專題05機械效率相關(guān)計算-人教版八年級《物理》暑假分層作業(yè)

答案第=page11頁，共=sectionpages22頁答案第=page11頁，共=sectionpages22頁專題05機械效率相關(guān)計算（選擇、填空）【考點目錄】TOC\o"1-1"\h\u一、機械效率的簡單計算（選擇題） 1二、影響機械效率大小的因素（選擇題） 5三、斜面機械效率的計算（填空題） 8四、含有滑輪組復(fù)雜裝置的機械效率的計算（填空題） 11五、杠桿機械效率的計算（填空題） 14【專題練習(xí)】一、機械效率的簡單計算（選擇題）1．用滑輪組進行“一瓶水提升一個人”活動，如圖，水瓶勻速直線下降10m，使人勻速升高0.5m，水瓶對繩a的拉力為，繩b對人的拉力為。此過程（）

A．有用功為300JB．做的功等于做的功C．做的功小于做的功D．滑輪組的機械效率為80%【答案】D【解析】A．做的功為有用功，大小為故A錯誤，不符合題意；BC．做的功為總功，大小為故BC錯誤，不符合題意；D．滑輪組的機械效率為故D正確，符合題意。2．如圖所示，表示一個滑輪組某次提升重物的有用功W有和額外功W額的關(guān)系，則（）

A．額外功為20J B．總功為1000JC．機械效率為20% D．增加提升時的物重，機械效率不變【答案】B?！窘馕觥緼BC．由圖可知該機械的機械效率為根據(jù)，可求總功為則額外功為故B符合題意，AC不符合題意；D．根據(jù)，當(dāng)額外功相同時，增加物重及增加有用功，該機械的效率會增加，故D不符合題意。3．如圖所示，OA為質(zhì)量分布均勻的金屬桿，O端通過鉸鏈固定在墻上，A端可以繞O點無摩擦的轉(zhuǎn)動，C點為金屬桿OA的中點，D點為CA段的中點，將一重物懸掛于C點，在A端施加豎直向上的力，使金屬桿繞O點緩慢向上轉(zhuǎn)動一小段距離，該過程中，機械效率為80%；若將重物懸掛于D點，仍然在A端施加豎直向上的力，使金屬桿繞O點緩慢向上轉(zhuǎn)動同樣的距離，則金屬桿的機械效率約為（）A．75% B．80% C．85.7% D．88.2%【答案】C。【解析】由機械效率為80%可得解得將重物懸掛于D點，C點為金屬桿OA的中點，D點為CA段的中點，則所以當(dāng)桿上升高度為h時，重物上升高度則金屬桿的機械效率故C符合題意，ABD不符合題意。4．如圖所示，分別使用甲、乙、丙三種方式把同一物體M勻速提升至相同高度（繩長不變），測得各拉力大小如圖所示，則（）A．利用機械丙提升M時省力B．F乙和F丙兩個力所做的功相同C．機械丙的機械效率比機械乙的低D．所測的的數(shù)據(jù)不能計算機械乙和丙的機械效率【答案】C?！窘馕觥緼．由圖可知，甲直接提升物體，此時的拉力為10N，乙通過定滑輪提升物體，此時的拉力為11N，丙通過動滑輪提升物體，此時的拉力為11N，大于直接提升物體所用的力，所以利用機械丙提升M時不省力，故A不符合題意；B．F乙和F丙兩個力的大小相同，物體上升相同的高度，由定滑輪和動滑輪的特點可知，F(xiàn)乙移動的距離是F丙移動距離的一半，根據(jù)W=Fs可知，F(xiàn)丙所做的功要大，故B不符合題意；C．機械丙和機械乙把相同的物體提升相同的高度，根據(jù)W=Gh可知，所做的有用功是相同的，F(xiàn)丙所做的總功要大，根據(jù)可知，機械丙的機械效率比機械乙的低，故C符合題意；D．甲直接提升物體，此時的拉力為10N，則物體的重力為G=10N，機械乙和丙的拉力已知，由定滑輪和動滑輪的特點可知s和h的關(guān)系，根據(jù)可以求出機械效率的大小，故D不符合題意。5．如圖所示，用滑輪組將重為的物體勻速提升，所用時間為30s，繩末端施加豎直向上的拉力為，不計繩重和摩擦，下列說法正確的是（）A．此過程總功為600JB．動滑輪的重力為80NC．拉力的功率為24WD．該滑輪組機械效率約為70%【答案】C?！窘馕觥浚K端移動的距離為S=nh=3×3m=9m此過程總功為W=Fs=80N×9m=720J故A錯誤；B．因為不計繩重和摩擦，繩端拉力為所以動滑輪的重力為故B錯誤；C．拉力的功率故C正確；D．有用功為W有用=Gh=200N×3m=600J該滑輪組機械效率為=83.3%故D錯誤。二、影響機械效率大小的因素（選擇題）6．施工工地上，一個滑輪組經(jīng)改進后提高了機械效率，用它把同一物體勻速提升同樣的高度，改進后和改進前相比（）A．總功不變，有用功變大B．總功不變，額外功減小C．有用功不變，總功減小D．總功不變，有用功減小【答案】C?！窘馕觥坑深}意知，用它把同一物體勻速提升同樣的高度，根據(jù)W有=Gh可得，有用功不變；又因為提高了機械效率，即總功減少了，總功等于有用功與額外功的和，故額外功也減小了。故ABD不符合題意，C符合題意。7．用如圖所示的滑輪組提升重物時(忽略繩重及摩擦)，下列做法能提高滑輪組機械效率的有（）A．增加物體被提升的高度B．增大動滑輪的重力C．改變繩子的繞法，減少承擔(dān)重物的繩子的段數(shù)D．增加物體的重力【答案】D.【分析】忽略繩重及摩擦，克服物體重力所做的功為有用功，克服物體和動滑輪重力所做的功為總功，根據(jù)η=×100%=×100%=×100%進行解答．【解析】忽略繩重及摩擦，滑輪組的機械效率為：η=×100%=×100%=×100%=×100%A.由表達式可知，滑輪組的機械效率與物體被提升的高度無關(guān)，故A錯誤；B.由表達式可知,增大動滑輪的重力G動,變大，滑輪組的機械效率變小，故B錯誤；C.由表達式可知，滑輪組的機械效率與承擔(dān)重物的繩子的段數(shù)無關(guān)，故C錯誤；D.由表達式可知,增加物體的重力G,變小，滑輪組的機械效率變大，故D正確．8．滑輪組如圖所示，想要增大此滑輪組的機械效率，下列做法中可行的是（不計繩重與摩擦）（）A．用更快的速度拉繩子 B．改變該滑輪組繩子的繞法C．提升更重的物體 D．提升更輕的物體【答案】C?！窘馕觥繉τ诟淖兓喗M機械效率的方法，有兩種情況：一是減輕動滑輪質(zhì)量、加潤滑油減小摩擦，這些方法可以減少額外功，提高機械效率；二是增加提升物體的重量，在額外功不變的情況下，增大有用功，從而提高機械效率。A．不計繩重與摩擦，用更快的速度拉繩子，有用功不變、額外功不變、總功不變，所以改變速度拉繩子不影響機械效率。故A不符合題意；B．不計繩重與摩擦，改變繞繩方式，有用功不變、額外功不變、總功不變，所以改變繞繩方式不影響機械效率。故B不符合題意；C．不計繩重和摩擦，增加重物的重力，有用功增大，額外功不變，總功增大，有用功與總功的比值增大，機械效率提高，故C符合題意；D、不計繩重和摩擦，減小重物的重力，有用功減小，額外功不變，總功減小，有用功與總功的比值減小，機械效率降低，故D不符合題意。9．如圖所示，將繩的一端固定在天花板上的A點，繩繞過滑輪后，手作用在繩的另一端點，利用滑輪勻速提升重物。若不計摩擦下列說法正確的是（）A．重物質(zhì)量越大，該滑輪機械效率越小 B．手對繩端點拉力所做的功是有用功C．A點和點繩子受到的拉力大小相同 D．重物被提升得越高，滑輪的機械效率越大【答案】C?！窘馕觥緼D．由圖可知，該滑輪為動滑輪，不計摩擦，動滑輪的機械效率所以，當(dāng)提升的重物質(zhì)量越大、重力越大時，動滑輪的機械效率越大，而與提升的高度無關(guān)；故AD錯誤；B．使用動滑輪時，手對繩端B點拉力所做的功是總功，故B錯誤；C．A、B是繩子的始末端，一根繩子上各處拉力的大小是相同的，則A點和B點繩子受到的拉力大小相同，故C正確。10．在探究“影響滑輪組機械效率的因素”時，小明同學(xué)用圖所示甲、乙兩個相同的滑輪組來驗證的猜想是：滑輪組的機械效率可能與（）A．被提升物體重力有關(guān) B．動滑輪重力有關(guān)C．物體被提升的高度有關(guān) D．承重繩子的段數(shù)有關(guān)【答案】A。【解析】題中提升的物體的重力不相同（鉤碼的個數(shù)不相同），但是使用相同的滑輪組，因此這兩個圖研究的是滑輪組的機械效率被提升物體重力的關(guān)系。故A符合題意，BCD不符合題意。三、斜面機械效率的計算（填空題）11．實驗課時，小明用繩子將重500N的物體，從如圖斜面長s為8m、高h(yuǎn)為1m的底端沿斜面向上勻速拉到頂端，拉力是150N（忽略繩子的重），則物體運動時所受摩擦力是N，斜面的機械效率是%。小明將斜面抬高，s不變，h為1.5m，物體恰好勻速下滑到底端，該物體克服摩擦力做功J，若小明再把該物體從斜面底端以下滑的速度勻速拉至頂端，則小明對物體做的功為J。

【答案】87.541.77501500【解析】[1]拉力做的有用功，拉力做的總功，因為，所以拉力做的額外功，由得，摩擦力；[2]斜面的機械效率；[3]小明將斜面抬高，物體恰好勻速下滑到底端，物體重力做的功等于物體克服摩擦力做的功，即；[4]若小明再把該物體從斜面底端以下滑的速度勻速拉至頂端，小明做的功等于克服物體重力做的功加上克服摩擦力做的功，則。12．如圖甲，盤山公路是（選填“杠桿”“滑輪”“斜面”或“輪軸”）模型，它能省力。如圖乙所示的固定斜面長8m，傾角為30°，木箱質(zhì)量為15kg。某同學(xué)用100N的推力F沿斜面向上推木箱，他用10s的時間將木箱沿斜面勻速從底端運動到頂端。則木箱克服重力所做功的大小為J；斜面推力做功的功率為W；斜面的機械效率為；斜面上的摩擦力是?！敬鸢浮啃泵?008075%25N【解析】[1]在高度一定的情況下，盤山公路增加了路面的長度，盤山公路實際上是簡單機械中的斜面。[2]在直角三角形中，30°角對應(yīng)的直角邊的長度為斜邊的一半，所以木箱上升的高度為木箱質(zhì)量為15kg，木箱的重力為木箱克服重力所做功的大小為[3]推力做的功為推力做功的功率為[4]斜面的機械效率為[5]物體上斜面上克服摩擦做的額外功為斜面上的摩擦力為13．如圖所示，為了把貨物搬運到工作臺上，工人在工作臺與地面間搭建了一個長8m、高4m的斜面MN，若不計貨物與斜面間的摩擦，工人用750N沿斜面向上的力可將貨物勻速拉到斜面頂端，則貨物重為N；若考慮貨物與斜面間的摩擦，工人需用900N沿斜面向上的力將這件貨物從斜面底部勻速拉到頂部，則斜面MN的機械效率為%?！敬鸢浮?50083.3【解析】[1]若不計貨物與斜面間的摩擦，有用功和總功相等，即W有=W總Gh=Fs[2]斜面MN的機械效率14．如圖是小明做“測量提升物體所做功”的實驗裝置圖，他用彈簧測力計拉著木塊沿斜面勻速上升，拉力F=1.6N，木塊重G=4N，斜面高h(yuǎn)=30cm，長s=1m。小明將木塊從斜面底部勻速拉到頂部，則拉力F做的功是J，斜面的機械效率是?！敬鸢浮?.675%【解析】[1]拉力F做的功W總=Fs=1.6N×1m=1.6J；[2]通過斜面做的有用功W有=Gh=4N×0.3m=1.2J，斜面的機械效率。15．如圖所示，利用輕質(zhì)滑輪勻速拉動水平地面上重300N的A物體，使A物體在10s內(nèi)向右移動了2m，若A物體受到的摩擦力大小為20N，拉力F大小為50N，則：彈簧測力計的示數(shù)為；水平拉力F所做的功為，功率為；滑輪的機械效率為?！敬鸢浮?0N50J5W80%【解析】[1]對A進行受力分析，其受到了繩子向右的拉力和摩擦力，因做勻速運動，繩子拉力與摩擦力是平衡力，故繩子拉力等于摩擦力等于20N，由于同一根繩子拉力處處相同，故彈簧測力計的示數(shù)為20N。[2]拉力F移動的距離是物體的移動距離的一半，故拉力F移動的距離為1m，故拉力做功為，故拉力做功為；[3]拉力的功率為，拉力的功率為；[4]滑輪的機械效率為=80%，滑輪的機械效率為。四、含有滑輪組復(fù)雜裝置的機械效率的計算（填空題）16．如圖所示，物體A在拉力F的作用下，5s內(nèi)沿水平方向勻速運動了1m，物體A與地面間的滑動摩擦力為50N，拉力F為40N。繩子自由端移動的速度是m/s；拉力F的功率是W；該滑輪組的機械效率是?！敬鸢浮?.41662.5%【解析】[1]由圖知道，滑輪組有2段繩子承擔(dān)摩擦力，即n=2，物體移動的速度為則繩子自由端移動的速度v′=2v=2×0.2m/s=0.4m/s[2]拉力F的功率[3]該滑輪組的機械效率17．如圖所示，用F為30N的拉力，通過滑輪組拉著重為200N的物體A在水平面上以0.4m/s的速度向左做勻速直線運動．物體受到的摩擦力是物重的0.3倍，滑輪組的機械效率是，繩子移動速度為m/s，拉力的功率是W．【答案】66.7%1.236【解析】由圖知，n＝3，物體受到的摩擦力是物重的0.3倍，則物體受到的摩擦力f＝0.3G＝0.3×200N＝60N，物體以0.4m/s的速度向左做勻速直線運動，所以直接拉物體的力與受到的摩擦力為平衡力，大小相等，＝f＝60N，滑輪組的機械效率η＝×100%＝×100%＝×100%×100%＝66.7%；繩自由端移動的速度：v＝3×0.4m/s＝1.2m/s，拉力的功率：P＝Fv＝30N×1.2m/s＝36W．18．如圖所示，用F＝20N的力拉物體A以2m／s速度勻速運動3s，不計滑輪重及繩間摩擦，則A所受的摩擦力是，若要使A勻速運動實際所需拉力F′＝25N，則此滑輪的效率是．【答案】10N80【解析】因不計滑輪重及繩間摩擦，物體A所受的摩擦力f=F=×20N=10N；此滑輪機械效率為====2×=80%.19．在建筑工地上，小明同學(xué)利用如圖所示的裝置，用25N的拉力使重為300N的物體A沿著水平地面勻速運動。A在運動時受到地面的摩擦力為其所受重力的0.2倍，不計繩重及滑輪組的摩擦。則動滑輪所受重力N，若增加物體A的重力，仍使物體A勻速運動，則該裝置的機械效率將（選填“增大”、“減小”或“不變”）?！敬鸢浮?5增大【解析】因為物體A在運動時受到地面的摩擦力為其所受重力的0.2倍，

所以物體受到的摩擦力：f=0.2G=0.2×300N=60N；

因物體A勻速運動，繩子對物體的拉力和物體受到的摩擦力是一對平衡力，

所以滑輪組對物體的拉力F拉=f=60N，

由圖知n=3，不計繩重與摩擦，由F=（G動+F拉）可得動滑輪受到的重力：

G動=nF-F拉=3×25N-60N=15N；[2]若增加物體A的重力，仍使物體A勻速運動相同距離時，A在運動時受到地面的摩擦力變大，則有用功占比增大，額外功不變，該裝置的機械效率將增大。20．如圖所示，一建筑工地工人用滑輪組拉著重為500N的物體A沿水平方向以0.02m/s的速度做勻速直線運動，人對繩子的拉力大小為110N，動滑輪重為20N（不計繩重及繩與輪間的摩擦），則物體A移動過程中受到地面的摩擦力為N，滑輪組的機械效率為（保留一位小數(shù)）?！敬鸢浮?0090.9%【解析】[1]由圖示知，滑輪組承重繩子的根數(shù)為2，據(jù)題意知，不計繩重及繩與輪間的摩擦，動滑輪端受到的拉力為F拉=2F-G動=2×110N-20N=200N，即物體A受到的拉力為200N，而A勻速直線運動，則物體A受到的拉力與受到地面的摩擦力是一對平衡力，所以f=F拉=200N；[2]設(shè)A物體移動的距離為d，滑輪組的機械效率。五、杠桿機械效率的計算（填空題）21．如圖所示，用豎直向上的力勻速拉動較長的粗細(xì)和質(zhì)量分布都均勻的杠桿，使重為36N的物體緩慢升高0.1m，拉力大小F為16N，拉力移動的距離為0.25m，杠桿的機械效率為；若將拉力F作用點移動到B點，將A處的重物仍提升相同的高度，則杠桿的機械效率將（選填“變大”、“變小”或“不變”）（不考慮摩擦）。【答案】90%不變【解析】[1]由題意可知，杠桿使重為36N的物體緩慢升高0.1m，所做的有用功所做的有用功為3.6J；作用在杠桿上的拉力大小F為16N，拉力移動的距離為0.25m，則所做的總功所做的總功為4J；則杠桿的機械效率杠桿的機械效率為90%。[2]若將拉力F作用點移動到B點，將A處的重物仍提升相同的高度，所做的有用功是不變的，所做的額外功，是克服杠桿自身重力所做的功，杠桿自身的重力不變，由于A處的重物仍提升相同的高度，則杠桿的重心也升高相同的高度，所做的額外功是不變的，總功等于有用功和額外功之和，那么總功的大小不變，根據(jù)機械效率的公式，可知，機械效率大小不變。22．如圖所示是一種小型千斤頂?shù)氖疽鈭D，當(dāng)手往下壓動搖臂時，能把重物抬高一段較小的距離，工人在4s時間內(nèi)用100N的力豎直向下壓動搖臂1m，把1000N的重物勻速抬高8cm．則重物上升的速度為m/s，人做的功為J，千斤頂?shù)男适?．【答案】0.0210080【分析】1）由速度公式計算重物上升速度；（2）根據(jù)公式可求有用功，根據(jù)公式可求總功，有用功與總功的比值就是千斤頂?shù)臋C械效率．【解析】（1）由題知，4s時間內(nèi)重物被勻速抬高h(yuǎn)＝8cm，所以重物上升的速度：；（2）所做的有用功：，人做的功是總功：，所以千斤頂?shù)臋C械效率：．23．如圖所示，將總重為G的鉤碼掛在鐵質(zhì)杠桿上，彈簧測力計作用于P點，現(xiàn)豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼上升的高度為h，杠桿的機械效率為η；若將彈簧測力計和鉤碼都移動到Q點，仍將鉤碼勻速提升h的高度，此時杠桿的機械效率η′，若不計轉(zhuǎn)軸O處的摩擦，則：η′η（選填“＞”、“＝”或“＜”）?！敬鸢浮浚尽窘馕觥咳魧椈蓽y力計和鉤碼都移動到Q點，仍將鉤碼勻速提升h的高度，由有用功相同，彈簧測力計豎直移動的距離不同，如下圖所示鉤碼懸掛點移動到Q點時測力計上升的高度變小，則杠桿上升的高度變小，若不計轉(zhuǎn)軸O處摩擦，克服杠桿自身重力做的功為額外功，根據(jù)，可知克服杠桿的自重做的額外功