2020八年级物理下册第十二章第三节机械效率课时练(新版)新人教版-精装版

1、教学资料范本2020八年级物理下册第十二章第三节机械效率课时练（新版）新人教版-精装版编辑：时间：【精选】20xx最新八年级物理下册第十二章 第三节 机械效率课时练 (新版)新人教版评卷人得分、计算题1 .为了将放置在水平地面上重为 G=100 N的重物提升到高处，小明 同学设计了滑轮组装置，如下图所示.当小明用图甲所示随时间变化的 竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度v和上升的高度h随时间t变化 的关系图像分别如图乙和丙所示.若重物与地面的接触面积S=5X 102 m2,不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向.求：6 / 24在23(2)在 12在01s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效

2、率 s内，拉力F做的功W.s内，重物对地面的压强p.2 . ( x X市)水平地面上的圆桶装有体积为 0.01 m3的水，圆桶与地 面接触面积为0.2 m2,g取10 N/kg, p水=1.0X103 kg/m3,桶自 重忽略不计.(1)求这桶水的质量.(2)求这桶水对地面的压强.如图所示，若用动滑轮将此桶水匀速提升1 m,所用拉力为60 N, 求动滑轮的机械效率.3 .如图所示，小王站在高为3 m,长为6 m的斜面上，将重200 N的 木箱A沿斜面匀速从底端拉上顶端，拉力的大小恒为120 N,所花时间 是10 s.求：(1)木箱A沿斜面方向的运动速度. 小王对木箱A做功的功率.(3)斜面的机

3、械效率.4 .建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为 230 N的建材从地面 匀速送到6 m高处，所用拉力为125 N,时间为20 s.求：(1)工人做的有用功.(2)工人做的总功.(3)此过程中该装置的机械效率.工人做功的功率.5 .用200 N的推力沿斜面将物体匀速推上长 8 m高2 m的斜面， 已知物体与斜面间的摩擦力为 50 N,求：(1)总功和有用功分别是多少.(2)斜面的机械效率.物体的重量.6 .如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力 F的作用下，将重为105 N 的物体匀速提起，在5 s时间内，绳子自由端移动的距离为s=3 m.图 乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系

4、图.r(1)计算物体上升的速度.(2)图乙中阴影部分的面积表示的物理量是，并列式计算出该物理量.(3)计算滑轮组提升该物体时的机械效率.7 .如图所示，塔式起重机上的滑轮组将重为9.0 X 103 N的重物匀速吊起10 m,作用在绳端的拉力为4.0X103 N.(1)求提升重物做的有用功.(2)求滑轮组的机械效率.(3)若克服摩擦和钢丝绳重所做的功为有用功的0.3倍,求动滑轮的重.8 . 一辆重2X104 N的四轮卡车，开进了一段泥泞的道路，不能继续 行驶.司机找来一辆小型拖拉机、绳子、动滑轮，采用如图所示装置， 拖拉机在绳端用3 750 N的水平拉力，将汽车以0.2 m/s的速度水 平匀速拉

5、出泥泞路段，用时10 s.若每个车轮与地面接触的面积为 0.05 m2.(1)求汽车对路面的压强.(2)求拉力F做的功和功率.若动滑轮的机械效率为80%求汽车所受的阻力.9 .用如图所示的滑轮，使一个铁块以0.2 m/s的速度匀速上升了1 m,已知铁块的体积为1X10-3 m3,求：铁块的重力.(2)若不计滑轮、绳子的重和摩擦，绳子受到的拉力F.拉力F的功率.(4)若实际作用于绳子的拉力为50 N,这个滑轮的机械效率.(p铁=7.9 X 103 kg/m3、g 取 10 N/kg)10 .如图所示的滑轮组将重200 N的重物以0.2 m/s的速度匀速提 升,若滑轮组的机械效率为80%彳10 s

6、时间.求：(1)绳自由端的拉力F多大？拉力的功率多大？(3)如果人的体重为500 N,不计绳重和摩擦，他最多能提起多重的物 体？11 .如图所示装置图，绳重及摩擦不计.装卸工人将重为600 N的货 物提至高处，人对绳的拉力F1为400 N,货物在1 min内匀速上升了 5 m.(1)请在图上画出绳子的绕法8 / 24 求滑轮组的机械效率以及拉力的功率. 如果重物是1 000 N,要把重物提升5 m,求拉力做的功.12 .(7分)如图1所示，工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢.货物移动的距离s与时间t的关系如图2所示.在此期间，工人拉这箱货 物沿斜面匀速运动时的拉力为 594 N.此斜面的长为5

7、 m,高为1 m, 这箱货物重为1 500 N.(1)05 s,这箱货物处于状态，工人所做的功为J.(2)530 s内，这箱货物运动的速度是多少？拉力做功的功率是多大？ (3)该斜面的机械效率是多少？13 .在新农村建设中，为将一批建材运到10 m高的施工处，工人利用如图17所示的滑轮组提升建材.装置中动滑轮重100 N,工人每次 匀速提升一箱重400 N的建材，不计绳重和摩擦.试问(1)每次提升建材时的有用功、额外功各是多少？(2)该滑轮组的机械效率是多少？(3)为加快施工进度，张师傅建议用电动机做动力替代人提升建材.为了安全，改装后每次可吊起四箱建材，建材匀速上升时的速度为0.4 m/s.

8、仓库中现有两台电动机，型号分别为“ 220 V0.8 kW、“220 V 3 kW ,请你通过计算说明应选哪台电动机 才能使配置更为合理.14 .(6分)建筑工地上，工人师傅将如图所示的滑轮装配成最省力的滑轮组，利用它站在地面上向下拉绳提升重物.(1)请在图中画出滑轮组的绕线；N的重物匀速提升.下图为吊车上的N的拉力F,将重为(2)利用此滑轮组，工人用500 N的力将1 2004 mi求滑轮组白机械效率.15 .在建筑工地上，“吊车”是常见的一种起重设备 滑轮组的示意图.在起重过程中，钢丝绳用6X1031.2X104 N的物体在10 s内匀速提升6 m.(不计绳重和摩擦)求:(1)滑轮组提升重

9、物所做的有用功和总功.(2)滑轮组拉力F的功率.(3)若用该滑轮组匀速提升1.8X104 N的重物，则其机械效率是多 少？16 . (8分)今年6月以来我国南方普降大雨，多地发生泥石流，一块巨 石滚到了公路上，抢修人员正在用如图所示的装置将石头拖离公路.若石头的重为1.2 X104N,与地面的接触面积为0.2m2,石头在水平路面 上被匀速直线拉动，10s内绳子自由端沿水平方向匀速直线移动了3m,石头受到的摩擦阻力为3.6 乂 103N,绳子自由端的拉力为1500N.求：(1)石头静止在水平地面上时,对地面的压强.(2)绳子自由端拉力的功率.(3)滑轮组的机械效率.17 .小华用如图所示的滑轮组

10、拉动货箱，已知货箱的质量为60 kg,在 F=50 N的拉力作用下，货箱以0.1 m/s的速度做匀速直线运动，地面 对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍.求：13 / 24(1)货箱的重力是多少？(2)拉力F的功率是多少？货箱运动了 1 min,克服摩擦所做的功是多少？(4)此滑轮组的机械效率是多少？18.如图所示(滑轮组的绕绳未画出)，人以600 N的力向下拉动绕在 滑轮组的绳子一端10 s,使绳端向下移动了 1.5 m,重物匀速上升了 0.5 m,已知滑轮组的机械效率为70%(g取10 N/kg).(1)按题意画出滑轮组的绕绳.(2)人所做功的功率是多大？评卷人得分(3)被吊起的重物质量

11、是多大？、实验题19.(7分)在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组 用如图15所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、 乙、丙3组实验，实验数据记录如下：次数钩码重/N钩码上升的距离/cm弹簧测力计的示数/N弹簧测力计上升的距离/cm机械效率第1次2511566.7%第2次451.715第3次651583.3%图(1)在实验操作中应该使钩码 (填“快速”或“缓慢”)上升；(2)进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为 (保留三位有效数字)；(3)进行第3次测量时，弹簧测力计示数为 N滑轮组做的有用功是J；(4)分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与 w*

12、关.20.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示.121立同4*EDl 1dlm t叫憧力F/NIUBLGJ崎聿茹隼声 g0. J014«2. 4S甲乙(1)实验中应沿竖直方向拉动弹簧测力计，使钩码上升.(2)通过表中数据可分析出第2次实验是用(填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验.(3)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的 滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑 轮组的机械效率(填“越高” “不变”或“越低”).(4)小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为：绳

13、端移动距离s=m,机械效率刀=.(5)比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组，21 .(6分)小刚小组探究了影响滑轮组机械效率的因素后，联想斜面 也是一种机械，那么斜面的机械效率与斜面的哪些因素有关呢？图28小刚猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小萌猜想可 能跟斜面的倾斜程度有关.于是他们将一块长木板的一端垫高，构成 长度一定、高度可调的斜面，用弹簧测力计拉着同一木块沿不同的斜面匀速向上运动，如图28所示.下表是他们实验记录的有关数据r实验 次数斜面斜面材料物重G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长 s/m有用功总功W“J机械效率130'玻璃70. S4.9

14、13.5九9230'木板70.56.013.5330毛巾70. 56.513. 56.553.8%420”木板70. 344.912.384.948.6%515.毛巾7Q.26511L825.135.7%(1)在第1、2、3次实验中，选用玻璃、木板、毛巾作为斜面表面的材料，是为了 .(2)在第2次实验中，拉力做的总功是 J,斜面的机械效率是(3)分析第1、2、3次实验数据，可以得出：当其它条件一定时，(4)若通过分析第1、4、5次实验数据，得出斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越大.你认为存在的问题是：. 实验中还发现，斜面材料相同时，斜面倾角越小，越 3填“省力”或“费力”).22 .

15、(5分)下图是小明同学探究斜面机械效率跟什么因素有关的实验装 置.实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动.实验的部分数据如下：实验次数斜面的帧斜程度物块重显G/N斜面高度A/m沿斜而拉力F/N斜面长j/m机械效率1校缓100.15.012较陡100. 3E.71M必3最陡100.58.4160%(1)小明探究的是斜面机械效率跟 的关系.在第1次实验中，斜面机械效率为,物块和斜面的内能增加了约 J.(2)分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越 陡，机械效率越 .若要探究斜面机械效率跟斜面粗糙程度的 关系，应保持不变.23 .(6分)如图所示是某同

16、学“探究斜面机械效率”的装置图.他在实 验时用弹簧测力计拉着同一小车沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动，分别进行了三次实验，并记录实验数据如下实验次数斜面倾斜程度小车重量G/N斜面局度h/m沿斜面 拉力F/N斜面长s/ m有用功W用/ J总功W/ J机械效率Y1较缓20. 10.610. 20.633.3%2较陡20. 20.813最P走20. 41.210. 81.266.7%(1)根据表中的数据可求得在第2次实验中，有用功是J,拉力所做的总功是J,斜面的机械效率是(2)由上表可知，当其他条件一定时,斜面的倾斜程度越，越省力；斜面的倾斜程度越，机械效率越高.15 / 24(3)如果把斜面

17、高度变为0.05m而其他条件不变，那么再做一次实验， 机械效率会第1次实验的值(填“大于” “等于”或“小于”).参考答案1.(1)【答案】在23 s内，重物做匀速直线运动，拉力F3=40 N.其作用点下降的距离是重物上升高度h3的3倍h3=3.75 m-1.25 m=2.5 m,P=300 WY =X100= X100%=< 100%=83.3%.(2) 【答案】在12 s内，拉力F2=50 N,重物上升高度h2=1.25 m,W=3F2h2=3 50 NX 1.25m=187.5 J.(3) 【答案】设动滑轮重为G轮，W总,=Wt用+W®外，在 23 s 内有:3F3h3=

18、Gh3+G h3,G轮=3F3-G=3X 40 N-100 N=20 N.在01 s内，拉力F=30 N,绳对重物的拉力F=3F1-G轮=3X 30 N-20 N=70 N,所以重物对地面的压力F 压=G-F=100 N-70 N=30 N,p=600 Pa.W 3F3K3 s x 40N x 2.5m T= t = IsG 忸 100Nx2.5m3户必打 x 40N x 2.5m28 / 24F 压JON5 -5 x 10-2m22.(1) 【答案】这桶水的质量为 m=p水V=1.0X103 kg/m3X0.01m3=10 kg.(2) 【答案】这桶水对地面的压强为 p=500 Pa.(3)

19、 【答案】动滑轮的机械效率为刀=x 100%受 100%受 100舜 83.3%.F mg H)kg x 10N/kg亍一 丁- 0.2m2上盟。hlOON x Im皿忌 Fs 60N X 2m3.(1)【答案】v=0.6 m/s.(2) 【答案】W=Fs=120 NX 6 m=720 J,P=72 W.s 6m(3) 【答案】y =X100%=< 100%=< 100%=83.3%?=加W 720|T = "10s'叩有匕hZUON 乂 3ml720j_'4.(1) 【答案】Wf =Gh=230 NX 6 m=1 380 J.(2) 【答案】 W总.=F

20、s=125 NX 12 m=1 500 J.(3) 【答案】y =X100%=< 10%=92%.(4) 【答案】P=75 W.卬询1一口WG&1500)皿息_1500t 20s(5)(1) 【答案】W总.=Fs=200 NX 8 m=1 600 J.W额外=£$=50 NIX 8 m=400 J.Wf 用=娟,-W 额外=1 600 J-400 J=1 200 J.(2) 【答案】y =75%(3) 【答案】G=600 N.(1) 【答案】物体上升的高度h=s=X3 m=1 m,由丫=得，物体上升的速度v物=0.2 m/s.(2) 【答案】拉力做的功 W=Fs=50

21、NX 3 m=150 J.(3) 【答案】 Wf=Gh=105 NIX1 m=105 J, 11 滑轮组的机械效率为y =x 100%=< 100%=70颁 sh Im U = 5s皿有105*01的7.(1) 【答案】 Wf用=6物卜=9乂103 NX 10 m=9<104 J.(2) 【答案】s=3h=3x 10 m=30 m,W总,=Fs=4X 103 NX 30m=1. 2X105 J,y =X100%=<100%=75%.(3) 【答案】W® =3-W有用=1.2 X105J-9X104J=3X 104J,因克服摩擦力和绳重做的额外功W摩=0.3W有用=0

22、.3 x 9X 104J=2.7 x 104J,因克服动滑轮重做的额外功 W动=3额-W 摩=3X 104J-2.7 x 104J=3X 103J,动滑轮的重G动=300 N.W动:乂 1。3-hWm 8.(1) 【答案】轮胎与地面的接触面积 S=4X0.05m2=0.2 m2.汽车对路面的压强:p=1 x 105 Pa;(2) 【答案】由v=得,汽车前进的距离:s1=vt=0.2 m/sx 10 s=2 m, 绳子移动的距离：s2=2 X 2 m=4 m,拉力F做的功:W总=Fs2=3 750 NX 4 m=1.5X 104 J,拉力F的功率:P=1.5 X103W;(3)【答案】因为刀=,

23、所以Wt =符 总=1.5 X104JX80%=1.2X 104 J,因为 W有=f1s1,所以摩擦力f=6 000 N.x 104NSS 0.2m210s困有立W有L2 x 1gsi2m-9.(1) 【答案】铁块的重力 G=mg =Vg=7.9X103 kg/m3X1X10-3m3<10 N/kg=79 N.(2) 【答案】不计滑轮、绳子的重和摩擦，拉力F=G=X 79 N=39.5 N.(3) 【答案】拉力移动速度v=2v物=2X 0.2m/s=0.4 m/s,拉力的功率 P=Fv=39.5 NX 0.4 m/s=15.8 W;(4)【答案】滑轮的机械效率刀=x 100%=X100%

24、=100%=< 100%=79%.IWFslt t%用 Gh G 79NF2h2F,2 x 50N10.(1) 【答案】由图可知，n=2,滑轮组的机械效率：刀=x 100%=< 100%=< 100%=< 100%,则拉力F=125 N.(2)【答案】绳端移动的速度：v绳=门丫物=2X 0.2 m/s=0.4 m/s,拉力的功率：P=Fv 绳=125 NX 0.4 m/s=50 W.(3)【答案】不计滑轮组摩擦及绳重，由F=(G+G动)可得动滑轮的 重力：Ggj=nF-G=2X 125 N-200 N=50 N,当F拉=6人=500 N时，能提起最重的物体：G'

25、=2F 拉-G 动=2X 500 N-50 N=950 N.W “h Gh GFsFnhnFG NOONnjj2 x 80%11.(1)【答案】要求施力方向向下，从绳子末端开始，依次绕过定滑轮、动滑轮，这样反复完成，绕法如答图所示.(2) 【答案】由图可知，n=2,则s=2h=2X5 m=10 m,y =x 100%受 100%受 100%=75%;W1=F1s=400NX 10 m=4000 J,拉力做功功率：P1=66.7 W.(3) 【答案】拉600 N重物时，绳重及摩擦不计，.F1=(G 轮+G'物),s=2h=2X5 m=10拉力做功：m, m=6 000 J.W 0Gt 6

26、U0N X GmW总Fg4而N x iO】iiw14000J.G 动=2F1-G物=2X 400 N-600 N=200N, 挂1000N重物时,拉力:F1=(G轮+G' 物)=(200N+1 000 N)=600 Nt 60s2212.(1)【答案】静止【解析】前五秒物体没有移动距离；(2)【答案】这箱货物运动的速度v=0.2 m/s拉力做的功W=Fs=594 NX 5 m=2 970 J拉力做功的功率P=118.8 W【解析】由图像分析30 s时路程是5 m,用的时间是25 s.再由功的计算公式计算所做的功，然后计算功率；(3)【答案】对这箱货物做的功是有用功WW 用=6卜=1 5

27、00 NIX1 m=1 500 J拉力做的功是总功W总，=W=2 970 J斜面的机械效率刀=X100%=< 100%=50.5%【解析】先计算有用功，再计算总功，最后计算机械效率.slim t|25sW2970Jt 25s卬一月13.(1) 【答案】有用功 W有=Gh= 400 NX 10 m= 4000 J额外功 W额=6动卜=100 NX 10 m= 1000 J(2) 【答案】由于总功 W总=WT +W® =4000 J+1000 J =5000 J故机械效率X = = = 80%(3) 【答案】提升四箱建材时总功 W总、=W有+ ”额=4X4000 J + 1000

28、J= 17000 J将重物匀速提升至10 m高处所需时间 t = = = 25 s则提升四箱建材的总功率 P= = = 680 W= 0.68 kW.故应选择型号为“ 220 V 0.8 kW的电动机才能使配置更为合理卬有4000J15000)vO4m/s 卬息17000 Z'25s14.(1) 【答案】滑轮组绕线如图所示(2) 【答案】i= = = = x 100诲 80%w Gh Gh 1200 x 4x 500 x 415.(1) 【答案】 Wt=Gh=1.2X 104 NX 6 m=7.2X 104 JW总,=Fs=6X 103 NX 3X6 m=1.08X 105 J【解析】

29、知道物体重力和物体升高的距离，根据W=G床:出有用功;(2) 【答案】P=1.08X 104 W【解析】知道物体升高的距离和绳子的段数，求出拉力移动的距离知道拉力和拉力移动的距离，根据W=FS$：出总功；(3) 【答案】不计绳重和摩擦：G 动=3F-G 物=3X 6X103 N-1.2X104 N=6X 103 N刀=x 100%=75%【解析】知道有用功和总功，根据机械效率公式求出机械效率10S-“有用C物"L8 x 10N卬电,6辆出 + G动E.8 x 10% + 6 x lO'N(1) 【答案】 Wt =fx =3.6X103 NX1 m=3 600 J(1 分)W总

30、,=Fs=1 500 NX 3 m=4 500 J(1 分)刀=80%(1 分)I si或 T = = = 80%呻 00I / 3.6 x 1O3N|nF3 x 1500N16.(1)【答案】G=mg=60 kgxi0 N/kg=600 N【解析】已知了物块的质量，利用重力的计算公式G=mg可求解;(2) 【答案】v 绳=3v 物=3X 0.1m/s=0.3 m/sP=Fv 绳=50 NX 0.3 m/s=15 WP=Fv 绳=50 NX 0.3 m/s=15 W【解析】已知拉力的大小和物体的移动速度以及动滑轮上绳子的段数，根据公式P=Fv可求拉力的功率；(3) 【答案】1 min=60 ss 物=丫物1=0.1m/sx 60 s=6 mW=fs=120 NX 6 m=720 J【解析】知道货箱的速度和运动的时间，根据s=vt可以求出货箱移 动的距离，再求出货箱受到的摩擦力，然后根据W=fs求出做的功；(4) 【答案】W=fs=120 NX 6 m=720 Js t=v t=0.