12.3机械效率 同步练习(含答案及解析)
文档属性
| 名称 | 12.3机械效率 同步练习(含答案及解析) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-04-09 17:53:39 | ||
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文档简介
人教版物理八年级下册 12.3 机械效率 同步练习
一、单选题（共10题）
1.王强同学用水桶从水井中提水，在把水从井底提上来的过程中，下列说法正确的是( ???)
A.?对桶所做的功是有用功???????????????????????????????????????B.?对水所做的功是额外功 C.?对水所做的功是有用功???????????????????????????????????????D.?对水所做的功是总功
2.水桶掉进水里，打捞时桶里带些水，下列所述中属于有用功的是(?? )
A.?把桶中水提高做的功?????????B.?手对绳子拉力做的功?????????C.?把桶提高做的功????D.?提整个桶做的功
3.小明用滑轮组把一箱货物从一楼提升到五楼，给滑轮组加上润滑油后，机械效率提高了，则加润滑油后工人提升同样的重物仍从一楼升到五楼时，所做的功（?? ）
A.?有用功减少，总功不变???????????????????????????????????????B.?有用功不变，总功增加 C.?有用功减少，总功减少???????????????????????????????????????D.?有用功不变，总功减少
4.将一个重为 4.5N 的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端(如图所示)，斜面长1.2m，高 0.4m，斜面对物体的摩擦力为 0.3N(物体大小可忽略)。则下列说法正确的是(??? )
A.?沿斜面向上的拉力为0.3N?????????????????????????????????? ?B.?拉力做的有用功0.36J，斜面的机械效率20% C.?拉力做的有用功1.8J，斜面的机械效率20%?????????D.?拉力做的总功2.16J，斜面机械效率83.3%
5.关于功率和机械效率，下列说法正确的是（?? ）
A.?机械效率高的机械，功率一定大??????????????????????????????????? B.?做功时间长的机械，功率一定小 C.?由于存在机械重和摩擦，机械的机械效率小于100%?????D.?功率大的机械，做功一定多
6.一个滑轮组经改进后提高了机械效率，现用它把同一个物体提升相同的高度，则改进后与改进前相比（?? ）
A.?有用功减少，总功减少了????????????????????????????????????B.?总功减少，额外功增加了 C.?有用功不变，额外功减少了????????????????????????????????D.?总功、有用功、额外功均减少了
7.如图所示，重8N的物体，在拉力F的作用下2s内匀速上升了0.4m，动滑轮重2N，不计绳重及摩擦，则下列计算结果错误的是（?? ）
A.?拉力的大小为5N?????????????????????????????????????????????????B.?绳子自由端移动距离为1.2m C.?拉力F的功率为2W??????????????????????????????????????????????D.?滑轮组的机械效率为80%
8.如图，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过程（?? ）
A.?额外功较小?????????????????????????B.?额外功较大?????????????????????????C.?总功较小?????????????????????????D.?总功较大
9.如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB＞AC，施加的力分别为F1、F2拉力做的功为W1、W2 ， 拉力做功的功率分别为P1、P2 ， 则下列判断中正确的是（?? ）
A.?F1＜F2 ， W1=W2 ， P1＞P2????????????????????????????B.?F1＞F2 ， W1＞W2 ， P1＞P2 C.?F1＜F2 ， W1＜W2 ， P1＜P2???????????????????????????D.?F1＜F2 ， W1=W2 ， P1＜P2
10.图中剪刀剪纸机械效率为80%，这表示（? ）
A.?若作用在剪刀的动力是1N，则阻力是0.8N B.?若作用在剪刀的阻力是1N，则动力是0.8N C.?若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.2J 的功用于剪纸 D.?若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.8J 的功用于剪纸
二、填空题（共6题）
11.如图，用2N的拉力匀速竖直向上拉绳子自由端，将重为3.5N物体提升0.1m，不计绳重与摩擦，动滑轮机械效率为________?；若物体重变大，则滑轮机械效率将________。
12.如图所示，小明用一个重为10N的动滑轮匀速提起40N的重物，在忽略绳重及摩擦的情况下，拉力F=________N，动滑轮的机械效率是________。
13.如图所示，工人用250N的力F将重为600N的物体在10s内匀速提升2m，则此过程中，拉力做的功为________J，滑轮组的机械效率为________。
14.请在图中用笔画线代替绳子，将两个滑轮连成滑轮组，要求人往下拉绳使重物升起________。现在用这个装置将重为400N的货物竖直匀速提高了2m，他所做的有用功是________J，已知该滑轮组的机械效率为80%，工人的拉力是________N．要提高该滑轮组的机械效率，你的方法是________。
15.使用滑轮组把200N重物提高0.6m时，绳子被拉下3m ， 用的拉力是50N ， 则滑轮组的机械效率为________。
16.如图所示，把重力为600N的物体匀速推到斜面顶端，斜面长为2m，高为1m，实际推力为400N，所花时间为5s。那么，将物体从底部推到顶部所做的有用功是________J，推力做功________J，推力的功率是________W，物体与斜面间的摩擦力是________N，整个装置的机械效率是________。
三、实验探究题（共2题）
17.如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。
（1）实验室要竖直向上________拉动弹簧测力计，由图中可知拉力大小为________N，将弹簧测力计向上移动15cm，则钩码上升高度为________cm，有用功为________J；总功为________J；该轮滑组的机械效率为________。
（2）取下2个钩码，再做实验，此时滑轮组的机械效率将________（选填：“增大”、“减小”或“不变”）
18.小周同学在学过有关“机械效率”的知识后提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系?”针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动小车的探究实验，并记录实验数据如下：
斜需倾斜程度
小车重G/N
小车上升高试h/m
沿斜面拉力F/N
小车行色匆匆 动距离s/m
有用功W有/J
总功W W总/J
机械效率
较缓
10
0.1
3
1
1
3
33%
较陡
10
0.2
4
1
最陡
10
0.4
6
1
4
6
67%
请根据以上实验数据回答：
（1）“较陡”时，做的有用功为________，总功为________，机械效率为________
（2）通过对上述实验数据的分析，你对小周提出的问题可获得的初步结论是：________
（3）如果小周还想探究斜面的机械效率与物重的关系，实验时应该控制哪些条件不变?
四、计算题（共2题）
19.如图所示，工人用滑轮组提升重240N的物体，所用的拉力为150N，物体在5s内匀速上升1m。求：
（1）有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力的功率。
20.如图所示的滑轮组将重12N的物体匀速提升。所用的拉力F=5N，求滑轮组的机械效率。若用该滑轮组提升18N的重物时，求所用的拉力。(忽略绳重和滑轮与轴的摩擦)
答案解析部分
一、单选题
1. C
解：利用水桶把水从水井提上来，对水做的功的有用功，对桶做的功是额外功，人做的功是总功，C符合题意。 故答案为：C. 【分析】人想要做的功的是有用功，人不想做又不得不做的功是额外功。
2. C
解：A、把桶中水提高做的功属于额外功；A不符合题意； B、手对绳子拉力做的功属于额外功；B不符合题意； C、把桶提高做的功属于有用功；C符合题意； D、提整个桶做的功属于总功；D不符合题意； 故答案为：C。
【分析】本题的目的是打捞水桶，所以对木桶做的功属于有用功。做功的两个必要因素：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离；有用功的定义：当一个力作用在物体上，并使物体在力的方向上通过了一段距离，力学中就说这个力对物体做了功；额外功是并非我们需要但又不得不额外做的功；额外功加有用功就是总功。
3. D
解：加润滑油后工人提升同样的重物时，物体的重力不变、提升高度不变（都提升到五楼），根据W有=Gh可知，有用功不变；但加了润滑油后，额外功变小，因总功等于有用功加上额外功，所以工人做的总功变小。
故答案为：D
【分析】根据W有=Gh可知有用功变化情况；但加了润滑油后，额外功变小，因总功等于有用功加上额外功，可知工人做的总功变化情况.
4. D
解：物体上升做的有用功为， 克服摩擦的额外功为， 总功为W=1.8J+0.36J=2.16J，拉力为， 机械效率为， D符合题意，ABC不符合题意。 故答案为：D.
【分析】根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，利用摩擦力和长度计算额外功，利用总功和斜面长度计算拉力，有用功和总功的比值计算机械效率。
5. C
解：机械效率表示有用功和总功的比值大小，由于额外功的存在，机械效率小于100%，功率表做功的快慢，不是做功的多少，C符合题意。 故答案为：C. 【分析】机械效率是有用功和总功的比值，由于额外功的存在，机械效率小于100%，功率表做功的快慢。
6. C
解： AD、把同一物体匀速提升同样的高度，由W有用＝Gh可知，前后两次做的有用功不变，此AD不符合题意；
BC、有用功一定，机械效率增加，由公式η＝ ＝ 知：总功减小，额外功减小。C符合题意、B不符合题意。
故答案为：C。
【分析】结合W有用＝Gh可知前后两次做的有用功不变，再结合公式η＝ ＝ ?分析理解.
7. B
解： A、如图滑轮组，承担物重的绳子股数n＝2，
不计绳重和摩擦，拉力F的大小：
F＝ （G物+G动）＝ ×（8N+2N）＝5N，A符合题意；
B、绳子自由端移动距离：
s＝2h＝2×0.4m＝0.8m，B不符合题意；
C、拉力F做的总功：
W总＝Fs＝5N×0.8m＝4J，
拉力做功的功率：
P＝ ＝ ＝2W，C符合题意；
D、使用滑轮组做的有用功：
W有用＝Gh＝8N×0.4m＝3.2J，
滑轮组的机械效率：
η＝ ＝ ×100%＝80%，D符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用W有用=Gh求出有用功.利用W总=Fs=Fnh求拉力做功；再利用功率公式P=求拉力做功的功率；利用 η＝?计算滑轮组的机械效率.
8. D
解： AB、由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，由W额＝G动h知，提升A和B所做额外功相同，A、B不符合题意；
CD、不计绳重与摩擦的影响，滑轮组的机械效率：η＝ ＝ ，额外功相同，提升A物体时滑轮组的机械效率较大，所以提升A物体所做的有用功较大，其总功较大，C不符合题意、D符合题意。
故答案为：D。
【分析】不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功与额外功之和； 机械效率是有用功与总功的比值，据此分析解答即可.
9. D
解：将同一物体分别沿光滑斜面（无摩擦力）AB、AC以相同的速度，匀速拉到顶点A，拉力F1、F2对物体所做的功等于物体克服重力所做的功，而同一物体升高相同的高度克服重力做的功相同，故W1=W2；又因 ，W相同，AB＞AC，所以F1＜F2 ， 再由 知，速度相同，F1＜F2 ， 则P1＜P2.
故答案为：D.
【分析】斜面越长，越省力，利用物体的重力和上升的高度可以计算有用功，功和时间的比值计算功率。
10. D
解：A. B. 剪刀使用时，其转轴处会存在摩擦力，且剪刀为一杠杆，使用时，阻力臂是变化的，故不能确定阻力或动力的大小，AB不符合题意；
C. D. 机械效率为有用功与总功的比，机械效率为80%时，若作用在剪刀的动力做功1J，表示有0.8J 的功用于剪纸；另外0.2J 的功是克服摩擦做的额外功，C不符合题意，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】机械效率是有用功和总功的比值.
二、填空题
11. 87.5%；增大 解：（1）动滑轮上承担重力的绳子有2段，那么动滑轮的机械效率为：； （2）根据机械效率可知：当物重G增大时，而动滑轮的重力G动不变时，滑轮组的机械效率增大。 【分析】（1）使用动滑轮提升重物时，对物体做有用功，对动滑轮做额外功，可根据计算机械效率； （2）动滑轮的机械效率还可根据计算；物重增大，即G增大，分析分数值的变化即可。
12. 25；80%
解：忽略绳重及摩擦，拉力F= （G+G动）= ×（40N+10N）=25N；动滑轮的机械效率：η= =80%。 故答案为：25；80%. 【分析】忽略绳重及摩擦，拉力F= （G+G动）；再利用η= 求得动滑轮的机械效率.
13. 1500；80%
解：由图知n＝3，则绳子自由端移动的距离：s＝3h＝3×2m＝6m，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝250N×6m＝1500J；
工人做的有用功：
W有＝Gh＝600N×2m＝1200J，
滑轮组的机械效率：
η＝ ＝ ×100%＝80%。
故答案为：1500；80%；
【分析】利用W总＝Fs=Fnh求得拉力做的总功，再利用W有＝Gh求得工人做的有用功，最后用η＝ 求得滑轮组的机械效率.
14. ；800；250；增加提升的物重
解：（1）人向下拉绳使重物升起，说明绳子最后绕过的是定滑轮，按此反向绕线，则绳子的起始端应系在定滑轮的挂钩上，如图所示：
；（2）他所做的有用功：
W有用＝Gh＝400N×2m＝800J；（3）由图知n＝2，拉力端移动距离s＝2h，
滑轮组η＝ ＝ ＝ ＝ ，
则工人的拉力：
F＝ ＝ ＝250N；（4）要提高机械效率，要尽量减小额外功、增大有用功，可增大使用滑轮组提升的物重、在转轴上加润滑油、减轻动滑轮的自重等。
故答案为：如图所示；800； 250；增加提升的物重。
【分析】以人手为起点开始绕线，利用W有用＝Gh求得有用功，利用η＝ ＝ 求得工人的拉力.要提高机械效率，要尽量减小额外功、增大有用功，据此分析即可.
15. 80%
解：拉力做的有用功：
W有用=Gh=200N×0.6m=120J，
拉力做的总功：
W总=Fs=50N×3m=150J，
滑轮组的机械效率：
η= = ×100%=80%。
故答案为：80%。
【分析】利用W有用=Gh求得有用功，再利用W总=Fs求得拉力做的总功，最后利用η= 求得滑轮组的机械效率.
16. 600；800；160；100；75%???
解：由题知，斜面长s＝2m，斜面高h＝1m，物体重G＝600N，推力F＝400N；
有用功：W有用＝Gh＝600N×1m＝600J，推力做的总功：W总＝Fs＝400N×2m＝800J，
推力做的总功的功率：P＝ ?＝160W；额外功：W额外＝W总?W有用＝800J?600J＝200J，
由W额外＝fs得摩擦力： f＝ ＝100N；斜面的机械效率：η＝ ?＝75%
故答案为：600；800；160；100；75%. 【分析】提升重物做的功是有用功，克服摩擦力所做的功是额外功，推力做的功是总功，推力做的总功的功率是总功率，利用η＝ 计算斜面的机械效率.
?
三、实验探究题
17. （1）匀速；2.4；5；0.3；0.36；83.3% （2）减小
解：（1）①实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数稳定，便于读数；
②图中弹簧测力计每一个大格代表1N，每一个小格代表0.2N，拉力大小为2.4N；
③由图可知承担物重的绳子股数n＝3，则钩码上升的高度h＝ ＝ ＝5cm；
④W有用＝Gh＝6N×0.05m＝0.3J，
W总＝Fs＝2.4N×0.15m＝0.36J；滑轮组的机械效率：η＝ ＝ ×100%＝83.3%。（2）取下2个钩码后，则所做的有用功减小，而额外功不变，所以有用功在总功所占的比例减小，则滑轮组的机械效率将减小。故答案为：（1）匀速；2.4；5；0.3；0.36；83.3%；（2）减小
【分析】（1）拉力做的功为总功，克服重力做的功为有用功，有用功除以总功即为机械效率； （2）结合第一问求解的机械效率的表达式分析求解即可。
18. （1）2J；4J；50％ （2）在其他条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率越高 （3）斜面的倾斜程度、斜面与物体接触面的粗糙程度
解：（1）“较陡”时，做的有用功W有用 ＝GH=10N×0.2m=2J , 总功W总＝FS＝4N×1m=4J , 机械效率； （2）分析表中的机械效率的值可以看出：在其他条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率越高； （3）要探究斜面机械效率与物重的关系 , 需要使斜面的倾斜程度相同 , 同时控制小车上升的高度(或小车在斜面上移动的距离)，而改变物体的重力。 故答案为：（1）2J ; 4J ; 50% ; （2）在其他条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率越高；（3）斜面的倾斜程度、斜面与物体接触面的粗糙程度。 【分析】（1）结合表中的数据，利用公式W＝Gh计算出有用功，利用公式W＝Fs计算总功，再根据公式计算机械效率； （2）分析表格中数据 , 斜面的倾斜程度逐渐变大 , 比较机械效率的值，得出结论； （3）要探究斜面机械效率与物重的关系 , 需要使斜面的倾斜程度相同 , 同时控制小车上升的高度(或小车在斜面上移动的距离)，而改变物体的重力 , 分别测量不同重力时斜面的机械效率 , 分析得出结论。
四、计算题
19. （1）解：W有＝Gh＝240N×1m＝240J；
答：有用功为240J
（2）解：W总＝FS＝150N×2m＝300J；
∴η＝ ＝ ＝80%；
答：滑轮组的机械效率为80%
（3）解：P＝ ＝ ＝60W；
答：拉力的功率为60W
【分析】（1）（2）拉力做的功为总功，克服重力做的功为有用功，有用功除以总功即为机械效率； （3）利用拉力作的功除以做功的时间即为功率。
20. 解：η=W有用/W总=Gh/Fs=G/nP=12N/(3×5N)=80%
G动=nF-G=3×5N-12N=3N
F=(G物+G动)/n=(18N+3N)/3=7N
【分析】根据拉力和物体的重力，结合滑轮组的绳子股数，可以计算机械效率的大小，根据拉力和物体的重力还可以计算动滑轮的重力，结合物体重力和动滑轮的重力计算总的拉力大小。
一、单选题（共10题）
1.王强同学用水桶从水井中提水，在把水从井底提上来的过程中，下列说法正确的是( ???)
A.?对桶所做的功是有用功???????????????????????????????????????B.?对水所做的功是额外功 C.?对水所做的功是有用功???????????????????????????????????????D.?对水所做的功是总功
2.水桶掉进水里，打捞时桶里带些水，下列所述中属于有用功的是(?? )
A.?把桶中水提高做的功?????????B.?手对绳子拉力做的功?????????C.?把桶提高做的功????D.?提整个桶做的功
3.小明用滑轮组把一箱货物从一楼提升到五楼，给滑轮组加上润滑油后，机械效率提高了，则加润滑油后工人提升同样的重物仍从一楼升到五楼时，所做的功（?? ）
A.?有用功减少，总功不变???????????????????????????????????????B.?有用功不变，总功增加 C.?有用功减少，总功减少???????????????????????????????????????D.?有用功不变，总功减少
4.将一个重为 4.5N 的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端(如图所示)，斜面长1.2m，高 0.4m，斜面对物体的摩擦力为 0.3N(物体大小可忽略)。则下列说法正确的是(??? )
A.?沿斜面向上的拉力为0.3N?????????????????????????????????? ?B.?拉力做的有用功0.36J，斜面的机械效率20% C.?拉力做的有用功1.8J，斜面的机械效率20%?????????D.?拉力做的总功2.16J，斜面机械效率83.3%
5.关于功率和机械效率，下列说法正确的是（?? ）
A.?机械效率高的机械，功率一定大??????????????????????????????????? B.?做功时间长的机械，功率一定小 C.?由于存在机械重和摩擦，机械的机械效率小于100%?????D.?功率大的机械，做功一定多
6.一个滑轮组经改进后提高了机械效率，现用它把同一个物体提升相同的高度，则改进后与改进前相比（?? ）
A.?有用功减少，总功减少了????????????????????????????????????B.?总功减少，额外功增加了 C.?有用功不变，额外功减少了????????????????????????????????D.?总功、有用功、额外功均减少了
7.如图所示，重8N的物体，在拉力F的作用下2s内匀速上升了0.4m，动滑轮重2N，不计绳重及摩擦，则下列计算结果错误的是（?? ）
A.?拉力的大小为5N?????????????????????????????????????????????????B.?绳子自由端移动距离为1.2m C.?拉力F的功率为2W??????????????????????????????????????????????D.?滑轮组的机械效率为80%
8.如图，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过程（?? ）
A.?额外功较小?????????????????????????B.?额外功较大?????????????????????????C.?总功较小?????????????????????????D.?总功较大
9.如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB＞AC，施加的力分别为F1、F2拉力做的功为W1、W2 ， 拉力做功的功率分别为P1、P2 ， 则下列判断中正确的是（?? ）
A.?F1＜F2 ， W1=W2 ， P1＞P2????????????????????????????B.?F1＞F2 ， W1＞W2 ， P1＞P2 C.?F1＜F2 ， W1＜W2 ， P1＜P2???????????????????????????D.?F1＜F2 ， W1=W2 ， P1＜P2
10.图中剪刀剪纸机械效率为80%，这表示（? ）
A.?若作用在剪刀的动力是1N，则阻力是0.8N B.?若作用在剪刀的阻力是1N，则动力是0.8N C.?若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.2J 的功用于剪纸 D.?若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.8J 的功用于剪纸
二、填空题（共6题）
11.如图，用2N的拉力匀速竖直向上拉绳子自由端，将重为3.5N物体提升0.1m，不计绳重与摩擦，动滑轮机械效率为________?；若物体重变大，则滑轮机械效率将________。
12.如图所示，小明用一个重为10N的动滑轮匀速提起40N的重物，在忽略绳重及摩擦的情况下，拉力F=________N，动滑轮的机械效率是________。
13.如图所示，工人用250N的力F将重为600N的物体在10s内匀速提升2m，则此过程中，拉力做的功为________J，滑轮组的机械效率为________。
14.请在图中用笔画线代替绳子，将两个滑轮连成滑轮组，要求人往下拉绳使重物升起________。现在用这个装置将重为400N的货物竖直匀速提高了2m，他所做的有用功是________J，已知该滑轮组的机械效率为80%，工人的拉力是________N．要提高该滑轮组的机械效率，你的方法是________。
15.使用滑轮组把200N重物提高0.6m时，绳子被拉下3m ， 用的拉力是50N ， 则滑轮组的机械效率为________。
16.如图所示，把重力为600N的物体匀速推到斜面顶端，斜面长为2m，高为1m，实际推力为400N，所花时间为5s。那么，将物体从底部推到顶部所做的有用功是________J，推力做功________J，推力的功率是________W，物体与斜面间的摩擦力是________N，整个装置的机械效率是________。
三、实验探究题（共2题）
17.如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。
（1）实验室要竖直向上________拉动弹簧测力计，由图中可知拉力大小为________N，将弹簧测力计向上移动15cm，则钩码上升高度为________cm，有用功为________J；总功为________J；该轮滑组的机械效率为________。
（2）取下2个钩码，再做实验，此时滑轮组的机械效率将________（选填：“增大”、“减小”或“不变”）
18.小周同学在学过有关“机械效率”的知识后提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系?”针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动小车的探究实验，并记录实验数据如下：
斜需倾斜程度
小车重G/N
小车上升高试h/m
沿斜面拉力F/N
小车行色匆匆 动距离s/m
有用功W有/J
总功W W总/J
机械效率
较缓
10
0.1
3
1
1
3
33%
较陡
10
0.2
4
1
最陡
10
0.4
6
1
4
6
67%
请根据以上实验数据回答：
（1）“较陡”时，做的有用功为________，总功为________，机械效率为________
（2）通过对上述实验数据的分析，你对小周提出的问题可获得的初步结论是：________
（3）如果小周还想探究斜面的机械效率与物重的关系，实验时应该控制哪些条件不变?
四、计算题（共2题）
19.如图所示，工人用滑轮组提升重240N的物体，所用的拉力为150N，物体在5s内匀速上升1m。求：
（1）有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力的功率。
20.如图所示的滑轮组将重12N的物体匀速提升。所用的拉力F=5N，求滑轮组的机械效率。若用该滑轮组提升18N的重物时，求所用的拉力。(忽略绳重和滑轮与轴的摩擦)
答案解析部分
一、单选题
1. C
解：利用水桶把水从水井提上来，对水做的功的有用功，对桶做的功是额外功，人做的功是总功，C符合题意。 故答案为：C. 【分析】人想要做的功的是有用功，人不想做又不得不做的功是额外功。
2. C
解：A、把桶中水提高做的功属于额外功；A不符合题意； B、手对绳子拉力做的功属于额外功；B不符合题意； C、把桶提高做的功属于有用功；C符合题意； D、提整个桶做的功属于总功；D不符合题意； 故答案为：C。
【分析】本题的目的是打捞水桶，所以对木桶做的功属于有用功。做功的两个必要因素：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离；有用功的定义：当一个力作用在物体上，并使物体在力的方向上通过了一段距离，力学中就说这个力对物体做了功；额外功是并非我们需要但又不得不额外做的功；额外功加有用功就是总功。
3. D
解：加润滑油后工人提升同样的重物时，物体的重力不变、提升高度不变（都提升到五楼），根据W有=Gh可知，有用功不变；但加了润滑油后，额外功变小，因总功等于有用功加上额外功，所以工人做的总功变小。
故答案为：D
【分析】根据W有=Gh可知有用功变化情况；但加了润滑油后，额外功变小，因总功等于有用功加上额外功，可知工人做的总功变化情况.
4. D
解：物体上升做的有用功为， 克服摩擦的额外功为， 总功为W=1.8J+0.36J=2.16J，拉力为， 机械效率为， D符合题意，ABC不符合题意。 故答案为：D.
【分析】根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，利用摩擦力和长度计算额外功，利用总功和斜面长度计算拉力，有用功和总功的比值计算机械效率。
5. C
解：机械效率表示有用功和总功的比值大小，由于额外功的存在，机械效率小于100%，功率表做功的快慢，不是做功的多少，C符合题意。 故答案为：C. 【分析】机械效率是有用功和总功的比值，由于额外功的存在，机械效率小于100%，功率表做功的快慢。
6. C
解： AD、把同一物体匀速提升同样的高度，由W有用＝Gh可知，前后两次做的有用功不变，此AD不符合题意；
BC、有用功一定，机械效率增加，由公式η＝ ＝ 知：总功减小，额外功减小。C符合题意、B不符合题意。
故答案为：C。
【分析】结合W有用＝Gh可知前后两次做的有用功不变，再结合公式η＝ ＝ ?分析理解.
7. B
解： A、如图滑轮组，承担物重的绳子股数n＝2，
不计绳重和摩擦，拉力F的大小：
F＝ （G物+G动）＝ ×（8N+2N）＝5N，A符合题意；
B、绳子自由端移动距离：
s＝2h＝2×0.4m＝0.8m，B不符合题意；
C、拉力F做的总功：
W总＝Fs＝5N×0.8m＝4J，
拉力做功的功率：
P＝ ＝ ＝2W，C符合题意；
D、使用滑轮组做的有用功：
W有用＝Gh＝8N×0.4m＝3.2J，
滑轮组的机械效率：
η＝ ＝ ×100%＝80%，D符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用W有用=Gh求出有用功.利用W总=Fs=Fnh求拉力做功；再利用功率公式P=求拉力做功的功率；利用 η＝?计算滑轮组的机械效率.
8. D
解： AB、由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，由W额＝G动h知，提升A和B所做额外功相同，A、B不符合题意；
CD、不计绳重与摩擦的影响，滑轮组的机械效率：η＝ ＝ ，额外功相同，提升A物体时滑轮组的机械效率较大，所以提升A物体所做的有用功较大，其总功较大，C不符合题意、D符合题意。
故答案为：D。
【分析】不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功与额外功之和； 机械效率是有用功与总功的比值，据此分析解答即可.
9. D
解：将同一物体分别沿光滑斜面（无摩擦力）AB、AC以相同的速度，匀速拉到顶点A，拉力F1、F2对物体所做的功等于物体克服重力所做的功，而同一物体升高相同的高度克服重力做的功相同，故W1=W2；又因 ，W相同，AB＞AC，所以F1＜F2 ， 再由 知，速度相同，F1＜F2 ， 则P1＜P2.
故答案为：D.
【分析】斜面越长，越省力，利用物体的重力和上升的高度可以计算有用功，功和时间的比值计算功率。
10. D
解：A. B. 剪刀使用时，其转轴处会存在摩擦力，且剪刀为一杠杆，使用时，阻力臂是变化的，故不能确定阻力或动力的大小，AB不符合题意；
C. D. 机械效率为有用功与总功的比，机械效率为80%时，若作用在剪刀的动力做功1J，表示有0.8J 的功用于剪纸；另外0.2J 的功是克服摩擦做的额外功，C不符合题意，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】机械效率是有用功和总功的比值.
二、填空题
11. 87.5%；增大 解：（1）动滑轮上承担重力的绳子有2段，那么动滑轮的机械效率为：； （2）根据机械效率可知：当物重G增大时，而动滑轮的重力G动不变时，滑轮组的机械效率增大。 【分析】（1）使用动滑轮提升重物时，对物体做有用功，对动滑轮做额外功，可根据计算机械效率； （2）动滑轮的机械效率还可根据计算；物重增大，即G增大，分析分数值的变化即可。
12. 25；80%
解：忽略绳重及摩擦，拉力F= （G+G动）= ×（40N+10N）=25N；动滑轮的机械效率：η= =80%。 故答案为：25；80%. 【分析】忽略绳重及摩擦，拉力F= （G+G动）；再利用η= 求得动滑轮的机械效率.
13. 1500；80%
解：由图知n＝3，则绳子自由端移动的距离：s＝3h＝3×2m＝6m，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝250N×6m＝1500J；
工人做的有用功：
W有＝Gh＝600N×2m＝1200J，
滑轮组的机械效率：
η＝ ＝ ×100%＝80%。
故答案为：1500；80%；
【分析】利用W总＝Fs=Fnh求得拉力做的总功，再利用W有＝Gh求得工人做的有用功，最后用η＝ 求得滑轮组的机械效率.
14. ；800；250；增加提升的物重
解：（1）人向下拉绳使重物升起，说明绳子最后绕过的是定滑轮，按此反向绕线，则绳子的起始端应系在定滑轮的挂钩上，如图所示：
；（2）他所做的有用功：
W有用＝Gh＝400N×2m＝800J；（3）由图知n＝2，拉力端移动距离s＝2h，
滑轮组η＝ ＝ ＝ ＝ ，
则工人的拉力：
F＝ ＝ ＝250N；（4）要提高机械效率，要尽量减小额外功、增大有用功，可增大使用滑轮组提升的物重、在转轴上加润滑油、减轻动滑轮的自重等。
故答案为：如图所示；800； 250；增加提升的物重。
【分析】以人手为起点开始绕线，利用W有用＝Gh求得有用功，利用η＝ ＝ 求得工人的拉力.要提高机械效率，要尽量减小额外功、增大有用功，据此分析即可.
15. 80%
解：拉力做的有用功：
W有用=Gh=200N×0.6m=120J，
拉力做的总功：
W总=Fs=50N×3m=150J，
滑轮组的机械效率：
η= = ×100%=80%。
故答案为：80%。
【分析】利用W有用=Gh求得有用功，再利用W总=Fs求得拉力做的总功，最后利用η= 求得滑轮组的机械效率.
16. 600；800；160；100；75%???
解：由题知，斜面长s＝2m，斜面高h＝1m，物体重G＝600N，推力F＝400N；
有用功：W有用＝Gh＝600N×1m＝600J，推力做的总功：W总＝Fs＝400N×2m＝800J，
推力做的总功的功率：P＝ ?＝160W；额外功：W额外＝W总?W有用＝800J?600J＝200J，
由W额外＝fs得摩擦力： f＝ ＝100N；斜面的机械效率：η＝ ?＝75%
故答案为：600；800；160；100；75%. 【分析】提升重物做的功是有用功，克服摩擦力所做的功是额外功，推力做的功是总功，推力做的总功的功率是总功率，利用η＝ 计算斜面的机械效率.
?
三、实验探究题
17. （1）匀速；2.4；5；0.3；0.36；83.3% （2）减小
解：（1）①实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数稳定，便于读数；
②图中弹簧测力计每一个大格代表1N，每一个小格代表0.2N，拉力大小为2.4N；
③由图可知承担物重的绳子股数n＝3，则钩码上升的高度h＝ ＝ ＝5cm；
④W有用＝Gh＝6N×0.05m＝0.3J，
W总＝Fs＝2.4N×0.15m＝0.36J；滑轮组的机械效率：η＝ ＝ ×100%＝83.3%。（2）取下2个钩码后，则所做的有用功减小，而额外功不变，所以有用功在总功所占的比例减小，则滑轮组的机械效率将减小。故答案为：（1）匀速；2.4；5；0.3；0.36；83.3%；（2）减小
【分析】（1）拉力做的功为总功，克服重力做的功为有用功，有用功除以总功即为机械效率； （2）结合第一问求解的机械效率的表达式分析求解即可。
18. （1）2J；4J；50％ （2）在其他条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率越高 （3）斜面的倾斜程度、斜面与物体接触面的粗糙程度
解：（1）“较陡”时，做的有用功W有用 ＝GH=10N×0.2m=2J , 总功W总＝FS＝4N×1m=4J , 机械效率； （2）分析表中的机械效率的值可以看出：在其他条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率越高； （3）要探究斜面机械效率与物重的关系 , 需要使斜面的倾斜程度相同 , 同时控制小车上升的高度(或小车在斜面上移动的距离)，而改变物体的重力。 故答案为：（1）2J ; 4J ; 50% ; （2）在其他条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率越高；（3）斜面的倾斜程度、斜面与物体接触面的粗糙程度。 【分析】（1）结合表中的数据，利用公式W＝Gh计算出有用功，利用公式W＝Fs计算总功，再根据公式计算机械效率； （2）分析表格中数据 , 斜面的倾斜程度逐渐变大 , 比较机械效率的值，得出结论； （3）要探究斜面机械效率与物重的关系 , 需要使斜面的倾斜程度相同 , 同时控制小车上升的高度(或小车在斜面上移动的距离)，而改变物体的重力 , 分别测量不同重力时斜面的机械效率 , 分析得出结论。
四、计算题
19. （1）解：W有＝Gh＝240N×1m＝240J；
答：有用功为240J
（2）解：W总＝FS＝150N×2m＝300J；
∴η＝ ＝ ＝80%；
答：滑轮组的机械效率为80%
（3）解：P＝ ＝ ＝60W；
答：拉力的功率为60W
【分析】（1）（2）拉力做的功为总功，克服重力做的功为有用功，有用功除以总功即为机械效率； （3）利用拉力作的功除以做功的时间即为功率。
20. 解：η=W有用/W总=Gh/Fs=G/nP=12N/(3×5N)=80%
G动=nF-G=3×5N-12N=3N
F=(G物+G动)/n=(18N+3N)/3=7N
【分析】根据拉力和物体的重力，结合滑轮组的绳子股数，可以计算机械效率的大小，根据拉力和物体的重力还可以计算动滑轮的重力，结合物体重力和动滑轮的重力计算总的拉力大小。