人教版八年级下册123《机械效率》同步基础训练word有答案.docx
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人教版八年级下册123《机械效率》同步基础训练word有答案
2020年人教版物理八下12.3《机械效率》同步基础训练
一、填空题
1.因为有用功总_______(选填“大于”、“等于”或“小于”)总功,所以机械效率总小于1。
滑轮组的机械效率越高,说明额外功在总功中所占的比例就_______(选填“越大”或“越小”)。
2.—名体重为500N学生站在水平地面上,用“一个动滑轮和一个定滑轮”滑轮组在20s内将600N的重物匀速提升5m.若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75%,拉力F=_____N;拉力的功率P=_________W.
3.在物理学中,把对人们有利用价值的功叫做________;在工作时,对于额外负担,但不得不做的功叫做________.________之和叫做总功.
4.用如图所示滑轮组匀速提升重为200N的物体,人对绳的拉力为125N,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为______.如果人的体重为550N,拉动过程中绳始终未断裂,他用此滑轮组能提升的最大物重为______N.
5.如图,利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体,拉力F的大小为30N“若物体和地面之间的摩擦力大小为45N,则A处的拉力大小为______N,滑轮组的机械效率________.
二、选择题
6.关于机械效率,下列说法正确的是( )
A.机械效率高的机械做功一定多
B.使用机械可以省力,省力越多,机械效率越高
C.没有摩擦时,机械效率一定等于100%
D.做同样的有用功,额外功越小,机械效率越高
7.下列有关“功““功率“和“机械效率“的说法中,正确的是()
A.机器的功率越大,做的功越多
B.功率不同的机器,做的功可能相等
C.机器做功的时间越少,功率就越大
D.机器的功率越大,机械效率就越高
8.如图所示,两个相同的滑轮,分别用如图所示的两种方式,将同一物体匀速提升相同的高度,关于这两种方式下列判断正确的是(不计绳重与摩擦)()
A.绳子自由端的拉力相等
B.绳子自由端移动的距离相等
C.机械做的有用功相等
D.两装置的机械效率相等
9.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重物时,做功的()
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,总功增加
D.有用功不变,总功减小
10.如图所示,斜面长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()
A.斜面上的摩擦力不做功
B.拉力的功率是75W
C.拉力所做的功是300J
D.斜面的机械效率是80%
11.在一次课外实验中,小明用同一滑轮组如图所示,分别将300N和540N的物体提升2m,所用拉力分别为120N和200N,第一次拉力做功为W、两次机械效率分别为,,则W、,分别为( )
A.600J、83.3%、83.3%B.720J、83.3%、90%
C.1080J、83.3%、90%D.1200J、83.3%、90%
12.某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮等重),在相同时间内把重物G提升相同高度,F1和F2大小相等,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是()
A.力F1和F2做功的功率相同
B.力F1和F2做的总功相同
C.乙滑轮组更省力,两个滑轮组机械效率一样大
D.甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
13.建筑工地上需要将6块相同的砖从地面运送到楼顶,工人师傅利用如图所示的装置分三次运送,第一次运1块,第二次运2块,第三次运3块。
每次运送时,砖都以相同的速度匀速上升相同高度,绳重及摩擦均忽略不计。
这三次拉力依次为F1、F2、F3,拉力做的功为W1、W2、W3,有用功率为P1、P2、P3,机械效率为η1、η2、η3,则()
A.F1+F2=F3B.W1+W2=W3C.η1+η2=η3D.P1+P2=P3
三、计算题
14.一台起重机将重3600N的货物提高5m。
求:
(1)起重机做的有用功是多少?
(2)如果额外功是12000J,起重机的机械效率是多少?
15.同学用滑轮组提升一边长为0.2m的正方体物块,物块质量为20kg,如图所示:
(1)人未拉动细绳时,物块静止在水平面地面上,求对地面的压强?
(g=10N/kg)
(2)当人用125N的力拉动细绳使物体升高1m,求此时的机械效率?
16.滑轮组在建筑中应用广泛,如图所示为建筑工人自制的滑轮组,某工人用此滑轮组将重为900N的物体提高5米,所用的拉力是600N。
(g取10N/kg)求:
(1)工人所做的有用功是多少?
(2)工人所做的总功是多少?
(3)此滑轮组的机械效率是多少?
四、实验题
17.小明和小刚设计了如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物,在讨论滑轮组机械效率时两人产生了分歧,小明认为:
“甲滑轮组的动滑轮个数少,机械效率高”;小刚却认为:
“乙滑轮组更省力,机械效率高”。
两人谁也说服不了谁,于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确(所用每个滑轮的重相同,绳重和摩擦忽略不计),他们在实验中得到的数据如下表所示:
装置甲
装置乙
钩码重G/N
4
4
钩码上升的高度h/m
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.6
1.4
绳端移动的距离s/m
0.3
0.4
机械效率η
71.4%
(1)实验中,沿竖直方向____________拉动弹簧测力计,使物体缓缓上升。
(2)甲滑轮组的机械效率是__________________。
(保留一位小数)
(3)由计算结果可以确定_____的说法是正确的(填“小明”或“小刚”),由实验可得出结论:
_____。
(4)随后小明又设计了一个方案,如图丙所示,你认为和图甲装置对比,在提升同一重物时,装置丙的机械效率____(选填“大于”“等于”或“小于”)装置甲的机械效率。
18.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,小宇用如图所示的不同滑轮组分别做了实验,实验数据记录如下表:
次数
装置
钩码重
G/N
钩码移动距离h/m
拉力
F/N
测力计移动距离s/cm
机械效率
1
a
3.0
10.0
1.6
30.0
62.5
2
b
3.0
10.0
2.0
30.0
50
3
c
3.0
10.0
2.5
30.0
40
4
4.0
10.0
2.0
30.0
5
a
3.0
20.0
1.6
60.0
62.5
(1)在实验操作中应竖直向上_____拉动弹簧测力计.
(2)从第1、2、3次实验数据分析可知:
提升同一物体,第_____次滑轮组的机械效率最大;若不计绳重及摩擦,则_____组装置的动滑轮最重(选填“a”“b”或“c”).
(3)由第1、5次数据可知道,滑轮组的机械效率与物体上升的高度_____.
(4)表中第4次实验的机械效率为_____;该数据是通过_____组装置进行实验(选填“a”“b”或“c”),理由是_____.
参考答案
1.小于越小
【解析】
因为使用任何机械都要做额外功,且有用功与额外功之和等于总功,所以有用功一定小于总功,而机械效率等于有用功与总功的比值,所以机械效率总小于1;
滑轮组的机械效率越高,说明有用功在总功中占的比例越大,则额外功在总功中占的比例就越小。
2.400200
【解析】
由题意可知,学生站在水平地面上利用“一个动滑轮和一个定滑轮”的滑轮组提升重物,则绳子的末端应向下,滑轮组的组装方式如下图所示:
拉力做的有用功:
W有=Gh=600N×5m=3000J,由η=
×100%可得,拉力做的总功:
W总=
=
=4000J,由图可知,n=2,绳端移动的距离:
s=nh=2×5m=10m,由W=Fs可得,拉力:
F=
=
=400N,拉力的功率:
P=
=
=200W.
3.有用功额外功有用功和额外功
【解析】
在物理学中,把对人们有利用价值的功叫做有用功;在工作时,对于额外负担,但不得不做的功叫做额外功;有用功和额外功之和叫做总功。
4.80%1050N
【解析】滑轮组的机械效率:
η=W有/W总=G/nF=200N/2×125N=80%;不计绳重和摩擦,则nF=G+G动;G动=nF-G=2×125N-200N=50N;因人的体重为550N,则F的最大值为550N,故G’=nF-G动=2×550N-50N=1050N。
5.4575%
【解析】
(1)从图可知,由2段绳子与动滑轮相连,物体在水平地面上做匀速运动,FA则此时A处绳子的拉力与物体与地面之间的摩擦力是一对平衡力,所以物体和地面之间摩擦力为FA=f=45N;
(2)从图可知,由2段绳子与动滑轮相连,则拉力端移动距离s=2s物,而F=30N,f=45N,滑轮组的机械效率:
η=
=75%
6.D
【解析】
机械效率等于有用功与总功之比,机械效率的高低与做功的多少无关,所以A.B错误;
使用滑轮组的的时候除了克服摩擦做额外功,更主要的是克服动滑轮的重力做的功,所以C说法错误.
根据有用功、总功、和额外功的关系可知:
做同样的有用功,额外功越少,有用功在总功中所占的比值越大,机械效率越高,所以D说法正确.
故选D.
7.B
【解析】
A.由
知,做功的多少与功率和做功的时间有关,机器的功率大,做功不一定多,故A错;
B.由
知,做功的多少与功率和做功的时间有关,功率不同时,做的功可能相等,故B正确;
C.由
知,功率与做功的多少和做功的时间有关,机器做功的时间越少,功率不一定大,故C错误;
D.机械效率与功率大小没有直接关系,故D错误.
故选B.
8.C
【解析】
A.图1为定滑轮,不能省力(不考虑绳重和摩擦)F1=G,图2为动滑轮,省一半力(不考虑绳重和摩擦)F2=
(G物+G动).不符合题意,故A错误;B.图1为定滑轮,绳子自由端移动距离S1=h,图2为动滑轮,省力费距离,S2=2h.不符合题意;故B错误;C.滑轮提升重物时,根据公式W有用=Gh可得两机械将同一物体匀速提升相同的高度,做的有用功相同,符合题意;故C正确;D.图一为定滑轮,(不考虑绳重和摩擦)机械效率为100%,动滑轮在提升物体过程中要对动滑轮提升做额外功,效率小于1,不符合题意.故D错误.故选C.
9.D
【解析】
加润滑油后,减小了摩擦,则所做的额外功减少,提升相同重物,则有用功不变,总功等于有用功与额外功之和,故总功减少,故D正确,ABC错误。
10.B
【解析】
A、斜面上的摩擦力做负功;故A错误;
BC、拉力做功为:
W总=Fs=150N×3m=450J;功率为:
P=
=
=75W;故B正确、C错误;
D、有用功为:
W有=Gh=500N×0.6m=300J;故机械效率为:
η=
=
×100%≈66.7%;故D错误;
11.B
【解析】
由图可知,
,则绳子运动的距离为
两次做的有用功分别为
两次拉力作功分别为
两次机械效率分别为
故选B。
12.D
【解析】
①使用滑轮组时,手拉绳子自由端做的功是总功;总功与所用时间之比是拉力做功的功率;②根据已知条件判断省力情况;利用公式η=
比较滑轮组机械效率.
【详解】
由图知,甲滑轮组中n=3,乙滑轮组中n=4.AB、若重物上升高度为h,则两滑轮组中绳端移动的距离分别为:
s甲=3h,s乙=4h;甲滑轮组中拉力做的总功为W甲总=F1•3h,乙滑轮组中拉力做的总功为W乙总=F2•4h,已知F1=F2,所以W甲总<W乙总,故B错误;已知时间相同,由公式P=
知,P甲总<P乙总.故A错误;C、已知F1=F2,所以省力情况相同,故C错误;D.甲、乙两滑轮组提升的物重G相同,提升高度相同,故有用功相同,甲滑轮组中有1个动滑轮,乙滑轮组中有2个动滑轮,不计绳重及摩擦时,对动滑轮做的功为额外功,所以乙滑轮组做的额外功多,据η=
可知,η甲>η乙,故D正确.故选D.
13.D
【解析】
A.由题意得
F1=
;
F2=
;
F1+F2=
F3=
因为
所以
故A不符合题意;
B.由于物体升高均为h;
W1+W2=F1h+F2h=(F1+F2)h
W3=F3h;
因为(F1+F2)
F3
所以
故B不合符题意;
C.依
,说明滑轮组一定时,物重越大,机械效率越大,即
,故C不合符题意;
D.由W有=Gh,P=
可知
;
所以P1+P2=P3,故D符合题意。
故选D。
14.
(1)18000J;
(2)60%。
【解析】
【详解】
(1)起重机做的有用功是:
W有=Gh=3600N×5m=18000J;
(2)起重机做的总功为:
W总=W有+W额=18000J+12000J=30000J;
起重机的机械效率为:
η=
=
=60%。
答:
(1)起重机做的有用功是18000J;
(2)如果额外功是12000J,起重机的机械效率是60%。
15.
(1)5×103Pa
(2)80%
【解析】
【分析】
(1)已知物块的质量,可求得其重力,已知物块的边长可求得其面积,物块静止在水平面地面上,对地面的压力等于其重力,再利用压强公式求解;
(2)根据求得的物块的重力和上升的高度,利用W=Gh可求得有用功,由图可知,物块由2段绳子承担,已知拉力,利用W=Fs可求得总功,再利用η=η=
可求得此时的机械效率.
【详解】
(1)物块的重力G=mg=20kg×10N/kg=200N,S=0.2m×0.2m=0.04m2,物块静止在水平面地面上,对地面的压力等于其重力,即F=G=200N,对地面的压强p=
=5×103Pa;
(2)W有用=Gh=200N×1m=200J,s=2h=2×1m=2m,W总=Fs=125N×2m=250J,
此时的机械效率η=
=80%
16.
(1)4500J;
(2)6000J;(3)75%
【解析】
【详解】
(1)物体所受重力是:
G=mg=90kg×10N/kg=900N,
工人所做的有用功是:
W有=Gh=900N×5m=4500J;
(2)由图知道,承担物重的绳子的段数是n=2,所以,绳子自由端移动距离是:
s=nh=2×5m=10m,
故拉力做的总功是:
W总=Fs=600N×10m=6000J;
(3)由
知道,滑轮组的机械效率是:
。
答:
(1)工人所做的有用功是4500J;
(2)工人所做的总功是6000J;
(3)此滑轮组的机械效率是75%
17.匀速83.3%小明提升的物重相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低等于
【解析】
(1)[1]实验中,沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,测力计示数等于拉力大小。
(2)[2]甲滑轮组的机械效率是
(3)[3][4]乙实验的机械效率为
71.4%<83.3%
故可以确定小明的说法是正确的。
由实验可得出结论:
提升的物重相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低。
(4)[5]不计绳重和摩擦,克服动滑轮自重做的功为额外功的唯一来源
因两实验中提升物体的重力相同,动滑轮重力相同,故装置丙的机械效率等于装置甲的机械效率。
18.匀速1c无关66.7%a同一滑轮组,物重越重,拉力越大
【解析】
【详解】
[1]在实验操作中为了保持弹簧测力计的示数稳定且大小不变,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计.
[2]从表格可以看出1、2、3次实验中:
提升同一物体,第1次滑轮组的机械效率最大;
[3]不计绳重及摩擦,第三次效率最低,则第三次克服滑轮重力做的额外功最多,c组装置的动滑轮最重;
[4]1、5实验中,除除物体上升高度不同其余条件都相同,机械效率相同,所以可得滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关.
[5]第4次实验的机械效率
;
[6][7]该数据是通过a组装置进行实验,理由:
有表格可看出同一滑轮组,物重越重,拉力越大.
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