人教版八年级下12.3机械效率 同步练习（有解析）
文档属性
| 名称 | 人教版八年级下12.3机械效率 同步练习（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 747.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-02 06:42:42 | ||
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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．图中甲、乙两套装置滑轮质量均相等。用它们分别将质量相同的重物匀速竖直提升，在相等时间内绳端A、B移动相同的距离，若不计绳重和摩擦，下列判断正确的是（ ）
A．两重物上升的速度相等
B．两滑轮组绳端的拉力相等
C．甲滑轮组的总功比乙少
D．两滑轮组的机械效率相等
2．下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（ ）
A．功率大的机械，做功一定多 B．做功快的机械，功率一定大
C．机械效率高的机械，功率一定大 D．做功多的机械，机械效率一定高
3．如图斜面长为2m、高为0.4m，现将重为20N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端﹐若拉力F为5N，则（ ）
A．拉力所做的功为2J B．斜面的机械效率为80%
C．物体受到的摩擦力为5N D．有用功为40J
4．如图所示，斜面长5m，高1m，工人用沿斜面方向400N的力把重1600N的集装箱匀速推到车上，推力对集装箱做的功是（ ）
A．1000J B．2000J C．1600J D．8000J
5．如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦，则（ ）
A．拉力的功率为50W B．滑轮组中动滑轮重10N
C．该滑轮组的机械效率为90% D．绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
6．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%
7．如图所示，在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长s＝1.2m、高h＝0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功，则（ ）
A．有用功为1.35J，机械效率为75%
B．有用功为2.16J，机械效率为62.5%
C．有用功为1.35J，机械效率为62.5%
D．有用功为1.35J，机械效率为100%
8．如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M是重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，已知长度OA∶ OB=1∶2，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N ，杠杆与绳的自重滑轮组摩擦均不计。当工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，建筑材料P以0.3m/s的速度上升。则（ ）
A．滑轮组的机械效率为88. 9% B．物体M对地面的压力为4500N
C．工人对地面的压力为1000N D．工人拉绳的功率为270W
9．如图，斜面上，，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是忽略绳子的重力。则下列说法正确的是（ ）
A．克服斜面摩擦力所做的功是150J B．拉力的功率是50W
C．拉力所做的功是300J D．斜面的机械效率是
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．体重为60kg的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg的重物A匀速提升1m，此时该滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦，g取10N/kg），小明对此工作过程及装置作出了以下论断：
①动滑轮重为200N
②此过程中，工人对绳的拉力做功1000J
③重物匀速上升过程中，它的机械能增大
④若增大重物A的质量，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90%
关于小明的以上论断（ ）
A．只有①③正确 B．只有②③正确 C．只有①②③正确 D．①②③④都正确
12．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
二、填空题
13．如图甲，用滑轮组将重为120N的物体匀速提起，在5s内绳子自由端移动的距离为3m，图乙是拉力F与绳自由端移动距离s的关系图象，不计绳重和摩擦。则图乙中阴影部分的面积表示的物理量的单位是 _____，拉力F的功率是 _____W，动滑轮的重是 _____N，该滑轮组的机械效率为 _____。
14．如图所示，用一个动滑轮来提起重100N的物体（绳重与摩擦不计），所用的拉力为60N，则动滑轮的机械效率为_______，若用此动滑轮提起重200N的物体拉绳子的速度为_______m/s时，则拉力的功率为22W，这时的机械效率为_______。
15．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。
16．如图所示，斜面长，高。工人在6s内将重的物体从底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是。此过程中工人做的有用功为______J，斜面的机械效率为_______。
三、综合题
17．（1）如图甲所示，汽车匀速爬坡时，汽车的牵引力F和受到摩擦力f大小的关系F______f（选填“＞”、“=”或“＜”）；汽车爬坡时，除了加大油门外还可以通过________的办法来增大汽车的牵引力，牵引力做的功是________（选填“总功”、“有用功”或“额外功”）。请你在图甲②中画出汽车爬坡时受力示意图_______（要求：用尺规作图）
（2）如图乙所示，小丽站在地面上用一根绳子和两个滑轮来提起重物，请画出绳子的绕线方法________。要提高滑轮组的机械效率，我们可以采取_______的办法（写出一种）
18．如图所示，物体重100N，用110N的拉力将物体在2s内匀速提升1m，则：
（1）请你回答下面的问题：
①使用这个滑轮有什么优点？
②使用时，这个滑轮相当于什么杠杆？
（2）物体上升的速度？
（3）拉力做的有用功？
（4）拉力的功率？
（5）滑轮的机械效率？（保留到0.1%）
19．现用如图甲的装置来探究滑轮组的机械效率与所挂物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出与G物关系如图乙，若不计绳重和摩擦，则：
（1）动滑轮自重是_______N。
（2）当G物=6N时，重物以v=2m/s速度匀速上升，拉力F做功的功率是___________W。
（3）仅改变图甲中的绕绳方式、重复上述实验，所得到的-G物图线与图乙曲线__________（相同/不同）。
20．在斜面上将一个重 12N 的物体匀速拉到高处如图所示，沿斜面向上的拉力为 4N，斜面长 1.2m，高0.3m，若把重物直接提升0.3m，所做的功为有用功
(1)则有用功是_____J；
(2)这个斜面的机械效率是_____；
(3)物体与斜面的摩擦力是_____N。
21．一名体重为500N、双脚与地面接触面积为0.05m2的学生站在水平地面上，要用滑轮组在10s内将600N的重物匀速提升1m。
(1)他站在地面上时对地面的压强多大？
(2)画出滑轮组的绕线方式；
(3)若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是80%，拉力F多大？拉力的功率多大？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．由图示知，甲滑轮的承重绳子为2根，乙滑轮组承重绳子为3根，在相等时间内两装置绳端移动的距离相等，则绳端移动的速度相等，据v绳端=nv重物知，甲重物移动的速度快，故A错误；
B．两个重物的质量相等，装置中滑轮的质量相等，不计绳重和摩擦，据知，乙滑轮组绳端的拉力小，故AB错误；
CD．由题意知
s甲=s乙，F甲>F乙，G甲=G乙
据W总=Fs知
W甲总>W乙总
在不计绳重及摩擦时，据
所以
η甲=η乙
故C错误，D正确。
故选D。
2．B
【解析】
【详解】
A．功率是功与时间的比值，即，功率大的机械，做功不一定多，因为做功的多少还要看做功时间的长短，故A错误；
B．功率是表示做功快慢的物理量，因此做功快的机械，功率一定大，故B正确；
C．机械效率高的机械，说明有用功占总功的比值大，但功率不一定大，功率与效率无关，故C错误；
D．机械效率是指有用功占总功的比值，与做功多少没有直接关系，故做功多的机械，机械效率不一定高，故D错误。
故选B。
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．拉力做的总功
W总=Fs=5N×2m=10J
故A不符合题意；
BD．有用功
W有=Gh=20N×0.4m=8J
斜面的机械效率
故B符合题意，D不符合题意；
C．物体克服摩擦力做的额外功
W额=W总-W有=10J-8J=2J
物体与斜面间的摩擦力
故C不符合题意。
故选B。
4．B
【解析】
【详解】
由题意可知，推力对集装箱做的功是
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
5．C
【解析】
【详解】
由乙图可知绳子自由端和物体移动距离比为3，故绳股数n=3。
AD．由乙图可知4s绳子自由端移动了6m，故自由端的速度为1.5m/s，由得拉力的功率为150W，故AD错误；
B．物体的质量是27kg，故重力270N，拉力为100N，当不计绳重和摩擦时，由可得G动=30N，故B错误；
C．由
得
故C正确。
故选C。
6．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。
7．C
【解析】
【详解】
有用功
总功
机械效率
故选C。
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知n=2，且滑轮组摩擦均不计，建筑材料P重
G=2F-G动=2×300N-100N=500N
滑轮组的机械效率为
≈83.3%
故A错误；
B．定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，由力的平衡条件可得
FA′=3F+G定=3×300N+100N=1000N
杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即
FA=FA′=1000N
根据杠杆的平衡条件
FA×OA=FB×OB
FB=
因为物体间力的作用是相互的，所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力
FB′=FB=500N
物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，则物体M受到的支持力为
FM支持=GM-FB′=5000N-500N=4500N
因为物体间力的作用是相互的，所以物体M对地面的压力
FM压=FM支持=4500N
故B正确；
C．当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，因力的作用是相互的，则绳子对工人会施加竖直向上的拉力，其大小也为300N，此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支，由力的平衡条件可得
F支=G-F=700N-300N=400N
因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，所以工人对地面的压力
F压=F支=400N
故C错误；
D．建筑材料P以0.3m/s的速度上升，绳子自由端的速度
v绳=2×0.3m/s=0.6m/s
工人拉绳的功率
=Fv绳=300N×0.6m/s=180W
故D错误。
故选B。
9．A
【解析】
【详解】
AC．建筑工人做的有用功是
W有=Gh=500N×0.6m=300J
建筑工人拉力做的功是
W总=Fs=150N×3m=450J
建筑工人做的额外功为克服摩擦力所做的功是
W额外=W总-W有=450J-300J=150J
故A正确，C不正确；
B．拉力的功率是
故B不正确；
D．斜面的机械效率是
故D不正确。
故选A。
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】
由题意物体所受的重力
物体上升的高度，此时滑轮组做的有用功为
根据机械效率公式有，总功为
而有
又因为可得
①②均正确。
机械能是动能和势能的总和，当重物匀速上升过程中，动能不变，势能增加，它的机械能增大，③正确。
若要滑轮组的机械效率达到，由效率公式有
化解可得当时，滑轮组的效率能到达，则若增大重物A的质量，用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率能达到90%，④错误。
故选C。
12．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。
13． J 30 30 80%
【解析】
【详解】
[1]图乙中纵坐标表示拉力，且拉力大小为50N不变，横坐标表示绳子自由端移动的距离，所以
阴影部分的面积＝拉力乘以绳子自由端移动的距离
即表示拉力所做的总功，功的单位是J。
[2]由题知，在5s时间内绳子自由端移动的距离为
s＝3m
则拉力做的总功
W＝Fs＝50N×3m＝150J
拉力的功率为
[3]由图知动滑轮接触的绳子段数为n＝3，不计绳重和摩擦，根据可知，动滑轮的重为
G动＝3F﹣G＝3×50N﹣120N＝30N
[4]该滑轮组的机械效率为为
14． 83.3% 0.2 90.9%
【解析】
【详解】
[1]动滑轮的机械效率为
[2]绳重与摩擦不计，动滑轮的重力
G动=2F-G=2×60N-100N=20N
若用此动滑轮提起重200N的物体时，则绳子末端的拉力
根据
得到拉绳子的速度
[3]此时机械效率
15．500
【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
16． 360 80
【解析】
【分析】
【详解】
[1] 工人利用斜面提升重物，所做的有用功
W有用=Gh=600N0.6m=360J
即此过程中工人做的有用功为360J。
[2]斜面的机械效率
η=== 80
即斜面的机械效率为80。
17． ＞ 减速 总功 适当增加提升物体的重力（或者减小动滑轮的重力，减小绳子的重力，减小摩擦等符合题意均可）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]汽车匀速爬坡时，汽车的牵引力等于沿斜面向下的摩擦力和重力沿斜面的分力之和，故汽车的牵引力F大于受到摩擦力f。
[2]根据公式
可知，汽车的额定功率一定时，速度v越小，牵引力F越大，故汽车爬坡时，除了加大油门外还可以通过减速的办法来增大汽车的牵引力。
[3]牵引力做的功是克服摩擦力和汽车的重力做的功，是总功。
[4] 汽车匀速爬坡时受到竖直向下的重力、沿斜面向上的牵引力、沿斜面向下的摩擦力和垂直于斜面斜向上的支持力作用，四个力的合力为0，力的作用点在物体的重心位置，如图所示：
（2）[5]人站在地面上拉绳子，所以拉力方向向下，绳子先绕在定滑轮上，然后绕过动滑轮，再从定滑轮向下绕出，如图所示：
[6]使用滑轮组提升重物时，对重物做的功为有用功，克服动滑轮、绳子的重力以及克服摩擦做的功，是额外功。可以增加提升物体的重力，在额外功一定的情况下，增大有用功，从而提高滑轮组的机械效率；也可以通过减小绳子重力、减小动滑轮的重力以及减少摩擦等方法，在有用功一定的情况下，减小额外功来提高滑轮组的机械效率。
18．（1）①可以改变用力的方向；②等臂；（2）0.5m/s；（3）100J；（4）90.9%
【解析】
【详解】
解：（1）①这个滑轮为定滑轮，使用时不省力，可以改变用力的方向。
②使用时，定滑轮相当于等臂杠杆。
（2）物体上升的速度
（3）拉力做的有用功
W有用=Gh=100N×1m=100J
（4）绳子自由端移动的距离
s=h=1m
拉力做的总功
W总=Fs=110N×1m=110J
拉力的功率
（5）滑轮的机械效率
答：（1）①这个滑轮为定滑轮，使用时不省力，可以改变用力的方向；
②使用时，这个滑轮相当于等臂杠杆；
（2）物体上升的速度为0.5m/s；
（3）拉力做的有用功为100J；
（4）拉力的功率为55W；
（5）滑轮的机械效率为90.9%。
19． 3 18 相同
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]物重G=12N时，滑轮组的机械效率η=80%，滑轮组的机械效率
解得G动=3N。
（2）[2]有3股绳，当G物=6N时，拉力的大小
绳端移动的速度
v绳=3v=3×2m/s=6m/s
则拉力F做功的功率
P=Fv绳=3N×6m/s=18W
（3）[3]不计绳重和摩擦，用滑轮组提升相同的物体上升相同的高度时，改变图甲中的绕绳方式，所做的有用功相同，克服物体重力和动滑轮重力所做的总功不变，则每次实验时滑轮组的机械效率不变，所以，重复上述实验，所得到的η-G物图线与图乙所示曲线相同。
20． 3.6 75% 1
【解析】
【详解】
(1)[1]把重物直接提升0.3m，所做的有用功：
；
(2)[2] 斜面向上的拉力所做的总功：
；
斜面的机械效率：
；
(3)[3]斜面的额外功：
；
由可得，摩擦力：
。
21．(1)1×104Pa；(2) ；(3)375N，75W
【解析】
【分析】
人站在地面上时对地面的压强利用压强公式求得；一定滑轮一动滑轮，有两种绕法，根据人在地面上，确定绕法；利用求出总功再利用求出F；功率大小等于工人所做功除以时间。
【详解】
解： (1)他站在地面上不拉绳子时对地面的压力为500N，此时他对地面的压强
(2)根据题意可以知道，人站在地面上提升重物，所以绳子自由端的拉力方向应向下，则绳子的起始端应在定滑轮的挂钩上，如图所示
(3)将的重物匀速提升1m，他所做的有用功
由可得总功
由图可知，绳子承担重物的段数为2，则拉力端移动距离为
s=2h=2×1m=2m
由W=Fs可得拉力
拉力的功率
答：(1)他站在地面上时对地面的压强是1×104Pa；
(2)见解析；
(3)若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是80%，拉力F是375N，拉力的功率是75W。
【点睛】
本题考查了学生对压强公式、功率公式、机械效率公式的掌握和运用，前两问基础题，第三问增加点难度。
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．图中甲、乙两套装置滑轮质量均相等。用它们分别将质量相同的重物匀速竖直提升，在相等时间内绳端A、B移动相同的距离，若不计绳重和摩擦，下列判断正确的是（ ）
A．两重物上升的速度相等
B．两滑轮组绳端的拉力相等
C．甲滑轮组的总功比乙少
D．两滑轮组的机械效率相等
2．下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（ ）
A．功率大的机械，做功一定多 B．做功快的机械，功率一定大
C．机械效率高的机械，功率一定大 D．做功多的机械，机械效率一定高
3．如图斜面长为2m、高为0.4m，现将重为20N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端﹐若拉力F为5N，则（ ）
A．拉力所做的功为2J B．斜面的机械效率为80%
C．物体受到的摩擦力为5N D．有用功为40J
4．如图所示，斜面长5m，高1m，工人用沿斜面方向400N的力把重1600N的集装箱匀速推到车上，推力对集装箱做的功是（ ）
A．1000J B．2000J C．1600J D．8000J
5．如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦，则（ ）
A．拉力的功率为50W B．滑轮组中动滑轮重10N
C．该滑轮组的机械效率为90% D．绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
6．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%
7．如图所示，在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长s＝1.2m、高h＝0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功，则（ ）
A．有用功为1.35J，机械效率为75%
B．有用功为2.16J，机械效率为62.5%
C．有用功为1.35J，机械效率为62.5%
D．有用功为1.35J，机械效率为100%
8．如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M是重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，已知长度OA∶ OB=1∶2，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N ，杠杆与绳的自重滑轮组摩擦均不计。当工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，建筑材料P以0.3m/s的速度上升。则（ ）
A．滑轮组的机械效率为88. 9% B．物体M对地面的压力为4500N
C．工人对地面的压力为1000N D．工人拉绳的功率为270W
9．如图，斜面上，，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是忽略绳子的重力。则下列说法正确的是（ ）
A．克服斜面摩擦力所做的功是150J B．拉力的功率是50W
C．拉力所做的功是300J D．斜面的机械效率是
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．体重为60kg的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg的重物A匀速提升1m，此时该滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦，g取10N/kg），小明对此工作过程及装置作出了以下论断：
①动滑轮重为200N
②此过程中，工人对绳的拉力做功1000J
③重物匀速上升过程中，它的机械能增大
④若增大重物A的质量，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90%
关于小明的以上论断（ ）
A．只有①③正确 B．只有②③正确 C．只有①②③正确 D．①②③④都正确
12．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
二、填空题
13．如图甲，用滑轮组将重为120N的物体匀速提起，在5s内绳子自由端移动的距离为3m，图乙是拉力F与绳自由端移动距离s的关系图象，不计绳重和摩擦。则图乙中阴影部分的面积表示的物理量的单位是 _____，拉力F的功率是 _____W，动滑轮的重是 _____N，该滑轮组的机械效率为 _____。
14．如图所示，用一个动滑轮来提起重100N的物体（绳重与摩擦不计），所用的拉力为60N，则动滑轮的机械效率为_______，若用此动滑轮提起重200N的物体拉绳子的速度为_______m/s时，则拉力的功率为22W，这时的机械效率为_______。
15．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。
16．如图所示，斜面长，高。工人在6s内将重的物体从底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是。此过程中工人做的有用功为______J，斜面的机械效率为_______。
三、综合题
17．（1）如图甲所示，汽车匀速爬坡时，汽车的牵引力F和受到摩擦力f大小的关系F______f（选填“＞”、“=”或“＜”）；汽车爬坡时，除了加大油门外还可以通过________的办法来增大汽车的牵引力，牵引力做的功是________（选填“总功”、“有用功”或“额外功”）。请你在图甲②中画出汽车爬坡时受力示意图_______（要求：用尺规作图）
（2）如图乙所示，小丽站在地面上用一根绳子和两个滑轮来提起重物，请画出绳子的绕线方法________。要提高滑轮组的机械效率，我们可以采取_______的办法（写出一种）
18．如图所示，物体重100N，用110N的拉力将物体在2s内匀速提升1m，则：
（1）请你回答下面的问题：
①使用这个滑轮有什么优点？
②使用时，这个滑轮相当于什么杠杆？
（2）物体上升的速度？
（3）拉力做的有用功？
（4）拉力的功率？
（5）滑轮的机械效率？（保留到0.1%）
19．现用如图甲的装置来探究滑轮组的机械效率与所挂物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出与G物关系如图乙，若不计绳重和摩擦，则：
（1）动滑轮自重是_______N。
（2）当G物=6N时，重物以v=2m/s速度匀速上升，拉力F做功的功率是___________W。
（3）仅改变图甲中的绕绳方式、重复上述实验，所得到的-G物图线与图乙曲线__________（相同/不同）。
20．在斜面上将一个重 12N 的物体匀速拉到高处如图所示，沿斜面向上的拉力为 4N，斜面长 1.2m，高0.3m，若把重物直接提升0.3m，所做的功为有用功
(1)则有用功是_____J；
(2)这个斜面的机械效率是_____；
(3)物体与斜面的摩擦力是_____N。
21．一名体重为500N、双脚与地面接触面积为0.05m2的学生站在水平地面上，要用滑轮组在10s内将600N的重物匀速提升1m。
(1)他站在地面上时对地面的压强多大？
(2)画出滑轮组的绕线方式；
(3)若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是80%，拉力F多大？拉力的功率多大？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．由图示知，甲滑轮的承重绳子为2根，乙滑轮组承重绳子为3根，在相等时间内两装置绳端移动的距离相等，则绳端移动的速度相等，据v绳端=nv重物知，甲重物移动的速度快，故A错误；
B．两个重物的质量相等，装置中滑轮的质量相等，不计绳重和摩擦，据知，乙滑轮组绳端的拉力小，故AB错误；
CD．由题意知
s甲=s乙，F甲>F乙，G甲=G乙
据W总=Fs知
W甲总>W乙总
在不计绳重及摩擦时，据
所以
η甲=η乙
故C错误，D正确。
故选D。
2．B
【解析】
【详解】
A．功率是功与时间的比值，即，功率大的机械，做功不一定多，因为做功的多少还要看做功时间的长短，故A错误；
B．功率是表示做功快慢的物理量，因此做功快的机械，功率一定大，故B正确；
C．机械效率高的机械，说明有用功占总功的比值大，但功率不一定大，功率与效率无关，故C错误；
D．机械效率是指有用功占总功的比值，与做功多少没有直接关系，故做功多的机械，机械效率不一定高，故D错误。
故选B。
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．拉力做的总功
W总=Fs=5N×2m=10J
故A不符合题意；
BD．有用功
W有=Gh=20N×0.4m=8J
斜面的机械效率
故B符合题意，D不符合题意；
C．物体克服摩擦力做的额外功
W额=W总-W有=10J-8J=2J
物体与斜面间的摩擦力
故C不符合题意。
故选B。
4．B
【解析】
【详解】
由题意可知，推力对集装箱做的功是
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
5．C
【解析】
【详解】
由乙图可知绳子自由端和物体移动距离比为3，故绳股数n=3。
AD．由乙图可知4s绳子自由端移动了6m，故自由端的速度为1.5m/s，由得拉力的功率为150W，故AD错误；
B．物体的质量是27kg，故重力270N，拉力为100N，当不计绳重和摩擦时，由可得G动=30N，故B错误；
C．由
得
故C正确。
故选C。
6．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。
7．C
【解析】
【详解】
有用功
总功
机械效率
故选C。
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知n=2，且滑轮组摩擦均不计，建筑材料P重
G=2F-G动=2×300N-100N=500N
滑轮组的机械效率为
≈83.3%
故A错误；
B．定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，由力的平衡条件可得
FA′=3F+G定=3×300N+100N=1000N
杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即
FA=FA′=1000N
根据杠杆的平衡条件
FA×OA=FB×OB
FB=
因为物体间力的作用是相互的，所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力
FB′=FB=500N
物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，则物体M受到的支持力为
FM支持=GM-FB′=5000N-500N=4500N
因为物体间力的作用是相互的，所以物体M对地面的压力
FM压=FM支持=4500N
故B正确；
C．当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，因力的作用是相互的，则绳子对工人会施加竖直向上的拉力，其大小也为300N，此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支，由力的平衡条件可得
F支=G-F=700N-300N=400N
因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，所以工人对地面的压力
F压=F支=400N
故C错误；
D．建筑材料P以0.3m/s的速度上升，绳子自由端的速度
v绳=2×0.3m/s=0.6m/s
工人拉绳的功率
=Fv绳=300N×0.6m/s=180W
故D错误。
故选B。
9．A
【解析】
【详解】
AC．建筑工人做的有用功是
W有=Gh=500N×0.6m=300J
建筑工人拉力做的功是
W总=Fs=150N×3m=450J
建筑工人做的额外功为克服摩擦力所做的功是
W额外=W总-W有=450J-300J=150J
故A正确，C不正确；
B．拉力的功率是
故B不正确；
D．斜面的机械效率是
故D不正确。
故选A。
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】
由题意物体所受的重力
物体上升的高度，此时滑轮组做的有用功为
根据机械效率公式有，总功为
而有
又因为可得
①②均正确。
机械能是动能和势能的总和，当重物匀速上升过程中，动能不变，势能增加，它的机械能增大，③正确。
若要滑轮组的机械效率达到，由效率公式有
化解可得当时，滑轮组的效率能到达，则若增大重物A的质量，用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率能达到90%，④错误。
故选C。
12．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。
13． J 30 30 80%
【解析】
【详解】
[1]图乙中纵坐标表示拉力，且拉力大小为50N不变，横坐标表示绳子自由端移动的距离，所以
阴影部分的面积＝拉力乘以绳子自由端移动的距离
即表示拉力所做的总功，功的单位是J。
[2]由题知，在5s时间内绳子自由端移动的距离为
s＝3m
则拉力做的总功
W＝Fs＝50N×3m＝150J
拉力的功率为
[3]由图知动滑轮接触的绳子段数为n＝3，不计绳重和摩擦，根据可知，动滑轮的重为
G动＝3F﹣G＝3×50N﹣120N＝30N
[4]该滑轮组的机械效率为为
14． 83.3% 0.2 90.9%
【解析】
【详解】
[1]动滑轮的机械效率为
[2]绳重与摩擦不计，动滑轮的重力
G动=2F-G=2×60N-100N=20N
若用此动滑轮提起重200N的物体时，则绳子末端的拉力
根据
得到拉绳子的速度
[3]此时机械效率
15．500
【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
16． 360 80
【解析】
【分析】
【详解】
[1] 工人利用斜面提升重物，所做的有用功
W有用=Gh=600N0.6m=360J
即此过程中工人做的有用功为360J。
[2]斜面的机械效率
η=== 80
即斜面的机械效率为80。
17． ＞ 减速 总功 适当增加提升物体的重力（或者减小动滑轮的重力，减小绳子的重力，减小摩擦等符合题意均可）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]汽车匀速爬坡时，汽车的牵引力等于沿斜面向下的摩擦力和重力沿斜面的分力之和，故汽车的牵引力F大于受到摩擦力f。
[2]根据公式
可知，汽车的额定功率一定时，速度v越小，牵引力F越大，故汽车爬坡时，除了加大油门外还可以通过减速的办法来增大汽车的牵引力。
[3]牵引力做的功是克服摩擦力和汽车的重力做的功，是总功。
[4] 汽车匀速爬坡时受到竖直向下的重力、沿斜面向上的牵引力、沿斜面向下的摩擦力和垂直于斜面斜向上的支持力作用，四个力的合力为0，力的作用点在物体的重心位置，如图所示：
（2）[5]人站在地面上拉绳子，所以拉力方向向下，绳子先绕在定滑轮上，然后绕过动滑轮，再从定滑轮向下绕出，如图所示：
[6]使用滑轮组提升重物时，对重物做的功为有用功，克服动滑轮、绳子的重力以及克服摩擦做的功，是额外功。可以增加提升物体的重力，在额外功一定的情况下，增大有用功，从而提高滑轮组的机械效率；也可以通过减小绳子重力、减小动滑轮的重力以及减少摩擦等方法，在有用功一定的情况下，减小额外功来提高滑轮组的机械效率。
18．（1）①可以改变用力的方向；②等臂；（2）0.5m/s；（3）100J；（4）90.9%
【解析】
【详解】
解：（1）①这个滑轮为定滑轮，使用时不省力，可以改变用力的方向。
②使用时，定滑轮相当于等臂杠杆。
（2）物体上升的速度
（3）拉力做的有用功
W有用=Gh=100N×1m=100J
（4）绳子自由端移动的距离
s=h=1m
拉力做的总功
W总=Fs=110N×1m=110J
拉力的功率
（5）滑轮的机械效率
答：（1）①这个滑轮为定滑轮，使用时不省力，可以改变用力的方向；
②使用时，这个滑轮相当于等臂杠杆；
（2）物体上升的速度为0.5m/s；
（3）拉力做的有用功为100J；
（4）拉力的功率为55W；
（5）滑轮的机械效率为90.9%。
19． 3 18 相同
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]物重G=12N时，滑轮组的机械效率η=80%，滑轮组的机械效率
解得G动=3N。
（2）[2]有3股绳，当G物=6N时，拉力的大小
绳端移动的速度
v绳=3v=3×2m/s=6m/s
则拉力F做功的功率
P=Fv绳=3N×6m/s=18W
（3）[3]不计绳重和摩擦，用滑轮组提升相同的物体上升相同的高度时，改变图甲中的绕绳方式，所做的有用功相同，克服物体重力和动滑轮重力所做的总功不变，则每次实验时滑轮组的机械效率不变，所以，重复上述实验，所得到的η-G物图线与图乙所示曲线相同。
20． 3.6 75% 1
【解析】
【详解】
(1)[1]把重物直接提升0.3m，所做的有用功：
；
(2)[2] 斜面向上的拉力所做的总功：
；
斜面的机械效率：
；
(3)[3]斜面的额外功：
；
由可得，摩擦力：
。
21．(1)1×104Pa；(2) ；(3)375N，75W
【解析】
【分析】
人站在地面上时对地面的压强利用压强公式求得；一定滑轮一动滑轮，有两种绕法，根据人在地面上，确定绕法；利用求出总功再利用求出F；功率大小等于工人所做功除以时间。
【详解】
解： (1)他站在地面上不拉绳子时对地面的压力为500N，此时他对地面的压强
(2)根据题意可以知道，人站在地面上提升重物，所以绳子自由端的拉力方向应向下，则绳子的起始端应在定滑轮的挂钩上，如图所示
(3)将的重物匀速提升1m，他所做的有用功
由可得总功
由图可知，绳子承担重物的段数为2，则拉力端移动距离为
s=2h=2×1m=2m
由W=Fs可得拉力
拉力的功率
答：(1)他站在地面上时对地面的压强是1×104Pa；
(2)见解析；
(3)若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是80%，拉力F是375N，拉力的功率是75W。
【点睛】
本题考查了学生对压强公式、功率公式、机械效率公式的掌握和运用，前两问基础题，第三问增加点难度。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页