2020年春八年级物理下册 第十二章 简单机械 3 机械效率拓展同步练习（含解析）（新版）新人教版

第 3 节机械效率基础闯关全练拓展训练1.(2019 湖南邵阳城步模拟)姚锦煜同学进入初三后非常努力,也非常爱思考,一次他研究水桶的构造时,不小心将水桶掉进水里,在他打捞时桶里带些水。下列所述中属于有用功的是()a.把桶中水提高所做的功 b.把桶提高做的功c.提桶和桶中的水做的功 d.手对绳子拉力做的功答案 b 我们的目的是将水桶提上来,因此有用功是把桶提高做的动,其他的功都属于无用功,因此答案为b。2.工人用滑轮组把一箱箱货物从一楼提升到五楼,在滑轮组上加润滑油后,机械效率提高了,则加润滑油后工人提升同样的货物时,做的()a. 有用功减小,总功不变b. 有用功增加,总功增加c. 有用功不变,总功减小d. 有用功减小,总功减小答案 c 加润滑油前后工人都是提升同样的货物从一楼到五楼,也就是说对货物做的功是不变的,即有用功是不变的,但加了润滑油,工人用的拉力减小了,而同样是把货物拉到五楼,力小了,做的总功自然就少了,即总功是减小的。3.(2018 重庆中考 b 卷改编)部分农户在新建住房时,常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中,建筑工人用 400n 的拉力,将重 600n 的建材在 10s 内匀速提高 3m。则下列判断正确的是(不计摩擦和绳重)()a. 滑轮所做的有用功为 1200jb. 滑轮受到的重力为 100nc. 该滑轮的机械效率=75%d. 绳子自由端移动的速度大小为 0.3m/s答案 c 滑轮所做的有用功 w 有=gh=600n3m=1800j,a 错;不计摩擦和绳重时,动滑轮的重 g 动=nf-g=2400n-w 有 1800j600n=200n,b 错;由图知,n=2,s=nh=23m=6m,w 总=fs=400n6m=2400j,滑轮的机械效率=75%,c 正确;绳子自 w 总 2400js由端移动的速度大小为 v=t=6m 10s=0.6m/s,d 错。4.(2019 广东汕头潮阳模拟)如图所示,小明分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起重力为 g 的物体,且物体上升速度相同。若不计绳重及摩擦,每个滑轮质量相同,对比两个滑轮组,下列说法正确的是()a. 甲的拉力小于乙的拉力b. 甲、乙绳子自由端移动的速度相等c. 甲、乙的机械效率相等d. 拉力甲的功率大于拉力乙的功率g+g轮g+g轮答案 c 甲中承担物重的绳子的段数 n 甲=2,因此 f 甲= 2 ,乙中承担物重的绳子的段数 n 乙=3,因此f 乙= 3 ,f 甲f 乙,a选项错误;由图可知,n 甲=2,n 乙=3,甲滑轮组绳子自由端移动的速度 v 甲=2v 物,乙滑轮组绳子自由端移动的速度 v 乙=3v 物,所=,因为 g以甲、乙绳子自由端移动的速度不相等,b 选项错误;不计绳重及摩擦,滑轮组的机械效率=w有用= gh g w总 (g+g轮)h g+g轮1相同,g 轮相同,所以两个滑轮组机械效率相等,c 选项正确;甲的拉力做功的功率 p 甲=f 甲 v 甲=2(g+g 轮)2v 物=(g+g 轮)v1物,p 乙=f 乙v 乙=3(g+g 轮)3v 物=(g+g 轮)v 物,因此,拉力甲的功率等于拉力乙的功率,d 选项错误。故答案为 c。5.(2018 江苏南京中考)用如图所示的滑轮组将重 85n 的物体匀速提升 2m,拉力 f 为 50n。此过程中有用功为 j,总功为 j,滑轮组机械效率为 。根据已知条件,以下四个物理量:动滑轮上升的高度、动滑轮的重力、额外功、拉力的功率,还能求出的有 和 (选填序号)。答 案 170 200 85% 解析 有用功 w 有=gh=85n2m=170j;由图可知,n=2,绳端移动的距离:s=2h=22m=4m,拉力做的总功 w 总=fs=50n4m=200j;滑轮组的机械效率=w有=170j=85%;因为动滑轮和物体一起运动,动滑轮上升的高度等于物体上升 w 总 200j1动的高度,为 2m;若不计摩擦和绳重,拉力 f= (g+g ),据此可求动滑轮重力,但题目没有提到“不计摩擦和绳重”这个条2件,无法计算动滑轮的重力;额外功等于总功减去有用功,w 额=w 总-w 有=200j-170j=30j;因为不知道做功时间,所以无法计算拉力的功率。可见,还能求出的有、。6.(2019 吉林长春模拟)在“测滑轮组机械效率”实验中,小红用如图甲所示的滑轮组(绕线没有画出)进行了三次实验,实验数据如下表所示。实验次数物重g/n物体上升的高度 h/cm测力计的示数f/n测力计移动的距离 s/cm1632.592652.5153682.524(1) 请根据表中的数据画出甲图中的绕线方式。(2) 第三次实验中,滑轮组的机械效率是 。分析表中数据,可得出结论:滑轮组的机械效率与 无关。(3) 小红在上述实验的基础上多使用一个滑轮又进行了实验(如图乙所示),小红使用甲、乙两个滑轮组匀速提升相同的重物时,若忽略绳重和摩擦,它们的机械效率 (选填“相同”或“不相同”)。答案 (1)见图 (2)80% 物体上升的高度 (3)相同解析 (1)由表中第一行可知,当物体上升的高度为 3cm 时,测力计移动的距离为 9cm,因此 n=3。(2)第 3 次实验中滑轮组w总的机械效率=w有用 gh 6n0.08m=fs=2.5n0.24m100%=80%;同理,第 1 次和第 2 次的机械效率也是 80%,因此滑轮组的机械效率与重物被提升的高度无关。(3)在忽略绳重及摩擦的情况下,额外功为克服动滑轮重力做的功。小红在上述实验的基础上多使用了一个定滑轮,只改变了力的方向,因此它们的机械效率相同。能力提升全练拓展训练1.(2018 安徽合肥巢湖模拟)在斜面上将一个质量为 5kg 的物体匀速拉到高处,如图所示,沿斜面向上的拉力为 40n,斜面长2m、高 1m。下列说法正确的是(g=10n/kg)()a. 物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用b. 做的有用功是 40jc. 此斜面的机械效率为 62.5%d. 物体受到的摩擦力大小为 10n答案 c 将物体匀速拉到高处的过程中,物体受到了重力、支持力、摩擦力、拉力共 4 个力的作用;有用功 w 有=gh=mgh=5kg10n/kg1m=50j;总功 w=fs=40n2m=80j,此斜面的机械效率=w有=50j=62.5%,额外功 w =w -w =80j-总w 额 30jw 总 80j额总有50j=30j;由w 额=fs 可得,物体受到的摩擦力 f= s =2m=15n。2.(2019 山东淄博周村二模)小明用同一个滑轮的两种用法,提起同一物体,如图,使用定滑轮时,所用的拉力为 f 甲,机械效率为甲。使用动滑轮时所用的拉力为 f 乙,机械效率为乙,则f 甲 f 乙,甲 乙(选填“”、“ 解析 由图可知,甲为定滑轮,乙为动滑轮;不计绳重和摩擦,f 甲=g 物,f 乙=g物+g轮2,由于 g 轮f 乙;甲w有用 g物hw有用g物hg物wf=总 甲 甲=1,乙=hw总乙=2f=乙h g物+g轮乙。3.(2018 四川德阳中考)如图所示,沿斜面把质量为 12kg 的一个物体匀速拉到最高处,沿斜面向上的拉力是 f=100n,斜面长2m、高 1m,则其机械效率是 %,物体所受摩擦力是 n。(取 g=10n/kg)答 案 60 40解析 有用功 w 有=gh=mgh=12kg10n/kg1m=120j;拉力做的总功 w 总=fs=100n2m=200j;斜面的机械效率额总有额=w有=120jw额=80j=60%;额外功 w =w -w =200j-120j=80j,由 w =fs 可得,物体所受的摩擦力 f=w总 200js2m=40n。4.(2019 广西一模)如图,在水平地面上放着物体 a,a 与地面的接触面积为 0.14m2,对地面的压强为 3000pa,用滑轮组匀速提升物体 a 时,滑轮组的机械效率是 84%(不计绳重和摩擦)。求:(1) 物体 a 的重力;(2) 动滑轮的重力;(3) 用此滑轮组使物体 a 以 0.2m/s 的速度匀速上升,在 5s 的时间内,人拉力所做的功。答 案 (1)420n (2)80n (3)500ja有解析 (1)a 与地面的接触面积为 0.14m2,对地面的压强为 3000pa,因此物体 a 的重力 g =ps=3000pa0.14m2=420n;(2)wga+g轮=g h,f=,w=2fh=(g +g)h,因此=w有用=gah= gaa轮,由于=84%,g =420n,故 g用 a2总a轮w 总 (ga+g 轮)h ga+g 轮=80n;(3)h=vt=0.2m/s5s=1m,w 总=(ga+g 轮)h=(420n+80n)1m=500j。三年模拟全练拓展训练1.(2018 江苏无锡江阴模拟,10,)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()a.b.c.d.答案 d11由图知,n1=2,n2=3;不计绳重及摩擦,则拉力做的功分别为:w1=f1s1= (g 物+g 动)2h=(g 物+g 动)h,w2=f2s2= (g 物+g23动)3h=(g 物+g 动)h,则 w1=w2,故正确;动滑轮重相同,提升的物体重和高度均相同,不计绳重及摩擦,则 w 额=g 动h,w 有=g 物w有wh,所以,利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相同;由=可知,两滑轮组的机械效率相同,故正确;不计绳总111重及摩擦,拉力 f= (g 物+g 动),n1=2,n2=3,绳端拉力分别为:f1= (g 物+g 动),f2= (g 物+g 动),所以 f1f2,即使用乙滑轮组比甲滑n23w轮组更加省力,故正确;因为 w1=w2,且做功时间相同,由 p= t 可知,拉力做功的功率相同,故正确。综上分析,说法都正确。2.(2019 江苏泰州姜堰一模,12,)小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率,他将两个钩码悬挂在 b 点,在 a 点用弹簧测力计保持竖直方向拉动杠杆,使其绕 o 点缓慢转动,带动钩码上升一定的高度h(不计摩擦)()a. 在杠杆转动过程中,弹簧测力计的示数会变小b. 仅将拉力的作用点从 a 点移到 c 点,杠杆的机械效率不变c. 仅增加钩码的个数,拉力所做的额外功增大d. 仅将钩码的悬挂点从 b 点移到 c 点,拉力做的总功变大答案 b 若弹簧测力计拉力方向一直竖直向上拉动,阻力不变,动力臂减小,阻力臂变小,由几何知识可得,动力臂与阻力臂的比值不变,因为阻力不变,根据杠杆的平衡条件知,弹簧测力计的示数应该不变,故 a 错误;仅将拉力的作用点从 a 点移到 c 点,动力臂减小,动力增大,但阻力和阻力臂不变,根据杠杆的平衡条件知,f1l1 不变,杠杆的机械效率不变,故 b 正确;克服杠杆重力做的功为额外功,仅增加钩码的个数,杠杆重力和杠杆上升的高度不变,拉力所做的额外功不变,故 c 错误; 钩码的悬挂点在 b 点时,由杠杆的平衡条件得 f1oa=gob;悬挂点移至 c 点时,由杠杆的平衡条件得 f2oa=goc;从图中可以看出,由 ob 到 oc 力臂变大,所以弹簧测力计的示数变大,有用功不变,但杠杆提升的高度减小,额外功减小,又因为总功等于额外功与有用功之和,因此此次弹簧测力计做的功将小于第一次做的功,即仅将钩码的悬挂点从 b 点移到 c 点, 拉力做的总功变小,故 d 错误。3.某高山