教科版物理八年级下册同步练习：11.4机械效率 第1课时　机械效率（有答案）

第1课时　机械效率
知识点 1　有用功、额外功与总功
1.在物理学中,把对人们有利用价值的功叫做　　　　　　　;在工作时,并非我们需要但又不得不做的功叫做　　　　　　　。总功(W总)、有用功(W有用)和额外功(W额外)之间的关系是　　　　　　　　　　　。
2. 做值日时,小阳将一桶水从一楼提到二楼。此过程中,关于做功的说法正确的是 (　　)
A.对桶做的功是有用功 B.对水做的功是有用功
C.对水做的功是额外功 D.克服自身重力做的功是总功
3.如图所示,用动滑轮将重为180 N的物体竖直匀速提升2 m,所用拉力为100 N,有用功为　　　　J,额外功为　　　　J,总功为　　　　J。
知识点 2　机械效率
4.有用功跟总功的比值叫做　　　　,用字母　　　　表示,写成公式为　　　　　　,机械效率通常用　　　　表示。由于使用机械时总会不得不做一些额外功,所以机械效率总是　　　　。
5.如图所示,搬运工人用滑轮组将重为425 N的重物匀速提升4 m,所用拉力为250 N,时间为20 s。则此过程中有用功是　　　J,额外功是　　　J,滑轮组的机械效率是　　　　(精确到0.1%)。
6.机械效率越高的简单机械 (　　)
A.做的有用功越多 B.做的总功越多
C.做的额外功越少 D.所做有用功与总功的比值越大
7.用水桶从井中提水时,常常会发生水桶落入井里的事情。用物理知识分析下列说法,其中错误的是 (　　)
A.用水桶向上提水,人对桶和水做的功都是有用功
B.用水桶向上提水,人对桶做的功是额外功
C.水桶掉在井里,打捞水桶时桶里会带些水,这时人对水做的功是额外功
D.水桶掉在井里,打捞水桶时,人对桶做的功是有用功
8.下列关于机械效率的说法正确的是 (　　)
A.越省力的机械,机械效率越高
B.做功越少的机械,机械效率越低
C.做功越慢的机械,机械效率越低
D.总功相同,有用功越大的机械,机械效率越高
9.(2020永州)如图所示,用力F将重力G=10 N的物体匀速向上提升2 m,动滑轮重2 N(不计绳重及摩擦),下列说法正确的是(　　)
A.绳子末端移动的距离为1 m B.拉力大小为5 N
C.滑轮组的机械效率为90% D.物体克服重力所做的功为20 J
10.利用如图所示的杠杆将重为3 N的物体缓慢匀速提高10 cm,手的拉力F为2 N,手移动的距离s为30 cm,则杠杆的机械效率为 (　　)
A.22%　　 B.33%　　 C.50%　　 D.67%
11.搬运工人站在水平高台上,用如图所示的滑轮组将重物匀速竖直向上提升2 m,当提升货物重为360 N时,滑轮组的机械效率为75%,则动滑轮重为　　　　N(不计绳重和摩擦);若将所提升货物重增大到480 N,此时滑轮组的机械效率为　　　　。
12.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,小勇对绳子的拉力F=4 N,该滑轮组的机械效率为　　　　。
13.用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,每件货物重100 N,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4件货物时,绳子的拉力F是　　　　N,滑轮组的机械效率为　　　　。(不考虑绳重和摩擦)
14.(2020天水)在九年级物理拓展课上,李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景,设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料,若他用250 N的拉力在20 s内将450 N的材料提升了10 m,求:(不计绳重和摩擦,g取10 N/kg)
(1)拉力的功率。
(2)提升450 N材料时,此滑轮组的机械效率。
(3)若绳子能承受的最大拉力为400 N时,此滑轮组的机械效率最大可提高到多少。
考|题|展|示
15.(2021重庆)如图所示的滑轮组,小明用500 N的拉力F在10 s内将重800 N的箱子匀速提升了2 m,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.滑轮组的机械效率为80%
C.动滑轮的重力为100 N
D.拉力F的功率为100 W
第1课时　机械效率
1.有用功　额外功　W总=W有用+W额外
2.B　3.360　40　400
4.机械效率　η　η=×100%　百分数 小于100%
5.1700　1300　56.7%
6.D　
7.A　用水桶向上提水时,目的是提水,所以对水做的功是有用功,但是对桶又不得不做功,则对桶做的功是额外功;水桶掉到井里,打捞水桶时,目的是捞桶,所以对桶做的功是有用功,但是对水又不得不做功,则对水做的功是额外功。
8.D　机械效率是有用功与总功的比值,机械省力与否与机械效率大小没有关系,故A错误;
机械效率越低,说明做的功中有用功所占的比例越低,并不一定就是做的功少,故B错误;
做功越慢的机械功率越小,功率与机械效率是两个不同的物理量,它们之间没有必然的联系,故C错误;
机械效率是有用功与总功的比值,在总功相同时,有用功越大,机械效率就越高,故D正确。
9.D　由图可知,n=2,绳子末端移动的距离:s=2h=2×2 m=4 m,故A错误;
不计绳重、摩擦,拉力F=(G+G动)=×(10 N+2 N)=6 N,故B错误;
拉力做的总功:W总=Fs=6 N×4 m=24 J,
所做的有用功,即物体克服重力所做的功:W有用=Gh=10 N×2 m=20 J,
该滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%≈83.3%,故C错误、D正确。
10.C　对物体所做的有用功为W有用=Gh=3 N×0.1 m=0.3 J;拉力所做的总功为W总=Fs=2 N×0.3 m=0.6 J;杠杆的机械效率为η=×100%=×100%=50%。
11.120　80%　(1)由图可知,n=3,则提升物体时绳自由端移动的距离:s=3h=3×2 m=6 m,
有用功:W有用=Gh=360 N×2 m=720 J,
由η=×100%可得,总功:W总===960 J,
由W总=Fs可得,拉力:F===160 N,
由F=(G+G动)可得,动滑轮的重力:G动=3F-G=3×160 N-360 N=120 N;
(2)若将所提升货物重增大到480 N,不计绳重和摩擦,此时滑轮组的机械效率:
η'=×100%=×100%=×100%=×100%=80%。
12.0.6　1.8　75%
13.250　80%　(1)由图乙可知:当G=100 N时,η=50%,
滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=×100%,
则50%=×100%,解得:G动=100 N。
(2)当某次运送4件货物即G'=400 N时,绳子的拉力:
F'=(G'+G动)=×(400 N+100 N)=250 N;
此时滑轮组的机械效率:
η'=×100%=×100%=80%。
14.(1)由图知,n=3,则绳子自由端移动的距离:s=nh=3×10 m=30 m,
拉力做的功:W总=Fs=250 N×30 m=7500 J,
则拉力的功率:P===375 W。
(2)有用功:W有用=Gh=450 N×10 m=4500 J,
机械效率:η=×100%=×100%=60%。
(3)由F=(G+G动)可得,动滑轮的重力:G动=nF-G=3×250 N-450 N=300 N;
由F=(G+G动)可得,最大物重:G'=nF'-G动=3×400 N-300 N=900 N;
此滑轮组的最大机械效率:η'=×100%=×100%=×100%=×100%=75%。
15.B　定滑轮的作用是改变力的方向,故A错误;
根据图示可知,n=2,
有用功:W有用=Gh=800 N×2 m=1600 J,
拉力做的总功:W总=Fs=500 N×2×2 m=2000 J,
滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=80%,故B正确;
根据F=(G+G轮)可得动滑轮重:G轮=nF-G=2×500 N-800 N=200 N,故C错误;
拉力的功率:P===200 W,故D错误。