机械效率测试练习题

机械效率

（限时:40分钟）

I对点训练

【考点】理解机械效率的普遍意义，并能根据公式〃一码X100%进

总

行一般的计算。（B）

L如图K11T所示，物体力所受重力为200N,绳重和摩擦力不计，

当分别沿力片和E的方向匀速提起物体A时，则£（选填

“＜，，或"=，，）信若ios内物体力被匀速提升4m,则拉力片所

做的功为J,功率为Wo如果把这个滑轮改成动滑轮，匀速竖

直提升同样的重物，则机械效率将（选填“增大”“减小”

或“不变”

0

图K11-1

2.如图K11-2所示，搬运工人用滑轮将重为425N的重物匀速提升4m,

所用拉力为250N、时间为20s。在此过程中有用功是J,额外

功是J,拉力的功率是W,滑轮的机械效率是。

图KI1-2

3.如图K11-3所示，物体和动滑轮的总重力为200N,当物体匀速上

升的高度为2m时，绳子移动的距离为m,若滑轮组的机械效

率为80%,则动滑轮重No（绳子的重力、绳子与滑轮各处的

摩擦均忽略不计）

图K11-3

4.如图K11-4所示，用户50N的力通过滑轮组水平拉重为80N的物

体，使其向左匀速运动，在这个过程中拉力厂做功为40J,已知物体

受到水平地面的摩擦力为60N,则物体运动的距离为—m,该滑轮组

的机械效率为。（忽略绳子和动滑轮的重力）

图K11-4

5.如图K11-5所示，斜面长6m、高1.5m,工人用沿斜面向上的500N

的力，以1.5m/s的速度把重1600N的箱子匀速推到车上，则推力的

功率是忙该斜面的机械效率是%o

图K11-5

6.如图K11-6所示是人抬起独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车

相当于一个（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆;若动

力臂是阻力臂的3倍,物体和车总重G为1200N,抬起车把的力4500N,

则此杠杆的机械效率为

图K11-6

7.用四只完全相同的滑轮组成如图K11-7所示的甲、乙两个滑轮组,

把相同的物体匀速提升相同的高度。若用〃甲、〃乙表示甲、乙两滑

轮组的机械效率，（甲、『乙表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则

()

甲乙

图K11-7

A.n甲二n乙,/甲二/乙

B.n甲〉n乙，/甲，乙

c.〃，£〃乙,乙

D.〃甲＞〃乙,加甲乙

8.某实验小组利用如图K11-8所示的装置旅究杠杆的机械效率。保持

。点位置不变，BOOC,竖直向上拉动弹簧测力计一，使重为G的钩码缓

慢匀速上升，在此过程中弹簧测力计的示数为E利用刻度尺分别测

出C、8两点上升的高度为力I、力2。则下列说法正确的是（）

图K11-8

A.杠杆机械效率的表达式为--X100%

1

B.杠杆机械效率的表达式为一LX100%

2

C.在水平位置拉升时FX。庐GXOA

D.若弹簧测力计始终竖直向上拉，则弹簧测力计的示数不断变化

I综合训练I

一、填空题

1.[2018•河北]一台起重机在10s内将重为3600N的货物匀速提高

了4m,起重机做的有用功是Jo若起重机做的额外功是9600J,

则机械效率是,起重机的总功率是Wo

2.[2018•安顺]工人借助如图K11-9所示的装置,在20s时间内将重

700N的货物匀速提升了4m,已知他对绳子的拉力为500N,该过程中，

工人所用装置的机械效率为_______,工人对绳子拉力的功率为_W。

3.[2018•云南]如图K11T0所示，用滑轮组把质量为80kg的物体匀

速提升3m,若拉力FOON,则滑轮组的机械效率是;若不计

绳重和摩擦，则动滑轮的重力为No（g取10N/kg）

由X

图K11-10

4.[2018•枣庄]如图KUTI所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种

装置，分别用“、孔匀速提升重力为6、&的45两物体，不计绳重

和摩擦。若G，GB,则H甲H乙;若£尸分，则Gd。

（均选填“）”“或“二”）

图K11-11

5.[2018•德阳]如图K11T2所示，沿斜面把质量为12kg的一个物体

匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力户100N,斜面长2m、高1m,则

其机械效率是%,物体所受摩擦力是No（g取10N/kg）

图K11-12

6.[2018•荆门]如图K11-13所示，工人利用斜面和滑轮将物体从斜

面底端匀速拉到顶端，斜面高1m、长2nb物体重500N,平行于斜面

的拉力为200N,所用时间10so在此过程中，物体动能（选

填“增大”“不变”或“减小”）；重力势能（选填“增

大，，“不变，，或“减小，，）；拉力的功率为W;把物体直接提

高到斜面顶端做的功为有用功，则这个装置的机械效率为

图Kll-13

二、选择题

7.[2018•宜昌]下列有关起重机提升货物时机械效率的说法，正确的

是（）

A.有用功越多，机械效率越高

B.同一起重机提起的货物越重，机械效率越高

C.额外功越少，机械效率越高

D.同一起重机提起同一货物越快，机械效率越高

8.[2018•邵阳]如图K11-14所示，某同学使用动滑轮把600N的重物

匀速提升了3m,所用的拉力是400N。下列说法正确的是（）

图K11-14

A.机械效率是80%B.有用功是1800J

C.额外功是300JD.总功是2100J

9.[2018•咸宁]如图K11-15所示，用滑轮组在4s内将重为160N的

物体匀速提升2m,若动滑轮重20N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。

则在此过程中，下列说法正确的是（）

图Kll-15

A.绳子自由端向上移动了4m

B.拉力/的功率为90W

C.拉力夕为90N

D.滑轮组的机械效率为80%

10.[2018•乐山]医K11-16甲中力£水平拉着重为G的物体在水平

路面匀速移动s的距离。图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面匀速移

动s的距离，拉力为£。使用动滑轮的过程中（）

甲乙

图K11-16

A.总功为gF2s

B.有用功为『有用二Gs

C.机械效率为77=——=--

2X2乙2

D.额外功为I/额外=2As-Rs

11.[2018•十堰]如图K11-17所示，滑轮组将重50N的物体A以

0.2m/s的速度沿水平地面匀速向前拉动了1m,拉力少大小为10N,

滑轮组的机械效率为80%,下列说法中正确的是（）

图K11-17

A.拉力b做功的功率为2W

B.2s内绳子自由端移动的距离为0.4m

C.滑轮组做的有用功为50J

D.物体A受到水平地面的摩擦力为16N

12.［2018•广安］如图K11-18所示，斜血长3m、高0.6m,建筑工人

用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,

拉力是150N（忽略绳子的重力），则下列说法正确的是（）

图K11T8

A.斜面上的摩擦力是50N

B.拉力的功率是50'N

C.拉力所做的功是300J

D.斜面的机械效率是80%

三、实验探究题

13.下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告。

［实验名称］测量滑轮组的机械效率

［实验步骤］

⑴观察弹簧测力计的量程、零刻度线和0

⑵如图KI1T9（a）所示，测量物体G所受的重力为。

G\

乙

(a)

图Kll-19

⑶如图(b)所示，实验过程中，拉动弹簧测力计并读出拉力/的数值,

用测出物体G上升的高度力和弹簧测力计移动的距离s,将

数据填入下表格中。根据表格中的数据，可以知道他们选用的滑轮组

是(选填“甲”或“乙”)。

(4)仅改变重物G上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数

据。

实验记录表格:

弹簧测力计

实验物体重物体上升拉力机械效

移动的

次数量6/N高度力/cm夕N率n

距离s/cm

15.001.8015.0085.2%

28.001.7724.0086.6%

310.001.7530.0087.6%

实验结论:滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。

［实验讨论与交流］

⑴小明和小红的实验结论(选填“科学”或“不科学”)，

请说明你的理由:—o

⑵小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探

究:改变，重复实验步骤(3),计算出机械效率进行

比较分析。

四、计算题

14.[2018•青岛]工人利用如图K11-20所示的滑轮组匀速提升重

600N的货物，绳子自由端被竖直向上移动6m,该过程所做额外功为

300Jo求滑轮组的机械效率。

图K11-20

15.[2018•苏州]水平地面上放着重为200N,边长为0.2m的正方体

物块，现用斜面将其由底端匀速拉到顶端，如图K11-21所示，已知

平行于斜面的拉力为120N,物体移动的距离为2m,升高1m,求：

⑴物块放在水平地面上时对地面的压强。

⑵斜面的机械效率。（结果保留三位有效数字）

⑶物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小。

图K11-21

16.[2018•桂林]小熊在课外实践活动中，用如图K11-22甲所示的滑

轮组匀速拉动放在水平地面上的不同物体，物体受到的摩擦力从100N

开始逐渐增加，每次物体被拉动的距离均为1m。根据测量结果画出了

该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图像，如图乙所

示，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。

⑴由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是

多大？

(2)当滑轮组的机械效率为75%,物体以0.lm/s的速度匀速运动时,

该滑轮组的有用功率是多大？

(3)当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下

拉绳还能用此滑轮组拉动物体吗?用计算结果说明。

参考答案

【对点训练】

考占

1.=80080减小

［解析］提升物体力时，滑轮的轴固定不动，是定滑轮；因为定滑轮相

当于等臂杠杆，只能改变力的方向而不省力，故定滑轮拉同一物体力

时，沿不同方向用的力大小相等，所以A成。物体被匀速提升，定滑

轮不省力，且绳重和摩擦力不计，则拉力做功忆G/F200NX4m=800J,

拉力/。的功率—等二80W。把这个滑轮改成动滑轮使用时，在提升

10s

相同的重物时，也要把动滑轮提起，故额外功增大；由

〃二则X100%=————X100%可知，机械效率将减小。

总额外

2.170030010085%

［解析］工人做的有用功/‘有用=0?刃25NX4W1700J,因为使用的是动滑

轮，所以拉力移动的距离s之力NX4m二8m,工人做的总功/总

二发尸25（^义8小二2000七所以，/额外4总-W有阳二2000JT700J=300J;拉力

的功率）=,=100W;滑轮的机械效率

20s

^^xioo%=no^x100%=85%o

总2000J

3.440

［解析］由题图可知，则拉力端移动的距离sN/7?X2m=4m。

77^^X100%=-------X100%------X100%,贝ijG+G动=­=200N,

总+动+动80%

解得6M60N,G动工200N-160N=40N。

4.0.460%

［解析］由/=7%s挹可得绳子自由端移动的距离为s绳—券=0,8m。

拉50N

由题图可知，"2,物体运动的距离s物,s绳弓X0.8m=0.4m。

滑轮组所做的有用功/有用刁缶物与0NX0.4『24J,滑轮组的机械效率

J^XIOO炉组X1009仁60%。

总仰

5.75080

6.省力80%

［解析］由题中独轮车的简化示意图可知，独轮车在使用时动力臂大于

阻力臂，所以它属于省力杠杆。由题可知，£一•〃3则杠杆的机

械效率/7-^X100%=—^义1009仁粤空乂100%=80虬

单15OONx3

7.A［解析］钩码的重力相同，钩码上升的高度相同，据/有用二的可

知，所做的有用功相同；此时对动滑轮做的功是额外功，不计绳重和

摩擦，滑轮相同，即八外相同，根据加总/有用切额外可知，川总是相同

的，故拉力做的功相同，即/『甲刁『乙，根据机械效率3乂100%可

总

知，n甲二〃乙。

8.B［解析］用杠杆提升重物时\有用功为/有用=勃”总功为W忠二FA,

则机械效率的表达式为77-^X100%=—^X100%,故A错误、B正

总2

确。根据杠杆的平衡条件可知，在水平位置拉升时有FX0B=GX0a

故C错误。若弹簧测力计始终竖直向上拉，动力臂与阻力臂的比值不

变，阻力不变，由杠杆平衡条件可知，动力不变，即弹簧测力计的示

数不变，故D错误。

【综合训练】

1.1440060%2400

［解析］起重机做的有用功»W67F3600NX4m=14400Jo由题知起重机

做的额外功用颠外二9600J,则机械效率

〃二一竺X100%=————X100%=—上㈣一X100艇60%。起重机的总

总有用+额外14400J+9600J

功率Py总」44°°J+9600J=2400W。

10s

2.70%200

3.80%200

［解析］滑轮组的机械效率

n=-^-X100%=—X100%--X100%^8Qkgxl0VkgX100%-80%;由

心2x500N

动）可知，动滑轮的重力6动=〃/JG=2X500N-800N-200N。

4.）V

［解析］不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重

力和动滑轮重力做的功为总功，滑轮组的机械效率

〃二则X1OO96---------X100%-------X100%^-X100%,物体的

总+动+动1+—

重力G越大，13越小，」越大，且动滑轮的重力相等，所以，

1+3

6时,〃甲）〃乙;由图可知,〃甲之，〃乙书,由尸二上（G+G动）可得,

提升物体的重力。二曲-。动，贝I£尸长时，提升物体的重力关系为GF。

5.6040

6.不变增大8062.5%

［解析］将物体从斜面底端匀速拉到顶端，质量不变，速度不变，则物

体的动能不变;物体沿斜面升高，质量不变，高度增大，所以其重力

势能增大。题图中是动滑轮，斜面长Z=2m,则绳端移动的距离为

5-2Z=2X2m=4m,拉力做的总功为/总二/<s-200NX4m=800J,拉力的功

率为4」=2^=80%此过程做的有用功为rWffl=^500NXlm=500Jo

10s

这个装置的机械效率为〃=3x100%=鹄x100%=62.5%o

Ixuuj

7.B

8.B

9.B［解析］由图可知，承担物重绳子股数上3,则绳端移动的距离

产〃力3/F3X2m=6m,故A错误。不计摩擦及绳重，拉力片;(G+G

动)=；X(160N+20N)=60N,故C错误。拉力做功/总

=A5-60NX6m=360J,拉力做功的功率片」二等=90肌故B正确。拉

4s

力所做有用功/有用二G/F160NX2m=320J,滑轮组的机械效率

〃=3>(100%=黑义100%~88.9%,故D错误。

总360J

10.D

11.D［解析］滑鸵组承重绳子的股数上2,拉力做的功(总

=FX2/7S=10NX2Xlm=20J,由人一可得物体移动所用时间

Q一及二5s;拉力的功率片」二等二4肌故A错误。2s内物体移动

0.2m/s5s

距离s尸P方0.2m/sX2s=0.4m,自由端移动的距离

sk2s尸2X0.4m=0.8m,故B错误。由公式〃二一^X100%得，/自用二十总

总

X/?=20JX80%=16J,故C错误。根据

〃二，lx100%=-----X100%=—X100%得，80%=--X100%,可得摩

x2x10N

擦力户16N,故D正确。

12.A［解析］拉力所做的有用功为/有用二G/尸500NX0.6m=300J,拉力

所做的总功为“总二占150NX3m=450J,故C错误。斜面的机械效率为

〃二3*100%=黑义100%166.7筛故D错误。所做额外功为/额外二/

总450J

总-/・用二450J-300J=150J,物体所受的摩擦力为公」"二等二50N,故A

3m

正确。拉力的功率为六上限