教科版物理八年级下册课课练：11.4 机械效率　第1课时　机械效率的基本概念及简单计算（有答案）

[第十一章　4.机械效率　第1课时　机械效率的基本概念及简单计算]
一、选择题
1.卖茶杯的人,从货架上拿起茶杯;喝茶水的人,从桌面上端起盛茶水的茶杯,就两人克服茶杯重力做功的下列说法中正确的是 (　　)
A.都是有用功
B.都是额外功
C.对喝茶的人而言是有用功
D.对卖茶杯的人而言是有用功
2.在用滑轮组提升重物的过程中,若动力做功100 J,动滑轮对重物做功80 J,则 (　　)
A.有用功是100 J B.总功是100 J
C.额外功是80 J D.额外功是100 J
3.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,机械效率越高
4.(2021广州)如图所示是甲、乙两机械的参数。甲、乙相比,甲的 (　　)
A.总功较大 B.有用功较小
C.额外功较大 D.机械效率较低
5.(2021鄂州)小斌用如图所示滑轮组把重300 N的货物匀速提升1 m,若不计绳重和摩擦,所用的拉力是200 N。则下列说法正确的是 (　　)
A.绳子自由端移动的距离为3 m
B.动滑轮的质量为50 N
C.滑轮组此时的机械效率是75%
D.利用该滑轮组既可以省力还可以省功
6.(2021通辽)如图所示,重为800 N的物体在100 N的水平拉力F的作用下,以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了20 s,滑轮组的机械效率为60%,在此过程中,下列说法正确的是 (　　)
A.绳子自由端移动距离为4 m
B.物体与地面间的滑动摩擦力大小为120 N
C.额外功的功率为12 W
D.若物体的重力和运动速度不变,只增大水平地面的粗糙程度,则滑轮组的机械效率会降低
二、填空题
7.当小悦同学用桶从井中提水时,她对桶做的功是________;如图果桶掉进井里,从井中捞桶时,桶里带出一些水,这时小悦对桶做的功是________,对水做的功是________。(均选填“总功”“额外功”或“有用功”)
8.如图所示,工人用250 N的力F将重为400 N的物体在10 s内匀速提升2 m,在此过程中,有用功W有用=________　J,总功W总=________J,滑轮组的机械效率η=________。
9.建筑工地上,起重机吊臂上的滑轮组如图所示,在匀速起吊重4.2×103 N的物体时,物体5 s内上升了6 m,此过程中有用功为________J,钢丝绳移动的速度为　　　m/s;若滑轮组的机械效率为70%,则额外功为________J,拉力F为________N,其功率为________W。
　
10.(2021泰州)如图所示,小明将一辆重为30 N的小车从斜面底端匀速拉到斜面顶端,沿斜面向上的拉力为25 N,小车沿斜面移动的距离s=1.6 m,上升的高度h=0.6 m。则小明对小车做的有用功是________J,斜面的机械效率是________。
11.如图所示,用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆,使重为18 N的物体缓慢升高0.1 m,拉力F=8 N,拉力移动的距离为0.25 m。拉力所做的功为　　　J,有用功为　　　J,杠杆的机械效率为________。
12.(2021自贡)用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,每件货物重为100 N,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,则动滑轮重为________N;当某次运送4件货物时,滑轮组的机械效率为________。(不考虑绳重和摩擦)
三、计算题
13.是用动滑轮提升物体A的示意图,在竖直向上的拉力F的作用下,重为400 N的物体A在30 s的时间里,匀速竖直上升了6 m。在此过程中,拉力F=250 N,绳重、摩擦忽略不计。求:
(1)动滑轮对物体所做的功W有用。
(2)拉力F的功率P。
(3)动滑轮的机械效率η。
(4)动滑轮受的重力G动。
14.如图所示,重力为600 N的工人用滑轮组将一重力为420 N的物体吊起一定高度。吊起物体的过程中,绳子自由端以0.6 m/s的恒定速度移动,绳子自由端拉力的功率为120 W。不计绳重与摩擦,求:
(1)绳子自由端的拉力大小。
(2)动滑轮的重力。
(3)该滑轮组的最大机械效率。
答案
第1课时　机械效率的基本概念及简单计算
1.D
2.B　 动力做的功是总功,所以总功为100 J;
动滑轮对重物做的功为有用功,为80 J;
额外功:W额外=W总-W有用=100 J-80 J=20 J。
3.D　 机械效率等于有用功与总功之比,所以A、B错误;滑轮组的额外功包括克服摩擦做的功和克服动滑轮的重力做的功,所以C说法错误;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,机械效率越高,所以D说法正确。
4.B　 由图可知,W甲有用=1500 J,W乙额=900 J,η甲=75%,η乙=70%,
由η=可得,W甲总===2000 J,W乙总===3000 J,故A、D错误;
由W有用+W额=W总可得,W甲额=W甲总-W甲有用=2000 J-1500 J=500 J,W乙有用=W乙总-W乙额=3000 J-900 J=2100 J,故B正确、C错误。
5.C　 滑轮组承担物重绳子的有效股数n=2,则绳子自由端移动的距离:s=nh=2×1 m=2 m,故A错误。
若不计绳重和摩擦,由F=(G+G动)可得动滑轮的重力:
G动=nF-G=2×200 N-300 N=100 N,
由G=mg可得动滑轮的质量:m===10 kg,故B错误。
滑轮组此时的机械效率:
η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=75%,故C正确。
由功的原理可知,使用任何机械都不省功,利用该滑轮组可以省力,但不能省功,故D错误。
6.C　 由v=可得,物体移动的距离:
s物=v物t=0.1 m/s×20 s=2 m,
由图知,n=3,则绳子自由端移动的距离:
s绳=3s物=3×2 m=6 m,故A错误。
由η====×100%可得,物体与地面间的滑动摩擦力:
f=η×3F=60%×3×100 N=180 N,故B错误。
总功:W总=Fs绳=100 N×6 m=600 J,
有用功:W有用=ηW总=60%×600 J=360 J,
额外功:W额=W总-W有用=600 J-360 J=240 J,
额外功的功率:P额===12 W,故C正确。
如图果增大接触面的粗糙程度,增大了摩擦力,增大了有用功,而额外功几乎不变,有用功与总功的比值变大,机械效率变大,故D错误。
7.额外功　有用功　额外功
8.800　1000　80%
有用功:W有用=Gh=400 N×2 m=800 J;拉力F移动的距离:s=2h=2×2 m=4 m,拉力F所做的总功:W总=Fs=250 N×4 m=1000 J;滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=80%。
9.2.52×104　3.6　1.08×104　2000
7.2×103
有用功:W有用=Gh=4.2×103 N×6 m=2.52×104 J;
由图可知,n=3,钢丝绳移动的速度:
v绳=nv物=n×=3×=3.6 m/s;
由η=×100%可知,总功:W总===3.6×104 J,
额外功:W额=W总-W有用=3.6×104 J-2.52×104 J=1.08×104 J;
由W=Fs得,拉力:F===2000 N;
拉力的功率:P=Fv=2000 N×3.6 m/s=7.2×103 W。
10.18　45%　 (1)小明对小车做的有用功:W有用=Gh=30 N×0.6 m=18 J。
(2)拉力做的总功:W总=Fs=25 N×1.6 m=40 J,
斜面的机械效率:η=×100 %=×100%=45%。
11.2　1.8　90%
有用功为克服物体重力做的功,W有用=Gh=18 N×0.1 m=1.8 J;拉力做的总功:W总=Fs=8 N×0.25 m=2 J;所以机械效率η=×100%=×100%=90%。
12.100　80%　 由图乙可知,运送1件货物时,即G=100 N时,滑轮组的机械效率η=50%,因不考虑绳重和摩擦时,滑轮组的机械效率:η===,所以可得:
50%=,
解得G动=100 N。
当某次运送4件货物时,即G'=4G=4×100 N=400 N;不计绳重和摩擦,
则滑轮组的机械效率:η'=====0.8=80%。
13.(1)动滑轮对物体所做的功:W有用=GAh=400 N×6 m=2400 J。
(2)物重由2股绳子承担,n=2,拉力端移动的距离:s=2h=2×6 m=12 m,
拉力做的总功:W总=Fs=250 N×12 m=3000 J,
拉力F的功率:P===100 W。
(3)动滑轮的机械效率:η=×100%=×100%=80%。
(4)绳重、摩擦忽略不计,拉力F=(GA+G动),
则动滑轮重力:G动=2F-GA=2×250 N-400 N=100 N。
14.(1)根据P===Fv可知绳子自由端的拉力:F===200 N。
(2)从图中可知n=3,根据F=(G+G动)可知:G动=3F-G=3×200 N-420 N=180 N。
(3)绳子的最大拉力F'=G人=600 N,
根据F=(G+G动)可知能拉起的物体的最大重力:
G'=3F'-G动=3×600 N-180 N=1620 N,
该滑轮组的最大机械效率:η'=×100%=×100%=×100%=90%。