沪科版八年级物理下册同步练习 第十章 机械与人 10.5 机械效率 基础练习 有答案 有解析

10.5
机械效率
基础题练习
选择和填空
有答案
有解析
一、单选题
1．某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮等重），在相同时间内把重物G提升相同高度，F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是
A．力F1和F2做功的功率相同
B．力F1和F2做的总功相同
C．乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大
D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
2．小王使用如图所示的滑轮组提升重物，用300N的拉力在10s内将540N的重物匀速提升了1m，在这个过程中（　　）
A．有用功为540J
B．拉力的功率为90W
C．滑轮组的机械效率为60%
D．绳子自由端移动的距离为3m
3．甲、乙是用相同滑轮组成的滑轮组，如图所示，用它们分别将重物
G
提高相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是
A．甲滑轮组比乙滑轮组费力
B．乙滑轮组的机械效率比甲大
C．拉力
F1、F2
做的总功相同
D．如果绳子自由端同时同速竖直拉动，则两组重物上升时相对静止
4．用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相同的高度.若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则（
）
A．η甲=η乙，W甲=W乙
B．η甲＞η乙，W甲＞W乙
C．η甲＜η乙，W甲＜W乙
D．η甲＞η乙，W甲＜W乙
5．测某机器的机械效率时，有如下4个记录结果，其中肯定错误的是
A．99%
B．120%
C．60%
D．80%
6．如图所示，用滑轮组提升重物时，重400N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为250N，则提升重物的过程中
A．做的总功是400J
B．拉力F的功率是25W
C．绳子自由端被拉下1m
D．滑轮组的机械效率是80%
7．质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼．已知工人在1min内将货物匀速提高6m，作用在钢绳的拉力为400N，滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示（机械中摩擦和绳重均不计）．下列说法正确的是
A．作用在钢绳上的拉力的功率为400W
B．动滑轮的重力为200N
C．人对绳子的最大拉力为1000N
D．该滑轮组的最大机械效率为83.3%
8．两位同学用二只同样的滑轮和同一根绳子，分别组成图所示的甲、乙两个滑轮组来匀速提升同一重物，不计绳重和阻力，则
A．甲较省力且机械效率较高
B．乙较省力且机械效率较高
C．两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同
D．两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同
9．人直接用的力匀速提升重物，所做的功是，若人使用某机械匀速提升该重物到同一高度，人的拉力为，所做的功是，则（
）
A．一定大于
B．一定小于
C．一定大于，
D．只有大于，才大于
10．如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为G1、G2的货物提高相同的高度（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是
A．用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
B．若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
C．若G1＝G2，则拉力F1与F2所做的总功相等
D．若G1＝G2，则甲、乙滑轮组所做的额外功相等
11．如图所示，利用滑轮组将重力为2N的物体，以0.2m/s的速度提升0.1m，拉力F为1.2N，下列说法正确的是（　　）
A．绳自由端移动的速度为0.6m/s
B．这个滑轮组是费力机械
C．滑轮组的机械效率为83.3%
D．F所做的有用功为0.24J
二、填空题
12．如图所示，用滑轮组把质量为80kg的物体匀速提升3m，若拉力F＝500N，则滑轮组的机械效率为_____，若不计绳重和摩擦，则动滑轮受到的重力为_____N．
13．下图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图．杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动，已知AO:AB=3:5，悬挂在A端的沙土所受的G=150N，作用在绳端的竖直向下的拉力F=250N,匀速把沙土提升2m，求此过程的机械效率_________
．如果改为用一个定滑轮去提升这些沙土，机械效率将__________．（选填“升高”或“降低”）
14．如图所示，不计绳重和摩擦，用滑轮组提升400N的重物G，重物在10s内匀速上升了3m，绳子自由端的拉力F为200N．则所做的有用功是______J，拉力的做功的功率是_____W，滑轮组的机械效率是______﹪．使用同一滑轮组，所提升物重增大，机械效率将______．(选填”增大”、”减小”或”不变”)．
15．利用如图所示的滑轮组，用的力拉绳子自由端，货物以的速度匀速直线运动，整个过程中，滑轮组的机械效率为，则货物在内移动的距离__________，水平地面对货物的摩擦力大小__________．
16．如图所示，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，其斜面的机械效率为80%，则所用推力为_____N，物体受到的摩擦力为_____N．
17．如图，工人师傅用动滑轮匀速提升重物（不计绳重和轮轴摩擦）．使用动滑轮的好处是______．当物体重450
N时，工人所用拉力为250
N，则动滑轮的机械效率为______；用该滑轮匀速提升重600
N的物体，则工人所用的拉力为______N.
18．请在如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__________________。
19．如图所示，用滑轮组提起一个重为7N的物体，在拉力F＝4N的作用下，10s内物体沿竖直方向匀速升高了2m．不计绳重和摩擦，可知拉力F的功率为_____W．此滑轮组的机械效率为_____．
20．使用同一个滑轮组提升物体，提升的物体质量越大，滑轮组的机械效率_____（填“越高”、“越低”或“不变”）
试卷第1页，总3页
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参考答案
1．D
【解析】
【分析】
①使用滑轮组时，手拉绳子自由端做的功是总功；总功与所用时间之比是拉力做功的功率；②根据已知条件判断省力情况；利用公式η＝比较滑轮组机械效率．
【详解】
由图知，甲滑轮组中n＝3，乙滑轮组中n＝4.
AB、若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为：s甲＝3h，s乙＝4h；甲滑轮组中拉力做的总功为W甲总＝F1?3h，乙滑轮组中拉力做的总功为W乙总＝F2?4h，已知F1＝F2，所以W甲总＜W乙总，故B错误；已知时间相同，由公式P＝知，P甲总＜P乙总．故A错误；C、已知F1＝F2，所以省力情况相同，故C错误；D.甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，提升高度相同,故有用功相同，甲滑轮组中有1个动滑轮，乙滑轮组中有2个动滑轮，不计绳重及摩擦时，对动滑轮做的功为额外功，所以乙滑轮组做的额外功多，据η＝可知，η甲＞η乙，故
D正确．故选D．
2．A
【解析】
【分析】
（1）知道物体的重力和上升的高度，根据
求出有用功；
（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据
求出绳子自由端移动的距离；利用
求出总功，再利用
求出拉力的功率；
（3）利用求出滑轮组的机械效率．
【详解】
A.
有用功为：，故A正确；
D.
由图知，两段绳子承重，即，所以绳子自由端移动的距离为：
，故D错误；
B.
拉力做的总功为：；
拉力的功率为：，故B错误；
C.
滑轮组的机械效率为：，故C错误；
故选A．
【点睛】
涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，弄清楚这些功后，求效率和功率就显得简单了．
3．C
【解析】
【详解】
A．由图可知，承担物重的绳子股数，已知滑轮重相等、物重也相等，不计绳重与摩擦，根据
可知，甲滑轮组拉力较小、更省力，故A错误；
B．滑轮重、物重均相等，提升相同的高度，有用功和总功相等，由
可知，两个滑轮组的机械效率相等，故B错误；
C．拉力做功是总功，滑轮重、物重均相等，提升相同的高度，由可知拉力做功相等，故C正确；
D．
绳子自由端同时同速竖直拉动，绳端移动距离相同，甲图中重物升高的高度小于乙图中重物升高的高度，则两组重物上升时相对运动，故D错．
故选C.
4．A
【解析】
【详解】
钩码的重力相同，钩码上升的高度相同，根据W有=Gh可知，所做的有用功相同；不计绳重与摩擦，此时对动滑轮做的功是额外功，滑轮相同，即额外功相同，即W额是相同的，根据W总=W有+W额可知，W总是相同的，故拉力做的功相同，即W甲=W乙，由机械效率公式η=得到机械效率相同，即η甲=η乙，故A符合题意，BCD不符合题意。
5．B
【解析】
【分析】
有用功跟总功的比值叫做机械效率，总功等于有用功加额外功，根据机械效率的概念分析哪个数据错误的。
【详解】
机器在工作过程中，由于额外功不可避免，有用功只是总功的一部分，因而机械效率总小于1，即小于100%，选项B中的120%是错误的。
故选B。
6．D
【解析】
【分析】
（1）（3）已知拉力大小，由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n＝2，则s＝2h，求出拉力端移动距离，利用W＝Fs可求总功；（2）知道做功时间，利用P＝
求出拉力F的功率；（4）已知物重和物体被提升高度，根据公式W＝Gh可计算出有用功；利用效率公式η＝求滑轮组的机械效率。
【详解】
AC、由图知，n＝2，则绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×1m＝2m，故C错误；拉力做的总功：W总＝Fs＝250N×2m＝500J，故A错误；B、拉力F的功率：P＝
＝50W，故B错误；D、有用功：W有用＝Gh＝400N×1m＝400J，滑轮组的机械效率：η＝
×100%＝
×100%＝80%，故D正确。故选：D。
7．B
【解析】
【分析】
（1）由图可知，n=3，则绳端移动的距离
，利用
求拉力做的功，再利用求拉力的功率；
（2）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，利用求拉力；因机械中摩擦力及绳重忽略不计，拉力，据此求动滑轮重力；
（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力等于工人的重力；
（4）利用求提升的最大物重，滑轮组的最大机械效率
.
【详解】
（1）由图可知，n=3，则绳端移动的距离：
，
拉力做的功：，
拉力的功率：，故A错；
（2）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，
根据可得：拉力，
因机械中摩擦力及绳重忽略不计，则，
所以，
，故B正确；
（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：
，故C错；
（4）由可得，提升的最大物重：
，
机械中摩擦和绳重均不计，则滑轮组的最大机械效率：，故D错．
故选B．
8．D
【解析】
【分析】
（1）在不计摩擦的情况下，若有n段绳子在拉重物，则，从而比较出拉力大小。
（2）根据公式比较出机械效率的大小。
【详解】
（1）从图中可以看出，甲图是有两段绳子在拉重物，故；
乙图有三段绳子在拉重物，故．所以F甲＞F乙。
（2）根据可知，两个滑轮组动滑轮重相同，物重相同，所以其机械效率相同。
故D选项说说法正确。
【点睛】
此题主要考查的是学生对滑轮组拉力大小的计算、滑轮组机械效率大小比较的理解和掌握，掌握机械效率公式的变形是解决此题的关键。
9．C
【解析】
【详解】
AB．直接用的力匀速提升重物，，使用某机械匀速提升该重物，由于机械可能是省力，有可能费力，也可能既不省力也不费力，所以与G的大小关系不能判断，则无法比较与的大小，故AB不符合题意；
CD．直接用的力匀速提升重物，所做的功是
W1=W有用=Gh，
但由于要克服机械重力和摩擦力做额外功，所以
W2=W有用+W额外，
则，故C符合题意，D不符合题意。
10．B
【解析】
【分析】
（1）同一滑轮组提起重物不同时，所做的额外功相同，有用功不同，根据机械效率为有用功和总功的比值判断滑轮组机械效率是否变化；
（2）滑轮组所做的总功为克服物体的重力和动滑轮重力所做的功，根据W＝Gh比较两者所做总功之间的关系；
（3）滑轮组所做的有用功为克服物体重力所做的功，根据W＝Gh比较两者的大小，再根据机械效率为有用功和总功的比值比较两者机械效率之间的关系；
（4）根据W＝Gh比较有用功的大小．
【详解】
A．用同一个滑轮组提起不同的重物时，额外功不变，但有用功不同，有用功和总功的比值不同，则滑轮组的机械效率不同，故A错误；
BC．若G1=G2，且货物被提升的高度相同，根据W有=G物h可知，两滑轮组所做的有用功相等；
不计绳重和摩擦，拉力所做的总功为克服物体重力和动滑轮重力所做的功，因甲滑轮组只有1个动滑轮（即动滑轮重更小），所以由W总=（G物+G动）h可知，甲滑轮组做的总功小于乙滑轮组做的总功，由可知，甲滑轮组的机械效率高，故B正确，C错误；
D．两物体被提升的高度相同，动滑轮的重力不同，根据W=G动h可知，甲、乙滑轮组所做的额外功不相等，故D错误．
故选B．
【点睛】
涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，使用滑轮或滑轮组时，额外功为提高滑轮做的功、克服摩擦及绳子重做的功．
11．C
【解析】
【分析】
（1）由图可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2，绳子自由端移动的速度等于物体升高速度的2倍；
（2）由题知使用滑轮组时拉力F、提升的物重，比较两者的大小可得是省力机械还是费力机械；
（3）利用求拉力做的有用功，拉力端移动距离s=2h，利用求拉力做的总功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比．
【详解】
A、由图可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2，绳子自由端移动的速度
故A错；
B、由题知拉力F=1.2N，G=2N，因为F＜G，所以这个滑轮组是省力机械，故B错；
CD、拉力做的有用功，拉力端移动距离，拉力做的总功，滑轮组的机械效率：，故C正确、D错．
故选C．
【点睛】
本题考查了使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算，确定使用滑轮组承担物重的绳子股数是突破口，明确有用功、总功的含义是关键．
12．80%
200
【解析】
【分析】
知道物体质量，利用求其重力，再利用求拉力做的有用功；由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h，利用求总功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比．
不计绳重和摩擦，拉力，据此求动滑轮重力．
【详解】
（1）物体的重力：
有用功：，
由图可知，n=2，拉力端移动距离，
拉力做的总功：，
滑轮组的机械效率：；
（2）不计绳重和摩擦，拉力，
则动滑轮重力：．
【点睛】
本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率和动滑轮重力的计算，利用好关系式：不计绳重和摩擦，拉力．
13．90％
升高
【解析】
【详解】
由题意知，知，则，用竖直向下的拉力匀速把沙土提升时，拉力移动的距离与沙土升高的距离之比为：，则拉力移动的距离为：；
根据得，此过程的机械效率为：
；
当用一个定滑轮去提升这些沙土时，因为定滑轮不省力，也不费力，在不考虑摩擦力的情况下，做功时额外功为0，所以机械效率为100%，则使用定滑轮时可以提高机械效率．
14．1200
180
66.7
增大
【解析】
【详解】
(1)物体重力G=400N，拉力F=200N，高度h=3m，时间t=10s，n=3，s绳=3×3m=9m；
提起重物所做的有用功:
；
(2)拉力做的总功:
,
拉力F做功的功率:；
(3)滑轮组的机械效率:
.
(4)
滑轮组的机械效率公式可表达为：
所以当提高物体的物重G物增大时，滑轮组的机械效率增大．
15．
1500
【解析】
【分析】
（1）根据算出货物A在10
s内移动的距离；
（2）根据机械效率公式求摩擦力。
【详解】
（1）根据可得，货物A在10
s内移动的距离：；
（2）由图可知，动滑轮上绳子的有效股数：n=2，由可得，水平地面对货物A的摩擦力：。
故答案为：1；1500。
【点睛】
此题主要考查的是学生对机械效率计算公式及其变形公式的理解和掌握，知道克服物体摩擦力做的功为有用功是解决此题的关键。
16．1000
1250
250
【解析】
【详解】
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
推力F=
W总/L
=
5000J/
5m
=1000N．
效率为：η=
W有/W1
有用功为W总==W总/η=5000J/80%=6250J
推力F=
W总/L
=
6250J/
5m
=1250N
额外功：W额=W总-W有=6250J-5000J=1250J
摩擦力：f=W额/s=1250J/5m=250N
17．省力
90%
325
【解析】
【分析】
动滑轮省力，但不能改变力的方向．图中使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，则s=2h；不计摩擦和绳重，根据拉力和重力的关系得到动滑轮重，根据机械效率的公式得到动滑轮的机械效率；根据拉力和重力的关系得到拉力的大小．
【详解】
动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍个杠杆，使用动滑轮的好处是省一半力，但不能改变动力的方向；
不考虑绳重和摩擦，，动滑轮的重力G动=2F-G=2×250N-450N=50N，
动滑轮的机械效率；提升重600
N的物体，拉力．
18．800J
160N
增加提升重物重力
【解析】
【详解】
根据题意知道，人用力往下拉绳使重物升起，说明最后绕过的是定滑轮，按此反向绕线，绳子的起始端系在定滑轮上，如下图：
由W=Gh知道，拉力做的有用功是：W有=Gh=400N×2m=800J；由知道，拉力做的总功是：；又因为n=2，所以，绳端移动的距离是：s=2h=2×2m=4m，由W总=Fs可知工人的拉力是：；要提高滑轮组的机械效率可以在额外功一定时，增大有用功，即增加提升重物重力，可以提高有用功，使有用功在总功中所占的比值增大，即增加提升重物重力可以提高滑轮组的机械效率。
19．1.6
87.5%
【解析】
【分析】
（1）根据滑轮组承担物重绳子段数，计算绳子自由端移动距离，求出总功，已知时间t，由功率公式求出滑轮组对物体A做功的功率；
（2）然后求出有用功，由效率公式求出效率．
【详解】
（1）由图可知：滑轮组承担物重绳子段数：n＝2，绳子自由端移动的距离：，
滑轮组所做总功：，
拉力功率：；
（2）有用功：，
滑轮组的机械效率：
．
故答案为(1).
1.6
(2).
87.5%．
【点睛】
本题为机械效率的题目，要准确计算出有用功、总功，再计算机械效率，知道时间再求出功率．
20．越高
【解析】
【分析】
提升的物体质量越大（即提升物体的重力越大），在提升高度相同时，所做有用功越大；用同一个滑轮组提升物体，克服绳重、摩擦和动滑轮重力所做的额外功变化不大；根据有用功在总功中所占的比例可判断机械效率的变化情况．
【详解】
使用同一个滑轮组提升物体时，效率为：
，
可知，同一个滑轮组提升物体时，对动滑轮做的额外功是不变的，当提升的物体质量越大时，有用功越大，所以效率会提高．
【点睛】
涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，使用滑轮或滑轮组时，额外功为提高滑轮做的功、克服摩擦及绳子重做的功．
答案第1页，总2页
答案第1页，总2页