初中北师大版六、测滑轮组的机械效率优秀复习练习题

9.6测滑轮组的机械效率同步练习北师大版初中物理八年级下册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 如图所示，用甲、乙、丙三种方式匀速提升相同物体，物体上升速度相同。已知每个滑轮均相同，不计绳重和摩擦力。则下列说法正确的是

A. 丙方式最省功 B. 乙方式拉力的功率最大
C. 甲方式机械效率最高 D. 三种方式拉力做功相同

2. 工地上，工人用滑轮组吊起一堆质量为500kg的砖块如图所示，若将砖块匀速拉升20m，拉力F的功率为2500W，滑轮组的机械效率为，不计绳重和摩擦，则

A. 拉力所做的功为
B. 拉力所做的有用功为
C. 物体上升的速度为
D. 若重新吊起300kg的物体，其机械效率变大
 

3. 如图所示的滑轮组，绳子的末端缠绕在电动机上，电动机转动将下方钩码匀速提起。如果加快电动机的转速，则后一次提升与前一次相比

A. 功率增大、机械效率增大
B. 功率增大、机械效率不变
C. 功率不变、机械效率不变
D. 功率不变、机械效率增大
 

4. 用如图所示的滑轮组不计绳重和摩擦提升重物时，将重210N的物体在5s内匀速提升了2m，已知动滑轮重为90N，则提升重物的过程中，下列说法中正确的是

A. 提升物体的过程中，额外功为540J
B. 绳子自由端拉力F的功率为12W
C. 滑轮组的机械效率为
D. 绳子自由端移动的距离是4m
 

5. 工人师傅用图所示滑轮组将重为800N的物体在10s内竖直匀速提升了1m，人对绳端的拉力F为500N，不计绳重和摩擦，下列正确的是

A. 动滑轮的重力为100N
B. 滑轮组的机械效率为
C. 绳子自由端移动距离为3m
D. 拉力F的功率为150W

 

6. 小联用如图所示的滑轮组吊起一个质量为2kg的物体，将物体匀速拉升80cm的过程中，拉力F的功率为25W，滑轮组的机械效率为，则下列描述中正确的是

A. 拉力做的有用功为160J
B. 绳子自由移动的速度为
C. 动滑轮受到的重力为5N
D. 若重新吊起10kg的物体，其机械效率将变大
 

7. 用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体，每次物体被提升的高度均为，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示不计摩擦，下列分析正确的是   

A. 动滑轮的重力为5N
B. 该滑轮组的机械效率可以达到
C. 滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少
D. 每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J

8. 利用四个相同的滑轮，组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用同样的时间，把质量不等的重物、提升了相同的高度，所用的拉力分别为、，拉力的功率分别为、，机械效率分别是、忽略绳重与摩擦，下列关系式正确的是

A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
 

9. 为了抗击“新型冠状病毒”，我国短时间内建成了火神山医院，展示了让世界惊叹得的“中国速度”，如图所示是数千万网友在线云监工下的施工现场，其中大型挖掘机被昵称为“大黄”，小型挖掘机昵称为“小绿”，“大黄”以130kW的功率工作，“小绿”以40kW的功率工作。以下说法正确的是

A. “大黄”的机械效率比“小绿”的机械效率高
B. “大黄”做功一定比“小绿”做功快
C. “大黄”做功一定比“小绿”挖出的土块多
D. “大黄”每分钟可以做功

10. 如图所示，小明分别用一个定滑轮和一个动滑轮将同一物体匀速提升相同高度的过程中

A. 使用动滑轮更省力，所以效率高
B. 使用定滑轮效率高，但是费力
C. 两种情况下做的有用功相同，但是总功一定不同
D. 两种情况下做的有用功相同，功率也相同
 

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

11. 地震灾区重建过程中，工人用如图所示的滑轮组将重的建筑材料从地面缓慢提升至高处．已知该工人对绳子的拉力为，则此过程人做的总功为      J，该滑轮组的机械效率为      ．
    
     

12. 如图所示，工人利用滑轮组将200N的物体匀速向上提升到2m高的平台上，动滑轮重20N，则他所用的拉力为______N，滑轮组的机械效率为______。不计绳重和摩擦
    
    
     

13. 工人站在地面上，在内用定滑轮将27kg的物品吊运到10m高处，使用定滑轮的优点是______。若不计绳重和摩擦，匀速吊运所需的拉力是______N；若匀速吊运时的实际拉力是300N，则拉力的功率是______W，定滑轮的机械效率是______。取
14. 某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组每个滑轮重相同匀速提起相同的重物，不计绳重及摩擦。则______省力，两个滑轮组机械效率______。
    
    
     

三、作图题（本大题共1小题，共2.0分）

15. 小明准备做探究“滑轮组的机械效率是否与滑轮组细绳的绕法有关”的实验。他根据探究目的先画出第一次实验装置图如图1所示。请你在图2中画出第二次实验的装置图。
    
     

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

16. 小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如表：

第1次实验测得的机械效率为______结果保留两位有效数字。
分析表中数据可知：第2次实验是用“a““b“或“c“三图中______图做的实验。
分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组。提升相同的重物，动滑轮个数越多，滑轮组的机械效率越______。

17. 现用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率与所挂物重的关系，改变，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出与关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则：
    动滑轮自重是______N；
    当时，重物以速度匀速上升，拉力F做功的功率是______W；
    仅改变图甲中的绕绳方式、重复上述实验，所得到的图线与图乙所示曲线______。选填“相同”或“不同”。

五、计算题（本大题共2小题，共16.0分）

18. 在建筑工地上，“吊车”是常见的一种起重设备。下图为吊车上的滑轮组的示意图，在起重过程中，钢丝绳用的拉力F，将重为的物体在内匀速提升，不计绳重和摩擦，求：

滑轮组提升重物所做的有用功和总功；

滑轮组拉力F的功率；

若用该滑轮组匀速提升的重物，则其机械效率是多少？






 

19. 利用如图所示的滑轮组，将一棱长为、密度为的正方体物体，匀速从水中提起，已知动滑轮重力为不计绳重、摩擦和水的阻力，g取，。求：

物体浸没在水中时所受到的浮力大小；

物体浸没在水中匀速上升时，动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力的大小；

物体完全离开水面后，继续匀速向上提升，此时滑轮组的机械效率大小。计算结果保留一位小数






 

六、综合题（本大题共1小题，共10.0分）

20. 如图所示，绳重及摩擦不计，工人将重为800N的物体匀速提至高处，人对绳子的拉力F为500N。
    求滑轮组的机械效率；
    如果重物是600N，要把重物提升5m，求拉力做的功。
    
    
     

答案和解析

1.【答案】C
 

【解析】解：A、使用任何机械都不能省功，故A错误；
B、若不计绳重和摩擦，做的功为克服物重做的功，、做的功为克服物重和动滑轮重力做的功，故F、、做的功，因为物体上升速度相同，所用时间相同，根据，可知，故B错误。
C、在不计绳重和摩擦时，甲做的功为克服物重做的功，没有额外功，故，乙、丙做的功为克服物重和动滑轮重力做的功，有用功相同，额外功也相同，故，即最大，，故C正确；
D.若不计绳重和摩擦，做的功为克服物重做的功，、做的功为克服物重和动滑轮重力做的功，故F、、做的功，故D错误。
故选：C。
使用机械的主要目的是省力或省距离或改变力的方向，但使用任何机械都不能省功。
判断机械效率的大小，主要根据有用功与总功的比值，比值越大机械效率越高．
解决此类题目的关键是知道使用机械不能省功以及使用机械的目的，及功和功率的大小比较。。
 

2.【答案】C
 

【解析】解：
B、砖块的重力：，
有用功：，故B错误；
A、由可得，拉力所做的总功：，故A错误；
C、由可得，所用的时间：，
所以物体上升的速度：，故C正确；
D、不计绳重和摩擦，则额外功，
因为，
根据可知，使用同一个滑轮组，动滑轮的重力相同，提升的物体重力越大机械效率越高；
则重新吊起300kg的物体时，由于物体的重力变小，则其机械效率会变小，故D错误。
故选：C。
根据可求工人做的有用功；
再利用即可得出总功；
已知拉力F的功率，根据求出工人做功所有的时间，根据求物体上升的速度；
不计绳重和摩擦，则对动滑轮所做的功为额外功，根据可判断机械效率的变化。
此题主要考查功的计算，滑轮组绳子拉力的计算，滑轮组的机械效率，功率的计算等知识点，综合性强，难度不大，属于中档题。
 

3.【答案】B
 

【解析】解：功率是表示做功快慢的物理量，如果加快电动机的转速，则后一次提升与前一次相比功率增大；
加快电动机的转速，有用功和总功都没有改变，由可知，滑轮组的机械效率不变，故B正确，ACD错误。
故选：B。
功率是表示做功快慢的物理量；
根据分析滑轮组的机械效率。
此题考查了功率大小的比较以及影响滑轮组机械效率的因素，难度不大，属于基础知识。
 

4.【答案】C
 

【解析】解：
A.不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的额外功，故A错误；
B.由图可知，滑轮组绳子的有效股数，则绳子自由端拉力，故B错误；
C.滑轮组的机械效率，故C正确；
D.绳子自由端移动的距离，故D错误。
故选：C。
不计绳重和摩擦，根据求出克服动滑轮重力所做的额外功；
根据图示滑轮组可知绳子的有效股数，根据求出绳子自由端拉力；
根据求出滑轮组的机械效率；
根据求出绳子自由端移动的距离。
本题考查了做功公式和滑轮组拉力公式以及滑轮组机械效率公式的应用，明确额外功和滑轮组绳子的有效股数是关键。
 

5.【答案】B
 

【解析】解：
由图知，承担物重的绳子股数，不计绳重和摩擦，拉力，则动滑轮的重力：，故A错误；
绳子自由端移动的距离：，故C错误；
拉力做的总功：
，
拉力F的功率：
，故D错误；
拉力做的有用功：
，
滑轮组的机械效率：
，故B正确。
故选：B。
由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数，不计绳重和摩擦，拉力，据此求动滑轮的重力；
绳子自由端移动的距离；
求拉力做的总功，知道做功时间，利用求出拉力F的功率；
利用求拉力做的有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
本题考查了使用滑轮组时动滑轮重力、有用功、总功、功率、机械效率的计算，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。
 

6.【答案】D
 

【解析】解：A、拉力做的有用功：
，故A错误；
B、根据可得拉力做的总功：
，
由可得做功的时间：，
由图可知，，绳子自由移动的距离：，
绳子自由移动的速度：，故B错误；
C、根据，可得动滑轮重力：
，没有不计绳重与摩擦，动滑轮重不是5N，故C错误；
D、额外功，
因为，
根据可知，使用同一个滑轮组，动滑轮的重力相同，提升的物体重力越大机械效率越高；
则重新吊起10kg的物体时，由于物体的重力变大，则其机械效率会变大，故D正确。
故选：D。
知道物体上升的高度，利用求有用功；
根据可求绳子做的总功，由可求做功的时间，利用求出绳子自由移动的距离，最后由可求绳子自由移动的速度；
不计绳重与摩擦，根据，可求动滑轮重力；
对动滑轮所做的功为额外功，根据可判断机械效率的变化。
此题主要考查功的计算，滑轮组绳子拉力的计算，滑轮组的机械效率，功率的计算等知识点，综合性强，难度不大，属于中档题。
 

7.【答案】D
 

【解析】

【分析】
本题主要考查了使用滑轮组时动滑轮重力、额外功、机械效率的计算，明确有用功、额外功的含义是关键。
由图乙可知，提升物重时，滑轮组的机械效率，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率，据此求动滑轮重力；
使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，使得有用功小于总功，滑轮组的机械效率总小于；
滑轮组的机械效率越高，说明有用功与总功的比值越大；
不计绳重和摩擦，滑轮组提升动滑轮做的功为额外功。
【解答】
A.由图乙可知，提升物重时，滑轮组的机械效率，
不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率，
解得动滑轮重力：，故A错误；
B.使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，使得有用功小于总功，滑轮组的机械效率总小于，故B错误；
C.滑轮组的机械效率越高，说明有用功与总功的比值越大，拉力做功不一定少，故C错误；
D.由题知，利用滑轮组每次物体被提升的高度均为，提升动滑轮上升的高度也都是，则每次提升重物时，不计绳重和摩擦，滑轮组做的额外功都为：，故D正确。
故选D。  

8.【答案】C
 

【解析】解：
由图可知，甲滑轮组绳子的有效股数，乙滑轮组绳子的有效股数，忽略绳重与摩擦，由于，由可知，；
把质量不等的重物、提升了相同的高度，动滑轮的重力相同，由于，根据可知，；所用时间相同，根据可知，；
由于，动滑轮的重力相同，忽略绳重与摩擦，根据可知，。
综上所述，C正确，ABD错误。
故选：C。
由图可知两装置中绳子的有效股数，忽略绳重与摩擦，根据得出绳端拉力的关系；
忽略绳重与摩擦，根据判定所做的总功的大小，根据分析功率的大小；
忽略绳重与摩擦，根据分析机械效率的大小。
本题考查了滑轮组绳端拉力、机械效率、功和功率之间关系的比较，明确有用功和总功以及滑轮组绳子有效股数是关键。
 

9.【答案】B
 

【解析】解：机械效率的高低与功率大小无关，故A错误；
B.功率描述物体做功的快慢，功率大，做功快，所以“大黄”做功一定比“小黄”做功快，故B正确；
C.由公式知，物体做功多少与功率和做功时间都有关系，功率大的机械如果做功时间少，做功也可能较少，故C错误；
D.“大黄”每分钟可以做功为，故D错误。
故选：B。
机械效率是指有用功与总功的比值；
功率是表示做功快慢的物理量，功率大说明做功快，但做功不一定多；
利用计算“大黄”每分钟可以做功。
本题考查了机械效率、功率、功概念的辨析和有关公式的应用，正确、全面理解概念是解答此类问题的基础。
 

10.【答案】C
 

【解析】解：甲图是定滑轮，乙图是动滑轮。
A、使用动滑轮可以省力，克服摩擦和动滑轮的重力做额外功，所以效率低，故A错误；
B、使用定滑轮只克服摩擦做额外功，效率高，但不省力，也不费力，故B错误；
CD、同一物体匀速提升相同高度，根据可知有用功相同，使用动滑轮做的额外功较多，总功等于有用功和额外功之和，所以使用动滑轮做的总功较大，由于两者速度未知，所用的时间未知，由可知功率大小未知，故C正确，D错误。
故选：C。
使用定滑轮时，不省力，也不省距离，能改变力的方向；动滑轮使用特点是：拉力是物体和动滑轮重力的一半；但费距离；
运用滑轮来提起重物时，所做的有用功就是克服物体自身重力所做的功；拉力做的功就是总功；
有用功和总功的比值就是机械效率。
本题考查动滑轮和定滑轮拉力、有用功、总功和机械效率的大小比较，关键是掌握它们的工作特点。
 

11.【答案】5000
 
 

【解析】略
 

12.【答案】110 
 

【解析】解：由图可知，因为不计绳重和摩擦，所以拉力：；
滑轮组的机械效率：。
故答案为：110；。
由图可知，利用不计绳重和摩擦时求拉力；
利用求滑轮组的机械效率。
本题考查了使用滑轮组时绳子拉力和机械效率的计算，利用好不计绳重和摩擦时是解题的关键。
 

13.【答案】改变力的方向  270  100 
 

【解析】解：定滑轮的实质是一个等臂杠杆，使用定滑轮可以改变施力的方向，但不能省力；
物体重力：，
不计绳重和摩擦，用定滑轮匀速吊运所需的拉力：；
若匀速吊运时的实际拉力，拉力端移动的距离，
人所做的总功：，
拉力的功率：；
人所做的有用功：，
定滑轮的机械效率：
。
故答案为：改变力的方向；270；100；。
定滑轮的使用特点是：可以改变力的方向，但不省力；
利用求重力，不计绳重和摩擦，使用定滑轮匀速吊运所需的拉力等于重力；
利用求总功，利用求拉力的功率；
利用求有用功，定滑轮的机械效率等于有用功与总功之比。
本题考查了定滑轮的特点以及使用定滑轮时重力、有用功、总功、功率和机械效率的计算，明确有用功、总功的含义是关键。
 

14.【答案】乙 
 

【解析】解：由图可知，，，
不计绳重及摩擦时，绳端的拉力，
则绳子受的拉力：，，所以，，即乙图省力；
因动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，，，所以，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，由可知，滑轮组的机械效率相同。
故答案为：乙；。
由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，则绳子自由端移动的距离；把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系。
本题考查了使用滑轮组时n的确定方法，有用功、额外功、总功的计算方法，不计摩擦和绳重时拉力的求法；本题关键在于确定额外功相等。
 

15.【答案】解：由题知，本实验的目的是滑轮组的机械效率是否与滑轮组细绳的绕法有关；
图1中绳子从定滑轮绕起，所以要改变滑轮组的绕线方式，图2中绳子需从动滑轮绕起；因为滑轮组的机械效率还与被提升物体的重力有关，所以被提升的物体应不变，如下图所示：

故答案为：如上图。
 

【解析】要解决此题，需要掌握滑轮组的绕线方式：可以从动滑轮或定滑轮绕起，首先要确定甲图的绕线方法是从定滑轮绕起的，所以丙图要从动滑轮绕起。
此题主要考查了影响滑轮组机械效率的因素及滑轮组的组装。
 

16.【答案】  b  低
 

【解析】解：第1次实验测得的机械效率为：
第二次实验，，，可知由3段绳子承担物重，实验中每个钩码重2N，而被提升的物重为6N，共3个钩码，所以是用b滑轮组做的实验；
第1、3次实验数据，使用不同的滑轮组，动滑轮个数越多，滑轮组的机械效率越低，可知使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多即动滑轮总重越重，滑轮组的机械效率越低。
故答案为：；；低。
根据计算出机械效率的大小；
分别根据钩码上升的高度和测力计移动距离来判断承担物重的绳子段数，然后得出结论；
分析第1、3次实验数据，确定变化的量和不变的量，得出提高机械效率的因素。
此题是测量滑轮组的机械效率实验，考查了机械效率的计算及影响滑轮组机械效率的因素，在进行分析时，注意控制变量法的应用。
 

17.【答案】2  18  相同
 

【解析】解：由图乙可知，物重时，滑轮组的机械效率，
因不计绳重和摩擦，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，
所以，滑轮组的机械效率：
，
解得：；
当时，重物以速度匀速上升，则拉力F做功的功率：
；
不计绳重和摩擦，由可知，仅改变图甲中的绕绳方式、重复上述实验，所得到的图线与图乙所示曲线相同。
故答案为：；；相同。
由图乙可知，物重时，滑轮组的机械效率，不计绳重和摩擦，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，根据表示出滑轮组的机械效率，即可求出动滑轮的重力；
当时，重物以速度匀速上升，根据和求出拉力F做功的功率；
不计绳重和摩擦，根据判断仅改变图甲中的绕绳方式滑轮组的机械效率是否变化，然后得出答案。
本题考查了做功公式和滑轮组机械效率公式、功率公式、影响滑轮组机械效率因素的应用等，明确有用功和总功、额外功是关键。
 

18.【答案】解：  J，   J。

。

不计绳重和摩擦，   N，  

。

【解析】略
 

19.【答案】解：正方体物体的体积，  物体浸没在水中时所受到的浮力 ；

物体重力 ，  物体静止在水中时，受到竖直向下的重力，竖直向上的拉力和浮力的作用，所以，则动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力。

物体完全离开水面后，设物体升高h，滑轮组的有用功为，  由图中得，，  不计绳重、摩擦和水的阻力，则绳子自由端的拉力

，拉力F做得总功，  所以滑轮组的机械效率。

【解析】略
 

20.【答案】解：由图可知，滑轮组的机械效率：
；
因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力：
，
则提升600N的重物时，拉力：
，
绳子自由端移动的距离：，
所以拉力做的功：。
答：滑轮组的机械效率为；
如果重物是600N，要把重物提升5m，拉力做的功为4000J。
 

【解析】由图可知，利用求滑轮组的机械效率；
利用不计绳重和摩擦时求动滑轮的重力和第二次的拉力，绳子自由端移动的距离，利用求拉力做的功。
本题考查了使用滑轮组时绳子拉力、总功和机械效率的计算，利用好不计绳重和摩擦时是解题的关键。