11.5 机械效率 同步课时训练作业 2021-2022学年苏科版物理九年级上册（word版含答案）

2021-2022年九年级（上）物理同步课时训练作业
11.5 机械效率
一、单选题（本大题共12小题）
1．工人利用如图所示的滑轮组，将重800 N的物体竖直向上匀速提升1 m，工人对绳的拉力为500 N，则滑轮组对重物所做的有用功W有和该滑轮组此时的机械效率η分别是 ( )
A．W有＝500J η＝62.5% B．W有＝500J η＝80%
C．W有＝800 J η＝62.5% D．W有＝800 J η＝80%
2．两台机械完成的有用功之比W1︰W2＝4︰7，它们的机械效率分别为η1＝60％，η2＝75％，则两台机械所做总功之比为（ ）
A．5︰7 B．7︰5 C．16︰35 D．35︰16
3．为了粉刷教室，需要将涂料运到五楼，工人师傅可以采用的方法: ①用人直接搬运上去;②用定滑轮提上去;③用动滑轮提上去.这三种方法中( )
A．最省力的是③
B．最省力的是②
C．所做有用功最多的是①
D．机械效率最高的是③
4．如图所示，小明借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F＜G，a＞b，则省力费距离
C．滑轮组的机械效率???????????? D．提高机械效率可以通过减轻物重来实现
5．山区里的挑夫挑着物体上山时，行走的路线呈“S”形，目的是（　　）
A．加快上山时的速度 B．省力
C．减小对物体的做功 D．工作中养成的生活习惯
6．采取下列措施，可以提高机械效率的是
A．有用功一定，增大总功??????????????????????????????????????? B．总功一定，增大额外功
C．有用功一定，减小额外功???????????????????????????????????? D．额外功一定，减少总功
7． 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，效率越高
C．额外功少的机械，机械效率高
D．总功一定时，有用功多的机械的机械效率高
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．功率为10kW的起重机在一分钟内，将重9×104N的物体升高2m，水平移动4m，则下列数据错误的是
A．总功为1.8×105J
B．有用功为1.8×105J
C．总功为6×105J
D．机械效率为30%
10．如图，用大小相等的拉力F，分别沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和运动方向始终一致，运动时间tab＞tcd，运动距离sab=scd，比较两种情况下拉力所做的功和功率（ ）
A．ab段做功较多
B．ab段与cd段的功一样多
C．ab段功率较大
D．ab段与cd段的功率一样大
11．如图所示，用甲、乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度时，拉力做功的功率为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙（不计绳重与摩擦）．下列判断正确的是
A．P甲=P乙 η甲=η乙 B．P甲η乙
C．P甲P乙 η甲>η乙
12．下列说法正确的是
A．机械效率有时也会大于1
B．机械效率越高的机器做的总功越多
C．做同样多的功，机械效率越高的机器做的额外功越少
D．机械效率越高的机器做的有用功越多
二、填空题（本大题共5小题）
13．某学习小组利用如图所示的装置测定滑轮的机械效率，将两个相同的钩码提升相同的高度，则_________的机械效率较高，主要原因是：_________。
14．使用动滑轮能省________（选填“力”、“功”或“距离”）。用重为2N的动滑轮匀速提升一个重物时，动滑轮的机械效率为75%，若改用重为1.5N的动滑轮匀速提升同一重物，此动滑轮的机械效率为________ %（不计绳重和摩擦）．
15．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。
16．杠杆是一种机械效率很高的简单机械．若用一根机械效率为90％的杠杆将一个36kg的物体提升50cm，则需要做的有用功为________J，总功为________J（g取10N／kg）。
17．工人借助如图所示的装置，在20 s时间内将700 N重的货物匀速提升了4 m，已知他对绳子的拉力为500 N．该工程中，工人所用装置的机械效率为_________，工人对绳子拉力的功率为_________W．
三、解答题（本大题共3小题）
18．小马用如下图所示滑轮组抬高重5N的小车，若不考虑摩擦和绳重，请你计算下列问题：
（1）若不计动滑轮重量，绳子自由端弹簧测力计的示数是多大？
（2）若考虑动滑轮重量，此时弹簧测力计的示数是2.5N，则该滑轮组的机械效率是多大？
（3）当动滑轮总重超过多少时，使用该滑轮组提该小车不再省力？
19．利用如图所示的装置，把体积为1 dm3、密度为3×103 kg/m3的石块从水面下2 m处用5 s的时间匀速拉出水面后，再匀速提升了5 m，动滑轮重为20 N。（不考虑石块的厚度，不计摩擦，不计水的阻力）求：
（1）在石块未离开水面前拉力F的功率；（2）石块离开水面后，这个装置的机械效率。
20．在物理课上，同学们通过实验对斜面的机械效率进行探究。其中一组同学研究“斜面的倾斜程度跟机械效率的关系”。下表是他们的部分实验数据。
（1）分析表中的数据，可以知道：
①斜面的机械效率跟斜面倾角（倾斜程度）的关系是_______________；
②实验中，拉力做的有用功__________（填“相等”或“不相等”）；
③实验中，随着斜面倾角的增大，拉力做的总功__________（填“增加”“不变”或“减少”）；
④额外功减少的原因是______________________________________。
（2）进而可以有如下推论：
①木块受到的摩擦力跟斜面倾角的关系是_______________________；
②从影响滑动摩擦力大小因素方面分析，在实验中，摩擦力的大小发生变化的原因是_________。
参考答案
1．D
【解析】滑轮组对重物所做的有用功
W有=Gh=800N×1m=800J
工人通过滑轮组提升物体，绳子股数n=2，则绳子移动的距离
S=nh=2×1m=2m
拉力做的总功
W总=FS=500N×2m=1000J
该滑轮组此时的机械效率
false
故选D。
2．A
【解析】
因false ；故false．答案选A．
3．A
【解析】用人直接搬运上去和用定滑轮提上去都不省力，用动滑轮提上去可以省一半的力，故A正确，B错误，都是把重物提升相同的高度，所以有用功相同，故C错误，所做额外功最少的是用定滑轮，所做额外功最多的是用人直接搬运上去，所做的有用功相同，所以机械效率最高的是②，故D错误。故选A.
4．D
【解析】A. 根据公式η＝W有W总＝GhFs，实验中需用弹簧测力计测量G、F，用刻度尺测量h、s，故A正确；B. 使用滑轮组，拉力F小于被提升物体的重力G，绳端移动距离a大于物体上升的高度b，说明其省力但费距离，B正确；C. 滑轮组的机械效率：η＝W有W总＝GhFs，C正确；D. 提高机械效率应增加被提升物体的重力，D错误。故选D.
5．B
【解析】斜面也是一种简单机械，使用斜面的好处是可以省力。挑物体上山，其实就是斜面的应用，走S形的路线，增加了斜面的长，而斜面越长，越省力，所以是为了省力。
故选B。
6．C
【解析】提高机械效率的方法：①有用功一定，减小总功，即减小额外功；②额外功一定，增加有用功，故C正确，ABD错误。
故选C。
7．D
【解析】A．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，此选项错误；
B．机械效率高，说明有用功在总功中占的比例大，无法确定总功的多少，此选项错误；
C．机械效率高，说明有用功在总功中占的比例大，总功不确定，额外功少的机械，机械效率不一定高，此选项错误；
D．总功一定时，有用功多的机械，有用功在总功中占的比例大，机械效率高，此选项正确。
故选D。
8．C
【解析】从图可知，由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，则大小为FA=f，则η= = ，故选C。
9．A
【解析】AC．总功为：false，故A错误，C正确；
B．有用功为：false，故B正确；
D．机械效率为：false，故D正确；
10．B
【解析】拉力大小相等且sab＝scd，根据W＝Fs可知：拉力所做的功相同，故A错误，B正确；由于tab＞tcd，根据false得：Pab＜Pcd，故C、D错误．
11．B
【解析】由图知，甲为定滑轮，乙为动滑轮．用甲、乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度时，它们所做有用功相同，乙提升动滑轮所做额外功大于甲所做额外功，所以W总甲＜W总乙，拉力做功的功率P甲＜P乙．
根据
false，
由W总甲＜W总乙，可得η甲＞η乙．选项B符合题意．选项A、C、D不符合题意．
12．C
【解析】A、使用机械做功过程中，不可避免要做额外功，所以机械效率一定小于1．故A错误；
B、机械效率高，说明有用功在总功中占的比例大，无法确定总功的多少．故B错误；
C、做同样多的功，机械效率越高说明有用功在总功中占的比例越大，也就是额外功占的比例较小．故C正确；
D、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D错误．
故选C．
13．甲 见解析
【解析】[1][2]将两个相同的钩码提升相同的高度，由W有用=Gh可知，做的有用功相同；而第二次需要提升动滑轮做功，做的额外功多，而总功等于有用功加上额外功，所以第二次做的总功多，这样第二次有用功和总功的比值小，即甲的机械效率高、乙的机械效率低。
14．力 80
【解析】[1]由动滑轮的特点可知使用动滑轮可以省力。
[2]因不计绳重和摩擦，所以，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，则动滑轮的机械效率
η=false
用重为2N的动滑轮匀速提升一个重物时，动滑轮的机械效率为75%
75%=false
G=6N
改用重为1.5N的动滑轮匀速提升同一重物，此动滑轮的机械效率为
false=80%
15．62.5 0.675
【解析】[1]由题意可知，沿斜面向上拉物体的过程中所做的有用功
W有=Gh=4.5N×0.3m=1.35J
所做的总功为W总=2．16J，所以杠杆的机械效率为
η=false=62.5%
[2]在这一过程中克服摩擦力所做的额外功
W额=2.16Jfalse1.35J=0.81J
所以物体受到的摩擦力
f=false=0.675N
16．180 200
【解析】[1]需要做的有用功
W有＝Gh＝mgh=36kg×10N/kg×0.5m＝180J
[2]总功为
false
17．70% 200
【解析】(1).有两段绳子承担总重，绳子自由端移动的距离：
S=2h=2×4m=8m，
工人的机械效率：
false
(2).根据功率的公式可知：
false
18．（1）1.25N；（2）50%；（3）15N
【解析】（1）如图滑轮组，由四段绳子承重，不计动滑轮重和摩擦时，拉力即绳子自由端弹簧测力计的示数是：
false；
（2）若考虑动滑轮重量，此时弹簧测力计的示数是2.5N，则该滑轮组的机械效率是：
false；
（3）由四段绳子承重，不计摩擦时，拉力为：false
不再省力，即拉力等于小车的重，则有：false
解得：false．
即动滑轮总重超过15N，使用该滑轮组提升该小车不再省力．
19．（1）16 W（2）60%
【解析】（1）在离开水面前，石块受的浮力：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N，
石块的重力：
G石=m石g=ρ石v石g=3×103kg/m3×1000×10-6m3×10N/kg=30N，
若动滑轮下端所受的拉力F1， F1=G石-F浮=30N-10N=20N，
由图通过动滑轮绳子段数n=2，离开水面前绳子自由端的拉力为：
F=12（F1+G轮）=20N
绳子自由端拉力所做的总功：
W总=F×s1=F×nh1=20N×2×2m=80J；
故拉力F的功率：P=Wt=80J5s=16W
（2）离开水面后，绳子自由端的拉力：
F绳= 12（G石+G轮）=12（30N+20N）=25N，
石块离开水面后：h2=5m，s2=2h2=2×5m=10m，
W有用=G石h2=30N×5m=150J，
W总= F绳s2=25N×10m=250J，
这个装置的机械效率：η=W有W总=GhFs=60%
20． 倾角越大，机械效率越高 相等 减少 木块受到的摩擦力变小了 倾角越大，摩擦力越小 木块对斜面的压力变小了
【解析】（1）分析表中的数据，可以知道：
①斜面的机械效率跟斜面倾角（倾斜程度）的关系是倾角越大，机械效率越高；
②实验中，物体的重相等，斜面的高相等，所以拉力做的有用功相等；
③实验中，因为有用功不变，而斜面的机械效率变大，根据W总=W有η可知，随着斜面倾角的增大，拉力做的总功减小，或计算出每次做的总功，也可以得出总功减小；
④克服摩擦力做的功是额外功，所以额外功减少的原因是木块受到的摩擦力变小了。
（2）进而可以有如下推论：
①从倾角越大，机械效率越高，即额外功越小可得，木块受到的摩擦力跟斜面倾角的关系是倾角越大，摩擦力越小；
②倾斜角度越小时，即越接近水平时，木块对斜面的压力越接近木块的重，而倾斜角度越大时，木块对斜面的压力越小，故随着倾斜角度增大，压力减小，摩擦力减小；
所以从影响滑动摩擦力大小因素方面分析，在实验中，摩擦力的大小发生变化的原因是木块对斜面的压力变小了。