人教版八年級下冊物理 12 3機(jī)械效率（含答案）

人教版八年級下12.3機(jī)械效率一、單選題1．利用如圖所示的滑輪組提起一個(gè)重為210N的物體，繩子自由端的拉力。5s內(nèi)物體被勻速提升2m。不可忽繩重和機(jī)械部件間的摩擦，則下列說法中正確的是（）A．滑輪組的機(jī)械效率為70% B．動(dòng)滑輪重力大小為90NC．繩子自由端移動(dòng)的距離是0.67m D．提升物體的過程中，拉力F功率為40W2．空吊籃A重25N，繩子承受最大拉力100N。小壯用20N的力以2m/s的速度將A勻速提升到高處，忽繩重、摩擦、空氣阻力。下列說法不正確的是（

）A．動(dòng)滑輪所受的重力為15NB．第2秒內(nèi)克服滑輪重做的額外功為30JC．此裝置最多能勻速運(yùn)載160N重的貨物D．此裝置運(yùn)載貨物最高機(jī)械效率為92.5%3．吊車上常常需要滑輪組來提升重物，如圖所示，該圖為簡化后的滑輪組，當(dāng)提升1200牛的重物時(shí)，若不計(jì)定滑輪和繩的自重（動(dòng)滑輪的自重不能忽）以及摩擦，下列說法正確的是（）A．該裝置的機(jī)械效率為100%B．重物勻速上升時(shí)，吊車對繩子的拉力為400NC．若將繩子拉過6m，物體上升2mD．使用該裝置不僅能省力，而且能改變力的方向4．工人師傅搬運(yùn)貨物時(shí)，在地面和卡車的車廂間傾斜放置一長木板搭成斜面，將地面上的貨物沿斜面勻速拉上車廂用時(shí)15s。已知車廂高1.5m，木板長3m，貨物質(zhì)量為60kg，沿斜面所用的拉力為400N，g=10N/kg，則下列說法正確的是（）A．工人做的總功為900J B．工人做的額外功為300JC．工人做功的功率為60W D．此斜面的機(jī)械效率為80%5．如圖所示，用甲、乙、丙三種方式勻速提升相同物體，物體上升速度相同。已知每個(gè)滑輪組均相同，不計(jì)繩重和摩擦力。則下列說法正確的是（）A．丙方式最省功 B．乙方式拉力的功率最大C．甲方式機(jī)械效率最高 D．三種方式拉力做功相同6．如圖所示，小桂利用動(dòng)滑輪豎直勻速提升木箱。以下做法可以提高動(dòng)滑輪機(jī)械效率的是（）A．適當(dāng)減小木箱重力 B．增大木箱上升高度C．增大提升木箱的速度 D．換用質(zhì)量較小的動(dòng)滑輪7．利用如圖所示的滑輪組分別提升物體A、B，動(dòng)滑輪重力相同，摩擦和繩重不計(jì)，兩次拉力F大小相同，則以下分析正確的是（）A．兩物體的重力GA<GB B．兩物體的重力C．提升物體過程中的機(jī)械效率 D．提升物體過程中的機(jī)械效率8．如圖所示，拉力F為20N，物體A以0.1m/s的速度在表面足夠長的物體B表面做勻速直線運(yùn)動(dòng)；物體B靜止在地面上，受到地面水平向右8N的摩擦力，彈簧測力計(jì)示數(shù)為22N，下列說法正確的是（）A．物體A受到的摩擦力為20NB．拉力F的功率為1.0WC．滑輪組的機(jī)械效率為75%D．拉力F增大至40N時(shí)，彈簧測力計(jì)示數(shù)為44N9．在“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用同一滑輪組提升鉤碼，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表，下列說法正確的是（）序號鉤碼重/N鉤碼上升的距離/cm彈簧測力計(jì)的示數(shù)/N彈簧測力計(jì)上升距離/cm機(jī)械效率①2511566.7%②451.71578.4%③4101.73078.4%④652.41583.3%A．?dāng)?shù)據(jù)④中，滑輪組所做的有用功為30JB．由數(shù)據(jù)①可知，實(shí)驗(yàn)所用滑輪組承重繩段數(shù)n=2C．研究滑輪組機(jī)械效率與鉤碼重的關(guān)系，可選用數(shù)據(jù)①②④D．對比數(shù)據(jù)③④可知，滑輪組機(jī)械效率與鉤碼上升距離有關(guān)10．以下說法中，錯(cuò)誤的是（）A．壓強(qiáng)的單位可以是“N/cm2” B．功的單位可以是“N·m”C．功率的單位可以是“J/s” D．機(jī)械效率的單位可以是“J”11．如圖，工人師傅用兩種不同的滑輪裝置把同一物體提升相同的高度（G動(dòng)<G物），若不計(jì)繩重和摩擦，則（）A．繩子自由端的拉力F甲<F乙 B．工人師傅做的總功W甲>W乙C．滑輪的機(jī)械效率η甲>η乙 D．繩子自由端移動(dòng)的距離s甲>s乙12．如圖所示，勤勞的工人借用滑輪勻速提升重物，這樣做（）A．省力，同時(shí)可以省功B．省力，但降低了做功效率C．既省力，也改變施力的方向D．既不省力，也不改變施力的方向二、填空題13．如圖所示，小王用25N的力，將一重為100N的物體從斜面底部勻速拉到斜面頂部。已知斜面高2m，長10m，則在整個(gè)過程中，重物克服重力做的功是___________J，物體所受的摩擦力為___________N，該斜面的機(jī)械效率是___________。14．如圖所示，在50N的水平拉力F作用下，重250N的物體沿水平地面勻速向左運(yùn)動(dòng)了2m，物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力為120N，則該過程中拉力做的功為___________J，滑輪組的機(jī)械效率為___________。15．利用一個(gè)高為1m，長為4m的斜面將重500N的物體從斜面的底端勻速拉至頂端，若所用的拉力是200N，則有用功是___________J，斜面的機(jī)械效率是_________。16．如圖所示，斜面長，高。工人在6s內(nèi)將重的物體從底端沿斜面向上勻速拉到頂端，拉力是。此過程中工人做的有用功為______J，斜面的機(jī)械效率為_______。三、綜合題17．珠海有“發(fā)明大王”之稱的宋有洲通過上千次實(shí)驗(yàn)之后，于2008年底研制出的“空中綠化存車亭”獲得國內(nèi)和國際專利。此亭集綠化、停車、防盜、戶外廣告于一體，存車時(shí)只需40秒就可以把車子“鎖上天”。下圖是“空中綠化存車亭”的工作原理圖，其中A為存車架，O為桿OB的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，桿的B端固定懸掛泊車裝置，BC為牽引OB桿轉(zhuǎn)動(dòng)的鋼絲繩，M為牽引鋼絲繩的電動(dòng)機(jī)。存車時(shí)，汽車開到存車架上，電動(dòng)機(jī)通過鋼絲繩BC將桿OB拉到一定高度固定；取車時(shí)，將OB桿放下使存車架落回地面，現(xiàn)場還配有電動(dòng)車充電柱。請根據(jù)以上信息回答下列問題（忽OB的重和機(jī)械各部分的摩擦力）：(1)圖中使用了_________滑輪；它是______（選填“省力”、“費(fèi)力”、“既不省力也不費(fèi)力”）的機(jī)械；(2)在圖中畫出杠桿OB的動(dòng)力臂____。若汽車的質(zhì)量為0.9t，存車架框的質(zhì)量為100kg，桿OB的長度為5m；求出此時(shí)繩CB的拉力_____；(3)專家建議遮陽蓬上加裝太陽能光電板，給蓄電池充電，再由蓄電池給電動(dòng)機(jī)供電，蓄電池給電動(dòng)機(jī)供電效率為80%，電動(dòng)機(jī)再把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為60％，每次存車，車被提升的高度為2.4m，每提升一輛車總共需要消耗的電能多少______J？(4)每個(gè)充電樁對新能源小汽車的充電功率為8000W，充電1h可使總質(zhì)量為1t、額定輸出功率為12kW的新能源小汽車勻速直線行駛36km。設(shè)汽車行駛過程中受到的阻力是車重的0.06倍，g取10N/kg。該小汽車以額定輸出功率，在平直公路上勻速行駛時(shí)速度為多少m/s_____？此電動(dòng)汽車的電機(jī)效率是多少______？18．在學(xué)簡單機(jī)械時(shí)，如圖，提升物體M上升1m過程中，小明測得物體M重力為24N，每個(gè)滑輪重力為6N，滑輪組的機(jī)械效率為則。則該過程中：（1）有用功為___________，總功為___________；（2）拉力___________；（3）如圖使用該滑輪組是否省力？___________；是否省距離？___________；使用該滑輪組與直接提升重物相比是否改變動(dòng)力的方向？___________均選填“是”或“否”。19．如圖所示為某種型號的剪叉式果園采摘升降機(jī)。該機(jī)采用電驅(qū)動(dòng)、雙履帶式行走方式，利用起升電機(jī)升降作業(yè)平臺，方便采摘工人高空作業(yè)，該機(jī)器的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示。請回答下列問題：（g取10N/kg）整機(jī)質(zhì)量（空載）/kg700每條履帶接地面積/m20.4起升電機(jī)額定電壓/V24平臺升起最大高度/m2.2起升電機(jī)額定功率/kW2.0平臺初始高度/m0.7(1)這臺機(jī)器空載且靜止在水平地面時(shí)，對水平地面的壓強(qiáng)是多大______？(2)在一次采摘作業(yè)中，機(jī)器（作業(yè)平臺在初始高度）先沿斜坡路面勻速爬行一段，然后沿水平的路面到達(dá)采摘果樹下靜止。閉合起升電機(jī)開關(guān)，起升電機(jī)以額定功率工作，驅(qū)動(dòng)作業(yè)平臺，將總重為1000N的人和采摘工具以0.2m/s的速度從平臺的初始高度勻速舉高到升起的最大高度；①下列說法正確的是_____。A．機(jī)器在斜坡路面勻速行駛時(shí)，機(jī)器受到的重力不做功B．作業(yè)平臺勻速上升過程中，地面受到的壓力逐漸增大C．作業(yè)平臺勻速上升過程中，以平臺為參照物，采摘工人向上運(yùn)動(dòng)D．作業(yè)平臺勻速上升過程中，采摘工人的機(jī)械能不斷增大②求該機(jī)器在舉升過程中做的有用功和機(jī)械效率______。20．（1）如圖甲所示，汽車勻速爬坡時(shí)，汽車的牽引力F和受到摩擦力f大小的關(guān)系F______f（選填“＞”、“=”或“＜”）；汽車爬坡時(shí)，除了加大油門外還可以通過________的辦法來增大汽車的牽引力，牽引力做的功是________（選填“總功”、“有用功”或“額外功”）。請你在圖甲②中畫出汽車爬坡時(shí)受力示意圖_______（要求：用尺規(guī)作圖）（2）如圖乙所示，小麗站在地面上用一根繩子和兩個(gè)滑輪來提起重物，請畫出繩子的繞線方法________。要提高滑輪組的機(jī)械效率，我們可以采取_______的辦法（寫出一種）21．小明用兩個(gè)相同的滑輪，組成不同的滑輪組（如圖甲、乙所示），分別將同一物體勻速提高到相同高度，繩子自由端拉力分別為F甲、F乙，對應(yīng)的滑輪組的機(jī)械效率分別為η甲、η乙，下列關(guān)系中正確的是（忽繩重及摩擦）()A．F甲＞F乙，η甲＞η乙

B．F甲＜F乙，η甲＝η乙

C．F甲＝＜F乙，η甲＜η乙

D．F甲＞F乙，η甲＝η乙選擇理由：______參考答案：1．A【詳解】A．滑輪組的機(jī)械效率為故A選項(xiàng)正確；B．動(dòng)滑輪重力大小因?yàn)椴豢珊隼K重和機(jī)械部件間的摩擦，故動(dòng)滑輪重力大小一定不是90N，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C．繩子自由端移動(dòng)的距離是重物移動(dòng)距離的3倍，為6m，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．提升物體的過程中，拉力F功率為故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。故選A。2．D【詳解】A．由圖可知承重繩子股數(shù)n=2，因?yàn)楹隼K重、摩擦、空氣阻力時(shí)所需拉力所以動(dòng)滑輪的重力故A正確，不符合題意；B．由可知，A移動(dòng)的距離等于動(dòng)滑輪移動(dòng)的距離所以克服滑輪重做的額外功故B正確，不符合題意；C．因?yàn)楹隼K重、摩擦、空氣阻力時(shí)所以貨物的最大重力故C正確，不符合題意；D．因?yàn)榇搜b置提升重物的機(jī)械效率隨提升物重的增大而增大，所以此裝置運(yùn)載貨物的最高機(jī)械效率故D錯(cuò)誤，D符合題意。故選D。3．C【詳解】A．由于動(dòng)滑輪的自重不能忽，在用滑輪組來提升重物時(shí)，需要克服動(dòng)滑輪重，故該裝置的機(jī)械效率不可能為100%。故A錯(cuò)誤；B．由圖可知，當(dāng)提升1200牛的重物時(shí)，有三根繩子承擔(dān)物重。但由于動(dòng)滑輪的自重不能忽，故重物勻速上升時(shí)，吊車對繩子的拉力大于400N。故B錯(cuò)誤；C．由s=nh可知，當(dāng)將繩子拉過6m時(shí)，物體上升的高度為故C正確；D．由圖可知，有三根繩子承擔(dān)物重，故使用該裝置可以省力，但沒有改變力的方向。故D錯(cuò)誤。故選C。4．B【詳解】A．工人做的總功為W總=Fs=400N×3m=1200J故A錯(cuò)誤；B．做的有用功為W有=Gh=mgh=60kg×10N/kg×1.5m=900J所做額外功為W額=W總﹣W有=1200J﹣900J=300J故B正確；C．工人做功的功率為P==80W故C錯(cuò)誤；D．斜面的機(jī)械效率為η=×100%=75%故D錯(cuò)誤。故選B。5．C【詳解】由圖可知，甲方式F甲=G物乙方式F乙=(G物+G動(dòng))丙方式F丙=(G物+G動(dòng))故F甲>F乙>F丙。A．甲方式只對物體做功，乙裝置和丙裝置同時(shí)對物體和滑輪做功，則甲方式最省功，故A錯(cuò)誤；B．因?yàn)槲矬w提升速度相同，由P=Fv可知，甲方式的功率P甲=F甲v甲=G物v乙方式的功率P乙=F乙v乙=(G物+G動(dòng))×2v物=(G物+G動(dòng))v物丙方式的功率P丙=F丙v丙=(G物+G動(dòng))×3v物=(G物+G動(dòng))v物故乙方式的功率與丙方式的功率相等，故B錯(cuò)誤；C．甲方式拉物體時(shí)，沒有額外功產(chǎn)生，此時(shí)有用功等于總功；乙和丙兩種方式拉物體時(shí)，都有對動(dòng)滑輪做的額外功，此時(shí)有用功小于總功；故甲方式機(jī)械效率最高，故C正確；D．由W=Fs可得，沒有提供移動(dòng)的距離，無法得到做功的多少，故無法比較，故D錯(cuò)誤。故選C。6．D【詳解】A．由公式可知，減小木箱的重力，在提升相同的高度時(shí)，有用功會(huì)減小，而額外功不變，所以有用功所占總功的比值會(huì)減小，所以機(jī)械效率會(huì)減小，故A不符合題意；BC．由公式可知，機(jī)械效率的大小與物體上升的高度和物體上升的速度無關(guān)，所以增大木箱的上升高度和增大提升木箱的速度不能改變機(jī)械效率，故BC不符合題意；D．由公式可知，換用質(zhì)量較小的動(dòng)滑輪，在提升相同高度時(shí)，額外功會(huì)減少，而有用功不變，所以有用功占總功的比值會(huì)增大，所以機(jī)械效率會(huì)增大，故D符合題意。故選D。7．C【詳解】AB．由圖示知，兩個(gè)滑輪組承重繩子的根數(shù)分別為3和2根，而兩次拉力相同、動(dòng)滑輪的重力相同，在不計(jì)摩擦和繩重時(shí)，據(jù)得，物體A、B的重力分別為GA=3F-G動(dòng)，GB=2F-G動(dòng)所以GA>GB故AB錯(cuò)誤；CD．據(jù)知，提升物體過程的機(jī)械效率，所以故D錯(cuò)誤，C正確。故選C。8．C【詳解】A．物體B靜止在地面上，受到地面水平向右8N的摩擦力，彈簧測力計(jì)示數(shù)為22N，A對B有向左30N的摩擦力，B對A的摩擦力為30N，故A錯(cuò)誤；B．有2股繩拉動(dòng)滑輪，物體A的運(yùn)動(dòng)速度為0.1m/s，拉力F的運(yùn)動(dòng)速度為0.2m/s，拉力F的功率為故B錯(cuò)誤；C．滑輪組的機(jī)械效率為故C正確；D．拉力F增大至40N時(shí)，物體A做加速運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)摩擦力與物體運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)，A、B之間的滑動(dòng)摩擦力沒有變化，彈簧測力計(jì)示數(shù)仍為22N，故D錯(cuò)誤。故選C。9．C【詳解】A．由數(shù)據(jù)④中可知，鉤碼的重力為G=6N，鉤碼上升的高度為h=5cm=0.05m故可知滑輪組所做的有用功為W=Gh=6N×0.05m=0.3J故A錯(cuò)誤；B．由數(shù)據(jù)①可知，鉤碼上升的距離為5cm，彈簧測力計(jì)上升的距離為15cm，即彈簧測力計(jì)上升的高度為鉤碼上升高度的3倍，故可知實(shí)驗(yàn)所用滑輪組承重繩段數(shù)為n=3，故B錯(cuò)誤；C．要研究滑輪組機(jī)械效率與鉤碼重的關(guān)系，應(yīng)控制其它條件不同，改變鉤碼的重力，故可選用數(shù)據(jù)①②④，故C正確；D．?dāng)?shù)據(jù)③④中，沒有控制鉤碼的重力相同，故無法得出滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升距離的關(guān)系，故D錯(cuò)誤。故選C。10．D【詳解】A．壓強(qiáng)等于力與受力面積的比值，所以“N/cm2”可以是壓強(qiáng)的單位，故A正確，不符合題意；B．功等于力與距離的乘積，所以“N·m”可以是功的單位，故B正確，不符合題意；C．功率等于功與時(shí)間之比，所以“J/s”可以是功率的單位，故C正確，不符合題意；D．機(jī)械效率等于有用功與總功之比，機(jī)械效率沒有單位，故D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。11．C【詳解】A．由圖可知，甲用的是定滑輪，不計(jì)繩重和摩擦，則F甲=G物；乙用的是定滑輪，則因?yàn)镚動(dòng)

<

G物，所以F甲

?

F乙，故A不符合題意；B．由題意可知，把同一物體提升相同的高度，甲圖中，師傅做的總功為W甲=W有=G物h乙圖中，師傅做的總功為W乙=W有+W額=G物h+G動(dòng)h則W甲?W乙，故B不符合題意；C．由題意可知，甲乙做的有用功相同，乙有對動(dòng)滑輪做額外功，即乙做的有用功占總功的比值小于甲做有用功占總功的比值，所以滑輪的機(jī)械效率η甲

>

η乙，故C符合題意；D．甲使用定滑輪，不省力，不費(fèi)力，不省距離，也不費(fèi)距離，即s甲=h，乙使用動(dòng)滑輪，省力，但費(fèi)距離，即s乙=2h，所以s甲?s乙，故D不符合題意。故選C。12．B【詳解】動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂2倍的杠桿，使用動(dòng)滑輪時(shí)能省力，但不能改變施力的方向，使用任何機(jī)械都不能省功，在提升重物時(shí)還要提升動(dòng)滑輪，做一部分額外功，所以省了力但降低了做功效率，故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。13．

200

5

80%【詳解】[1]由題意可知，物體的重力為G=100N，斜面的高度為h=2m，故整個(gè)過程中，重物克服重力做的功為W有=Gh=100N×2m=200J[2]由題意可知，物體所受的拉力為F=25N，斜面的長為s=10m，故將物體從斜面底部拉到斜面頂部所做的功為W總=Fs=25N×10m=250J則額外功為W額=W總-W有=250J-200J=50J因額外功為克服斜面摩擦力所做的功，則W額=fs=50J解得物體所受的摩擦力為[3]由題意可得，斜面的機(jī)械效率為14．

300

80%【詳解】[1]動(dòng)滑輪上繞有3股繩子，因此物體運(yùn)動(dòng)2m，則拉力F運(yùn)動(dòng)了s=6m。拉力做的功為[2]有用功為物體克服摩擦力做的功，因此有滑輪組的機(jī)械效率為15．

500

【詳解】[1]有用功[2]斜面的機(jī)械效率16．

360

80【詳解】[1]工人利用斜面提升重物，所做的有用功W有用=Gh=600N0.6m=360J即此過程中工人做的有用功為360J。[2]斜面的機(jī)械效率η===80即斜面的機(jī)械效率為80。17．

定

既不省力也不費(fèi)力

8000N

5×104J

20m/s

75%【詳解】(1)[1]如左圖中的滑輪輪軸都是固定的，軸不隨物體運(yùn)動(dòng)，所以都是定滑輪。[2]根據(jù)定滑輪的特點(diǎn)，使用定滑輪既不省力也不費(fèi)力，但可以改變力的方向。(2)[3][4]由題意，汽車受到的重力存車框架受到的重力汽車和存車框架的總重杠桿OB的動(dòng)力臂為桿OB長，即由圖可知阻力臂長4m，即若杠桿此時(shí)平衡，可求此時(shí)繩CB的拉力，根據(jù)杠桿平衡條件則(3)[5]蓄電池給電動(dòng)機(jī)供電效率為，電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為；每提升一輛車需要做的有用功每提升一輛車電動(dòng)機(jī)消耗的電能，由機(jī)械效率可得每提升一輛車總共需要消耗的電能(4)[6]因小汽車勻速直線行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，所以，小車的牽引力由可得，該小汽車以額定輸出功率在平直公路上勻速行駛時(shí)速度[7]汽車牽引力做的功由可得，消耗的電能該小汽車將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率18．

40J

是

否

是【詳解】(1)[1][2]有用功由可得，總功(2)[3]由圖可知，繩子自由端移動(dòng)的距離由可得，拉力(3)[4][5][6]因?yàn)槔?，所以能夠省力，因?yàn)槔K子自由端移動(dòng)的距離所以不能省距離，因?yàn)槔Ψ较蛳蛳露苯犹嵘匚锓较蛳蛏?，所以能夠改變力的方向?9．

8750Pa

D

2.2×103J，10%【詳解】(1)[1]這臺機(jī)器空載且靜止時(shí)，對水平地面的壓力F=G=mg=700kg×10N/kg=7×103N對水平地面的壓強(qiáng)(2)①[2]A．根據(jù)W=Gh可知，機(jī)器在斜坡路面勻速行駛時(shí)，機(jī)器在豎直方向上移動(dòng)了距離，因此重力做了功，故A錯(cuò)誤；B．作業(yè)平臺勻速上升過程中，地面受到的壓力始終等于重力，即地面受到的壓力不變