北师大版八年级下9.6测滑轮组的机械效率同步练习（含解析）

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．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．如图所示，在粗糙水平地面上，用10N的力F沿水平方向拉滑轮（不计滑轮重力）木板B静止，木块A在粗糙木板B上水平向左做匀速直线运动，5s内木块A移动了0.5m，滑轮组的机械效率为80% 下列说法正确的是（　　）
A．木块A受到的摩擦力为4N
B．5s内绳子拉力对木板B做的功为2J
C．拉力F的功率为2.5W
D．地面对木板B的摩擦力为4N
3．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%
4．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
5．某人将一箱书用两种方式搬上楼，第一种方式是先搬一部分书上楼，再搬剩下的部分；第二种方式是把所有的书一起搬上楼。假设他上楼的速度相同，用这两种方式搬书的功率分别为P1、P2，机械效率分别为η1、η2，则（ ）
A．P1>P2 η1>η2 B．P1>P2 η1<η2
C．P1η2 D．P16．下列说法正确的是（　　）
A．小明背着书包上楼梯过程中小明对书包做了功
B．机械做功越多，功率一定越大，机械效率也一定越大
C．机械做功所用的时间越少，功率一定越大，机械效率也一定越大
D．滑轮组越省力，一定越省功，其机械效率一定越大
7．用如图所示的滑轮组拉动物体，已知物体质量为40kg，与地面的摩擦力为其重力的0.2倍。10s内物体被拉动了10m，动滑轮重20N。（不计绳重和滑轮间的摩擦）下列说法中正确的是（　　）
A．自由端的拉力F为100N
B．滑轮组所做的有用功为4000J
C．拉力的功率为150W
D．滑轮组的机械效率为80%
8．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20N。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100J
B．甲滑轮组所做的有用功为200J，乙滑轮组所做的有用功为300J
C．甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等
D．甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率
9．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
10．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
11．如图所示的斜面长s为3m，高h为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，（忽略绳子的重力）则下列说法正确的是（　　）
A．物体运动时所受摩擦力是150N
B．拉力所做的功是300J
C．拉力的功率是75W
D．斜面的机械效率是80％
12．小波用如图所示的滑轮组提升300N重物，在绳子自由端施加的拉力为125N，2s内重物匀速上升1m，不计绳重和轮、轴间摩擦。则下列判断中正确的是（ ）
A．拉力做功的功率为125W B．拉力所做的总功为250J
C．动滑轮的重力为50N D．此过程滑轮组的机械效率为80%
二、填空题
13．如图所示，是小俊同学测量滑轮组机械效率时的实验示意图，请完成下列问题：
(1)实验原理是_________；
(2)图丙实验过程中测力计的示数为_______N，不计摩擦及绳重，若动滑轮重1.8N，此次实验中滑轮组的机械效率为_________；
(3)如图做了甲、乙、丙三次实验，可知是为了探究_____因素对滑轮组机械效率的影响。
14．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 _____。
15．如图所示的是“测量滑轮组的机械效率”的实验装置，钩码总重6 N。实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，由图可知，拉力大小为___________N，若钩码上升的高度为8 cm，则拉力所做的功为________J，该滑轮组的机械效率为___________%（结果保留一位小数）。
16．如图所示，将重为40N的物体G沿水平方向匀速直线向左拉动2m，用时5s。已知滑轮组中动滑轮重为6N，绳子自由端拉力F为10N，则物体与地面间的摩擦力为 ___________N。绳子自由端拉力F的功率为 ___________W。该滑轮组的机械效为 ___________（不计绳重和滑轮组的摩擦）。
三、综合题
17．一名体重为500N、双脚与地面接触面积为0.04m2的学生站在水平地面上，要用滑轮组将600N的重物匀速提升1m．求：
（1）他站在地面上未拉绳子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75%，则拉力F多大？
18．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？
19．如图甲所示，用弹簧测力计拉着绳子利用滑轮组将重3N的物体匀速提升0.5m。
（1）求图甲中弹簧测力计对绳的拉力所做的功；
（2）求图甲中滑轮组的机械效率；
（3）请在图乙中画出比图甲更省力的绕线。
20．如图所示，在“测滑轮组机械效率”的实验中，若物体重6N。
（1）实验时应沿竖直方向________拉动弹簧测力计，若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图所示，则滑轮组的机械效率是________；
（2）若仅增加物体的重力（不计绳重与摩擦）。该滑轮组的机械效率将________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
21．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______。
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，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．A
【详解】
A．滑轮组的机械效率为80%，机械效率公式
可知
故A正确；
B．5s内木板B静止，绳子拉力对木板B做的功为0J，故B错误；
C．5s内木块A移动的距离为0.5m，则拉力拉着滑轮移动了0.25m，拉力F的功率为
故C错误；
D．木板B静止，受力平衡，对其受力分析可知，受到绳子的拉力为5N，方向向右，还受到木块A的摩擦力为4N，方向向左，因此地面给木板B的摩擦力为1N，方向向左，故D错误。
故选A。
3．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。
4．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。
5．D
【详解】
由题意得两种方式做的有用功相同，第一种方式克服人的体重做两次额外功；第二种方式只克服人的体重做一次额外功。第一种方式做的总功小于第二种方式的两倍。由于上楼的速度相同，第一方式上楼用的总时间是第二种方式的两倍，根据得
P1两种方式做的有用功相同，第一中方式中做的额外功多，第二中方式做的额外功少，所以第一种方式做功的效率低，即
η1<η2
故ABC不符合题意；故D符合题意。
故选D。
6．A
【详解】
A．小明背着书包上楼梯过程中小明对书包的力的方向竖直向上，运动距离也是竖直向上，有力，且在力的方向上运动了一段距离，说明做功，故A正确；
B．在相同时间内，机械做功越多，功率一定越大；判断机械效率需要知道有用功和总功，故无法判断机械效率，故B错误；
C．在做功相同时，所用的时间越少，功率一定越大；判断机械效率需要知道有用功和总功，故无法判断机械效率，故C错误；
D．滑轮组越省力，一定不省功；判断机械效率需要知道有用功和总功，故无法判断机械效率，故D错误。
故选A。
7．D
【详解】
由图可知滑轮组中有一个动滑轮，且n=2，物体与地面的摩擦力为
不计绳重和滑轮间的摩擦，由受力平衡可知
则自由端的拉力F为
滑轮组所做的有用功为
拉力做功为
则拉力的功率为
滑轮组的机械效率为
故选D。
8．A
【详解】
AB．甲、乙两滑轮组所提的重物相同、上升的高度相同，根据可知两滑轮组所做的有用功相同，则
故A正确，B错误；
C．由图可知滑轮组绳子的有效股数，，动滑轮的个数和重力以及物体的重力相同，根据可知，两滑轮组绳子自由端的拉力不相等，故C错误；
D．不计绳重和摩擦时，滑轮组的额外功是由克服动滑轮重力所做的功，根据可知，动滑轮重和上升高度相同时，两者的额外功相等，即
由于
则两滑轮组的总功相同，即
有用功相同，总功相同，根据可知，两滑轮组的机械效率相等；故D错误。
故选A。
9．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。
10．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。
11．C
【详解】
A．根据题意
可得
则
所以，故A错误；
B．根据题意，由可得
故B错误；
C．根据题意，由可得
故C正确；
D．根据题意，由，对物体所做的有用功为
由效率公式可得
故D错误。
故选C。
12．D
【详解】
AB．由图可知，3段绳子提升动滑轮，重物上升1米，绳子移动3米，拉力所做的总功为
拉力功率为
故AB错误；
C．物重300N，绳子拉力125N，3段绳子提升动滑轮，则
动滑轮的重力为
故C错误；
D．此过程滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选D。
13． 2.4 75% 被提升物体重力
【详解】
(1)[1]滑轮组的机械效率
(2)[2]图丙中弹簧测力计分度值为0.2N，大小为2.4N。
[3]图丙绳子股数n=3，滑轮组的机械效率
(3)[4]如图甲、乙、丙三次实验，使用的是同一个滑轮组，改变的是钩码的重力，所以是为了探究被提升物体重力因素对滑轮组机械效率的影响。
14． 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
15． 2.4 5.76 83.3%
【详解】
[1]由图示知，弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数为2.4N，即拉力为2.4N。
[2]由图示知，滑轮组承重绳子为3根，钩码上升8cm时，绳子端移动的距离
s=3h=3×0.8m=2.4m
拉力所做的功
W总=Fs=2.4N×2.4m=5.76J
[3]该滑轮组的机械效率
16． 24 12 80%
【详解】
[1]滑轮组绳子自由端的拉力F=10N，一共3段绳子与动滑轮接触，则整个滑轮组提供的向上的总拉力为
F总=nF=3×10N=30N
滑轮组对物体的拉力为
F拉=F总-G动=30N-6N=24N
物体匀速运动，在水平方向上受到的力为拉力和平衡力，所以它受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，它受到的摩擦力为24N。
[2]物体前进了2m，绳子自由端向上移动的距离为
s=ns物=3×2m=6m
绳子自由端的拉力做的总功为
W=Fs=10N×6m=60J
拉力F的功率为
[3]拉动物体做的有用功为
滑轮组的机械效率为
17．（1）1.25×104Pa；（2）；（3）400N．
【详解】
（1）他站在地面上未拉绳子时对地面的压力：F＝G＝500N，此时他对地面的压强：p＝＝1.25×104Pa；（2）由图知要求站在地面上提升重物，所以，最终的绳子自由端方向向下，则绳子的起始端应在定滑轮上，如图所示：
（3）由图可知，n＝2，则绳端移动的距离：s＝nh＝2×1m＝2m，做的有用功：W有＝Gh＝600N×1m＝600J，由η＝×100%可得，拉力做的总功：W总＝ ＝ ＝800J，由W＝Fs可得，拉力的大小：F＝＝400N．
点睛：（1）他站在地面上时对地面的压力和自己的体重相等，又知道双脚与地面接触面积，根据p＝ 求出对地面的压强；（2）在使用滑轮组提升重物时，既要考虑到它的省力情况，还应注意动力的施力方向；（3）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳端移动的距离，根据W＝Gh求出有用功，利用η＝ ×100%求出总功，利用W＝Fs求出拉力的大小．
18．（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%
19．（1）2.4J ；（2）62.5％ ；（3）
【详解】
（1）由图甲知道，承担物重绳子的段数n＝2，则绳端移动的距离s＝2h＝2×0.5m＝1m，由图读出拉力F＝2.4N，拉力做功：W总＝Fs＝2.4N×1m＝2.4J；（2）有用功：W有＝Gh＝3N×0.5m＝1.5J；滑轮组的机械效率是：．
20． 匀速 83.3% 增大
【详解】
（1）[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，弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小。
[2]由图示滑轮组可知，承重绳子的股数为n=3，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，则
由于重物有3股绳子承担，则绳子自由端移动的距离
s=3h=3×0.1m=0.3m
总功
W总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J
滑轮组机械效率
=×100%≈83.3%
（2）[3]整个滑轮组保持不变，不计绳重与摩擦，则使用该滑轮组时额外功不变；因为对重物做的功为有用功，增加重物的重力，有用功增加，机械效率会增大。
21． 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
答案第1页，共2页
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