12.3机械效率 课时练习（含答案）- 2022-2023学年人教版物理八年级下册
文档属性
| 名称 | 12.3机械效率 课时练习（含答案）- 2022-2023学年人教版物理八年级下册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-06-02 09:52:51 | ||
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文档简介
机械效率
一、单选题
1．如图所示，固定斜面长5m、高2.5m，木箱重150N。小明用100N的推力沿斜面向上推木箱，使木箱沿斜面匀速从底端运动到顶端的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．使用斜面既可以省力也可以省功 B．小明克服木箱重力做的功为250J
C．斜面的机械效率为50% D．小明克服斜面摩擦力做的功为125J
2．如图所示，小南用300N的拉力将800N的重物在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦。下列计算正确的是（ ）
A．拉力的功率是60W B．小南做的总功是1600J
C．动滑轮的重力是200N D．滑轮组的机械效率是88.89%
3．小明采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上，其中说法正确的是（ ）
A．甲种方法克服重力做功多 B．乙种方法功率最大
C．两种方法机械效率相等 D．两种情况下，对货物做的有用功相同
4．体重为600N的小阅用如图所示的滑轮组来提升重1350N的物体，他用500N的拉力使该物体缓慢匀速上升，5s内物体上升了1m。不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A．小阅拉力做功的功率为100W
B．此时滑轮组的机械效率为75%
C．提重物的过程中克服动滑轮重力做功450J
D．小阅用该滑轮组能提起的最大物重为1650N
5．如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升0.1m，所用时间为2s，作用在绳子末端的拉力F为6N（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．提升过程中物体的动能变大 B．动滑轮重0.2N
C．该滑轮组的机械效率为83.3% D．拉力F做功的功率为0.3W
6．如图所示，用两滑轮采用不同的绕绳方法，将同一重物匀速提升相同的高度（不计绳重和摩擦），比较甲、乙装置，正确的是（ ）
A．F1和F2大小相等 B．两装置绳子自由端移动距离相等
C．两装置所做有用功相等 D．甲装置比乙装置的机械效率大
7．用如图的装置提升重为的物体A，动滑轮重为，物体A在内匀速竖直上升了。此过程中卷扬机一共输出功，绳重和滑轮轴上的摩擦不可忽略，则下列说法正确的是（ ）
A．物体A上升的速度为 B．此过程中有用功为
C．拉力的大小为 D．此滑轮组提升物体A的机械效率为88%
8．建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动了2m，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中，下列说法错误的是（ ）
①绳子自由端沿水平方向移动的速度为1.5m/s
②物体受到的拉力为750N
③拉力F的功率为375W
④滑轮组的机械效率为80%
A．只有①和② B．只有②和③ C．只有③和④ D．只有①和④
9．小明用如图所示的滑轮组将80N的重物在4s内匀速提升了2m，所用拉力为50 N。不考虑摩擦和绳重。下列说法正确的是（ ）
A．对重物做的有用功为200 J
B．滑轮组的动滑轮重为20 N
C．滑轮组的机械效率为62.5%
D．当所提重物的质量增大时，该滑轮组的机械效率将减小
10．如图所示，在斜面上将一个重物匀速拉到高处，已知斜面长为s，高为h，有用功为W，斜面的机械效率为，则下列说法错误的是（ ）
A．总功 B．额外功
C．重物重力 D．重物受到摩擦力
二、填空题
11．如图所示是一台正在建筑工地作业的起重机上的滑轮组，在10s内将2.1×104N的重物竖直匀速提高2m，拉力F的大小为1×104N，则该滑轮组的机械效率为_________，拉力F的功率为_________W。
12．图所示，现将一G1=8100N的实心铝块在水中匀速上提h=2m（未露出水面），已知每个滑轮重G2=900N，不计绳重和各种摩擦，不计水的阻力。已知铝的密度ρ铝=2.7×103kg/m3，水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。则铝块所受的浮力是______N，滑轮组的机械效率是______。
13．如图是一搬运工利用斜面将货物推上货车的情景，已知斜面长5m，高1m，该搬运工沿斜面方向把质量为160kg的物体从斜面底端匀速推至顶端，如果物体与斜面间的摩擦力为80N（不计空气阻力），搬运工使用斜面推货物的好处是________；在上述推货物的过程中，斜面的机械效率为______。（g取10N/kg）
14．救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5×103N时，小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车A的质量为1t，斜面高为2m，斜面长为5m（不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g＝10N/kg）在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的有用功为______J，拉力F做的功为_______；整个装置的机械效率为_______。
15．如图所示，动滑轮重10N，在50N的拉力F作用下，滑轮组拉着重100N的物体A在水平面上以0.1m/s的速度匀速直线运动10s（忽略绳重和滑轮间的摩擦），则：拉力F的功率为________W，此时滑轮组的机械效率为________。
三、实验题
16．图甲是某居民楼前的无障碍通道，一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行，图乙是该通道斜面示意图。为了解中年人推轮椅时所用力的大小，小红和小华进行了探究。她们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。（g取10N/kg）
（1）选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象，进行了如下操作：
①正确使用弹簧测力计，测出小车重为2.0N；斜面的高为0.09m；
②将校零的弹簧测力计与斜面平行放置，然后沿斜面方向 ___________拉动小车，如图乙所示，弹簧测力计示数为 ___________N；
③计算出将小车从A点拉到B点的过程中，拉力所做的功为 ___________J；利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为 ___________。
（2）在小车上逐渐添加重物，测出小车的总重G，测出沿斜面匀速拉动小车需要的力，计算出小车从A点到B点拉力所做的总功W1；重力做的有用功为W2。通过多组数据作出W1和W2与小车总重G的关系图像，分别如图丙中的线段a和b；
①由图像可知：用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重 ___________（选填“有关”或“无关”）；
②若这位母亲和所坐的轮椅总质量为80kg，则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，力的大小为 ___________N。
17．如图所示，在“测算滑轮组的机械效率”实验中：
试验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 有用功W有/J 绳端的拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械效率η
1 2 0.1 0.2 1.2 0.3 0.36 74%
2 4 0.1 0.4 1.6 0.3 0.48
3 6 0.1 0.6 2.2 0.2 91%
（1）实验原理：________；
（2）实验中的测量工具是：__________、________；
（3）在实验操作中，拉力的方向应 _________，且 _______拉动弹簧测力计；
（4）根据第2次实验数据计算出的机械效率为 ________；
（5）表中第 _____实验数据有错误，改正后算出的总功为 __________；
（6）比较三次实验数据，分析得出：使用同一滑轮组，增大 _______可以提高滑轮组的机械效率。
四、作图题
18．小雪探究“滑轮组机械效率与物重的关系”实验中，已经组装如图甲所示的滑轮组，请你组装如图乙所示的滑轮组，便于小雪完成实验探究。
五、计算题
19．如图所示是某建筑工地上使用的起重机，在一次操作过程中起重机将质量为500kg的建筑材料竖直提升了12m，用时15s（g=10N/kg）。求：
（1）所提建筑材料受到的重力；
（2）起重机提起建筑材料所做的有用功；
（3）提升过程中该起重机的电动机功率为8kW，那么提升过程中塔式起重机的机械效率是多大？
20．某工人利用如图所示的滑轮组提升重900N的物体，物体在18s内匀速上升了3m，绳子末端的拉力为400N，不计绳重和摩擦，求：
（1）工人所做的总功；
（2）工人所做的总功率；
（3）工人使用该滑轮组时的机械效率。
21．用卷扬机与滑轮组组合使用可节省人力，提高工作效率。如图是煤矿工人将矿井内的物体从井底提升至地面的示意图。已知卷扬机工作时的输出功率保持为3kW不变，滑轮组的钢丝绳能承受的最大拉力是5×103N。某次提升过程中，滑轮组将重4.8×103N的物体在20s内从10m深的井底刚好匀速提升到了地面。
（1）这次提升过程中，滑轮组的机械效率是多少？
（2）若另一次匀速提升过程中，钢丝绳的拉力达到了最大，求物体上升的速度。
参考答案
1．D
2．D
3．D
4．D
5．C
6．C
7．C
8．A
9．B
10．D
11． 70% 6000
12． 3000 85%
13． 可以省力 80%
14． 2×104 2.5×104J 80%
15． 10 90%
16． 匀速 0.3 0.3 60% 无关 120
17． 弹簧测力计 刻度尺 竖直向上 匀速 83% 3 0.66J 物重
18．
19．（1）5000N；（2）6×104J；（3）50%
解：（1）建筑材料受到的重力
G=mg=500kg×10N/kg=5000N
（2）起重机提起建筑材料所做的有用功
W有用=Gh=5000N×12m=6×104J
（3）起重机做的总功
W总=Pt=8000W×15s=1.2×105J
机械效率
答：（1）建筑材料受到的重力为5000N；
（2）起重机提起建筑材料所做的有用功为6×104J；
（3）塔式起重机的机械效率是50%。
20．（1）3600J；（2）200W；（3）75%
解：（1）由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，则绳子自由端移动的距离
s=3h=3×3m=9m
工人所做的总功
W总=Fs=400N×9m=3600J
（2）工人所做的总功率
（3）有用功
W有=Gh=900N×3m=2700J
工人使用该滑轮组时的机械效率
答：（1）工人所做的总功是3600J；
（2）工人所做的总功率是200W；
（3）工人使用该滑轮组时的机械效率是75%。
21．（1）80%；（2）0.3m/s
解：（1）有用功
总功为
滑轮组的机械效率为
（2）绳端移动的速度为
由图可知，绳子股数n=2，所以物体上升的速度为
答：（1）这次提升过程中，滑轮组的机械效率是80%；
（2）若另一次匀速提升过程中，钢丝绳的拉力达到了最大，物体上升的速度为0.3m/s
一、单选题
1．如图所示，固定斜面长5m、高2.5m，木箱重150N。小明用100N的推力沿斜面向上推木箱，使木箱沿斜面匀速从底端运动到顶端的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．使用斜面既可以省力也可以省功 B．小明克服木箱重力做的功为250J
C．斜面的机械效率为50% D．小明克服斜面摩擦力做的功为125J
2．如图所示，小南用300N的拉力将800N的重物在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦。下列计算正确的是（ ）
A．拉力的功率是60W B．小南做的总功是1600J
C．动滑轮的重力是200N D．滑轮组的机械效率是88.89%
3．小明采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上，其中说法正确的是（ ）
A．甲种方法克服重力做功多 B．乙种方法功率最大
C．两种方法机械效率相等 D．两种情况下，对货物做的有用功相同
4．体重为600N的小阅用如图所示的滑轮组来提升重1350N的物体，他用500N的拉力使该物体缓慢匀速上升，5s内物体上升了1m。不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A．小阅拉力做功的功率为100W
B．此时滑轮组的机械效率为75%
C．提重物的过程中克服动滑轮重力做功450J
D．小阅用该滑轮组能提起的最大物重为1650N
5．如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升0.1m，所用时间为2s，作用在绳子末端的拉力F为6N（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．提升过程中物体的动能变大 B．动滑轮重0.2N
C．该滑轮组的机械效率为83.3% D．拉力F做功的功率为0.3W
6．如图所示，用两滑轮采用不同的绕绳方法，将同一重物匀速提升相同的高度（不计绳重和摩擦），比较甲、乙装置，正确的是（ ）
A．F1和F2大小相等 B．两装置绳子自由端移动距离相等
C．两装置所做有用功相等 D．甲装置比乙装置的机械效率大
7．用如图的装置提升重为的物体A，动滑轮重为，物体A在内匀速竖直上升了。此过程中卷扬机一共输出功，绳重和滑轮轴上的摩擦不可忽略，则下列说法正确的是（ ）
A．物体A上升的速度为 B．此过程中有用功为
C．拉力的大小为 D．此滑轮组提升物体A的机械效率为88%
8．建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动了2m，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中，下列说法错误的是（ ）
①绳子自由端沿水平方向移动的速度为1.5m/s
②物体受到的拉力为750N
③拉力F的功率为375W
④滑轮组的机械效率为80%
A．只有①和② B．只有②和③ C．只有③和④ D．只有①和④
9．小明用如图所示的滑轮组将80N的重物在4s内匀速提升了2m，所用拉力为50 N。不考虑摩擦和绳重。下列说法正确的是（ ）
A．对重物做的有用功为200 J
B．滑轮组的动滑轮重为20 N
C．滑轮组的机械效率为62.5%
D．当所提重物的质量增大时，该滑轮组的机械效率将减小
10．如图所示，在斜面上将一个重物匀速拉到高处，已知斜面长为s，高为h，有用功为W，斜面的机械效率为，则下列说法错误的是（ ）
A．总功 B．额外功
C．重物重力 D．重物受到摩擦力
二、填空题
11．如图所示是一台正在建筑工地作业的起重机上的滑轮组，在10s内将2.1×104N的重物竖直匀速提高2m，拉力F的大小为1×104N，则该滑轮组的机械效率为_________，拉力F的功率为_________W。
12．图所示，现将一G1=8100N的实心铝块在水中匀速上提h=2m（未露出水面），已知每个滑轮重G2=900N，不计绳重和各种摩擦，不计水的阻力。已知铝的密度ρ铝=2.7×103kg/m3，水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。则铝块所受的浮力是______N，滑轮组的机械效率是______。
13．如图是一搬运工利用斜面将货物推上货车的情景，已知斜面长5m，高1m，该搬运工沿斜面方向把质量为160kg的物体从斜面底端匀速推至顶端，如果物体与斜面间的摩擦力为80N（不计空气阻力），搬运工使用斜面推货物的好处是________；在上述推货物的过程中，斜面的机械效率为______。（g取10N/kg）
14．救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5×103N时，小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车A的质量为1t，斜面高为2m，斜面长为5m（不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g＝10N/kg）在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的有用功为______J，拉力F做的功为_______；整个装置的机械效率为_______。
15．如图所示，动滑轮重10N，在50N的拉力F作用下，滑轮组拉着重100N的物体A在水平面上以0.1m/s的速度匀速直线运动10s（忽略绳重和滑轮间的摩擦），则：拉力F的功率为________W，此时滑轮组的机械效率为________。
三、实验题
16．图甲是某居民楼前的无障碍通道，一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行，图乙是该通道斜面示意图。为了解中年人推轮椅时所用力的大小，小红和小华进行了探究。她们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。（g取10N/kg）
（1）选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象，进行了如下操作：
①正确使用弹簧测力计，测出小车重为2.0N；斜面的高为0.09m；
②将校零的弹簧测力计与斜面平行放置，然后沿斜面方向 ___________拉动小车，如图乙所示，弹簧测力计示数为 ___________N；
③计算出将小车从A点拉到B点的过程中，拉力所做的功为 ___________J；利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为 ___________。
（2）在小车上逐渐添加重物，测出小车的总重G，测出沿斜面匀速拉动小车需要的力，计算出小车从A点到B点拉力所做的总功W1；重力做的有用功为W2。通过多组数据作出W1和W2与小车总重G的关系图像，分别如图丙中的线段a和b；
①由图像可知：用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重 ___________（选填“有关”或“无关”）；
②若这位母亲和所坐的轮椅总质量为80kg，则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，力的大小为 ___________N。
17．如图所示，在“测算滑轮组的机械效率”实验中：
试验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 有用功W有/J 绳端的拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械效率η
1 2 0.1 0.2 1.2 0.3 0.36 74%
2 4 0.1 0.4 1.6 0.3 0.48
3 6 0.1 0.6 2.2 0.2 91%
（1）实验原理：________；
（2）实验中的测量工具是：__________、________；
（3）在实验操作中，拉力的方向应 _________，且 _______拉动弹簧测力计；
（4）根据第2次实验数据计算出的机械效率为 ________；
（5）表中第 _____实验数据有错误，改正后算出的总功为 __________；
（6）比较三次实验数据，分析得出：使用同一滑轮组，增大 _______可以提高滑轮组的机械效率。
四、作图题
18．小雪探究“滑轮组机械效率与物重的关系”实验中，已经组装如图甲所示的滑轮组，请你组装如图乙所示的滑轮组，便于小雪完成实验探究。
五、计算题
19．如图所示是某建筑工地上使用的起重机，在一次操作过程中起重机将质量为500kg的建筑材料竖直提升了12m，用时15s（g=10N/kg）。求：
（1）所提建筑材料受到的重力；
（2）起重机提起建筑材料所做的有用功；
（3）提升过程中该起重机的电动机功率为8kW，那么提升过程中塔式起重机的机械效率是多大？
20．某工人利用如图所示的滑轮组提升重900N的物体，物体在18s内匀速上升了3m，绳子末端的拉力为400N，不计绳重和摩擦，求：
（1）工人所做的总功；
（2）工人所做的总功率；
（3）工人使用该滑轮组时的机械效率。
21．用卷扬机与滑轮组组合使用可节省人力，提高工作效率。如图是煤矿工人将矿井内的物体从井底提升至地面的示意图。已知卷扬机工作时的输出功率保持为3kW不变，滑轮组的钢丝绳能承受的最大拉力是5×103N。某次提升过程中，滑轮组将重4.8×103N的物体在20s内从10m深的井底刚好匀速提升到了地面。
（1）这次提升过程中，滑轮组的机械效率是多少？
（2）若另一次匀速提升过程中，钢丝绳的拉力达到了最大，求物体上升的速度。
参考答案
1．D
2．D
3．D
4．D
5．C
6．C
7．C
8．A
9．B
10．D
11． 70% 6000
12． 3000 85%
13． 可以省力 80%
14． 2×104 2.5×104J 80%
15． 10 90%
16． 匀速 0.3 0.3 60% 无关 120
17． 弹簧测力计 刻度尺 竖直向上 匀速 83% 3 0.66J 物重
18．
19．（1）5000N；（2）6×104J；（3）50%
解：（1）建筑材料受到的重力
G=mg=500kg×10N/kg=5000N
（2）起重机提起建筑材料所做的有用功
W有用=Gh=5000N×12m=6×104J
（3）起重机做的总功
W总=Pt=8000W×15s=1.2×105J
机械效率
答：（1）建筑材料受到的重力为5000N；
（2）起重机提起建筑材料所做的有用功为6×104J；
（3）塔式起重机的机械效率是50%。
20．（1）3600J；（2）200W；（3）75%
解：（1）由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，则绳子自由端移动的距离
s=3h=3×3m=9m
工人所做的总功
W总=Fs=400N×9m=3600J
（2）工人所做的总功率
（3）有用功
W有=Gh=900N×3m=2700J
工人使用该滑轮组时的机械效率
答：（1）工人所做的总功是3600J；
（2）工人所做的总功率是200W；
（3）工人使用该滑轮组时的机械效率是75%。
21．（1）80%；（2）0.3m/s
解：（1）有用功
总功为
滑轮组的机械效率为
（2）绳端移动的速度为
由图可知，绳子股数n=2，所以物体上升的速度为
答：（1）这次提升过程中，滑轮组的机械效率是80%；
（2）若另一次匀速提升过程中，钢丝绳的拉力达到了最大，物体上升的速度为0.3m/s