2019_2020学年八年级物理下册12.3机械效率同步培优训练卷含解析新版新人教版20200523310.docx

1、12.3 机械效率 一、选择题 1下面关于功、功率、机械效率说法正确的是（）A功率大的机械，做功一定多 B功率大的机械，做功一定快 C机械效率高的机械，做的有用功一定多 D机械效率高的机械，做的额外功一定少【答案】B【解析】AB功率是反映物体做功快慢的物理量，功率大的机械，做功快，但不一定多，故A 错误、B 正确；CD机械效率高的机械，总功一定时，有用功一定多，额外功一定少，总功不确定，有用功和额外功不确定，故 CD 错。故选 B。2如图所示，用滑轮组提升重物时，重 800N 的物体在 10s 内匀速上升 1m已知拉绳子的力 F 为 500N，则提升重物的过程中 A绳子自由端被拉下 3m B有

2、用功是 800J C拉力 F 的功率是 80W D滑轮组的机械效率是 53.3%【答案】B【解析】由图可知，n=2，则绳子自由端被拉下的距离：s=nh=21m=2m，故 A 错误；做的有用功：W 有=Gh=800N1m=800J，故 B 正确；拉力做的总功：W 总=Fs=500N2m=1000J，拉力的功率：P=100W，故 C 错误；滑轮组的机械效率：=100%=100%=80%，故 D 错误故选 B 3如图所示，A 物体受到的重力是 100N，在拉力 F 的作用下，能以 0.2m/s 的速度在水平地面上向左匀速直线运动已知拉力 F=5N，滑轮组的机械效率为 80%，则下列说法不正确的是（）

3、A拉力 F 的功率是 1 W B2s 内绳子自由端移动的距离是 1.2 m C5s 内拉力 F 所做功的大小是 15 J D物体 A 受到水平地面的摩擦力大小是 12N【答案】A【解析】A、由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数：n3,拉力的功率 PnFv物体35N0.2m/s3W，故 A 错误,符合题意；B、由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数：n3，则 2s 内绳子自由端移动的距离 s30.2m/s2s1.2m，故 B 正确；C、由 PWt可得 WPt3W5s15J，故 C 正确；D、由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数：n3，克服摩擦力做的功为有用功，效率：wfsfwFnsnF有用总，则

4、fnF380%5N12N，故 D 正确；故选 A 4如图，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为 W1，机械效率为 1；用乙滑轮所做的总功为 W2，机械效率为 2若不计绳重与摩擦，则（）AW1=W2 1=2 BW1W2 12 CW1W2 12 DW1W2 12【答案】D【解析】（1）因为小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙从地面提到二楼，所以两种情况的有用功相同；（2）当有用功一定时，甲中所做的总功为对一袋沙所做的功，利用机械时做的额外功越少，则总功就越少，机械效率就越高；又因为乙是动滑轮，乙中所做的总功还要加上对动滑轮所做的功，利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多

5、，机械效率越低即 W1W2，12 故选 D 5如图是用动滑轮运送建筑材料 A 的示意图，物体 A 重 800N，动滑轮重 180N，在卷扬机对绳子的拉力作用下，绳自由端在 50s 的时间里匀速竖直上升了 20m。在这个过程中，动滑轮提升建筑材料 A 所做功为有用功，卷扬机对绳子的拉力 F 做功的功率为 200W。则下列说法中正确的是 A动滑轮的有用功是 16000J B滑轮组的机械效率是 80%C物体 A 的速度是 0.4m/s D绳自由端的拉力是 490N【答案】B【解析】A动滑轮绕 2 段绳，物体上升的高度 h=20m22s=10m，动滑轮的有用功 W 有=Gh=800N10m=8000J

6、，故 A 错误；B动滑轮做的总功 W 总=Pt=200W50s=10000J，动滑轮的机械效率=8000J=10000JWW有总=80%，故 B 正确；C物体 A 的速度 v=10m50sht=0.2m/s，故 C 错误；D绳自由端的拉力 F=10000J20mWs 总=500N，故 D 错误。6小明用如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度，每个滑轮的重均相等，不计绳重及摩擦,针对这一现象，小明得出了 4 个结论：F1做的功等于 F2做的功；甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率；使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力；F1做功的功率等于 F2做功的功率；其中正确的为

7、（）A、B、C、D、【答案】D【解析】在不计绳重及摩擦时，拉力做的功等于提升物体和动滑轮做的功，因为物重相同，提升的高度相同，所以两次拉力做的功都等于=WFsGGh总动，故 F1做的功等于 F2做的功，正确；在不计绳重及摩擦时，甲滑轮组和乙滑轮组的机械效率都为WGhGWGGGGh 有用总动动，即机械效率相等，故正确；甲滑轮组由两段绳子承重，拉力为112FGG动，乙滑轮组由三段绳子承重，拉力为213FGG动，所以使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力，正确；两次拉力做的功，用时也相等，根据WPt知，F1做功的功率等于 F2做功的功率，正确；故选 D。7在探究“斜面的机械效率”实验中，测得如图中斜面的机械

8、效率为 80%，这表示（）A若斜面长度为 1m，则斜面的高度为 0.8m B若物重为 1N，则沿斜面向上的拉力为 0.8N C若拉力做功 1J，则有 0.8J 的功用于提升重物做功 D若拉力做功 1J，则有 0.8J 的功用于克服摩擦力做功【答案】C【解析】A根据=WGhWFs有总，可知，物体重力 G 和拉力 F 都未知的情况下，斜面长度为 1m，无法求出斜面高度 h，不符合题意；B根据=WGhWFs有总，可知，物重为 1N，斜面长度 s 和斜面高度 h 都未知的情况下，无法求出拉力大小，不符合题意；C根据=WW有总可知，如果拉力做的总功为 1J，则提升重物做的有用功为 0.8J，符合题意；D

9、根据=WW有总可知，如果拉力做的总功为 1J，则提升重物做的有用功为 0.8J，克服摩擦力做的额外功为 1J-0.8J=0.2J，不符合题意。8工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为 300 N 的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离。F1、F2始终沿竖直方向，图甲中 OB2OA，图乙中动滑轮重为 60 N，重物上升速度为 0.01 m/s。不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）A甲乙两种方式都省一半的力 B甲方式 F1由 150 N 逐渐变大 C乙方式机械效率约为 83.3%D乙方式 F2的功率为 3.6 W【答案】CD【解析】A甲图，F1为动力，已知 OB=2OA，即动力臂为阻力臂

10、的 2 倍，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即 F1=12G=12300N=150N，由图乙可知，n=3，不计绳重和摩擦，则 F2=13（G+G 动）=13（300N+60N）=120N，故 A 错误；B甲图中，重力即阻力的方向是竖直向下的，动力的方向也是竖直向下的，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，由杠杆的平衡条件可知动力 F1为 150N 不变，故 B 错误；C不计绳重和摩擦，乙方式的机械效率为：=300N=+300N+60NWWGhGWWWGhG hGG有有总有额动动83.3%，故 C 正确；D乙方式中 F2=120N，绳子的自由端的速度为 v

11、绳=0.01m/s3=0.03m/s，则乙方式 F2的功率为：P=2F sWtt=F2v 绳=120N0.03m/s=3.6W，故 D 正确。故选 CD。二、填空题 9如图所示，用滑轮组提升重为220N 的物体，动滑轮重为20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。若在5s 内将绳子匀速向上拉6m，拉力的功率为_W，滑轮组的机械效率为_。【答案】96 91.7%【解析】由图可知，n=3，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重，则滑轮组绳子的拉力220N20N80N113FGGn动（）（），拉力做的总功80N 6m480JWFs总，拉力的功率480J96W5sWPt总，由snh可得，物体上升的高度6m23mnh

12、s，拉力做的有用功220N 2m440JWGh有，滑轮组的机械效率440J100%100%91.7%480JWW有总。10如图所示，建筑工地上工人用 400N 的拉力将一捆重为 680N 的建筑材料提升 3m，不计绳重及各种摩擦，则滑轮组的机械效率为_，动滑轮重为_N。【答案】85%120 【解析】由图知，n2，拉力端移动的距离22 3m6msh，拉力做的总功400N 6m2400JWFs总，拉力做的有用功680N 3m2040JWGh有用，滑轮组的机械效率 2040J100%=100%=85%2400JWW 有用总，不计绳重和摩擦，由12FGG动（）可得，动滑轮重：22 400N 680N

13、120NGF G动 。11如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体，物体重 100N，滑轮重 25N，绳重和摩擦不计，图甲中 F甲 _N，图乙装置的机械效率乙_，若图乙中再加挂一物体，机械效率将_(选填“变大”、“变小”或“不变”)。【答案】100 80%变大【解析】图甲，为定滑轮，不省力也不费力，所以拉力为100NF 甲，图乙装置的机械效率100N100%80%100N25NWGhWGGh有用乙总轮，若图乙中再加挂一物体，则做功时有用功会增加，而对动滑轮做的功不变，即额外功不变，所以机械效率会变大。12如图是供残疾人轮椅车通行的斜道，可以看成一个斜面，斜道高 0.35m，长度为

14、2.8m，若某人乘坐电动轮椅车上此斜道，人的重力为 600 N，轮椅车的动力是 300 N；使用此斜道_（选填“能”或“不能”）省功；此斜道的机械效率是_。保持高度不变，增加斜道的长度，则该斜道的机械效率将_（选填“不变”、“增大”或“减小”）。【答案】不能 25%减小【解析】根据功的原理，使用任何机械都不省功，使用斜面虽然可以省力，但不能省功。有用功 W 有用=Gh=600N0.35m=210J，动力做功 W 总=Fs=300N2.8m=840J，斜面的机械效率=210J=840JWW有用总=25%，由机械效率的公式=WGhWFs有用总，可知，保持高度不变，有用功不变，增加斜道的长度，总功变

15、大，则该斜道的机械效率将减小。13在建筑工地上，用如图所示的滑轮组运送建筑材料。在 l00s 内将重量为 4400N 的建筑材料匀速提升了 20m，拉力 F 做功为 1.1105J，则滑轮组做的有用功为_J，机械效率为_，拉力 F 的大小是_N。【答案】8.8104 80%2750 【解析】滑轮组做的有用功：W 有用=Gh=4400N20m=8.8104J；滑轮组的机械效率：=WW有用总=458.8 10 J1.1 10 J=80%；由图可知，n=2，则绳端移动的距离：s=2h=220m=40m；由 W 总=Fs 可得，拉力 F 的大小：F=Ws总=51.1 10 J40m=2750N。14如

16、图所示，斜面长 1m、高 0.4m，用大小为 5N 沿斜面向上的拉力 F，将重 10N 的铁块从底端匀速拉到顶端，斜面的机械效率是_；这个过程中额外功为_J，摩擦力大小为 _N。【答案】80%1 1 【解析】F=5N，G=10N，s=1m，h=0.4m，有用功为：10N 0.4m4JWGh有用，总功：5N 1m5JWFs总；机械效率：4J100%100%80%5JWW 有用总；拉力所做的额外功为：5J4J1JWWW额外总有用；由Wfs得，摩擦力：1J=1N1mWfs额。三、实验题 15如图为测量滑轮组机械效率的实验装置。（1）实验时应沿_缓慢拉动弹簧测力计；（2）分析表中数据可知：实验序号 2

17、 是用图_进行的实验；（3）实验序号 3 中的机械效率=_；（4）分析表中 1、2 两组数据可得实验结论：_；分析表中 2、3 两组数据可得实验结论：_。实验序号 钩码重力 G/N 钩码上升高度 h/m 绳端拉力 F/N 绳端移动距离 s/m 机械效率 1 4 0.1 1.8 0.3 74%2 8 0.1 3.1 0.3 86%3 8 0.1 2.5 0.4 【答案】竖直方向匀速乙 80%同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组机械效率越高不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低【解析】（1）实验时应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样系统处于平衡状态，测力计示数等于摩擦力；（2

18、）由 s=nh 知道，实验序号 2 中，绳子的有效段数0.3m30.1msnh，由此可知，是用图乙进行的实验；（3）由WW 有总知道，实验序号 3 中的机械效率8N 0.1m80%2.5N 0.4mWGhWFs有总（4）由 s=nh 知道，表中 1、2 两次实验用同一滑轮组，第 2 次实验提升物体的重力大，机械效率也高，由此得出的实验结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组机械效率越高。由 s=nh 知道，实验 3 中，绳子的有效段数为 4，用丙装置做的实验，要克服两个动滑轮做额外功，故分析表中 2、3 两组数据知道，实验结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。1

19、6小礼在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿木质斜面匀速直线向上拉动物块，读出弹簧测力计的示数收集了下表中的实验数据：试验次数 斜面的倾斜程度 物块重力G/N 斜面高度h/m 拉力 F/N 斜面长度s/m 机械效率/1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7%2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1%3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4%（1）分析表中的数据可得出：斜面越缓越_力（选填“省”或“费”）；（2）小礼又进行了第 4 次实验，她在斜面上铺上棉布使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是 0.5m 和 1m，用同样的操作读出此时弹簧测力计的示数为 4.5N，她测得这种情况下斜面

20、的机械效率为 55.6%，把第 4 次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与_和_有关；（3）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力_物块所受的摩擦力（选填“大于”、“小于”或“等于”）；（4）请用第三次实验的数据算出木块在斜面上受到的摩擦力是_ N。【答案】省斜面的倾斜程度斜面的粗糙程度大于 0.8 【解析】（1）观察三次实验数据可知，斜面越平缓，所用拉力越小，则可得：斜面越缓越省力。（2）由实验 1、2、3 对比可知，接触面粗糙程度相同，斜面的倾斜程度不同，机械效率不同，则可得机械效率与斜面倾斜程度有关；将第 4 次实验与第 2 次实验相对比，斜面倾斜程度相同，

21、斜面粗糙程度不同，对比机械效率可知，机械效率与斜面的粗糙程度有关；综合可知：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度有关。（3）由于沿斜面匀速向上拉动，拉力除了要克服摩擦力，还要克服一部分重力，则拉力大于摩擦力。（4）拉力克服摩擦力和重力做功，克服重力所做功为有用功，克服摩擦力所做功为额外功，则有 W 额=W 总-W 有=Fs-Gh=4.3N1m-5N0.7m=0.8J，则由 W=Fs 可求摩擦力为0.8J0.8N1mWfs额。17某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：用轻绳悬挂杠杆一端的 D 点作为支点，在 A 点用轻绳悬挂总重为 G 的钩码，在占点用轻绳竖直悬

22、挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持 0 点位置不变），在此过程中弹 簧测力计的读数为 F，利用刻度尺分别测出 A、B 两点上升的高度为 h1、h2。回答下列问题：（1）杠杆机械效率的表达式为=_（用已知或测量的物理量符号表示）（2）本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是:_（3）若只将钩码的悬挂点由 A 移至 C，O、B 位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将_（选填“变大”、“变小”或“不变”）【答案】12100%GhFh 杠杆的自重变大【解析】（1）有用功为 W 有=Gh1，总功 W 总=Fh2，则机械效率的表达

23、式=WW有总100%=12GhFh100%（2）有用功是提升钩码所做的功，额外功主要是克服杠杆重力做的功，影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例；提升的钩码重一定说明有用功一定，所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力（3）钩码的悬挂点在 A 点时，由杠杠的平衡条件得 GOA=FOB；悬挂点移至 C 点时，由杠杠的平衡条件得 GOC=FOB，经对比发现，由 OA 到 OC 力臂变大，所以拉力 F 也变大，杠杆提升的高度减小，额外功减小，因此杠杆的机械效率变大 四、计算题 18如图所示为“测量滑轮组的机械效率”的实验装置，钩码总重 6 N，竖直向上匀速拉动细绳时弹簧测力计的示数如图

24、所示。（摩擦不计）（1）如果钩码 6s 内上升 0.2m，则弹簧测力计的拉力对滑轮组做功的功率为多大？（2）该滑轮组的机械效率为多大？（3）若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将如何变化？【答案】（1）0.24W；（2）83.3%；（3）将增大【解析】（1）由图知，拉力 F=2.4 N，绳子自由端移动的距离 s=3h=30.2 m=0.6 m，拉力做的总功 W 总=Fs=2.4 N0.6 m=1.44 J 则拉力的功率1.44J0.24W6s总WPt（2）拉力做的有用功 W 有用=Gh=6 N0.2 m=1.2J 则该滑轮组机械效率1.2J100%100%83.3%1.44J有用总 WW（3

25、）因为不计摩擦，所以该滑轮组的机械效率 11有用有用动总额动动有用 WWGhGGWWWGhG hGGG 则由11动 GG 可知，仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将增大。19在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人把重 1200 N 的物体沿着长 L=5m、高 h=1 m 的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为 300 N（不计空气阻力）。求 （1）将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功?（2）工人使用斜面做功的机械效率是多少？（3）物体和斜面之间的摩擦力是多大?【答案】（1）1500J；（2）80%；（3）60N。【解析】（1）拉力做功 W 总=Fs

26、=FL=300 N5m=1500J（2）有用功为 W 有=Gh=1 200 N1m=1200J 机械效率为=WW有总=1200J1500J=80%（3）额外功为 W 额=W 总W 有=1500J1200J=300J 根据 W 额=fL，得到摩擦力为 f=WL额=300J5m=60N 20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 400 N，物体 A 上升的速度 vA为 0.1 m/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【答案】（1）80 W；（2）720 N；（3）80 N【解析】（1）由图可得滑轮组由两股绳子承担，故 F 移动的速度为物体移动速度的 2 倍，由 P=Fv 可得拉力 F 做功的功率 P=Fv=400N20.1m/s=80W（2）不计绳重及滑轮与轴的摩擦90%2GF，90%800GN 解得720NG （3）不计绳重及滑轮与轴的摩擦，2FGG动，800N720NG动 解得80NG 动