬杆，其左端固定于O点，并可绕O点无摩擦转动，在距O点距离为10cm的位置A，系上一只氢气球。在距O点距离为40cm的位置B，与沿水平方向为30角的方向上（固中虚线所在方向）作用一个力F，使得该硬杆处干水平位置静止；
①在图中，画出作用力F的示意图，并画出力F的力臂l；( )
②若作用力F的大小为4N，则氢气球的细线对硬杆的拉力大小为___________N；
（2）如图所示，在斜面上拉一重50N的木块到0.3m高处，木块沿斜面向上移动了1m，共耗时5s，已知拉力为30N，则拉力做的功为___________J，此斜面的机械效率为 ___________。木块受到斜面的摩擦力为___________。
20．如图是一个提起重物的机械组成部分示意图，是转动轴，不计绳重及摩擦：
(1)若为轻质杠杆，质量为150kg的重物挂在中点处，加在点拉力的方向始终竖直向上。为维持平衡，力的大小为多少？
(2)若是重为的均匀杠杆，挂在中点的重物为，请你推导出该机械工作时机械效率的表达式。
21．如图所示，建筑工人用滑轮组将重1.2×104N的物体匀速吊起2m时，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。试问：
（1）提升物体的重力增大时，滑轮组的机械效率______；提升物体的速度增大时，滑轮组的机械效率______。（均选填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）提升重物做的有用功是多少？( )
（3）绳端的拉力是多少？( )
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．路灯杆一端刚被匀速拉起时滑动组对路灯杆的拉力小于路灯杆离地后滑动组路灯杆的拉力，即路灯杆一端刚被匀速拉起时滑动组对路灯杆做的有用功小于路灯杆离地后滑动组对路灯杆做的有用功，而额外功不变，由
得路灯杆一端刚被匀速拉起比路灯杆离地后匀速提升时滑动组的机械效率小，故A错误；
B．由图可知承担物重的绳子段数n=3，路灯杆离地后被匀速提升1m，则绳子自由端移动距离为
s=3h=3×1m=3m
绳端拉力F做的功为
W总=Fs=1000N×3m=3000J
故B错误；
C．路灯杆离地后，绳端拉力F做功的功率为
故C错误；
D．路灯杆离地后，所做有用功为
W有=Gh=2400N×1m=2400J
滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选D。
2．B
【解析】
【详解】
A．人的拉力作用在绳子上，物体的重力作用在物体上，二力没有作用在同一物体上，所以人的拉力与物体重力不是平衡力，故A错误；
B．对动滑轮来说，物体上升的高度为h时，左侧绳子和右侧绳子都缩短h，这样才能满足s＝2h，因此物体升高的距离等于滑轮左侧绳子减小的长度，故B正确；
C．人拉力做的功为总功，滑轮对重物做的功为有用功；因为使用动滑轮要克服摩擦、克服动滑轮的重力做额外功，所以总功大于有用功，即人拉力做的功大于滑轮对重物做的功，故C错误；
D．根据选项C中额外功的来源，故可知不能确定有用功和总功及额外功的大小，根据，所以不能确定动滑轮的机械效率是多少，故D错误。
故选B。
3．D
【解析】
【分析】
【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。
4．B
【解析】
【详解】
由图甲可知，动力臂是阻力臂的二倍，所以省力，而乙杠杆是等臂杠杆，不省力；当甲杠杆提升物体时，会提升杠杆，即对杠杆做额外功，机械效率低；乙杠杆支点在中间，杠杆两侧等重，即不需要对杠杆做额外功，不计摩擦时，机械效率100%，所以乙杠杆的机械效率更大，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知，n甲=2，n乙=3，不计绳重及摩擦，则绳端的拉力分别为
又因为物重均为100N，动滑轮重相同，所以绳子受的拉力
F甲＞F乙
故A不符合题意；
B．因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，且W额=G动h，W有用=G物h，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功（拉力做的功）相同，即
W甲=W乙
由可知，两滑轮组的机械效率相同，即
η甲=η乙
故B不符合题意；
C．物体上升的速度
甲滑轮组的绳子股数n甲=2，甲滑轮组的绳子末端移动速度为
故C不符合题意；
D．乙滑轮组提升重物所做的有用功是
W有用=G物h=100N×2m=200J
故D符合题意。
故选D。
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图知，甲滑轮组由3段绳子承担物重（即n1=3），乙滑轮组由2段绳子承担物重（即n2=2），在相同的时间内两物体提升的高度相同，则两物体上升速度相同，由v绳=nv物可知，甲绳端移动速度大于乙绳端移动速度。拉力F相同，甲绳端移动速度大，根据
可知，F1做功的功率大，故A错误；
B．已知滑轮组把质量相等的重物提升到相同的高度，由公式
W有用=Gh=mgh
知，两个滑轮组做的有用功相同；故B错误；
C．甲滑轮组由3段绳子承担物重，所以绳端移动的距离s1=3h，则甲滑轮组的机械效率为
乙滑轮组由2段绳子承担物重，所以绳端移动的距离s2=2h，则乙滑轮组的机械效率为
由于两拉力相同、物重相同，所以比较可知乙滑轮组的机械效率高，故C正确；
D．由于两拉力相同，且绳端移动的距离
s1＞s2
所以，由W总=Fs可知甲滑轮组做的总功较大，故D错误。
故选C。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图示知，滑轮组承重绳子的根数为2，则绳子自由端移动的距离
s=2h=2×3m=6m
故A正确，不符合题意；
B．拉力做的功
W总=Fs=125N×6m=750J
故B正确，不符合题意；
C．不计桶重、绳重和摩擦时，据滑轮组的特点得，动滑轮的重力
故C正确，不符合题意；
D．提升蜂蜜所做的有用功
W有=Gh=200N×3m=600J
该滑轮组的机械效率
故D错误，符合题意。
故选D。
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由图可知，甲机械的有用功是1500J，所占的比例是75%，总功
W甲总==2000J
乙机械的额外功是900J，所占的比例是30%，总功
W乙总==3000J
甲的总功小，乙机械的有用功
W乙有=W乙总-W乙额=3000J-900J=2100J
甲的有用功小，故A不符合题意，B符合题意；
C．甲机械的额外功
W甲额=W甲总-W甲有=2000J-1500J=500J
乙机械的额外功是900J，甲的额外功较小，故C不符合题意；
D．由图可知，甲的机械效率是75%，乙的机械效率是70%，甲的机械效率较大，故D不符合题意。
故选B。
9．C
【解析】
【详解】
A．由图可知，重物由2段绳子承担，即n=2，重物在10s内匀速提升5m，则绳子自由端移动的距离为
拉力做的功为
故A正确，不符合题意；
B．重物的重力
不计绳重和摩擦，动滑轮的重力
故B正确，不符合题意；
C．拉力做功的功率
故C错误，符合题意；
D．有用功
滑轮组的机械效率为
故D正确，不符合题意。
故选C。
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知n＝2，把重物提起3m，则绳子自由端下降的距离
s＝nh＝2×3m＝6m
故A错误；
B．拉力F做功
W＝Fs＝60N×6m＝360J
故B正确；
C．根据s＝2h可知使用这个滑轮组费距离，故C错误；
D．克服重力做功
W′＝Gh＝100N×3m＝300J
故D错误。
故选B。
11．C
【解析】
【详解】
A．机械做功越快，功率越大，机械效率是有用功占总功的比例，做功的快慢与机械效率无关，故A错误；
B．机械做功越多，不清楚是有用功和总功的占比，故机械效率未知，故B错误；
CD．使用机械可以省力或省距离，但不能省功，任何机械都不能省功，故C正确；故D错误。
故选C。
12．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．工人做的总功为
W总=Fs=400N×3m=1200J
故A错误；
B．做的有用功为
W有=Gh=mgh=60kg×10N/kg×1.5m=900J
所做额外功为
W额=W总﹣W有=1200J﹣900J=300J
故B正确；
C．工人做功的功率为
P==80W
故C错误；
D．斜面的机械效率为
η=×100%=75%
故D错误。
故选B。
13． 5 2 25
【解析】
【详解】
[1]由图知绳子的有效段数n=2，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，由
可得，动滑轮的重力
G动=nF-G=2×15N-25N=5N
[2]货物匀速提升1的过程中，拉力移动的距离为
s=nh=2×1m=2m
[3]将重25N的货物匀速提升1m，则做的有用功
W有用=Gh=25N×1m=25J
14．500
【解析】
【详解】
工人做的有用功
W有用=Gh=600N×1.5m=900J
由得总功
由W=Fs可得，拉力的大小
15． 0.04 100 80
【解析】
【详解】
[1]由题知，2s时间内重物被匀速抬高
h=8cm=0.08m
所以重物上升的速度
[2]所做的有用功
W有=Gh=1000N×0.08m=80J
人做的功是总功
W总=Fs=100N×1m=100J
[3]所以千斤顶的机械效率
16． 斜面 力 功
【解析】
【分析】
【详解】
[1]盘山公路是斜面，而杠杆是一根硬棒绕着一个点转动，故不是杠杆，而滑轮需要周边带凹槽的轮子，没有轮子，故是斜面。
[2] 扳手是动力臂大于阻力臂，故动力小于阻力，故省力，故使用扳手的好处是可以省力但费距离。
[3]无论使用哪种简单机械都不能省功，因为简单机械做的功分为两部分，一部分有用功，必须做的功，另外一部分是额外功，不论使用何种机械，都不可能没有额外功，即总功必然大于有用功，故不可能省功。
17． 力 距离 摩擦 力 加润滑油
【解析】
【详解】
(1)[1][2]用螺丝刀旋转螺钉时，可以省力，但不能省距离。
(2)[3]为了使螺栓使用时更省力，可以在螺纹上涂抹一些润滑油，通过减小接触面的粗糙程度减小摩擦力。
[4]盘山公路也可以看成一种螺旋，主要是为了省力。
(3)[5]转动一周时，手柄末端通过的距离为
s=2πL
转动两周时，垂直给手柄的力为F时所做的功为
W=Fs总=F×2s=4FπL
转动两周时重物升高h，克服重物所受重力做的功为
W′=mgh
螺旋千斤顶的机械效率
[6]当升起同一重物时，克服重物所受重力做的功不变，加润滑油，垂直给手柄的力F减小，由可知千斤顶效率增大，加长手柄，F做的功较大，效率减小。
18． 800 100 增加物体重力
【解析】
【分析】
已知物重和物体被提升高度，根据公式W=Gh可计算出有用功；已知拉力大小，求出拉力移动的距离，利用 可求总功，又知道做功时间，利用求出拉力F的功率；根据机械效率公式的变形可知提高机械效率的方法．
【详解】
（1）做的有用功是： ；
（2）由图知，n=2，s=2h=2×1m=2m， ，拉力F的功率是；
（3）由 可知，增加物体重力、减轻动滑轮的重力、减小摩擦力都可以提高滑轮组的机械效率．
19． 8 30J 50% 15N
【解析】
【分析】
【详解】
（1）①[1]气球给杠杆的力竖直向上，为使杠杆平衡，作用在B点的力应该沿着虚线方向向下，反向延长画出F的作用线，从支点O画出力F的作用线的垂线，从支点O到垂足C的距离为力F的力臂l，如图所示
②[2]由题知，OB=40cm，力F与OB的夹角为30°，由数学知识得力F的力臂
根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知，气球的细线对硬杆的拉力大小为
（2）[3]拉力做的总功
W总=F拉s=30N×1m=30J
[4]拉力做的有用功
W有=G物h=50N×0.3m=15J
斜面的机械效率
[5]额外功
W额=W总-W有=30J-15J=15J
木块受到斜面的摩擦力为
20．(1)750N；(2)
【解析】
【详解】
解：(1)此机械绕点转动，机械可视为杠杆，阻力
由题意知，加在点拉力的方向始终竖直向上，阻力方向与物体重力方向相同始终竖直向下，所以其力臂之比
根据杠杆平衡条件：，可得
(2)设该机械工作时将重物提高，不计绳重及摩擦，，，所以
答：(1)为维持平衡，力的大小为750N；
(2)若是重为的均匀杠杆，该机械工作时机械效率的表达式为。
21． 增大 不变 2.4×104J 7500N
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]当所提物体的重力增大时，在额外功一定的情况下，所做有用功变大，有用功在总功中所占的比例变大，故该滑轮组的效率将增大。
[2]由滑轮组的机械效率
可知，滑轮组的机械效率与提升物体的速度无关。
（2）[3]提升重物做的有用功
W有＝Gh＝1.2×104N×2m＝2.4×104J
（3）[4]拉力做的总功
W总＝＝3×104J
由图可知，承担物重绳子股数n＝2，绳子自由端移动的距离
s＝nh＝2×2m＝4m
由W总＝Fs得拉力
F＝＝7500N
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页