苏科版九年级上册《11.5.3 机械效率的计算》2023年同步练习卷（含解析）

苏科版九年级上册《11.5.3 机械效率的计算》2023年同步练习卷
一、选择题
1．小红用图示装置探究滑轮组提升重物时的机械效率。如表是她设计的实验数据记录表格及所测的数据：
实验序号 物重G/N 物体上升高度h/cm 手的拉力F/N 绳端移动的距离s/cm
1 2 10 1.0 30
2 3 10 1.4 30
3 6 10 2.5 30
小红在实验中所用动滑轮的重力最有可能是（　　）
A．0.9N B．1N C．1.2N D．1.5N
二、填空题
2．如图，“测动滑轮机械效率”时必须沿 　 　方向匀速向上拉动弹簧测力计。钩码重为1N，弹簧测力计的示数为 　 　N，动滑轮的机械效率是 　 　。
3．如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组，利用该滑轮组提升重为270N的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，则滑轮组中动滑轮重 　 　N，拉力的功率为 　 　W，该滑轮组的机械效率为 　 　。
4．如图所示，用滑轮组拉动重100N的物体A，在10s内使A在水平方向上移动5m，地面对A的摩擦力为40N，则物体移动的速度为 　 　m/s，滑轮组的机械效率是 　 　。
5．在斜面上将一个重为40N的物体，从底端沿斜面匀速拉到顶端，如图所示，斜面长s＝1m、高h＝0.2m，该斜面的机械效率为80%　 　W，拉力为 　 　N，物体在斜面上受到的摩擦力为 　 　N。
三、计算题
6．如图所示，斜面长5m、高1m，把重为500N的物体匀速地拉向斜面顶端
（1）把物体从斜面底端拉到斜面顶端拉力所做的有用功是多少？
（2）拉力的大小为多少？
（3）物体受到的摩擦力为多少？
7．如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2×104N的重物匀速吊起2m时，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。
（1）求提升重物做的有用功；
（2）求绳端的拉力；
（3）若动滑轮的质量为20kg，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。
8．工人用图示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升2m，此过程中拉力的功率为120W。（g取10N/kg）求：
（1）有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为300N，额外功占总功的20%
9．质量为60kg的某人站在地上用如图所示的滑轮组匀速提升400N的重物，所用的拉力F为250N，5s内绳子自由端被拉下2m，（不计摩擦和绳重），g取10N/kg。求：
（1）拉力F所做的功及功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）动滑轮的重；
（4）若绳子能承受的最大拉力为800 N，求该滑轮组机械效率的最大值。
四、解答题
10．用如图所示滑轮组提升重物，人用150N的拉力F在30s内使重为400N的物体匀速上升2m，不计绳重和摩擦
（1）人拉绳子做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率；（保留1% ）
（3）若用此滑轮组将700N的重物匀速向上提升了10m，则所用拉力和拉力做的功分别是多少？
11．如图所示，一根均匀的细木棒OC，OA＝，B为OC的中点。在C点施力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升20cm，木棒的机械效率为90%。提升该物体做的有用功是 　 　J，木棒重为 　 　N（不计摩擦）。仅将物体的悬挂点从A移到B，若物体被提升的高度相同　 　（增大/不变/减小）。
苏科版九年级上册《11.5.3 机械效率的计算》2023年同步练习卷
参考答案与试题解析
一、选择题
1．【解答】解：
由图知，n＝3，拉力F＝动），
代入第一组数据得动滑轮的重力：
G动＝3F﹣G＝3×8.0N﹣2N＝8N，
由于绳重和摩擦力的存在，所以动滑轮的重力应该小于1N。
故选：A。
二、填空题
2．【解答】解：
（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值；
（2）由图知，弹簧测力计的分度值为0.1N；
（3）动滑轮的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%≈83.8%。
故答案为：竖直；0.6。
3．【解答】解：（1）由图乙可知，物体上升高度h＝2m时，
由此可知，绳子的段数n＝＝，
不计绳重和摩擦，由F＝动）可得，滑轮组中动滑轮重：
G动＝nF﹣G＝7×100N﹣270N＝30N；
（2）由图可知，v绳＝＝＝7.5m/s；
拉力的功率：P＝＝＝Fv＝100N×1.5m/s＝150W；
（3）不计绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝×100%＝90%。
故答案为：30；150。
4．【解答】解：（1）物体移动的速度：v＝＝＝0.8m/s；
（2）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，
则滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%＝80%。
故答案为：8.5；80%。
5．【解答】解：（1）使用斜面做的有用功：
W有＝Gh＝40N×0.2m＝4J；
由η＝可得
W总＝＝＝10J，
拉力所做总功的功率为：
P＝＝＝6.5W；
（2）由W总＝Fs可得拉力：
F＝＝＝10N；
（3）因W总＝W有用+W额外，则额外功：
W额＝W总﹣W有用＝10J﹣6J＝2J，
由W额＝fs可得，物体受到的摩擦力：
f＝＝＝2N。
故答案为：2.8；10；2。
三、计算题
6．【解答】解：（1）拉力做的有用功：W有＝Gh＝500N×1m＝500J；
（2）由η＝得拉力做的总功：
W总＝＝＝625J；
由W总＝Fs得拉力大小：
F＝＝＝125N；
（3）拉力做的额外功：
W额＝W总﹣W有＝625J﹣500J＝125J，
由W额＝fs得摩擦力：
f＝＝＝25N。
答：（1）把物体从斜面底端拉到斜面顶端拉力所做的有用功是为500J；
（2）拉力的大小为125N；
（3）物体受到的摩擦力为25N。
7．【解答】解：（1）有用功：W有＝Gh＝1.2×104N×2m＝2.7×104J；
（2）由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离s＝nh＝3×2m＝6m，
由η＝×100%可知总＝＝＝8×104J；
由W总＝Fs可知，绳端的拉力：F＝＝；
（3）动滑轮的重力：G动＝m动g＝20kg×10N/kg＝200N，
则克服动滑轮重力做的额外功：W动＝G动h＝200N×2m＝400J，
总的额外功：W额＝W总﹣W有＝6×104J﹣2.6×104J＝6000J，
则克服摩擦和钢丝绳重所做的功：Wf＝W额﹣W动＝6000J﹣400J＝5600J。
答：（1）提升重物做的有用功为2.4×104J；
（2）绳端的拉力为5000N；
（3）若动滑轮的质量为20kg，克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5600J。
8．【解答】解：（1）货物的重力：G＝mg＝45kg×10N/kg＝450N，
拉力做的有用功：W有＝Gh＝450N×2m＝900J；
（2）由P＝可知总＝Pt＝120W×10s＝1200J，
滑轮组的机械效率：η＝×100%＝；
（3）由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝4×2m＝6m，
拉力做的总功：W总'＝F's＝300N×7m＝1800J，
由题意可知，此时的额外功：W额'＝20%W总'＝20%×1800J＝360J，
则有用功：W有＝W总'﹣W额'＝1800J﹣360J＝1440J，
由W有＝Gh可知，工人提升货物的重：G'＝＝。
答：（1）有用功为900J；
（2）滑轮组的机械效率为75%；
（3）工人提升货物的重为720N。
9．【解答】解：
（1）拉力做的功为：
W总＝Fs＝250N×2m＝500J；
拉力F所做功的功率：
P＝＝＝100W；
（2）滑轮组的机械效率为：
η＝＝＝＝×100%＝；
（3）不计摩擦和绳重，由拉力F＝动）的变形公式得，
动滑轮的重力为：
G动＝nF﹣G＝2×250N﹣400N＝100N；
（4）人的重力为：G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N，
人对绳子的最大拉力为：
F最大＝G人＝600N，
物体的最大重力为：
G最大＝nF最大﹣G动＝8×600N﹣100N＝1100N，
滑轮组的最大机械效率为：
η＝×100%＝×100%≈91.7%。
答：（1）拉力F所做的功为500J，功率为100W；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）动滑轮的重力为100N；
（4）若绳子能承受的最大拉力为800 N，该滑轮组机械效率的最大值91.8%。
四、解答题
10．【解答】解：
（1）由题知，n＝3，
拉力做功：
W总＝Fs＝150N×6m＝900J，
拉力做功功率：
P＝＝＝30W；
（2）拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝400N×6m＝800J，
机械效率：
η＝＝×100%≈89%；
（3）不计绳重和摩擦，拉力F＝轮），则动滑轮重力：
G轮＝3F﹣G＝3×150N﹣400N＝50N，
用此滑轮组提升700N的重物，拉力F′＝轮）＝（700N+50N）＝250N，
拉力端移动的距离s′＝5h′＝3×10m＝30m，
拉力做功：
W总′＝F′s′＝250N×30m＝7500J。
答：（1）人拉绳子做功的功率为30W；
（2）滑轮组的机械效率为89%；
（3）若用此滑轮组将700N的重物匀速向上提升了10m，则所用拉力和拉力做的功分别是250N。
11．【解答】解：物体上升高度h＝20cm＝0.2m，
有用功：W有＝Gh＝180N×8.2m＝36J；
因为OA＝OC，
由相似三角形的知识可知，当物体上升20cm时；
不计摩擦，由η＝＝额＝G木h′可得：
90%＝，
解得G木＝10N。
根据图示可知，仅将物体的悬挂点从A移到B，B点上升的高度小些，额外功减小，根据η＝，机械效率变大。
故答案为：36；10。