初中物理北师大版（2024）八年级下册（2024）第五节 探究使用机械是否省功当堂达标检测题

这是一份初中物理北师大版（2024）八年级下册（2024）第五节 探究使用机械是否省功当堂达标检测题，共14页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．一只水桶掉在了井里，在打捞水桶时里面带了些水，则下列各项属于有用功的是（ ）
A．把桶中的水提高做的功
B．把桶提高做的功
C．把桶和水提高做的功
D．手拉打捞绳所做的功
2．以下是同学们对机械效率的一些理解，其中正确的是（ ）
A．越省力的机械，其机械效率一定越高
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多
D．做有用功越多的机械，机械效率不一定越高
3．一个滑轮组经改进后，用它把同一物体匀速提升同样的高度，机械效率提高了。改进后与改进前相比（ ）
A．额外功不变，有用功增加了B．有用功不变，额外功减少了
C．总功不变，有用功增加了D．总功不变，额外功减少了
4．用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．反映绳子自由端运动的图线是B
B．动滑轮重为50N
C．3s内对物体做的有用功为900J
D．该滑轮组的效率为83.3%
5．在斜面上将一个重5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为2N，斜面长1.2m、高0.3m。下列有关斜面的说法错误的是（ ）

A．物体受到斜面施加的摩擦力大小为2N
B．沿斜面拉物体时所做的有用功为1.5J
C．沿斜面拉物体时做的额外功为0.9J
D．这个斜面的机械效率为62.5%
6．用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相间的高度。若用、表示甲、乙两滑轮组的机械效率，、表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则（ ）
A．，
B．，
C．，
D．，
7．用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重50N，每次运送的量不定。如图乙记录了滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮的重力为50N
B．当某次运送8件货物时，机械效率η=90%
C．同一滑轮组，机械效率η大小是不变的
D．提升物重不变，改变甲图的绕线方式，滑轮组机械效率不变
二、填空题
8．板车上装有货物，一人拉着该板车将货物送到目的地，对货物所做的功叫 功，对板车所做的功叫 功，如果目的是送板车，则对板车所做的功叫 功。（均选填“有用”“额外”或“总”）
9．某机械在使用时机械效率为75%，这个机械使用时W有：W外= ，额外功占总功的 。
10．如图所示，工人师傅用沿斜面向上1000N的推力。将重为2000N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m，则此过程中的有用功为 J，斜面的机械效率为 ，物体在斜面上受到的摩擦力为 N。
11．如图所示，重6N的物体在F=2N的水平拉力作用下，以10cm/s的速度向左匀速运动了5s，已知物体所受的摩擦力为3N，则拉力做的功为 J，动滑轮的机械效率为 。
12．小明用如图所示滑轮组提起3个钩码（每个钩码重1.8N），匀速拉动弹簧测力计向上移动30cm，用时2s，弹簧测力计示数如图。则克服钩码重力所做有用功为 J，拉力的功率为 W，滑轮组的机械效率是 %。
13．如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦。若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组， 更省力，甲的机械效率 乙的机械效率(填“大于”“等于”或“小于”)。
三、实验题
14．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如表：（不计绳重）
(1)根据表格前3次数据，在图甲中画出滑轮组的绕绳方法 。
(2)实验中，测量绳端拉力F时，应尽量 匀速向上拉动弹簧测力计。
(3)第4次实验时，测力计示数如图乙所示，此时绳端受到的拉力为 N，滑轮组的机械效率为 %。
(4)由表中第1、2、3三组数据可知，同一滑轮组的机械效率与 有关。
(5)由表中第3、4组数据可知，滑轮组的机械效率与摩擦和 有关，请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功 J。
15．小明思考“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”。他在用同一木板做的斜面上，做匀速直线拉动物块的探究实验，如下图，并记录实验数据如下表：
(1)将表格中的空白处数据填上 。
(2)通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越 。
(3)通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是： ；
(4)如果小明还想要探究斜面的机械效率与物体重力的关系，请你与他一起来完成实验：
①实验时应控制不变的条件是： 、物体移动的距离；
②实验时需要的测量仪器有： 和刻度尺。
四、计算题
16．如图所示，工人在往车上搬运箱子时，先用3m长的木板搭了一个斜面，再用500N的推力把120kg的箱子沿斜面匀速推到1m高的车厢上，用时10s。，求：
(1)工人的功率；
(2)斜面的机械效率。
17．如图所示，某工人利用滑轮组在200s内将2700N的重物匀速提升了10m，此过程中绳端的拉力F为1000N，不计钢丝绳的重力和摩擦，求：
(1)动滑轮的重力；
(2)绳端拉力F的功率；
(3)当此滑轮组的机械效率低于多少时，利用该装置提升重物不再省力（结果保留一位小数）。
序号
动滑轮重
物重
物体上升的高度
绳端受到的拉力
绳端移动的距离
滑轮组的机械效率
1
0.5
1
0.1
0.7
0.3
47.6
2
0.5
2
0.1
1.1
0.3
60.6
3
0.5
4
0.1
2
0.3
66.7
4
1
4
0.1
0.5
实验次数
斜面倾斜程度
物重G/N
物体上升度高度h/m
拉力F/N
物体移动离距离S/m
有用功W有/J
总功W总/J
机械效率
1
较缓
5.0
0.10
1.6
0.5
0.50
0.8
63%
2
较陡
5.0
0.15
2.2
0.5
0.75
1.1
68%
3
最陡
5.0
0.25
3.3
0.5
1.65
《第九章第五节探究使用机械是否省功2024-2025年北师大版物理八年级下册》参考答案
1．B
【详解】水桶掉在了井里，我们的目的是要打捞水桶，所以对水桶做的功为有用功。
故选B。
2．D
【详解】A．机械效率的高低与机械是否省力无关，例如：通常情况下定滑轮比动滑轮的机械效率高，但定滑轮不省力，而动滑轮能省一半力，故A错误；
B．机械效率越高，说明有用功占总功的比例大，功率是描述做功快慢的物理量，所以机械效率越高，机械做功不一定越快，故B错误；
C．做功的多少与功率和做功时间有关，功率越大的机械做功越快，但做功不一定多，故C错误；
D．机械效率是有用功占总功的百分比，做的有用功越多，不知道所做总功的多少，所以机械效率不一定越高，故D正确。
故选D。
3．B
【详解】把同一物体匀速提升同样的高度，由W有=Gh可知，前后两次做的有用功不变；一个滑轮组经改进后提高了机械效率，是因为额外功减少了，总功减少了。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
4．D
【详解】A．如图所示，一共有三段绳子分担动滑轮重，故绳子端移动的距离是物体移动距离的3倍，故在相同的时间内，绳子端移动的距离大于物体移动的距离，反映绳子自由端移动的图线是A，故A错误；
B．动滑轮重为
故B错误；
C．从图乙可知，3s内对物体移动的距离为1.5m，3s内对物体做的有用功为
故C错误；
D．该滑轮组的效率为
故D正确。
故选D。
5．A
【详解】ABC．物体受到重力、拉力、支持力和摩擦力，此过程所做的有用功为
所做的总功为
则此过程所做的额外功为
由可得，摩擦力为
故A错误，符合题意，BC正确，不符合题意；
D．此斜面的机械效率为
故D正确，不符合题意。
故选A。
6．A
【详解】根据题意可知，钩码的重力相同，钩码上升的高度相同，据W有＝Gh可知，所做的有用功相同；此时对动滑轮做的功是额外功，不计绳子和摩擦,滑轮相同，即额外功相同，即W额是相同的，据
W总＝W有+W额
可知，所以W总是相同的，故拉力做的功相同，即W甲＝W乙，机械效率为η＝，故也是相同的,即η甲＝η乙。
故选A。
7．D
【详解】A．由图甲可知，滑轮组的绳子承重股数为n=2；由图乙可知，当货物的重力是100N时，机械效率是50%，则由
可得，动滑轮的重力为
故A错误；
B．运送8件货物时，滑轮组的机械效率为
故B错误；
C．由
可知，同一滑轮组，动滑轮的重力不变，若不计绳重和摩擦，机械效率随提升物重的增大而增大，故C错误；
D．其它条件不变，改变图甲中的绕绳方式，当将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功是，即额外功相同，总功相同，由可知滑轮组的机械效率不变，故D正确。
故选D。
8． 有用 额外 有用
【详解】[1][2][3]人拉着该板车将货物送到目的地，目的是送货，所以，对货物所做的功叫有用功，对板车所做的功没有用，但不得不做，所以，对板车所做的功叫额外功。如果目的是送板车，则对板车所做的功叫有用功，而对货物所做的功是没有用的，叫额外功。
9． 3∶1
【详解】[1] 某机械在使用时机械效率为75%，即
由W总=W有+W额可知
[2]额外功占总功的
10． 3000 75% 250
【详解】[1]推力做有用功为
W有用=Gh=2000N×1.5m=3000J
[2]推力做总功
W总=Fs=1000N×4m=4000J
斜面的机械效率
[3]推力做的额外功
W额=W总-W有用=4000J-3000J=1000J
由W额=fs得摩擦力
11． 2 75%
【详解】[1]根据得，物体移动的路程为
由图可知，动滑轮上绳子的段数为2段，则拉力F移动的距离为
则拉力F所做的总功为
[2]有用功为
动滑轮的机械效率为
12． 0.54 0.36 75
【详解】[1]提升钩码的总重力为
G＝3G0=3×1.8N＝5.4N
由图可知，承担钩码重力的绳子股数n＝3，则根据s＝nh可得，钩码升高的高度为
则克服钩码重力所做有用功为
W有用＝Gh＝5.4N×0.1m＝0.54J
[2]由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计示数即绳端的拉力F＝2.4N，绳端移动的距离为
s＝30cm＝0.3m
拉力做的总功为
W总＝Fs＝2.4N×0.3m＝0.72J
则拉力做功的功率为
[3]滑轮组的机械效率为
13． 乙 等于
【详解】(1)[1]由图可知，甲滑轮组的动滑轮上面有两股绳，则
F甲=(G物+G动)=(G物+G动)
乙滑轮组的动滑轮上面有三股绳，则
F乙=(G物+G动)=(G物+G动)
可得，F甲>F乙，即乙更省力。
(2)[2]甲、乙两个滑轮组有用功都是对物体重力做功，即有用功相同；额外功都是对动滑轮的重力做功，即额外功相同，总功相同，所以机械效率相等。
14．(1)
(2)竖直方向
(3) 1.6 83.3
(4)物重
(5) 动滑轮重 0.15
【详解】（1）由前3组实验数据知，s=3h，所以滑轮组由3段绳子承担物重，因此应从动滑轮绕起，如图所示：
（2）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值。
（3）[1]由图知，测力计的分度值为0.2N，所以其示数为1.6N。
[2]第4次实验时滑轮组的机械效率为
（4）由表中第1、2、3组数据可知，滑轮组不变，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越大，可以得到同一滑轮组的机械效率与物重有关。
（5）[1]由表中第3、4组数据可知，物重相同，动滑轮重力不同，机械效率不同，由此可得，滑轮组的机械效率与摩擦和动滑轮重有关。
[2] 根据表中第3组数据可知，有用功为
W有=Gh=4N×0.1m=0.4J
克服动滑轮做的功为
W动=G动h=0.5N×0.1m=0.05J
总功为
W总=Fs=2N×0.3m=0.6J
则克服绳重及摩擦做的那部分额外功为
W额=W总-W有-W动=0.6J-0.4J-0.05J=0.15J
15．(1)1.25；76%
(2)费力
(3)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，倾斜程度越大，机械效率越高
(4) 斜面的倾斜程度 弹簧测力计
【详解】（1）对于第三次实验，有用功W有​可以通过公式计算得出，其中G为物重，h为物体上升的高度。代入数据得有用功为
机械效率为
（2）从实验数据中可以看出，当斜面越陡时，所需的拉力F也越大。因此，我们可以得出结论：斜面越陡，越费力。
（3）通过对比三次实验的数据，可以发现，当斜面的倾斜程度增加时，虽然所需拉力增大，但机械效率也在增大。因此，可以初步得出结论：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，倾斜程度越大，机械效率越高。
（4）[1]要探究斜面的机械效率与物体重力的关系，他需要进行额外的实验。在实验时，他应该控制斜面的倾斜程度和物体移动的距离不变，以排除这两个因素对实验结果的影响。
[2]需要测量物重和物体上升的高度来计算有用功，以及测量拉力和物体移动的距离来计算总功。因此，他需要的测量仪器有弹簧测力计和刻度尺。
16．(1)150W
(2)80%
【详解】（1）工人做的功为
工人的功率是
（2）箱子的重力为
工人做的有用功为
斜面的机械效率是
17．(1)300N
(2)150W
(3)33.3%
【详解】（1）图中连接动滑轮绳子的股数是3股，不计钢丝绳的重力和摩擦，根据可得，动滑轮的重力为
（2）根据滑轮组，绳子末端移动的距离为
绳端拉力做的功为
绳端拉力F的功率是
（3）根据题意该滑轮不省力，即绳末端的拉力与提升物体的力相等，则滑轮组的效率为