初中物理人教版八年级下册12.3 机械效率优秀复习练习题

12.3 机械效率

知识梳理

1．使用机械工作时，人们__________要做的功，叫做有用功，用__________表示。

2．使用机械工作时，克服机械本身的__________和__________等因素的影响而做的功，叫做额外功，用__________表示。

3．有用功与额外功之__________是__________做的功，叫做总功，用W总表示。总功、有用功和额外功的关系为__________。

4．__________跟__________的比值叫做机械效率，公式是__________。因为__________总是小于__________，所以机械效率η总小于1。机械效率通常用__________表示。

5．测量滑轮组机械效率的实验原理是：η＝__________。

6．提高机械效率的主要办法是改进__________，使它更__________、更__________．

 基础知识

1．小红用塑料桶从井中打水；小军把不小心掉进井中的塑料桶打捞上来。在这两个情景中水桶中都有水。那么下列分析中正确的是(　　)

A．两个情景中，两人对水做的功都是有用功

B．两个情景中，两人对水做的功都是总功

C．两个情景中，两人对水做的功都是额外功

D．小红对水做的功是有用功，小军对水做的功是额外功

2．一体重是500 N的同学用重10 N的水桶，提起重为100 N的水沿楼梯送到5 m高的宿舍里使用，完成这一次提水，他做的有用功和额外功分别是(　　)

A．500 J，50 J    B．500 J，2 550 J

C．550 J，2 000 J    D．2 550 J，50 J

3．使用机械时，若额外功小于有用功，则该机械的机械效率(　　)

A．大于0.5    B．小于0.5

C．大于1    D．等于0.5

4．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

5．工人用如图的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∶G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%

6．搬运工人站在水平高台上，用如图所示的滑轮组将重物匀速竖直向上提升2 m，当提升货物重为360 N时，滑轮组的机械效率为75%，则动滑轮重为________________N(不计绳重和摩擦)；若将所提升货物重增大到480 N，此时滑轮组的机械效率为________________。

7．在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30 s时间，将水平路面上质量是1.5 t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是5 m/s，绳子自由端的拉力F是500 N，地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍。求：

(1)拉力F在30 s内所做的功。

(2)整个装置的机械效率。

重难点突破

8．生产生活中常常会用到各种机械设备，下列说法中不正确的是(　　)

A．任何机械设备的效率总小于1

B．减小机械内部摩擦可以提高其效率

C．提高机械设备的效率可以节能减排

D．使用机械设备做功越快，其效率越高

9．在园林博览会某场馆建设中，采用了如图所示的装置提升重物，当工人师傅们用1 000 N的拉力F向下拉绳，使重1 600 N的重物匀速上升了5 m，此过程中克服绳重和摩擦做功500 J，下列说法中正确的是(　　)

A．拉力F做功为5×103 J        B．缠绕在动滑轮上每股绳的拉力为800 N

C．动滑轮重为300 N            D．滑轮组的机械效率为75%

10．如图，在斜面上将一个重为15 N的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上的拉力F＝6 N，斜面长s＝1.2 m、斜面高h＝0.3 m。下列说法正确的是(　　)

A．克服物体重力做功7.2 J              B．额外功为1.8 J

C．物体受到的摩擦力为2.25 N            D．斜面的机械效率为37.5 %

11．下列说法中不正确的是(　　)

A．机械效率一定小于100%

B．机械效率越高，机械做功一定越快

C．功率越大的机械，做功一定越快

D．有用功在总功中所占的比例越大，机械效率一定越高

12．总功是300 J，额外功是30 J，则有用功和机械效率分别是(　　)

A．270 J，10%   B．330 J，90%     C．270 J，90%   D．330 J，10%

二、综合题

13．如图所示，重为300 N的物体在10 s内水平匀速移动了1.5 m，若物体受到地面的摩擦力为60 N，绳端所用的拉力F的功率为12 W，则绳端所用的拉力为________N。滑轮组的机械效率为________。

14．斜面长10 m，高2 m，不计摩擦时，沿斜面用________N的力可以把质量为100 kg的物体从斜面的底端推至顶端。由于摩擦，实际用力250 N，斜面的机械效率是________。(g取10 N/kg)

能力提升

15．用如图所示的滑轮组将重为10 N的物体匀速提升0.1 m，拉力F＝6 N，在这一过程中，下列说法正确的是(　　)

A．所做的有用功为1 J       B．所做的额外功为0.5 J

C．所做的总功为1.4 J        D．此滑轮组的机械效率为50%

16．工人用图示装置在10 s内将重为450 N的货物匀速提升2 m，拉力的功率为120 W。关于此过程，下列说法正确的是(　　)

A．做的有用功是2 700 J           B．绳子自由端移动的距离是8 m

C．滑轮组的机械效率是75%        D．工人用的拉力大小为150 N

17．某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。

甲　　　　乙　　　 　 丙

(1)实验中应________竖直向上拉动弹簧测力计。

(2)比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越______。

(3)第3次实验中所做的有用功是________J，机械效率是________。

(4)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，所做的额外功________(选填“增大”或“减小”)，因而，由第2、3次实验可知：____________一定，滑轮组的机械效率与___________有关。

参考答案与解析

知识梳理

1．必须；W有。

2．重力；摩擦力；W额。

3．和；总共；W总＝W有＋W额。

4．有用功；总功；η＝；有用功；总功；百分数。

5．η＝。

6．结构；合理；轻巧。

 基础知识

1．D　

【解析】小红的目的是打水，因此对水做的功是有用功，而小军的目的是将塑料桶打捞上来，对塑料桶做的功才是有用功，此时桶中水是无用的但又不能不提上来，因此对水做的功是额外功。故选D。

2．B　

【解析】完成一次提水，对水做的功是有用功，W有＝G水h＝100 N×5 m＝500 J；克服自身重及对水桶做的功是额外功，W额＝G额h＝(500 N＋10 N)×5 m＝2 550 J。故选B。

3．A　

【解析】由η＝＝知，W额<W有，η>0.5。故选A。

4．D　

【解析】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；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；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；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。

5．D　

【解析】物体的重力与滑轮的重力之比G∶G轮＝9∶1，G＝9G轮，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率：

η＝＝＝＝＝＝90%。

6．120；80%。

7．解：(1)由v＝可得故障车在30 s内通过的路程：s车＝v车t＝5 m/s×30 s＝150 m，

由图知，n＝3，拉力端移动距离：s＝3 s车＝3×150 m＝450 m，拉力F在30 s内所做的功：

W总＝Fs＝500 N×450 m＝2.25×105 J；

(2)地面对故障车的摩擦力：f＝0.08G＝0.08 mg＝0.08×1 500 kg×10 N/kg＝1 200 N；滑轮组克服故障车摩擦力做的有用功：W有＝fs车＝1 200 N×150 m＝1.8×105 J，整个装置的机械效率：η＝＝×100%＝80%。

重难点突破

8．D　

【解析】有用功和总功的比值叫做机械效率，只要使用机械，就必然会在机械上消耗一部分额外功，也就是说额外功总是存在的，所以有用功总是会小于总功，机械效率总是小于1，故A正确；在有用功一定时，减小机械内部摩擦可以少做额外功，也就是减少总功，所以机械效率会提高，故B正确；为了尽可能提高机械利用率，节约能源，往往要提高机械效率，达到机械利用的最佳效果，故C正确；机械效率是有用功与总功的比值，机械效率的大小与做功快慢无关，故D不正确。故选D。

9．C　

【解析】由题图知，n＝2，拉力端移动距离：s＝2 h＝2×5 m＝10 m，拉力F做功：W总＝Fs＝1 000 N×10 m＝1×104 J，故A错；已知绳子末端的拉力F为1 000 N，则缠绕在动滑轮上每股绳的拉力都为1 000 N，故B错；拉力做的有用功：W有＝Gh＝1 600 N×5 m＝8×103 J，拉力做的额外功：W额总＝W总－W有＝1×104 J－8×103 J＝2×103 J，此过程中克服绳重和摩擦做功W额1＝500 J，提升动滑轮做的额外功：W额2＝W额总－W额1＝2×103J－500 J＝1.5×103 J，由W＝Gh可得动滑轮重力：G轮＝＝＝300 N，故C正确；滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝80%，故D错。

10．C　

【解析】克服物体重力做功(即有用功)：W有＝Gh＝15 N×0.3 m＝4.5 J，故A错误；拉力做的总功：W总＝Fs＝6 N×1.2 m＝7.2 J，则额外功：W额＝W总－W有＝7.2 J－4.5 J＝2.7 J，故B错误；由W额＝fs可得，物体受到的摩擦力：f＝＝＝2.25 N，故C正确；斜面的机械效率：η＝×100%＝×100%＝62.5%，故D错误。故选C。

11．B　

【解析】由于使用简单机械时，总会做一些额外功，所以机械效率总小于100%，故A项说法正确。有用功与总功的比值叫机械效率，功率是表示物体做功快慢的物理量，功率大小与机械效率的高低无关，故B项说法不正确。功率是表示物体做功快慢的物理量，功率越大的机械，做功一定越快，故C项说法正确。有用功与总功的比值叫机械效率，所以有用功在总功中所占的比例越大，机械效率一定越高，故D项说法正确。

12．C　

【解析】因为W总＝W有＋W额，所以有用功：W有＝W总－W额＝300 J－30 J＝270 J，机械效率：

η＝＝×100%＝90%。

13．答案：40　75%

【解析】由图可知，n＝2，则绳端移动的距离：s绳＝ns物＝2×1.5 m＝3 m，由P＝可得，绳端所用拉力做的功：W总＝Pt＝12 W×10 s＝120 J，由W＝Fs可得，绳端所用的拉力：F＝＝＝40 N；

克服物体摩擦力所做的有用功：W有＝fs物＝60 N×1.5 m＝90 J，滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝75%。

14．答案：200　80%

【解析】物体的重力为：G＝mg＝100 kg×10 N/kg＝1 000 N，不计摩擦时，使用斜面时没有做额外功，

故有：W总＝W有，即Fs＝Gh，则此时的拉力：F＝＝＝200 N；由于摩擦，实际用力250 N，斜面的机械效率为：

η＝＝＝×100%＝80%。

能力提升

15．A　

【解析】所做的有用功：W有＝Gh＝10 N×0.1 m＝1 J，故A正确；由图可知n＝2，则绳端移动的距离：s＝2 h＝2×0.1 m＝0.2 m，拉力所做的总功：W总＝Fs＝6 N×0.2 m＝1.2 J；所做的额外功：W额外＝W总－W有＝1.2 J－1 J＝0.2 J，故BC 错误；此滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%≈83.3%，故D错误。

16．C　

【解析】所做的有用功：W有＝Gh＝450 N×2 m＝900 J，故A错；由图知，n＝3，绳子自由端移动的距离s＝3 h＝3×2 m＝6 m，故B错；根据P＝可得拉力F做的总功：W总＝Pt＝120 W×10 s＝1 200 J，滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝75%，故C正确；由W总＝Fs可知拉力大小：F＝＝＝200 N，故D错。

17．答案：(1)匀速　(2)大　(3)0.4　72.7%　(4)增大　提升物体的重力 动滑轮的重力

【解析】(1)实验中应匀速竖直向上拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，拉力大小等于测力计示数；(2)比较第1次实验和第2次实验，滑轮组相同，第2次实验提起的钩码较重，其机械效率较大，可得结论：使用同样的滑轮组提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越大．(3)第3次实验中所做的有用功：W＝Gh＝4 N×0.1 m＝0.4 J，则第3次实验的机械效率：η＝＝×100%≈72.7%；(4)第2、3次实验中物重相同，但第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，根据W额＝G动h可知，所做的额外功增大；由第2、3次实验可知：提起物体的重力一定，动滑轮的重力越大，滑轮组的机械效率越小，故滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关。