初中物理人教版八下12.3机械效率作业（含解析）

12.3机械效率
一、选择题
1．在学习了简单机械之后，小红用图示装置探究“斜面的机械效率”，对于小红的实验，以下说法正确的是　　
A．实验时要匀速竖直拉动弹簧测力计
B．斜面的倾斜程度越大木块所受的摩擦力越大
C．斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越大
D．影响斜面机械效率的因素只是物体与斜面间的粗糙程度
2．如图所示，有一斜面长为、高为，现用力沿斜面把物重为的物体从底端匀速拉到顶端。已知物体受到斜面的摩擦力为，则斜面机械效率的正确表达式为　　
A． B． C． D．
3．如图所示，用完全相同的四个滑轮组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端分别施加和的拉力，在相同的时间内将相同的物块提升相同的高度（不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦）。下列说法正确的是　　
A．拉力小于
B．甲图中绳子自由端移动的速度大于乙图中绳子自由端移动的速度
C．甲、乙滑轮组的机械效率相等
D．甲、乙两滑轮组绳子自由端移动的距离相等
4．如图所示的两个滑轮组，分别用拉力和将重为的物体提升，若不计绳重及摩擦，每个滑轮的重均相同，在和作用下，绳子末端匀速移动相同距离，则此过程中　　
A．和做的有用功相等
B．和的大小相等
C．和做的总功相等
D．甲、乙滑轮组的机械效率相等
5．理解物理概念是学好物理的关键。下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是　　
A．做有用功多的机械，机械效率一定高
B．做功多的机械，功率一定大
C．功率大的机械，做功一定快
D．对机械进行改造完善，可以使其效率达到
6．在“测量滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了两次实验，得出的数据如下表，分析数据，下列说法正确的是　　
次数 钩码重 钩码上升高度 弹簧测力计示数 弹簧测力计移动的距离
1 2 10 1.2 20
2 5 10 2.7 20
A．此实验中至少需要2个动滑轮
B．第1次实验过程中机械所做有用功为20
C．第2次实验过程中滑轮组的机械效率约为
D．比较两次实验说明同一机械提升货物越重，滑轮组的机械效率越高
7．如图所示，小明利用动滑轮匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是　　
A．适当增加木箱重力 B．增大木箱上升高度
C．增大提升木箱的速度 D．换用质量更大的动滑轮
8．小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率。他将两个钩码悬挂在点，在点用弹簧测力计保持竖直方向向上拉动杠杆，使其绕点缓慢转动，带动钩码上升一定的高度（不计摩擦）。下列说法正确的是　　
A．杠杆转动过程中，弹簧测力计的示数会变小
B．仅增加钩码的个数，拉力所做的额外功增大
C．仅将钩码的悬挂点从点移到点，拉力做的总功变大
D．仅将拉力的作用点从点移到点，杠杆的机械效率不变
9．如图所示，同一物体（质量为先用滑轮组（如图甲）匀速提升，后沿斜面（如图乙）匀速提升，两次提升高度均为，两次拉力大小均为，斜面长，则这两次提升物体的机械效率比较　　
A．条件不足无法比较 B．
C． D．
10．如图所示，小明分别使用甲、乙、丙三种机械匀速提升物体（绳长不变），测得物体所受重力和拉力如表所示，请回答：甲、乙、丙的机械效率关系　　
A．甲的机械效率最大 B．丙的机械效率最大
C．甲、乙的机械效率相等 D．甲、乙、丙的机械效率均相等
11．如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重、底面积为的方形货箱，货箱内匀速上升，工人所用拉力为（不计绳重和摩擦），则　　
A．人拉绳子的速度为
B．动滑轮的重力为
C．该装置的机械效率是
D．当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对地面的压强为
12．如图所示，用滑轮组将的重物在内匀逮提升了，动滑轮重为（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是　　
A．绳子自由端拉力是
B．滑轮组的机械效率为
C．提升重物的过程中所做的额外功是
D．提升的重物变成时，滑轮组的机械效率将变大
13．如图所示，用相同的滑轮和绳子分别组成甲、乙两个滑轮组，分别用甲、乙两个滑轮组在相同时间内将重为的物体匀速提升相同的高度，不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是　　
A．绳自由端的拉力 B．拉力所做的功
C．拉力的功率 D．滑轮组的机械效率
14．小明用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”时，将总重为的钩码挂在铁质杠杆上，弹簧测力计作用于点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使杠杆从水平位置开始逐渐上升，带动钩码上升的高度为，弹簧测力计的示数为，其移动的距离为（钩码重不变），则下列说法正确的是　　
A．此时杠杆的机械效率为
B．实验过程中测力计拉力的力臂长短不变
C．若将钩码移动到点，测力计的示数将增大
D．若增加钩码的重力，重复实验，则杠杆的机械效率不变
二、综合题
15．　　和　　的总和叫做总功。　　跟　　的比值叫机械效率，机械效率总是　　（填“小于”“等于”或“大于”。
16．2021年5月22日，鹤壁第九届环淇河自行车赛激情开赛，结合所学物理知识我们知道，匀速转弯时运动员和自行车作为一个整体处于　　（选填“平衡”或“非平衡”状态；进入直线骑行，运动员需要逐渐切换到最高挡位，当运动员高速骑行时自行车的机械效率　　（选填“大于”或“等于”或“小于”。
17．因为有用功总　　（选填“大于”、“等于”或“小于”总功，所以机械效率总小于1。滑轮组的机械效率越高，说明额外功在总功中所占的比例就　　（选填“越大”或“越小”。
参考答案与试题解析
一、选择题
1．【答案】C
【解析】
．为了保证弹簧测力计的示数稳定，就要让木块做匀速直线运动，实验时要沿斜面匀速拉动弹簧测力计，故错误；
．其他条件一定时，斜面倾斜程度越大，物体对斜面压力越小，摩擦力越小，故错误；
．其他条件一定时，斜面倾斜程度越大，物体对斜面压力越小，摩擦力越小，做额外功越少，机械效率越大，故正确；
．斜面的机械效率跟斜面的粗糙程度和斜面的倾斜程度有关，故错误。
故选：。
2．【答案】B
【解析】由题知，斜面的高为、物体的重力为，
拉力做的有用功：，
斜面长为、拉力为，
拉力做的总功：，
拉力做的额外功：，
斜面的机械效率为：
，故正确；
选项中，是有用功与额外功的比值，不是机械效率，故错误；
选项中，是有用功与总功、额外功之和的比值，不是机械效率，故错误；
选项中，是有用功与总功、额外功之差的比值，不是机械效率，故错误。
故选：。
3．【答案】C
【解析】
．不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦，拉力，从图中可知，，
所以绳子自由端的拉力：，，所以，故错误；
．在相同的时间内将相同的物块提升相同的高度，由可得物块提升的速度相同，绳子自由端移动的速度，，，所以，故错误；
．因为使用相同的滑轮，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，，，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功相同；由可知两滑轮组的机械效率相同，故正确；
．设物体上升的高度为，根据可知，甲滑轮组绳子自由端移动的距离，乙滑轮组绳子自由端移动的距离，所以，故甲、乙两滑轮组绳子自由端移动的距离不相等，故错误。
故选：。
4．【答案】D
【解析】
（1）由题知，在和作用下，绳子末端匀速移动相同距离，即，
由图知，，，所以，
而提升的物重相同，
由可知，使用滑轮组做的有用功，故错；
（2），，
所以，
而绳子末端匀速移动相同距离，
由可知，使用滑轮组做的总功，故错；
（3）若不计绳重及摩擦，滑轮组的效率：
，
可见，滑轮组的机械效率与物体升高的高度无关，两种滑轮组的效率相同，故正确。
故选：。
5．【答案】C
【解析】．机械效率是有用功与总功的比值，有用功较多，总功不确定，机械效率不能确定，故错误；
．功率是做功多少与所用时间的比值。做功多，时间不确定，功率大小不能确定，故错误；
．功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小，则做功慢，故正确；
．使用任何机械都要做额外功，所以总功一定大于有用功，即有用功与总功的比值一定小于1，也就是机械效率小于，故错误。
故选：。
6．【答案】D
【解析】．由表中实验数据可知，滑轮组承重绳子的有效股数，所以此实验中需要1个动滑轮就行，故错误；
．第1次实验过程中机械所做有用功为：，故错误；
．根据，故错误；
．比较两次实验知同一滑轮组，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高，故正确。
故选：。
7．【答案】A
【解析】．动滑轮重力不变，所以额外功不变；如果增加木箱重力，有用功会增大，有用功在总功中所占的比例将增大，机械效率会增大，故符合题意；
．动滑轮机械效率的高低与木箱上升的高度和上升的速度无关，故、不符合题意；
．换用质量更大的动滑轮，额外功增加，有用功在总功中所占的比例将减小，机械效率降低，故不符合题意。
故选：。
8．【答案】D
【解析】．若弹簧测力计拉力方向一直竖直向上拉动，阻力不变，动力臂减小，阻力臂变小，如下图所示：
，所以，所以动力臂与阻力臂的比值不变，因为阻力不变，根据杠杆的平衡条件知，弹簧测力计的示数应该不变，故错误；
．克服杠杆重力做的功为额外功，仅增加钩码的个数，杠杆重力和杠杆上升的高度不变，拉力所做的额外功不变，故错误；
．仅将钩码的悬挂点从点移到点，钩码和杠杆还是上升原来的高度，有用功不变；
钩码由到，上升高度不变，根据数学关系可知，杠杆提升的高度减小，额外功减小，又因为总功等于额外功与有用功之和，所以拉力做的总功变小，故错误；
．仅将拉力的作用点从点移到点，钩码和杠杆还是上升原来的高度，则有用功不变，额外功也不变，总功不变，根据可知，效率不变，故正确。
故选：。
9．【答案】C
【解析】两次提升物体时，提升物体的高度相同，根据公式可知，有用功是相同的；
两次的拉力是相同的，
由图可知，有三段绳子拉着动滑轮，则绳子自由端通过的距离为物体上升高度的3倍，即；
物体在斜面通过的距离为，
根据公式可知，利用滑轮组做的总功较大，
有用功相同，利用滑轮组提升物体做的总功较大，
则根据机械效率的公式可知，利用滑轮组提升物体的机械效率较小，即机械效率。
故选：。
10．【答案】A
【解析】由图知：甲图承担物重的绳子股数为1，则拉力端移动的距离，
拉力做的有用功，拉力做的总功，机械效率；
乙图承担物重的绳子股数为2，则拉力端移动的距离，
乙图中的机械效率为：；
丙图中斜面的机械效率为：。
所以乙、丙两图的机械效率相等，甲图的机械效率是乙、丙图机械效率的2倍，故正确，错误。
故选：。
11．【答案】D
【解析】．由图可知，绳子自由端移动的距离：，人拉绳子的速度，故错误；
．不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力，故错误；
．滑轮组的机械效率：，故错误；
．当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对地面的压力，货箱对地面的压强，故正确。
故选：。
12．【答案】B
【解析】．由图可知，因为不计绳重和摩擦，所以拉力：，故错误；
．因为不计绳重和摩擦，所以滑轮组的机械效率：
，故正确；
．因为不计绳重和摩擦时，额外功为克服动滑轮重力做的功，额外功：，故错误；
．不计绳重和摩擦时，提升的物重减小，动滑轮重力不变，机械效率减小，故错误。
故选：。
13．【答案】D
【解析】．甲滑轮组有两段绳子承担物重，乙滑轮组有三段绳子承担物重，不计绳重及摩擦，，，则，错误；
．因忽略绳重与摩擦时，克服物体重力做的功为有用功，且两滑轮组将物体提升相同高度，由可知，两滑轮组做的有用功相等．利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，则两滑轮组拉力做的总功相等，即，错误；
．两滑轮组拉力所做功相同，做功时间相同，所以两个滑轮组拉力的功率相同，即，错误；
．两滑轮组做的有用功即为克服物重所做的功，因此有用功相同、总功相同，故两滑轮组的机械效率相同，正确。
故选：。
14．【答案】C
【解析】
．根据题意可知，，，，
则杠杆的机械效率：；故错误；
．根据图示可知，杠杆在水平位置时，拉力与垂直，则此时的力臂最长，当竖直向上匀速拉动弹簧测力计时，拉力不再与垂直，则力臂会减小，故错误；
．钩码的重力不变，将钩码移动到点时，根据图示和题意可知，阻力和动力臂都不变，阻力臂增大，由可知，动力将增大，即测力计的示数将增大，故正确；
．若增加钩码的重量，重复实验，因不计转轴处的摩擦，克服铁质杠杆重力做的功为额外功，则有用功增大，额外功不变，根据，则杠杆的机械效率将变大，故错误。
故选：。
二．综合题
15．【答案】有用功；额外功；有用功；总功；小于。
【解析】
（1）有用功和额外功的总和叫总功，有用功与总功的比值叫机械效率；
（2）使用机械时，不可避免地要做额外功，所以总功一定大于有用功，由可知，机械效率一定小于1。
故答案为：有用功；额外功；有用功；总功；小于。
16．【答案】非平衡；小于。
【解析】匀速转弯时运动员和自行车，其运动方向不断改变，受到非平衡力作用，所以整体处于非平衡状态。
所以使用任何机械都不省功，即机械效率总小于；所以当运动员高速骑行时自行车的机械效率小于。
故答案为：非平衡；小于。
17．【答案】小于；越小。
【解析】因为使用任何机械都要做额外功，且有用功与额外功之和等于总功，所以有用功一定小于总功，而机械效率等于有用功与总功的比值，所以机械效率总小于1；
滑轮组的机械效率越高，说明有用功在总功中占的比例越大，则额外功在总功中占的比例就越小。
故答案为：小于；越小。
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