12.3 机械效率－2021年暑假精细复习－人教版八年级物理下册（含答案）

11518900126238002021年暑假精细复习(人教版八年级物理下册)
【第 十 二 章 简 单 机 械】
第 3 节 机 械 效 率
A组 考点清单集训/夯实基础
考点一 有用功和额外功
1.工人师傅用动滑轮提升重物,下列有关他做功的说法正确的是( )
A.他提起动滑轮所做的功是有用功 B.他提起重物时,克服摩擦力所做的功是有用功
C.动滑轮对重物做的功是有用功 D.他的拉力做的功是有用功
2.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.克服物体重力做的功是有用功 B.克服地面摩擦力做的功是有用功
C.绳子自由端的拉力F做的功是有用功 D.克服地面摩擦力做的功是额外功
3.使用滑轮组提起10N的重物,使它上升0.2m,力是4N,拉力的作用点上升了0.6m,拉力所做的功为________J,这个功叫________功。滑轮克服物体重力所做的功为________J,这个功叫________功。用来克服滑轮重力、绳重和滑轮间摩擦所做的功叫________功。
4.用一动滑轮把500N的重物提高1m,所用的拉力F是300N,在此过程中有用功为J,总功为________J,额外功为________J
考点二 机械效率
5.关于机械效率,下列说法正确的是( )
A.机械效率越高,所做的有用功越多 B.总功少的机械,机械效率高
C.额外功少的机械,机械效率高 D.总功一定时,有用功多的机械效率高
6.如图所示,用一个重为18N的动滑轮来提升物体,在实际工作中匀速竖直向上的拉力为30N,则动滑轮的机械效率( )
A.一定等于30% B.一定等于70% C.一定小于70% D.可能大于70%
7.甲、乙两种机械的机械效率分别是70%和50%,则下列说法中正确的是( )
A.使用甲机械省力 B.使用乙机械省力
C.在相同的时间内,使用甲机械完成的功多 D.乙机械的额外功在总功中占的比例大
8.用滑轮组提起重物时,下列措施中可以提高机械效率的是( )
A.增加动滑轮个数 B.加快提升的速度 C.增加重物的质量 D.加大提升的高度
9.如图所示,斜面长5m,高1m,工人用沿斜面方向400N的力把重1600N的木箱匀速推到车上,推力对木箱做的功是________J,斜面的机械效率是________。
易错归纳
易错点 对机械效率、额外功、有用功和总功的概念理解不清
10.有一人用一滑轮组分别将1000N和2000N的物体匀速提高相同的高度,动滑轮重200N,绳重及摩擦都不计,则在上述两种情况中( )
A.人做的额外功相等 B.滑轮组的机械效率相等 C.人做的总功相等 D.人做功的功率相等
B组 综合模拟考场/巩固排查
高频经典题
1.(多选)下列说法中正确的是( )
A.做功越快的机械,它的机械效率越高
B.滑轮组机械效率的高低与动滑轮重力大小无关
C.功率大的机械一定比功率小的机械做功快
D.使用同一滑轮组提升重物,所提重物越重机械效率越高
2.某滑轮组改进后提高了机械效率,用这个滑轮组把同一个物体匀速提高到同样的高度,改进后与改进前相比( )
A.总功减少,有用功不变 B.总功增加,有用功不变 C.总功和有用功都增加 D.总功和有用功都减少
3.甲吊车电动机比乙吊车电动机的效率高,当它们分别匀速提升物体时,则( )
A.甲吊车的电动机做的有用功较多 B.乙吊车的电动机做的额外功较多
C.甲吊车的电动机做功较快 D.甲、乙两吊车做相同的有用功,乙耗电多
4.工人师傅利用如图所示的装置匀速提升重物,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.增大提升重物的速度,可以增大有用功 B.减小定滑轮的重力,可以减小额外功
C.增大提升重物的高度,可以提高机械效率 D.减小动滑轮的重力,可以提高机械效率
5.如图所示,工人用动滑轮把重物匀速提升到一定高度,重物的重力为G物,动滑轮的重力为G动,此装置的机械效率为η,不计绳重和摩擦,则工人所用的拉力为( )
A. B. C. D.
6.如图所示,小明在利用滑轮组把货物提高h之际,体验测量滑轮组机械效率的实验,以下说法错误的是(s是人拉绳时绳子移动的距离)( )
A.需要的测量仪器有弹簧测力计、刻度尺 B.实际中发现Fh,则省力费距离
C.滑轮组的机械效率η＝ D.提高机械效率可以通过减轻物重来实现
7.为模拟盘山公路,现将连接了重1N小球的细线穿入一根长1m的细管,如图所示,将细管从竖直放置的圆柱体底部a点开始斜向上缠绕5圈后,恰好绕至顶部b点,相邻细管间的高度均为12cm,在b点处通过细线用0.8N的拉力(与管的轴线平行)将管口的小球从a点匀速拉至b点,则缠绕在圆柱体上的细管(模拟的盘山公路)的机械效率为( )
A.83.3% B.80% C.75% D.60%
8.小明把一桶水从一楼提到三楼,有用功为________,额外功为________。若有用功是500J,总功是600J,则额外功是________J
9.如图所示,在水平拉力F的作用下,物体匀速向右运动的距离为L,水平面对物体的摩擦力为f,则额外功的表达式为________________

10.如图所示是某小组在“测滑轮组机械效率”的实验中进行的一个探究活动。
(1)负责记录的小强同学粗心大意,漏记了一个实验数据,如表,请你将漏记的实验数据补上。
(2)实验中甲滑轮组做的有用功乙滑轮组做的有用功________(选填“大于”“等于”或“小于”)；将乙滑轮组的机械效率填入表格内。
(3)实验探究得出的结论是:______________________________________________________________________
________________________________________________________________________________。
11.如图所示,在“测滑轮组机械效率”的实验中,若物体重6N。
(1)实验时沿________方向拉绳子自由端最省力,且应________拉动弹簧测力计。若物体的上升高度为10cm,此时弹簧测力计的示数如图中所示,则滑轮组的机械效率是________。
(2)若仅增加物体的重力,则该滑轮组的机械效率将________(选填“增大”“减小”或“不变”,不计摩擦)。
12.如图所示,动滑轮重80N,物体重400N,不计绳重及摩擦,当匀速提升物体时,求拉绳子的力和滑轮组的机械效率。
高频模拟题
13.(石家庄藁城区期末)如图所示,用质量相同的滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,所用的拉力分别为F甲、F乙,两装置的机械效率分别为η甲、η乙。不计绳重与摩擦,且动滑轮重力G动小于物体重力G物,则下列关系正确的是( )
A.甲装置的机械效率大于乙装置的机械效率 B.甲装置的机械效率等于乙装置的机械效率
C.甲图中的拉力等于乙图中的拉力 D.甲图中的拉力小于乙图中的拉力
14.(石家庄模拟)如图所示,用滑轮组将钩码缓慢提升一定高度,在这个过程中,下列说法错误的是( )
A.滑轮组提升钩码做的功是有用功 B.弹簧测力计拉力所做的功是总功
C.绳子自由端移动的速度是钩码提升速度的3倍 D.滑轮组的机械效率与绳重及绳跟滑轮间的摩擦
有关,与动滑轮的重力无关
15.(周口期末)如图所示,甲、乙两个滑轮组中每个小滑轮都相同,用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度,不计滑轮组的摩擦,下列说法中正确的是( )
A.若G1=G2,拉力做的额外功相同
B.若G1=G2,甲的机械效率大于乙的机械效率
C.若G1=G2,拉力做的总功相同
D.用甲、乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变
16.(广东模拟)斜面也是一种简单机械工人师傅常利用斜面把重物搬运到高处。如图所示,斜面高为1m,长为3m,工人师傅用400N沿斜面方向的力将900N的箱子从斜面底端推到顶端。在这一过程中工人做的总功是________J,此斜面的机械效率是________,箱子移动过程中所受的摩擦力是________N。
高频中考题
17.(眉山中考)如图所示,用滑轮组提升重物时,将重600N的物体在10s内匀速提升了2m,已知动滑轮重为100N(不计绳重和摩擦),则提升重物的过程中正确的是( )
A.绳子自由端拉力F的大小为300N B.滑轮组的机械效率为60%
C.提升物体的过程中,额外功为200J D.绳子自由端拉力F的功率为150W
18.(武汉中考)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.
19.(玉林中考)小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,利用如图所示的滑轮组进行了4次测量,测得数据如下表所示:
(1)根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离s=________m,机械效率η=________。
(2)通过比较1、3和4三次实验数据得出:同一滑轮组,物重越大,滑轮组的机械效率________。
(3)在忽略摩擦力和绳重的前提下,通过第1次数据可算出动滑轮的重力为________N。
(4)以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是( )
A.动滑轮的重力 B.绳子与滑轮之间的摩擦 C.物体上升的高度
20.(北京中考)用如图所示的滑轮组提升物体A。在匀速竖直提升A的过程中,卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400N,物体A上升的速度vA为0.1m/s,滑轮组的机械效率为90%,不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求:
(1)拉力F做功的功率P；
(2)物体A所受的重力GA；
(3)动滑轮所受的重力G动
C组 核心素养探究/创新过关
1.(北京石景山区二模)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、质量不等的滑轮三个,滑轮与轴之间的摩擦可忽略不计。请选用上述实验器材证明:在所提升物体的重力不变时,动滑轮越重,动滑轮的机械效率越低。
(1)写出实验步骤；
(2)画出实验数据记录表格。
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《参考答案及重点解析》
第3节 机械效率
A组 考点清单集训/夯实基础
考点一
1.C【解析】:用动滑轮提升物体,升高物体所做的功为有用功；克服摩擦力提高绳子和动滑轮所做的功,是无用但又不得不做的功,是额外功；绳子自由端的拉力所做的功为总功,故A、B、D错误。
2.B【解析】:物体运动的方向是水平方向,物体在重力方向上没有移动距离,所以并未克服物体重力做功,故A错误；根据目的可知,克服地面摩擦力做的功是有用功,故B正确；绳子自由端的拉力F做的功是总功,故C错误；克服绳子与滑轮之间的摩擦力做的功才是额外功,故D错误。
3.2.4 总 2 有用 额外
【解析】:拉力所做的总功W总=Fs=4N×0.6m=2.4J；滑轮克服物体重力所做的功W有=Gh=10N×0.2m=2J；用来克服滑轮重力、绳重和滑轮间摩擦所做的功叫额外功。
4.500 600 100
【解析】:此过程中做的有用功W有=Gh=500N×1m=500J,动滑轮绳子的有效股数n=2,绳端移动的距离s=2h=2×1m=2m,总功W总=Fs=300N×2m=600J,额外功W额=W总-W有=600J-500J=100J
考点二
5.D【解析】:使用机械时,机械效率高说明有用功在总功中占的比例大,但有用功不一定多,故A错误；总功少的机械,若有用功也很少,则机械效率不会高,故B错误；总功不确定,额外功少的机械,机械效率不一定高,故C错误。
6.C【解析】:若不考虑绳重和摩擦,则物体升高h时,绳子自由端移动的距离s=2h,W总=Fs=30N×2h,
W额=G轮h=18N×h,W有=W总-W额=30N×2h-18N×h=42N×h,η＝==70%；
实际工作中肯定会考虑绳重和摩擦,此时额外功增大,总功不变,有用功减小,有用功在总功中的比值减小,机械效率降低,所以机械效率一定小于70%
7.D【解析】:额外功在总功中占的比例大,说明有用功占的比例小,有用功在总功中占的比例小,机械效率就较小,故D正确。
8.C【解析】:增加动滑轮个数,会增加额外功,所以在有用功一定的情况下,滑轮组的机械效率会降低,故A错误；增大重物的提升速度,既不影响有用功,也不影响额外功,因此加快提升的速度不会影响滑轮组的机械效率,故B错误；由η=＝＝＝可知,加大提升的高度时滑轮组的机械效率不变,故D错误。
9.2000 80%
【解析】:W总=Fs=400N×5m=2000J；W有=Gh=1600n×1m=1600J,η=＝=80%
易错归纳
10.A【解析】:不考虑绳重和摩擦,克服动滑轮的重力做的功就是额外功,提起高度相同,则额外功相同,故A正确；提起1000N和2000N的重物,有用功是不同的,所以滑轮组的机械效率不相同,故B错误；额外功相等,有用功不同,所以总功不同,故C错误；因为做功时间和功的大小未知,则无法比较功率大小,故D错误。
B组 综合模拟考场/巩固排查
高频经典题
1.CD 【解析】:机械效率高,表明使用该机械做功时,有用功在总功中所占的比例高,机械性能好,但它并不能反映机械做功的快慢,故A错误；动滑轮越重,克服滑轮重力做的额外功越多,有用功在总功中的比值越小,机械效率越低,故B错误。
2.A【解析】:把同一物体匀速提高同样的高度,由W有=Gh可知:利用滑轮组做的有用功相同；滑轮组改进后提高了机械效率,由η=可知改进后滑轮组做的总功减少,由W总=W有+W额知:改进后利用滑轮组做的额外功减少,故BC、D错误。
3.D【解析】:两吊车做的有用功多少不知9道,所以无法比较有用功的多少,故A错误；只有在两吊车做的有用功相同时,才能比较两吊车做的额外功的多少,故B错误；功率与机械效率没有必然的联系,故C错误。
4.D【解析】: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和提升速度无关,故A、C错误；使用滑轮组时,不计绳重和摩擦,克服动滑轮重力所做的功为额外功,由滑轮组的机械效率η==
＝=可知,减小动滑轮重力可减小额外功,而定滑轮的重力不影响额外功的多少,故B错误,D正确。
5.B【解析】:由图可知,n=2,不计绳重和摩擦时,工人所用的拉力:F=(G物+G动)拉力做的有用功W有=G物h,由η=有可得,拉力所做的总功W总＝=,由W总=Fs=Fnh可得,工人所用的拉力F=＝；
由W额＝G动h=(1-η)W总=(1-η)Fs=(1-η)Fnh可得,工人所用的拉力F=＝
6.D【解析】:提高机械效率应增加被提升物体的重力,故D错误。
7.C【解析】:由题知细管缠绕在圆柱体上后相当于一个斜面,由图知a点到b点的高度h=5×0.12m=0.6m,拉小球上升时,有用功W有=Gh=1N×0.6m=0.6J,总功W总=Fs=0.8N×1m=0.8J,所以缠绕在圆柱体上的细管的机械效率η===75%
8.对水做的功 对桶做的功 100
【解析】:小明把一桶水从一楼提到三楼,目的是提水,所以对水做的功是有用功；提水的同时,需要提桶,所以对桶做的功是额外功；额外功是总功与有用功之差,为W额=w总-w有＝600j-500J=100J
9.(4F-f)L
【解析】:水平拉物体时,克服物体与水平面间摩擦力做的功为有用功,所以W有＝fL,通过动滑轮绳子的段数n=4,拉力F做的总功W总=Fs=F×4L=4FL,W总=W有+W额,所以W额=W总-W有=4FL-fL=(4F-f)L。
10.(1)24 (2)等于 78.1%
(3)物重相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低
【解析】:(1)由乙图可知,有4段绳子与动滑轮接触,所以此滑轮组由4段绳子承担物重,所以自由端通过距离s=nh=6cm×4=24cm.
(2)因为两滑轮组提升的物重相同且
提升高度相同,由W有=Gh可知,甲、
乙两滑轮组做的有用功相等,η乙==＝≈78.1%
(3)物重相同时,不同的滑轮组,由于所做的额外功不同,即动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低。
11.(1)竖直向上 匀速 83.3%
(2)增大
【解析】:(1)实验时,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时测力计的示数才等于绳端拉力；由图知,测力计的分度值为0.2N,所以其示数为2.4N；滑轮组由3段绳子承担物重,所以s=3h；
η=＝＝＝＝≈83.3%。
(2)若仅增加物体的重力,则额外功不变,有用功增大,有用功在总功中所占的比例增大,故机械效率增大。
12.解:不计绳重及摩擦,由F=(G+G动),得拉绳子的力F=(G+G动)= ×(400N+80N)=160N。
滑轮组的机械效率η=＝＝＝≈83.3%
高频模拟题
13.A【解析】:乙图中要克服动滑轮自重做额外功,所以η甲>η乙,故A正确,B错误；不计绳重与摩擦,由定滑轮的使用特点可知:F甲=G,而乙图中的滑轮是动滑轮,所以F乙=(G+G动),因动滑轮重力小于乙物体的重力G,所以F甲>F乙故C、D错误。
14.D【解析】:用滑轮组提升钩码,其对钩码所做的功为有用功,故A正确,不符合题意；弹簧测力计拉力做的功是总功,故B正确,不符合题意；题图中有3段绳子与动滑轮相连,弹簧测力计上升的速度是钩码提升速度的3倍,故C正确,不符合题意；影响滑轮组机械效率的因素有提升物体的重力动滑轮重力、绳子的重力及绳跟滑轮间的摩擦,故D错误,符合题意。
15.B【解析】:甲滑轮组中有一个动滑轮,乙滑轮组中有两个动滑轮,所以若把物体提升相同的高度,乙滑轮组做的额外功多,故A错误；根据η=,若G1=G2,把物体提升相同的高度,则甲、乙所做的有用功相同,乙滑轮组做的额外功多,乙做的总功大于甲做的总功,所以甲的机械效率大于乙的机械效率,故B正确,C错误；用同一个滑轮组提起不同的重物,所做的额外功不变,有用功发生变化,所以有用功在总功中的比值发生变化,所以机械效率会变化,故D错误。
16.1200 75% 100
【解析】:工人师傅做的总功:W总=Fs=400N×3m=1200J；工人师傅做的有用功W有=Gh=900N×1m=900J；斜面的机械效率:η== =75%；因为W总=W有+W额,所以克服摩擦做的额外功:W额=W总-W有=1200J-900J＝300J,因为W额=fs,所以重物移动过程中的摩擦力:f= ==100N
高频中考题
17.C【解析】:由题知,n=2,不计绳重和摩擦,拉力F=(G物+G轮)= (600N+100N)=350N,故A错误；滑轮组对重物做的功W有=Gh=600N×2m=1200J,拉力移动的距离s=2h=2×2m=4m,拉力做的功W总=Fs=350N×4m=1400J,由W总＝W有+W额得额外功W额=W总-W有=1400J－1200J=200J,滑轮组的机械效率η===85.7%,故B错误,C正确；拉力做功的功率P=＝＝140W,故D错误。
18.C【解析】:由图可知,有2段绳子与动滑轮相连,则s=2s物,η=＝=＝,物体在水平地面上做匀速运动,则此时A处绳子的拉力与地面对物体的摩擦力是一对平衡力,即FA＝f,则η=＝
19.(1)0.4 50% (2)越高 (3)2.2 (4)C
【解析】:(1)由图知实验中有四段绳子承担物重,所以第4次实验中绳子移动的距离:s=4h=4×0.1m=0.4m,第4次实验测得机械效率:η==＝=50%；
(2)通过比较1、3和4三次实验数据知,物体提升的高度和绳子移动的距离相同,物体的重力不同,且物体的重力越大,机械效率越高,所以可以得出:同一滑轮组,物重越大,滑轮组的机械效率越高；
(3)如果不考虑绳子与滑轮之间的摩擦,动滑轮和重物由几股绳子承担,拉力为重物和动滑轮总重的几分之一,即:F=(G物+G动),所以动滑轮的重力:G动=4F-G物=4×0.8-1n=2.2N；
(4)滑轮组的机械效率跟动滑轮的重绳重、摩擦、提起物体的重有关,跟滑轮组的绕法、物体升高的距离等都没有关,所以A、B不符合题意,C符合题意。
20.解:(1)物体A上升的速度vA=0.1m/s,则绳子移动的速度v=2vA=2×0.1m/s=0.2m/s,拉力F做功的功率
P===Fv=400N×0.2m/s=80W
(2)滑轮组的机械效率η==90%,即== = =90%,解得GA=720N
(3)由图可知,物重由2段绳子承担,则F=(GA+G动),即400N=×(720N+G动),解得G动=80N。
C组 核心素养探究/创新过关
1.解:(1)实验步骤:①用调好的弹簧测力计分别测出一个钩码、一个动滑轮所受重力的大小,用G、G动表示。利用动滑轮提升钩码,组装实验器材,用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端,绳子自由端所受拉力用F表示,绳子自由端移动的距离用s表示,钩码上升的高度用h表示。用弹簧测力计测出F用刻度尺分别测出s、h,把测量数据记录在表格中。②用弹簧测力计分别测出另外两个滑轮的重力G动保证所挂钩码重力不变,再做两次实验,每次实验更换滑轮,仿照步骤①分别测量对应的F、s、h,把测量数据记录在表格中。③利用公式η==,计算3次实验动滑轮的机械效率η,并将η值记录在表格中。
(2)实验数据记录表格如下: