沪科版物理八年级下册课课练：10.5　机械效率　第1课时　机械效率及其计算（有答案）

[第十章　第五节　机械效率　第1课时　机械效率及其计算]　　　　　　　　　　　 　　　　　
一、选择题
1.下列说法中正确的是 (　　)
A.用水桶从井中提水时,对桶做的功是有用功
B.用水桶从井中提水时,对水做的功是总功
C.桶掉到井里,从井里把桶捞上来时,对桶做的功是有用功
D.桶掉到井里,从井里把桶捞上来时,桶里带了一些水,对桶和水做的功是有用功
2.关于机械效率,下列说法中正确的是 (　　)
A.机械效率高的机械做功一定多
B.使用机械可以省力,省力越多,机械效率越高
C.没有摩擦时,机械效率一定等于100%
D.做同样的有用功,额外功越少,则机械效率越高
3.甲、乙两个机械,甲的机械效率是70%,乙的机械效率是50%,则 (　　)
A.甲机械做功省力
B.甲机械做功快
C.甲机械做功多
D.甲机械所做有用功在总功中所占比例大
4.(2021重庆)如图所示,老师在课堂上用自制的滑轮组提升重物,将质量为36 kg的重物在5 s内匀速提升1 m。他对绳的拉力为200 N。不计绳重和摩擦,下列判断正确的是(g取10 N/kg) (　　)
A.动滑轮的重力为20 N B.拉力所做的功为200 J
C.拉力做功的功率为40 W D.滑轮组的机械效率为90%
5.(2021衡阳)(多选)如图所示,一名同学用滑轮组拉着重450 N的物体A,使它5 s内在水平地面上匀速前进1 m,水平拉力F=75 N,若与地面的摩擦力是物重的0.2,下列说法正确的是 (　　)
A.他做的总功是150 J
B.他做的有用功是450 J
C.拉力做功的功率是15 W
D.该滑轮组的机械效率是60%
二、填空题
6.利用机械工作时,因为额外功是不可避免的,故总功总是　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)有用功,所以机械效率总是　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)1。
7.如图所示,工人用定滑轮匀速提升重为180 N的物体,所用的拉力为200 N,将物体提升的高度为2 m。此过程中,工人所做的有用功是　　　　J,额外功是　　　　J,定滑轮的机械效率是　　　　。
8.如图所示,用滑轮组将重为5 N的物体匀速提升0.2 m,作用在绳子自由端的拉力为
　　　　N,绳子自由端移动的距离为　　　　m,有用功为　　　　J,总功为　　　　J,滑轮组的机械效率为　　　　。
9.(2020广东)如图所示,人向下拉绳提升物体,已知物体重400 N,动滑轮重60 N,不计
绳重及摩擦,将物体匀速提升0.5 m,人需用的拉力为　　　　 N,绳子自由端移动的距离为
　　　　m,人所做的有用功为　　　　J。
10.用如图所示的滑轮组提升重150 N的物体,其机械效率是75%,用力F将物体匀速提升2 m,所用拉力F为　　　　N。
11.(2021泰安改编)如图所示,甲工人用水平推力F甲推动重为750 N的货物,在水平路面上匀速移动2 m至仓库门口A处,用时10 s,此过程中甲工人做功的功率P甲为30 W;乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3 m到达指定位置B,拉力F乙为80 N,则甲工人做的功是　　　　J,该滑轮组的机械效率为　　　　。
12.(2021宁夏)如图所示,斜面长3 m,高0.6 m。工人在6 s内将重600 N的物体从底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150 N。此过程中工人做的有用功为　　　　J,斜面的机械效率为　　　　。
13.如图所示,斜面长s=10 m,高h=4 m。现用沿斜面方向的拉力F将一个重为150 N的物体由斜面底端A匀速拉到顶端B,斜面的机械效率为75%,则拉力F的大小为　　　　N,摩擦力f的大小为　　　　N。
三、计算题
14.(2021苏州)如图所示是工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图,在400 N的拉力作用下,使质量为70 kg的建筑材料在10 s的时间里,匀速竖直上升了2 m。不计绳重和摩擦,g取10 N/kg。求:
(1)拉力的功率P。
(2)滑轮组的机械效率η。
(3)动滑轮的重力G动。
答案
第十章　第五节　机械效率　第1课时　机械效率及其计算
1.C
2.D　 做同样的有用功,额外功越少,有用功在总功中所占的比例越大,则机械效率越高,D说法正确。
3.D
4.D　 物重G=mg=36 kg×10 N/kg=360 N,由图可知,承担物重的绳子n=2,F=,则动滑轮的重力:G0=nF-G=2×200 N-360 N=40 N,A错误;拉力所做的功:W总=Fs=Fnh=200 N×2×
1 m=400 J,B错误;拉力做功的功率:P===80 W,C错误;有用功:W有=Gh=360 N×
1 m=360 J,滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=90%,D正确。
5.AD　 由图可知,n=2,做的总功:W总=Fs=Fns0=75 N×2×1 m=150 J,A正确;有用功:
W有=fs0=0.2×450 N×1 m=90 J,B错误;拉力做功的功率:P===30 W,C错误;滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=60%,D正确。
6.大于　小于
用机械做功时,额外功不可避免,W总=W有+W额,总功总是大于有用功。由机械效率公式η=×100%可得,机械效率总是小于1。
7.360　40　90%
工人做的有用功:W有=Gh=180 N×2 m=360 J。使用的是定滑轮,拉力移动的距离s=h=2 m,工人做的总功:W总=Fs=200 N×2 m=400 J;因为W总=W有+W额,所以W额=W总-
W有=400 J-360 J=40 J。定滑轮的机械效率:η=×100%=×100%=90%。
8.2　0.6　1　1.2　83.3%
本题装置中承重绳子的股数为3,所以绳子自由端移动的距离为物体上升高度的3倍,即s=3h=3×0.2 m=0.6 m。有用功为克服物体重力做的功,W有=Gh=5 N×0.2 m=1 J,拉力做的总功为W总=Fs=2 N×0.6 m=1.2 J,所以机械效率为η=×100%=×100%≈83.3%。
9.230　1　200
由图知,n=2,不计绳重及摩擦,人需用的拉力:
F=(G+G动)=×(400 N+60 N)=230 N;
绳子自由端通过的距离:s=2h=2×0.5 m=1 m;
人所做的有用功:W有=Gh=400 N×0.5 m=200 J。
10.100　 有用功为克服物体重力做的功,W有=Gh=150 N×2 m=300 J,由η=×100%知,W总===400 J;该滑轮组中承重绳子的股数为2,所以绳子自由端移动的距离为物体上升高度的2倍,即s=2h=2×2 m=4 m;拉力做的总功为W总=Fs,则F===100 N。
11.300　62.5%　 由P=可得,甲工人做的功:W甲=P甲t=30 W×10 s=300 J;由W=Fs可得,甲工人的推力:F甲===150 N,因为货物在水平路面上匀速运动,所以货物受到的推力、摩擦力是一对平衡力,货物受到的摩擦力:f=F甲=150 N;乙工人使用滑轮组将货物在同样的路面上匀速移动3 m,由图知,n=3,拉力端移动距离s乙=3s2,滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=62.5%。
12.360　80%　 工人做的有用功:W有=Gh=600 N×0.6 m=360 J,工人做的总功:
W总=Fs=150 N×3 m=450 J,斜面的机械效率:η=×100%=×100%=80%。
13.80　20　 所做的有用功(克服物体重力做的功):W有=Gh=150 N×4 m=600 J;
由η=×100%可得,总功:W总===800 J,
由W总=Fs可得,推力F的大小:F===80 N;
克服摩擦力做的额外功:W额=W总-W有=800 J-600 J=200 J,
由W额=fs可得,摩擦力:f===20 N。
14.(1)由图可知,动滑轮上绳子的有效股数n=2,
绳子自由端移动的距离:s=2h=2×2 m=4 m,
拉力做的功:W总=Fs=400 N×4 m=1600 J,
拉力的功率:P===160 W。
(2)建筑材料的重力:
G=mg=70 kg×10 N/kg=700 N,
有用功:W有=Gh=700 N×2 m=1400 J,
滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=87.5%。
(3)不计绳重和摩擦,由F=(G+G动)可得,
动滑轮的重力:G动=2F-G=2×400 N-700 N=100 N。