专题11 机械效率 (原卷版)- 2021年春季八年级物理下学期辅导讲义(沪科版)

专题11 机械效率（原卷版）
一、目标要求
二、知识点解析
1.总功、有用功、额外功 有用功：必须要做的功为有用功。

额外功：克服机械自身部件的重力和摩擦力不得不做的功为额外功。

总功：有用功与额外功的和。

2.机械效率
机械效率：在物理学中，用机械效率表示有用功在总功中所占的比例。

机械效率＝有用功
总功×100%，
η＝W 有用W 总
×100%。

三、考查方向
1.机械效率
典例一：（2020·江苏）如图探究滑轮组的特点，不计摩擦和绳重。

将一个重为200N 的物体沿竖直方向在6s 内匀速提高了3m ，已知绳子自由端的拉力F 为125N ．下列说法中正确的是（ ）
A . 动滑轮重75N
B . 6s内拉力F做功375J
C . 6s内拉力F的功率为62.5W
D . 滑轮组的机械效率为80%
四、模拟训练
一、基础练习
1.（2019·吉林省初二期末）如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F
G 的物体，物体沿竖直方向上升0.4m。

此过程中，滑轮组通过该滑轮组匀速提起重10N
的机械效率是（）
A．45.5% B．90.9% C．83.3% D．55.6%
2.（2020·天津初三一模）如图所示，在研究“使用动滑轮是否省功”的实验中，用甲、乙两种不同的方式将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，下列说法正确的是（）
A．甲种方法更省力B．乙种方法更省功
C．两种方法做的有用功相等D．两种方法的机械效率相等
3.（2021·重庆巴蜀中学初二期中）如图，用滑轮组提升重物时，将重60N的物体在10s 内匀速提升了3m，已知动滑轮重为10N(不计绳重和摩擦)，则提升重物的过程中正确的是( )
A．滑轮组的机板效率为60%
B．绳子自由端拉力F的大小为30N
C．提升物体的过程中所做额外功为60J
D．绳子自由端拉力F的功率为21W
4.（2020·江苏省初三二模）用图中的甲、乙两种方式分别提升同一重物，使它们在相同时间内匀速升高相同的高度，拉力F甲、F乙的作用点移动的速度分别为v甲、v乙，滑轮的机械效率分别为η甲、η乙（不计绳重和摩擦），则（）
A ．v v ηη>>甲乙甲乙，
B ．v v ηη<>甲乙甲乙，
C ．v v ηη<<甲乙甲乙，
D ．v v ηη>=甲乙甲乙，
5.2020·黑龙江省初三一模）甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度。

两者相比，甲升降机（ ）
A ．电动机做的总功较少
B ．电动机做的总功较多
C ．提升重物做的有用功较少
D ．提升重物做的有用功较多
6.（2020·黑龙江省初三二模）如图使用滑轮组提升重物时，能提高机械效率的是（忽略绳重和摩擦）（ ）
A ．改变绕绳方式
B ．减小动滑轮的质量
C ．减小提升重物的高度
D ．减小提升重物的质量
7.（2020·山东省初三一模）用如图所示的滑轮组提升物体，被提升物体的质量是21kg ，绳子自由端的拉力下是80N ，在3s 使物体升高了0.5m 。

若不计绳重与摩擦（g 取10N/kg ），那么动滑轮重与滑轮组的机械效率分别为（ ）
A．30N 87.5% B．20N 87. 5%
C．30N 62.5% D．20N 62.5%
8.（2020·广东省初三一模）如图所示，在拉力F作用下，一个重600N的物体以0.1m/s 的速度沿水平地面向右匀速直线运动了10s，已知滑轮组的机械效率为80%，在此过程中拉力F做了150J的功，则下列说法中正确的是（）
A．拉力F的大小为150N B．拉力F的大小为75N
C．物体与地面间的滑动摩擦力为120N D．物体与地面间的滑动摩擦力为480N
9.(2021·广西·崇左·期中试卷) 下列有关机械效率的说法正确的是（）
A . 机械效率总小于1
B . 机械效率可以提高到100%
C . 功率越大机械效率越高
D . 做有用功越多机械效率越高
10.(2021·安徽·淮南·月考试卷) 如图所示，重400N的物体在30N的水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法错误的是（）
A . 绳子自由端移动的距离为3m
B . 有用功为400J
C . 拉力F的功率为9W
D . 物体与地面间的滑动摩擦力为72N
11.(2021·广东·清远·月考试卷) 如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力忽略不计，在物体匀速上升的过程中（）
A . 甲图省力，机械效率甲图大
B . 甲图省力，机械效率一样大
C . 乙图省力，机械效率乙图大
D . 乙图省力，机械效率一样大
12.(2020·江苏·无锡·月考试卷) 如图所示，某实验小组的同学们用同一滑轮组分别将甲、乙两组钩码匀速提升相同高度，每个钩码的质量是100g，所做的有用功分别为W甲和W乙，机械效率分别为η甲和η乙，则W甲________W乙，η甲________η乙匀速提升乙组钩码时，弹簧测力计的示数为1N，则动滑轮重________N．（g取10N/kg，不计绳重和摩
擦）
13.(2021·安徽·淮南·月考试卷) 如图所示，“测滑轮组机械效率”的实验，
实验得到的数据如下表：
实验次数钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 生端移动距离s/m 机械效率η
（1）从表中数据可分析出第1次是用________（选填“甲”或“乙”）图的装置进行
的实验．
（2）通过分析1，2次实验数据，可得结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越________（选填“高”或“低”）．
（3）在第1次实验基础上，做了第3次实验，通过对比分析第1和第3次两次实验数据，可得结论：使用同一滑轮组，________可以提高滑轮组的机械效率．
14.（2020·江苏省初三一模）工人用动滑轮将重为400N的物体匀速提升5m，做了2500J 的功。

试求 (1)提升物体做的有用功；
(2)动滑轮的机械效率。

二、提升练习
1.（2020·辽宁省初三一模）如图所示，小明用200N的拉力提升480N的货物，使货物在1min内匀速上升3m。

若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）
A．动滑轮重为40N
B．拉力的功率为240W
C．该滑轮组的机械效率为80%
D．提升质量不同的货物时，滑轮组的机械效率不变
2.（2020·重庆一中初三一模）如图所示，用滑轮组提升重物时，将重210N的物体在5s内匀速提升了2m，已知动滑轮重为90N(不计绳重和摩擦)，则提升重物的过程中，下列说法中正确的是( )
A．滑轮组的机械效率为70%
B．绳子自由端拉力F的大小为150N
C．提升物体的过程中，额外功为540J
D．绳子自由端移动的距离是4m
3.（2020·四川师范大学附属中学初三其他）工人用图中机械将物体匀速提升到某一高度，若物体的重力与滑轮的重力之比 G物：G滑轮=9 ：1，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为
A．10% B．45%
C．80% D．90%
4.（2020·江苏省初三一模）如图所示，用滑轮组匀速提升重为G=600N的物体，如果拉力F=250N，则下列结论中正确的是
A．提升物体2m，拉力F所做总功为1000J
B．提升物体1m，拉力F所做有用功为250J
C．此时滑轮组的机械效率为75%
D．提升速度为0.5m/s时拉力F的功率为375W
5.（2020·重庆市育才中学初三一模）小王同学用如图所示的滑轮组提升重为 300N 的重物，物体在 4s 内被匀速提升了 40cm，不计绳重与摩擦。

当拉绳子的力 F 为 200N，重物匀速上升，在这个过程中下列说法正确的是（）
A．动滑轮的重力为 300N B．拉力 F 的功率是 40W
C．滑轮组做的有用功是 1.2×104 J D．该滑轮组的机械效率为 50%
6.（2020·四川外国语大学附属外国语学校初三开学考试）如图所示，一工人利用如图所示的滑轮组在10s内将质量为40kg的物体匀速提升3m，此过程中工人对地面的压强为6000Pa。

已知工人与地面的接触面积为500cm2，工人的质量和动滑轮质量之和为
80kg，不计绳重和摩擦。

则下列说法错误的是（）
A．工人用提升400N重物的过程中，动滑轮做的有用功为1200J
B．工人用提升400N重物的过程中，绳子自由端移动的速度为0.6m/s
C．用该滑轮组提升重为600N的物体，机械效率为80%
D．工人的质量为60kg
7.(2021·江苏·苏州·期末试卷) 通过测量滑轮组机械效率的实验，可得出下列各措施中能提高机械效率的是（）
A . 增加提升重物的重力
B . 改用质量小的定滑轮
C . 减小提升高度，减少做功
D . 改变绳子的绕法
8.（2020·天津初三二模）一个工人用类似如图所示的滑轮组提起2000N的货物，所用的拉力是800N，绳子自由端被拉下4m。

则这个工人做的有用功是______J；该滑轮组的机械效率是_______。

9.（2020·安徽省初三二模）如图所示，用滑轮组拉动重为200N的物体在水平桌面上匀速直线运动。

已知F=20N，滑轮组的机械效率为85%，则物体与桌面的之间的摩擦力大小为__________N。

10.(2021·江西·九江·月考试卷) 在“测滑轮组机械效率”的实验中：
（1）图甲是小强实验中的情景，下表是他记录的数据．
①由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做的有用功为0.1J，人做的总功为
________J．
②对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是________，结合弹簧测力计放大图，可知小强的错误是________．
（2）小红在小强实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图乙所示．小红多使用一个滑轮，这样做的好处是________．
（3）这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率相同，理由是________．
（4）如果这两位同学用弹簧测力计拉着物体加速上升，测得滑轮组的机械效率将会________（选填“偏高”“偏低”或“不变”）．
（5）如果将图甲中钩码更换为重大于2N的钩码挂在滑轮组下方，此时滑轮组提升钩码的机械效率将________（选填“增大”“减小”或“不变”）．
11.（2020·河北省初三一模）如图所示，一个质量为312kg、底面积为0.6m2的货箱静止在水平地面上，用电动机通过滑轮组在10s内将货箱匀速提升了2m，提升过程中，电
动机的输出功率为780W。

(不计绳重和摩擦，g取10 N/kg)求：
(1)货箱对地面的最大压强；
(2)滑轮组的机械效率是多少；
(3)如果要匀速提起600kg的货物，电动机对绳的拉力为多大。

12.（2020·河北省初三一模）小明同学用如图甲所示的滑轮组匀速拉动放在水平面上的不同物体，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象，如图乙所示。

若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，求：
（1）动滑轮的重力；
（2）当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.2m/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1400N时，自由端竖直向下的拉力；
13.（2020·河北省初三二模）小明用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为
60kg，在F=80N的拉力作用下，货箱以0.1m/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0.3倍。

求：
(1)拉力F的功率是多少？
(2)货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是多少？
(3)此滑轮组的机械效率是多少？。