人教版物理八年级下册期末创新专题精练专题20滑轮组机械效率的计算类问题(原卷版+解析)

这是一份人教版物理八年级下册期末创新专题精练专题20滑轮组机械效率的计算类问题(原卷版+解析)，共22页。

A．他对重物做了4800J的功
B．他做功的功率为16W
C．此次简易斜面装置的机械效率为50%
D．斜面是一种省力杠杆
2.（2020湖北咸宁）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0.5m，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100%
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
3. （2022黑龙江龙东）如图所示，用滑轮组提升重540N的物体，使它在10s内匀速上升1m，所用的拉力为200N，则在提升重物的过程中（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A. 有用功为600JB. 动滑轮重60N
C. 滑轮组的机械效率为67.5%D. 拉力做功的功率为60W
4. （2022北京）如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，货物未离开水平地面；第二次竖直向上拉动绳子，使货物以0.09m/s的速度匀速上升。已知工人体重为600N，货物重为900N，货物与地面的接触面积为，动滑轮重为100N。不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为800N
B. 第一次拉绳子时，货物对地面的压强为4000Pa
C. 第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为90%
D. 第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为81W
5. （2022甘肃兰州）如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 利用此装置既可以省力，也可以省功B. 物体受到的摩擦力为50N
C. 对物体所做的有用功为500JD. 该斜面的机械效率为
6．（2022四川达州）（3分）如图所示，小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体，A物体5s内移动了100cm，且A物体与水平地面的摩擦力大小为12N，已知滑轮组的机械效率为80%，则下列说法错误的是（ ）
A．拉力F大小为4N
B．绳子自由端移动的速度为0.6m/s
C．拉力F做功的功率为3W
D．拉力F在5s内对滑轮组做的额外功为3J
7．（2020齐齐哈尔）小彬用如图所示滑轮组把重400N的货物匀速提升2m，若不计绳重和摩擦，所用的拉力是250N．此过程中绳端移动的距离为 m，滑轮组的机械效率是 。
8. （2020青海西宁）人在绳子自由端用拉力F通过图甲所示的滑轮组，将重900N的物体匀速提升6m，用时15s，则所做的有用功为_____J，拉力做的功W随时间t变化的图象如图乙所示（忽略绳重和摩擦），滑轮组的机械效率是_____。
9. （2022四川重庆）在一次实验探究活动中，小林用如图所示滑轮组将重为2.7N的物体匀速提升了20cm用时2s，绳子自由端弹簧测力计的示数如图所示，则小林做的有用功为_______J，滑轮组的机械效率为_________%。
10. （2022山东聊城）如图所示，工人用200N的拉力将重为300N的物体匀速提升一定高度，不计绳重和摩擦。动滑轮的机械效率是______，如果用该动滑轮提升重为400N的物体，动滑轮的机械效率______（选填“变大”“不变”或“变小”）。
11. （2022安徽）用图示的滑轮组将重为的物体竖直向上匀速提升，拉力F的大小为，则该滑轮组的机械效率为______。
12. （2022吉林省）如图所示，工人用的拉力，在内将重为的物体匀速提升了。该过程中，工人拉力做功的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。
13. （2022福建）如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是______；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为1000N，滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的摩擦力为______N。
14. （2022广西贵港）如图所示，用动滑轮提起重物。若重物为900N，工人用F=500N的拉力将重物沿竖直方向匀速提升了4m，则拉力所做的功为 ___________J，此动滑轮机械效率为 ___________。
15．（2020黑龙江龙东农垦森工）如图所示，人用滑轮组拉着重810N的物体使其沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速向上运动了5s，人对绳子向下的拉力为300N．求：
（1）物体上升的高度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力的功率。
16. （2020河北）质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计，（g＝10N/kg）。问：
(1)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是多大；
(2)动滑轮受到的重力；
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，若要工人不被拉离地面，此滑轮组机械效率最大值是多少？
17. （2022江苏连云港）小明家装修房屋，一箱质量为的建筑材料放在水平地面上，它与水平地面的接触面积是。装修工人用的拉力通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升，用时。（）求：
（1）建筑材料放在水平地面上时对地面的压强；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
18. （2022江苏南通）如图工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m。不计绳重和摩擦．求：
（1）工人对物体做的有用功；
（2）拉力F做功的功率；
（3）若将重为900N的物体提升相同高度，此滑轮组的机械效率。
用22个创新专题精练让2023人教版物理8年级下册期末考试百分百（全国通用）
专题20 滑轮组机械效率的计算类问题
1．（2020湖南衡阳）近期我国长江中下游许多省份因连续大雨发生洪涝灾害。抗洪抢险小分队成员李军在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上。为了省力采用5m的长木板搭了一个斜面（如图所示）。用1200N的力用了5min将重物匀速推到车上。关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（ ）
A．他对重物做了4800J的功
B．他做功的功率为16W
C．此次简易斜面装置的机械效率为50%
D．斜面是一种省力杠杆
【答案】D
【解析】A.做的总功：W总＝Fs＝1200N×5m＝6000J，故A错误；
B.做功的功率为：P＝＝＝20W，故B错误；
C.重物的重力：G＝mg＝240kg×10N/kg＝2400N，
李军对重物做的有用功：
W有用＝Gh＝2400N×2m＝4800J，
简易斜面装置的机械效率：
η＝＝×100%＝80%，故C错误；
D.据课本知识可知，斜面本质上是一种省力杠杆，故D正确。
2.（2020湖北咸宁）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0.5m，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100%
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
【答案】D
【解析】A．由图象可知，当物重为10N时，滑轮组的机械效率为50%，不计摩擦，滑轮组的机械效率
η=
动滑轮重力为
G动=
故A错误；
B．使用滑轮组时，不计摩擦，由η可知机械效率不可能达到100%，故B错误；
C．由图可知，物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，与拉力做功的多少无关，故C错误；
D．每次提升重物时，不计摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，滑轮组做的额外功为
W额=G动h=10N×0.5m=5J
故D正确。
3. （2022黑龙江龙东）如图所示，用滑轮组提升重540N的物体，使它在10s内匀速上升1m，所用的拉力为200N，则在提升重物的过程中（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A. 有用功为600JB. 动滑轮重60N
C. 滑轮组的机械效率为67.5%D. 拉力做功的功率为60W
【答案】BD
【解析】A．有用功是克服物体重力所做的功，根据题意可得有用功为
W有用=Gh=540N×1m=540J
故A错误；
B．由图可知，该滑轮组的绳子承重段数n=3，又因为不计绳重和摩擦，根据公式可得，动滑轮的重为
故B正确；
C．由题意可得，根据公式可得，该滑轮组的机械效率为
故C错误；
D．由题意可得，在10s内绳子自由端的移动速度为
根据公式可得，拉力做功的功率为
故D正确。故选BD。
4. （2022北京）如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，货物未离开水平地面；第二次竖直向上拉动绳子，使货物以0.09m/s的速度匀速上升。已知工人体重为600N，货物重为900N，货物与地面的接触面积为，动滑轮重为100N。不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为800N
B. 第一次拉绳子时，货物对地面的压强为4000Pa
C. 第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为90%
D. 第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为81W
【答案】ABC
【解析】A．工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，绳子也在用200N的力竖直向下拉工人，所以工人对水平台面的压力为
故A正确；
B．由于滑轮组上承担重量的绳子股数n=3，每股绳子受到的拉力为200N，所以货物和动滑轮受到绳子的拉力为
由于动滑轮重为100N，所以货物受到的拉力为
由于货物重为900N，所以货物对地面的压力为
货物与地面的接触面积为，所以货物对地面的压强为
故B正确；
C．第二次拉绳子时，绳子自由端的拉力为
滑轮组的机械效率为
故C正确；
D．货物以0.09m/s的速度匀速上升，绳子移动的速度为
工人拉力的功率为
故D错误。
故选ABC。
5. （2022甘肃兰州）如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 利用此装置既可以省力，也可以省功B. 物体受到的摩擦力为50N
C. 对物体所做的有用功为500JD. 该斜面的机械效率为
【答案】D
【解析】A．使用任何机械都不省功，所以利用此装置不能省功，故A错误；
BC．由题意知，将物体从斜面底端匀速拉到顶端所做的有用功
W有=Gh=100N×4m=400J
所做的总功
W总=Fs=50N×10m=500J
额外功
W额=W总-W有=500J-400J=100J
物体所受的摩擦力
故BC错误；
D．该斜面的机械效率
故D正确。故选D。
6．（2022四川达州）（3分）如图所示，小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体，A物体5s内移动了100cm，且A物体与水平地面的摩擦力大小为12N，已知滑轮组的机械效率为80%，则下列说法错误的是（ ）
A．拉力F大小为4N
B．绳子自由端移动的速度为0.6m/s
C．拉力F做功的功率为3W
D．拉力F在5s内对滑轮组做的额外功为3J
【答案】A
【解析】A、由图可知n＝3，由η＝＝＝＝可知，绳子自由端的拉力：F＝＝＝5N，故A错误；
B、物体移动的距离：s物＝100cm＝1m，
绳子自由端移动的距离：s＝ns物＝3×1m＝3m，
则绳子自由端移动的速度：v＝＝＝0.6m/s，故B正确；
C、拉力做的总功：W总＝Fs＝5N×3m＝15J，
拉力做功的功率：P＝＝＝3W，故C正确；
D、有用功：W有＝fs物＝12N×1m＝12J，
额外功：W额＝W总﹣W有＝15J﹣12J＝3J，故D正确。
7．（2020齐齐哈尔）小彬用如图所示滑轮组把重400N的货物匀速提升2m，若不计绳重和摩擦，所用的拉力是250N．此过程中绳端移动的距离为 m，滑轮组的机械效率是 。
【答案】4；80%。
【解析】（1）由图知，n＝2，绳端移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m；
（2）滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%＝80%；
8. （2020青海西宁）人在绳子自由端用拉力F通过图甲所示的滑轮组，将重900N的物体匀速提升6m，用时15s，则所做的有用功为_____J，拉力做的功W随时间t变化的图象如图乙所示（忽略绳重和摩擦），滑轮组的机械效率是_____。
【答案】 5400 90%
【解析】从图乙中可看出15s时总功为6000J，便可求出机械效率。
所做的有用功为
从图乙中可看出15s时总功为6000J
9. （2022四川重庆）在一次实验探究活动中，小林用如图所示滑轮组将重为2.7N的物体匀速提升了20cm用时2s，绳子自由端弹簧测力计的示数如图所示，则小林做的有用功为_______J，滑轮组的机械效率为_________%。
【答案】 0.54 75
【解析】由题意可知，物体的重力为G=2.7N，物体上升的高度为
h=20cm=0.2m
故由W=Fs可得，小林做的有用功为
W有=Gh=2.7N×0.2m=0.54J
由图中可知，绳子自由端的拉力为F=1.2N，动滑轮上有三股绳子承重，故可得滑轮组的机械效率为
10. （2022山东聊城）如图所示，工人用200N的拉力将重为300N的物体匀速提升一定高度，不计绳重和摩擦。动滑轮的机械效率是______，如果用该动滑轮提升重为400N的物体，动滑轮的机械效率______（选填“变大”“不变”或“变小”）。
【答案】 75% 变大
【解析】由图知，使用动滑轮时，绳子承重段数n=2，动滑轮的机械效率

即动滑轮的机械效率是75%。
不计绳重和摩擦，用该动滑轮提升重为400N的物体，由W有用=Gh可知，G变大，有用功变大，动滑轮重力不变，则额外功不变，据可知，有用功在总功中所占的比例变大，则机械效率变大。
11. （2022安徽）用图示的滑轮组将重为的物体竖直向上匀速提升，拉力F的大小为，则该滑轮组的机械效率为______。
【答案】80%
【解析】由图可知，滑轮组承担重物的绳子股数为n=3，则由
可知，该滑轮组的机械效率为
12. （2022吉林省）如图所示，工人用的拉力，在内将重为的物体匀速提升了。该过程中，工人拉力做功的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。
【答案】 60 70%
【解析】由图可知承重绳子的有效段数n=2
物体匀速提升了，绳子自由端通过的距离为s=2×2m=4m
工人拉力做功的功率为
滑轮组的机械效率为
13. （2022福建）如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是______；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为1000N，滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的摩擦力为______N。
【答案】 改变力的方向 1600
【解析】滑轮B工作时位置不发生改变，因此该滑轮为定滑轮，定滑轮不能省力，只能改变力的方向。
汽车被匀速拉动时处于平衡状态，所受的牵引力和摩擦力是一对平衡力，大小相等。动滑轮上有两端绳子，则n=2，由滑轮组的机械效率可得
汽车受到的摩擦力
14. （2022广西贵港）如图所示，用动滑轮提起重物。若重物为900N，工人用F=500N的拉力将重物沿竖直方向匀速提升了4m，则拉力所做的功为 ___________J，此动滑轮机械效率为 ___________。
【答案】 4000 90%
【解析】由图可知，动滑轮上有两段绳子拉着重物，因为物体移动的距离为4m，所以绳子移动的距离为
根据公式
可知拉力所做的功为
根据题意可知，克服重力做的有用功为
根据机械效率的公式
可知，此动滑轮机械效率为
15．（2020黑龙江龙东农垦森工）如图所示，人用滑轮组拉着重810N的物体使其沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速向上运动了5s，人对绳子向下的拉力为300N．求：
（1）物体上升的高度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力的功率。
【答案】（1）物体上升的高度为0.5m；
（2）滑轮组的机械效率为90%；
（3）拉力的功率为90W。
【解析】（1）由v＝可得，物体上升的高度：
h＝vt＝0.1m/s×5s＝0.5m；
（2）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，
滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%＝90%；
（3）拉力端移动距离s＝3h＝3×0.5m＝1.5m，
总功：W总＝Fs＝300N×3h＝300N×1.5m＝450J，
拉力的功率：P＝＝＝90W。
16. （2020河北）质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计，（g＝10N/kg）。问：
(1)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是多大；
(2)动滑轮受到的重力；
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，若要工人不被拉离地面，此滑轮组机械效率最大值是多少？
【答案】(1) 120W；(2) 200N；(3) 889%
【解析】(1)由图可知，n=3，则绳端移动的距离
拉力做的功
拉力的功率
(2)由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，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
所以
(3)已知工人的质量为60kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力
由可得，提升的最大物重
则滑轮组的最大机械效率
17. （2022江苏连云港）小明家装修房屋，一箱质量为的建筑材料放在水平地面上，它与水平地面的接触面积是。装修工人用的拉力通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升，用时。（）求：
（1）建筑材料放在水平地面上时对地面的压强；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）建筑材料的重力
建筑材料放在水平地面上时对地面的压强
（2）滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离
拉力做的总功
拉力的功率
（3）有用功为
滑轮组的机械效率
答：（1）建筑材料放在水平地面上时对地面的压强是；
（2）拉力的功率是；
（3）滑轮组的机械效率是。
18. （2022江苏南通）如图工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m。不计绳重和摩擦．求：
（1）工人对物体做的有用功；
（2）拉力F做功的功率；
（3）若将重为900N的物体提升相同高度，此滑轮组的机械效率。
【答案】（1）800J；（2）100W；（3）90%
【解析】（1）由图知道，承担物重的绳子股数n=2，则拉力F移动的距离s=2h
克服物体的重力所做的功是有用功，故工人对物体做的有用功
W有=Gh=400N×2m=800J
（2）拉力F移动距离s=2h=2×2m=4m
拉力F所做的总功
W总=Fs=250N×4m=1000J
拉力做功的功率
（3）由于不计绳重和摩擦，提升过程做的额外功是克服动滑轮重力做功，故提升400N的物体时做的额外功是
将重为900N的物体提升相同高度，做的有用功

所做的总功

由知道 ，此滑轮组的机械效率