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）

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．光头强用如图所示的装置将200N的蜂蜜匀速提高3m，送给楼上的熊大、熊二，所用的拉力是125N，不计桶重、绳重和摩擦。下列说法不正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的距离为6m B．拉力做的功为750J
C．动滑轮重50N D．该滑轮组的机械效率为75%
2．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
3．分别用如图所示的两个滑轮组，将同一物体提升到相同高度。若物体受到的重力为100N，动滑轮的重力为10N。在把物体匀速提升1m的过程中，（不计绳重和摩擦）下列说法正确的是（　　）
A．甲、乙两滑轮组所做的有用功都是110J
B．甲滑轮组所做的有用功为200J，乙滑轮组所做的有用功300J
C．甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等
D．甲、乙滑轮组的机械效率均为90.9%
4．如图所示，用相同的滑轮组成两个滑轮组，用不同的力同时匀速提升一个重为17N的相同物体，使物体在2s内都拉升了20cm，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．图甲中，绳端移动的距离为40cm
B．图乙中，拉力的功率为1.8W
C．图甲中滑轮组的效率大于乙中滑轮组的效率
D．图乙中，动滑轮的重力为2N
5．如图所示滑轮组，用200N拉力在10s内将重为300N的箱子匀速提升了3m，不计摩擦和绳重。下列说法正确的是（　　）
A．定滑轮的作用是省力 B．10s内拉力F的功率为60W
C．动滑轮的重力为300N D．滑轮组的机械效率为75%
6．在 5 秒时间内，将一个重为 10N 的物体沿着如图长 3m、高 1m 的斜面从底端匀速拉到 顶端，物体受到拉力为 5N。则下列说法正确的是（　　）
A．使用斜面可以省力也能省功
B．沿斜面向下的摩擦力力 5N
C．拉力做功的功率为 1W
D．此时斜面的机械效率为 66.7%
7．用如图甲所示的滑轮组匀速提升不同物体，每次物体被提升的高度均为0.8m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（　　）
A．动滑轮的重力为5N
B．该滑轮组的机械效率可以达到100%
C．每次提升重物时，做的额外功均为4J
D．若物体重为30N时，滑轮组的机械效率为75%
8．如图所示，用滑轮组提升重物时，用300N的力将重500N的物体匀速升高了2m，不计绳重和摩擦，则提升重物的过程中（　　）
A．滑轮组的机械效率为83.3%
B．动滑轮重为200N
C．若采用轻质滑轮完成原任务，机械效率将保持不变
D．若用该滑轮组提升更重的货物，机械效率将保持不变
9．如图，斜面长3m，高0.6m，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150N，则下列说法正确的是（忽略绳子的重力）（　　）
A．拉力所做的功是300J B．拉力的功率是50W
C．斜面的机械效率是80% D．斜面上的摩擦力是50N
10．如图，用相同的滑轮组装成甲、乙两个滑轮组，分别将同一重物在相等时间内提升相同高度，（不计绳重和摩擦）则（　　）
A．甲的拉力比乙的大
B．甲的拉力做的功比乙的大
C．甲的拉力做功的功率比乙的大
D．甲的机械效率和乙的相等
11．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
12．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
二、填空题
13．如图所示已知斜面长为8m，斜面高为4m。小南同学用绳子沿斜面将重为800N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端。拉力大小为600N，绳重不计。小兵对木箱做的有用功______J；斜面的机械效率为______；斜面对物体施加的摩擦力为______N。
14．一个质量为70kg的工人，用图所示的装置提升石板，已知托板重200N，容量足够大，每块石板重100N，绳能承受的最大拉力为800N，滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计。当工人在4s内将10块石板匀速提升2m时，此装置的机械效率为80%。那么，该工人站在地面上用此装置提升石板的过程中，此装置动滑轮重______N；该工人提升10块石板升高2m做的额外功是______J；该工人此装置提升石板的机械效率最高可达到______%。（保留一位小数）
15．在如图所示的斜面上，一工人用200N的拉力，将一重为250N的物体，从底端匀速拉到顶端，用时6s，拉力做功的功率为______W，克服斜面对物体的摩擦力做的功为______J。
16．某工人用如图所示的装置提升一堆砖。已知每块砖重40N，工人的质量为70kg，他的双脚与地面的接触面积为400（不计绳重和摩擦）。当工人匀速提升20块砖时，此装置的机械效率为80%，则工人对地面的压强为_________Pa。在此过程中，砖块上升的速度是0.2m/s，则工人做功的功率是________W。当工人用此装置提升_________块砖时，该装置的机械效率最高。（g取10N/kg）
三、综合题
17．河南历史悠久，“一部河南史，半部中国史”形象概括和评价了河南历史文化在中国历史文化发展进程中的地位和作用。如图，在登封市嵩阳书院门口西面有一座唐碑，碑身高9m，宽2m，厚1m，碑身的质量为70t，碑帽质量为10t。古时人们是怎样将这么重的碑帽装上去的呢？在民间，“智立唐碑”这个充满智慧的传说故事，讲述的就是工匠们先在碑身四周堆土，然后沿土坡将碑帽从底部拉上碑顶。后将黄土移走，完成了全部竖碑任务。
（1）计算石碑对基座的压强______；
（2）小明画出一个古人安装碑帽方法的简易图，该土坡可以看作为一个______（填一种简单机械），利用它可以______（选填“省力”、“省距离”或“既不省力也不省距离”），生产、生活中这样的机械还有______（列举一种）；
（3）如图碑身高9m，土坡长30m。若用大小为4×104N的拉力将碑帽匀速拉上碑身顶，此过程中的机械效率为多少______
18．小明用滑轮组提升一重为810N的摩托车，所用的拉力是180N，绳子自由端被拉下1m．若不计绳重和摩擦，试计算：
（1）请画出滑轮组的装置图．________
（2）小明所做的总功是多少焦？________
（3）此滑轮组的机械效率是多少？________
（4）若小明用该滑轮组提起另一辆重为630N的摩托车，则该滑轮组的机械效率为多少？________
19．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%）
20．小彤家的阳台上安装了如图甲所示的可升降晾衣装置．一次洗衣后，小彤帮妈妈晾衣服．若衣服的总质量为8kg，他以拉力F竖直向下匀速拉动绳的自由端，在2s内，将绳自由端拉下1m．若提升衣服过程中晾衣装置的机械效率为80%，求：

甲 乙
（1）在图乙中画出人拉绳子时的受力示意图；
（2）小彤做的有用功及晾衣装置的总重；
（3）小彤以不变的速度把衣服提升2m，他做功的功率．（不计绳重和摩擦，g取10N/kg）
21．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？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
A．由图示知，滑轮组承重绳子的根数为2，则绳子自由端移动的距离
s=2h=2×3m=6m
故A正确，不符合题意；
B．拉力做的功
W总=Fs=125N×6m=750J
故B正确，不符合题意；
C．不计桶重、绳重和摩擦时，据滑轮组的特点得，动滑轮的重力
故C正确，不符合题意；
D．提升蜂蜜所做的有用功
W有=Gh=200N×3m=600J
该滑轮组的机械效率
故D错误，符合题意。
故选D。
2．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。
3．D
【详解】
AB．因为两个滑轮组均是把重100N的物体提升1m，故做的有用功均是
故A、B均不符合题意；
C．不考虑绳重与摩擦，甲滑轮组2段绳子与动滑轮接触，匀速提升时，施加在绳子自由端的拉力为
不考虑绳重与摩擦，乙滑轮组3段绳子与动滑轮接触，匀速提升时，施加在绳子自由端的拉力为
两个滑轮组在匀速提升时，施加在绳子自由端的拉力并不相等。故C不符合题意；
D．在不考虑绳重与摩擦时，用滑轮组提升物体，滑轮组的机械效率为
因为两个滑轮组提升的物重、滑轮重均是相同的，即物重、总重是相同的，所以，二者的机械效率也是相等的，均为
故D符合题意。
故选D。
4．B
【详解】
A．由图甲知道，n1＝3，则绳端移动的距离
s1＝n1h＝3×20cm＝60cm
故A错误；
B．由图乙知道，n2＝2，则绳自由端移动的距离
s2＝n2h＝2×20cm＝40cm＝0.4m
拉力的总功
W2＝F2s2＝9N×0.4m＝3.6J
拉力的功率为
故B正确；
C．因为不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，由W额＝G动h、W有用＝G物h知道，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则由W总＝W有用+W额知道,拉力做的总功相同，因为，所以两滑轮组的机械效率相同，故C错误；
D．在图乙中，由知道，动滑轮的重力
G动＝2F2﹣G＝2×9N﹣17N＝1N
故D错误。
故选B。
5．D
【详解】
A．定滑轮可以改变用力的方向，但不省力；故A错误；
B．箱子移动的速度
由图可得承担物重的绳子股数为n=2，绳子移动的速度为
10s内拉力F的功率为
故B错误；
C．动滑轮的重力为
故C错误；
D．滑轮组机械效率为
故D正确。
故选D。
6．D
【详解】
A．功的原理：使用任何机械都不能省功。使用斜面可以省力，但不能省功，故A错误；
BCD．拉力做的功为
W总=Fs=5N×3m=15J
使用斜面做的有用功为
W有用=Gh=10N×1m=10J
克服摩擦力做的额外功为
W额外= W总- W有用=15J-10J=5J
根据W额外=fs可得，物体沿斜面向下的摩擦力为
拉力做功的功率为
此时斜面的机械效率为
故BC错误，D正确。
故选D。
7．D
【详解】
A．由图象可知，当物重为10N时，滑轮组的机械效率为50%，不计摩擦，滑轮组的机械效率
则动滑轮重力为
故A错误；
B．使用滑轮组时，不计摩擦，由可知机械效率不可能达到100%，故B错误；
C．不计绳重和摩擦，动滑轮克服重力做的功为额外功，由于每次提升货物时用的是同一滑轮组，故额外功相同，即
故C错误；
D．物体重为30N时，则滑轮组的机械效率
故D正确。
故选D。
8．A
【详解】
由图可知，绳子承担重物的段数n为2，物体被匀速提升2m，则绳子末端移动的距离
A．物体重为500N，则物体克服重力做的有用功
拉力做的总功
则滑轮组机械效率
故A正确；
B．不计绳重和摩擦，根据可得动滑轮重力
故B错误；
CD．不计绳重和摩擦，动滑轮克服重力做的功为额外功，物体克服重力做的功为有用功，根据可知，若采用轻质滑轮完成原任务或者用该滑轮组提升更重的货物，机械效率会增大，故CD错误。
故选A。
9．D
【详解】
A．拉力所做的功
W总＝Fs＝150N×3m＝450J
故A错误；
B．拉力的功率
P＝＝＝75W
故B错误；
C．有用功
W有用＝Gh＝500N×0.6m＝300J
斜面的机械效率
η＝×100%＝×100%≈66.7%
故C错误；
D．额外功
W额＝W总﹣W有用＝450J﹣300J＝150J
由W额＝fs可得，物体在斜面上受到的摩擦力
f＝＝＝50N
故D正确。
故选D。
10．D
【详解】
A．从图中可知
n甲=3，n乙=2
不计绳重和摩擦，甲的拉力
乙的拉力
故A错误；
B．拉力做的功为总功
W总=W有用+W额=Gh+G动h
物体和动滑轮的重力都相同，且上升的高度都相同，故甲乙拉力做的功相同，故B错误；
C．时间相同，且已知拉力做的功相同，根据可知甲的拉力做功的功率与乙的相等，故C错误；
D．根据W有用=Gh可知有用功相同，且总功相同，根据可知甲的机械效率和乙的相等，故D正确。
故选D。
11．C
【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。
12．D
【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。
13． 3200 66.7% 200
【详解】
[1][2][3]由图可知，有用功为
做的总功为
则机械效率为
做的额外功为
则斜面对物体施加的摩擦力为
14． 50 500 81.5
【详解】
[1][2]由图知，n＝2，若砖被提升h，则拉力端移动的距离s＝2h。当工人匀速提升10块砖时，拉力做的有用功：
W有用＝G砖×h＝100N×10×h＝1000N×2m＝2000J，
由得拉力做的总功
由W总＝W有用+W额得拉力做的额外功
W额＝W总﹣W有用＝2500J﹣2000J＝500J
不计滑轮的摩擦和绳重，使用滑轮组做的额外功
W额＝（G动+G板）h＝（G动+200N）×2m＝500J
解得动滑轮重力：G动＝50N。
[3]由题知，人使用的最大拉力
F最大＝G人＝mg＝70kg×10N/kg＝700N
不计滑轮的摩擦和绳重，最大拉力
F最大＝（G动+G板+G砖）＝（50N+200N+G砖）＝700N
解得能提升的最大砖重：G砖＝1150N，因为每块砖重100N，所以最多能提升砖的数量为
1150N/100N=11
实际能提升的最大砖重：G砖′＝1100N，此时拉力
F最大′＝（G动+G板+G砖′）＝（50N+200N+1100N）＝675N
因为滑轮组的机械效率
所以最高机械效率
15． 100 100
【详解】
[1]由图可知，在拉力作用下物体移动了3m，拉力所做的功为
W总=Fs=200N×3m=600J
拉力做功的功率为
[2]由图可知，一重为250N的物体被提升了2m，所做的有用功为
W有=Gh=250N×2m=500J
克服摩擦力做的额外功为
W额=W总-W有=600J-500J=100J
16． 5000 200 30
【详解】
[1]由图中可知，动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端移动的距离s与砖上升的高度h之间的关系为s=2h，由题意可知，20块砖的重力为
G=40N20=800N
因此装置的机械效率为80%，故有
解得绳子自由端的拉力为
对人受力分析可知，人受到向下的重力G人，向上的绳子拉力F与地面的支持力F支，由受力平衡可知，地面对人的支持力为
因人对地面的压力F压与地面对人的支持力F支是一对相互作用力，大小相等，故可知人对地面的压力为
故工人对地面的压强为
[2]因砖块上升的速度为0.2m/s，故可知绳子自由端移动的距离为
故可得工人做功的功率为
[3]由题意可知，当滑轮组提升的物体重力越大时，滑轮组的机械效率越高，由受力分析可知，当地面对人的支持力为零时，此时绳子对人的拉力最大，等于人的重力，即
当砖块的重力为G=800N时，滑轮组的机械效率为80%，即
解得动滑轮的重力为G动=200N，当绳子自由端的拉力为时，此时绳子自由端的拉力与砖块的重力的关系为
解得此时砖块的重力为
故提升砖块的块数为
17． 4×105Pa 斜面 省力 楼梯或盘山公路 75%
【详解】
（1）[1]石碑的总质量为
m=m身+m帽=70t+10t=80t=8×104kg
石碑对基座的压力等于自身的重力，所以石碑对基座的压力为
F=G=mg=8×104kg×10N/kg=8×105N
石碑与基座的接触面积为
S=1m×2m=2m2
石碑对基座的压强为
故石碑对基座的压强为4×105Pa。
（2）[2][3][4]由简易图可知，该土坡呈三角形，可以看做是斜面这种简单机械；由图可知，斜面长度大于高度。利用斜面可以省力但要费距离；生产、生活中利用斜面省力的特点的机械还有楼梯、盘山公路等，都是通过增大距离来省力。
（3）[5]将碑帽匀速拉上碑身做的有用功为
W有=G帽h=m帽gh=10×103kg×10N/kg×9m=9×105J
将碑帽匀速拉上碑身做的总功为
W总=F拉s=4×104N×30m=1.2×106J
将碑帽匀速拉上碑身的机械效率为
故将碑帽匀速拉上碑身，此过程中的机械效率为75%。
18． 180J 90% 87.5%
【详解】
试题分析：（1）滑轮组绳子的绕法，有两种：
一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；
二是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．已知拉力和绳子移动距离，可求总功，知道重力和绳子段数可求有用功，从而算出机械效率．
（2）已知拉力和绳子移动距离，可求总功，
（3）知道重力和绳子段数可求有用功，从而算出机械效率．
（4）根据根据（G+G动）求出动滑轮的重力，然后根据（G+G动）求出若小明用该滑轮组提起另一辆重为630N的摩托车时的拉力，
利用ηmax=计算滑轮组的机械效率．
解：（1）根据可得，，则滑轮组应该有5段绳子承担物重，即从动滑轮开始缠绕，如图所示：
（2）小明所做的总功：
W总=Fs=180N×1m=180J
（3）摩托车上升的高度：
h===0.2m，
W有用=Gh=810N×0.2m=162J，
此滑轮组的机械效率是η=×100%=×100%=90%．
（4）根据F=（G+G动）可得，动滑轮的重力：
G动=5F﹣G=5×180N﹣810N=90N，
若小明用该滑轮组提起另一辆重为630N的摩托车，则拉力：
F′=（G′+G动）=×（630N+90N）=144N，
ηmax===87.5%．　
答：此滑轮组的机械效率是90%．
【点评】
此题考查滑轮组绳子的绕法、功和机械效率的计算，关键是利用好F=（G+G动）这个条件，难点在于滑轮组的画法．
19．（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%。
20．（1）见解析所示；（2）20N；（3）12.5W
【详解】
（1）人拉绳子时的受到绳子的拉力和重力，如图所示；
（2）衣物重力：G1＝mg＝8kg×10N/kg＝80N， h＝s＝,W有用＝G1h＝80N0.25m＝20 J; 晾衣架的总重为G2,由η＝×100%＝80%得×100%＝80%，解得G2＝N；（3）η＝×100%＝80%，解得W总＝25J，则功率P＝＝12.5W.
点睛：（1）人拉绳子的力和绳子对人的拉力是相互作用力；（2）根据G＝mg求出衣物的重力，有用功W有用＝G1h，根据η＝×100%＝80% 求出晾衣架的总重；（3）根据η＝＝80%求出W总，再根据 P＝求出功率．
21．(1)156W ； (2) D；最省力且能改变力的方向 ； 250N
【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
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页