北师大版八年级物理下册同步练习题 探究-使用机械是否省功

《探究-使用机械是否省功》同步练习1、下列关于机械效率的说法正确的是（）A．越省力的机械，机械效率越高B．做功越少的机械，机械效率越低C．做功越慢的机械，机械效率越低D．总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高2、工人师傅用图5所示的滑轮组，将重为800N的重物缓慢匀速竖直提升3m，人对绳的拉力F为500N，不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，则（）A.绳子自由端移动的距离为9mB.动滑轮的重力为200NC.人通过滑轮组做的有用功为1500JD.滑轮组的机械效率为53.3%3、如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N 的物体，物体沿竖直方向上升0.4m．此过程中，额外功和机械效率分别是（）A．0.4J 83.3% B．0.8J 91.7% C．0.8J 83.3% D．0.4J 91.7%4、用图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计．则（）A ．手的拉力：F 甲=F 乙；机械效率：η甲=η乙B ．手的拉力：F 甲＜F 乙；机械效率：η甲＜η乙C ．手的拉力：F 甲＞F 乙；机械效率：η甲＜η乙D ．手的拉力：F 甲＞F 乙；机械效率：η甲＞η乙5、用如图所示的滑轮组在10s 内将300N 的重物匀速提升3m ，已知动滑轮重30N ，不计绳重和摩擦，则（ ）A ．利用滑轮组所做的有用功是450JB ．拉力的功率是99WC ．绳子自由端移动的速度是0.9m/sD ．滑轮组的机械效率是80%6、如图是某建筑工地上提升建筑材料的滑轮组示意图，其动滑轮质量15kg ，某次提升材料质量240kg ，材料在空中静止时，摩擦影响很小，绳很轻，可以不考虑，则竖着向上的拉力F=______N；竖着向上匀速提升材料，摩擦影响较大，实际所用的拉力大小是1000N，并将材料提升了10m高。

则滑轮组的机械效率是________。

（取g=10N/kg）7、往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用3m 长的斜面，把120kg的重物提高1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为，若实际用力为500N，斜面的机械效率为，重物受到的摩擦力为．（g取10N/kg）．8、如图所示，用动滑轮匀速提起重3N的物体，拉力F为2N，物体在10s内上升1m．在此过程中，动滑轮的机械效率为，拉力F的功率为 W，若要提高动滑轮提升物体的效率，可以采取的措施是：．9、小明在探究利用杠杆做功的实践活动中，所用的杠杆是一根质量均匀、重为5N的硬棒，他将棒的一端固定，把重为15N的物体挂在棒的中点，然后用手缓慢竖直向上提起棒的另一端，如图所示，若把物体提升了10cm，则小明作用在杠杆上的拉力是N，此过程中杠杆的机械效率是．10、用如图所示的滑轮组提起重75N 的重物，动滑轮重15N ，若不计绳重和摩擦，绳子自由端需施加的拉力为 N ，此时滑轮组机械效率为 ．11、如图所示，搬运工人用滑轮组在20s 内将重为270N 的重物匀速提升6m ，所用拉力为100N ，则他所做的有用功是 J ，额外功是 J ，拉力的功率是 W ，滑轮组的机械效率是 ．12、如图所示，A 物体受到的重力是100N ，在拉力F 的作用下，能以0.2m/s 的速度在水平地面上向左匀速直线运动。

已知拉力F=5N ，滑轮组的机械效率为80%，试问：（1）5s 内拉力F 所做功的大小是多少？（2）物体A 受到水平地面的摩擦力大小是多少？13、利用如图所示的滑轮组，用F=1000N的力拉绳子自由端，货物A以0.1 m/s的速度匀速直线运动l0s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%．求：（1）货物A在10 s内移动的距离：（2）这个过程中拉力F的功率：（3）水平地面对货物A的摩擦力大小．14、用如图所示的滑轮组匀速提升重力为60N的物体，在绳子自由端移动6m的过程中，拉力F做的功为150J，所用时间为5s．求：（1）拉力F做功的功率．（2）滑轮组的机械效率．（3）若克服摩擦和绳重所做的功为总功的2%，则动滑轮的重力多大？答案与解析1、【考点】机械效率．【专题】定性思想；功、功率、机械效率．【分析】根据功、功率、机械效率的关系分析．功率是单位时间内做的功的多少，表示做功的快慢；机械效率是有用功与总功的比值．功率与机械效率是完全不同、毫无联系的两个不同概念．【解答】解：A、机械效率是有用功与总功的比值，机械省力与否与机械效率大小没有关系，故A错误；B、机械效率越低，说明做的功中有用功所占的比例越低，并不一定就是做的功少．故B错误；C、做功越慢的机械功率越小，功率与机械效率是两个没有关系的概念，不能说做功越慢的机械．机械效率越低，故C错误；D、机械效率是有用功与总功的比值，在总功相同时，有用功越大，机械效率就越高，故D 正确．故选D．【点评】本题考查了功、功率、机械效率的关系．功率由功和时间共同决定，机械效率由有用功和总功共同决定．2、B3、C机械效率的计算；EH：有用功和额外功．【分析】（1）题目没有指明不计摩擦和绳重，因此是需要计摩擦和绳重，此时额外功不能直接计算，需要用总功减去有用功得到，W总=Fs，W有用=Gh，W额=W总﹣W有用；（2）根据η=求出机械效率．【解答】解：（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×0.4m=0.8m，W总=Fs=6N×0.8=4.8J，W有用=Gh=10N×0.4m=4J，W额=W总﹣W有用=4.8J﹣4J=0.8J，（2）滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%≈83.3%．故选：C．4、D【考点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮（组）的机械效率．【分析】解决此题要知道定滑轮是轴固定不动的滑轮，动滑轮是轴随被拉物体一起运动的滑轮；使用定滑轮不省力但能改变力的方向，使用动滑轮能省一半力，但费距离；求解机械效率可以利用公式η=×100%，其中W有是克服物体重力做的功，W总是拉力做的功．【解答】解：由图可知，甲滑轮是定滑轮，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力；乙滑轮是动滑轮，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，则手的拉力：F甲＞F乙；两幅图中的W有是克服物体重力做的功是相同的，但乙图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功，比甲图中做的总功要多，所以结合机械效率公式η=×100%可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小；故选D．5、B【考点】机械效率的计算；速度的计算；有用功和额外功；滑轮（组）的机械效率；功率的计算．【分析】克服物体的重力所做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力所做的功为总功，根据W=Gh求出有用功和总功，根据P=求出拉力的功率，根据η=×100%求出滑轮组的机械效率，由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，利用v=求出绳子自由端移动的速度．【解答】解：A、利用滑轮组所做的有用功：W有=Gh=300N×3m=900J，故A错误；B、不计绳重和摩擦，拉力做的功：W总=（G+G动）h=×3m=990J，拉力的功率：P===99W，故B正确；C、由图可知n=2，则绳端移动的距离：s=2h=2×3m=6m，绳子自由端移动的速度：v===0.6m/s，故C错误．D、滑轮组的机械效率：η==×100%≈90.9%，故D错误；故选B．6、850, 80%7、【考点】F6：斜面的机械效率；7Y：轮轴及其他常见简单机械．【分析】（1）人做的有用功是将物体沿斜面推上小车，即将物体升高了h，故有用功为人克服重力做功，利用功的原理由W=mgh=Fs，可求得施加的推力；（2）利用已求得的有用功和总功，由机械效率公式可求得斜面的机械效率；（4）人做的额外功就是因为人要克服摩擦力做功，则可先求得摩擦力的功再由功的公式求得摩擦力．【解答】解：（1）斜面很光滑，故利用功的原理得，人做的有用功等于用斜面所做的功：W有=Gh=mgh=120kg×10N/kg×1m=1200J；Fs=mgh=1200J，解得：F==400N；（2）人所做的总功：W总=Fs=500N×3m=1500J；斜面的机械效率：η=×100%=×100%=80%；（3）W总=W有+W额即：Fs=Gh+fs所以f===100N；答：（1）人做有用功为1200J；（2）斜面的机械效率为80%；（3）摩擦力为100N．8、【考点】F4：滑轮（组）的机械效率；FF：功率的计算．【分析】（1）动滑轮绳子的有效股数为2，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出拉力做的总功，根据W=Gh求出有用功，利用η=×100%求出动滑轮的机械效率，根据P=求出拉力F的功率；（2）影响动滑轮机械效率的因素有动滑轮重、物重和绳子与动滑轮间的摩擦力．【解答】解：（1）由图可知动滑轮绳子的有效股数为2，则绳端移动的距离：s=nh=2×1m=2m，拉力做的总功：W总=Fs=2N×2m=4J，有用功：W有=Gh=3N×1m=3J，动滑轮的机械效率：η=×100%=×100%=75%；拉力F的功率：P===0.4W；（2）若要提高动滑轮提升物体的效率，可以采取的措施是：增加提升的物重、减小动滑轮的重力、减小动滑轮与绳子之间的摩擦力．故答案为：75%；0.4；增加提升的物重、减小动滑轮的重力、减小动滑轮与绳子之间的摩擦力．9、【考点】杠杆的机械效率．【分析】（1）杠杆质地均匀，杠杆重5N作用在杠杆重心上，物体的重力也作用在杠杆重心上，拉力要克服这两个力，知道动力臂和阻力臂的关系，求出动力大小；（2）使用任何机械都不省功，动力是阻力的二分之一，动力移动的距离是阻力移动距离的2倍，求出有用功和总功，求出杠杆的机械效率．【解答】解：15N的物体和5N杠杆的重作用在杠杆中点上，动力竖直作用在杠杆的末端，动力臂是阻力臂的2倍，所以动力是阻力的二分之一，所以F=（G+G杆）=（15N+5N）=10N．使用任何机械都不省功，动力是阻力的二分之一，动力移动的距离是阻力移动距离的2倍，有用功：W有=Gh=15N×h，总功：W总=Fs=10N×2h，机械效率：η===75%．故答案为：10；75%．10、【考点】滑轮（组）的机械效率．【分析】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，不计绳重和摩擦，根据F=（G+G动）求出拉力的大小；（2）克服物体重力所做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力所做的功为总功，根据η=×100%=×100%=×100%求出此时滑轮组机械效率．【解答】解：（1）由图可知，n=3，不计绳重和摩擦，则绳子自由端需施加的拉力：F=（G+G动）=×（75N+15N）=30N；（2）不计绳重和摩擦，则滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%≈83.3%．故答案为：30；83.3%．11、【考点】有用功和额外功；滑轮（组）的机械效率；功率的计算．【分析】知道物体的重力和提升的高度，根据W=Gh求出有用功；由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据W=Fs和s=nh求出总功，总功减去有用功即为额外功，根据P=求出拉力的功率，利用η=×100%求出滑轮组的机械效率．【解答】解：他所做的有用功：W有=Gh=270N×6m=1620J，由图可知，n=3，则拉力所做的总功：W总=Fs=Fnh=100N×3×6m=1800J，额外功：W额=W总﹣W有=1800J﹣1620J=180J，拉力的功率：P===90W，滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=90%．故答案为：1620；180；90；90%．12、解：如图所示，有三股绳子作用在滑轮上，故自由端移动的速度5秒内绳移动的距离5秒内拉力所做的功由于物体水平向左做匀速直线运动，物体受到滑轮对其水平向左的拉力和水平向右的摩擦力，物体受力平衡，故，因为滑轮组的机械效率为，则所以：，13、【分析】（1）根据s=vt算出货物A在10 s内移动的距离（2）由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数：n=2，求出绳子自由端移动的距离；由功率公式P=Fv求出拉力的功率；（3）根据机械效率公式η===求出摩擦力．【解答】解：（1）根据v=可知货物A在10 s内移动的距离：s A=v A t=0.1m/s×10s=1m；（2）由图可知，动滑轮上绳子的有效股数：n=2，绳子自由端移动的速度：v绳=nv A=2×0.1m/s=0.2m/s，拉力的功率：P===Fv绳=1000N×0.2m/s=200W；（3）由η===得摩擦力：f=nηF=2×75%×1000N=1500N．答：（1）货物A在10 s内移动的距离为1m；（2）这个过程中拉力F的功率200W；（3）水平地面对货物A的摩擦力大小1500N．【点评】此题主要考查的是学生对机械效率计算公式及其变形公式的理解和掌握，知道克服物体摩擦力做的功为有用功是解决此题的关键．14、【考点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率．【分析】（1）已知拉力做的功和所用时间，利用公式P=得到拉力的功率．（3）由图知，承担物重的绳子有3段，已知绳子拉下的长度，可以得到物体上升的高度；已知物重和上升高度，可以得到有用功；已知有用功和总功，利用机械效率计算公式得到滑轮组的机械效率；（3）已知克服摩擦和绳重所做的功为总功的2%，可求出克服动滑轮重力做的功，利用滑轮组特点得到动滑轮的重力．【解答】解：（1）拉力F做的功为W=150J，则拉力F做功的功率：P===30W；（2）由图可知n=3，则物体上升的高度为：h===2m，做的有用功为：W有用=Gh=60N×2m=120J，滑轮组的机械效率为：η=×100%=×100%=80%；（3）克服动滑轮重力做的功：W动=（1﹣80%﹣2%）×W总=18%×150J=27J，由W动=G动h可得，动滑轮的重力：G动===13.5N．答：（1）拉力的功率是30W；（2）滑轮组的机械效率为80%；（3）动滑轮的重力为13.5N．。