北师大版八年级下9.6测滑轮组的机械效率同步练习（有解析）
文档属性
| 名称 | 北师大版八年级下9.6测滑轮组的机械效率同步练习（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 786.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 北师大版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-31 08:07:31 | ||
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文档简介
9.6 测滑轮组的机械效率 同步练习
一、单选题
1．利用四个相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组。用同样的时间，把质量相等的物体提升相同的高度（忽略绳重和一切摩擦），下列说法中正确的是（ ）
A．甲、乙两图中绳端的拉力相等
B．甲、乙两图中绳端移动速度相等
C．甲、乙两图中滑轮组的机械效率相等
D．甲图中的总功大于乙图中的总功
2．将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1>G2，不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是（ ）
A．拉力F1一定大于F2
B．乙滑轮组的机械效率较高
C．甲、乙滑轮组的有用功相同
D．甲的额外功与有用功的比值较小
3．使用如图滑轮组，用力F水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了S，移动速度为v，此过程中物体A受到的摩擦力为f，则（ ）
A．有用功为W有=Fs B．F做功的功率为P=Fv
C．总功为W总=3Fs D．额外功为W额外=fs
4．如图所示，物体的受到的重力为300N，在20N的水平拉力F的作用下物体以0.3m/s的速度匀速运动了20s，滑轮组的机械效率为85%。不计绳重和滑轮重。在此过程中，下列说法错误的是（ ）
A．拉力的功率为18W
B．物体受到的摩擦力为60N
C．绳子自由端移动的距离是18m
D．额外功为54J
5．如图所示，用相同的滑轮和绳子分别组成甲、乙两个滑轮组，分别用甲、乙两个滑轮组在相同时间内将重为G的物体匀速提升相同的高度，不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离
B．拉力所做的功
C．拉力的功率
D．滑轮组的机械效率
6．如图所示，牵引车通过滑轮组将水平面上的物体匀速吊起，物体重900N、底面积为200cm2，物体20s内匀速竖直上升1m，牵引车的拉力为400N。不计绳重和摩擦，则下列结果正确的是（ ）
A．动滑轮的重力为200N
B．该滑轮组提升重物的机械效率为75%
C．20s内牵引车的拉力做功为3600J
D．当物体受到100N的拉力时，物体对地面的压强为4.5×104Pa
7．下列说法正确的是（ ）
A．做功越多，功率越大
B．做功时间越短，功率一定越大
C．做功越快，功率越大
D．机械效率越大，功率一定越大
8．如图所示的滑轮组，500N的拉力F在10s内将重800N的箱子匀速提升了2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．定滑轮的作用是省力
B．滑轮组机械效率为80%
C．动滑轮的重力为100N
D．拉力F的功率为100W
9．如图所示，用甲、乙、丙三种方式匀速提升相同物体，物体上升速度相同。已知每个滑轮组均相同，不计绳重和摩擦力。则下列说法正确的是（ ）
A．丙方式最省功 B．乙方式拉力的功率最大
C．甲方式机械效率最高 D．三种方式拉力做功相同
10．不计绳重和摩擦，利用完全相同的滑轮和绳子组成图中甲、乙两个滑轮组。在相同时间内把相同的物体匀速提升相同的高度，若用η甲、η乙表示甲、乙两装置的机械效率，P甲、P乙表示拉力的功率，则下面说法正确的是（ ）
A．η甲=η乙 P甲=P乙 B．η甲>η乙 P甲>P乙
C．η甲<η乙 P甲η乙 P甲11．如图所示甲、乙两套装置所用每个滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若G1＝G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η1和η2（忽略绳重和摩擦），则下列选项正确的是（ ）
A．F1＞F2 η1＜η2 P1＜P2 B．F1＞F2 η1＝η2 P1＝P2
C．F1＜F2 η1＜η2 P1＞P2 D．F1＜F2 η1＝η2 P1＞P2
12．小红用滑轮组将重力为1.5 N的物体匀速提升10 cm的过程中，绳子拉力为1.0 N，绳子自由端移动的距离为30 cm，则滑轮组的机械效率为（ ）
A．50 % B．60 % C．70 % D．80 %
二、填空题
13．用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，当某次运送2件货物时，绳子的拉力F是 ______N。（不考虑绳重和摩擦）
14．用一个定滑轮匀速提升重为150N的物体，使其升高3m，所用拉力为200N，则有用功等于 ______J，额外功等于 ______J，定滑轮的机械效率是 ______。
15．小彬用如图所示滑轮组把重400N的货物匀速提升2m，若不计绳重和摩擦，若此过程中滑轮组的机械效率是80%，则所用的拉力是___________N，动滑轮的重量是___________N。
16．小明用滑轮组提升物体，绳子自由端在竖直方向上移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。已知物体的质量为150kg，所用动滑轮的总质量为10kg，绳子自由端的拉力F为500N，g取10N/kg。则在0~2s的过程中，有用功为_______J，拉力F的功率为_______W，滑轮组的机械效率为________。
三、综合题
17．如下图1所示，是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己双手的力量，攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片，该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神．已知他和轮椅总质量为80kg，攀爬高度39m，历时约3min20s．
（1）如果不计机械装置的额外功，求他的平均功率多大？
（2）小明同学看到火炬手攀爬很费劲，想到物理课上学过利用滑轮组可以省力．小明同学如果站在地面上，用如右图2所示的哪个滑轮组拉起火炬手侯斌最合适， 理由是什么 如果该滑轮组机械效率为80％，求小明同学的拉力至少要多大？
18．物体重力G=12N，绳子自由端拉力F=5N，物体上升了1m，机械效率η=80%，画出滑轮组的绕线方法．并注明计算过程（求出n的计算过程）．
19．如图所示，小明分别使用甲、乙两种不同的机械匀速提升同一物体到同一高度。测得两次拉力和物体所受的重力如表所示。当使用乙机械时，测得绳子自由端移动的距离是物体上升高度的3倍。
（1）利用以上数据算出甲提升物体时的机械效率是___________；
（2）根据题意在图乙中正确画出滑轮组的绕法； ( )
（3）使用乙提升物体时___________（选填“省力”、“不省力也不费力”或“费力”）。
20．小华和他的兴趣小组利用如图所示的滑轮组进行实验，人以200N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，10s绳子下端移动了1.5m，重物上升0.5m，已知该滑轮组的效率为70%（g取10N/kg，不计绳重和摩擦，滑轮组的绕绳能承受的拉力为450N），求：
(1)画出小华兴趣小组所用滑轮组的绕线情况；
(2)被吊起物的质量是多少？
(3)若该滑轮组机械效率提升到85%，则被吊起的物重为多大？
(4)若小华体重为500N，则此滑轮组的最大机械效率多大？
21．如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为120N的物体匀速提起，在4s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m．图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图．
（1）计算物体上升的速度__________．
（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是_____，并列式计算出该物理量．
（3）计算滑轮组提升该重物时的机械效率_________．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．由题图可知，承担物重的绳子段数
n甲=3，n乙=2
由题可知，动滑轮重、物体的重力均相等，不计绳重与摩擦，根据
F=(G物+G动)
可知，作用在甲滑轮组的拉力较小，即
F甲＜F乙
故A错误；
B．将物体提升相同的高度h，绳子自由端移动的距离分别为
s甲=3h，s乙=2h
根据
在相同时间内，甲图中绳端移动的速度较大，故B错误；
C．两滑轮组的有用功、总功均相等，由
η=
可知，两滑轮组的机械效率相等，即
η甲=η乙
故C正确；
D．物重相等，提升相同的高度，则有用功相同；不计绳重与摩擦，动滑轮重相同，则做的额外功相同，由
W总=W有+W额
可知，拉力做的总功相等，即
W总甲=W总乙
故D错误。
故选C。
2．D
【解析】
【详解】
A．由图可知，甲、乙动滑轮上绳子股数n分别为3和2，且物重G1>G2，动滑轮重G动相同，由公式：可知：F1与F2的大小关系不能确定，故A错误；
CD．已知物体上升的高度h相同，且物重G1>G2，动滑轮重G动相同，由公式：W有=Gh和W额=G动h可知：甲的有用功大于乙的有用功，而两者的额外功相同，则甲的额外功与有用功的比值较小，故C错误、D正确；
B．由公式可知：在额外功相同时，甲的有用功大，所以其机械效率就高，故B错误。
故选D。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知，所以绳子自由端移动距离
由可知，时间相同则
水平拉动，拉力做的功是总功
功率为
克服摩擦力做的功是有用功，则额外功
故选C。
4．B
【解析】
【详解】
A．由图可知n＝3，绳子自由端移动的速度
v＝nv物＝3×0.3m/s＝0.9m/s
则拉力F的功率
P＝＝＝Fv物＝20N×0.9m/s＝18W
故A正确，不符合题意；
B．由可得，拉力做的总功
W总＝Pt＝18W×20s＝360J
因为η＝×100%，所以有用功
W有＝ηW总＝85%×360J＝306J
因为v＝，所以物体移动的距离
s物＝v物t＝0.3m/s×20s＝6m
又W有＝fs物，所以物体受到的摩擦力
f＝＝＝51N
故B错误，符合题意；
C．绳子自由端移动的距离
s＝ns物＝3×6m＝18m
故C正确，不符合题意；
D．额外功
W额＝W总﹣W有＝360J﹣306J＝54J
故D正确，不符合题意。
故选B。
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．物体匀速提升相同的高度，甲滑轮组有两段绳子承担物重，乙滑轮组有三段绳子承担物重；甲绳子自由端移动的距离是物体上升高度的二倍，乙绳子自由端移动的距离是物体上升高度的三倍，乙绳子移动的距离比甲大，故A正确；
B．因忽略绳重与摩擦时，克服物体重力做的功为有用功，且两滑轮组将物体提升相同高度，由W有=Gh可知，两滑轮组做的有用功相等。利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，则两滑轮组拉力做的总功相等，即W甲=W乙，故B错误；
C．两滑轮组拉力所做功相同，做功时间相同，所以两个滑轮组拉力的功率相同，即P甲=P乙，故C错误；
D．两滑轮组做的有用功即为克服物重所做的功，因此有用功相同、总功相同，故两滑轮组的机械效率相同，故D错误。
故选A。
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知，动滑轮上饶有3股绳子，物体匀速上升，因此有
所以动滑轮的重力为
故A错误；
B．滑轮组的机械效率为
故B正确；
C．拉力做功为
故C错误；
D．当物体受到100N的拉力时，物体对地面的压力为
此时，物体对地面的压强为
故D错误。
故选B。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．功率是功与时间的比值，只知道做功的多少，不知道时间的大小，不能判断功率的大小，故A错误；
B．功率是功与时间的比值，只知道时间的大小，不知道做功的多少，不能判断功率的大小，故B错误；
C．功率是表示物体做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，故C正确；
D．功率和机械效率是两个不同的物理量，机械效率是有用功与总功的比值，无法比较，故D错误。
故选C。
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．定滑轮既不省力也不费力，只能改变力的方向，故A错误；
B．有用功为克服物体重力做的功，所以有用功为
连接动滑轮的绳子有两股，物体上升2m，因此绳子自由端移动的距离为4m。所以拉力做的总功为
因此机械效率为
故B正确；
C．对动滑轮和物体做受力分析，向上受到两股绳子拉力，向下受到动滑轮和物体的总重力，因此有
带入数据得
故C错误；
D．拉力的功率
故D错误。
故选B。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知，甲方式
F甲=G物
乙方式
F乙=(G物+G动)
丙方式
F丙=(G物+G动)
故F甲>F乙>F丙。
A．甲方式只对物体做功，乙装置和丙装置同时对物体和滑轮做功，则甲方式最省功，故A错误；
B．因为物体提升速度相同，由P=Fv可知，甲方式的功率
P甲=F甲v甲=G物v
乙方式的功率
P乙=F乙v乙=(G物+G动)×2v物=(G物+G动) v物
丙方式的功率
P丙=F丙v丙=(G物+G动)×3v物=(G物+G动) v物
故乙方式的功率与丙方式的功率相等，故B错误；
C．甲方式拉物体时，没有额外功产生，此时有用功等于总功；乙和丙两种方式拉物体时，都有对动滑轮做的额外功，此时有用功小于总功；故甲方式机械效率最高，故C正确；
D．由W=Fs可得，没有提供移动的距离，无法得到做功的多少，故无法比较，故D错误。
故选C。
10．A
【解析】
【详解】
BCD．将相同的物体提升相同的高度，两滑轮组做的有用功即为克服物重所做的功，所以两滑轮组做的有用功相同；滑轮组的额外功是克服动滑轮的重力做的功，两滑轮组都有两个动滑轮，所以额外功相同；总功是有用功和额外功之和，所以两滑轮组的总功相同，即拉力所做的功相同，做功时间相同，由公式得，两个滑轮组拉力的功率相同，即P甲=P乙；由公式得，η甲=η乙，故A正确，BCD错误。
故选A。
11．B
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知
n1=2，n2=3
已知每个滑轮的质量相同，则动滑轮重相同；且两滑轮组均只有一个动滑轮，不计绳重及摩擦，则绳子受到的拉力分别为
因G1=G2，故F1＞F2；因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度都相同，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，则总功相同；由可知，两滑轮组的机械效率相同，即 η1=η2；又因为所用时间相同、总功相同，所以由可知，拉力做功的功率P1= P2，故B正确；ACD错误。
故选B。
12．A
【解析】
【详解】
物体克服重力做的功为有用功
绳子拉力做的功为总功
则滑轮组的机械效率
故A正确，BCD错误。
故选A。
13．150
【解析】
【详解】
由乙图知，当重力为
G＝100N
滑轮组的机械效率为
η＝50%
不计绳重和摩擦，故克服动滑轮的重力做的功为额外功的唯一来源，故滑轮组的机械效率为
＝50%
动滑轮重力
G动＝100N
当运送2件货物，其重力为
G′＝2×100N＝200N
由甲图知，滑轮组由2段绳子承担物重，不计绳重和摩擦，所以拉力
F′＝（G′+G动）＝×（200N+100N）＝150N
14． 450 150 75%
【解析】
【分析】
【详解】
[1]拉力做的有用功
W有＝Gh＝150N×3m＝450J
[2]使用的是定滑轮，绳子自由端移动的距离
s＝h＝3m
工人做的总功
W总＝Fs＝200N×3m＝600J
由
W总＝W有+W额
可得，拉力做的额外功
W额＝W总﹣W有＝600J﹣450J＝150J
[3]定滑轮的机械效率
η＝×100%＝×100%＝75%
15． 250 100
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图示知，滑轮组承重绳子的根数为2根，据得，拉力
[2]不计绳重和摩擦时，据得，动滑轮的重
G动=2F-G物=2×250N-400N=100N
16． 150 100 75%
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图可知，物体升高的高度为10cm，即0.1m，根据可知，有用功为
[2]绳子端运动的时间为2s，运动的距离为40cm，即0.4m，则总功为
则拉力F的功率为
[3]根据可知，滑轮组的机械效率为
17．(1)156W ； (2) D；最省力且能改变力的方向 ； 250N
【解析】
【详解】
试题分析：（1）时间3min20s=200s；P=；（2）题意是利用滑轮组省力，根据滑轮组的特点，绳子股数越多越省力，而且要求火炬手在下方施加力，所以绳子自由端向下且绳子股数最多，符合题意的是D；理由是最省力且能改变力的方向，在D图中绳子股数是4股，所以拉力移动距离S=4h；η=；
F=
考点：功率计算；机械效率
18．见解析
【解析】
【详解】
解：因为η======80%，
所以，n=3，
绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮．如图所示：
【点评】此题考查滑轮组的设计与组装，关键是根据题目中给出的已知条件求出n，确定滑轮组绳子的有效股数．
19． 60% 费力
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]由表格数据和题意可知，的重力，甲提升物体时的拉力，甲机械中绳子的有效股数，则甲提升物体M时的机械效率
η甲=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=60%
（2）[2]已知绳子自由端移动的距离是物体上升高度的3倍，即，则提升物重绳子的有效股数为3，因此绳子需从动滑轮开始绕，依次绕过定滑轮和动滑轮，如下图所示：
（3）[3]根据表格数据可知，，所以使用乙提升物体时费力。
20．(1)见解析；(2)42kg；(3)1020N；(4)86.7%
【解析】
【详解】
(1)由题意，绳子下端移动1.5m时重物上升0.5m，则滑轮组的n=3，且人向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，则滑轮组的绕线情况如图所示：
。
(2)滑轮组的机械效率为
则被吊起物的重量为
即被吊起物的质量为
且有
则动滑轮重量为
(3)若该滑轮组机械效率提升到85%，即
则被吊起的物重为
(4)小华体重为500N，但滑轮组的绕绳能承受的拉力为450N，故绳端拉力最大为450N，此时重物重量为
则此滑轮组的最大机械效率为
答：(1小组所用滑轮组的绕线情况见解析；
(2)被吊起物的质量是42kg；
(3)若该滑轮组机械效率提升到85%，则被吊起的物重为1020N；
(4)若小华体重为500N，则此滑轮组的最大机械效率是86.7%。
21． 0.25m/s 功，功的大小为150J 80%
【解析】
【详解】
试题分析：（1）根据滑轮组承担总重的绳子段数n计算出物体上升的高度，再根据v=计算物体上升的速度；
（2）根据横纵坐标表示的单位和数值以及其数值变化关系确定该物理量，并计算其大小；
（3）根据机械效率公式η==计算滑轮组的机械效率．
解：（1）由图示滑轮组可知，承重绳子的有效股数：n=3，
物体上升的高度：h===1m，
物体上升的速度v===0.25m/s；
（2）纵坐标表示力的大小为50N，大小不变，横坐标表示距离，大小为3m，
所以阴影部分表示力所做的功W=Fs=50N×3m=150J；
（3）滑轮组的机械效率η═×100%=×100%=×100%=80%．
答：（1）物体上升的速度0.25m/s．
（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是功，功的大小为150J．
（3）滑轮组提升该重物时的机械效率为80%．
【点评】
本题考查了动滑轮的特点和速度、功、机械效率公式的灵活运用，能够正确识图和辨别滑轮组承担总重的绳子的段数是解题的关键．
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．利用四个相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组。用同样的时间，把质量相等的物体提升相同的高度（忽略绳重和一切摩擦），下列说法中正确的是（ ）
A．甲、乙两图中绳端的拉力相等
B．甲、乙两图中绳端移动速度相等
C．甲、乙两图中滑轮组的机械效率相等
D．甲图中的总功大于乙图中的总功
2．将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1>G2，不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是（ ）
A．拉力F1一定大于F2
B．乙滑轮组的机械效率较高
C．甲、乙滑轮组的有用功相同
D．甲的额外功与有用功的比值较小
3．使用如图滑轮组，用力F水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了S，移动速度为v，此过程中物体A受到的摩擦力为f，则（ ）
A．有用功为W有=Fs B．F做功的功率为P=Fv
C．总功为W总=3Fs D．额外功为W额外=fs
4．如图所示，物体的受到的重力为300N，在20N的水平拉力F的作用下物体以0.3m/s的速度匀速运动了20s，滑轮组的机械效率为85%。不计绳重和滑轮重。在此过程中，下列说法错误的是（ ）
A．拉力的功率为18W
B．物体受到的摩擦力为60N
C．绳子自由端移动的距离是18m
D．额外功为54J
5．如图所示，用相同的滑轮和绳子分别组成甲、乙两个滑轮组，分别用甲、乙两个滑轮组在相同时间内将重为G的物体匀速提升相同的高度，不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离
B．拉力所做的功
C．拉力的功率
D．滑轮组的机械效率
6．如图所示，牵引车通过滑轮组将水平面上的物体匀速吊起，物体重900N、底面积为200cm2，物体20s内匀速竖直上升1m，牵引车的拉力为400N。不计绳重和摩擦，则下列结果正确的是（ ）
A．动滑轮的重力为200N
B．该滑轮组提升重物的机械效率为75%
C．20s内牵引车的拉力做功为3600J
D．当物体受到100N的拉力时，物体对地面的压强为4.5×104Pa
7．下列说法正确的是（ ）
A．做功越多，功率越大
B．做功时间越短，功率一定越大
C．做功越快，功率越大
D．机械效率越大，功率一定越大
8．如图所示的滑轮组，500N的拉力F在10s内将重800N的箱子匀速提升了2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．定滑轮的作用是省力
B．滑轮组机械效率为80%
C．动滑轮的重力为100N
D．拉力F的功率为100W
9．如图所示，用甲、乙、丙三种方式匀速提升相同物体，物体上升速度相同。已知每个滑轮组均相同，不计绳重和摩擦力。则下列说法正确的是（ ）
A．丙方式最省功 B．乙方式拉力的功率最大
C．甲方式机械效率最高 D．三种方式拉力做功相同
10．不计绳重和摩擦，利用完全相同的滑轮和绳子组成图中甲、乙两个滑轮组。在相同时间内把相同的物体匀速提升相同的高度，若用η甲、η乙表示甲、乙两装置的机械效率，P甲、P乙表示拉力的功率，则下面说法正确的是（ ）
A．η甲=η乙 P甲=P乙 B．η甲>η乙 P甲>P乙
C．η甲<η乙 P甲
A．F1＞F2 η1＜η2 P1＜P2 B．F1＞F2 η1＝η2 P1＝P2
C．F1＜F2 η1＜η2 P1＞P2 D．F1＜F2 η1＝η2 P1＞P2
12．小红用滑轮组将重力为1.5 N的物体匀速提升10 cm的过程中，绳子拉力为1.0 N，绳子自由端移动的距离为30 cm，则滑轮组的机械效率为（ ）
A．50 % B．60 % C．70 % D．80 %
二、填空题
13．用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，当某次运送2件货物时，绳子的拉力F是 ______N。（不考虑绳重和摩擦）
14．用一个定滑轮匀速提升重为150N的物体，使其升高3m，所用拉力为200N，则有用功等于 ______J，额外功等于 ______J，定滑轮的机械效率是 ______。
15．小彬用如图所示滑轮组把重400N的货物匀速提升2m，若不计绳重和摩擦，若此过程中滑轮组的机械效率是80%，则所用的拉力是___________N，动滑轮的重量是___________N。
16．小明用滑轮组提升物体，绳子自由端在竖直方向上移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。已知物体的质量为150kg，所用动滑轮的总质量为10kg，绳子自由端的拉力F为500N，g取10N/kg。则在0~2s的过程中，有用功为_______J，拉力F的功率为_______W，滑轮组的机械效率为________。
三、综合题
17．如下图1所示，是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己双手的力量，攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片，该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神．已知他和轮椅总质量为80kg，攀爬高度39m，历时约3min20s．
（1）如果不计机械装置的额外功，求他的平均功率多大？
（2）小明同学看到火炬手攀爬很费劲，想到物理课上学过利用滑轮组可以省力．小明同学如果站在地面上，用如右图2所示的哪个滑轮组拉起火炬手侯斌最合适， 理由是什么 如果该滑轮组机械效率为80％，求小明同学的拉力至少要多大？
18．物体重力G=12N，绳子自由端拉力F=5N，物体上升了1m，机械效率η=80%，画出滑轮组的绕线方法．并注明计算过程（求出n的计算过程）．
19．如图所示，小明分别使用甲、乙两种不同的机械匀速提升同一物体到同一高度。测得两次拉力和物体所受的重力如表所示。当使用乙机械时，测得绳子自由端移动的距离是物体上升高度的3倍。
（1）利用以上数据算出甲提升物体时的机械效率是___________；
（2）根据题意在图乙中正确画出滑轮组的绕法； ( )
（3）使用乙提升物体时___________（选填“省力”、“不省力也不费力”或“费力”）。
20．小华和他的兴趣小组利用如图所示的滑轮组进行实验，人以200N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，10s绳子下端移动了1.5m，重物上升0.5m，已知该滑轮组的效率为70%（g取10N/kg，不计绳重和摩擦，滑轮组的绕绳能承受的拉力为450N），求：
(1)画出小华兴趣小组所用滑轮组的绕线情况；
(2)被吊起物的质量是多少？
(3)若该滑轮组机械效率提升到85%，则被吊起的物重为多大？
(4)若小华体重为500N，则此滑轮组的最大机械效率多大？
21．如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为120N的物体匀速提起，在4s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m．图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图．
（1）计算物体上升的速度__________．
（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是_____，并列式计算出该物理量．
（3）计算滑轮组提升该重物时的机械效率_________．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．由题图可知，承担物重的绳子段数
n甲=3，n乙=2
由题可知，动滑轮重、物体的重力均相等，不计绳重与摩擦，根据
F=(G物+G动)
可知，作用在甲滑轮组的拉力较小，即
F甲＜F乙
故A错误；
B．将物体提升相同的高度h，绳子自由端移动的距离分别为
s甲=3h，s乙=2h
根据
在相同时间内，甲图中绳端移动的速度较大，故B错误；
C．两滑轮组的有用功、总功均相等，由
η=
可知，两滑轮组的机械效率相等，即
η甲=η乙
故C正确；
D．物重相等，提升相同的高度，则有用功相同；不计绳重与摩擦，动滑轮重相同，则做的额外功相同，由
W总=W有+W额
可知，拉力做的总功相等，即
W总甲=W总乙
故D错误。
故选C。
2．D
【解析】
【详解】
A．由图可知，甲、乙动滑轮上绳子股数n分别为3和2，且物重G1>G2，动滑轮重G动相同，由公式：可知：F1与F2的大小关系不能确定，故A错误；
CD．已知物体上升的高度h相同，且物重G1>G2，动滑轮重G动相同，由公式：W有=Gh和W额=G动h可知：甲的有用功大于乙的有用功，而两者的额外功相同，则甲的额外功与有用功的比值较小，故C错误、D正确；
B．由公式可知：在额外功相同时，甲的有用功大，所以其机械效率就高，故B错误。
故选D。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知，所以绳子自由端移动距离
由可知，时间相同则
水平拉动，拉力做的功是总功
功率为
克服摩擦力做的功是有用功，则额外功
故选C。
4．B
【解析】
【详解】
A．由图可知n＝3，绳子自由端移动的速度
v＝nv物＝3×0.3m/s＝0.9m/s
则拉力F的功率
P＝＝＝Fv物＝20N×0.9m/s＝18W
故A正确，不符合题意；
B．由可得，拉力做的总功
W总＝Pt＝18W×20s＝360J
因为η＝×100%，所以有用功
W有＝ηW总＝85%×360J＝306J
因为v＝，所以物体移动的距离
s物＝v物t＝0.3m/s×20s＝6m
又W有＝fs物，所以物体受到的摩擦力
f＝＝＝51N
故B错误，符合题意；
C．绳子自由端移动的距离
s＝ns物＝3×6m＝18m
故C正确，不符合题意；
D．额外功
W额＝W总﹣W有＝360J﹣306J＝54J
故D正确，不符合题意。
故选B。
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．物体匀速提升相同的高度，甲滑轮组有两段绳子承担物重，乙滑轮组有三段绳子承担物重；甲绳子自由端移动的距离是物体上升高度的二倍，乙绳子自由端移动的距离是物体上升高度的三倍，乙绳子移动的距离比甲大，故A正确；
B．因忽略绳重与摩擦时，克服物体重力做的功为有用功，且两滑轮组将物体提升相同高度，由W有=Gh可知，两滑轮组做的有用功相等。利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，则两滑轮组拉力做的总功相等，即W甲=W乙，故B错误；
C．两滑轮组拉力所做功相同，做功时间相同，所以两个滑轮组拉力的功率相同，即P甲=P乙，故C错误；
D．两滑轮组做的有用功即为克服物重所做的功，因此有用功相同、总功相同，故两滑轮组的机械效率相同，故D错误。
故选A。
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知，动滑轮上饶有3股绳子，物体匀速上升，因此有
所以动滑轮的重力为
故A错误；
B．滑轮组的机械效率为
故B正确；
C．拉力做功为
故C错误；
D．当物体受到100N的拉力时，物体对地面的压力为
此时，物体对地面的压强为
故D错误。
故选B。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．功率是功与时间的比值，只知道做功的多少，不知道时间的大小，不能判断功率的大小，故A错误；
B．功率是功与时间的比值，只知道时间的大小，不知道做功的多少，不能判断功率的大小，故B错误；
C．功率是表示物体做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，故C正确；
D．功率和机械效率是两个不同的物理量，机械效率是有用功与总功的比值，无法比较，故D错误。
故选C。
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．定滑轮既不省力也不费力，只能改变力的方向，故A错误；
B．有用功为克服物体重力做的功，所以有用功为
连接动滑轮的绳子有两股，物体上升2m，因此绳子自由端移动的距离为4m。所以拉力做的总功为
因此机械效率为
故B正确；
C．对动滑轮和物体做受力分析，向上受到两股绳子拉力，向下受到动滑轮和物体的总重力，因此有
带入数据得
故C错误；
D．拉力的功率
故D错误。
故选B。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知，甲方式
F甲=G物
乙方式
F乙=(G物+G动)
丙方式
F丙=(G物+G动)
故F甲>F乙>F丙。
A．甲方式只对物体做功，乙装置和丙装置同时对物体和滑轮做功，则甲方式最省功，故A错误；
B．因为物体提升速度相同，由P=Fv可知，甲方式的功率
P甲=F甲v甲=G物v
乙方式的功率
P乙=F乙v乙=(G物+G动)×2v物=(G物+G动) v物
丙方式的功率
P丙=F丙v丙=(G物+G动)×3v物=(G物+G动) v物
故乙方式的功率与丙方式的功率相等，故B错误；
C．甲方式拉物体时，没有额外功产生，此时有用功等于总功；乙和丙两种方式拉物体时，都有对动滑轮做的额外功，此时有用功小于总功；故甲方式机械效率最高，故C正确；
D．由W=Fs可得，没有提供移动的距离，无法得到做功的多少，故无法比较，故D错误。
故选C。
10．A
【解析】
【详解】
BCD．将相同的物体提升相同的高度，两滑轮组做的有用功即为克服物重所做的功，所以两滑轮组做的有用功相同；滑轮组的额外功是克服动滑轮的重力做的功，两滑轮组都有两个动滑轮，所以额外功相同；总功是有用功和额外功之和，所以两滑轮组的总功相同，即拉力所做的功相同，做功时间相同，由公式得，两个滑轮组拉力的功率相同，即P甲=P乙；由公式得，η甲=η乙，故A正确，BCD错误。
故选A。
11．B
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知
n1=2，n2=3
已知每个滑轮的质量相同，则动滑轮重相同；且两滑轮组均只有一个动滑轮，不计绳重及摩擦，则绳子受到的拉力分别为
因G1=G2，故F1＞F2；因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度都相同，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，则总功相同；由可知，两滑轮组的机械效率相同，即 η1=η2；又因为所用时间相同、总功相同，所以由可知，拉力做功的功率P1= P2，故B正确；ACD错误。
故选B。
12．A
【解析】
【详解】
物体克服重力做的功为有用功
绳子拉力做的功为总功
则滑轮组的机械效率
故A正确，BCD错误。
故选A。
13．150
【解析】
【详解】
由乙图知，当重力为
G＝100N
滑轮组的机械效率为
η＝50%
不计绳重和摩擦，故克服动滑轮的重力做的功为额外功的唯一来源，故滑轮组的机械效率为
＝50%
动滑轮重力
G动＝100N
当运送2件货物，其重力为
G′＝2×100N＝200N
由甲图知，滑轮组由2段绳子承担物重，不计绳重和摩擦，所以拉力
F′＝（G′+G动）＝×（200N+100N）＝150N
14． 450 150 75%
【解析】
【分析】
【详解】
[1]拉力做的有用功
W有＝Gh＝150N×3m＝450J
[2]使用的是定滑轮，绳子自由端移动的距离
s＝h＝3m
工人做的总功
W总＝Fs＝200N×3m＝600J
由
W总＝W有+W额
可得，拉力做的额外功
W额＝W总﹣W有＝600J﹣450J＝150J
[3]定滑轮的机械效率
η＝×100%＝×100%＝75%
15． 250 100
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图示知，滑轮组承重绳子的根数为2根，据得，拉力
[2]不计绳重和摩擦时，据得，动滑轮的重
G动=2F-G物=2×250N-400N=100N
16． 150 100 75%
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图可知，物体升高的高度为10cm，即0.1m，根据可知，有用功为
[2]绳子端运动的时间为2s，运动的距离为40cm，即0.4m，则总功为
则拉力F的功率为
[3]根据可知，滑轮组的机械效率为
17．(1)156W ； (2) D；最省力且能改变力的方向 ； 250N
【解析】
【详解】
试题分析：（1）时间3min20s=200s；P=；（2）题意是利用滑轮组省力，根据滑轮组的特点，绳子股数越多越省力，而且要求火炬手在下方施加力，所以绳子自由端向下且绳子股数最多，符合题意的是D；理由是最省力且能改变力的方向，在D图中绳子股数是4股，所以拉力移动距离S=4h；η=；
F=
考点：功率计算；机械效率
18．见解析
【解析】
【详解】
解：因为η======80%，
所以，n=3，
绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮．如图所示：
【点评】此题考查滑轮组的设计与组装，关键是根据题目中给出的已知条件求出n，确定滑轮组绳子的有效股数．
19． 60% 费力
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]由表格数据和题意可知，的重力，甲提升物体时的拉力，甲机械中绳子的有效股数，则甲提升物体M时的机械效率
η甲=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=60%
（2）[2]已知绳子自由端移动的距离是物体上升高度的3倍，即，则提升物重绳子的有效股数为3，因此绳子需从动滑轮开始绕，依次绕过定滑轮和动滑轮，如下图所示：
（3）[3]根据表格数据可知，，所以使用乙提升物体时费力。
20．(1)见解析；(2)42kg；(3)1020N；(4)86.7%
【解析】
【详解】
(1)由题意，绳子下端移动1.5m时重物上升0.5m，则滑轮组的n=3，且人向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，则滑轮组的绕线情况如图所示：
。
(2)滑轮组的机械效率为
则被吊起物的重量为
即被吊起物的质量为
且有
则动滑轮重量为
(3)若该滑轮组机械效率提升到85%，即
则被吊起的物重为
(4)小华体重为500N，但滑轮组的绕绳能承受的拉力为450N，故绳端拉力最大为450N，此时重物重量为
则此滑轮组的最大机械效率为
答：(1小组所用滑轮组的绕线情况见解析；
(2)被吊起物的质量是42kg；
(3)若该滑轮组机械效率提升到85%，则被吊起的物重为1020N；
(4)若小华体重为500N，则此滑轮组的最大机械效率是86.7%。
21． 0.25m/s 功，功的大小为150J 80%
【解析】
【详解】
试题分析：（1）根据滑轮组承担总重的绳子段数n计算出物体上升的高度，再根据v=计算物体上升的速度；
（2）根据横纵坐标表示的单位和数值以及其数值变化关系确定该物理量，并计算其大小；
（3）根据机械效率公式η==计算滑轮组的机械效率．
解：（1）由图示滑轮组可知，承重绳子的有效股数：n=3，
物体上升的高度：h===1m，
物体上升的速度v===0.25m/s；
（2）纵坐标表示力的大小为50N，大小不变，横坐标表示距离，大小为3m，
所以阴影部分表示力所做的功W=Fs=50N×3m=150J；
（3）滑轮组的机械效率η═×100%=×100%=×100%=80%．
答：（1）物体上升的速度0.25m/s．
（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是功，功的大小为150J．
（3）滑轮组提升该重物时的机械效率为80%．
【点评】
本题考查了动滑轮的特点和速度、功、机械效率公式的灵活运用，能够正确识图和辨别滑轮组承担总重的绳子的段数是解题的关键．
答案第1页，共2页
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