人教版八年级下12.3机械效率 练习（有解析）
文档属性
| 名称 | 人教版八年级下12.3机械效率 练习（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-30 04:55:36 | ||
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文档简介
人教版八年级下 12.3 机械效率
一、单选题
1．关于机械效率的说法，正确的是（ ）
A．机械效率越高的机械越省功
B．机械效率越高的机械越省力
C．机械效率越高的机械，额外功与有用功的比值越小
D．机械效率越高的机械，机械的功率越大
2．利用如图所示装置将重为100 N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端．已知斜面的长是5 m，高是2 m，拉力为F=30 N，不计动滑轮重和绳重，以及滑轮与轴之间的摩擦，则该装置的机械效率和物体所受的摩擦力分别为
A．66.7％ 60 N B．40％ 20 N
C．66.7％ 20 N D．40％ 60 N
3．如图所示，拉力F为20N，物体A以0.1m/s的速度在表面足够长的物体B表面做匀速直线运动；物体B静止在地面上，受到地面水平向右8N的摩擦力，弹簧测力计示数为22N，下列说法正确的是（ ）
A．物体A受到的摩擦力为20N
B．拉力F的功率为1.0W
C．滑轮组的机械效率为75%
D．拉力F增大至40N时，弹簧测力计示数为44N
4．小明用动滑轮竖直向上提升重物，下列措施能提高动滑轮机械效率的是（ ）
A．减小动滑轮的重力 B．增大重物上升的高度
C．减小物体的重力 D．增大重物上升的速度
5．如图所示，重600N的物体在大小为100N的水平拉力作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为60%。在此过程中下列选项正确的是（ ）
A．物体与地面间的滑动摩擦力为100N
B．拉力F做的功为100J
C．额外功的功率是8W
D．绳子自由端移动的速度为0.3m/s
6．如图所示，甲、乙两个滑轮组，其中每个滑轮的质量都相同、分别用拉力F1、F2将重物G1、G2提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．若，则拉力F1、F2做的总功相同
B．若，则拉力F2做的有用功多
C．若，则甲、乙两个滑轮组的机械效率相等
D．若，则甲的机械效率大于乙的机械效率
7．如图所示，两个斜面粗糙程度相同，现将甲、乙两个相同的物体分别从斜面的底端以相同速度匀速拉到顶端，拉力分别为和，下列说法正确的是（ ）
A．拉力大于
B．两斜面的机械效率相同
C．拉力的总功率小于的总功率
D．上升过程中物体的动能转化为重力势能
8．如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是（ ）
A．甲方式可以省力
B．乙方式不能改变力的方向
C．甲、乙两种方式做的有用功相等
D．甲、乙两种方式的机械效率相等
9．如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了lm。已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中（ ）
A．绳子自由端被拉下3m B．做的总功是1000J
C．拉力F的功率是80W D．滑轮组的机械效率是60％
10．在斜面上将一个质量为6kg的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m，高1m，则下列说法正确的是（ ）
A．物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用
B．物体受到的摩擦力大小为40N
C．做的有用功是40J
D．此斜面的机械效率为75%
11．如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，在相等时间内绳子自由端A、B移动相同的距离（不计绳重和摩擦）。在此过程中，下列选项正确的是（ ）
A．两钩码上升的速度相等 B．两套装置绳子自由端的拉力相等
C．甲装置做的总功比乙的多 D．两套装置的机械效率不相等
12．仅用8天就建成的武汉火神山医院，彰显的不仅是中国速度，更是战胜疫情的坚强决心。如图所示，为了在最短的时间完成地面基础建设，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的（ ）
A．机械效率 B．功率 C．功 D．有用功
二、填空题
13．图是利用滑轮组帮助汽车脱困的情景。匀速拉动车的过程中，车相对树木是______（选填“静止”或“运动”）的，动滑轮上有______段绳子承担对车的拉力，若对车的拉力为2400N，F为1500N，则该滑轮组的机械效率是______。
14．如图所示，沿斜面把质量为24kg的一个物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力是F＝300N，斜面长2m、高1m，则物体所受摩擦力______N。
15．如图所示，在50N的水平拉力F作用下，重250N的物体沿水平地面匀速向左运动了2m，物体与地面间的滑动摩擦力为120N，则该过程中拉力做的功为___________J，滑轮组的机械效率为___________。
16．如图所示，利用斜面给货车装载货物时，货物重，用的拉力将货物匀速拉到斜面顶端，拉动的距离，提升高度，所用时间。则拉力所做的功为______J，斜面的机械效率为______，此过程中物体受到的摩擦力为______N。
三、综合题
17．小刚同学家住楼上，最近正在装修房子，需要搬运装修材料，但有些材料由于楼道过窄不方便搬运，于是小刚建议采用如图所示的滑轮组，这样站在地上就可以把材料运上楼。若某次搬运的材料重800N，被提升的高度10m，人所用的拉力为500N，求：
喷气发动机 16%﹣24%
起重机 40%﹣50%
汽油机 22%﹣27%
柴油机 28%﹣30%
抽水机 60%﹣80%
（1）请你帮助小刚画出滑轮组的绕线示意图；
（2）用滑轮组提升材料时做的有用功；
（3）该滑轮组的机械效率；
（4）随后，小刚同学查阅了有关机械效率知识的资料，看到右表中的一组数据，请你找出这些机械设备效率的共同特点。
18．某型号起重机吊臂上的滑轮组如图所示，某工地上需用该滑轮组将一些规格相同的石板匀速提升到2m高的平台上，若每块石板的重力均为1.2×104N，当滑轮组一次提升一块石板时，钢丝绳的拉力F的功率为3000W，此时滑轮组的机械效率为80%，不计摩擦和钢丝绳的重力。
（1）钢丝绳的拉力是由电动机提供的，电动机工作时将________能主要转化为机械能；
（2）在此过程中，石板匀速上升时的速度是________；
（3）若该滑轮组一次匀速提升两块石板到同一平台上，则此时钢丝绳的拉力F是_______；
（4）起重机沿竖直方向吊起同一建材时，如果第一次建材以速度v匀速上升，第二次以速度2v匀速上升，则这两次相比，钢丝绳的拉力________，拉力的功率________（两空均选填“变大”“变小”或“不变”）。
19．如图所示，斜面长L=10 m，高h=4 m．用沿斜面方向的拉力F，将一个重物G为100 N的物体由斜面底部匀速拉到顶端B，运动过程中物体克服摩擦力做功100 J，求：
（1）拉力F的大小；
（2）斜面的机械效率；
（3）我们知道，使用任何机械都不能省工，若摩擦力为f，请根据功的原理推导。
20．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)由图像可知，G物越大，滑轮组的机械效率越______；
(2)当绳子自由端的拉力F为400N，货物以0.3m/s的速度被匀速提升时，拉力F的功率是______W；
(3)动滑轮的质量m动是多少千克？ ( )
(4)若绳子能承受的最大拉力是600N，小李体重550N，他站在地面竖直向下拉绳子使物体匀速上升，最大能提升重力为多少牛的物体？ ( )
21．如图所示是我国设计制造的无人驾驶轿车，该车的相关参数如下表所示；（g取10/kg）
整车质量 2000kg
最高速度 120km/h
以最高速度行驶时受到的水平阻力 200N
与地面的总接触面积 800cm2
（1）在高速公路上疾驰时，轿车对地面的压力 ______（选填“大于”“小于”或“等于”）车的重力；
（2）轿车静止在水平路面上时，对路面的压强为多少？______
（3）若轿车以最高车速沿水平直线匀速行驶30min，则牵引力所做的功为多少？______
（4）若该轿车以速度v匀速爬上长为s的斜坡，已知斜坡的高度为h，此过程中，牵引力的大小恒为F，忽略空气阻力，试推导轿车在此过程中所受阻力f的表达式（轿车的重力大小用G表示）______。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．使用任何简单机械都不能省功，故A错误；
B．机械效率高的机械不一定省力，比如分别用一个定滑轮和一个动滑轮提升同一物体，虽然动滑轮省力，但需要克服动滑轮的重力做额外功，动滑轮的机械效率反而低，故B错误；
C．机械效率越高的机械，有用功与总功的比值越大，即有用功一定时，额外功越小，或额外功一定时，有用功越大，所以额外功机械效率越高的机械，额外功与有用功的比值越小，故C正确；
D．功率是指做功的快慢，与机械效率的高低无关，故D错误。
故选C。
2．C
【解析】
【详解】
∵G＝100N，h＝2m，∴做的有用功为：W有用＝Gh＝100N×2m＝200J；而斜面上装一个动滑轮，斜面的长是5m，∴绳子末端移动的距离为：S＝2×5m＝10m，∵F＝50N，∴做的总功为：W总＝FS＝30N×10m＝300J；则机械效率为：η＝＝66.7%,W额＝300J-200J＝100J，由W额＝fs 得f＝＝20N故C正确．
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．物体B静止在地面上，受到地面水平向右8N的摩擦力，弹簧测力计示数为22N，A对B有向左30N的摩擦力，B对A的摩擦力为30N，故A错误；
B．有2股绳拉动滑轮，物体A的运动速度为0.1m/s，拉力F的运动速度为0.2m/s，拉力F的功率为
故B错误；
C．滑轮组的机械效率为
故C正确；
D．拉力F增大至40N时，物体A做加速运动，滑动摩擦力与物体运动速度无关，A、B之间的滑动摩擦力没有变化，弹簧测力计示数仍为22N，故D错误。
故选C。
4．A
【解析】
【分析】
【详解】
用滑轮组竖直向上提升重物时，有用功大小
W有=G物h
不计绳重和摩擦，额外功
W额=G动h
总功
W总=W有+W额=G物h+G动h
则滑轮组的机械效率
由此可知，滑轮组机械效率的高低与重物上升的速度、重物上升的高度、定滑轮的重力无关， 而减小动滑轮的重力，可减小额外功，能提高滑轮组的机械效率，故A正确。
故选A。
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
物体运动的距离为
由图可知，绳子的股数为2，则绳子端移动的距离为
绳子端移动的速度为
总功为
滑轮组的机械效率为60%，根据可知，有用功为
因为物体克服摩擦力做功，所以摩擦力为
额外功为
额外功的功率为
故选C。
6．D
【解析】
【详解】
AB．若，且重物匀速提升的高度相同，由可知，有用功相同；不计绳重及摩擦，则克服动滑轮自重做的功为额定功，即，因每个滑轮质量都相等，提升的高度相同，但乙装置有2个动滑轮，故乙做的额外功多，而，所以总功不相同，即 、做的功不相等，故AB错误；
CD．不考虑绳重、摩擦，则滑轮组的机械效率
若 ，但甲装置只有1个动滑轮、乙装置有2个动滑轮，由前面的表达式可知，甲的机械效率大于乙的机械效率，故C错误，D正确。
故选D。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．沿粗糙的斜面将物体由底端拉到顶端的过程中，拉力与斜面的长度有关，斜面越长越省力，所以拉力小于，故A错误；
B．在斜面中，斜面粗糙程度相同，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高，两斜面的倾斜程度不同，故机械效率不同，故B错误；
C．由功率
P===Fv
可知，速度相同时，拉力越大，功率越大，因甲、乙两个相同的物体分别从斜面的底端以相同速度匀速拉到顶端，拉力小于，故拉力的总功率小于的总功率，故C正确；
D．上升过程中，物体匀速上升，速度不发生变化，故动能不变；高度上升，则重力势能增大，但不是动能转化为重力势能，故D错误。
故选C。
8．C
【解析】
【详解】
A．由图可知，甲方式是两个定滑轮，定滑轮的本质是等臂杠杆，不能省力，故A错误；
B．乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，不仅可以省力，也可以改变力的方向，故B错误；
C．由题可知，甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度，由可知；故C正确；
D．由图可知，甲方式是两个定滑轮，乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，乙方式做的额外功大于甲方式，有用功相同、总功不相同，根据可知，两个滑轮组的机械效率不相等，故D错误。
故选C。
9．B
【解析】
【详解】
由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2。
A.绳子自由端被拉下的距离：
s=nh=2×1m=2m，
故A错误；
B.拉力做的总功：
W总=Fs=500N×2m=1000J，
故B正确；
C.拉力F的功率：
P===100W，
故C错误。
D拉力做的有用功：
W有=Gh=800N×1m=800J，
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=80%，
故D错误。
故选B。
10．D
【解析】
【详解】
A．物体对斜面有压力的作用，根据力的作用是相互的，斜面也会对木块有支持力，所以斜面受到重力、支持力、拉力和摩擦力四个力的作用，故A错误；
B．根据题意，由
1=
可得
故B错误；
C．根据功的计算公式可得有用功为
故C错误；
D．由机械效率的公式可得
故D正确。
故选D。
11．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．图甲使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n甲=2；图乙使用的是滑轮组，承担物重的绳子股数n乙=3；因为拉力端移动的距离s=nh；所以拉力端移动的速度等于物体升高速度的n倍,已知在相等时间内绳端A、B移动相同的距离,则由速度公式v=可知绳端A、B移动的速度相等，设其大小为v，则由v绳=nv物可知，钩码上升的速度分别为: v甲=，v乙=，所以两钩码上升的速度: v甲>v乙，故A错误；
B．提升钩码的质量相同、重力相同，且滑轮的质量相同、重力相同，不计绳重及摩擦，拉力
F=(G+G动)
n甲=2， n乙=3，所以绳端的拉力分别为
F甲=(G+G动)
F乙=(G+G动)
则绳端的拉力F甲>F乙，故B错误；
C．绳端拉力F甲>F乙，绳端A、B移动相同的距离，由W=Fs可知拉力做的总功
W甲总>W乙
总，即甲滑轮组的总功比乙多，故C正确；
D．忽略绳重和摩擦，机械效率
===
因为提升钩码的质量相等、重力相等，所以动滑轮和滑轮组的机械效率相等，故D错误。
故选C。
12．B
【解析】
【详解】
建成一所医院所做的有用功是相同的，为了减小做功的时间（缩短工期），根据P=可知，需要增大挖掘机的功率，所以，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的功率，故B正确，ACD错误。
故选B。
13． 运动 2 80%
【解析】
【分析】
【详解】
[1]匀速拉动车的过程中，车相对树木的位置发生了变化，以树木为参照物，车是运动的。
[2]由图可知，随车一起运动的是动滑轮，左侧是动滑轮，动滑轮上由2段绳子承担对车的拉力。
[3]该滑轮组的机械效率是
14．180
【解析】
【详解】
拉力F做的有用功
拉力F做的总功
拉力F做的额外功
由可得，物体所受的摩擦力
15． 300 80%
【解析】
【分析】
【详解】
[1]动滑轮上绕有3股绳子，因此物体运动2m，则拉力F运动了s=6m。拉力做的功为
[2]有用功为物体克服摩擦力做的功，因此有
滑轮组的机械效率为
16． 1200 100
【解析】
【详解】
[1]拉力所做的功为
[2]克服货物重力所做的有用功为
斜面的机械效率为
[3]克服摩擦力做的额外功为
此过程中物体受到的摩擦力为
17．（1）；（2）8000J；（3）80%；（4）这些机械设备效率的共同特点是机械效率总小于1
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）站在地上把材料运上楼，绳端拉力的方向应向下，则应从定滑轮开始绕线，如图所示
（2）用滑轮组提升材料时做的有用功
（3）由图可知，n＝2，绳子自由端移动的距离
则拉力做的总功
滑轮组的机械效率
（4）根据表中数据分析可知，机械效率总小于1。
答： （2）用滑轮组提升材料时做的有用功为；
（3）滑轮组的机械效率为80%；
（4）这些机械设备效率的共同特点是机械效率总小于1。
18． 电 0.2m/s 8.5×103N 不变 变大
【解析】
【详解】
（1）[1] 电动机工作时，将电能主要转化为机械能。
（2）[2] 一次提升一块石板时拉力做的有用功
W有用＝Gh＝1.2×104N×2m＝2.4×104J
由得拉力做的总功
＝
由可得做功时间
＝
石板匀速上升时的速度
（3）[3] 拉力做的额外功
W额＝W总﹣W有用＝3×104J﹣2.4×104J＝6×103J
不计摩擦和钢丝绳的重力
W额＝G动h
动滑轮重力
一次匀速提升两块石板的拉力大小
F′＝（G′+G动）＝×（2×1.2×104N+1.5×103N）＝8.5×103N
（4）[4] 起重机沿竖直方向吊起同一建材时，如果第一次建材以速度v匀速上升，第二次以速度2v匀速上升，不计摩擦和钢丝绳的质量，由可知，这两次相比，钢丝绳的拉力与速度无关，不变。
[5] 钢丝绳的拉力不变，第二次以速度2v匀速上升时，由v绳＝nv物可知，电动卷扬机拉钢丝绳的速度变大，由P＝Fv可知，拉力的功率变大。
19．（1）50 N；（2）80%；（3）见解析
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）有用功
W有＝Gh＝100N×4m＝400J
总功
W总＝W有W额＝400J100J＝500J
由W＝Fs可得，拉力的大小
（2）斜面的机械效率
（3）拉力做的总功等于克服物体重力做的有用功加上克服摩擦力做的额外功，因此
W总＝W有W额
即
FL＝GhfL
整理可得
点睛：（1）知道物体的重力和斜面的高度，根据W＝Gh求出有用功，然后加上物体克服摩擦力做的功即为拉力做的总功，又知道斜面的长度，根据W＝Fs求出拉力的大小；（2）知道有用功和总功，根据求出斜面的机械效率；（3）总功等于有用功加上额外功，根据做功公式得出答案。
20． 高 240W 20kg 900N
【解析】
【详解】
(1)[1]由图乙可知，被提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高。
(2)[2]由图甲可知，n=2，拉力端移动的速度
拉力做功的功率
(3)[3]由图像可知，货物所受重力为600N时，该滑轮组的机械效率为75%；绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计，滑轮组的机械效率
可得动滑轮的重力
则动滑轮的质量
(4)[4]绳子能承受的最大拉力是600N，要想站在地面向下拉绳子，绳子的最大拉力为550N，物体的最大重力为
21． 小于 2.5×105Pa 1.2×107J
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]在高速公路上疾驰时，轿车上方空气流速大，压强小，下方空气流速小，压强大，大气会对轿车产生向上的压力差，使轿车对地面的压力小于车的重力。
（2）[2]轿车对水平路面的压力
F＝G＝mg＝2000kg×10N/kg＝2×104N
轿车对水平地面的压强
（3）[3]轿车行驶的时间
t＝30min＝0.5h
轿车行驶的路程
s1＝v1t＝120km/h×0.5h＝60km＝6×104m
轿车沿水平直线匀速行驶时，在水平方向上受力平衡，F牵等于阻力为200 N，牵引力做功
W＝F牵s1＝200N×6×104m＝1.2×107J
（4）[4]有用功
W有＝G车h
牵引力做功
W总＝Fs
克服阻力做功
W额＝W总﹣W有＝Fs﹣G车h
轿车在此过程中所受阻力
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．关于机械效率的说法，正确的是（ ）
A．机械效率越高的机械越省功
B．机械效率越高的机械越省力
C．机械效率越高的机械，额外功与有用功的比值越小
D．机械效率越高的机械，机械的功率越大
2．利用如图所示装置将重为100 N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端．已知斜面的长是5 m，高是2 m，拉力为F=30 N，不计动滑轮重和绳重，以及滑轮与轴之间的摩擦，则该装置的机械效率和物体所受的摩擦力分别为
A．66.7％ 60 N B．40％ 20 N
C．66.7％ 20 N D．40％ 60 N
3．如图所示，拉力F为20N，物体A以0.1m/s的速度在表面足够长的物体B表面做匀速直线运动；物体B静止在地面上，受到地面水平向右8N的摩擦力，弹簧测力计示数为22N，下列说法正确的是（ ）
A．物体A受到的摩擦力为20N
B．拉力F的功率为1.0W
C．滑轮组的机械效率为75%
D．拉力F增大至40N时，弹簧测力计示数为44N
4．小明用动滑轮竖直向上提升重物，下列措施能提高动滑轮机械效率的是（ ）
A．减小动滑轮的重力 B．增大重物上升的高度
C．减小物体的重力 D．增大重物上升的速度
5．如图所示，重600N的物体在大小为100N的水平拉力作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为60%。在此过程中下列选项正确的是（ ）
A．物体与地面间的滑动摩擦力为100N
B．拉力F做的功为100J
C．额外功的功率是8W
D．绳子自由端移动的速度为0.3m/s
6．如图所示，甲、乙两个滑轮组，其中每个滑轮的质量都相同、分别用拉力F1、F2将重物G1、G2提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．若，则拉力F1、F2做的总功相同
B．若，则拉力F2做的有用功多
C．若，则甲、乙两个滑轮组的机械效率相等
D．若，则甲的机械效率大于乙的机械效率
7．如图所示，两个斜面粗糙程度相同，现将甲、乙两个相同的物体分别从斜面的底端以相同速度匀速拉到顶端，拉力分别为和，下列说法正确的是（ ）
A．拉力大于
B．两斜面的机械效率相同
C．拉力的总功率小于的总功率
D．上升过程中物体的动能转化为重力势能
8．如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是（ ）
A．甲方式可以省力
B．乙方式不能改变力的方向
C．甲、乙两种方式做的有用功相等
D．甲、乙两种方式的机械效率相等
9．如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了lm。已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中（ ）
A．绳子自由端被拉下3m B．做的总功是1000J
C．拉力F的功率是80W D．滑轮组的机械效率是60％
10．在斜面上将一个质量为6kg的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m，高1m，则下列说法正确的是（ ）
A．物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用
B．物体受到的摩擦力大小为40N
C．做的有用功是40J
D．此斜面的机械效率为75%
11．如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，在相等时间内绳子自由端A、B移动相同的距离（不计绳重和摩擦）。在此过程中，下列选项正确的是（ ）
A．两钩码上升的速度相等 B．两套装置绳子自由端的拉力相等
C．甲装置做的总功比乙的多 D．两套装置的机械效率不相等
12．仅用8天就建成的武汉火神山医院，彰显的不仅是中国速度，更是战胜疫情的坚强决心。如图所示，为了在最短的时间完成地面基础建设，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的（ ）
A．机械效率 B．功率 C．功 D．有用功
二、填空题
13．图是利用滑轮组帮助汽车脱困的情景。匀速拉动车的过程中，车相对树木是______（选填“静止”或“运动”）的，动滑轮上有______段绳子承担对车的拉力，若对车的拉力为2400N，F为1500N，则该滑轮组的机械效率是______。
14．如图所示，沿斜面把质量为24kg的一个物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力是F＝300N，斜面长2m、高1m，则物体所受摩擦力______N。
15．如图所示，在50N的水平拉力F作用下，重250N的物体沿水平地面匀速向左运动了2m，物体与地面间的滑动摩擦力为120N，则该过程中拉力做的功为___________J，滑轮组的机械效率为___________。
16．如图所示，利用斜面给货车装载货物时，货物重，用的拉力将货物匀速拉到斜面顶端，拉动的距离，提升高度，所用时间。则拉力所做的功为______J，斜面的机械效率为______，此过程中物体受到的摩擦力为______N。
三、综合题
17．小刚同学家住楼上，最近正在装修房子，需要搬运装修材料，但有些材料由于楼道过窄不方便搬运，于是小刚建议采用如图所示的滑轮组，这样站在地上就可以把材料运上楼。若某次搬运的材料重800N，被提升的高度10m，人所用的拉力为500N，求：
喷气发动机 16%﹣24%
起重机 40%﹣50%
汽油机 22%﹣27%
柴油机 28%﹣30%
抽水机 60%﹣80%
（1）请你帮助小刚画出滑轮组的绕线示意图；
（2）用滑轮组提升材料时做的有用功；
（3）该滑轮组的机械效率；
（4）随后，小刚同学查阅了有关机械效率知识的资料，看到右表中的一组数据，请你找出这些机械设备效率的共同特点。
18．某型号起重机吊臂上的滑轮组如图所示，某工地上需用该滑轮组将一些规格相同的石板匀速提升到2m高的平台上，若每块石板的重力均为1.2×104N，当滑轮组一次提升一块石板时，钢丝绳的拉力F的功率为3000W，此时滑轮组的机械效率为80%，不计摩擦和钢丝绳的重力。
（1）钢丝绳的拉力是由电动机提供的，电动机工作时将________能主要转化为机械能；
（2）在此过程中，石板匀速上升时的速度是________；
（3）若该滑轮组一次匀速提升两块石板到同一平台上，则此时钢丝绳的拉力F是_______；
（4）起重机沿竖直方向吊起同一建材时，如果第一次建材以速度v匀速上升，第二次以速度2v匀速上升，则这两次相比，钢丝绳的拉力________，拉力的功率________（两空均选填“变大”“变小”或“不变”）。
19．如图所示，斜面长L=10 m，高h=4 m．用沿斜面方向的拉力F，将一个重物G为100 N的物体由斜面底部匀速拉到顶端B，运动过程中物体克服摩擦力做功100 J，求：
（1）拉力F的大小；
（2）斜面的机械效率；
（3）我们知道，使用任何机械都不能省工，若摩擦力为f，请根据功的原理推导。
20．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)由图像可知，G物越大，滑轮组的机械效率越______；
(2)当绳子自由端的拉力F为400N，货物以0.3m/s的速度被匀速提升时，拉力F的功率是______W；
(3)动滑轮的质量m动是多少千克？ ( )
(4)若绳子能承受的最大拉力是600N，小李体重550N，他站在地面竖直向下拉绳子使物体匀速上升，最大能提升重力为多少牛的物体？ ( )
21．如图所示是我国设计制造的无人驾驶轿车，该车的相关参数如下表所示；（g取10/kg）
整车质量 2000kg
最高速度 120km/h
以最高速度行驶时受到的水平阻力 200N
与地面的总接触面积 800cm2
（1）在高速公路上疾驰时，轿车对地面的压力 ______（选填“大于”“小于”或“等于”）车的重力；
（2）轿车静止在水平路面上时，对路面的压强为多少？______
（3）若轿车以最高车速沿水平直线匀速行驶30min，则牵引力所做的功为多少？______
（4）若该轿车以速度v匀速爬上长为s的斜坡，已知斜坡的高度为h，此过程中，牵引力的大小恒为F，忽略空气阻力，试推导轿车在此过程中所受阻力f的表达式（轿车的重力大小用G表示）______。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．使用任何简单机械都不能省功，故A错误；
B．机械效率高的机械不一定省力，比如分别用一个定滑轮和一个动滑轮提升同一物体，虽然动滑轮省力，但需要克服动滑轮的重力做额外功，动滑轮的机械效率反而低，故B错误；
C．机械效率越高的机械，有用功与总功的比值越大，即有用功一定时，额外功越小，或额外功一定时，有用功越大，所以额外功机械效率越高的机械，额外功与有用功的比值越小，故C正确；
D．功率是指做功的快慢，与机械效率的高低无关，故D错误。
故选C。
2．C
【解析】
【详解】
∵G＝100N，h＝2m，∴做的有用功为：W有用＝Gh＝100N×2m＝200J；而斜面上装一个动滑轮，斜面的长是5m，∴绳子末端移动的距离为：S＝2×5m＝10m，∵F＝50N，∴做的总功为：W总＝FS＝30N×10m＝300J；则机械效率为：η＝＝66.7%,W额＝300J-200J＝100J，由W额＝fs 得f＝＝20N故C正确．
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．物体B静止在地面上，受到地面水平向右8N的摩擦力，弹簧测力计示数为22N，A对B有向左30N的摩擦力，B对A的摩擦力为30N，故A错误；
B．有2股绳拉动滑轮，物体A的运动速度为0.1m/s，拉力F的运动速度为0.2m/s，拉力F的功率为
故B错误；
C．滑轮组的机械效率为
故C正确；
D．拉力F增大至40N时，物体A做加速运动，滑动摩擦力与物体运动速度无关，A、B之间的滑动摩擦力没有变化，弹簧测力计示数仍为22N，故D错误。
故选C。
4．A
【解析】
【分析】
【详解】
用滑轮组竖直向上提升重物时，有用功大小
W有=G物h
不计绳重和摩擦，额外功
W额=G动h
总功
W总=W有+W额=G物h+G动h
则滑轮组的机械效率
由此可知，滑轮组机械效率的高低与重物上升的速度、重物上升的高度、定滑轮的重力无关， 而减小动滑轮的重力，可减小额外功，能提高滑轮组的机械效率，故A正确。
故选A。
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
物体运动的距离为
由图可知，绳子的股数为2，则绳子端移动的距离为
绳子端移动的速度为
总功为
滑轮组的机械效率为60%，根据可知，有用功为
因为物体克服摩擦力做功，所以摩擦力为
额外功为
额外功的功率为
故选C。
6．D
【解析】
【详解】
AB．若，且重物匀速提升的高度相同，由可知，有用功相同；不计绳重及摩擦，则克服动滑轮自重做的功为额定功，即，因每个滑轮质量都相等，提升的高度相同，但乙装置有2个动滑轮，故乙做的额外功多，而，所以总功不相同，即 、做的功不相等，故AB错误；
CD．不考虑绳重、摩擦，则滑轮组的机械效率
若 ，但甲装置只有1个动滑轮、乙装置有2个动滑轮，由前面的表达式可知，甲的机械效率大于乙的机械效率，故C错误，D正确。
故选D。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．沿粗糙的斜面将物体由底端拉到顶端的过程中，拉力与斜面的长度有关，斜面越长越省力，所以拉力小于，故A错误；
B．在斜面中，斜面粗糙程度相同，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高，两斜面的倾斜程度不同，故机械效率不同，故B错误；
C．由功率
P===Fv
可知，速度相同时，拉力越大，功率越大，因甲、乙两个相同的物体分别从斜面的底端以相同速度匀速拉到顶端，拉力小于，故拉力的总功率小于的总功率，故C正确；
D．上升过程中，物体匀速上升，速度不发生变化，故动能不变；高度上升，则重力势能增大，但不是动能转化为重力势能，故D错误。
故选C。
8．C
【解析】
【详解】
A．由图可知，甲方式是两个定滑轮，定滑轮的本质是等臂杠杆，不能省力，故A错误；
B．乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，不仅可以省力，也可以改变力的方向，故B错误；
C．由题可知，甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度，由可知；故C正确；
D．由图可知，甲方式是两个定滑轮，乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，乙方式做的额外功大于甲方式，有用功相同、总功不相同，根据可知，两个滑轮组的机械效率不相等，故D错误。
故选C。
9．B
【解析】
【详解】
由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2。
A.绳子自由端被拉下的距离：
s=nh=2×1m=2m，
故A错误；
B.拉力做的总功：
W总=Fs=500N×2m=1000J，
故B正确；
C.拉力F的功率：
P===100W，
故C错误。
D拉力做的有用功：
W有=Gh=800N×1m=800J，
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=80%，
故D错误。
故选B。
10．D
【解析】
【详解】
A．物体对斜面有压力的作用，根据力的作用是相互的，斜面也会对木块有支持力，所以斜面受到重力、支持力、拉力和摩擦力四个力的作用，故A错误；
B．根据题意，由
1=
可得
故B错误；
C．根据功的计算公式可得有用功为
故C错误；
D．由机械效率的公式可得
故D正确。
故选D。
11．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．图甲使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n甲=2；图乙使用的是滑轮组，承担物重的绳子股数n乙=3；因为拉力端移动的距离s=nh；所以拉力端移动的速度等于物体升高速度的n倍,已知在相等时间内绳端A、B移动相同的距离,则由速度公式v=可知绳端A、B移动的速度相等，设其大小为v，则由v绳=nv物可知，钩码上升的速度分别为: v甲=，v乙=，所以两钩码上升的速度: v甲>v乙，故A错误；
B．提升钩码的质量相同、重力相同，且滑轮的质量相同、重力相同，不计绳重及摩擦，拉力
F=(G+G动)
n甲=2， n乙=3，所以绳端的拉力分别为
F甲=(G+G动)
F乙=(G+G动)
则绳端的拉力F甲>F乙，故B错误；
C．绳端拉力F甲>F乙，绳端A、B移动相同的距离，由W=Fs可知拉力做的总功
W甲总>W乙
总，即甲滑轮组的总功比乙多，故C正确；
D．忽略绳重和摩擦，机械效率
===
因为提升钩码的质量相等、重力相等，所以动滑轮和滑轮组的机械效率相等，故D错误。
故选C。
12．B
【解析】
【详解】
建成一所医院所做的有用功是相同的，为了减小做功的时间（缩短工期），根据P=可知，需要增大挖掘机的功率，所以，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的功率，故B正确，ACD错误。
故选B。
13． 运动 2 80%
【解析】
【分析】
【详解】
[1]匀速拉动车的过程中，车相对树木的位置发生了变化，以树木为参照物，车是运动的。
[2]由图可知，随车一起运动的是动滑轮，左侧是动滑轮，动滑轮上由2段绳子承担对车的拉力。
[3]该滑轮组的机械效率是
14．180
【解析】
【详解】
拉力F做的有用功
拉力F做的总功
拉力F做的额外功
由可得，物体所受的摩擦力
15． 300 80%
【解析】
【分析】
【详解】
[1]动滑轮上绕有3股绳子，因此物体运动2m，则拉力F运动了s=6m。拉力做的功为
[2]有用功为物体克服摩擦力做的功，因此有
滑轮组的机械效率为
16． 1200 100
【解析】
【详解】
[1]拉力所做的功为
[2]克服货物重力所做的有用功为
斜面的机械效率为
[3]克服摩擦力做的额外功为
此过程中物体受到的摩擦力为
17．（1）；（2）8000J；（3）80%；（4）这些机械设备效率的共同特点是机械效率总小于1
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）站在地上把材料运上楼，绳端拉力的方向应向下，则应从定滑轮开始绕线，如图所示
（2）用滑轮组提升材料时做的有用功
（3）由图可知，n＝2，绳子自由端移动的距离
则拉力做的总功
滑轮组的机械效率
（4）根据表中数据分析可知，机械效率总小于1。
答： （2）用滑轮组提升材料时做的有用功为；
（3）滑轮组的机械效率为80%；
（4）这些机械设备效率的共同特点是机械效率总小于1。
18． 电 0.2m/s 8.5×103N 不变 变大
【解析】
【详解】
（1）[1] 电动机工作时，将电能主要转化为机械能。
（2）[2] 一次提升一块石板时拉力做的有用功
W有用＝Gh＝1.2×104N×2m＝2.4×104J
由得拉力做的总功
＝
由可得做功时间
＝
石板匀速上升时的速度
（3）[3] 拉力做的额外功
W额＝W总﹣W有用＝3×104J﹣2.4×104J＝6×103J
不计摩擦和钢丝绳的重力
W额＝G动h
动滑轮重力
一次匀速提升两块石板的拉力大小
F′＝（G′+G动）＝×（2×1.2×104N+1.5×103N）＝8.5×103N
（4）[4] 起重机沿竖直方向吊起同一建材时，如果第一次建材以速度v匀速上升，第二次以速度2v匀速上升，不计摩擦和钢丝绳的质量，由可知，这两次相比，钢丝绳的拉力与速度无关，不变。
[5] 钢丝绳的拉力不变，第二次以速度2v匀速上升时，由v绳＝nv物可知，电动卷扬机拉钢丝绳的速度变大，由P＝Fv可知，拉力的功率变大。
19．（1）50 N；（2）80%；（3）见解析
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）有用功
W有＝Gh＝100N×4m＝400J
总功
W总＝W有W额＝400J100J＝500J
由W＝Fs可得，拉力的大小
（2）斜面的机械效率
（3）拉力做的总功等于克服物体重力做的有用功加上克服摩擦力做的额外功，因此
W总＝W有W额
即
FL＝GhfL
整理可得
点睛：（1）知道物体的重力和斜面的高度，根据W＝Gh求出有用功，然后加上物体克服摩擦力做的功即为拉力做的总功，又知道斜面的长度，根据W＝Fs求出拉力的大小；（2）知道有用功和总功，根据求出斜面的机械效率；（3）总功等于有用功加上额外功，根据做功公式得出答案。
20． 高 240W 20kg 900N
【解析】
【详解】
(1)[1]由图乙可知，被提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高。
(2)[2]由图甲可知，n=2，拉力端移动的速度
拉力做功的功率
(3)[3]由图像可知，货物所受重力为600N时，该滑轮组的机械效率为75%；绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计，滑轮组的机械效率
可得动滑轮的重力
则动滑轮的质量
(4)[4]绳子能承受的最大拉力是600N，要想站在地面向下拉绳子，绳子的最大拉力为550N，物体的最大重力为
21． 小于 2.5×105Pa 1.2×107J
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]在高速公路上疾驰时，轿车上方空气流速大，压强小，下方空气流速小，压强大，大气会对轿车产生向上的压力差，使轿车对地面的压力小于车的重力。
（2）[2]轿车对水平路面的压力
F＝G＝mg＝2000kg×10N/kg＝2×104N
轿车对水平地面的压强
（3）[3]轿车行驶的时间
t＝30min＝0.5h
轿车行驶的路程
s1＝v1t＝120km/h×0.5h＝60km＝6×104m
轿车沿水平直线匀速行驶时，在水平方向上受力平衡，F牵等于阻力为200 N，牵引力做功
W＝F牵s1＝200N×6×104m＝1.2×107J
（4）[4]有用功
W有＝G车h
牵引力做功
W总＝Fs
克服阻力做功
W额＝W总﹣W有＝Fs﹣G车h
轿车在此过程中所受阻力
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页