人教版八年级物理下册12.3机械效率 同步精练 word含解析

第3节　机械效率
一、知能演练提升
1.利用如图所示的滑轮,在粗糙水平面上匀速拉动物体,下列叙述正确的是(　　)
A.重力做的功是有用功
B.拉力F1做的功是额外功
C.绳子自由端的拉力F做的功是总功
D.该滑轮的机械效率可能等于100%
2.
如图所示的剪刀剪纸的机械效率为80%,这表示(　　)
A.若作用在剪刀的动力是1
N,则阻力是0.8
N
B.若作用在剪刀的阻力是1
N,则动力是0.8
N
C.若作用在剪刀的动力做功1
J,则有0.2
J的功用于剪纸
D.若作用在剪刀的动力做功1
J,则有0.8
J的功用于剪纸
3.如图所示,用滑轮组提升重物时,重力为800
N的物体在10
s内匀速上升了1
m。已知拉绳子的力F为500
N,则提升重物的过程中(　　)
A.做的有用功是800
J
B.拉力F的功率是80
W
C.绳子自由端被拉下3
m
D.滑轮组的机械效率是60%
4.(2017·黑龙江哈尔滨中考)
用如图所示的装置研究滑轮组机械效率,下列说法不正确的是(　　)
A.弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动
B.测量机械效率的原理是η=
C.机械效率与动滑轮重力的大小有关
D.提高机械效率可以通过减小钩码的重力来实现
5.用如图所示的滑轮组匀速提升重力为200
N的物体,人对绳的拉力为125
N,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为　　　　。如果人的体重为600
N,拉动过程中绳始终未断裂,他用此滑轮组能提升的最大物重为　　　　。?
6.小明用同一滑轮组分别将甲、乙两组钩码提升相同的高度,如图所示。他两次提升钩码所用的拉力分别为F甲和F乙,则F甲　　　　F乙;所做的有用功分别为W甲和W乙,机械效率分别为η甲和η乙,则W甲　　　　W乙,η甲　　　　η乙。(均选填“>”“=”或“<”)?
7.下图是一种小型千斤顶的示意图,当手往下压动摇臂时,能把重物抬高一段较小的距离。工人在
2
s
时间里,用100
N的力,竖直向下压动摇臂50
cm,把重力为1
000
N的重物匀速抬高4
cm,则重物上升的速度是　　　　
m/s,所做的有用功是　　　　
J,千斤顶的机械效率是　　　　。?
8.如图所示,将质量为100
kg的木箱,用一平行于斜面向上的力从底端匀速拉到斜面顶端。斜面长5
m、高1.6
m,在此过程斜面的机械效率为80%。则拉力做的功为　　　
J,拉力所做的额外功为　　　
J。(g取10
N/kg)?
9.某实验小组利用如图所示的装置测滑轮组机械效率,记录数据如下表:
实验序号
钩码重/N
钩码上升的高度/m
绳端的拉力/N
绳端移动的距离/m
机械效率/%
①
4
0.1
1.8
0.3
74.1
②
6
0.1
2.4
0.3
(1)实验时,应沿竖直方向　　　　　拉动弹簧测力计。?
(2)第2次实验中,拉力做的总功是　　　　
J,滑轮组做的有用功是　　　　
J,滑轮组的机械效率η=　　　　　(结果保留一位小数)。?
(3)由记录数据分析,两次机械效率不同的主要原因是　　　　　　　　　　　　。?
10.(2017·四川自贡中考)
如图所示,A物体受到的重力是100
N,在拉力F的作用下,能以0.2
m/s
的速度在水平地面上向左匀速直线运动。已知拉力F=5
N,滑轮组的机械效率为80%,试问:
(1)5
s内拉力F所做功的大小是多少?
(2)物体A受到水平地面的摩擦力大小是多少?
11.在湛江港码头,小华看到工人利用斜面把货物推到车上,联想到上物理课时老师讲过的知识,小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关,小华提出了以下猜想:
A.斜面的机械效率可能与物体的重力有关;
B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。
小华同学为了验证自己的猜想是否正确,于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究,记录的实验数据如下表:
实验次数
斜面倾角θ
物块重力G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长s/m
有用功W有/J
总功W总/J
斜面的机械效率
①
30°
5.0
0.6
4.2
1.2
3.0
5.0
②
30°
3.0
0.6
2.5
1.2
1.8
60%
③
45°
3.0
0.8
2.8
1.2
2.4
3.4
71%
(1)在实验操作过程中,应沿斜面向上　　　　拉动木块;实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向　　　　(选填“左”或“右”)移动。?
(2)根据表格中数据,第①次实验斜面的机械效率为　　　　%,第②次实验中总功为　　　
J。?
(3)通过对比实验①②数据,可验证小华的猜想　　　　　(填写字母);通过对比实验②③数据,可以得出的探究结论是　??　。?
(4)此实验主要用到的研究方法是　　　　　　　　　　。?
(5)除了小华的猜想以外,请你猜想斜面的机械效率还可能与??
(写出一个)有关。
第3节　机械效率
一、知能演练提升
1.C
2.D　解析
剪刀可以看作是一个杠杆,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2知,要比较动力或阻力大小,必须知道动力臂和阻力臂,A、B选项都错误;利用剪刀的目的是剪纸,所以剪纸做的功是有用功,由机械效率为80%知,如果动力做功1
J,有0.8
J是用于剪纸,C选项错误,D选项正确。
3.A　解析
在提升重物的过程中W有=Gh=800
N×1
m=800
J;拉力F的功率是P==100
W;绳子自由端被拉下s=2×1
m=2
m;滑轮组的机械效率是η==80%。
4.D
5.解析
本题考查滑轮组的机械效率的有关计算。题图中的滑轮组有2段绳子分担物重,所以当用它匀速提升200
N的重物时,η==80%。在不计摩擦与绳重时,F=(G物+G动),所以G动=50
N。因为人站在地面上施加的最大拉力不可能大于自身重力,所以最大拉力为F'=600
N,因为F'=(G物'+G动),所以最大物重G物'=1
150
N。
答案
80%　1
150
N
6.解析
本题考查滑轮组机械效率的计算。甲、乙滑轮组承担物重的绳子段数都是三段,提起的重物越重,所需的拉力越大,所以F甲答案
<　<　<
7.解析
物体上升的速度v==0.02
m/s;有用功W有=Gh=1
000
N×0.04
m=40
J;总功
W总=Fs=100
N×0.5
m=50
J;千斤顶的机械效率
η==80%。
答案
0.02　40　80%
8.解析
本题考查斜面机械效率的有关计算。根据木箱的质量可以求出木箱的重力G=mg=100
kg×10
N/kg=1
000
N;克服木箱的重力所做的功就是有用功,即W有=Gh=1
000
N×1.6
m=1
600
J;拉力F所做的总功是W总==2
000
J;所以拉力所做的额外功是W额=W总-W有=2
000
J-1
600
J=400
J。
答案
2
000　400
9.解析
本题考查测量滑轮组的机械效率。实验时,要竖直向上匀速拉动弹簧测力计;第2次实验中,拉力做的总功W总=Fs=2.4
N×0.3
m=0.72
J,滑轮组做的有用功W有=Gh=6
N×0.1
m=0.6
J,则滑轮组的机械效率η=≈83.3%。两次实验中由于钩码重不同,提升相同高度时,所做的有用功不同,而滑轮重、摩擦基本相同,那么所做的额外功相同,所以机械效率不同。
答案
(1)匀速　(2)0.72　0.6　83.3%　(3)钩码重不同
10.解析
(1)5
s内绳移动的距离s=v绳t=0.6
m/s×5
s=3
m,5
s内拉力所做的功W=Fs=5
N×3
m=15
J。
(2)由于物体匀速直线运动,物体A受到滑轮对其水平向左的拉力F'和水平向右的摩擦力Ff,物体受力平衡,故F'=Ff,因为滑轮组的机械效率η=
所以F'=3F×80%=3×5
N×80%=12
N,Ff=F'=12
N。
答案
(1)15
J　(2)12
N
11.解析
(1)在实验中为了准确测出拉力的大小,应匀速拉动木块,木板下面的木块向左移动时,木板的倾角变大。
(2)η==60%,W总=Fs=2.5
N×1.2
m=3.0
J。
(3)①②两组数据中,木板的倾角相等,物体的重力不等,所以可以验证猜想A,②③两组数据中,物体的重力相等,木板的倾角不等,计算得出这两次的机械效率分别为60%和71%,所以可以得出斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越高的结论。
(4)在验证机械效率与物体重力的关系时,保证木板的倾角不变,在验证机械效率与木板倾角的关系时,保证物体的重力不变,所以用到的是控制变量法。
(5)猜想只要与本实验有关,合理即可。
答案
(1)匀速　左　(2)60　3.0　(3)A　在其他条件相同时,斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越高(或大);或在其他条件相同时,斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关　(4)控制变量法　(5)斜面的粗糙程度、木板的长度、拉木块的速度、木板的面积等(任选其一即可)
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