山东省菏泽市牡丹区黄堽镇侯集初级中学八年级物理下册 第11章 功和机械能测试题（含解析）（新版）新人教版.doc

功、功率、机械效率1 如图所示，建筑工人用的拉力沿竖直方向匀速拉起的重物，重物上升所用时间为，此过程中拉力的功率为，滑轮的机械效率是_解析 考查有关动滑轮的功率、机械效率的计算拉力功率为总功功率，机械的效率答案 8080%2 用如图所示的滑轮组把重为的货物匀速提升高，人作用于绳子的拉力为，若不计摩擦和绳重，则动滑轮重为_n，人所做的有用功为，若把货物重减小为，则人作用于绳子的拉力是解析 ，答案 24038403003 在某建筑工地上，工人用如图所示的滑轮组将重为1200n的建筑材料从地面运到高20m的楼上，手竖直向上的拉力是500n，在这个过程中，工人做了 j的额外功，滑轮组的机械效率是_答案 6000；80%4 滑轮组即能省力又能改变力的方向，建筑工人用自制的滑轮组把600n的重物缓慢提升2m，如右图所示，绳自由端的拉力f=250n拉力做的功是 j，该滑轮组的机械效率等于 ，若不计一切摩擦和绳重，该滑轮组的动滑轮重 n答案 1500；80%；1505 如图所示，已知斜面长5m，高2m，拉力为50n利用这个装置将重为100n 的物体在5s内匀速从斜面的底端拉到顶端则拉力做功的功率为_ w，该装置的机械效率为_答案 100；40%6 用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，不计绳子与滑轮的摩擦（ ）a甲较省力且机械效率较高b乙较省力且机械效率较高c两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同d两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同答案 c7 甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度两者相比，甲升降机（ ）a电动机做的总功较少b电动机做的总功较多c提升重物做的有用功较少d提升重物做的有用功较多答案 a8 如图所示，工人利用动滑轮在10 s内将重为100n的重物（包括桶）沿竖直方向匀速向上提升了5m若该动滑轮重10n，忽略绳与滑轮之间的摩擦，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）a提升过程中，绳的拉力f做了500j的功b提升过程中，绳的拉力f做了550j的功c提升过程中，绳的拉力f做功的功率是50wd该滑轮装置的机械效率是100%答案 b9 某人用如图所示滑轮组提起的货物，所用的拉力是，绳自由端被拉下，下面说法正确的是（）a，b，c，d，解析 总功，该滑轮组是由4段绳子承担重物，所以物体被提高的高度，则，故c正确答案 c10 如图是伍实同学测量滑轮组的机械效率实验的装置图，每个钩码的质量为，每个滑轮的质量都为，不计绳子与滑轮、滑轮轴之间的摩擦，使用滑轮组使钩码匀速直线上升，则人的拉力大小为，有用功为，额外功为,机械效率为_（取）解析 不计摩擦，答案 11 如图所示，是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己双手的力量，攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片，该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神已知他和轮椅总质量为80kg，攀爬高度39m，历时约3min20s（1）如果不计机械装置的额外功，求他的平均功率多大?（2）小明同学看到火炬手攀爬很费劲，想到物理课上学过利用滑轮组可以省力小明同学如果站在地面上，用如图所示哪个滑轮组拉起火炬手侯斌最合适，理由是什么?如果该滑轮组机械效率为80，求小明同学的拉力至少要多大?(g取l0nkg) 解析 （1）pw/tgh/tmgh/t80kg10n/kg39m/200s156w（2）d滑轮组. 拉力方向向下且更省力 w有用/w总gh/fsgh/4fhg/4ffg/4（80kg10n/kg）/（40.8）250nb组例题12 如图所示的斜面长，高为，工人用的力沿斜面方向将重为的箱子推到车上下列说法正确的是（）a有用功为，总功为b有用功为，额外功为c总功，效率为d有用功是，效率为解析 斜面是一种机械，人推箱子做的功是总功，箱子上升是有用功效率，选c答案 c13 有一物体，体积是，密度为，通过滑轮组使它水平向左匀速运动，速度为，受到滑动摩擦力为，手拉绳的力是，滑轮组的机械效率是（1）画出滑轮组的装配图（要求滑轮的个数最少）；（2）内拉绳的距离是多少？（3）拉绳的功率是多少？解析 （1），所以装配图略（2）.（3）.14 用如图所示的滑轮组，将质量为的物体以的速度匀速提起，绳子自由端的拉力为；若用该滑轮组将重的物体匀速提升时，不计绳重、绳子的伸长和滑轮内部的摩擦（取），则（）a前、后两次滑轮组的机械效率相同b后一次绳端拉力做的功为c动滑轮受到的重力是d前一次绳端拉力的功率是解析 动滑轮受到的重力应为，前一次绳端拉力的功率应为，后一次绳端拉力为,做功为，前后两次机械效率不同答案 b15 如图所示，小明用两个滑轮组成甲、乙两种不同的省力滑轮组他分别用这两种滑轮组把质量相同的重物吊到等高的平台上，两次吊重物时他拉绳的速度相同不计摩擦和绳重，下列说法正确的是（）a两次吊物，小明所做的功和功率大小相同，甲装置的效率高b两次吊物，小明所做的功、功率的大小和效率的高低都相同c两次吊物，小明所做的功率的大小和效率的高低相同，用甲装置做的功多d两次吊物，小明所做的功的多少和效率的高低相同，用乙装置时功率大解析 两次把质量相同的重物吊到等高的平台上，所以相同，即功的多少相同，又因为重物和动滑轮的质量一定，所以效率的高低相同，又因为拉绳的速度相同，设为，则甲上升速度为，乙上升速度为，功率，所以乙装置功率大，d为正确答案答案 d16 利用图所示的甲、乙两滑轮组，在相同时间内用力和把质量相等的物体和提升到相同的高度，如果和分别表示甲、乙两滑轮组的机械效率，用和分别表示和所做功的功率，则（）a，bcd，解析 由已知得，把质量相等的重物提升相同的高度，则甲、乙两组滑轮组所做的相同，由题图可知在提升重物的同时甲提升一个动滑轮，乙提升两个动滑轮，故，即，又在相同的时间，所以，答案 c17 建筑工地上经常用到起重机如图是一台起重机吊臂上的滑轮组，它在内将质量为的物体匀速提高了，此时拉力的功率为，则拉力的大小和滑轮组的机械效率分别为（取）（）a bc d解析 拉力内做功滑轮组是三段绳子承担货物，物体上升，拉力移动拉力有用功机械效率，所以选b项答案 b18 如图所示，升国旗用的旗杆上安装滑轮（甲图）是为了_，而塔吊中使用滑轮组（乙图）主要是为了_乙图中用的拉力将重为的重物匀速竖直提升用了，则滑轮组的机械效率是_，拉力的功率是解析 本题考查滑轮的作用以及滑轮组机械效率和功率的计 算旗杆顶上安装的是定滑轮，定滑轮的作用是改变力的方向；塔吊滑轮组的作用就是 为了省力利用滑轮组机械效率公式，拉力的功率计算公式，注意其中绳头移动的距离应是物体上升高度的3倍，即答案 改变力的方向省力19 将同一重物举高，如图所示，使用滑轮组的机械效率与使用斜面的机械效率之比为，则分别使用这两种机械时的拉力之比解析 对于滑轮组，设重物上升，则有，而，所以；对于斜面，设重物沿斜面上移，则有，而，所以，所以答案 20 如图甲所示，重为的货物，放在水平地面上，与地面的接触面积为，则该货物对地面的压强为_如果一个工人用图乙所示的滑轮组来提升货物，内将货物匀速提升了，则工人拉绳子的速度为_，若动滑轮的重为，则滑轮组的机械效率是_（不计绳重和摩擦）解析 ,因为有三根绳拉重物，所以答案 21 小马用如图所示滑轮组抬高重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，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，使用该滑轮组提升该小车不再省力？解析 （1）（2），,.（3）当时，不省力，即,当动滑轮总重超过时不再省力22 用滑轮组匀速提升的物体，绳子的自由端的拉力是，拉力的功率是滑轮组的机械效率是，求：（1）重物上升的速度；（2）若用此滑轮组提升的物体，每段绳子承担的力是多少？（不计绳子和滑轮的摩擦）解析 （1）因,物体匀速提升，克服重力的功率即为有用功率，则（2）当用此滑轮组提升的物体时，机械效率会发生变化，但动滑轮的重力不变，承担重物和动滑轮的绳子段数不变，设动滑轮的重力为，由，得,.当提升的物体时，重物和滑轮的总重是：，因有5段绳子承担重量，故每段绳子承担的力是：23 如图所示是汽车起重机从某深坑中起吊重物的示意图是动滑轮，是定滑轮，是卷扬机，是油缸，是柱塞作用在动滑轮上共三股钢丝绳在卷扬机带动下每股钢丝绳上的拉力均为，被吊起的重物质量为若在本次起吊中吊臂始终水平，柱塞与吊臂的连接点与支点的距离为吊臂全长的吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计，动滑轮的重力不能忽略起吊中卷扬机总功率为，重物上升的速度为（取）求：（1）柱塞对吊臂的支持力；（2）滑轮组的机械效率解析 （1）由杠杆原理：，所以（2）滑轮组的机械效率c组例题24 如图所示的简单机械是由固定的斜面和滑轮组成的，若斜面的长l与斜面高h的比值为2，整个机械的效率为80%，则使用该机械将重物沿斜面缓慢上拉的过程中，作用力f与重物所受重力g的比值为_解析已知：，由机械效率的定义知而，即故作用力f与重物所受重力g的比值为答案：25 用滑轮组匀速提升重2000n的物体，作用在绳子自由端的拉力大小为625n，拉力做功的功率为1250w，滑轮组的机械效率为80，不计摩擦和绳重，求: （1）重物上升的速度； （2）如果使用这个滑轮组匀速提升重3500n的物体，那么每股绳子承受的拉力是多少?解析 （1）题目中定滑轮及动滑轮的个数不知，绳子的绕法也不知道，这需要根据已知条件来解决这些问题 设从动滑轮出来的绳数为n股， 机械效率所以（股） 动滑轮重为 又因为 所以绳子自由端移动的速度为 重物上升的速度为 （2）当匀速提升重3500n的物体时，根据受力分析有 解得 26 用图所示的滑轮组（绳重及摩擦不计），把重为600n的物体匀速提高2m的过程中拉力做的功为1440j，若用此滑轮组以3m/s的速度匀速提升重为1200n的物体，拉力的功率为多少？用这个滑轮组匀速提升600n重物和1200n重物两种情况时机械效率之比是多少？ 解析在不考虑绳及摩擦阻力时，克服动滑轮重力做的功是额外功，可根据滑轮组省力关系求出动滑轮重力，进而求出在不同情况下所做额外功，从而求出总功及机械效率，而要求拉力的功率，可根据求解，又而，所以设在作用下物体上升，则所以，所以设拉力的功率为绳自由端移动速度则27 如图所示的是用甲、乙两个滑轮组提升重物已知物重之比是2:1，甲滑轮组中动滑轮重之比是1:5；乙滑轮组中两个动滑轮总重之比是3:5（不计摩擦），求: （1）甲、乙两个滑轮组的机械效率之比是多少? （2）拉绳的力与之比是多少?解析 （1）由机械效率的概念可知: 所以两个滑轮组的机械效率之比为: 因为， 所以（2）因为，所以 两次拉力之比: 因为:，所以:28 用图所示的滑轮组提升水中的物体，若物体的质量为，体积为，动滑轮总重为，取，问：（1）物体在水中被匀速提升时，绳端拉力是多少?此时滑轮组机械效率是多少?（2）如果动滑轮的挂钩用钢丝绳和物体相连，为了使物体在逐渐上升至全部离开水面后穿过滑轮组的绳子不被拉断，那么我们应选择能承受的最大拉力为多少的绳子?此时滑轮组的机械效率又是多少?解析 要求物体在水中时绳子自由端的拉力，必须先求出物体在水中所受的浮力，因为此时滑轮组要克服的有用阻力并不等于的物重，而是视重，且当物体逐渐上升离开水面过程中随着浮力的减小，视重将增大，绳端拉力也将增大，当物体全部离开水面后，滑轮组需克服的有用阻力等于，此时绳端拉力最大，求出这个最大拉力，我们就能选择穿过动滑轮的绳子了（1）因为浸没，所以，（2）当物体全部露出水面后此时应选择能承受的最大拉力为的绳子29 单位时间通过某处水的体积称为水在该处的流量某抽水机额定功率为，抽水时，水头高度为，抽水机的