浙教版科学九年级上册 3.4 简单机械-机械效率 同步练习

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浙教版科学九年级上册 3.43 简单机械之机械效率 同步练习
一、单选题
1.关于功、功率和机械效率，下列说法中正确的是（? ）
A.物体受力且运动时，力对物体就做了功??B.功率越大的机械做功越多
C.机械效率越高，做的有用功越多?????D.机械效率越低，有用功跟总功的比值越小
2.用滑轮组提升重物，下列措施中能提高机械效率的是（? ）
A.增加提升的高度，增大有用功?????????B.增加动滑轮个数，使滑轮组更省力
C.增加被提升物体的重力，从而增大有用功????D.增大提升的速度，从而减小额外功
3.小明同学做“测滑轮组机械效率”的实验．实验后对实验数据进行分析发现：三次实验中动滑轮重相同，提起的钩码重相同，绕线方法和测量器材都相同，但自由端的拉力却不同，从而造成滑轮机械效率不同。请分析自由端拉力不同的原因不可能是（　　）
A.滑轮和绳之间、轮与轴间的摩擦力大小不同???B.测拉力时没有使测力计匀速上升
C.测拉力时拉力的方向没有竖直向上?????? D.钩码被提升的高度不同
4.甲、乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，这表明（?? ）
A.甲做功比乙多?????????B.以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少
C.甲消耗的汽油比乙少??????D.甲做功比乙快
5.小勇体重600N，利用如图所示的滑轮组在10s内使物体A匀速上升5m．已知物体A重为800N，小勇作用在绳端的拉力大小为500N，在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A.水平地面对小勇的支持力做功为6000J????B.小勇做的有用功为3000J
C.小勇拉力的功率为250W?????????? D.此滑轮组的机械效率为80%

第5题图 第6题图 第7题图
6.如图所示，工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，共用了10秒，若在此过程中（忽略绳重和摩擦）．下列说法正确的是（　　）
A.绳子自由端移动的距离是6m??????? B.动滑轮的重是10N
C.工人做功的功率是80W??????????D.滑轮组的机械效率是80%
7.如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓慢上升，动滑轮的重力不可忽略，现改变物体的重力G，则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的（　　）

A.???B.???C.???D.
8.如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体，若拉力的大小为F，物体和地面之间的摩擦力大小为f，A点的拉力为FA ， 则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是（? ）

A.??????B.???? ?C.??????D.?
9.如图为三种滑轮组装方法，每只滑轮的质量相等，绳子重力和体系内的摩擦忽略不计，用这三套滑轮组在相同的时间内把质量相同的重物提升到同一高度，则(? )
A.动力大小：F甲＞F乙＞F丙????????????????B.动力所做的功大小：W甲＜W乙＜W丙
C.动力做功的功率大小：P甲＞P乙＝P丙??????D.机械效率大小：η甲＝η乙＝η丙
二、填空题
10.如图所示，沿斜面向上拉一个重为4.5N的物体到斜面顶端，斜面长1.2m，高0.3m，拉力做功为2.16J，则这个斜面的机械效率是________?%，物体受到的摩擦力是　________?N．

第10题图 第11题图 第12题图 第13题图
11.如图所示的甲，乙两套装置，每个滑轮的质量均相等，用它们分别将重力为G1和G2的重物匀速提升一定高度，所用竖直向上的拉力大小分别为F1和F2 ， 忽略绳重和摩擦．若F1=F2 ， 则G1________?G2；若G1=G2 ， 则它们的机械效率η1________?η2 ． （两空均填“＞”、“=”或“＜）
12.用图甲、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．则手的拉力F甲________?F乙；机械效率η甲________?η乙（选填“＜”、“=”或“＞”）．
13.工人利用如图所示的滑轮组提升重为800N的货物，10s内货物上升了1m．已知工人在绳子末端的拉力F为500N．不计绳重和摩擦，则滑轮组的有用功是________J．拉力的功率为________?W，滑轮组的机械效率为________?．若减少货物的质量，滑轮组的机械效率将________?（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
14.用如图所示的机械拉着400N的物体在水平地面上匀速运动，物体受到的摩擦力为100N，绳子末端的水平拉力为50N，则滑轮组的机械效率为________。若物体运动的速度为0.2m/s，则10s内拉力做功________J。
15.斜面长5m，高1m，把重为5000N的物体匀速地推向斜面顶端，若斜面是光滑的，则推力为________?N；如果斜面不光滑，所用推力为1250N，物体受到的摩擦力为________?N，则斜面的机械效率为________．若将物体重力增加为5500N，则机械效率将________．（填“增大”、“减小”“不变”）
16.如图：杠杆MN可能绕O点转动，A、B、C、D是四个供人娱乐的吊环、B环到O点的距离为D环O点距离的一半，父子俩在吊环上做游戏，质量为40kg的儿子吊在B环上，父亲站在地面上抓着D环，用250N竖直向下的力在4s内把儿子拉高了0.5m。则：
（1）父亲做功的功率为________；
（2）该器材的机械效率________；






三、解答题
17.物体重600N，放在水平地面上，与地面的接触面积是500cm2（如图甲所示）
（1）物体放在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（2）某工人用400N的力在10s内将物体匀速提高了5m（如图乙所示），拉力的功率是多少？滑轮组的机械效率是多少？






18.如图所示，现将重为5N的物体A沿长1.2m，高0.6m的斜面匀速从底端拉到顶端，在此过程中，F的大小恒为3N，所有时间是12s，求：
（1）物体A从底端到顶端的平均速度
（2）物体A从底端到顶端过程中拉力F的功率
（3）求此斜面的机械效率．（保留一位小数）






19.?体重为600N的小聪用如图所示的滑轮组来竖直提升物体A．当A以0.1m/s的速度匀速上升时，小聪对绳子的拉力F为400N，滑轮组的机械效率为80%（不计摩擦及绳重）．求：
（1）拉力F的功率；
（2）物体A受到的重力；
（3）小聪拉动绳子前后对地面的压强之比；
（4）小聪使用该滑轮组能提起物体的最大重力．





20.如图所示，一小型牵引车通过滑轮组打捞深井中的重物，物重为1.2×103N，密度为1.6×103kg/m3。测得物体在出水面前、完全出水面后牵引车作用在绳子上的拉力之比为1：2，不计绳重、轮绳摩擦及水的阻力。试分析计算回答：
（1）滑轮组在此次打捞重物体现的特点有????? （选填）。
A.只省力??B.只改变力的方向??C.省力且改变力的方向??D.不省力、不改变力的方向
（2）动滑轮的重力为多少N?
（3）重物在出水面前，滑轮组的机械效率是多少?
（4）若重物在出面后上升的速度为0.6m/s，则牵引车的拉力功率为多少W?



四、实验探究题
实验次数 物重
（N） 物体上升的高度（m） 拉力（N） 绳子自由端移动的距离（m） 机械效率（%）
1 1 0.1 0.6 0.2 83.3
2 1 0.1 0.4 0.4 62.5
3 2 0.1 0.65 0.4 76.9
4 1 0.2 0.6 0.4 83.3
21.某班同学在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”时，他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮的个数、物重和物体上升的高度等因素有关，各小组利用如图所示的装置进行验证，杨阳那组得到的实验数据如表：

（1）比较第1、2次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮个数越多，________?；比较第2、3次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重，________?；比较第1、4实验数据得出：同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度________ ．
（2）在测拉力时，某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动，不便于读数，就让弹簧测力计处于静止状态时才读数，该同学的读数与实际相比________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”），测得机械效率________（选填“偏高”、“偏低”或“不变”），说明滑轮组的机械效率还与________?有关．
（3）有两个组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测的机械效率却不同，原因可能是绳子滑轮或滑轮轴之间的________不同，影响了测量结果．所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了________?它的机械效率．
实验
次数 斜面材料 木块重
G/N 斜面高
h/m 拉力
F/N 斜面长
s/m 机械效率
μ
1 木板 2 0.1 0.50 0.5 　??????????
2 棉布 2 0.1 0.60 0.5 67%
3 玻璃 2 0.1 0.45 0.5 89%
22.如图所示是小明探究“斜面的机械效率”实验装置图．实验前他做了如下猜想：
A．斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度有关．
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜度有关．
他在实验时，首先在倾斜的木板上，用弹簧测力计拉着木块沿斜面向上做匀速直线运动，并记录实验数据．后保持斜面倾角不变，在木板上分别垫棉布、玻璃的方法又做了二次实验，每次实验中弹簧测力计都拉着同一木块沿斜面向上做匀速直线运动．实验数据如下：




（1）第1次实验，斜面机械效率是________；
（2）根据小明的实验操作，猜想________是正确的．根据获得的实验数据，可得到的较完整的结论是：________；
（3）为了验证另一个猜想是否正确，小明应该如何进行实验？写出他的实验方案．________．
23.?实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，另外还有钩码一盒，质量不等的滑轮2个，滑轮的轮与轴之间的摩擦很小，可忽略不计．请选用上述实验器材证明：动滑轮的机械效率与动滑轮所受重力有关．
（1）写出实验步骤；
（2）画出实验数据记录表格．

参考答案
一、单选题
1.【答案】D
【解析】A．有力作用在物体上，但力的方向上不一定有移动的距离，力不一定做功，故A不正确；
B．功率是表示做功快慢的物理量，功率越大，做功越快，故B不正确；
C．因为机械效率是有用功与总功的比值，所以机械效率越大，做的有用功不一定越多，故C不正确；
D．机械效率是有用功与总功的比值，机械效率越低，有用功跟总功的比值越小，故D正确．
2.【答案】C
【解析】A、滑轮组的机械效率η= = = = ，所以机械效率的高低与物体被提升的高度无关，故A不正确；
B、增加动滑轮个数，使滑轮组更省力，但是动滑轮越重，需要做的额外功越多，机械效率会越低，故B不正确；
C、增加提升重物重力，做的有用功会增加，这样有用功占总功的比值就会增大，即滑轮组的机械效率提高，故C正确；
D、滑轮组的机械效率η= = = = ，所以机械效率的高低与物体被提升的速度无关，故D不正确．
3.【答案】D
【解析】A、由F= （G+G动+f）可得，滑轮和绳之间、轮与轴间的摩擦力大小不同会导致自由端拉力不同；不符合题意；
BC、利用二力的平衡知识可知，只有匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计的示数才等于拉力的大小；
因此测拉力时没有使测力计匀速上升，测拉力时拉力的方向没有竖直向上，都会造成测量的力不准确，从而导致自由端拉力不同；不符合题意；
D、由F= （G+G动+f）可得，自由端拉力与钩码被提升的高度无关，符合题意。
4.【答案】B
【解析】A．做功的多少与功率和时间有关，与效率无关，故A错误；B．以相同的牵引力行驶相同的路程，说明做功相同，做相同的功，效率高的耗油少，故甲耗油比乙少，说法正确；C．不知道做功的多少，不能根据效率的高低比较耗油的多少，故C错误；D．做功快慢用功率来表示，与效率无关，故D错误．故选B．
5.【答案】D
【解析】A、由题意知，小勇在支持力的方向上没有移动距离，根据做功的两个必要条件可知，水平地面对小勇的支持力做功为0J．故A错误；
B、小勇做的有用功W有用=Gh=800N×5m=4000J．故B错误；
C、由图可知，绳子的有效股数n=2，则s=2h=2×5m=10m，
拉力做的功W总=Fs=500N×10m=5000J，
功率为P===500W．故C错误；
D、此滑轮组的机械效率：
6.【答案】D
【解析】（1）由图知，n=2，s=2h=2×2m=4m，故A错；
（2）不计摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮），则动滑轮的重力G轮=2F﹣G=2×250N﹣400N=100N，故B错；
（3）拉力端移动的距离s=4m，拉力做功W总=Fs=250N×4m=1000J，P===100W，故C错；
（4）W有用=Gh=400N×2m=800J，
滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=80%，故D正确．
7.【答案】A
【解析】动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功，
从摩擦角度考虑，随着物体重力的增加，滑轮与绳子间摩擦会一定程度增大．
同时，物重增大，有用功逐渐增大，有用功占总功的比值在增大，所以机械效率逐渐增大，但由于摩擦也在增大，故机械效率η与物体重力G的关系并不成正比，故A正确符合题意．
8.【答案】C
【解析】从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，则S=2s物，

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与地面之间的摩擦力是一对平衡力，物体和地面之间摩擦力为f，A处的拉力大小为FA=f．则 ．
9.【答案】D
【解析】A、动滑轮拉力的大小与吊起动滑轮的股数有关，股数越多拉力越小，甲、乙、丙的股数分别为3、3、2，故动力大小为F甲=F乙＜F丙 ，A错误；
B、动力所做的功等于滑轮和重物提高的势能，因为滑轮和重物的质量以及提升的高度相同，因此做功相同，W甲=W乙=W丙 ， B错误；
C、根据，时间相和做的功相同时，功率也相同P甲=P乙＝P丙 ， C错误；
D、由于有用功重物提升的势能和动力总功相同，机械效率也相同，故η甲＝η乙＝η丙 ， D正确。 ??
二、填空题
10.【答案】62.5；0.675　
【解析】有用功：W有用=Gh=4.5N×0.3m=1.35J；
总功：W总=2.16J，
斜面的效率：η=×100%=×100%=62.5%；
额外功：W额=W总﹣W有用=2.16J﹣1.35J=0.81J，
因为W额=fs，
所以摩擦力大小：f===0.675N．
故答案为：62.5%；0.675．
11.【答案】＜　；=　
【解析】（1）由图可知，甲图中滑轮组绳子的有效股数为n1=2；乙图中滑轮组绳子的有效股数为n2=3，
因为每个滑轮的质量均相等，所以每个滑轮的重力相等，
忽略绳重和摩擦，由F=（G物+G动），可得，
G1=2F1﹣G动 ， G2=3F2﹣G动 ，
因为F1=F2 ， 所以，G1＜G2；
（2）比较甲、乙两个滑轮组可知，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，
W额=G轮h，W有用=G物h，
利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，
根据η=可知，两个滑轮组的机械效率相同，即：η甲=η乙 ．
12.【答案】＞；＞
【解析】绳重和摩擦力不计，由定滑轮的使用特点可知：F甲=G；
由动滑轮的使用特点可知：F乙= （G动+G）；
一般情况下，动滑轮重小于物重，因此F甲＞F乙 ．
如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则所做的有用功一样大，
乙图，要克服动滑轮的重力做额外功，所以使用动滑轮做的总功多，由η= 可知，动滑轮的机械效率低，即η甲＞η乙 ．
13.【答案】800；100；80%；变小
【解析】由图可知，n=2，
滑轮组的有用功：W有用=Gh=800N×1m=800J；
绳子自由端移动的距离：s=2h=2×1m=2m，
拉力做的功：W=Fs=500N×2m=1000J；
拉力的功率：P===100W；
滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%；
根据公式η==可知，额外功不变，若减少货物的质量，货物的重力减小，滑轮组的机械效率将变小．

14.【答案】66.67%；300
【解析】（1）滑轮组的机械效率η==；
（2）拉力F运动的距离s1=3s物=3×Vt=3×0.2m/s×10s=6m， 所以10s内拉力做的功是W=Fs1=50N×6m=300J。
15.【答案】1000；250；80%；不变
【解析】（1）物体的有用功为：W有=Gh=5000N×1m=5000J，
若斜面光滑，则没有额外功，即推力的功W总=5000J，
因为W=Fs，所以推力的大小：F= = =1000N；（2）因为W总=W额+W有 ，
所以W额=W总﹣W有=6250J﹣5000J=1250J，
摩擦力的大小：f= = =250N．（3）如果斜面不光滑，推力为1250N，则推力的功为：
W总′=F′s=1250N×5m=6250J，
斜面的机械效率：η= ×100%= ×100%=80%；（4）物体变重，有用功增加，摩擦力变大，额外功增加，机械效率不变．
16.【答案】（1）62.5W（2）80%
【解析】（1）做功所用时间t=4s，故父亲的功率为 ；（2）孩子升高的高度为h=0.5m；父亲做的有用功W有用=Gh=400N×0.5m=200J；机械效率： .
三、解答题
17.【答案】（1）解：物体对水平地面的压力：F压=G=600N，
受力面积S=500cm2=0.05m2 ，
对地面的压强：
答：物体放在水平地面上时，对地面的压强是12000Pa
（2）工人做的有用功：W有=Gh=600N×5m=3000J；
由图可知，n=2，绳端移动的距离：s=2h=2×5m=10m，
工人拉力做的总功：W总=Fs=400N×10m=4000J，
工人拉力的功率：
滑轮组的机械效率：
答：拉力的功率是400W，滑轮组的机械效率是75%
【解析】（1）知道物体的重力，物体对地面的压力等于物体重力，知道物体底面积（受力面积），利用p=求物体对地面的压强；
（2）知道物体的重力和上升的高度，根据W=Gh求出工人做的有用功；由图可知，滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出工人做的总功，利用P=?求工人拉力的功率，再根据效率公式求滑轮组的机械效率．
18.【答案】（1）物体A从底端到顶端的平均速度：v===0.1m/s．
（2）拉力做的总功W总=Fs=3N×1.2m=3.6J，则拉力的功率P===0.3W．
（3）拉力做的有用功W有=Gh=5N×0.6m=3J，
则此斜面的机械效率η=×100%=×100%≈83.3%．
【解析】（1）根据v=求出平均速度；
（2）根据W=Fs求出拉力做的总功，利用P=求出功率；
（3）根据W=Gh求出有用功，利用η=×100%求出机械效率
19.【答案】（1）由图通过动滑轮绳子的段数n=3，物体A匀速上升，
拉力F的功率：P=Fv=Fnv物=400N×3×0.1m/s=120W
（2）根据η===， 物体A受到的重力：G=ηnF=80%×3×400N=960N
（3）小聪拉动绳子前对地面压力F=G人=600N，
小聪拉动绳子后对地面压力F′=G人﹣F=600N﹣400N﹣200N，
小聪拉动绳子前后对地面的压强之比：====；
（4）不计摩擦及绳重，F=（G物+G动），
提起A时，G动=3F﹣GA=3×400N﹣960N=240N，
小聪对绳子自由端拉力最大等于他的重力，即F最大=G人=600N，
此时提起物体的重力最大：G最大=3F﹣G动=3×600N﹣240N=1560N．
【解析】（1）由图确定通过动滑轮绳子的段数n，根据P=Fv=Fnv物计算拉力的功率；
（2）根据η===计算物体A受到的重力；
（3）分别找出小聪拉动绳子前后对地面压力，根据p=计算前后对地面的压强之比；
（4）不计摩擦及绳重，根据F=（G物+G动）先计算动滑轮重，再计算能提起物体的最大重力．
【答案】（1）C（2）解：m=G/g=120kg，V=m/ρ=0.075m3 ，F浮=ρ水V排g=750N，??
绳拉重物的力为F1=G-F浮=1200N-750N=450N
2（450+G动）/3=（1200+G动）/3
G动=300N
（3）解：W有=F1S=450h，W总=（450+300）h???? η= W有/ W总=450/750=60%
（4）解：F车拉=(1200N+300N)/3=500N，V=3×0.6m/s=1.8m/s???? P=FV=500N×1.8m/s=900W
【解析】（1）滑轮组是既可以省力又可以改变方向的；故答案为：C;
（2）解：m=G/g=120kg，V=m/ρ=0.075m3 ，F浮=ρ水V排g=750N，
? ? ? ?? ? 绳拉重物的力为F1=G-F浮=1200N-750N=450N
?????????? 2（450+G动）/3=（1200+G动）/3
????????? G动=300N；
（3）解：W有=F1S=450h，W总=（450+300）h
?????????? η= W有/ W总=450/750=60%；
（4）解：F车拉=(1200N+300N)/3=500N，V=3×0.6m/s=1.8m/s
?????????? P=FV=500N×1.8m/s=900W；
四、实验探究题
21.【答案】（1）机械效率越低；机械效率越高；无关（2）偏小；偏高；运动状态
（3）摩擦；提高
【解析】（1）比较第1、2次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮的个数越多，其机械效率越低；
比较第2、3次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重，它的机械效率越高；
比较第1、4次实验数据可知，两次实验时的效率相同，因此同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关；
（2）要正确测量拉力，所以弹簧测力计需要做匀速运动．而当弹簧测力计静止读数时，便不会存在摩擦力对拉力的影响，所以所测拉力偏小，机械效率偏高；说明滑轮组的机械效率还与物体的运动状态有关；
（3）两个小组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测得的机械效率却不同，原因可能是绳子与滑轮或滑轮轴之间的摩擦同，影响了测量结果；
所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了减小摩擦，提高机械效率．
22.【答案】（1）80%（2）A；在斜面倾斜程度相同时，斜面越光滑，机械效率越高
（3）需要控制斜面的粗糙程度和物体的重力不变，改变斜面与水平面的夹角，分别在不同角度下测出机械效率，再比较机械效率的大小，得出结论
【解析】（1）第一次实验的机械效率η= = = ×100%=80%；
根据表中实验数据可知，斜面的倾斜程度相同，斜面越光滑，斜面的机械效率越高，说明猜想A是正确的；通过实验可得结论：在斜面倾斜程度相同时，斜面越光滑，机械效率越高；
（3）要斜面的机械效率可能与斜面的倾斜度的关系，需要控制斜面的粗糙程度和物体的重力不变，改变斜面与水平面的夹角，分别在不同角度下测出机械效率，再比较机械效率的大小，得出结论．
23.【答案】（1）实验步骤：①将弹簧测力计调零，按示意图组装实验器材；

②在动滑轮下依次挂1个、2个、3个钩码，用弹簧测力计拉住绳端，依次竖直向上缓慢匀速拉动，使钩码每次匀速上移一段距离，分别记录绳端移动距离s和钩码移动距离h，并将每次所挂钩码的总质量m和弹簧测力计的示数F分别记录在表格中．
③换另一个滑轮进行实验，在动滑轮下依次挂1个、2个、3个钩码，用弹簧测力计拉住绳端，依次竖直向上缓慢匀速拉动，使钩码每次匀速上移一段距离，分别记录绳端移动距离s和钩码移动距离h，并将每次所挂钩码的总质量m和弹簧测力计的示数F分别记录在表格中．
（2）利用公式η==计算出六次动滑轮的机械效率η1、η2、η3、η4、η5、η6 ， 并将数据记录在表格中．
实验数据记录表：
实验次数 1 2 3 4 5 6
m/g
F/N
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21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）



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