八年級物理下冊 第十二章 第三節(jié) 機械效率課時練 （新版）新人教版.doc

機械效率 評卷人得分一、計算題1. 為了將放置在水平地面上重為G=100N的重物提升到高處,小明同學(xué)設(shè)計了滑輪組裝置,如下圖所示.當(dāng)小明用圖甲所示隨時間變化的豎直向下拉力F拉繩時,重物的速度v和上升的高度h隨時間t變化的關(guān)系圖像分別如圖乙和丙所示.若重物與地面的接觸面積S=510-2m2,不計摩擦,繩對滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向.求:(1)在23s內(nèi),拉力F的功率P及滑輪組的機械效率.(2)在12s內(nèi),拉力F做的功W.(3)在01s內(nèi),重物對地面的壓強p.2. (揚州市)水平地面上的圓桶裝有體積為0.01m3的水,圓桶與地面接觸面積為0.2m2,g取10N/kg,水=1.0103kg/m3,桶自重忽略不計.(1)求這桶水的質(zhì)量.(2)求這桶水對地面的壓強.(3)如圖所示,若用動滑輪將此桶水勻速提升1m,所用拉力為60N,求動滑輪的機械效率.3. 如圖所示,小王站在高為3m,長為6m的斜面上,將重200N的木箱A沿斜面勻速從底端拉上頂端,拉力的大小恒為120N,所花時間是10s.求:(1)木箱A沿斜面方向的運動速度.(2)小王對木箱A做功的功率.(3)斜面的機械效率.4. 建筑工地上,工人用如圖所示的裝置將重為230N的建材從地面勻速送到6m高處,所用拉力為125N,時間為20s.求:(1)工人做的有用功.(2)工人做的總功.(3)此過程中該裝置的機械效率.(4)工人做功的功率.5. 用200N的推力沿斜面將物體勻速推上長8m、高2m的斜面,已知物體與斜面間的摩擦力為50N,求:(1)總功和有用功分別是多少.(2)斜面的機械效率.(3)物體的重量.6. 如圖甲所示,滑輪組在豎直向上的拉力F的作用下,將重為105N的物體勻速提起,在5s時間內(nèi),繩子自由端移動的距離為s=3m.圖乙是滑輪組工作時的拉力F與繩自由端移動距離s的關(guān)系圖.(1)計算物體上升的速度.(2)圖乙中陰影部分的面積表示的物理量是,并列式計算出該物理量.(3)計算滑輪組提升該物體時的機械效率.7. 如圖所示,塔式起重機上的滑輪組將重為9.0103N的重物勻速吊起10m,作用在繩端的拉力為4.0103N。(1)求提升重物做的有用功。(2)求滑輪組的機械效率。(3)若克服摩擦和鋼絲繩重所做的功為有用功的0.3倍,求動滑輪的重。8. 一輛重2104N的四輪卡車,開進(jìn)了一段泥濘的道路,不能繼續(xù)行駛。司機找來一輛小型拖拉機、繩子、動滑輪,采用如圖所示裝置,拖拉機在繩端用3750N的水平拉力,將汽車以0.2m/s的速度水平勻速拉出泥濘路段,用時10s。若每個車輪與地面接觸的面積為0.05m2。(1)求汽車對路面的壓強。(2)求拉力F做的功和功率。(3)若動滑輪的機械效率為80%,求汽車所受的阻力。9. 用如圖所示的滑輪,使一個鐵塊以0.2m/s的速度勻速上升了1m,已知鐵塊的體積為110-3m3,求:(1)鐵塊的重力。(2)若不計滑輪、繩子的重和摩擦,繩子受到的拉力F。(3)拉力F的功率。(4)若實際作用于繩子的拉力為50N,這個滑輪的機械效率。(鐵=7.9103kg/m3、g取10N/kg)10. 如圖所示的滑輪組將重200N的重物以0.2m/s的速度勻速提升,若滑輪組的機械效率為80%,工作10s時間。求(1)繩自由端的拉力F多大?(2)拉力的功率多大?(3)如果人的體重為500N,不計繩重和摩擦,他最多能提起多重的物體?11. 如圖所示裝置圖,繩重及摩擦不計。裝卸工人將重為600N的貨物提至高處,人對繩的拉力F1為400N,貨物在1min內(nèi)勻速上升了5m。(1)請在圖上畫出繩子的繞法。(2)求滑輪組的機械效率以及拉力的功率。(3)如果重物是1000N,要把重物提升5m,求拉力做的功。12. (7分)如圖1所示,工人沿斜面把一箱貨物從底端拉進(jìn)車廂。貨物移動的距離s與時間t的關(guān)系如圖2所示。在此期間,工人拉這箱貨物沿斜面勻速運動時的拉力為594N。此斜面的長為5m,高為1m,這箱貨物重為1500N。(1)05s,這箱貨物處于狀態(tài),工人所做的功為J。(2)530s內(nèi),這箱貨物運動的速度是多少?拉力做功的功率是多大?(3)該斜面的機械效率是多少?13. 在新農(nóng)村建設(shè)中，為將一批建材運到10m高的施工處，工人利用如圖17所示的滑輪組提升建材.裝置中動滑輪重100N，工人每次勻速提升一箱重400N的建材，不計繩重和摩擦.試問(1)每次提升建材時的有用功、額外功各是多少？(2)該滑輪組的機械效率是多少？(3)為加快施工進(jìn)度，張師傅建議用電動機做動力替代人提升建材.為了安全，改裝后每次可吊起四箱建材，建材勻速上升時的速度為0.4m/s.倉庫中現(xiàn)有兩臺電動機，型號分別為“220V0.8kW”、“220V3kW”，請你通過計算說明應(yīng)選哪臺電動機才能使配置更為合理.14. (6分)建筑工地上，工人師傅將如圖所示的滑輪裝配成最省力的滑輪組，利用它站在地面上向下拉繩提升重物。(1)請在圖中畫出滑輪組的繞線；(2)利用此滑輪組，工人用500N的力將1200N的重物勻速提升4m，求滑輪組的機械效率。15. 在建筑工地上,“吊車”是常見的一種起重設(shè)備。下圖為吊車上的滑輪組的示意圖。在起重過程中,鋼絲繩用6103N的拉力F,將重為1.2104N的物體在10s內(nèi)勻速提升6m。(不計繩重和摩擦)求:(1)滑輪組提升重物所做的有用功和總功。(2)滑輪組拉力F的功率。(3)若用該滑輪組勻速提升1.8104N的重物,則其機械效率是多少?16. (8分)今年6月以來我國南方普降大雨,多地發(fā)生泥石流,一塊巨石滾到了公路上,搶修人員正在用如圖所示的裝置將石頭拖離公路。若石頭的重為1.2104N,與地面的接觸面積為0.2m2,石頭在水平路面上被勻速直線拉動,10s內(nèi)繩子自由端沿水平方向勻速直線移動了3m,石頭受到的摩擦阻力為3.6103N,繩子自由端的拉力為1500N。求:(1)石頭靜止在水平地面上時,對地面的壓強。(2)繩子自由端拉力的功率。(3)滑輪組的機械效率。17. 小華用如圖所示的滑輪組拉動貨箱,已知貨箱的質(zhì)量為60kg,在F=50N的拉力作用下,貨箱以0.1m/s的速度做勻速直線運動,地面對貨箱的滑動摩擦力f為貨箱重的0.2倍。求:(1)貨箱的重力是多少?(2)拉力F的功率是多少?(3)貨箱運動了1min,克服摩擦所做的功是多少?(4)此滑輪組的機械效率是多少?18. 如圖所示(滑輪組的繞繩未畫出),人以600N的力向下拉動繞在滑輪組的繩子一端10s,使繩端向下移動了1.5m,重物勻速上升了0.5m,已知滑輪組的機械效率為70%(g取10N/kg)。(1)按題意畫出滑輪組的繞繩。(2)人所做功的功率是多大?(3)被吊起的重物質(zhì)量是多大?評卷人得分二、實驗題19.(7分)在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中，某實驗小組用如圖15所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法，分別做了甲、乙、丙3組實驗，實驗數(shù)據(jù)記錄如下：次數(shù)鉤碼重/N鉤碼上升的距離/cm彈簧測力計的示數(shù)/N彈簧測力計上升的距離/cm機械效率第1次2511566.7%第2次451.715第3次651583.3%圖15(1)在實驗操作中應(yīng)該使鉤碼_(填“快速”或“緩慢”)上升；(2)進(jìn)行第2次測量時滑輪組的機械效率約為_(保留三位有效數(shù)字)；(3)進(jìn)行第3次測量時，彈簧測力計示數(shù)為_N，滑輪組做的有用功是_J；(4)分析實驗數(shù)據(jù)，實驗小組得出的實驗結(jié)論是：滑輪組的機械效率與_有關(guān)。20. 某實驗小組在測滑輪組機械效率的實驗中得到的數(shù)據(jù)如下表所示,實驗裝置如圖所示。(1)實驗中應(yīng)沿豎直方向拉動彈簧測力計,使鉤碼上升.(2)通過表中數(shù)據(jù)可分析出第2次實驗是用(填“甲”或“乙”)圖所示裝置做的實驗。(3)通過第1次實驗和第2次實驗的數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論:使用不同的滑輪組提升相同的重物時,動滑輪的個數(shù)越多(動滑輪的質(zhì)量越大),滑輪組的機械效率(填“越高”“不變”或“越低”)。(4)小組同學(xué)再用第1次實驗中使用的裝置做第3次實驗,表中第3次實驗中空缺的數(shù)據(jù)應(yīng)為:繩端移動距離s=m,機械效率=。(5)比較第1次實驗和第3次實驗可得出結(jié)論:使用同一滑輪組,。21. (6分)小剛小組探究了影響滑輪組機械效率的因素后，聯(lián)想斜面也是種機械，那么斜面的機械效率與斜面的哪些因素有關(guān)呢？圖28小剛猜想斜面的機械效率可能跟斜面的粗糙程度有關(guān)，小萌猜想可能跟斜面的傾斜程度有關(guān)。于是他們將一塊長木板的一端墊高，構(gòu)成長度一定、高度可調(diào)的斜面，用彈簧測力計拉著同一木塊沿不同的斜面勻速向上運動，如圖28所示。下表是他們實驗記錄的有關(guān)數(shù)據(jù)。(1)在第1、2、3次實驗中，選用玻璃、木板、毛巾作為斜面表面的材料，是為了_。(2)在第2次實驗中，拉力做的總功是_J，斜面的機械效率是_。(3)分析第1、2、3次實驗數(shù)據(jù)，可以得出：當(dāng)其它條件一定時，_。(4)若通過分析第1、4、5次實驗數(shù)據(jù)，得出斜面傾斜程度越大，斜面的機械效率越大。你認(rèn)為存在的問題是：_。(5)實驗中還發(fā)現(xiàn)，斜面材料相同時，斜面傾角越小，越_(選填“省力”或“費力”)。22.(5分)下圖是小明同學(xué)探究斜面機械效率跟什么因素有關(guān)的實驗裝置。實驗時他用彈簧測力計拉著同一物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運動。實驗的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下：(1)小明探究的是斜面機械效率跟_的關(guān)系。在第1次實驗中，斜面機械效率為_，物塊和斜面的內(nèi)能增加了約_J。(2)分析表格中數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：在斜面粗糙程度相同時，斜面越陡，機械效率越_。若要探究斜面機械效率跟斜面粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)保持_不變。23. (6分)如圖所示是某同學(xué)“探究斜面機械效率”的裝置圖。他在實驗時用彈簧測力計拉著同一小車沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運動,分別進(jìn)行了三次實驗,并記錄實驗數(shù)據(jù)如下:實驗次數(shù)斜面傾斜程度小車重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面長s/m有用功W有用/J總功W總/J機械效率1較緩20.10.610.20.633.3%2較陡20.20.813最陡20.41.210.81.266.7%(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可求得在第2次實驗中,有用功是J,拉力所做的總功是J,斜面的機械效率是。(2)由上表可知,當(dāng)其他條件一定時,斜面的傾斜程度越,越省力;斜面的傾斜程度越,機械效率越高。(3)如果把斜面高度變?yōu)?.05m而其他條件不變,那么再做一次實驗,機械效率會第1次實驗的值(填“大于”“等于”或“小于”)。參考答案1.(1) 【答案】在23s內(nèi),重物做勻速直線運動,拉力F3=40N.其作用點下降的距離是重物上升高度h3的3倍h3=3.75m-1.25m=2.5m,P=Wt=3F3h3t=340N2.5m1s=300W=W有用W總100=Gh33F3h3100%=100N2.5m340N2.5m100%=83.3%.(2) 【答案】在12s內(nèi),拉力F2=50N,重物上升高度h2=1.25m,W=3F2h2=350N1.25m=187.5J.(3) 【答案】設(shè)動滑輪重為G輪,W總=W有用+W額外,在23s內(nèi)有:3F3h3=Gh3+G輪h3,G輪=3F3-G=340N-100N=20N.在01s內(nèi),拉力F=30N,繩對重物的拉力F=3F1-G輪=330N-20N=70N,所以重物對地面的壓力F壓=G-F=100N-70N=30N,p=F壓S=30N510-2m2=600Pa.2.(1) 【答案】這桶水的質(zhì)量為m=水V=1.0103kg/m30.01m3=10kg.(2) 【答案】這桶水對地面的壓強為p=FS=mgS=10kg10N/kg0.2m2=500Pa.(3) 【答案】動滑輪的機械效率為=W有用W總100%=GhFs100%=100N1m60N2m100%83.3%.3.(1) 【答案】v=st=6m10s=0.6m/s.(2) 【答案】W=Fs=120N6m=720J,P=Wt=720J10s=72W.(3) 【答案】=W有W總100%=GhW100%=200N3m720J100%=83.3%.4.(1) 【答案】W有=Gh=230N6m=1380J.(2) 【答案】W總=Fs=125N12m=1500J.(3) 【答案】=W有W總100%=1380J1500J10%=92%.(4) 【答案】P=W總t=1500J20s=75W.5.(1) 【答案】W總=Fs=200N8m=1600J.W額外=fs=50N8m=400J.W有用=W總-W額外=1600J-400J=1200J.(2) 【答案】=75%(3) 【答案】G=W有用h=1200J2m=600N.6.(1) 【答案】物體上升的高度h=13s=133m=1m,由v=st得,物體上升的速度v物=ht=1m5s=0.2m/s.(2) 【答案】拉力做的功W=Fs=50N3m=150J.(3) 【答案】W有=Gh=105N1m=105J,滑輪組的機械效率為=W有W總100%=105J150J100%=70%.7.(1) 【答案】W有用=G物h=9103N10m=9104J。(2) 【答案】s=3h=310m=30m,W總=Fs=4103N30m=1.2105J,=W有用W總100%=9104J1.2105J100%=75%。(3) 【答案】W額=W總-W有用=1.2105J-9104J=3104J,因克服摩擦力和繩重做的額外功W摩=0.3W有用=0.39104J=2.7104J,因克服動滑輪重做的額外功W動=W額-W摩=3104J-2.7104J=3103J,動滑輪的重G動=W動h=3103J10m=300N。8.(1) 【答案】輪胎與地面的接觸面積S=40.05m2=0.2m2。汽車對路面的壓強:p=FS=GS=2104N0.2m2=1105Pa;(2) 【答案】由v=st得,汽車前進(jìn)的距離:s1=vt=0.2m/s10s=2m，繩子移動的距離:s2=22m=4m,拉力F做的功:W總=Fs2=3750N4m=1.5104J,拉力F的功率:P=W總t=1.5104J10s=1.5103W;(3) 【答案】因為=W有W總,所以W有=W總=1.5104J80%=1.2104J,因為W有=f1s1,所以摩擦力f=W有s1=1.2104J2m=6000N。9.(1) 【答案】鐵塊的重力G=mg=Vg=7.9103kg/m3110-3m310N/kg=79N。(2) 【答案】不計滑輪、繩子的重和摩擦,拉力F=12G=1279N=39.5N。(3) 【答案】拉力移動速度v=2v物=20.2m/s=0.4m/s,拉力的功率P=Wt=Fst=Fv=39.5N0.4m/s=15.8W;(4) 【答案】滑輪的機械效率=W有用W總100%=GhF2hX100%=G2F100%=79N250N100%=79%。10.(1) 【答案】由圖可知,n=2,滑輪組的機械效率:=W有W總100%=GhFs100%=GhFnh100%=GnF100%,則拉力F=Gn=200N280%=125N。(2) 【答案】繩端移動的速度:v繩=nv物=20.2m/s=0.4m/s,拉力的功率:P=Fv繩=125N0.4m/s=50W。(3) 【答案】不計滑輪組摩擦及繩重,由F=1n(G+G動)可得動滑輪的重力:G動=nF-G=2125N-200N=50N,當(dāng)F拉=G人=500N時,能提起最重的物體:G=2F拉-G動=2500N-50N=950N。11.(1) 【答案】要求施力方向向下,從繩子末端開始,依次繞過定滑輪、動滑輪,這樣反復(fù)完成,繞法如答圖所示。(2) 【答案】由圖可知,n=2,則s=2h=25m=10m,=W有W總100%=GhF1s100%=600N5m400N10m100%=75%;W1=F1s=400N10m=4000J,拉力做功功率:P1=W1t=4000J60s66.7W。(3) 【答案】拉600N重物時,繩重及摩擦不計,F1=12(G輪+G物),G動=2F1-G物=2400N-600N=200N,掛1000N重物時,拉力:F1=12(G輪+G物)=12(200N+1000N)=600Ns=2h=25m=10m,拉力做功:W=F2s=600N10m=6000J。12.(1) 【答案】靜止0【解析】前五秒物體沒有移動距離;(2) 【答案】這箱貨物運動的速度v=st=5m25s=0.2m/s拉力做的功W=Fs=594N5m=2970J拉力做功的功率P=Wt=2970J25s=118.8W【解析】由圖像分析30s時路程是5m,用的時間是25s。再由功的計算公式計算所做的功,然后計算功率;(3) 【答案】對這箱貨物做的功是有用功W有用=Gh=1500N1m=1500J拉力做的功是總功W總=W=2970J斜面的機械效率=W有用W總100%=1500J2970J100%=50.5%【解析】先計算有用功,再計算總功,最后計算機械效率。13.(1) 【答案】有用功W有Gh400N10m4000J額外功W額G動h100N10m1000J(2) 【答案】由于總功W總W有W額4000J1000J5000J故機械效率W有W總4000J5000J80%(3) 【答案】提升四箱建材時總功W總W有W額44000J1000J17000J將重物勻速提升至10m高處所需時間tsv10m0.4m/s25s則提升四箱建材的總功率PW總t17000J25s680W0.68kW.故應(yīng)選擇型號為“220V0.8kW”的電動機才能使配置更為合理14.(1) 【答案】滑輪組繞線如圖所示(2) 【答案】W有W總GhFSGh3Fh1200435004100%80%15.(1) 【答案】W有=Gh=1.2104N6m=7.2104JW總=Fs=6103N36m=1.08105J【解析】知道物體重力和物體升高的距離,根據(jù)W=Gh求出有用功;(2) 【答案】P=W總t=1.08105J10s=1.08104W【解析】知道物體升高的距離和繩子的段數(shù),求出拉力移動的距離;知道拉力和拉力移動的距離,根據(jù)W=Fs求出總功;(3) 【答案】不計繩重和摩擦:G動=3F-G物=36103N-1.2104N=6103N=W有用W總=G物hG物h+G動h=1.8104N1.8104N+6103N100%=75%【解析】知道有用功和總功,根據(jù)機械效率公式求出機械效率。(1) 【答案】W有=fs3=3.6103N1m=3600J(1分)W總=Fs=1500N3m=4500J(1分)=W有W總=3600J4500J=80%(1分)或=fnF=3.6103N31500N=80%16.(1) 【答案】G=mg=60kg10N/kg=600N【解析】已知了物塊的質(zhì)量,利用重力的計算公式G=mg即可求解;(2) 【答案】v繩=3v物=30.1m/s=0.3m/sP=Fv繩=50N0.3m/s=15WP=Fv繩=50N0.3m/s=15W【解析】已知拉力的大小和物體的移動速度以及動滑輪上繩子的段數(shù),根據(jù)公式P=Fv可求拉力的功率;(3) 【答案】1min=60ss物=v物t=0.1m/s60s=6mW=fs=120N6m=720J【解析】知道貨箱的速度和運動的時間,根據(jù)s=vt可以求出貨箱移動的距離,再求出貨箱受到的摩擦力,然后根據(jù)W=fs求出做的功;(4) 【答案】W有=fs=120N6m=720Js繩=v繩t=0.3m/s60s=18mW總=Fs繩=50N18m=900J=W有/W總=720J/900J=80%【