北师大版八年级下9.6测滑轮组的机械效率同步练习（含答案）
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（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 669.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 北师大版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-06 00:15:15 | ||
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文档简介
北师大版八年级下 9.6 测滑轮组的机械效率 同步练习
一、单选题
1．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
2．吊车上常常需要滑轮组来提升重物，如图所示，该图为简化后的滑轮组，当提升1200牛的重物时，若不计定滑轮和绳的自重（动滑轮的自重不能忽略）以及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．该装置的机械效率为100%
B．重物匀速上升时，吊车对绳子的拉力为400N
C．若将绳子拉过6m，物体上升2m
D．使用该装置不仅能省力，而且能改变力的方向
3．小车使用如图所示滑轮组匀速提升重物，在10s内将400N的重物匀速提升到3m高处，所用拉力大小为200N，下列选项正确的是（ ）
A．拉力所做的功为600J
B．拉力做功的功率为120W
C．绳子自由端移动的速度为0.6m/s
D．该滑轮组的机械效率约为66.7%
4．关于功、功率、机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．机械的效率越高，做功越多
B．机械的效率越高，做功越快
C．机械的功率越大，做功越快
D．机械的功率越大，做功越多
5．如图所示，用滑轮组提升重物时，将重500N的物体在10s内匀速提升了2m，已知动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中（ ）
A．滑轮组对重物做的功为500J
B．滑轮组的机械效率为55.6%
C．绳子自由端拉力F的功率为120W
D．提升的重物变为400N时，滑轮组的机械效率将变大
6．用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，滑轮组的机械效率为80%。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端沿水平方向移动了6m
B．物体受到的拉力为750N
C．如果只增加物体的重力，滑轮组的机械效率不变
D．拉力做的额外功为300J
7．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
8．某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．甲图省力，机械效率一样大 B．甲图省力，机械效率甲图大
C．乙图省力，机械效率一样大 D．乙图省力，机械效率乙图大
9．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。在建设过程中，调用了大量的重型机械同时工作，如图所示，主要是因为这些重型机械相比小型机械在正常工作时（ ）
A．行驶速度更快 B．做功更多
C．功率更大 D．机械效率更高
10．如图所示，小明分别使用甲、乙、丙、丁四种机械匀速提升物体（绳长不变），测得拉力和物体M、N所受的重力如表所示，则下面说法正确的是（ ）
5.5N 12N 5.5N 8N 5N 10N
A．甲的机械效率比丙的小
B．使用丙提升物体M时省力
C．甲的机械效率比乙的大
D．实验测得的数据无法算出机械效率
11．如图，在水平拉力F的作用下，使物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s，若物重为G，平面对物体的摩擦力为f。下列说法正确的是（ ）
A．有用功的功率为fs B．拉力的功率为3Fs
C．额外功为(3F-f)s D．装置的机械效率为
12．简单机械与人类的生产活动息息相关，以下关于简单机械的说法中不正确的是（ ）
A．吃饭时使用的筷子是费力杠杆 B．定滑轮不省力，但能改变力的方向
C．滑轮组既省力，又省距离，还省功 D．斜面的机械效率达不到100%
二、填空题
13．如图，“测动滑轮机械效率”时必须沿__方向匀速向上拉动弹簧测力计。钩码重为1N，弹簧测力计的示数为__N，动滑轮的机械效率是__。
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．升国旗的旗杆顶端装置是______（选填“定”或“动”） 滑轮，如图所示，汽车通过滑轮组将矿井内重为950N的物体M匀速提升了4m，动滑轮重50N。在此过程中，汽车移动距离为______m，汽车提升重物所做的有用功为______J，滑轮组机械效率为______。（不计绳重和摩擦）
16．小明通过机械将重为100N的重物在5s内竖直向上匀速提升了2m，机械效率为80%，则此过程中小明做功的功率P=___________W。
三、综合题
17．我们学习了简单机械知识后知道，使用滑轮组能够省力，可以大大减轻人们的劳动强度．如图甲所示，某人通过滑轮组把一个由铝合金做成的实心圆柱体从水井底部匀速提升到井口，圆柱体的底面积为S，高为L，动滑轮的质量为m，水的密度为ρ，圆柱体的密度是3ρ，忽略绳重及摩擦，不计水的体积变化，请回答下列问题：
（1）若增加动滑轮的个数（其他条件不变），滑轮组的机械效率是变大还是变小？
（2）圆柱体在上升过程中会受到一些力的作用，结合各力之间的关系，在图乙中画出每个力随上升高度变化的图线，并在图线旁注明力的名称（不用标出坐标值）．
（3）推导出圆柱体在水中上升时（上表面还没有露出水面）滑轮组的机械效率．
18．如图所示为一款塔式起重机，工作电压为380伏．当起重机吊起500千克重物以1米/秒速度匀速上升20米时，工作电流是18安；当起重臂水平旋转，带动重物在8秒内移动16米时，工作电流是5安．
(1)如果起重臂加长，那么平衡块质量应该________(填“增加”或“减小”)．
(2)请计算在整个过程中，起重机钢绳对重物所做的功和起重机将电能转化成机械能的效率(保留小数到0.1％) _________．
19．如图所示，利用轻质滑轮组拉动水平地面上的物体，使物体以0.1m/s的速度匀速向左运动。已知物体重400N，拉力F=50N，物体和地面之间的摩擦力f=80N。则：
(1)B滑轮的作用是______；
(2)A处的拉力大小为______N；
(3)滑轮组在10s内做的有用功为______J；滑轮组的机械效率为______。
20．如图甲是某建筑工地用升降机提起重物，当它把重力为3000N的货物匀速提起时，钢丝绳的拉力为2000N。钢丝绳移动的距离和时间的关系图象如图乙所示。求：
（1）图甲中有________段钢丝绳承担货箱的重力。
（2）6s内拉力F做功的功率。( )
（3）货物匀速上升时，升降机的机械效率。( )
21．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%）
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【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。
2．C
【详解】
A．由于动滑轮的自重不能忽略，在用滑轮组来提升重物时，需要克服动滑轮重，故该装置的机械效率不可能为100%。故A错误；
B．由图可知，当提升1200牛的重物时，有三根绳子承担物重。但由于动滑轮的自重不能忽略，故重物匀速上升时，吊车对绳子的拉力大于400N。故B错误；
C．由s=nh可知，当将绳子拉过6m时，物体上升的高度为
故C正确；
D．由图可知，有三根绳子承担物重，故使用该装置可以省力，但没有改变力的方向。故D错误。
故选C。
3．D
【详解】
A．由图可知，n＝3，则绳端移动的距离
s＝nh＝3×3m＝9m
则拉力所做的功
W总＝Fs＝200N×9m＝1800J
故A错误；
B．拉力做功的功率
故B错误；
C．绳子自由端移动的速度
故C错误；
D．克服物体重力所做的有用功为
W有＝Gh＝400N×3m＝1200J
滑轮组的机械效率
故D正确。
故选D。
4．C
【详解】
A．机械效率高，说明有用功占总功的比值大，做功不一定多，故A错误；
B．机械效率高，说明有用功占总功的比值大，做功不一定快，故B错误；
C．功率是表示做功快慢的物理量，机械的功率越大，做功越快，故C正确；
D．功率是表示做功快慢的物理量，机械的功率越大，不知道做功时间，做功不一定多，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．滑轮组对重物做的功为
故A错误；
B．因为不计绳重和摩擦，所以额外功产生的原因只有动滑轮的重力，所以额外功为
拉力F做的总功为
滑轮组的机械效率为
故B错误；
C．绳子自由端拉力F的功率为
故C正确；
D．在不计绳重和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率和所提升物体重力、动滑轮重力有关，当提升的重物变为400N时，所提升物体重力变小，动滑轮重力不变，所以滑轮组的机械效率变小，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】
A．由图示知，滑轮组承重绳子的根数为2根，物体移动2m时，绳子自由端移动的距离
s=nh=2×2m=4m
故A错误；
BD．拉力所做的总功
W总=Fs=375N×4m=1500J
据知，拉动物体做的有用功
W有=ηW总=80%×1500J=1200J
拉力所做的额外功
W额=W总-W有=1500J-1200J-300J
物体所受的拉力
F拉=
故B错误，D正确；
C．物体是被匀速拉动的，那么物体在水平方向所受的摩擦力和拉力是一对平衡力，则增加物体的重力，则物体对地面的压力变大，则地面对物体的摩擦力变大，拉动物体时所需的拉力变大，所做的有用功变大，那么机械效率会变化，故C错误。
故选D。
7．C
【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。
8．A
【详解】
不计绳重及摩擦，拉力
由图可知
甲绳子受到的拉力为
乙绳子受到的拉力为
则有
可见甲图更省力。提升的物体高度相同时，滑轮组的机械效率为
由此可以看出，此时滑轮组的机械效率与滑轮受到的重力和物体受到的重力有关，因为甲与乙中滑轮受到的重力和物体受到的重力相同，所以甲与乙滑轮组的机械效率一样大。
故选A。
9．C
【详解】
建成一所医院，所做的功是相同的，为了缩短做功的时间（缩短工期），根据可知，需要增大机械的功率，且功率是形容做功快慢的物理量。重型机械和小型机械相比，工作相同时间，重型机械做的功越多，所以功率越大。
故选C。
10．C
【详解】
设物体上升的距离为h，甲机械绳子自由端移动距离和物体上升的距离相等，所以甲机械的机械效率为
乙机械绳子自由端移动距离和物体上升的距离相等，所以乙机械的机械效率为
丙机械中绳子的有效段数n=2，所以丙机械的机械效率为
丁机械中绳子的有效段数n=2，所以丁机械的机械效率为
由表中数据可知，使用丙提升物体M时与用甲提升时相同，并不省力。
故选C。
11．C
【详解】
A．由图示知，滑轮组承重绳子的根数为3，克服摩擦力所做的功为有用功，则
W有=fs
有用功的功率
P有=fv
故A错误；
BCD．在向右匀速移动过程中，绳子端移动的距离
s绳=ns=3s
所用的时间
则拉力的所做的功
W总=F 3s=3Fs
拉力的功率
那么额外功
W额=W总-W有=3Fs-fs=(3F-f)s
装置的机械效率
故BD错误，C正确。
故选C。
12．C
【详解】
A．吃饭时使用的筷子时，动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆，故A正确，A不符合题意；
B．定滑轮实质是动力臂等于阻力臂的一种等臂杠杆，所以不省力，但能改变力的方向，故B正确，B不符合题意；
C．由功的原理知使用任何机械都不省功，故C错误，C符合题意；
D．使任何机械都要做额外功，即有用功总是小于总功，所以斜面的机械效率达不到100%，故D正确，D不符合题意。
故选C。
13． 竖直 0.6
【详解】
[1]实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值。
[2]由图知，弹簧测力计的分度值为0.1N，其示数为0.6N。
[3]动滑轮的机械效率为
14． 450 150 75%
【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． 定 8 3800 95%
【详解】
[1]升国旗时顶端的滑轮是固定的，没有跟随国旗一起上升，所以顶端装置是定滑轮。
[2]由图知，动滑轮上的绳子根数为
故汽车移动距离为
[3]不计绳重和摩擦，汽车提升重物所做的有用功为
[4]动滑轮做的额外功为
所以总功为
所以滑轮组机械效率为
16．50
【详解】
此过程中有用功
W有用=Gh=100N×2m=200J
根据可知，总功为
小明做功的功率
17．(1)变小 ；（2） ；（3）见解析
【详解】
试题分析： （1）其他条件不变，只增加动滑轮个数，所做有用功不变，但做的额外功增大了，由可知，此时机械效率减小；
（2）圆柱体在上升过程中受到的力有：重力、浮力、拉力且；物体上升过程中圆柱体所受重力大小不变；由可知液体密度一定，圆柱体上表面露出水面前，排开液体体积不变，所以所受浮力不变、圆柱体上表面露出水面后，排开液体体积变小，所受浮力变小，直到为零；圆柱体所受拉力等于重力减去浮力，所受浮力越大，拉力越小，根据以上分析可作出三力的图象；
（3）圆柱体在水中上升时（上表面还没有露出水面）阻力为重力和浮力的差G-F浮滑轮组的机械效率：
考点：滑轮组的机械效率．
18． 增加 1×105J；65.8%
【详解】
(1)如果起重臂加长，则起重臂的自重增加、对应的力臂增大，而支点左侧的力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，应增大平衡块的重力，即增加平衡块的质量．(2)重物的重力：G＝mg＝500kg×10N/kg＝5000N，当起重机匀速提升重物时，拉力对重物做功，而当起重臂水平旋转，重物没有在拉力的方向上移动距离，此时拉力对重物不做功，所以,整个过程中,起重机钢绳对重物所做的功(增加的机械能):W机＝Fh＝Gh＝5000N×20m＝1×105J；起重机匀速提升重物所用的时间：t1＝ ＝20s,整个过程中消耗的电能：W电＝UI1t1+UI2t2＝380V×18A×20s+380V×5A×8s＝1.368×105J+1.52×104J＝1.52×105J，则起重机将电能转化成机械能的效率：η＝×100%＝×100%65.8%.
【点睛】
（1）如果起重臂加长，则起重臂的自重增加、对应的力臂增大，而支点左侧的力臂不变，根据杠杆平衡条件进行判断．（2）知道物体的质量求出重力；当起重机匀速提升重物时，拉力对重物做功，而当起重臂水平旋转，重物没有在拉力的方向上移动距离，此时拉力对重物不做功；已知物体升高的高度，根据W＝Fs求出钢绳对重物所做的功（增加的机械能）；把物体升高和平移过程中，都消耗电能，根据W＝UIt求出消耗的总电能；根据η＝×100%求出能量转化效率．
19． 改变力的方向 80 80 80%
【详解】
(1)[1]图中B滑轮的轴固定不动，因此它是定滑轮，其作用是改变力的方向。
(2)[2]因为物体水平向左做匀速直线运动，则物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，所以A处的拉力
FA=f=80N
(3)[3][4]由图可知，n=2，已知物体移动的速度为0.1m/s，滑轮组在10s内做的有用功为
W有=fs=fvt=80N×0.1m/s×10s=80J
滑轮组的机械效率
20． 3 4000W 50％
【详解】
（1）[1]由图甲可知，动滑轮上有3股绳，故有3段钢丝绳承担货箱的重力。
（2）[2]由图乙可知，钢丝绳的速度
v===2m/s
拉力F做功的功率
P=Fv=2000N×2m/s=4000W
（3）[3]当钢丝绳移动12m时，拉力做的功
W总=Fs=2000N×12m=24000J
当钢丝绳上升12m时，货物上升的高度
h===4m
则对物体货物做的功
W有=Gh=3000N×4m=12000J
升降机的机械效率
η==×100％=50％
21．（1）①可以改变用力的方向；②等臂；（2）0.5m/s；（3）100J；（4）90.9%
【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%。
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．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
2．吊车上常常需要滑轮组来提升重物，如图所示，该图为简化后的滑轮组，当提升1200牛的重物时，若不计定滑轮和绳的自重（动滑轮的自重不能忽略）以及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．该装置的机械效率为100%
B．重物匀速上升时，吊车对绳子的拉力为400N
C．若将绳子拉过6m，物体上升2m
D．使用该装置不仅能省力，而且能改变力的方向
3．小车使用如图所示滑轮组匀速提升重物，在10s内将400N的重物匀速提升到3m高处，所用拉力大小为200N，下列选项正确的是（ ）
A．拉力所做的功为600J
B．拉力做功的功率为120W
C．绳子自由端移动的速度为0.6m/s
D．该滑轮组的机械效率约为66.7%
4．关于功、功率、机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．机械的效率越高，做功越多
B．机械的效率越高，做功越快
C．机械的功率越大，做功越快
D．机械的功率越大，做功越多
5．如图所示，用滑轮组提升重物时，将重500N的物体在10s内匀速提升了2m，已知动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中（ ）
A．滑轮组对重物做的功为500J
B．滑轮组的机械效率为55.6%
C．绳子自由端拉力F的功率为120W
D．提升的重物变为400N时，滑轮组的机械效率将变大
6．用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，滑轮组的机械效率为80%。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端沿水平方向移动了6m
B．物体受到的拉力为750N
C．如果只增加物体的重力，滑轮组的机械效率不变
D．拉力做的额外功为300J
7．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
8．某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．甲图省力，机械效率一样大 B．甲图省力，机械效率甲图大
C．乙图省力，机械效率一样大 D．乙图省力，机械效率乙图大
9．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。在建设过程中，调用了大量的重型机械同时工作，如图所示，主要是因为这些重型机械相比小型机械在正常工作时（ ）
A．行驶速度更快 B．做功更多
C．功率更大 D．机械效率更高
10．如图所示，小明分别使用甲、乙、丙、丁四种机械匀速提升物体（绳长不变），测得拉力和物体M、N所受的重力如表所示，则下面说法正确的是（ ）
5.5N 12N 5.5N 8N 5N 10N
A．甲的机械效率比丙的小
B．使用丙提升物体M时省力
C．甲的机械效率比乙的大
D．实验测得的数据无法算出机械效率
11．如图，在水平拉力F的作用下，使物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s，若物重为G，平面对物体的摩擦力为f。下列说法正确的是（ ）
A．有用功的功率为fs B．拉力的功率为3Fs
C．额外功为(3F-f)s D．装置的机械效率为
12．简单机械与人类的生产活动息息相关，以下关于简单机械的说法中不正确的是（ ）
A．吃饭时使用的筷子是费力杠杆 B．定滑轮不省力，但能改变力的方向
C．滑轮组既省力，又省距离，还省功 D．斜面的机械效率达不到100%
二、填空题
13．如图，“测动滑轮机械效率”时必须沿__方向匀速向上拉动弹簧测力计。钩码重为1N，弹簧测力计的示数为__N，动滑轮的机械效率是__。
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．升国旗的旗杆顶端装置是______（选填“定”或“动”） 滑轮，如图所示，汽车通过滑轮组将矿井内重为950N的物体M匀速提升了4m，动滑轮重50N。在此过程中，汽车移动距离为______m，汽车提升重物所做的有用功为______J，滑轮组机械效率为______。（不计绳重和摩擦）
16．小明通过机械将重为100N的重物在5s内竖直向上匀速提升了2m，机械效率为80%，则此过程中小明做功的功率P=___________W。
三、综合题
17．我们学习了简单机械知识后知道，使用滑轮组能够省力，可以大大减轻人们的劳动强度．如图甲所示，某人通过滑轮组把一个由铝合金做成的实心圆柱体从水井底部匀速提升到井口，圆柱体的底面积为S，高为L，动滑轮的质量为m，水的密度为ρ，圆柱体的密度是3ρ，忽略绳重及摩擦，不计水的体积变化，请回答下列问题：
（1）若增加动滑轮的个数（其他条件不变），滑轮组的机械效率是变大还是变小？
（2）圆柱体在上升过程中会受到一些力的作用，结合各力之间的关系，在图乙中画出每个力随上升高度变化的图线，并在图线旁注明力的名称（不用标出坐标值）．
（3）推导出圆柱体在水中上升时（上表面还没有露出水面）滑轮组的机械效率．
18．如图所示为一款塔式起重机，工作电压为380伏．当起重机吊起500千克重物以1米/秒速度匀速上升20米时，工作电流是18安；当起重臂水平旋转，带动重物在8秒内移动16米时，工作电流是5安．
(1)如果起重臂加长，那么平衡块质量应该________(填“增加”或“减小”)．
(2)请计算在整个过程中，起重机钢绳对重物所做的功和起重机将电能转化成机械能的效率(保留小数到0.1％) _________．
19．如图所示，利用轻质滑轮组拉动水平地面上的物体，使物体以0.1m/s的速度匀速向左运动。已知物体重400N，拉力F=50N，物体和地面之间的摩擦力f=80N。则：
(1)B滑轮的作用是______；
(2)A处的拉力大小为______N；
(3)滑轮组在10s内做的有用功为______J；滑轮组的机械效率为______。
20．如图甲是某建筑工地用升降机提起重物，当它把重力为3000N的货物匀速提起时，钢丝绳的拉力为2000N。钢丝绳移动的距离和时间的关系图象如图乙所示。求：
（1）图甲中有________段钢丝绳承担货箱的重力。
（2）6s内拉力F做功的功率。( )
（3）货物匀速上升时，升降机的机械效率。( )
21．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%）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【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。
2．C
【详解】
A．由于动滑轮的自重不能忽略，在用滑轮组来提升重物时，需要克服动滑轮重，故该装置的机械效率不可能为100%。故A错误；
B．由图可知，当提升1200牛的重物时，有三根绳子承担物重。但由于动滑轮的自重不能忽略，故重物匀速上升时，吊车对绳子的拉力大于400N。故B错误；
C．由s=nh可知，当将绳子拉过6m时，物体上升的高度为
故C正确；
D．由图可知，有三根绳子承担物重，故使用该装置可以省力，但没有改变力的方向。故D错误。
故选C。
3．D
【详解】
A．由图可知，n＝3，则绳端移动的距离
s＝nh＝3×3m＝9m
则拉力所做的功
W总＝Fs＝200N×9m＝1800J
故A错误；
B．拉力做功的功率
故B错误；
C．绳子自由端移动的速度
故C错误；
D．克服物体重力所做的有用功为
W有＝Gh＝400N×3m＝1200J
滑轮组的机械效率
故D正确。
故选D。
4．C
【详解】
A．机械效率高，说明有用功占总功的比值大，做功不一定多，故A错误；
B．机械效率高，说明有用功占总功的比值大，做功不一定快，故B错误；
C．功率是表示做功快慢的物理量，机械的功率越大，做功越快，故C正确；
D．功率是表示做功快慢的物理量，机械的功率越大，不知道做功时间，做功不一定多，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．滑轮组对重物做的功为
故A错误；
B．因为不计绳重和摩擦，所以额外功产生的原因只有动滑轮的重力，所以额外功为
拉力F做的总功为
滑轮组的机械效率为
故B错误；
C．绳子自由端拉力F的功率为
故C正确；
D．在不计绳重和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率和所提升物体重力、动滑轮重力有关，当提升的重物变为400N时，所提升物体重力变小，动滑轮重力不变，所以滑轮组的机械效率变小，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】
A．由图示知，滑轮组承重绳子的根数为2根，物体移动2m时，绳子自由端移动的距离
s=nh=2×2m=4m
故A错误；
BD．拉力所做的总功
W总=Fs=375N×4m=1500J
据知，拉动物体做的有用功
W有=ηW总=80%×1500J=1200J
拉力所做的额外功
W额=W总-W有=1500J-1200J-300J
物体所受的拉力
F拉=
故B错误，D正确；
C．物体是被匀速拉动的，那么物体在水平方向所受的摩擦力和拉力是一对平衡力，则增加物体的重力，则物体对地面的压力变大，则地面对物体的摩擦力变大，拉动物体时所需的拉力变大，所做的有用功变大，那么机械效率会变化，故C错误。
故选D。
7．C
【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。
8．A
【详解】
不计绳重及摩擦，拉力
由图可知
甲绳子受到的拉力为
乙绳子受到的拉力为
则有
可见甲图更省力。提升的物体高度相同时，滑轮组的机械效率为
由此可以看出，此时滑轮组的机械效率与滑轮受到的重力和物体受到的重力有关，因为甲与乙中滑轮受到的重力和物体受到的重力相同，所以甲与乙滑轮组的机械效率一样大。
故选A。
9．C
【详解】
建成一所医院，所做的功是相同的，为了缩短做功的时间（缩短工期），根据可知，需要增大机械的功率，且功率是形容做功快慢的物理量。重型机械和小型机械相比，工作相同时间，重型机械做的功越多，所以功率越大。
故选C。
10．C
【详解】
设物体上升的距离为h，甲机械绳子自由端移动距离和物体上升的距离相等，所以甲机械的机械效率为
乙机械绳子自由端移动距离和物体上升的距离相等，所以乙机械的机械效率为
丙机械中绳子的有效段数n=2，所以丙机械的机械效率为
丁机械中绳子的有效段数n=2，所以丁机械的机械效率为
由表中数据可知，使用丙提升物体M时与用甲提升时相同，并不省力。
故选C。
11．C
【详解】
A．由图示知，滑轮组承重绳子的根数为3，克服摩擦力所做的功为有用功，则
W有=fs
有用功的功率
P有=fv
故A错误；
BCD．在向右匀速移动过程中，绳子端移动的距离
s绳=ns=3s
所用的时间
则拉力的所做的功
W总=F 3s=3Fs
拉力的功率
那么额外功
W额=W总-W有=3Fs-fs=(3F-f)s
装置的机械效率
故BD错误，C正确。
故选C。
12．C
【详解】
A．吃饭时使用的筷子时，动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆，故A正确，A不符合题意；
B．定滑轮实质是动力臂等于阻力臂的一种等臂杠杆，所以不省力，但能改变力的方向，故B正确，B不符合题意；
C．由功的原理知使用任何机械都不省功，故C错误，C符合题意；
D．使任何机械都要做额外功，即有用功总是小于总功，所以斜面的机械效率达不到100%，故D正确，D不符合题意。
故选C。
13． 竖直 0.6
【详解】
[1]实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值。
[2]由图知，弹簧测力计的分度值为0.1N，其示数为0.6N。
[3]动滑轮的机械效率为
14． 450 150 75%
【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． 定 8 3800 95%
【详解】
[1]升国旗时顶端的滑轮是固定的，没有跟随国旗一起上升，所以顶端装置是定滑轮。
[2]由图知，动滑轮上的绳子根数为
故汽车移动距离为
[3]不计绳重和摩擦，汽车提升重物所做的有用功为
[4]动滑轮做的额外功为
所以总功为
所以滑轮组机械效率为
16．50
【详解】
此过程中有用功
W有用=Gh=100N×2m=200J
根据可知，总功为
小明做功的功率
17．(1)变小 ；（2） ；（3）见解析
【详解】
试题分析： （1）其他条件不变，只增加动滑轮个数，所做有用功不变，但做的额外功增大了，由可知，此时机械效率减小；
（2）圆柱体在上升过程中受到的力有：重力、浮力、拉力且；物体上升过程中圆柱体所受重力大小不变；由可知液体密度一定，圆柱体上表面露出水面前，排开液体体积不变，所以所受浮力不变、圆柱体上表面露出水面后，排开液体体积变小，所受浮力变小，直到为零；圆柱体所受拉力等于重力减去浮力，所受浮力越大，拉力越小，根据以上分析可作出三力的图象；
（3）圆柱体在水中上升时（上表面还没有露出水面）阻力为重力和浮力的差G-F浮滑轮组的机械效率：
考点：滑轮组的机械效率．
18． 增加 1×105J；65.8%
【详解】
(1)如果起重臂加长，则起重臂的自重增加、对应的力臂增大，而支点左侧的力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，应增大平衡块的重力，即增加平衡块的质量．(2)重物的重力：G＝mg＝500kg×10N/kg＝5000N，当起重机匀速提升重物时，拉力对重物做功，而当起重臂水平旋转，重物没有在拉力的方向上移动距离，此时拉力对重物不做功，所以,整个过程中,起重机钢绳对重物所做的功(增加的机械能):W机＝Fh＝Gh＝5000N×20m＝1×105J；起重机匀速提升重物所用的时间：t1＝ ＝20s,整个过程中消耗的电能：W电＝UI1t1+UI2t2＝380V×18A×20s+380V×5A×8s＝1.368×105J+1.52×104J＝1.52×105J，则起重机将电能转化成机械能的效率：η＝×100%＝×100%65.8%.
【点睛】
（1）如果起重臂加长，则起重臂的自重增加、对应的力臂增大，而支点左侧的力臂不变，根据杠杆平衡条件进行判断．（2）知道物体的质量求出重力；当起重机匀速提升重物时，拉力对重物做功，而当起重臂水平旋转，重物没有在拉力的方向上移动距离，此时拉力对重物不做功；已知物体升高的高度，根据W＝Fs求出钢绳对重物所做的功（增加的机械能）；把物体升高和平移过程中，都消耗电能，根据W＝UIt求出消耗的总电能；根据η＝×100%求出能量转化效率．
19． 改变力的方向 80 80 80%
【详解】
(1)[1]图中B滑轮的轴固定不动，因此它是定滑轮，其作用是改变力的方向。
(2)[2]因为物体水平向左做匀速直线运动，则物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，所以A处的拉力
FA=f=80N
(3)[3][4]由图可知，n=2，已知物体移动的速度为0.1m/s，滑轮组在10s内做的有用功为
W有=fs=fvt=80N×0.1m/s×10s=80J
滑轮组的机械效率
20． 3 4000W 50％
【详解】
（1）[1]由图甲可知，动滑轮上有3股绳，故有3段钢丝绳承担货箱的重力。
（2）[2]由图乙可知，钢丝绳的速度
v===2m/s
拉力F做功的功率
P=Fv=2000N×2m/s=4000W
（3）[3]当钢丝绳移动12m时，拉力做的功
W总=Fs=2000N×12m=24000J
当钢丝绳上升12m时，货物上升的高度
h===4m
则对物体货物做的功
W有=Gh=3000N×4m=12000J
升降机的机械效率
η==×100％=50％
21．（1）①可以改变用力的方向；②等臂；（2）0.5m/s；（3）100J；（4）90.9%
【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%。
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