12.3機(jī)械效率-2021-2022學(xué)年八年級(jí)物理下冊(cè)高頻易錯(cuò)必刷題匯編（人教版）

12.3機(jī)械效率高頻易錯(cuò)必刷題匯編【高頻考點(diǎn)精講】1、機(jī)械效率概念：有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率，通常用百分?jǐn)?shù)表示。2、提高機(jī)械效率的方法：（1）有用功一定時(shí)，盡量減少額外功，采用減輕機(jī)械自身的重力和加潤(rùn)滑油來(lái)減少摩擦的措施；（2）額外功一定時(shí)，增大有用功，在機(jī)械能夠承受的范圍內(nèi)盡可能增加每次提起重物的重力。3、機(jī)械效率的計(jì)算（1）用W總表示總功，用W有用表示有用功，用η表示機(jī)械效率，即η＝。（2）由于額外功不可避免，有用功只是總功的一部分，因此機(jī)械效率總小于1。（3）計(jì)算方法：杠桿滑輪或滑輪組斜面提升重物水平勻速拉動(dòng)物體η＝＝其中G為提升重物重力；h為重物上升高度；F為動(dòng)力；s為動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)距離。①η＝＝＝②不計(jì)繩重及摩擦η＝＝其中G為物重；G動(dòng)為動(dòng)滑輪的重力；h為重物上升高度；s為繩自由端移動(dòng)距離；n為承擔(dān)物重的繩子段數(shù)。η＝＝＝其中F摩為物體與水平面的摩擦力；F為拉力；s物為物體移動(dòng)的距離；S繩為繩子自由端移動(dòng)的距離；n為承擔(dān)摩擦力的繩子的段數(shù)。①η＝＝②η＝其中G為物重；h為斜面高度；L為斜面長(zhǎng)度；F為拉力；F摩為摩擦力【易錯(cuò)題型精練】一、選擇題1．（2021?廣州中考）如圖顯示的是甲、乙兩機(jī)械的參數(shù)。甲、乙相比，甲的（）A．總功較大 B．有用功較小 C．額外功較大 D．機(jī)械效率較低解：AD.由圖可知，W甲有＝1500J，W乙額＝900J，η甲＝75%，η乙＝70%，由η＝可得，W甲總＝＝＝2000J，W乙總＝＝＝3000J，故AD錯(cuò)誤；BC.由W有+W額＝W總可得，W甲額＝W甲總﹣W甲有＝2000J﹣1500J＝500J，W乙有＝W乙總﹣W乙額＝3000J﹣900J＝2100J，故B正確、C錯(cuò)誤。答案：B。2．（2021?青島中考）如圖所示，建筑工人使用滑輪組勻速向樓上運(yùn)送石料，下列不能提高滑輪組機(jī)械效率的是（）A．換用輕質(zhì)的動(dòng)滑輪 B．滑輪轉(zhuǎn)軸處加潤(rùn)滑油 C．增大勻速提升的速度 D．增大單次運(yùn)送石料的重力解：A、換用輕質(zhì)的動(dòng)滑輪，減少了動(dòng)滑輪的重力，可以減小克服動(dòng)滑輪重力所做的額外功，在有用功相同的情況下，總功減小，由η＝可知，能提高滑輪組的機(jī)械效率，故A不符合題意；B、在軸上加潤(rùn)滑油，可以減小克服摩擦所做的額外功，在有用功相同的情況下，總功減小，由η＝可知，能提高滑輪組的機(jī)械效率，故B不符合題意；C、根據(jù)η＝＝＝＝可知，滑輪組的機(jī)械效率與物體運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān)，故C符合題意；D、增大所提升物體的重力，在提升高度不變時(shí)，有用功增大；在額外功不變的情況下，有用功增大，有用功在總功中所占的比例增大，能提高滑輪組的機(jī)械效率，故D不符合題意。答案：C。3．（2021?長(zhǎng)春中考）圖甲是《墨經(jīng)》中記載的古代提升重物的工具——“車梯”，圖乙是其等效圖。利用此“車梯”勻速提升重物時(shí)，下列說法正確的是（）A．繩端移動(dòng)的距離是物體上升距離的5倍 B．被提升的物重是繩子拉力的4倍 C．增大物重，所做的有用功增大 D．增大物重，“車梯”的機(jī)械效率變高解：A．由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n＝4，則繩端移動(dòng)的距離是物體上升距離的4倍，故A錯(cuò)誤；B．不考慮動(dòng)滑輪重力和摩擦?xí)r，繩子拉力F＝（G+G動(dòng)），實(shí)際應(yīng)用中需要考慮動(dòng)滑輪重力和摩擦，則繩子拉力大于（G+G動(dòng)），即被提升的物重小于繩子拉力的4倍，故B錯(cuò)誤；C．由W＝Gh可知，所做的有用功與物體的重力和提升的高度有關(guān)，由于重物提升的高度未知，不能得出增大物重時(shí)所做的有用功增大，故C錯(cuò)誤；D．增大物重提升相同的高度時(shí)，有用功增大，額外功不變，有用功與總功的比值增大，“車梯”的機(jī)械效率變高，故D正確。答案：D。4．（2021?哈爾濱中考）如圖，小明同學(xué)做“測(cè)量滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)，測(cè)得：物體重力為3N、在1s的時(shí)間內(nèi)將物體勻速提升0.2m、拉力F為1.8N。此過程中，下列說法中正確的是（）A．提升時(shí)物體的重力勢(shì)能變小 B．拉力所做的有用功為1.2J C．滑輪組的機(jī)械效率為55.6% D．繩子自由端移動(dòng)的速度為0.4m/s解：A、提升時(shí)物體的質(zhì)量不變，高度變大，所以重力勢(shì)能變大，故A錯(cuò)誤；B、有用功為：W有用＝Gh＝3N×0.2m＝0.6J，故B錯(cuò)誤；C、由圖可知，有兩段繩子拉著動(dòng)滑輪，則繩子自由端通過的距離為：s＝2×0.2m＝0.4m；拉力所做的總功為：W總＝Fs＝1.8N×0.4m＝0.72J；滑輪組的機(jī)械效率為η＝＝≈83.3%，故C錯(cuò)誤；D、繩子自由端移動(dòng)的速度為v＝＝＝0.4m/s，故D正確。答案：D。5．（2021?南通中考）物理學(xué)中把機(jī)械對(duì)重物施加的力與人對(duì)機(jī)械施加的力的比值叫作機(jī)械效益MA，用于比較不同機(jī)械的省力程度，現(xiàn)用圖示滑輪組勻速提升重物，不計(jì)繩重和摩擦，則下列描述滑輪組的機(jī)械效益MA與物體重力G、機(jī)械效率η與機(jī)械效益MA的關(guān)系圖線中，可能正確的是（）A． B． C． D．解：AB、機(jī)械對(duì)重物施加的力與人對(duì)機(jī)械施加的力的比值叫作機(jī)械效益MA，即：MA＝，不計(jì)繩重和摩擦，則F＝（G+G動(dòng)），則：MA＝＝＝＝，由此可知，MA與G的光線是一條向MA軸凸的斜線，故AB錯(cuò)誤；CD、MA＝，不計(jì)繩重和摩擦，η＝＝＝＝，則：＝＝n，即MA與η是成正比的，故C正確，D錯(cuò)誤。答案：C。6．（2021?鄂爾多斯中考）甲裝置中，空吊籃A重25N，繩子承受最大拉力100N。小壯將A提升到高處，施加拉力F隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙，A上升速度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖丙。忽略繩重、摩擦、空氣阻力。下列說法不正確的是（）A．動(dòng)滑輪所受的重力為15N B．第2秒內(nèi)克服滑輪重做的額外功為30J C．此裝置最多能勻速運(yùn)載160N重的貨物 D．此裝置運(yùn)載貨物最高機(jī)械效率為92.5%解：A、由圖丙可知，在1～2s內(nèi)（第2s內(nèi)）A被勻速提升，由圖乙可知拉力F＝20N，由圖知，n＝2，忽略繩重及摩擦，動(dòng)滑輪重力G動(dòng)＝nF﹣GA＝2×20N﹣25N＝15N，故A正確；B、由圖丙可知，第2s內(nèi)A上升的速度vA＝2m/s，第2s內(nèi)滑輪上升的高度h＝vAt＝2m/s×1s＝2m，第2秒內(nèi)克服滑輪重做的額外功為W額＝G動(dòng)h＝15N×2m＝30J，故B正確；C、忽略繩重及摩擦，繩子拉力為：F＝（G+GA+G動(dòng)），即提升的貨物的最大重力為：G＝2F最大﹣GA﹣G動(dòng)＝2×100N﹣25N﹣15N＝160N，故C正確；D、此裝置提升重物的機(jī)械效率隨提升物重的增大而增大，此裝置提升重物的最大機(jī)械效率為：η＝＝＝＝＝＝80%，故D錯(cuò)誤。答案：D。7．（2019?常州中考）如圖所示，斜面高2m、長(zhǎng)4m，小明用平行于斜面的拉力F，將重400N的物體從斜面底端拉到頂端，已知拉力F＝250N，對(duì)此過程，下列結(jié)果中正確的是（）A．有用功為1000J B．總功為1600J C．額外功為200J D．機(jī)械效率為60%解：A、小明對(duì)物體做的有用功：W有用＝Gh＝400N×2m＝800J，故A錯(cuò)；B、拉力F做的總功：W總＝Fs＝250N×4m＝1000J，故B錯(cuò)；C、額外功：W額＝W總﹣W有用＝1000J﹣800J＝200J，故C正確；D、斜面的機(jī)械效率：η＝＝×100%＝80%，故D錯(cuò)。答案：C。8．（2020?廣州中考）如圖所示，小明分別使用甲、乙、丙、丁四種機(jī)械勻速提升物體（繩長(zhǎng)不變），測(cè)得拉力和物體M、N所受的重力如表所示，則（）F甲F乙F丙F丁GMGN5.5N12N5.5N8N5N10NA．甲的機(jī)械效率比丙的大 B．乙、丁的機(jī)械效率相同 C．使用丙提升物體M時(shí)省力 D．實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)無(wú)法算出機(jī)械效率解：設(shè)承擔(dān)物重的繩子股數(shù)為n，則拉力端移動(dòng)的距離s＝nh，拉力做的有用功W有用＝Gh，拉力做的總功W總＝Fs＝F×nh＝nFh，機(jī)械效率η＝＝＝。甲圖中，使用的是定滑輪，n甲＝1，機(jī)械效率η甲＝＝×100%≈90.9%；乙圖中，使用的是定滑輪，n乙＝1，機(jī)械效率η乙＝＝×100%≈83.3%；丙圖中，使用的是動(dòng)滑輪，n丙＝2，機(jī)械效率η丙＝＝×100%≈45.5%；丁圖中，使用的是滑輪組，n?。?，機(jī)械效率η?。剑健?00%＝62.5%。A、由上面計(jì)算可知，η甲≈90.9%，η丙≈45.5%，所以甲的機(jī)械效率比丙的大，故A正確；B、由上面計(jì)算可知，η乙≈83.3%，η?。?2.5%，所以乙的機(jī)械效率比丁的大，故B錯(cuò)誤；C、使用丙提升物體M時(shí)，GM＝5N，F(xiàn)丙＝5.5N，F(xiàn)丙＞GM，是費(fèi)力的，故C錯(cuò)誤；D、由上面計(jì)算可知，利用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)可以算出機(jī)械效率，故D錯(cuò)誤。答案：A。9．（2021?云南中考）如圖甲所示，用動(dòng)滑輪將正方體物塊從裝有水的容器底部緩慢勻速提起，拉力F隨提升高度h變化的關(guān)系如圖乙所示。物塊完全離開水面后，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為87.5%，繩重和摩擦忽略不計(jì)。下列選項(xiàng)正確的是（）A．物塊的邊長(zhǎng)為0.6m B．動(dòng)滑輪重為300N C．提升物塊完全離開水面前，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率大于87.5% D．將物塊提升至上表面與水面相平的過程中拉力F做的功為1650J解：A.動(dòng)滑輪繩子的有效股數(shù)n＝2，由圖乙可知，物塊浸沒時(shí)繩子的拉力F1＝1375N，繩重和摩擦忽略不計(jì)，由F＝（G+G動(dòng)﹣F浮）可得：1375N＝（G+G動(dòng)﹣F?。┅仼仼仼仮佼?dāng)物塊完全離開水面后繩子的拉力F2＝2000N，由F＝（G+G動(dòng)）可得：2000N＝（G+G動(dòng)）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②可得：F浮＝1250N，因物體浸沒時(shí)排開液體的體積和自身的體積相等，所以，由F?。溅岩篻V排可得，物塊的體積：V＝V排＝＝＝0.125m3，由V＝L3可得，物塊的邊長(zhǎng)：L＝＝＝0.5m，故A錯(cuò)誤；B.繩重和摩擦忽略不計(jì)，物塊完全離開水面后，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%，即87.5%＝×100%﹣﹣﹣﹣﹣③由②③可得：G＝3500N，G動(dòng)＝500N，故B錯(cuò)誤；C.繩重和摩擦忽略不計(jì)，提升物塊完全離開水面前，滑輪組的機(jī)械效率：η′＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%≈81.8%，則動(dòng)滑輪的機(jī)械效率小于87.5%，故C錯(cuò)誤；D.將物塊提升至上表面與水面相平的過程中，由圖乙可知，物體上升的高度h＝0.6m，拉力F＝1375N，繩子自由端移動(dòng)的距離：s＝nh＝2×0.6m＝1.2m，此過程中拉力F做的功W＝Fs＝1375N×1.2m＝1650J，故D正確。答案：D。10．（2021?蘭州模擬）利用如圖所示裝置將重為100N的物體勻速?gòu)男泵娴牡锥死巾敹?。已知斜面的長(zhǎng)是5m，高是2m，拉力為F＝50N，則該裝置的機(jī)械效率為（）A．40% B．50% C．80% D．100%解：有用功W有用＝Gh＝100N×2m＝200J；總功W總＝FS＝50N×2×5m＝500J；機(jī)械效率η＝＝＝40%。答案：A。二、填空題11．（2021?陜西中考）如圖所示是一種塔式起重機(jī)上的滑輪組，它既可以省力，又可以改變施力的方向?，F(xiàn)將重1.5×104N的物體沿豎直方向勻速向上吊起3m，滑輪組的機(jī)械效率為75%，此過程提升重物的有用功為4.5×104J，繩端的拉力為5×103N。解：（1）由滑輪組的工作特點(diǎn)可知，使用滑輪組既可以省力，又可以改變力的方向；（2）此過程提升重物的有用功：W有＝Gh＝1.5×104N×3m＝4.5×104J；（3）由圖可知n＝4，因?yàn)棣牵剑剑剑剑岳K端的拉力：F＝＝＝5×103N。答案：省力；4.5×104；5×103。12．（2021?玉林中考）如圖所示，在F＝200N的拉力作用下，物體A以2m/s的速度沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若滑輪組所做有用功的功率為960W，則地面對(duì)物體的摩擦力為480N，滑輪組的機(jī)械效率為80%。（忽略繩子和滑輪的重力）解：（1）由P有＝＝＝fv物可得，地面對(duì)物體的摩擦力：f＝＝＝480N；（2）由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n＝3，則滑輪組的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝80%。答案：480；80%。13．（2021?廣東中考）用如圖甲的滑輪組提升重200N的物體，已知拉力F為80N，不計(jì)繩重和摩擦，物體和繩子自由端的運(yùn)動(dòng)情況如圖乙所示，反映繩子自由端運(yùn)動(dòng)的圖線是A（選填“A”或“B”），動(dòng)滑輪重為40N，3s內(nèi)對(duì)物體做的有用功為300J。解：（1）由圖甲可知，n＝3，則拉力端移動(dòng)距離s＝3h，所以圖乙中上面的傾斜直線A是繩子自由端運(yùn)動(dòng)的s﹣t圖像，而下面的傾斜直線B是物體運(yùn)動(dòng)的s﹣t圖像；（2）不計(jì)繩重和摩擦，拉力F＝（G+G動(dòng)），則動(dòng)滑輪重力：G動(dòng)＝3F﹣G＝3×80N﹣200N＝40N；（3）由圖乙可知，t＝3s時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的高度h＝1.5m，對(duì)物體做的有用功：W有用＝Gh＝200N×1.5m＝300J。答案：A；40；300。14．（2021?自貢中考）用圖甲所示的滑輪組運(yùn)送貨物上樓，每件貨物重為100N，每次運(yùn)送的量不定，圖乙記錄了在整個(gè)過程中滑輪組的機(jī)械效率隨貨物重力增加而變化的圖像，則動(dòng)滑輪重為100N；當(dāng)某次運(yùn)送4件貨物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為80%（不考慮繩重和摩擦）。解：由圖乙可知，運(yùn)送1件貨物時(shí)，即G＝100N時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率η＝50%，因不考慮繩重和摩擦?xí)r，滑輪組的機(jī)械效率η＝＝＝，所以可得：50%＝，解得G動(dòng)＝100N；當(dāng)某次運(yùn)送4件貨物時(shí)，即G′＝4G＝4×100N＝400N；不計(jì)繩重和摩擦，則滑輪組的機(jī)械效率：η′＝＝＝＝＝80%。答案：100；80。三、實(shí)驗(yàn)探究題15．（2021?遂寧中考）涪江六橋建筑工地上矗立的塔吊，是用電動(dòng)機(jī)來(lái)帶動(dòng)滑輪組提升重物的設(shè)備。如何提高滑輪組機(jī)械效率，節(jié)約電能呢？為此同學(xué)們進(jìn)行了“影響滑輪組機(jī)械效率因素”的實(shí)驗(yàn)探究，用到的裝置如圖，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表所示：實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率η120.11.20.355.6%220.21.20.655.6%340.11.90.370.2%440.11.30.561.5%（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：第4次實(shí)驗(yàn)是用丙圖所示裝置來(lái)完成的。（3）通過比較1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出：使用同一滑輪組提升相同重物，滑輪組的機(jī)械效率與重物上升高度無(wú)關(guān)。（4）通過比較1、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出：同一滑輪組提升的物體越重，滑輪組機(jī)械效率越高（填實(shí)驗(yàn)次數(shù)的序號(hào)）。（5）通過比較3、4兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出：不同滑輪組提升相同重物，動(dòng)滑輪越重機(jī)械效率越小。（6）為提高滑輪組機(jī)械效率節(jié)約電能，根據(jù)以上結(jié)論和生活經(jīng)驗(yàn)，你建議可采取的措施有（多選）ABC。A.減輕動(dòng)滑輪重B.增加所提物體重C.機(jī)械加潤(rùn)滑油D.增加重物上升高度解：（1）為了準(zhǔn)確測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率，應(yīng)使彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)；（2）在第四次實(shí)驗(yàn)中，s＝0.5m，h＝0.1m，由s＝nh可得n＝5，即承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n＝5，所以第4次實(shí)驗(yàn)是用丙圖所示裝置來(lái)完成的；（4）1、3兩次實(shí)驗(yàn)，s＝0.3m，h＝0.1m，由s＝nh可得n＝3，使用同樣的滑輪組，即使用的甲、乙兩圖，通過得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知提升的物體重力越大，滑輪組的機(jī)械效率越高，得出結(jié)論：同一滑輪組提升的物體越重，滑輪組機(jī)械效率越高；（6）要提高滑輪組的機(jī)械效率，可以：A、減輕動(dòng)滑輪重力，在提升相同重物、提升相同高度時(shí)，減小額外功，而有用功不變，總功減小，有用功與總功的比值增大，提高了滑輪組的機(jī)械效率；故A正確；B、由實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論可知，增大提升的物體重力，可以提高滑輪組的機(jī)械效率，故B正確；C、機(jī)械加潤(rùn)滑油，在提升相同重物、提升相同高度時(shí)，減小額外功，而有用功不變，總功減小，有用功與總功的比值增大，提高了滑輪組的機(jī)械效率；故C正確；D、滑輪組的機(jī)械效率η＝＝＝＝，可見滑輪組的機(jī)械效率與提升物體的高度無(wú)關(guān)，所以，增加重物上升高度，不能提高滑輪組的機(jī)械效率；故D錯(cuò)誤。答案：（1）勻速；（2）丙；（4）1、3；（6）ABC。16．（2021?鹽城模擬）小金用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率。實(shí)驗(yàn)時(shí)豎直向上拉動(dòng)杠桿，使掛在杠桿下面的鉤碼緩緩上升（支點(diǎn)和杠桿的摩擦不計(jì)）。問：（1）重為5N的鉤碼掛在A點(diǎn)時(shí)，人的拉力F為4N，鉤碼上升0.3m時(shí)，動(dòng)力作用點(diǎn)C上升0.5m，此時(shí)有用功為1.5J，總功為2J，機(jī)械效率η1為75%。（2）小金為了進(jìn)一步研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，仍用該實(shí)驗(yàn)裝置，將鉤碼移到B點(diǎn)，再次緩慢提升杠桿使動(dòng)力作用點(diǎn)C仍然上升0.5m。問：人的拉力F與第一次相比變?。ㄟx填“變大”、“變小”或“不變”）；有用功W有用與第一次相比變?。ㄟx填“變大”、“變小”或“不變”）；額外功W額外與第一次相比不變（選填“變大”、“變小”或“不變”）；比較此時(shí)的機(jī)械效率η2小于η1（選填“大于”、“等于”或“小于”）。解：（1）有用功：W有用＝Gh＝5N×0.3m＝1.5J；總功：W總＝Fs＝4N×0.5m＝2J，機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝75%；（2）鉤碼的懸掛點(diǎn)在A點(diǎn)時(shí)，由于杠桿的重力會(huì)阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，則由杠桿的平衡條件得：G?OA+G杠桿?OC＝F?OC；懸掛點(diǎn)移至B點(diǎn)時(shí)，由杠桿的平衡條件得G?OB+G杠桿?OC＝F′?OC，觀察比較可知，懸掛點(diǎn)移至B點(diǎn)時(shí)，OB＜OA，即鉤碼重力的力臂變小，所以拉力F也變小；杠桿的機(jī)械效率：η＝＝＝；因?yàn)楦軛U升高的高度不變，所以克服杠桿自重所做的額外功不變（即W額＝G杠桿?h杠桿不變）；由于懸掛點(diǎn)B更接近支點(diǎn)，所以鉤碼提升的高度減小，根據(jù)W有用＝G