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人教版八年级下物理课堂小测第十二章12.3机械效率
物理考试
考试时间:* *分钟 满分:* *分
姓名:__________ 班级:__________考号:__________
题号 一 二 三 四 五 总分
评分
注意事项:
1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写
2、提前 xx 分钟收取答题卡
第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
阅卷人 一、单选题
得分
1.(2022八下·泰安期末)如图,斜面长3m,高0.6m,建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150N,则下列说法正确的是(忽略绳子的重力)( )
A.拉力所做的功是300J B.拉力的功率是50W
C.斜面的机械效率是80% D.斜面上的摩擦力是50N
2.(2022八下·成都期末)以下估测符合实际的是( )
A.我们八年级下期物理课本受到的重力约为10N
B.将一枚鸡蛋举高1m做的功约5J
C.一个标准大气压大约能托起10m高的水柱
D.滑轮组的机械效率可以达到100%
3.(2022八下·临漳期末)如图所示的滑轮组,用F=60N的拉力,拉动放在水平地面上重为400N的物体,使物体匀速前进了2m,物体和地面之间的摩擦力为90N,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.拉力做的功是30J B.绳子自由端移动的距离是2m
C.滑轮组的机械效率是75% D.A点受到的拉力为400N
4.(2022八下·农安期末)如图所示,某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重800N、底面积为400cm2的货箱,当工人用F1=200N的拉力拉绳时,货箱没动。当工人用F2=300N的拉力拉绳时,货箱以0.2m/s的速度匀速上升。不计绳重和摩擦。针对上述过程,下列结果正确的是( )
A.用F1=200N的力拉绳时,货箱对地面的压强为5×103Pa
B.动滑轮的重为200N
C.货箱匀速上升时,拉力的功率为180W
D.货箱匀速上升时,滑轮组的效率为80%
5.(2022八下·顺平期末)下面关于功、功率和机械效率的说法正确的是( )
A.功率小的机械做功一定快
B.做功时间越长,机器的功率越大
C.功率大的机械,效率一定高
D.相同时间内做功多的机械,功率一定大
阅卷人 二、多选题
得分
6.(2022八下·成都期末)如图所示,竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组,已知每个滑轮均重20N,滑轮组下端挂有一个物体B,滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连,物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动。此时测力计的示数为100N,滑轮组的机械效率为。在物体B下加挂重为15N的物体C后,用水平向左的力F拉动物体A使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时B上升的速度为3cm/s。滑轮与轴的摩擦、绳的质量等次要因素都忽略不计,g取10N/kg。则下列说法正确的是( )
A.拉力F的大小为80N B.物体A所受的滑动摩擦力为40N
C.拉力F做功的功率为7.65W D.滑轮组的机械效率η为60%
7.(2022八下·竞秀期末)如图所示,下列说法正确的是( )
A.图a中杠杆处于水平平衡,如果在两侧钩码下方各挂一个质量相等的小球。杠杆仍平衡
B.图a中杠杆处于水平平衡,如果将两侧钩码都向支点移动一个格,右端将下沉
C.图b中的滑轮完全相同,提升等重的物体,忽略绳重和摩擦,F甲:F乙=3:2
D.图b中的滑轮完全相同,提升等重的物体,忽略绳重和摩擦η甲=η乙
8.(2021八下·郫都期末)如图甲所示,滑轮a与b的重均为15N,滑轮c的重为30N,滑轮c下端挂有物体B,用F1=110N的拉力使物体B匀速上升;如图乙所示,让滑轮组绳的末端沿水平方向与物体A相连,物体A在绳的水平拉力作用下恰好向右做匀速直线运动;如图丙所示,用水平向左的力F2拉动物体A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时物体B上升的速度大小为。若不计绳重及滑轮的摩擦,g取,则下列说法中正确的是( )
A.物体B的质量大小为33kg
B.甲图中,滑轮组提升物体B时的机械效率约为91%
C.乙图中,测力计的示数为220N
D.丙图中,拉力F2做功的功率为39.6W
阅卷人 三、填空题
得分
9.(2022八下·成安期末)如图所示,在不计绳重和摩擦的情况下,用滑轮在10s内将重为40N的物体匀速提升2m,已知拉力F为25N,则在这个过程中拉力做的功是 J,功率是 W,若匀速提升重为80N的物体,则这个滑轮组的机械效率将 (变大/变小/不变)。
10.(2022八下·招远期末)如图所示,某装卸工人利用斜面将一个重600N的物体匀速拉到货车上,沿斜面向上的拉力为400N,拉动的距离为4.5m,提升高度为1.8m,则此过程中有用功为 J,拉力做功的功为 J,物体受到斜面的摩擦力为 N。
11.(2021八下·江门期末)小明利用如图所示滑轮组,使重为 180N 的物体匀速直线运动了 2m,所用的拉力 F=40N,物体受到地面的滑动摩擦力为 60N.则此过程中,绳子自由端移动了 m、有用功是 J,滑轮组的机械效率为 。
12.(2021八下·崆峒期末)如图所示把重为50N的物体甲从A点竖直向上匀速拉至高2m的B点,此过程绳的拉力对甲做的功为 J;用平行于斜面的40N拉力把重也为50N的物体乙从C点匀速拉至与B等高的D点,CD=4m,在此过程中,物体乙受到斜面的摩擦力是 N。
第Ⅱ卷 主观题
第Ⅱ卷的注释
阅卷人 四、实验探究题
得分
13.(2022八下·讷河期末)某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示,实验装置如图所示.
实验 次数 钧码重 量G(N) 钩码上升 高度h(m) 绳端拉 力F(N) 绳端移动 距离s(m) 机械效 率η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计;
(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法 (选填“正确”或“不正确”),因为她没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响;
(3)用丁图所示装置进行实验,得出表中第4次实验数据,请将表中的两个数据填写完整 , ;
(4)通过比较 两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子股数无关(填实验次数的序号);
(5)通过比较 两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高(填实验次数的序号);
(6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论: .
阅卷人 五、计算题
得分
14.(2022八下·钟山期末)如图是质量为60kg 的工人利用滑轮组提升重为810N 物体的示意图,某段提升过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s。绳端的拉力为300N,不计绳重及绳与滑轮间的摩擦。求:
(1)工人拉绳子的速度;
(2)滑轮组的机械效率。
15.(2022八下·大埔期末)在某建筑工地上,为了搬运建筑材料,常常采用如图所示的简单机械。示意图中滑轮A与滑车连接,滑轮D固定在地面塔架上,钢丝绳拉力F由电动机提供。此滑轮组在1min内将质量为0.45t的建筑材料匀速提升12m,拉力F做的功为7.2×104J。(钢丝绳重和摩擦不计,g=10N/kg)求:
(1)滑轮组做的有用功。
(2)滑轮组的机械效率。
(3)钢丝绳拉动的速度。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】A.拉力所做的功W总=Fs=150N×3m=450J
A不符合题意;
B.拉力的功率P===75W
B不符合题意;
C.有用功W有用=Gh=500N×0.6m=300J
斜面的机械效率η=×100%=×100%≈66.7%
C不符合题意;
D.额外功W额=W总﹣W有用=450J﹣300J=150J
由W额=fs可得,物体在斜面上受到的摩擦力f===50N
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据W总=Fs,求出总功;根据,求出功率;根据W有用=Gh及,求出机械效率;根据W额=W总﹣W有用及W额=fs,求出摩擦力。
2.【答案】C
【知识点】重力及其大小的计算;大气压强的存在;机械效率;功的计算及应用
【解析】【解答】A.八年级下期物理课本的质量约为200g,课本的重力G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
A不符合题意;
B.将一枚鸡蛋举高lm做的功约为W=Gh=mgh=0.05kg×10N/kg×1m=0.5J
B不符合题意;
C.一个标准大气压的数值约1.0×105Pa,大约能托起水柱的高度
C符合题意;
D.使用滑轮组时,总要做一些额外功,故其机械效率不可能达到100%,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据常见物体的重力、做功多少、大气压大小、机械效率的理解,结合数据解答。
3.【答案】C
【知识点】机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】AB.由图知道,n=2,则绳子自由端移动的距离s绳=2s物=2×2m=4m
拉力做的功W总=Fs绳=60N×4m=240J
AB不符合题意;
C.克服物体和地面之间的摩擦力做的功为有用功,则有用功W有=fs物=90N×2m=180J
滑轮组的机械效率
C符合题意;
D.因物体在水平地面上做匀速运动,则此时A处绳子的拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力,所以,A点受到的拉力FA=f=90N
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据物体受到的力和距离的乘积,计算有用功;利用拉力和距离的乘积计算总功,有用功和总功的比值, 计算机械效率。
4.【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用;压强的大小及其计算;机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】AB.由图可知,绕过动滑轮且对动滑轮施加拉力的绳子股数n=3,当工人用F2=300N的拉力拉绳时,货箱匀速上升,把动滑轮和货箱看成一个整体,整体受到竖直向下的重力G总、竖直向上的绳子拉力F拉,此时二力平衡,大小相等,即G总=F拉,动滑轮和货箱总重力为
绳子的拉力为
G货=800N,不计绳重和摩擦,由上推出,动滑轮的重力为
当工人用F1=200N的拉力拉绳时,货箱没动,把动滑轮和货箱看成一个整体,受到竖直向上的3段绳子的拉力、地面竖直向上的支持力和竖直向下的总重力,根据力的平衡条件可知
得出地面对货箱的支持力为
由于货箱对地面的压力与地面对货物的支持力是一对相互作用力,大小相等,故货箱对地面的压力
货箱的底面积为
货箱对地面的压强为
AB不符合题意;
C.由图可知,绕过动滑轮且对动滑轮施加拉力的绳子股数n=3,货箱匀速上升时,货箱上升的速度为v=0.2m/s,绳自由端移动速度为
拉力F2=300N,货箱匀速上升时,拉力的功率为
C符合题意;
D.由图可知,绕过动滑轮且对动滑轮施加拉力的绳子股数n=3,货箱匀速上升高度为h,则绳子自由移动距离为
提升货箱做的有用为
拉力所做的总功为
货箱匀速上升时,滑轮组的机械效率为
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据滑轮组绳子的拉力,结合动滑轮重力计算物体受到的拉力,结合物体的重力计算物体受到的支持力,利用压力和受力面积的比值, 计算压强;根据力和速度的乘积,计算功率的大小;利用有用功和总功的比值, 计算机械效率。
5.【答案】D
【知识点】功率大小的比较;机械效率的大小比较;功的计算及应用
【解析】【解答】A.功率是指做功的快慢,功率大的机械,做功快,A不符合题意;
B.由公式 可知,功率由功和时间共同决定,做功的时间长,功率不一定大,B不符合题意;
C.功率是指做功的快慢,机械效率至有用功占总功的比例,功率大的机械,做功快,效率不一定高,C不符合题意;
D.相同时间内做功多的机械,由公式 可知,功率一定大,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】功率是指做功的快慢,功率大的机械,做功快;根据公式 可知,功率由功和时间共同决定;功率大的机械,做功快,效率不一定高。
6.【答案】B,C
【知识点】功率计算公式的应用;机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.由图可知,两段绳子向下拉测力计,滑轮组上每段绳子拉力为F1,则F示=2F1+G滑轮
100N=2F1+20N
所以F1=40N,由图可知,以物体B为研究对象,通过动滑轮绳子的段数n=3,绳重及滑轮转轴处的摩擦等次要因素忽略不计,所以滑轮组绳子自由端受到的拉力
物体B的重力GB=3F1-G动=3×40N-20N=100N
在物体B下加挂重为15N的物体C后,用水平向左的力F拉动物体A使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,滑轮组绳子自由端受到的拉力
此时水平方向物体A受到向左的拉力F与向右的拉力F2、摩擦力f'平衡,且由于物体A对桌面的压力,接触面的粗糙程度不变,所以物体A受到的摩擦力大小不变,还是40N,拉力F大小为F=F2+f'=45N+40N=85N
A不符合题意;
B.此时物体A向右做匀速直线运动,水平方向受到向右的拉力(大小等于滑轮组绳子自由端拉力)与水平桌面对它水平向左的摩擦力是一对平衡力,所以物体A受到的摩擦力f=F1=40N
B符合题意;
C.B上升的速度为3cm/s,则物体A左移的速度v=3vB=3×3cm/s=9cm/s=0.09m/s
拉力做功的功率
C符合题意;
D.物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动时,滑轮组的机械效率
D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】根据物体的重力和动滑轮的重力,结合绳子股数,计算拉力大小;根据力和速度的乘积计算功率大小;利用物体的重力和绳子的拉力,可以计算滑轮组的机械效率。
7.【答案】B,C,D
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用;滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.设一个钩码的重力为G,一格的长度为L,小球的质量为m小球,则重力为m小球g,两侧钩码下各增加一个相同的小球后,左侧力与力臂的乘积为
右侧力与力臂的乘积为
由于
所以右端较重,右端下沉,A不符合题意;
B.图a中杠杆处于水平平衡,如果将两侧钩码都向支点移动一个格,左侧力与力臂的乘积为
右侧力与力臂的乘积为
由于
所以右端将下沉,B符合题意;
C.两幅图中的滑轮组承担物重的绳子股数n甲=2,n乙=3,不计绳重及摩擦,提升等重的物体,动滑轮完全相同,甲图中的拉力和乙图中的拉力之比为
C符合题意;
D.因为不计绳重及摩擦, 根据机械效率公式
可知,两个滑轮组动滑轮重相同,物重相同,所以其机械效率相等,即η甲=η乙。D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】根据杠杆的平衡条件,计算杠杆上的力和力臂的乘积,进行比较,进而确定杠杆的状态;
根据,确定拉力之比;根据,两个滑轮组动滑轮重相同,物重相同,机械效率相等。
8.【答案】B,D
【知识点】功率计算公式的应用;机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】AB.甲中整个装置匀速上升,有
滑轮组的机械效率为
A不符合题意,B符合题意;
C.乙中装置匀速运动,三段绳子与动滑轮接触,每段绳子承受的力与甲中相同,为F1=110N。有两段绳子与滑轮b接触,则测力计的示数为
C不符合题意;
D.乙中装置匀速运动,物体A对绳子的拉力等于110N,力的作用是相互的,绳子拉A的力大小也为110N。
A匀速运动,在水平方向上受到的力是平衡力,则水平面对A的摩擦力为110N。
丙中,F2拉A向左匀速运动,即整个装置匀速运动。此时A受到的向右的摩擦力为110N,F2的大小为
物体B的运动速度为6cm/s,三段绳子与动滑轮接触,则的作用点运动的速度为
的功率为
D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】根据物体的重力和动滑轮的重力,结合绳子股数,计算拉力大小;根据测力计上拉力大小,判断示数;根据有用功和总功的比值, 计算机械效率;根据力和速度的乘积,计算功率的大小。
9.【答案】100;10;变大
【知识点】功率的计算;机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】由图知道,连接动滑轮绳子的股数n=2,绳子自由端移动的距离s=2h=2×2m=4m
则在这个过程中拉力做的功W总=Fs=25N×4m=100J
由 知道,在这个过程中拉力做功的功率
由知道,在不计绳重和摩擦的情况下,这个滑轮组的机械效率
由此可知,滑轮组的机械效率与动滑轮重和物体重有关,动滑轮重力不变,物体重力变大,机械效率将变大。
【分析】根据力和距离的乘积,计算做功多少,功和时间的比值, 计算功率;根据有用功和总功的比值, 计算机械效率。
10.【答案】1080;1800;160
【知识点】功的计算及应用;有用功和额外功
【解析】【解答】根据有用功的公式可知此时有用功为,拉力做功为总功,物体克服摩擦力做功为额外功。所以,所以。
【分析】根据物体的重力和高度的乘积计算有用功;根据啦和距离的乘积计算总功,总功和有用功的差计算额外功;根据功和距离的比值, 计算力的大小。
11.【答案】4;120;75%
【知识点】机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】由图可知,承重绳子段数n=2,绳子自由端移动距离
有用功
拉力F做的总功
机械效率
【分析】根据滑轮组绳子股数,结合物体运动的距离,判断绳子的距离;根据力和距离的乘积计算做功多少;根据有用功和总功的比值,计算机械效率的大小。
12.【答案】100;15
【知识点】功的计算及应用;有用功和额外功
【解析】【解答】不用机械,直接把物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点所做的功为有用功,则W有=G甲h=50N×2m=100J
用平行于斜面的拉力把重也为50N的物体乙沿面从C点匀速拉至B等高的D点,拉力做功为总功W总=Fs=F×CD=40N×4m=160J
则额外功W额=W总-W有=160J-100J=60J
物体乙受到斜面的摩擦力
【分析】利用W=Gh即可计算拉力对甲做的功;利用W=Fs求出绳的拉力对乙做的功,即为总功;W额=W总-W有,额外功是克服摩擦力做的功,根据W额=fs即可计算出摩擦力大小。
13.【答案】(1)匀速
(2)不正确;摩擦
(3)0.4;80%
(4)1.2
(5)2、3
(6)不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的
【知识点】滑轮(组)机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,这样测力计示数才等于拉力的大小;
(2)弹簧测力计静止时,由于不克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦,此时读出的测力计示数偏小,从而使测得的机械效率偏大,故此想法不正确;
(3)丁图中,绳子的股数为n=4,绳子自由端移动距离:
s=nh=4×0.1m=0.4m,
滑轮组的机械效率:η====80%;
(4)由表中数据知实验1、2、3中绳子的股数分别为2、3、3;再结合钩码的重力知,实验1、2、3分别是用甲、乙、丙装置做的实验,研究同一滑轮组的机械效率与绳子股数的关系时,要控制提升物体的重力相同,只改变绳子的股数,故应比较1、2两次实验数据;
(5)研究同一滑轮组的机械效率与提升物重的关系时,要控制滑轮个数相同,绳子的股数相同,只改变物体的重力,故应比较2、3两次实验数据;
(6)3、4两次实验对应的是图丙,图丁两装置,发现提升的重物相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低.
【分析】(1)匀速拉动弹簧测力计,这样测力计示数才等于拉力的大小;
(2))弹簧测力计静止时,由于不克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦,此时读出的测力计示数偏小,从而使测得的机械效率偏大;
(3)根据η==,求出机械效率;
(4)研究同一滑轮组的机械效率与绳子股数的关系时,要控制提升物体的重力相同,只改变绳子的股数;
(5)研究同一滑轮组的机械效率与提升物重的关系时,要控制滑轮个数相同,绳子的股数相同,只改变物体的重力;
(6)提升的重物相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低。
14.【答案】(1)解:由题意可知,使用滑轮组工作时,动滑轮和重物的总重由三股绳子承担,工人拉绳子的速度是重物上升速度的3倍,即v人绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s
答:工人拉绳子的速度为0.3m/s;
(2)解:根据,滑轮组的机械效率
为
答:滑轮组的机械效率为90%。
【知识点】功率计算公式的应用;机械效率的计算
【解析】【分析】(1)根据物体的速度和绳子的股数,可以计算绳子的速度;
(2)利用物体的重力和速度的乘积,计算有用功率;根据拉力和绳子的速度的乘积,计算总功率,结合功率的比值, 计算机械效率。
15.【答案】(1)解:根据题意知货物质量为
货物被提升的高度为
提升建材时所做的有用功为
答:滑轮组做的有用功为。
(2)解:由题意知拉力F做的功为7.2×104J,故总功为
机械效率为
答:滑轮组的机械效率为75%。
(3)解:钢丝绳拉动的距离
钢丝绳拉动的速度
答:钢丝绳拉动的速度为。
【知识点】速度公式及其应用;机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据物体的质量计算重力,结合重力和高度计算做功多少;
(2)根据有用功和总功的比值, 计算机械效率;
(3)利用路程和时间的比值, 计算速度。
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人教版八年级下物理课堂小测第十二章12.3机械效率
物理考试
考试时间:* *分钟 满分:* *分
姓名:__________ 班级:__________考号:__________
题号 一 二 三 四 五 总分
评分
注意事项:
1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写
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第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
阅卷人 一、单选题
得分
1.(2022八下·泰安期末)如图,斜面长3m,高0.6m,建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150N,则下列说法正确的是(忽略绳子的重力)( )
A.拉力所做的功是300J B.拉力的功率是50W
C.斜面的机械效率是80% D.斜面上的摩擦力是50N
【答案】D
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】A.拉力所做的功W总=Fs=150N×3m=450J
A不符合题意;
B.拉力的功率P===75W
B不符合题意;
C.有用功W有用=Gh=500N×0.6m=300J
斜面的机械效率η=×100%=×100%≈66.7%
C不符合题意;
D.额外功W额=W总﹣W有用=450J﹣300J=150J
由W额=fs可得,物体在斜面上受到的摩擦力f===50N
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据W总=Fs,求出总功;根据,求出功率;根据W有用=Gh及,求出机械效率;根据W额=W总﹣W有用及W额=fs,求出摩擦力。
2.(2022八下·成都期末)以下估测符合实际的是( )
A.我们八年级下期物理课本受到的重力约为10N
B.将一枚鸡蛋举高1m做的功约5J
C.一个标准大气压大约能托起10m高的水柱
D.滑轮组的机械效率可以达到100%
【答案】C
【知识点】重力及其大小的计算;大气压强的存在;机械效率;功的计算及应用
【解析】【解答】A.八年级下期物理课本的质量约为200g,课本的重力G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
A不符合题意;
B.将一枚鸡蛋举高lm做的功约为W=Gh=mgh=0.05kg×10N/kg×1m=0.5J
B不符合题意;
C.一个标准大气压的数值约1.0×105Pa,大约能托起水柱的高度
C符合题意;
D.使用滑轮组时,总要做一些额外功,故其机械效率不可能达到100%,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据常见物体的重力、做功多少、大气压大小、机械效率的理解,结合数据解答。
3.(2022八下·临漳期末)如图所示的滑轮组,用F=60N的拉力,拉动放在水平地面上重为400N的物体,使物体匀速前进了2m,物体和地面之间的摩擦力为90N,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.拉力做的功是30J B.绳子自由端移动的距离是2m
C.滑轮组的机械效率是75% D.A点受到的拉力为400N
【答案】C
【知识点】机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】AB.由图知道,n=2,则绳子自由端移动的距离s绳=2s物=2×2m=4m
拉力做的功W总=Fs绳=60N×4m=240J
AB不符合题意;
C.克服物体和地面之间的摩擦力做的功为有用功,则有用功W有=fs物=90N×2m=180J
滑轮组的机械效率
C符合题意;
D.因物体在水平地面上做匀速运动,则此时A处绳子的拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力,所以,A点受到的拉力FA=f=90N
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据物体受到的力和距离的乘积,计算有用功;利用拉力和距离的乘积计算总功,有用功和总功的比值, 计算机械效率。
4.(2022八下·农安期末)如图所示,某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重800N、底面积为400cm2的货箱,当工人用F1=200N的拉力拉绳时,货箱没动。当工人用F2=300N的拉力拉绳时,货箱以0.2m/s的速度匀速上升。不计绳重和摩擦。针对上述过程,下列结果正确的是( )
A.用F1=200N的力拉绳时,货箱对地面的压强为5×103Pa
B.动滑轮的重为200N
C.货箱匀速上升时,拉力的功率为180W
D.货箱匀速上升时,滑轮组的效率为80%
【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用;压强的大小及其计算;机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】AB.由图可知,绕过动滑轮且对动滑轮施加拉力的绳子股数n=3,当工人用F2=300N的拉力拉绳时,货箱匀速上升,把动滑轮和货箱看成一个整体,整体受到竖直向下的重力G总、竖直向上的绳子拉力F拉,此时二力平衡,大小相等,即G总=F拉,动滑轮和货箱总重力为
绳子的拉力为
G货=800N,不计绳重和摩擦,由上推出,动滑轮的重力为
当工人用F1=200N的拉力拉绳时,货箱没动,把动滑轮和货箱看成一个整体,受到竖直向上的3段绳子的拉力、地面竖直向上的支持力和竖直向下的总重力,根据力的平衡条件可知
得出地面对货箱的支持力为
由于货箱对地面的压力与地面对货物的支持力是一对相互作用力,大小相等,故货箱对地面的压力
货箱的底面积为
货箱对地面的压强为
AB不符合题意;
C.由图可知,绕过动滑轮且对动滑轮施加拉力的绳子股数n=3,货箱匀速上升时,货箱上升的速度为v=0.2m/s,绳自由端移动速度为
拉力F2=300N,货箱匀速上升时,拉力的功率为
C符合题意;
D.由图可知,绕过动滑轮且对动滑轮施加拉力的绳子股数n=3,货箱匀速上升高度为h,则绳子自由移动距离为
提升货箱做的有用为
拉力所做的总功为
货箱匀速上升时,滑轮组的机械效率为
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据滑轮组绳子的拉力,结合动滑轮重力计算物体受到的拉力,结合物体的重力计算物体受到的支持力,利用压力和受力面积的比值, 计算压强;根据力和速度的乘积,计算功率的大小;利用有用功和总功的比值, 计算机械效率。
5.(2022八下·顺平期末)下面关于功、功率和机械效率的说法正确的是( )
A.功率小的机械做功一定快
B.做功时间越长,机器的功率越大
C.功率大的机械,效率一定高
D.相同时间内做功多的机械,功率一定大
【答案】D
【知识点】功率大小的比较;机械效率的大小比较;功的计算及应用
【解析】【解答】A.功率是指做功的快慢,功率大的机械,做功快,A不符合题意;
B.由公式 可知,功率由功和时间共同决定,做功的时间长,功率不一定大,B不符合题意;
C.功率是指做功的快慢,机械效率至有用功占总功的比例,功率大的机械,做功快,效率不一定高,C不符合题意;
D.相同时间内做功多的机械,由公式 可知,功率一定大,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】功率是指做功的快慢,功率大的机械,做功快;根据公式 可知,功率由功和时间共同决定;功率大的机械,做功快,效率不一定高。
阅卷人 二、多选题
得分
6.(2022八下·成都期末)如图所示,竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组,已知每个滑轮均重20N,滑轮组下端挂有一个物体B,滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连,物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动。此时测力计的示数为100N,滑轮组的机械效率为。在物体B下加挂重为15N的物体C后,用水平向左的力F拉动物体A使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时B上升的速度为3cm/s。滑轮与轴的摩擦、绳的质量等次要因素都忽略不计,g取10N/kg。则下列说法正确的是( )
A.拉力F的大小为80N B.物体A所受的滑动摩擦力为40N
C.拉力F做功的功率为7.65W D.滑轮组的机械效率η为60%
【答案】B,C
【知识点】功率计算公式的应用;机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.由图可知,两段绳子向下拉测力计,滑轮组上每段绳子拉力为F1,则F示=2F1+G滑轮
100N=2F1+20N
所以F1=40N,由图可知,以物体B为研究对象,通过动滑轮绳子的段数n=3,绳重及滑轮转轴处的摩擦等次要因素忽略不计,所以滑轮组绳子自由端受到的拉力
物体B的重力GB=3F1-G动=3×40N-20N=100N
在物体B下加挂重为15N的物体C后,用水平向左的力F拉动物体A使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,滑轮组绳子自由端受到的拉力
此时水平方向物体A受到向左的拉力F与向右的拉力F2、摩擦力f'平衡,且由于物体A对桌面的压力,接触面的粗糙程度不变,所以物体A受到的摩擦力大小不变,还是40N,拉力F大小为F=F2+f'=45N+40N=85N
A不符合题意;
B.此时物体A向右做匀速直线运动,水平方向受到向右的拉力(大小等于滑轮组绳子自由端拉力)与水平桌面对它水平向左的摩擦力是一对平衡力,所以物体A受到的摩擦力f=F1=40N
B符合题意;
C.B上升的速度为3cm/s,则物体A左移的速度v=3vB=3×3cm/s=9cm/s=0.09m/s
拉力做功的功率
C符合题意;
D.物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动时,滑轮组的机械效率
D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】根据物体的重力和动滑轮的重力,结合绳子股数,计算拉力大小;根据力和速度的乘积计算功率大小;利用物体的重力和绳子的拉力,可以计算滑轮组的机械效率。
7.(2022八下·竞秀期末)如图所示,下列说法正确的是( )
A.图a中杠杆处于水平平衡,如果在两侧钩码下方各挂一个质量相等的小球。杠杆仍平衡
B.图a中杠杆处于水平平衡,如果将两侧钩码都向支点移动一个格,右端将下沉
C.图b中的滑轮完全相同,提升等重的物体,忽略绳重和摩擦,F甲:F乙=3:2
D.图b中的滑轮完全相同,提升等重的物体,忽略绳重和摩擦η甲=η乙
【答案】B,C,D
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用;滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.设一个钩码的重力为G,一格的长度为L,小球的质量为m小球,则重力为m小球g,两侧钩码下各增加一个相同的小球后,左侧力与力臂的乘积为
右侧力与力臂的乘积为
由于
所以右端较重,右端下沉,A不符合题意;
B.图a中杠杆处于水平平衡,如果将两侧钩码都向支点移动一个格,左侧力与力臂的乘积为
右侧力与力臂的乘积为
由于
所以右端将下沉,B符合题意;
C.两幅图中的滑轮组承担物重的绳子股数n甲=2,n乙=3,不计绳重及摩擦,提升等重的物体,动滑轮完全相同,甲图中的拉力和乙图中的拉力之比为
C符合题意;
D.因为不计绳重及摩擦, 根据机械效率公式
可知,两个滑轮组动滑轮重相同,物重相同,所以其机械效率相等,即η甲=η乙。D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】根据杠杆的平衡条件,计算杠杆上的力和力臂的乘积,进行比较,进而确定杠杆的状态;
根据,确定拉力之比;根据,两个滑轮组动滑轮重相同,物重相同,机械效率相等。
8.(2021八下·郫都期末)如图甲所示,滑轮a与b的重均为15N,滑轮c的重为30N,滑轮c下端挂有物体B,用F1=110N的拉力使物体B匀速上升;如图乙所示,让滑轮组绳的末端沿水平方向与物体A相连,物体A在绳的水平拉力作用下恰好向右做匀速直线运动;如图丙所示,用水平向左的力F2拉动物体A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时物体B上升的速度大小为。若不计绳重及滑轮的摩擦,g取,则下列说法中正确的是( )
A.物体B的质量大小为33kg
B.甲图中,滑轮组提升物体B时的机械效率约为91%
C.乙图中,测力计的示数为220N
D.丙图中,拉力F2做功的功率为39.6W
【答案】B,D
【知识点】功率计算公式的应用;机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】AB.甲中整个装置匀速上升,有
滑轮组的机械效率为
A不符合题意,B符合题意;
C.乙中装置匀速运动,三段绳子与动滑轮接触,每段绳子承受的力与甲中相同,为F1=110N。有两段绳子与滑轮b接触,则测力计的示数为
C不符合题意;
D.乙中装置匀速运动,物体A对绳子的拉力等于110N,力的作用是相互的,绳子拉A的力大小也为110N。
A匀速运动,在水平方向上受到的力是平衡力,则水平面对A的摩擦力为110N。
丙中,F2拉A向左匀速运动,即整个装置匀速运动。此时A受到的向右的摩擦力为110N,F2的大小为
物体B的运动速度为6cm/s,三段绳子与动滑轮接触,则的作用点运动的速度为
的功率为
D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】根据物体的重力和动滑轮的重力,结合绳子股数,计算拉力大小;根据测力计上拉力大小,判断示数;根据有用功和总功的比值, 计算机械效率;根据力和速度的乘积,计算功率的大小。
阅卷人 三、填空题
得分
9.(2022八下·成安期末)如图所示,在不计绳重和摩擦的情况下,用滑轮在10s内将重为40N的物体匀速提升2m,已知拉力F为25N,则在这个过程中拉力做的功是 J,功率是 W,若匀速提升重为80N的物体,则这个滑轮组的机械效率将 (变大/变小/不变)。
【答案】100;10;变大
【知识点】功率的计算;机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】由图知道,连接动滑轮绳子的股数n=2,绳子自由端移动的距离s=2h=2×2m=4m
则在这个过程中拉力做的功W总=Fs=25N×4m=100J
由 知道,在这个过程中拉力做功的功率
由知道,在不计绳重和摩擦的情况下,这个滑轮组的机械效率
由此可知,滑轮组的机械效率与动滑轮重和物体重有关,动滑轮重力不变,物体重力变大,机械效率将变大。
【分析】根据力和距离的乘积,计算做功多少,功和时间的比值, 计算功率;根据有用功和总功的比值, 计算机械效率。
10.(2022八下·招远期末)如图所示,某装卸工人利用斜面将一个重600N的物体匀速拉到货车上,沿斜面向上的拉力为400N,拉动的距离为4.5m,提升高度为1.8m,则此过程中有用功为 J,拉力做功的功为 J,物体受到斜面的摩擦力为 N。
【答案】1080;1800;160
【知识点】功的计算及应用;有用功和额外功
【解析】【解答】根据有用功的公式可知此时有用功为,拉力做功为总功,物体克服摩擦力做功为额外功。所以,所以。
【分析】根据物体的重力和高度的乘积计算有用功;根据啦和距离的乘积计算总功,总功和有用功的差计算额外功;根据功和距离的比值, 计算力的大小。
11.(2021八下·江门期末)小明利用如图所示滑轮组,使重为 180N 的物体匀速直线运动了 2m,所用的拉力 F=40N,物体受到地面的滑动摩擦力为 60N.则此过程中,绳子自由端移动了 m、有用功是 J,滑轮组的机械效率为 。
【答案】4;120;75%
【知识点】机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】由图可知,承重绳子段数n=2,绳子自由端移动距离
有用功
拉力F做的总功
机械效率
【分析】根据滑轮组绳子股数,结合物体运动的距离,判断绳子的距离;根据力和距离的乘积计算做功多少;根据有用功和总功的比值,计算机械效率的大小。
12.(2021八下·崆峒期末)如图所示把重为50N的物体甲从A点竖直向上匀速拉至高2m的B点,此过程绳的拉力对甲做的功为 J;用平行于斜面的40N拉力把重也为50N的物体乙从C点匀速拉至与B等高的D点,CD=4m,在此过程中,物体乙受到斜面的摩擦力是 N。
【答案】100;15
【知识点】功的计算及应用;有用功和额外功
【解析】【解答】不用机械,直接把物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点所做的功为有用功,则W有=G甲h=50N×2m=100J
用平行于斜面的拉力把重也为50N的物体乙沿面从C点匀速拉至B等高的D点,拉力做功为总功W总=Fs=F×CD=40N×4m=160J
则额外功W额=W总-W有=160J-100J=60J
物体乙受到斜面的摩擦力
【分析】利用W=Gh即可计算拉力对甲做的功;利用W=Fs求出绳的拉力对乙做的功,即为总功;W额=W总-W有,额外功是克服摩擦力做的功,根据W额=fs即可计算出摩擦力大小。
第Ⅱ卷 主观题
第Ⅱ卷的注释
阅卷人 四、实验探究题
得分
13.(2022八下·讷河期末)某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示,实验装置如图所示.
实验 次数 钧码重 量G(N) 钩码上升 高度h(m) 绳端拉 力F(N) 绳端移动 距离s(m) 机械效 率η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计;
(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法 (选填“正确”或“不正确”),因为她没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响;
(3)用丁图所示装置进行实验,得出表中第4次实验数据,请将表中的两个数据填写完整 , ;
(4)通过比较 两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子股数无关(填实验次数的序号);
(5)通过比较 两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高(填实验次数的序号);
(6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论: .
【答案】(1)匀速
(2)不正确;摩擦
(3)0.4;80%
(4)1.2
(5)2、3
(6)不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的
【知识点】滑轮(组)机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,这样测力计示数才等于拉力的大小;
(2)弹簧测力计静止时,由于不克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦,此时读出的测力计示数偏小,从而使测得的机械效率偏大,故此想法不正确;
(3)丁图中,绳子的股数为n=4,绳子自由端移动距离:
s=nh=4×0.1m=0.4m,
滑轮组的机械效率:η====80%;
(4)由表中数据知实验1、2、3中绳子的股数分别为2、3、3;再结合钩码的重力知,实验1、2、3分别是用甲、乙、丙装置做的实验,研究同一滑轮组的机械效率与绳子股数的关系时,要控制提升物体的重力相同,只改变绳子的股数,故应比较1、2两次实验数据;
(5)研究同一滑轮组的机械效率与提升物重的关系时,要控制滑轮个数相同,绳子的股数相同,只改变物体的重力,故应比较2、3两次实验数据;
(6)3、4两次实验对应的是图丙,图丁两装置,发现提升的重物相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低.
【分析】(1)匀速拉动弹簧测力计,这样测力计示数才等于拉力的大小;
(2))弹簧测力计静止时,由于不克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦,此时读出的测力计示数偏小,从而使测得的机械效率偏大;
(3)根据η==,求出机械效率;
(4)研究同一滑轮组的机械效率与绳子股数的关系时,要控制提升物体的重力相同,只改变绳子的股数;
(5)研究同一滑轮组的机械效率与提升物重的关系时,要控制滑轮个数相同,绳子的股数相同,只改变物体的重力;
(6)提升的重物相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低。
阅卷人 五、计算题
得分
14.(2022八下·钟山期末)如图是质量为60kg 的工人利用滑轮组提升重为810N 物体的示意图,某段提升过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s。绳端的拉力为300N,不计绳重及绳与滑轮间的摩擦。求:
(1)工人拉绳子的速度;
(2)滑轮组的机械效率。
【答案】(1)解:由题意可知,使用滑轮组工作时,动滑轮和重物的总重由三股绳子承担,工人拉绳子的速度是重物上升速度的3倍,即v人绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s
答:工人拉绳子的速度为0.3m/s;
(2)解:根据,滑轮组的机械效率
为
答:滑轮组的机械效率为90%。
【知识点】功率计算公式的应用;机械效率的计算
【解析】【分析】(1)根据物体的速度和绳子的股数,可以计算绳子的速度;
(2)利用物体的重力和速度的乘积,计算有用功率;根据拉力和绳子的速度的乘积,计算总功率,结合功率的比值, 计算机械效率。
15.(2022八下·大埔期末)在某建筑工地上,为了搬运建筑材料,常常采用如图所示的简单机械。示意图中滑轮A与滑车连接,滑轮D固定在地面塔架上,钢丝绳拉力F由电动机提供。此滑轮组在1min内将质量为0.45t的建筑材料匀速提升12m,拉力F做的功为7.2×104J。(钢丝绳重和摩擦不计,g=10N/kg)求:
(1)滑轮组做的有用功。
(2)滑轮组的机械效率。
(3)钢丝绳拉动的速度。
【答案】(1)解:根据题意知货物质量为
货物被提升的高度为
提升建材时所做的有用功为
答:滑轮组做的有用功为。
(2)解:由题意知拉力F做的功为7.2×104J,故总功为
机械效率为
答:滑轮组的机械效率为75%。
(3)解:钢丝绳拉动的距离
钢丝绳拉动的速度
答:钢丝绳拉动的速度为。
【知识点】速度公式及其应用;机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据物体的质量计算重力,结合重力和高度计算做功多少;
(2)根据有用功和总功的比值, 计算机械效率;
(3)利用路程和时间的比值, 计算速度。
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