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 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 北师大版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-09 15:21:20 | ||
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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，在拉力F作用下，一个重600N的物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动了10s。已知滑轮组的机械效率为80%，在此过程中拉力F做了150J的功。则下列关于拉力F、物体所受滑动摩擦力f的说法中，正确的是（ ）
A．F＝150N B．F＝60N
C．f＝120N D．f＝480N
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．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
4．将一个定滑轮和挂有一个重60N钩码的动滑轮分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组。在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6m。不计摩擦和绳重。设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则
A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙 C．η甲≈55.5% D．η乙≈83.3%
5．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
6．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
7．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
8．工人用如图所示的甲、乙两种滑轮把同样一袋沙提升相同的高度，已知沙和袋总重为100N，滑轮重20N（绳重和摩擦力不计），则下列说法正确的是（ ）
A．甲比乙更省力
B．甲做的总功比乙的多
C．甲做的有用功比乙的多
D．甲的机械效率比乙的高
9．如图所示，建筑工人使用滑轮组匀速向楼上运送石料，下列不能提高滑轮组机械效率的是（ ）
A．换用轻质的动滑轮 B．滑轮转轴处加润滑油
C．增大匀速提升的速度 D．增大单次运送石料的重力
10．工人利用滑轮组吊起重为3000N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简图。路灯杆离地后在10s内被匀速提升1m，绳端拉力F=1250N。下列说法不正确的是（ ）
A．路灯杆一端刚被匀速拉起时，相当于省力杠杆
B．路灯杆离地后，路灯杆受到的拉力等于3000N
C．路灯杆离地后，绳端拉力F做的功为2500J
D．路灯杆离地后，滑轮组的机械效率为80%
11．小杨同学利用如图所示的滑轮组将重为1000N的物体在10s内匀速提升9m，此时绳子自由端的拉力F的大小为400N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．图中所用动滑轮重力为100N B．人通过滑轮组做的有用功为3600J
C．绳子自由端速度为3m/s D．图中滑轮组的机械效率为83.33%
12．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甲二、填空题
13．用如图所示的滑轮组将重200N的物体在10s内竖直匀速提升4m，械效率为80%，拉力的功率为____W。若增大所提物体的质量，则滑轮组机械效率将____选（“增大”、“不变”或“减小”）。
14．工人用图所示装置将重600N的货物沿斜面由底部拉到顶端。装置固定在水平面上，斜面长12m，高6m，工人的拉力为400N，此过程工人所做的总功为______J，该装置的机械效率为______，若不计绳重、绳子与滑轮间的摩擦，物体与斜面间的摩擦力为______N。
15．如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重G＝5.4N，实验时要 _____拉动弹簧测力计。弹簧测力计的示数如图所示，若物体上升高度为10cm，则拉力做的功是 _____J，滑轮组的机械效率是 _____。
16．一质量为40kg的重物A放在水平地面上，重物A的重力为______N，利用如图所示的装置将它匀速提升0.1m，此时的机械效率为80%，（绳重和摩擦不计）则动滑轮重力为______N，若再用该滑轮组提升多块重物B（规格相同），提升一块重物B和两块重物B时滑轮组的机械效率之比η1：η2=4：5。则重物B的重力为______N。（不计滑轮组中的绳重和摩擦）
三、综合题
17．“蛟龙号”创造了“中国深度”--下潜7062m．今年“蛟龙号”将远赴印度洋探索2700m深处活火山的奥秘．已知：海水密度ρ=1.03×103kg/m3，声音在海水中的传播速度是1500m/s，取g=10N/kg．问：
（1）“蛟龙号”下潜到2700m深度时受到的海水的压强是多少？
（2）电磁波传播速度大，但是在海水中的传输距离是短．母船与“蛟龙号”信息传递要借助于声呐．在2700m深处的“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要多长时间？
（3）“蛟龙号”到达海底扔掉部分配重后，排开的水所受的重力是5×103N，它受到的浮力是多少？
（4）任务完成后，起重机把重2.2×105N的“蛟龙号”吊到母船上，起重机滑轮装置原理如图乙，在滑轮装置作用下，“蛟龙号”离开水面后缓慢竖直上升10m后到达甲板，绳子自由端的拉力为68750N，移动的距离是40m，则滑轮装置的机械效率是多少？
（5）你认为“蛟龙号”面临的主要技术难题是什么（答出一条即可）？
18．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______。
19．珠海有“发明大王”之称的宋有洲通过上千次实验之后，于2008年底研制出的“空中绿化存车亭”获得国内和国际专利。此亭集绿化、停车、防盗、户外广告于一体，存车时只需40秒就可以把车子“锁上天”。下图是“空中绿化存车亭”的工作原理图，其中A为存车架，O为杆OB的转动轴，杆的B端固定悬挂泊车装置，BC为牵引OB杆转动的钢丝绳，M为牵引钢丝绳的电动机。存车时，汽车开到存车架上，电动机通过钢丝绳BC将杆OB拉到一定高度固定；取车时，将OB杆放下使存车架落回地面，现场还配有电动车充电柱。请根据以上信息回答下列问题（忽略OB的重和机械各部分的摩擦力）：
(1)图中使用了_________滑轮；它是______（选填“省力”、“费力”、“既不省力也不费力”）的机械；
(2)在图中画出杠杆OB的动力臂____。若汽车的质量为0.9t，存车架框的质量为100kg，杆OB的长度为5m；求出此时绳CB 的拉力_____；
(3)专家建议遮阳蓬上加装太阳能光电板，给蓄电池充电，再由蓄电池给电动机供电，蓄电池给电动机供电效率为80%，电动机再把电能转化为机械能的效率为60％，每次存车，车被提升的高度为2.4m，每提升一辆车总共需要消耗的电能多少______J？
(4)每个充电桩对新能源小汽车的充电功率为 8000W，充电1 h可使总质量为1t、额定输出功率为12kW的新能源小汽车匀速直线行驶36km。设汽车行驶过程中受到的阻力是车重的0.06倍，g取10N/ kg。该小汽车以额定输出功率，在平直公路上匀速行驶时速度为多少m/s_____？ 此电动汽车的电机效率是多少______？
20．电动汽车是世界各国大力推广的新型交通工具，它具有节能、环保等特点．我国生产的某品牌电动汽车配备容量为120kW·h的锂电池．研究人员对汽车在行驶中所受到的阻力Ff与速度的关系，通过实验得到有关数据如下表所示.
（1）表漏填了一个数据，漏填的数据应为_____N．
（2）当该车以40m/s的测试速度匀速行驶时，牵引力功率为多少？
（3）该车充满电后以30m/s的速度匀速行驶，最多能行驶360km，则牵引力做的功是多少？电能转化为机械能的效率是多少？
21．2014年6月，台湾省农民张文任栽种出一个超级大南瓜．为将南瓜顺利装车，村民们用如图所示的滑轮，用绳子绕制成滑轮组．在20s时间内，村民们用750N的拉力将绳端沿竖直方向匀速向下拉动6m，把南瓜提升1.5m，此过程中滑轮组的机械效率为90％．(g取10N/kg)
问：(1)按题意画出滑轮组的绳子绕法．
(2)村民们拉动滑轮组的功率为多大
(3)超级大南瓜的质量为多大
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
AB．由题图知，n＝3，绳子自由端移动的距离
s＝3s物＝3v物t＝3×0.1m/s×10s＝3m
由W总＝Fs可得拉力
F＝＝＝50N
故AB错误；
CD．由
====
得物体与地面间的滑动摩擦力
f＝3ηF＝3×80%×50N＝120N
故C正确，D错误。
故选C。
2．D
【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
【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。
4．D
【详解】
由图可知，甲、乙滑轮组中n甲=2，n乙=3由
可得
G动=2F1-G=2×36N-60N=12N
则
由
可得，甲滑轮组的机械效率
乙滑轮组的机械效率
即
η甲=η乙
故选D。
5．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。
6．C
【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。
7．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。
8．D
【详解】
A．由图可知，甲滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力，为100N；乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，则
所以
F甲＞F乙
故A错误；
BCD．把同样一袋沙提升相同的高度，由W有=Gh可知有用功是相同的，绳重和摩擦不计，甲做的总功等于有用功，乙做的总功等于有用功和克服动滑轮的重力做功之和，乙做的总功较多，由可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小，所以
η甲＞η乙
故BC错误，D正确。
故选D。
9．C
【详解】
根据机械效率公式
η=
可知，用轻质的动滑轮、滑轮转轴处加润滑油可以减少额外功，而增大单次运送石料的重力，可以增加有用功，所以都可以提高机械效率，但增大匀速提升的速度不影响机械效率。故ABD正确，不符合题意，C错误，符合题意。
故选C。
10．A
【详解】
A．路灯杆一端刚被匀速拉起时，路灯杆左端与地面接触点为支点，路灯杆自身重力为阻力，动力臂大于阻力臂，相当于省力杠杆，故A正确，不符合题意；
B．路灯的重力是3000N，路灯杆离地后，匀速运动，拉力和重力是平衡力，受到的拉力等于重力，拉力大小为3000N，故B正确，不符合题意；
C．滑轮组绳子承担重物的段数为3，路灯杆离地后，绳子末端移动的距离
s=nh=3×1m=3m
则绳端拉力F做的功
W总=Fs =1250N×3m=3750J
故C错误，符合题意；
D．路灯杆离地后，有用功
W有=Gh=3000N×1m=3000J
滑轮组的机械效率
故D正确，不符合题意。
故选C。
11．D
【详解】
A．由图中可知，动滑轮上有三股绳子承重，则可知绳子自由端的拉力为
解得动滑轮的重力为
故A错误；
B．由题意可知，物体上升的高度为h=9m，故滑轮组所做的有用功为
W有=Gh=1000N×9m=9000J
故B错误；
C．因动滑轮上有三股绳子承重，故绳子自由端移动的距离s为物体上升的高度h的三倍，即
s=3h=3×9m=27m
故绳子自由端的速度为
故C错误；
D．由题意可知，滑轮组所做的总功为
W总=Fs=400N×27m=10800J
则滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选D。
12．A
【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。
13． 100 增大
【详解】
[1]拉力做的有用功
W有=Gh=200N×4m=800J
由可得拉力做的总功
拉力的功率
[2]若仅增加物体的质量即增加被提升物体的重力，提升高度不变时，所做的有用功增大，而额外功保持不变，有用功在总功所占的比例增大，所以滑轮组的机械效率增大。
14． 4800 75% 100
【详解】
[1][2][3]在此过程中工人所做的总功为
工人所做的有用功为
则机械效率为
若不计绳重、绳子与滑轮间的摩擦，物体与斜面间的摩擦力做的额外功为
则
15． 匀速 0.72 75%
【详解】
[1]在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计处于平衡状态，弹簧测力计的示数等于拉力的大小。
[2]由图可知，n＝3，则绳端移动的距离
s＝3h＝3×0.1m＝0.3m
由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为2.4N，拉力做的总功
W总＝Fs＝2.4N×0.3m＝0.72J
[3]机械做的有用功
W有＝Gh＝5.4N×0.1m＝0.54J
滑轮组的机械效率
16． 400 100 150
【详解】
[1]重物A的重力为
G=mg=40kg×10N/kg=400N
[2]滑轮组的机械效率
η====
则
G动=-G物=-400N=100N
[3]提升一块重物B时，机械效率
η1===①
提升两块重物B时，机械效率
η1===②
两次机械效率之比
η1：η2=4：5③
结合①②③，解得
GB=150N
17．（1）2.78×107Pa；（2）1.8s；（3）5×103N；（4）80%；（5）“蛟龙号”面临的主要技术难题是压强
【详解】
试题分析：（1）“蛟龙号”下潜到2700m深度时，蛟龙号壳体受到海水的压强：
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×2700m≈2.78×107Pa；
（2）母船与“蛟龙号”信息传递要借助于声呐，声呐发出的超声波在海水中的传播速度是1500m/s，“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要的时间：
（3）由阿基米德原理可知，“蛟龙”号受到的浮力等于它排开海水的重力：F浮=G=5×103N；
（4）方法一：起重机把“蛟龙号”吊到母船的甲板上，克服“蛟龙号”的重力作的功是有用功，知道“蛟龙号”的重力，及“蛟龙号”上升的高度用公式W有用=Gh可计算出有用功；绳子自由端的拉力为68750N，移动的距离是40m，可用公式W总=Fs求出总功．最后用公式计算．
方法二：分析图乙，滑轮组承担物体重力的绳子股数：n=4，∴拉力移动的距离s=4h
滑轮装置的机械效率：
（5）随着下潜深度的增大，压强会越来越大，所以下潜至深海需要克服的技术难题是：压强．
考点：液体的压强的计算；浮力大小的计算；滑轮（组）的机械效率．
18． 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
19． 定 既不省力也不费力 8000N 5×104J 20m/s 75%
【详解】
(1)[1]如左图中的滑轮轮轴都是固定的，轴不随物体运动，所以都是定滑轮。
[2]根据定滑轮的特点，使用定滑轮既不省力也不费力，但可以改变力的方向。
(2)[3]
[4]由题意，汽车受到的重力
存车框架受到的重力
汽车和存车框架的总重
杠杆OB的动力臂为杆OB长，即
由图可知阻力臂长4m，即
若杠杆此时平衡，可求此时绳CB 的拉力，根据杠杆平衡条件
则
(3)[5]蓄电池给电动机供电效率为，电动机把电能转化为机械能的效率为；
每提升一辆车需要做的有用功
每提升一辆车电动机消耗的电能，由机械效率可得
每提升一辆车总共需要消耗的电能
(4)[6]因小汽车匀速直线行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，小车的牵引力
由
可得，该小汽车以额定输出功率在平直公路上匀速行驶时速度
[7]汽车牵引力做的功
由可得，消耗的电能
该小汽车将电能转化为机械能的效率
20．（1）400 N （2）6．4×104W（3）3.24×108J 75%
【详解】
（1）根据表格数据可知，汽车速度增大为原来的3倍，则阻力增大为原来的9倍（9=32 ）；速度增大为原来的4倍，则阻力增大为原来的16倍（16=42 ）；即汽车所受的阻力与速度的平方成正比，所以，当汽车的速度为20m/s时，汽车受到的阻力为10m/s时阻力的22 =4倍，则此时的阻力Ff =4×100N=400N，所以漏填的数据应为400N；
（2）根据表格数据可知，当该车以40m/s的测试速度匀速行驶时，阻力Ff ′=1600N，因为匀速行驶，所以此时的牵引力：F牵 =Ff ′=1600N，牵引力的功率：P=F牵 v=1600N×40m/s=6.4×104 W=64kW；
（3）当该车以30m/s的测试速度匀速行驶时，牵引力F牵 ′=Ff ″=900N，
牵引力做的功：W牵 =F牵 ′s=900N×360×103 m=3.24×108 J，
已知“电动汽车配备容量为120kW h的锂电池”，则汽车消耗的电能：
W电 =P电 t=120×103 W×3600s=4.32×108 J，
电能转化为机械能的效率：η=W牵/W电×100%=3.24×108J/4.32×108J×100%=75%
21．(1) ； (2)225W；(3)270kg
【详解】
试题分析：（1）将绳端沿竖直方向匀速向下拉动6m，把南瓜提升1.5m，可知吊物体的绳子有n=6m/1.5m=4段，并且绳端是向下的，连线如上图所示；(2)村民们拉动滑轮组做的功为W=Fs=750N×6m=4500J，所以村民们拉动滑轮组的功率为P=W/t=4500J/20s=225W；（3）由于滑轮组的机械效率为90％，所以对大南瓜做的有用功为W有=Gh=mgh=W总η=4500J×90％=4050J，所以可得超级大南瓜的质量为m=W有/hg=4050J/（1.5m×10N/kg）=270kg．
【考点定位】功的计算；机械效率
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．如图所示，在拉力F作用下，一个重600N的物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动了10s。已知滑轮组的机械效率为80%，在此过程中拉力F做了150J的功。则下列关于拉力F、物体所受滑动摩擦力f的说法中，正确的是（ ）
A．F＝150N B．F＝60N
C．f＝120N D．f＝480N
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．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
4．将一个定滑轮和挂有一个重60N钩码的动滑轮分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组。在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6m。不计摩擦和绳重。设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则
A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙 C．η甲≈55.5% D．η乙≈83.3%
5．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
6．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
7．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
8．工人用如图所示的甲、乙两种滑轮把同样一袋沙提升相同的高度，已知沙和袋总重为100N，滑轮重20N（绳重和摩擦力不计），则下列说法正确的是（ ）
A．甲比乙更省力
B．甲做的总功比乙的多
C．甲做的有用功比乙的多
D．甲的机械效率比乙的高
9．如图所示，建筑工人使用滑轮组匀速向楼上运送石料，下列不能提高滑轮组机械效率的是（ ）
A．换用轻质的动滑轮 B．滑轮转轴处加润滑油
C．增大匀速提升的速度 D．增大单次运送石料的重力
10．工人利用滑轮组吊起重为3000N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简图。路灯杆离地后在10s内被匀速提升1m，绳端拉力F=1250N。下列说法不正确的是（ ）
A．路灯杆一端刚被匀速拉起时，相当于省力杠杆
B．路灯杆离地后，路灯杆受到的拉力等于3000N
C．路灯杆离地后，绳端拉力F做的功为2500J
D．路灯杆离地后，滑轮组的机械效率为80%
11．小杨同学利用如图所示的滑轮组将重为1000N的物体在10s内匀速提升9m，此时绳子自由端的拉力F的大小为400N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．图中所用动滑轮重力为100N B．人通过滑轮组做的有用功为3600J
C．绳子自由端速度为3m/s D．图中滑轮组的机械效率为83.33%
12．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
13．用如图所示的滑轮组将重200N的物体在10s内竖直匀速提升4m，械效率为80%，拉力的功率为____W。若增大所提物体的质量，则滑轮组机械效率将____选（“增大”、“不变”或“减小”）。
14．工人用图所示装置将重600N的货物沿斜面由底部拉到顶端。装置固定在水平面上，斜面长12m，高6m，工人的拉力为400N，此过程工人所做的总功为______J，该装置的机械效率为______，若不计绳重、绳子与滑轮间的摩擦，物体与斜面间的摩擦力为______N。
15．如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重G＝5.4N，实验时要 _____拉动弹簧测力计。弹簧测力计的示数如图所示，若物体上升高度为10cm，则拉力做的功是 _____J，滑轮组的机械效率是 _____。
16．一质量为40kg的重物A放在水平地面上，重物A的重力为______N，利用如图所示的装置将它匀速提升0.1m，此时的机械效率为80%，（绳重和摩擦不计）则动滑轮重力为______N，若再用该滑轮组提升多块重物B（规格相同），提升一块重物B和两块重物B时滑轮组的机械效率之比η1：η2=4：5。则重物B的重力为______N。（不计滑轮组中的绳重和摩擦）
三、综合题
17．“蛟龙号”创造了“中国深度”--下潜7062m．今年“蛟龙号”将远赴印度洋探索2700m深处活火山的奥秘．已知：海水密度ρ=1.03×103kg/m3，声音在海水中的传播速度是1500m/s，取g=10N/kg．问：
（1）“蛟龙号”下潜到2700m深度时受到的海水的压强是多少？
（2）电磁波传播速度大，但是在海水中的传输距离是短．母船与“蛟龙号”信息传递要借助于声呐．在2700m深处的“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要多长时间？
（3）“蛟龙号”到达海底扔掉部分配重后，排开的水所受的重力是5×103N，它受到的浮力是多少？
（4）任务完成后，起重机把重2.2×105N的“蛟龙号”吊到母船上，起重机滑轮装置原理如图乙，在滑轮装置作用下，“蛟龙号”离开水面后缓慢竖直上升10m后到达甲板，绳子自由端的拉力为68750N，移动的距离是40m，则滑轮装置的机械效率是多少？
（5）你认为“蛟龙号”面临的主要技术难题是什么（答出一条即可）？
18．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______。
19．珠海有“发明大王”之称的宋有洲通过上千次实验之后，于2008年底研制出的“空中绿化存车亭”获得国内和国际专利。此亭集绿化、停车、防盗、户外广告于一体，存车时只需40秒就可以把车子“锁上天”。下图是“空中绿化存车亭”的工作原理图，其中A为存车架，O为杆OB的转动轴，杆的B端固定悬挂泊车装置，BC为牵引OB杆转动的钢丝绳，M为牵引钢丝绳的电动机。存车时，汽车开到存车架上，电动机通过钢丝绳BC将杆OB拉到一定高度固定；取车时，将OB杆放下使存车架落回地面，现场还配有电动车充电柱。请根据以上信息回答下列问题（忽略OB的重和机械各部分的摩擦力）：
(1)图中使用了_________滑轮；它是______（选填“省力”、“费力”、“既不省力也不费力”）的机械；
(2)在图中画出杠杆OB的动力臂____。若汽车的质量为0.9t，存车架框的质量为100kg，杆OB的长度为5m；求出此时绳CB 的拉力_____；
(3)专家建议遮阳蓬上加装太阳能光电板，给蓄电池充电，再由蓄电池给电动机供电，蓄电池给电动机供电效率为80%，电动机再把电能转化为机械能的效率为60％，每次存车，车被提升的高度为2.4m，每提升一辆车总共需要消耗的电能多少______J？
(4)每个充电桩对新能源小汽车的充电功率为 8000W，充电1 h可使总质量为1t、额定输出功率为12kW的新能源小汽车匀速直线行驶36km。设汽车行驶过程中受到的阻力是车重的0.06倍，g取10N/ kg。该小汽车以额定输出功率，在平直公路上匀速行驶时速度为多少m/s_____？ 此电动汽车的电机效率是多少______？
20．电动汽车是世界各国大力推广的新型交通工具，它具有节能、环保等特点．我国生产的某品牌电动汽车配备容量为120kW·h的锂电池．研究人员对汽车在行驶中所受到的阻力Ff与速度的关系，通过实验得到有关数据如下表所示.
（1）表漏填了一个数据，漏填的数据应为_____N．
（2）当该车以40m/s的测试速度匀速行驶时，牵引力功率为多少？
（3）该车充满电后以30m/s的速度匀速行驶，最多能行驶360km，则牵引力做的功是多少？电能转化为机械能的效率是多少？
21．2014年6月，台湾省农民张文任栽种出一个超级大南瓜．为将南瓜顺利装车，村民们用如图所示的滑轮，用绳子绕制成滑轮组．在20s时间内，村民们用750N的拉力将绳端沿竖直方向匀速向下拉动6m，把南瓜提升1.5m，此过程中滑轮组的机械效率为90％．(g取10N/kg)
问：(1)按题意画出滑轮组的绳子绕法．
(2)村民们拉动滑轮组的功率为多大
(3)超级大南瓜的质量为多大
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
AB．由题图知，n＝3，绳子自由端移动的距离
s＝3s物＝3v物t＝3×0.1m/s×10s＝3m
由W总＝Fs可得拉力
F＝＝＝50N
故AB错误；
CD．由
====
得物体与地面间的滑动摩擦力
f＝3ηF＝3×80%×50N＝120N
故C正确，D错误。
故选C。
2．D
【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
【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。
4．D
【详解】
由图可知，甲、乙滑轮组中n甲=2，n乙=3由
可得
G动=2F1-G=2×36N-60N=12N
则
由
可得，甲滑轮组的机械效率
乙滑轮组的机械效率
即
η甲=η乙
故选D。
5．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。
6．C
【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。
7．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。
8．D
【详解】
A．由图可知，甲滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力，为100N；乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，则
所以
F甲＞F乙
故A错误；
BCD．把同样一袋沙提升相同的高度，由W有=Gh可知有用功是相同的，绳重和摩擦不计，甲做的总功等于有用功，乙做的总功等于有用功和克服动滑轮的重力做功之和，乙做的总功较多，由可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小，所以
η甲＞η乙
故BC错误，D正确。
故选D。
9．C
【详解】
根据机械效率公式
η=
可知，用轻质的动滑轮、滑轮转轴处加润滑油可以减少额外功，而增大单次运送石料的重力，可以增加有用功，所以都可以提高机械效率，但增大匀速提升的速度不影响机械效率。故ABD正确，不符合题意，C错误，符合题意。
故选C。
10．A
【详解】
A．路灯杆一端刚被匀速拉起时，路灯杆左端与地面接触点为支点，路灯杆自身重力为阻力，动力臂大于阻力臂，相当于省力杠杆，故A正确，不符合题意；
B．路灯的重力是3000N，路灯杆离地后，匀速运动，拉力和重力是平衡力，受到的拉力等于重力，拉力大小为3000N，故B正确，不符合题意；
C．滑轮组绳子承担重物的段数为3，路灯杆离地后，绳子末端移动的距离
s=nh=3×1m=3m
则绳端拉力F做的功
W总=Fs =1250N×3m=3750J
故C错误，符合题意；
D．路灯杆离地后，有用功
W有=Gh=3000N×1m=3000J
滑轮组的机械效率
故D正确，不符合题意。
故选C。
11．D
【详解】
A．由图中可知，动滑轮上有三股绳子承重，则可知绳子自由端的拉力为
解得动滑轮的重力为
故A错误；
B．由题意可知，物体上升的高度为h=9m，故滑轮组所做的有用功为
W有=Gh=1000N×9m=9000J
故B错误；
C．因动滑轮上有三股绳子承重，故绳子自由端移动的距离s为物体上升的高度h的三倍，即
s=3h=3×9m=27m
故绳子自由端的速度为
故C错误；
D．由题意可知，滑轮组所做的总功为
W总=Fs=400N×27m=10800J
则滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选D。
12．A
【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。
13． 100 增大
【详解】
[1]拉力做的有用功
W有=Gh=200N×4m=800J
由可得拉力做的总功
拉力的功率
[2]若仅增加物体的质量即增加被提升物体的重力，提升高度不变时，所做的有用功增大，而额外功保持不变，有用功在总功所占的比例增大，所以滑轮组的机械效率增大。
14． 4800 75% 100
【详解】
[1][2][3]在此过程中工人所做的总功为
工人所做的有用功为
则机械效率为
若不计绳重、绳子与滑轮间的摩擦，物体与斜面间的摩擦力做的额外功为
则
15． 匀速 0.72 75%
【详解】
[1]在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计处于平衡状态，弹簧测力计的示数等于拉力的大小。
[2]由图可知，n＝3，则绳端移动的距离
s＝3h＝3×0.1m＝0.3m
由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为2.4N，拉力做的总功
W总＝Fs＝2.4N×0.3m＝0.72J
[3]机械做的有用功
W有＝Gh＝5.4N×0.1m＝0.54J
滑轮组的机械效率
16． 400 100 150
【详解】
[1]重物A的重力为
G=mg=40kg×10N/kg=400N
[2]滑轮组的机械效率
η====
则
G动=-G物=-400N=100N
[3]提升一块重物B时，机械效率
η1===①
提升两块重物B时，机械效率
η1===②
两次机械效率之比
η1：η2=4：5③
结合①②③，解得
GB=150N
17．（1）2.78×107Pa；（2）1.8s；（3）5×103N；（4）80%；（5）“蛟龙号”面临的主要技术难题是压强
【详解】
试题分析：（1）“蛟龙号”下潜到2700m深度时，蛟龙号壳体受到海水的压强：
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×2700m≈2.78×107Pa；
（2）母船与“蛟龙号”信息传递要借助于声呐，声呐发出的超声波在海水中的传播速度是1500m/s，“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要的时间：
（3）由阿基米德原理可知，“蛟龙”号受到的浮力等于它排开海水的重力：F浮=G=5×103N；
（4）方法一：起重机把“蛟龙号”吊到母船的甲板上，克服“蛟龙号”的重力作的功是有用功，知道“蛟龙号”的重力，及“蛟龙号”上升的高度用公式W有用=Gh可计算出有用功；绳子自由端的拉力为68750N，移动的距离是40m，可用公式W总=Fs求出总功．最后用公式计算．
方法二：分析图乙，滑轮组承担物体重力的绳子股数：n=4，∴拉力移动的距离s=4h
滑轮装置的机械效率：
（5）随着下潜深度的增大，压强会越来越大，所以下潜至深海需要克服的技术难题是：压强．
考点：液体的压强的计算；浮力大小的计算；滑轮（组）的机械效率．
18． 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
19． 定 既不省力也不费力 8000N 5×104J 20m/s 75%
【详解】
(1)[1]如左图中的滑轮轮轴都是固定的，轴不随物体运动，所以都是定滑轮。
[2]根据定滑轮的特点，使用定滑轮既不省力也不费力，但可以改变力的方向。
(2)[3]
[4]由题意，汽车受到的重力
存车框架受到的重力
汽车和存车框架的总重
杠杆OB的动力臂为杆OB长，即
由图可知阻力臂长4m，即
若杠杆此时平衡，可求此时绳CB 的拉力，根据杠杆平衡条件
则
(3)[5]蓄电池给电动机供电效率为，电动机把电能转化为机械能的效率为；
每提升一辆车需要做的有用功
每提升一辆车电动机消耗的电能，由机械效率可得
每提升一辆车总共需要消耗的电能
(4)[6]因小汽车匀速直线行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，小车的牵引力
由
可得，该小汽车以额定输出功率在平直公路上匀速行驶时速度
[7]汽车牵引力做的功
由可得，消耗的电能
该小汽车将电能转化为机械能的效率
20．（1）400 N （2）6．4×104W（3）3.24×108J 75%
【详解】
（1）根据表格数据可知，汽车速度增大为原来的3倍，则阻力增大为原来的9倍（9=32 ）；速度增大为原来的4倍，则阻力增大为原来的16倍（16=42 ）；即汽车所受的阻力与速度的平方成正比，所以，当汽车的速度为20m/s时，汽车受到的阻力为10m/s时阻力的22 =4倍，则此时的阻力Ff =4×100N=400N，所以漏填的数据应为400N；
（2）根据表格数据可知，当该车以40m/s的测试速度匀速行驶时，阻力Ff ′=1600N，因为匀速行驶，所以此时的牵引力：F牵 =Ff ′=1600N，牵引力的功率：P=F牵 v=1600N×40m/s=6.4×104 W=64kW；
（3）当该车以30m/s的测试速度匀速行驶时，牵引力F牵 ′=Ff ″=900N，
牵引力做的功：W牵 =F牵 ′s=900N×360×103 m=3.24×108 J，
已知“电动汽车配备容量为120kW h的锂电池”，则汽车消耗的电能：
W电 =P电 t=120×103 W×3600s=4.32×108 J，
电能转化为机械能的效率：η=W牵/W电×100%=3.24×108J/4.32×108J×100%=75%
21．(1) ； (2)225W；(3)270kg
【详解】
试题分析：（1）将绳端沿竖直方向匀速向下拉动6m，把南瓜提升1.5m，可知吊物体的绳子有n=6m/1.5m=4段，并且绳端是向下的，连线如上图所示；(2)村民们拉动滑轮组做的功为W=Fs=750N×6m=4500J，所以村民们拉动滑轮组的功率为P=W/t=4500J/20s=225W；（3）由于滑轮组的机械效率为90％，所以对大南瓜做的有用功为W有=Gh=mgh=W总η=4500J×90％=4050J，所以可得超级大南瓜的质量为m=W有/hg=4050J/（1.5m×10N/kg）=270kg．
【考点定位】功的计算；机械效率
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页