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．如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦，则（　　　）
A．拉力的功率为50W B．滑轮组中动滑轮重10N
C．该滑轮组的机械效率为90% D．绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
2．如图所示，工人用500N的拉力F把重为800N的材料匀速提升了2m，用时20s。若不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（　　）
A．拉力F的功率为80W B．拉力F在这20s内做的功为1000J
C．动滑轮的重为为200N D．用该装置匀速提升更重的材料，机械效率不变
3．如图，工人师傅用两种不同的滑轮装置把同一物体提升相同的高度（G动 < G物），若不计绳重和摩擦，则（　　）
A．绳子自由端的拉力F甲 < F乙 B．工人师傅做的总功W甲 > W乙
C．滑轮的机械效率η甲 > η乙 D．绳子自由端移动的距离s甲 > s乙
4．如图所示的滑轮组，500N的拉力F在10s内将重800N的箱子匀速提升了2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．定滑轮的作用是省力
B．滑轮组机械效率为80%
C．动滑轮的重力为100N
D．拉力F的功率为100W
5．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
6．如图所示，用300N的力沿斜面把600N的重物匀速拉到顶端，物体在斜面上移动的距离为3m，共用时10s，上升的高度为1m。下列说法正确的是（　　）
A．木块受到的摩擦力是300N B．运动过程中，木块受到三个力的作用
C．运动过程中，拉力的功率为90W D．斜面的机械效率是50%
7．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
8．下列说法中正确的是（　　）
A．省力的机械，也可以省距离
B．做功时间越长，功率一定会越小
C．机械做功越快，机械效率一定越高
D．省力的机械，机械效率不一定越高
9．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%
10．工地上，起重机几分钟内就能把所需的砖送到楼顶，如果人直接用滑轮组来提升则需要几个小时，其原因是（　　）
A．起重机的功率大，做功多 B．起重机的功率大，做功快
C．起重机的机械效率高，做功慢 D．起重机的机械效率高，做功多
11．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%
12．荆州“方特东方神画”主题乐园于2019年9月盛大开园。乐园在修建过程中，如图所示，工人师傅在50s内用大小为500N的力F，将物体从斜面底端拉到顶端，若此装置的机械效率为80%，则下列说法正确的是（g=10N/kg）（　　）
A．所拉物体的质量为800kg
B．拉力的功率是40W
C．物体在斜面上运动时受到的摩擦力是100N
D．物体在斜面上运动时增加的内能大于800J
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”）。
15．如图所示，一建筑工地工人用滑轮组拉着重为500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度做匀速直线运动，人对绳子的拉力大小为110N，动滑轮重为20N（不计绳重及绳与轮间的摩擦），则物体A移动过程中受到地面的摩擦力为______N，滑轮组的机械效率为______（保留一位小数）。
16．如图所示，沿斜面把质量为24kg的一个物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力是F＝300N，斜面长2m、高1m，则物体所受摩擦力______N。
三、综合题
17．如图1的“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备，AB是竖直支架，CD是水平臂，其上OC段叫平衡臂，C端装有配重体，OD段叫吊臂，E处装有滑轮，可在O、D两点间移动。
（1）由“塔吊”结构图可知，当E点越靠近D点时，能安全吊起重物的最大质量越 _____（大/小）；
（2）用此“塔吊”将1.5t的钢材先竖直匀速吊起10m高，然后沿水平方向慢慢旋转90°后即送达指定位置，在这一过程中“塔吊”对钢材做功多少_____？（g＝10N/kg）
（3）“塔吊”通过电动机带动如图2所示的滑轮组，竖直吊起物体。某次吊起的重物为3×104N，物体匀速上升的速度为1.5m/s，电动机对滑轮组钢丝上的水平拉力F做功的功率为75kW，求作用在滑轮组上的水平拉力F_____和这次起吊时滑轮组的机械效率_____？
18．如图所示，小明分别使用甲、乙两种不同的机械匀速提升同一物体到同一高度。测得两次拉力和物体所受的重力如表所示。当使用乙机械时，测得绳子自由端移动的距离是物体上升高度的3倍。
（1）利用以上数据算出甲提升物体时的机械效率是___________；
（2）根据题意在图乙中正确画出滑轮组的绕法； ( )
（3）使用乙提升物体时___________（选填“省力”、“不省力也不费力”或“费力”）。
19．小华和他的兴趣小组利用如下图所示的滑轮组进行实验，人以600N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，10秒钟物体上升了0.5m，，已知该滑轮组的效率为70%（不计绳重及摩擦，g取10N/kg）。
(1)画出小华兴趣小组所用滑轮组的绕线情况；
(2)人的拉力做功的功率是多少？
(3)被吊起重物的质量是多少？
(4)用此滑轮组提升180kg的物体后，滑轮组的效率将如何变化？自由端承受的拉力是多少？
20．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？
21．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”）。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
由乙图可知绳子自由端和物体移动距离比为3，故绳股数n=3。
AD．由乙图可知4s绳子自由端移动了6m，故自由端的速度为1.5m/s，由得拉力的功率为150W，故AD错误；
B．物体的质量是27kg，故重力270N，拉力为100N，当不计绳重和摩擦时，由可得G动=30N，故B错误；
C．由
得
故C正确。
故选C。
2．C
【详解】
AB．拉力F在这20s内做的功为
拉力F的功率为
故AB错误；
C．动滑轮的重为为
故C正确；
D．用该装置匀速提升更重的材料到相同高度，有用功变大，动滑轮重不变，额外功不变，这样有用功占总功的比值变大，机械效率变大，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】
A．由图可知，甲用的是定滑轮，不计绳重和摩擦，则F甲=G物；乙用的是定滑轮，则
因为G动 < G物，所以F甲 F乙，故A不符合题意；
B．由题意可知，把同一物体提升相同的高度，甲图中，师傅做的总功为
W甲=W有=G物h
乙图中，师傅做的总功为
W乙=W有+W额= G物h+ G动h
则W甲 W乙，故B不符合题意；
C．由题意可知，甲乙做的有用功相同，乙有对动滑轮做额外功，即乙做的有用功占总功的比值小于甲做有用功占总功的比值，所以滑轮的机械效率η甲 > η乙，故C符合题意；
D．甲使用定滑轮，不省力，不费力，不省距离，也不费距离，即s甲=h，乙使用动滑轮，省力，但费距离，即s乙=2h，所以s甲 s乙，故D不符合题意。
故选C。
4．B
【详解】
A．定滑轮既不省力也不费力，只能改变力的方向，故A错误；
B．有用功为克服物体重力做的功，所以有用功为
连接动滑轮的绳子有两股，物体上升2m，因此绳子自由端移动的距离为4m。所以拉力做的总功为
因此机械效率为
故B正确；
C．对动滑轮和物体做受力分析，向上受到两股绳子拉力，向下受到动滑轮和物体的总重力，因此有
带入数据得
故C错误；
D．拉力的功率
故D错误。
故选B。
5．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。
6．C
【详解】
B．运动过程中，重物受到四个力的作用：竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力、平行于斜面向上的拉力、平行于斜面向下的摩擦力，故B错误；
D．此过程所做有用功
W有=Gh=600N×1m=600J
所做总功
W总=Fs=300N×3m=900J
故机械效率
故D错误；
C．拉力的功率
故C正确；
A．此过程所做额外功
W额=W总-W有=900J-600J=300J
由W额=fs得，摩擦力
木块受到的摩擦力是100N，故A错误。
故选C。
7．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。
8．D
【详解】
A．使用机械可以省力、省距离，但不能既省力又省距离，也就是省功，故A错误；
B．功率等于物体做的功与所用时间之比，时间较长，做功多少不确定，所以功率大小不能确定，故B错误；
C．机械效率是有用功在总功中所占比例，与做功快慢没有关系，故C错误；
D．机械效率是有用功与总功的比值，与机械是否省力没有关系，故D正确。
故选D。
9．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。
10．B
【详解】
A．起重机和人对砖做功相同，起重机用时少，做功快，功率大。起重机和人用滑轮把相同的砖都运到楼顶，做功相同。故A不符合题意；
B．起重机和人对砖做功相同，起重机用时少，做功快，功率大。故B符合题意；
C．起重机和人做的有用功相同，起重机做的额外功多，有用功与总功的比值小，机械效率低。故C不符合题意；
D．起重机和人做的有用功相同，起重机做的额外功多，有用功与总功的比值小，机械效率低。起重机和人用滑轮把相同的砖都运到楼顶，做功相同。故D不符合题意。
故选B。
11．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。
12．C
由图可知斜面的长度，根据求出拉力做的总功，根据求出拉力的功率，再根据求出有用功，由求出物体的重力，利用求出物体的质量；总功减去有用功即为克服斜面摩擦力所做的额外功，根据求出斜面对物体的摩擦力；克服摩擦力做的功转化为物体的内能。
【详解】
AB．由图可知，斜面的长度
拉力做的总功
则拉力的功率
根据可知，有用功
由可得，物体的重力
根据可知，物体的质量
故AB错误；
C．克服斜面摩擦力所做的额外功
W额=W总 W有=4000J 3200J=800J
根据可知，斜面对物体的摩擦力
故C正确；
D．克服摩擦力做的功转化为物体的内能，即物体在斜面上运动时增加的内能等于800J，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． 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。
15． 200 90.9%
【详解】
[1]由图示知，滑轮组承重绳子的根数为2，据题意知，不计绳重及绳与轮间的摩擦，动滑轮端受到的拉力为
F拉=2F-G动=2×110N-20N=200N
即物体A受到的拉力为200N，而A匀速直线运动，则物体A受到的拉力与受到地面的摩擦力是一对平衡力，所以
f=F拉=200N
[2]设A物体移动的距离为d，滑轮组的机械效率
16．180
【详解】
拉力F做的有用功
拉力F做的总功
拉力F做的额外功
由可得，物体所受的摩擦力
17． 小 1.5×105 25000N 60%
【详解】
解：（1）[1]由杠杆的平衡条件可知，当动力与动力臂不变时，阻力与阻力臂成反比，即阻力臂越大，阻力越小；由“塔吊”结构图可知，动力与动力臂都不变，当E点越靠近D点时，阻力臂越长、阻力应越小，而阻力等于起重物的重力，则能安全吊起重物的最大质量越小。
（2）[2]塔吊对重物做功
（3）①[3]由图可知，有两段绳子吊着物体，即n＝2，已知v物＝1.5m/s，则绳子末端移动的速度为
水平拉力F做功的功率
由
可得水平拉力
②[4]提起物重 ，因为滑轮组的机械效率
所以此时滑轮组的机械效率
答：（1）当E点越靠近D点时，能安全吊起重物的最大质量越小；
（2）在这一过程中“塔吊”对钢材做功1.5×105J；
（3）作用在滑轮组上的水平拉力F为，和这次起吊时滑轮组的机械效率为60%。
18． 60% 费力
【详解】
（1）[1]由表格数据和题意可知，的重力，甲提升物体时的拉力，甲机械中绳子的有效股数，则甲提升物体M时的机械效率
η甲=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=60%
（2）[2]已知绳子自由端移动的距离是物体上升高度的3倍，即，则提升物重绳子的有效股数为3，因此绳子需从动滑轮开始绕，依次绕过定滑轮和动滑轮，如下图所示：
（3）[3]根据表格数据可知，，所以使用乙提升物体时费力。
19．(1) ；(2)90W；(3)126kg；(4)用此滑轮组提升180kg的物体后，滑轮组的效率将变大；780N
【详解】
解：(1)由s=nh可得，滑轮组绳子的有效股数
根据“奇动偶定”，绳子应从动滑轮挂钩上开始，如图所示
(2)人的拉力做的功
W总=Fs=600N×1.5m=900J
人的拉力做功的功率
(3)由可得，拉力做的有用功
W有用=ηW总=70%×900J=630J
由W=Gh可得，被吊起重物的重力
由G=mg可得，被吊起重物的质量
由可得，动滑轮的重力
G动=nF-G=3×600N-1260N=540N
(4)不计绳重和摩擦时，当用此滑轮组提升180kg的物体后，则滑轮组的机械效率
所以，当用此滑轮组提升180kg的物体后，滑轮组的效率将变大，由知道，自由端承受的拉力是
答：(2)人的拉力做功的功率是90W；
(3)被吊起重物的质量是126kg；
(4)用此滑轮组提升180kg的物体后，滑轮组的效率将变大，自由端承受的拉力是780N。
20．(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
21． 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。
答案第1页，共2页
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