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．为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是（　　）
A．用动滑轮提升重物上升h高度，测力计也上升h高度
B．若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下最省力
C．减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率
D．若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少
2．为运送物体搭制的斜面如图所示，斜面长为s，高为h，用沿斜面向上的力F把一个重为G的物体由斜面底端以速度v匀速拉到顶端。下列说法中错误的是（　　）
A．整个过程中拉力F所做的有用功
B．整个过程中拉力F所做的总功
C．若斜面的机械效率为η，则拉力
D．若斜面的机械效率为η，则物体与斜面间的摩擦力
3．用一个定滑轮和一动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1米，不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为60%，则下列选项正确的是（ ）
A．总功一定是300J
B．有用功一定是150J
C．动滑轮重定是90N
D．拉力大小一定是75N
4．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%
5．如图所示，利用滑轮组在4s内将一重为9N的物体匀速向上提升了10cm，拉力为4N，不计一切摩擦和绳重，（g取10N/kg）。下列说法正确的是（　　）
A．动滑轮重力为5N
B．滑轮组的机械效率为75％
C．拉力所做的功为0.4J
D．拉力的功率为0.4W
6．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
7．下列说法中正确的是（　　）
A．做功越多的机械，机械效率越高 B．功率大的机械，做功就越多
C．功率大的机械，做功就越快 D．部分机械的机械效率可以大于1
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．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，把质量相等的重物G提升了相同的高度时，所用的拉力分别为F甲、F乙 ，拉力做的功分别为W甲、W乙，拉力的功率分别为P甲、P乙 ，机械效率分别是η甲、η乙（忽略绳重与摩擦），下列关系式正确的是 （　　）
A．F甲η乙 B．F甲>F乙， η甲<η乙
C．W甲=W乙 ， P甲=P乙 D．W甲=W乙， P甲>P乙
10．将完全相同的物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好能够匀速下降；若对物体A施加一个水平向右10N的拉力，可以使物体B以的速度匀速上升；若将物体B取下放置在A的正上方，并对动滑轮施加一个竖直向下16N的拉力，可以使A、B一起水平向左做匀速直线运动。忽略绳重及摩擦，不增减器件。下列说法正确的是（　　）
A．B匀速下降时，A受到的摩擦力为5N
B．动滑轮的重力为6N
C．B匀速上升时，拉力的功率为1W
D．该滑轮组的机械效率最大为
11．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
12．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
二、填空题
13．如图所示，用2.5N的拉力沿竖直方向匀速提起重为4N的物体，物体上升0.4m所用时间为2s，此过程中拉力的功率为______W，动滑轮的机械效率为______。
14．用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，当某次运送2件货物时，绳子的拉力F是 ______N。（不考虑绳重和摩擦）
15．如图所示，斜面长s=10 m，高h=4 m。用沿斜面方向的推力F，将一个重为100 N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B，运动过程中物体克服摩擦力做了100 J的功，则斜面的机械效率为 ______ 。
16．如图所示，一位同学用120N的拉力将30kg的物体匀速吊起，则滑轮组的机械效率为_________。若他用2min将物体提高10m，拉力的功率是__________W。（g=10N/kg）
三、综合题
17．为了将放置在水平地面上G =100N的重物提升到高处，小飞同学设计了图甲所示的滑轮组装置．当小飞用图乙所示随时间t变化的拉力F竖直向下拉绳时，重物上升的高度h随时间t变化的关系如图丙所示，重物上升的速度v随时间t变化的关系如图丁所示（不计摩擦、绳重，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向）．求：
（1）由图甲、丙提供的信息，可知在1-2s内，在拉力F的作用下，绳子自由端移动的距离是__________m；由图甲、丁提供的信息，可知在2-3s内，在拉力F的作用下，绳子自由端移动的速度是_________m/s．
（2）在1-2s内，拉力F做的功W；_______
（3）在2-3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率．________
18．“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）？
19．港珠澳大桥是世界上最长的跨海大桥，总长约55公里。图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江底竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图像。A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为6.25×103N，滑轮组的机械效率为80%，已知上升的速度始终为0.1m/s。（不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响，g=10N/kg），求：
(1)长方体A的重力是_______N；未露出水面时受到的浮力是_______N。
(2)长方体A的密度是多少？在如图虚线框中的滑轮组通过动滑轮吊起物体，动滑轮上的绳子段数是多少？______
(3)把长方体A放在岸边的水平地面上，它对地面的压强是多少？______
(4)长方体A完全离开水面后，在上升过程电动机对绳的拉力F的功率。______
20．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％) _________．
21．在一次课外活动中，老师带领同学们到海运码头去参观．看到大型起重机一台挨一台，个个高昂着头．老师指着它们问身边的同学：知道这些“大力士”是根据什么道理制造的吗？“滑轮组呀！”同学们脱口而出．“用它们来钓（吊）鱼怎么样？”大家捧腹大笑．“笑什么啊！”老师越是一本正经，同学们越是笑得前仰后合．
“你们多少也要体谅点儿，它们整天忙碌着，闲暇时钓钓鱼轻松一下难道不应该？”
“应该还是应该，就是太不合算了，也就是说用它们来钓鱼，其机械效率太低了．”小明应答着．
小明同学的说法对吗？请你结合上述情景，对其说法作出评价．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
A．使用动滑轮时，拉力端移动的距离等于提升物体升高高度的2倍，所以用动滑轮提升重物上升h高度，测力计上升2h高度，故A错误；
B．用定滑轮拉重物，向各个方向的拉力都等于物重，故B错误；
C．减小动滑轮质量，可以减小额外功，可以提高动滑轮的机械效率，故C正确；
D．使用动滑轮能省力；拉升同一物体上升相同高度，有用功相同，用动滑轮时，提起动滑轮需要多做额外功，所以做功较多，故D错误。
故选C。
2．B
【详解】
A．整个过程中拉力F所做的有用功即是克服物体重力做功，即有用功为
故A正确，不符合题意；
B．整个过程中拉力F所做的总功即是拉力做的功，即总功为
故B错误，符合题意；
C．若斜面的机械效率为η，则
η=×100％=×100％
变换可得
故C正确，不符合题意；
D．整个过程中，额外功即是克服摩擦做功，即额外功为
则总功为
W总=W有+W额=Gh+fs
若斜面的机械效率为η，则
η=×100％=×100％
变换可得物体与斜面间的摩擦力为
故D正确，不符合题意。
故选B。
3．B
【详解】
A．根据得
故A错误；
B．由题意得
故B正确；
C．根据
所以动滑轮的重为
故C错误；
D．用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组可能有下面两种绕法
对左图滑轮组，承担物重的绳子股数n=3，则拉力F的大小
对右图滑轮组，承担物重的绳子股数n=2，则拉力F的大小
故D错误。
故选B。
4．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。
5．B
【详解】
A．三股绳子与动滑轮接触，作用在绳子自由端的拉力为4N，则对动滑轮和物体的总拉力为
4N×3=12N
物体重9N，则动滑轮重
12N－9N=3N
A选项错误，不符合题意
B．滑轮组的机械效率为
B选项正确，符合题意
C．物体向上移动了10cm，拉力做的功为
C选项错误，不符合题意
D．拉力的功率为
D选项错误，不符合题意
故选B。
6．B
【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。
7．C
【详解】
A．机械效率是机械所做的有用功与总功的比值，故机械做功多，其机械效率不一定大，故A错误；
B．功率是表示单位时间内做功的多少，功率大的机械，只能表明机械做功快，不能表明机械做功多，故B错误；
C．因功率是表示做功快慢的物理量，功率大说明机械做功快，故C正确；
D．因任何机械做功过程中都要克服摩擦做功，故机械所做的有用功小于总功，即任何机械的机械效率均小于1，故D错误。
故选C。
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．C
【详解】
由图示知，甲、乙两滑轮组承重绳子分别为3和2根，在忽略绳重与摩擦时，拉力
，
所以
F甲将相同重物提升相同高度时，绳子端移动的距离分别为
s甲=3h，s乙=2h
拉力所做的功
W甲=F甲s甲=(G+G动) 3h=(G+G动)h
W乙=F乙s乙=(G+G动) 2h=(G+G动)h
所以
W甲=W乙
提升重物所做的有用功
W甲有=W乙有=Gh
据知
η甲=η乙
提升重物时所用时间相同，据知
P甲=P乙
故ABD错误，C正确。
故选C。
10．A
【详解】
A．由图可知，滑轮组绳子的有效股数
物体B恰好能够匀速下降时，物体A处于平衡状态，受到的向右的滑动摩擦力和向左绳子的拉力是一对平衡力，则此时滑轮组绳子的拉力
忽略绳重及摩擦，由
可得
即
——①
若对物体A施加一个水平向右10N的拉力，可以使物体B以的速度匀速上升，因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙和压力的大小有关，所以，此时物体A受到的摩擦力不变，对物体A受力分析可知，物体A受到向右的拉力拉力和向左摩擦力、滑轮组绳子拉力作用处于平衡状态，所以，由物体A受到的合力为零可得
即
可得
——②
由①②可得：A受到的摩擦力
故A正确；
B．若将物体B取下放置在A的正上方，并对动滑轮施加一个竖直向下16N的拉力，可以使A、B一起水平向左做匀速直线运动，此时A、B受到的滑动摩擦力为，由A、B整体受到向右的滑动摩擦力与滑轮组绳子的拉力是一对平衡力可得
由滑轮组绳子拉力公式可得
即
解得
故B错误；
C．B匀速上升时，绳子自由端移动的速度
拉力的功率
故C错误；
D．物体B的重力
由
可知，A、B一起水平向左做匀速直线运动时滑轮组的机械效率最大，则最大机械效率
故D错误。
故选A。
11．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。
12．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。
13． 1 80%
【详解】
[1]因动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端移动的距离为
s=20.4m=0.8m
故绳子自由端移动的速度为
故拉力的功率为
P=Fv=2.5N0.4m/s=1W
[2]由题意可知，动滑轮所做的有用功为
所做的总功为
故动滑轮的机械效率为
14．150
【详解】
由乙图知，当重力为
G＝100N
滑轮组的机械效率为
η＝50%
不计绳重和摩擦，故克服动滑轮的重力做的功为额外功的唯一来源，故滑轮组的机械效率为
＝50%
动滑轮重力
G动＝100N
当运送2件货物，其重力为
G′＝2×100N＝200N
由甲图知，滑轮组由2段绳子承担物重，不计绳重和摩擦，所以拉力
F′＝（G′+G动）＝×（200N+100N）＝150N
15．80%
【详解】
将物体由斜面底端A匀速推到顶端B所做的有用功
克服摩擦力所做的额外功，则做的总功
则斜面的机械效率
16． 83.3% 30
【详解】
[1]由图可知，承担物重的绳子股数n=3，则s=3h。物体的重力
G=mg=30kg×10N/kg=300N
滑轮组的机械效率
[2]拉力做的总功
W=Fs=F×3h=120N×3×10m=3600J
拉力的功率
17． 3 6 150J 240W；83.3%
【详解】
（1）由图甲知道，该滑轮组承担物重的绳子股数是n=3，由图丙知道，在1-2s内，物体上升的高度h=1m，所以，绳端移动的距离是：s=3h=3×1m=3m；
由图丁知道，在2-3s内，物体上升的速度是：v物=2m/s，所以绳子移动的速度是：v绳 =3v物=3×2m/s=6m/s；
（2）由图甲知道，在1-2s内，拉力的大小是：F=50N，所以拉力F做的功是：W=Fs=50N×3m=150J；
（3）由图乙知，在2-3s内，拉力的大小是：F=40N，所以拉力的功率P==Fv绳=40N×6m/s=240W；
滑轮组的机械效率是：η=×100%≈83.3%
18．（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．
19． 2×104 104 2×103kg/m3，4 股 4×104Pa 2.5×103W
【详解】
(1)[1]由图象乙可知，长方体A完全露出水面时受到钢缆绳的拉力，因为长方体A做匀速直线运动，所以长方体A处于平衡状态，受平衡力，长方体A受到的重力与受到的拉力是一对平衡力，根据平衡力条件，则
[2]由图象乙可知，长方体A浸没在水中时，受到钢缆绳的拉力，因为长方体A做匀速直线运动，所以长方体A处于平衡状态，受平衡力，长方体A受到的重力与受到的拉力和浮力三个力平衡，根据平衡力条件，则
(2)[3]长方体A浸没时，可求长方体A的体积，根据阿基米德原理，则
长方体A的质量，由得
则长方体A的密度
设绳子股数为，A完全离开水面后，滑轮组的机械效率为80%，则
则
(3)[4]由图象乙可知，长方体A上表面刚好到达水面处至下表面刚好离开水面所用时间是20s，上升的速度始终为0.1m/s，则长方体A的长度
则长方体A的横截面积
则长方体A对水平地面的压强
(4)[5]绳子自由端移动的速度
长方体A完全离开水面后，绳子自由端拉力的功率
20． 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．
21．见解析
【详解】
由η=和W总=W有+W额，经过数学变形可得：
η=．
由此可知，对于同一滑轮组而言，克服额外阻力所做的功W额是一定的，因此，在机械所能承受的范围内，所做的有用功越多，机械效率就越大，所做的有用功越少，机械效率就越小．
若用滑轮组来钓鱼，因鱼的重力比较小，对它做的有用功小，还要比额外功小得多，故它的机械效率就很小很小，显然，小明同学的说法是正确的．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页