专项训练卷6：机械效率专练 （含答案）2024-2025学年人教版（2024）八年级物理下册

专项训练卷6：机械效率专练
训练角度一　机械效率的概念
1.关于功、功率和机械效率,下列说法正确的是 (　　)
A.通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
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.做功快的机械,机械效率一定高
训练角度二　机械效率大小的比较
2.如图,用甲、乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度时,拉力做功的功率为P甲、P乙,机械效率分别为η甲、η乙(不计绳重与摩擦)。下列判断正确的是 (　　)
A.P甲=P乙;η甲=η乙 B.P甲η乙
C.P甲P乙;η甲>η乙
3.如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用FA、FB匀速提升重为GA、GB的A、B两物体,不计绳重和摩擦。若GA>GB,则η甲　　　　η乙;若FA=FB,则GA　　　　GB。(均选填“>”“<”或“=”)
训练角度三　机械效率的计算
4.如图所示,用滑轮组提升重为900 N的物体,使它在10 s内匀速上升1 m。已知所用的拉力F为400 N。在提升重物的过程中(不计绳重和摩擦),下列说法正确的是 (　　)
A.拉力做功的功率为90 W
B.拉力在这10 s内做的功为400 J
C.动滑轮所受的重力为300 N
D.滑轮组的机械效率为80%
5.两个滑轮按如图所示的方式组合,用5 N的拉力F拉动绳端,使物体在5 s内水平向左匀速滑动1 m,物体与地面间的摩擦力为9 N。下列选项正确的是 (　　)
A.绳子自由端移动的速度为0.2 m/s
B.拉力F做的功为5 J
C.拉力F的功率为1.8 W
D.滑轮组的机械效率为90%
6.搬运工人站在水平高台上,用如图所示的滑轮组将重物匀速竖直向上提升2 m,当提升货物重为360 N时,滑轮组的机械效率为75%,则动滑轮重为　　　　N(不计绳重和摩擦);若将所提升货物重增大到480 N,此时滑轮组的机械效率为　　　　。
7.质量为m的工人用如图甲所示的滑轮组将建筑材料运送到楼顶,滑轮组的机械效率随建筑材料所受重力变化的图像如图乙所示,机械中的摩擦及绳重忽略不计,影响滑轮组机械效率的原因有　　　　　　　(写出一点即可),动滑轮所受的重力为　　　　;该工人竖直向下拉绳子自由端运送建筑材料时,此滑轮组机械效率的最大值为　　　　　　。(后两空均用已知量符号表示)
8.如图所示,在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G=9×104 N的货物A沿斜面向上匀速运动。货物A的速度v=2 m/s,经过t=10 s,货物A竖直升高h=10 m。已知汽车对绳的拉力F的功率P=120 kW,不计绳重、滑轮重及摩擦。求:
(1)t时间内汽车对绳的拉力所做的功。
(2)汽车对绳的拉力大小。
(3)斜面的机械效率。
参考答案
1.C　解析:使用任何机械都要做额外功,所以总功一定大于有用功,机械效率小于100%,故A选项错误;功率是做功多少与所用时间的比值,做功多的机械,功率不一定大,故B选项错误;功率反映做功的快慢,功率大,做功快,故C选项正确;机械效率与功率没有关系,故D选项错误。
2.B　解析:甲图中拉力做的功W总甲=Gh,乙图中拉力做的功W总乙=Gh+G动h,所用时间相同,根据P=可知,拉力做功的功率P甲η乙。
3.>　<　解析:因为不计绳重和摩擦,机械效率η====,若GA>GB,则η甲>η乙;拉力FA=(GA+G动),FB=(GB+G动),若FA=FB,则GA+G动4.C　解析:由图可知,n=3,绳子自由端移动的距离s=nh=3×1 m=3 m,则拉力做的总功W总=Fs=400 N×3 m=1 200 J,拉力F做功的功率P===120 W,故A、B选项错误;因为不计绳重和摩擦时,拉力F=(G+G动),所以动滑轮所受的重力G动=nF-G=3×400 N-900 N=300 N,故C选项正确;拉力做的有用功W有=Gh=900 N×1 m=900 J,则滑轮组的机械效率η===75%,故D选项错误。
5.D　解析:由图可知,n=2,绳子自由端移动的距离s=nL=2×1 m=2 m,绳子自由端移动的速度v===0.4 m/s,A选项错误;拉力F做的功W=Fs=5 N×2 m=10 J,B选项错误;拉力F的功率P===2 W,C选项错误;滑轮组的机械效率η=====90%,D选项正确。
6.120　80%　解析:不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率η===,代入数据=75%,解得:动滑轮所受的重力G动=120 N;若将所提升货物重增大到480 N,则机械效率η====80%。
7.物重(或动滑轮重)　Gn　　解析:由图乙可知,物重为Gn时,滑轮组的机械效率为50%,不计绳重及摩擦,滑轮组的机械效率η====50%,解得动滑轮所受的重力G动=Gn;已知工人的质量为m,工人竖直向下拉绳子的最大拉力F大=G人=mg,不计绳重及摩擦,由F=(G+G动)可得,提升的最大物重G大=3F大-Gn=3mg-Gn,滑轮组的最大机械效率η大=====。
8.解:(1)t时间内汽车对绳的拉力所做的功W=Pt=1.2×105 W×10 s=1.2×106 J。
(2)10 s内货物移动的距离s物=vt=2 m/s×10 s=20 m,由图可知,n=3,绳子自由端移动的距离s=3s物=3×20 m=60 m,由W=Fs可得汽车对绳的拉力大小F===2×104 N。
(3)不计绳重、滑轮重及摩擦,滑轮组对重物的拉力F拉=3F=3×2×104 N=6×104 N,斜面的机械效率η====75%。