12.4 机械效率 同步练习 2024-2025学年下期初中物理人教版八年级下册(新教材)

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名称 12.4 机械效率 同步练习 2024-2025学年下期初中物理人教版八年级下册(新教材)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2025-06-03 17:17:43

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12.4 机械效率 同步练习 2024-2025学年下期
初中物理人教版八年级下册(新教材)
一、单选题
1.小红用塑料桶从井中打水;小军把不小心掉进井中的塑料桶打捞上来,在这两个情形中水桶中都有水,那么下列分析中正确的是( )
A.两个情形中,两人对水做的功都是有用功
B.两个情形中,两人对水做的功都是总功
C.两个情形中,两人对水做的功都是额外功
D.小红对水做的功是有用功,小军对水做的功是额外功
2.工人用滑轮组把一箱货物从一楼提升到五楼,在滑轮组上加润滑油后,机械效率提高了,则加润滑油后工人将同样重的货物从一楼提升到五楼时,做的(  )
A.有用功不变,总功减少 B.有用功增加,总功增加
C.有用功不变,总功增加 D.有用功减小,总功减小
3.如图所示,工人师傅要将重为1000N的木箱拉到1.5m高的车厢里,他将一块5m长的木板搁在地面与车厢之间构成斜面,然后站在车上用400N的拉力将物体从斜面底端匀速拉到车厢里,则下列说法中正确的是(  )
A.工人所做的总功为5000J B.物体和斜面之间的摩擦力为400N
C.斜面的机械效率为75% D.若工人将木箱加速拉到车厢,所做的总功不变
4.用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动,如图,水瓶匀速直线下降10m,使人匀速升高0.5m,水瓶对绳a的拉力为,绳b对人的拉力为。此过程(  )

A.有用功为300J
B.做的功等于做的功
C.做的功小于做的功
D.滑轮组的机械效率为80%
5.用图3甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体,已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计.则
A.手的拉力:F甲=F乙;机械效率:η甲=η乙
B.手的拉力:F甲<F乙;机械效率:η甲<η乙
C.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲<η乙
D.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲>η乙
6.如图所示,小明用相同的滑轮组成不同的滑轮组,分别将同一物体以相同速度匀速提高相同高度。忽略绳重和摩擦,下列关系式正确的是(  )
A.拉力F1、F2的功率∶P1=P2 B.绳自由端速度∶v绳1=v绳2
C.机械效率∶η1<η2 D.绳自由端拉力∶F1=F2
7.小明用滑轮组把一箱货物从一楼提升到三楼,感到很“吃力”,他在滑轮组的轴上加润滑油后,感觉好多了。则加上润滑油后,小明做功的(  )
A.有用功减小,总功不变 B.有用功增加,总功增加
C.有用功减小,总功减小 D.有用功不变,总功减小
8.如图所示的滑轮组中,动滑轮重1N,小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体,物体沿竖直方向上升0.4m.此过程中,额外功和机械效率分别是(  )
A.0.4J 83.3% B.0.8J 91.7% C.0.8J 83.3% D.0.4J 91.7%
二、填空题
9.用如图所示滑轮组拉着重为60 N的物体A匀速前进0.2 m,物体A与地面的摩擦力为15 N,则拉力所做的有用功是 J;若实际拉力F = 6N,则该滑轮组的机械效率是 。

10.如图,斜面长3m,高1m,工人用400N沿斜面向上的推力,将重为900N的箱子匀速推到车上,此过程中工人做的有用功为 J,斜面机械效率为 。
11.用动力臂是阻力臂3倍的杠杆将600N的货物抬高30cm,手向下压杠杆的力是250N,手下降的高度是 cm,人做的总功是 J,这根杠杆的机械效率是 。
12.机械师设计制造的任何机械都遵循功的原理,使用机械的目的是省 或者省 ,但不能省 。
13.如图所示,用相同的5N的推力将质量相同的甲乙两物体分别沿斜面和从底端推至顶端。已知斜面长5m,斜面长8m,推力对甲物体做的功大小为 ,将甲物体从底端推上顶端做的有用功与将乙物体从底端推上顶端做的有用功比较 (选填“大于”、“小于”或“等于” , 。(选填“大于”、“小于”或“等于”
14.如图所示,在测定杠杆机械效率的实验中,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置,测力计的示数F为 N,测力计上升的高度s为0.2m.物块重G为1.5N,物块上升的高度h为0.3m,则杠杆的机械效率为 %,使用该杠杆做额外功的一个原因是 .
15.如图,用滑轮组帮助汽车脱困时,滑轮B的作用是 ;汽车被匀速拉动时,作用在绳子上的拉力F为1000N,滑轮组的机械效率为80%,则汽车受到的摩擦力为 N。
16.如图所示,用平行于斜面大小为1.25N的拉力F,将重2N的物体从斜面底端匀速拉至顶端,斜面的长和高分别是40cm和20cm,则有用功是 J,总功是 J,额外功是 J。
17.如图所示,工人通过动滑轮把50kg的水泥从地面缓慢提升到4m高的楼顶,所用拉力为300N,此过程中机械所做的有用功为 J,机械效率约为 .(g取10N/kg)
三、实验题
18.某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中实验装置如图所示,得到的数据如表所示:
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计使钩码上升;如果测量中弹簧测力计静止时读数,会导致测量的机械效率 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);实验中若缺少刻度尺 (选填“能”或“不能”)完成实验;
(2)通过表中数据可分析出第1次实验是用 图所示装置做的实验;
实验次数 钩码重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 1.8 0.3 74.1%
2 4 0.1 1.6 0.4 62.5%
3 6 0.1 2.4 0.3
(3)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率 ;
(4)小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中滑轮组的机械效率η= (百分号前保留一位小数);
(5)比较第1次实验和第3次实验可得出结论:使用同一滑轮组, ,机械效率越高。
四、计算题
19.小明利用如图所示的滑轮组,将质量为90kg的物体在1min内匀速提升5m,竖直向上的拉力为360N。(g取10N/kg)求:
(1)拉力的功率是多大?
(2)滑轮组的机械效率(结果保留一位小数)。
20.一木箱质量为40kg,工人用沿斜面向上的拉力F将木箱从底部匀速拉到离地面1.5m高的顶端,如图甲所示。已知整个过程中拉力F做的功W与木箱沿斜面运动距离s的关系如图乙所示。求:(g取10N/kg)
(1)拉力的大小;
(2)克服木箱重力做的功;
(3)该斜面的机械效率。
21.某起重机的滑轮组结构示意如图所示,其最大载重为5t。起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上,滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦,g取。求
(1)克服钢板重力做的功;
(2)钢丝绳的拉力F;
(3)滑轮组满载时的机械效率(保留一位小数)。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 D A C D D A D C
1.D
用水桶从井中提水的时候,目的是提水,所以对水做的功是有用功,对桶做的功是额外功;桶掉到井里,从井里把桶捞上来,目的是捞桶,所以对桶做的功是有用功,对水做的功是额外功;有用功和额外功之和是总功,故ABC错误,D正确。
故D正确。
2.A
加润滑油后工人将同样重的货物从一楼提升到五楼时,货物的重力和提升的高度不变,由W有=Gh可知,工人所做的有用功不变,在滑轮组上加润滑油后,摩擦力减小,克服摩擦力所做的额外功减少,由W总=W有+W额可知,总功减小,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.C
A.工人所做的总功为
W总=Fs=400N×5m=2000J
故A错误;
B.工人所做的有用功为
W有=Gh=1000N×1.5m=1500J
工人所做额外功为
W额=W总-W有=2000J-1500J=500J
由W额=fs得物体受到的摩擦力为
故B错误。
C.斜面的机械效率为
故C正确;
D.若工人将木箱加速拉到车厢,则拉力大于400N,拉力做的总功将变大,故D错误。
故选C。
4.D
A.做的功为有用功,大小为
故A错误,不符合题意;
BC.做的功为总功,大小为
故BC错误,不符合题意;
D.滑轮组的机械效率为
故D正确,符合题意。
故选D。
5.D
由图可知,甲滑轮是定滑轮,使用该滑轮不省力,所以拉力等于物体的重力;乙滑轮是动滑轮,使用该滑轮可以省一半的力,即拉力等于物体和滑轮总重力的一半,则手的拉力:F甲>F乙;两幅图中的W有是克服物体重力做的功是相同的,但乙图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功,比甲图中做的总功要多,所以结合机械效率公式可知,有用功相同时,总功越大的,机械效率越小;
所以选D.
6.A
A.拉力做的总功,故无论哪种绕线方式,做功的大小是相同的,由可知,拉力的功率,A正确;
B.两滑轮组将同一物体以相同的速度提升相同的高度,所用的时间相同,则绳自由端速度,所以绳自由端速度,B错误;
C.机械效率,所以机械效率,C错误 ;
D.由图知,左图中动滑轮上有3段绳子承担拉力,右图中动滑轮上有2段绳子承担拉力。则绳自由端移动的距离,绳自由端的拉力,则绳自由端拉力,故D错误;
故选A。
7.D
给滑轮组的轴上加润滑油可以减小摩擦力从而减小额外功,但货物的重力未发生改变,所以有用功不变,总功变小,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
8.C
根据图知n=2,拉力端移动距离:
s=2h=2×0.4m=0.8m,
W总=Fs=6N×0.8=4.8J,
W有用=Gh=10N×0.4m=4J,
W额=W总﹣W有用=4.8J﹣4J=0.8J;
滑轮组的机械效率:
η=W有用/W总×100%=(4J/4.8J)×100%≈83.3%;
故应选C.
9. 3 83.3%
[1]由图可知,承担摩擦力大小的绳子股数n=3,物体移动距离s物=0.2m,已知物体匀速直线运动,此时克服摩擦力做的功为有用功,由得,拉力做的有用功为
[2]由题意可知,拉力端移动的距离为
若实际拉力F = 6N,得,拉力做的总功为
滑轮组的机械效率
10. 900 75%
[1]工人做的有用功为
[2]总功为
斜面机械效率为
11. 90 225 80%
【分析】结合杠杆平衡原理,机械功计算公式,机械效率计算式即可得出结果。
[1] 由题意可知,设l1为动力臂,l2为阻力臂,可得手下降的高度为
[2]根据机械功计算公式可得人做的总功为
[3]由题意可知,重物被抬高30cm需要克服重力做的有用功为
则杠杆的效率为
12. 力 距离 功
[1][2][3]由生活经验得,使用机械可以省力或者省距离。使用机械时,需要克服摩擦力做功或者对机械的重力做功,故使用机械时,不可避免要多做额外功,不能省功。
13. 25J 等于 大于
[1]推力对甲物体做的功
[2]已知甲乙质量相同,则甲乙的重力相同,斜面高度相同,由可知,将甲、乙两物体从底端推上顶端做的有用功相等。
(3)[3]推力对甲物体做的功
由可得,物体甲通过斜面的效率高,即
14. 2.5 90 由于使用杠杆时需要克服杠杆自重(克服摩擦力)等做功
弹簧测力计的分度值是0.1N,读数是:2.5N;
W有用=Gh=1.5N×0.3m=0.45J;
W总=FS=2.5N×0.2m=0.5J;
η=×100%=×100%=90%
因为杠杆自身有重力,提升物体的同时也要提升杠杆,即克服杠杆自重做功,就有了额外功;
15. 改变力的方向 1600
[1]滑轮B工作时位置不发生改变,因此该滑轮为定滑轮,定滑轮不能省力,只能改变力的方向。
[2]汽车被匀速拉动时处于平衡状态,所受的牵引力和摩擦力是一对平衡力,大小相等。动滑轮上有两端绳子,则n=2,由滑轮组的机械效率可得
汽车受到的摩擦力
16. 0.4 0.5 0.1
[1]斜面的长和高分别是s=40cm=0.4m
h=20cm=0.2m
将重物接到顶端,所做的有用功
[2]总功
[3]额外功
17. 2000 83.3%
水泥的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N,有用功:W有用=Gh=500N×4m=2000J;
根据图示可知n=2,拉力端移动距离s=nh=2×4m=8m,拉力做的功W总=Fs=300N×8m=2400J,
机械效率:η=W有/W总=2000J/2400J≈83.3%.
【考点定位】功和功率;机械效率
18.(1) 匀速 偏大 能
(2)甲
(3)越低
(4)83.3%
(5)提升物体的重力越大
(1)[1]实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码上升,此时钩码受力平衡,拉力等于重力。
[2]如果测量中弹簧测力计静止时读数,不用克服绳子与滑轮之间的摩擦,会导致额外功偏小,测量的机械效率偏大。
[3]机械效率为
可知机械效率与物体移动距离无关,所以即使没有刻度尺也能完成实验探究。
(2)由表中数据可知,钩码上升0.1m,绳端移动距离为0.3m,可知n=3,图甲中n=3,图乙中n=4,所以实验1是由甲图所示装置做的实验。
(3)第2次实验钩码上升0.1m,绳端移动距离为0.4m,可知n=4,所以实验2是由乙图所示装置做的实验,乙图中动滑轮有2个,机械效率为62.5%,小于实验1的机械效率,可得:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率越低。
(4)第3次实验中滑轮组的机械效率
(5)第1次实验和第3次实验使用的是同一滑轮组,第3次实验中提升的物体重力更大,机械效率更高,故可得:使用同一滑轮组,提升的物体重力越大,机械效率越高。
19.(1)90W;(2)83.3%
解;(1)由图可知,该滑轮组动滑轮上有3段绳子承载物重,n=3,自由端端移动的距离
拉力做的总功
做功所用时间,拉力做功的功率
(2)物体的重力
做的有用功
滑轮组的机械效率
答:(1)拉力的功率是90W;
(2)滑轮组的机械效率为83.3%。
20.(1)100N
(2)600J
(3)75%
(1)由图乙可知,木箱沿斜面通过的距离,拉力F做的总功,根据可得,拉力的大小
(2)克服木箱重力做的功,即有用功
(3)该斜面的机械效率
21.(1);(2);(3)84.7%
解:(1)克服钢板重力做的功为
(2)起重机的滑轮组做的总功为
由图可知,有四段绳子承重,则钢丝绳的拉力为
(3)起重机的滑轮组做的额外功为
动滑轮的重力为
滑轮组满载时的机械效率为
答:(1)克服钢板重力做的功为3.6×105J;
(2)钢丝绳的拉力为1.125×104N;
(3)滑轮组满载时的机械效率为84.7%。
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