北师大版八年级下9.6测滑轮组的机械效率同步练习（含答案）

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．如图斜面长为2m、高为0.4m，现用2s时间用5N的拉力将重为20N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶（　　）
A．拉力做功的功率为2W B．物体受到的摩擦力为1N
C．斜面的机械效率为60% D．有用功为40J
2．用如图所示的滑轮组提升重物时(忽略绳重及摩擦)，下列做法能提高滑轮组机械效率的有
A．增加物体被提升的高度
B．增大动滑轮的重力
C．改变绳子的绕法，减少承担重物的绳子的段数
D．增加物体的重力
3．利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力和分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（　　）
A．力做功的功率小 B．甲、乙两个滑轮组的额外功相同
C．乙滑轮组的机械效率高 D．甲、乙两个滑轮组的总功相同
4．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
5．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%
6．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%
7．如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切摩擦，用图甲绕法匀速提升重为900N的物体时，机械效率为90%。下列判断正确的是（　　）
A．拉力F1的大小为450 N
B．用图乙绕法匀速提升400N的重物时，机械效率为80%
C．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法的机械效率更大
D．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F1、F2做功不相等
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%
9．如图所示，用动滑轮提起一重为的物体，在内将物体匀速提高，已知动滑轮重（不计绳重和摩擦），则（　　）
A．手对绳子的拉力为 B．拉力做功的功率为
C．手拉绳子移动的速度为 D．该装置的机械效率为
10．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%
11．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
12．关于功、功率、机械效率，下列说法正确的是（　　）
A．机械的效率越高，做功越多
B．机械的效率越高，做功越快
C．机械的功率越大，做功越快
D．机械的功率越大，做功越多
二、填空题
13．如图所示的机械拉着重1000N的物体在水平地面上匀速运动2m，物体受到的摩擦力为240N，绳子末端的水平拉力为100N，则有用功是______，总功是______，机械效率是______。
14．如图所示滑轮组提升重物（不计绳重和摩擦），重600N的物体在10s内匀速上升1m。已知拉绳子的力F为400N，则在这一过程中做的有用功______J，滑轮组的机械效率是______，拉力的功率为______W。若利用该装置提升重为1000N的物体，则该滑轮组机械效率将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
15．如图所示的滑轮组匀速提升重为500N的物体G，所用拉力F为200N，将重物提升3 m所用的时间为10s，则做的有用功是______J，滑轮组的机械效率为______。
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
17．一名体重为500N、双脚与地面接触面积为0.05m2的学生站在水平地面上，要用滑轮组在10s内将600N的重物匀速提升1m。
(1)他站在地面上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80%，拉力F多大？拉力的功率多大？
18．用如图所示的滑轮组将重85N的物体匀速提升2m，拉力F为50N。此过程中有用功为___________J，总功为___________J，滑轮组机械效率为___________，根据已知条件，以下四个物理量：①动滑轮上升的高度、②动滑轮的重力、③额外功、④拉力的功率，还能求出的有___________ （选填序号）
19．如图所示的是某施工队在岸边打捞掉入水中石材时的装置示意图，每个滑轮重为100N，均匀实心石材的密度为2.5×103kg/m3，石材的质量为250kg。绳重和摩擦、滑轮与轴的摩擦、水对石材的阻力均忽略不计。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
(1)在向上提拉石材的过程中，石材受到的水的压强越来越______（选填“大”或“小”）；
(2)石材未露出水面前，石材所受到的浮力；( )
(3)将石材在水中匀速提升3m且石材未露出水面，人的拉力所做的功；( )
(4)在石材未露出水面前，用该装置匀速向上提拉石材时的机械效率。( )
20．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______J（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，求这次起吊时滑轮组的机械效率_____．（要求写出计算过程）
21．如图，斜面的长度为L，高度为H，利用该斜面将重物A从斜面底端提升至顶端，现在重物的上面添加重物B，A与B之间不滑动，每次提升，重物B的重力不断增加，随着B的重力的不断增加，请分析：（已知重物与斜面之间的摩擦力与重物总重力之间的比值为常数）
(1)拉力F的大小将___________（填写“变大”、或“不变”或“变小”）；
(2)斜面的机械效率将___________（填写同上），并证明之___________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．拉力做的总功
W总=Fs=5N×2m=10J
做功时间t=2s，拉力做功功率
故A不符合题意；
BCD．拉力做的有用功
W有用=Gh=20N×0.4m=8J
斜面的机械效率
物体克服摩擦力做的额外功
W额=W总-W有用=10J-8J=2J
由W额=fs可得物体与斜面间的摩擦力
故B符合题意，CD不符合题意。
故选B。
2．D
忽略绳重及摩擦，克服物体重力所做的功为有用功，克服物体和动滑轮重力所做的功为总功，根据η=×100%=×100%=×100%进行解答．
【详解】
忽略绳重及摩擦，滑轮组的机械效率为：
η=×100%=×100%=×100%=×100%
A. 由表达式可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关，故A错误；
B. 由表达式可知, 增大动滑轮的重力G动,变大，滑轮组的机械效率变小，故B错误；
C. 由表达式可知，滑轮组的机械效率与承担重物的绳子的段数无关，故C错误；
D. 由表达式可知,增加物体的重力G,变小，滑轮组的机械效率变大，故D正确．
故选D.
3．C
【详解】
A．两物体上升速度相同，所以甲绳自由端移动速度大于乙绳端移动速度，根据
P===Fv
可知，拉力F1、F2相同，所以F1的功率大，故A不符合题意；
C．甲滑轮组由3段绳子承担物重，所以
s1=3h
则甲滑轮组的机械效率为
η甲==
乙滑轮组由2段绳子承担物重，所以
s2=2h
则乙滑轮组的机械效率
η乙==
所以乙滑轮组的效率高，故C符合题意；
BD．已知滑轮组把质量相等的重物提升到相同的高度，由公式
W有=Gh=mgh
可知，两个滑轮组做的有用功相同；因为乙滑轮组的机械效率大，由η=可知相同时间，甲滑轮组做的总功较大，由
W额=W总-W有
所以甲做的额外功较多，故BD不符合题意。
故选C。
4．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。
5．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。
6．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。
7．B
【详解】
A．图甲中n=2，因为机械效率
所以拉力为
故A错误
B．图甲中，忽略绳重及一切摩擦时
则动滑轮的重力：
G动=2F1﹣G物=2×500N﹣900N=100N
在图乙中，忽略绳重及一切摩擦，克服动滑轮重做的功为额外功，则滑轮组的机械效率为
故B正确；
C．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，由
可知，两图中的机械效率相等，故C错误；
D．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度时，由W有=Gh可知，两图中的有用功相等，由W额外=G动h可知，两图中的额外功相等，因为W总=W有+W额外，所以F1、F2做的总功相等，故D错误。
故选B。
8．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。
9．B
【详解】
A．手对绳子的拉力为
故A不符合题意；
B．拉力做的总功为
拉力做功的功率为
故B符合题意；
C．由可知，手拉绳子移动的速度为
故C不符合题意；
D．有用功为
机械效率为
故D不符合题意。
故选B。
10．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。
11．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。
12．C
【详解】
A．机械效率高，说明有用功占总功的比值大，做功不一定多，故A错误；
B．机械效率高，说明有用功占总功的比值大，做功不一定快，故B错误；
C．功率是表示做功快慢的物理量，机械的功率越大，做功越快，故C正确；
D．功率是表示做功快慢的物理量，机械的功率越大，不知道做功时间，做功不一定多，故D错误。
故选C。
13． 480 600 80%
【详解】
[1]有用功为
[2]总功为
[3]效率为
14． 600 75% 80 变大
【详解】
[1]这一过程中做的有用功
W有=Gh=600N×1m=600J
[2]由图可知，n=2，则绳端移动的距离
s=nh=2×1m=2m
拉力做的总功
W总=Fs=400N×2m=800J
滑轮组的机械效率
[3]拉力的功率
[4]不计绳重和摩擦，则滑轮组的机械效率为
用该装置提升重为1000N的物体，则提升物体的重力增大，动滑轮重不变，由上式可知，滑轮组的机械效率将变大。
15． 1500 83.3%
【详解】
[1]将重物提升3m，滑轮组提升重物时所做的有用功
W有=Gh=500N×3m=1500J
[2]由图可知绳子的有效段数n=3，绳子自由端移动的距离为
s=nh=3×3m=9m
拉力所做的总功
W总=Fs=200N×9m=1800J
滑轮组的机械效率
η=
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)1×104Pa；(2) ；(3)375N，75W
人站在地面上时对地面的压强利用压强公式求得；一定滑轮一动滑轮，有两种绕法，根据人在地面上，确定绕法；利用求出总功再利用求出F；功率大小等于工人所做功除以时间。
【详解】
解： (1)他站在地面上不拉绳子时对地面的压力为500N，此时他对地面的压强
(2)根据题意可以知道，人站在地面上提升重物，所以绳子自由端的拉力方向应向下，则绳子的起始端应在定滑轮的挂钩上，如图所示


(3)将的重物匀速提升1m，他所做的有用功
由可得总功
由图可知，绳子承担重物的段数为2，则拉力端移动距离为
s=2h=2×1m=2m
由W=Fs可得拉力
拉力的功率
答：(1)他站在地面上时对地面的压强是1×104Pa；
(2)见解析；
(3)若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是80%，拉力F是375N，拉力的功率是75W。
【点睛】
本题考查了学生对压强公式、功率公式、机械效率公式的掌握和运用，前两问基础题，第三问增加点难度。
18． 170 200 85% ①③
【详解】
[1][2][3]此过程中有用功为
滑轮组中的n=2，总功为
滑轮组机械效率为
[4]根据已知条件，动滑轮上升的高度与重物上升高度相同为2m；额外功为
由于存在摩擦力，且不知道拉力做功的时间，所以动滑轮的重力、拉力的功率无法计算出。
19． 小 1000N 4800J 93.75%
【详解】
(1)[1]在向上提拉石材的过程中，石材所处的深度越来越小，水的密度不变，由p＝ρgh可知石材受到水的压强越来越小。
(2)[2]由可得石材未露出水面前，排开水的体积为
V排＝V石＝＝＝0.1m3
石材所受的浮力为
F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.1m3＝1000N
(3)[3]由图知n＝2，拉力端移动距离为
s＝2h＝2×3m＝6m
石材的重力为
G石＝m石g＝250kg×10N/kg＝2500N
不计绳重和摩擦和水对石材的阻力，则石材未露出水面前拉力大小为
F＝(G石﹣F浮+G动)＝×(2500N﹣1000N+100N)＝800N
拉力做的总功为
W总＝Fs＝800N×6m＝4800J
(4)[4]在石材未露出水面前，用该装置匀速向上提拉石材时的机械效率为
20． 小 1.5×105J 60%
【详解】
(1)[1]根据杠杆的平衡条件可知，，配重体重力大小不变，OC长度不变，当E点越靠近D点时，OE长度变长，那么吊起重物的最大质量变小；
(2)[2]在这一过程中“塔吊”对钢材在竖直方向上做功，水平方向上不做功，可知“塔吊”对钢材做功为
(3)[3]由题意可知，有两跟绳子托着动滑轮，那么绳端移动的速度为
电动机对滑轮组钢丝上的水平拉力为
可以知道滑轮组的机械效率为
21． 变大 不变 ，由于h、a、L都是常数，所以机械效率不变。
【详解】
(1)[1]使用斜面提升重物，总功为
W总=FL
有用功为
W有用=GH
额外功为
W额=fL
由W总=W有用+W额可得
FL=GH+fL
重物与斜面之间的摩擦力与重物总重力之间的比值为常数，则
f=aG（a为常数）
即
FL=GH+aGL
则
由于H、a、L都是常数，重力变大，F变大。
(2)[2][3]斜面的机械效率为
由于H、a、L都是常数，所以机械效率不变。
答案第1页，共2页
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