2022年春八年级物理下册第十二章简单机械3机械效率课时同步练习含解析新版新人教版.docx

一、选择题第3节机械效率测试时间:25 分钟1. 做值日时,晓明将一桶水从一楼提到二楼,此过程中,关于做功的说法正确的选项是()A. 对桶做的功是有用功B. 对水做的功是有用功C. 对水做的功是额外功D. 克服自身重力做的功是有用功1. 答案 B 晓明将一桶水从一楼提到二楼,目的是提水,对水做的功是有用功,将桶和自身提升做的功是额外功,有用功加上额外功是总功。2. 亮亮和体重较大的爸爸帮助邻居各扛一袋质量为5kg的大米,从一楼爬到三楼,爸爸用时较短,那么亮亮与爸爸所做的()A.有用功相等B.总功相等C.总功率相等D.有用功和总功的比值相等2. 答案 A 亮亮和爸爸的目的都是把 5kg 的大米从一楼扛到三楼,所做的有用功是对米做的功,因此有用功相等,故 A 说法正确;两人在扛米上楼的时候,克服自身重力所做的功为额外功,即 W 额=G 人h,h 相等,爸爸的体重较大,故爸爸做的额外功多,又因有用功相等,故爸爸做的总功多,但有用功与总功的比值小,因此 B、D 说法错误;爸爸做的总功多,用的时间短,𝑊由 P=𝑡 知,爸爸的总功率较大,C 说法错误。3. 小聪测量了如下图的滑轮组的机械效率,他先后进行了两次实验,将钩码分别匀速竖直提升h1和h2的高度(h1h2)。对两次实验中一些物理量进行比拟,正确的选项是(其中s为绳子自由端通过的距离,H为动滑轮上升的高度,不计绳重和摩擦)()A.s1=s2B.H1=H2C.1=2D.𝑊有用1=𝑊有用23. 答案 C 由图知,该滑轮组由 3 段绳子承当物重,那么绳子自由端通过的距离 s=3h(h 为钩码被提升的高度),动滑轮上升𝑊有用 𝐺h总的高度与钩码上升的高度相等,那么 h1=H1,h2=H2,由于 h1h2,那么 H1H2,s1s2;因 W 有用=Gh,所以𝑊有用1𝑊有用2;= 𝑊 =𝐹𝑠=𝐺h𝐺𝐹 𝑛h=3𝐹,G、F 不变,那么 1=2。应选 C。4.(多项选择)如下图,物体重150N,挂在杠杆中点,人用100N的竖直向上的拉力将物体提高0.5m,在此过程中,以下说法正确的选项是()A. 人用的拉力所做的功为 100JB. 用杠杆提升物体所做的有用功为 50JC. 额外功为 25JD. 杠杆的机械效率为 75%4. 答案 ACD 人用 100N 的竖直向上的拉力将物体提高 0.5m 时,由相似三角形可知,拉力作用点沿竖直方向移动的距离:H=2h=20.5m=1m,人用的拉力所做的功:W 总=FH=100N1m=100J,故 A 正确;用杠杆提升物体所做的有用功:W 有=Gh=150N0.5m=75J,故 B 错误;因总功等于有用功和额外功之和,所以,额外功:W 额=W 总-W 有=100J-75J=25J,故 C 正确;杠75J杆的机械效率:=100J=75%,故 D 正确。5. 以下关于功、功率、机械效率的说法正确的选项是()A. 做功多的机器机械效率一定高B. 功率小的机器做功慢C. 机械效率高的机器功率一定大D. 功率大的机器做功时间一定短5. 如下图为用瓶起子开启瓶盖的情景,选项图中关于该瓶起子使用时的杠杆示意图正确的选项是()6. 答案D用瓶起子开启瓶盖时,瓶起子绕其前端与瓶盖接触处转动,故该接触点是瓶起子的支点;瓶起子受到瓶盖向下的阻力,D选项正确。二、填空题7. 如下图的斜面长6米,高1.5米,不计摩擦时,沿斜面用牛的拉力可以把重800牛的重物拉上去,但因摩擦力的存在,实际用了225牛的拉力,那么重物从斜面底部拉至顶部的过程中,有用功为,总功为,机械效率为,摩擦力为。𝐺h 800N 1.5m解析假设不计摩擦,那么W有用=W总,即Gh=Fs,F=𝑠=6m=200N;假设实际拉力F=225N,有用功W有用𝑊有用 1200J𝑊 额 150J1200J=150J,摩擦力 f= 𝑠 = 6m =25N。18. 如下图,一根均匀的细木棒 OC,OA=4OC,B 为 OC 的中点。在 C 点施力将挂在 A 点的重为 180N 的物体匀速提升 0.2m,木棒的机械效率为90%。这里的木棒是一种简单机械,称为,提升该物体做的有用功是J,木棒重为N(不计摩擦)。8. 答案 杠杆 36 101解析 根据图示可知,木棒可以绕 O 点转动,故该木棒是杠杆;有用功:W 有=Gh=180N0.2m=36J;因为 OA=4OC,B 为 OC 的中总𝑊有𝑊有点,所以 OB=2OA,故当物体上升 0.2m 时,B 点将上升 h=0.4m;不计摩擦,由 =𝑊36J36J + 𝐺木 0.4m,解得 G 木=10N。=
19882;有+ 𝑊额和 W 额=G 木h可得:90%=三、实验探究题9. 如下图是同学们探究“影响滑轮组机械效率因素的实验装置,请答复以下问题:(忽略摩擦及绳重)(1) 实验中用到的测量工具除刻度尺外还有什么?(2) 下表记录了实验中的局部数据:请算出第 4 次实验中的机械效率。(只写出计算结果)次数钩码重 G 物/N动滑轮重 G 动/N机械效率 120.580.0%230.585.7%340.588.9%441.0(3) 分析 1、2、3 次实验数据,你认为他们可以探究滑轮组机械效率与什么因素的关系?并写出你这样认为的理由。9. 答案 (1)弹簧测力计 (2)80.0% (3)可以探究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系理由:由表格可知𝐺物1=2N,𝐺物2=3N,𝐺物3=4N,有𝐺物1𝐺物2𝐺物3,1=80.0%,2=85.7%,3=88.9%,有 123,𝐺动1=𝐺动2=𝐺动3=0.5N,可知:动滑轮重一定时,滑轮组所提升的物体越重机械效率越高。𝐺解析 (1)测量滑轮组机械效率的原理为 =𝐹𝑠,所以要测量 G、F、h、s 四个量,测量工具为弹簧测力计和刻度尺。(2)G总𝑊有𝐺物h𝐺物4N物=4N,G 动=1.0N,不计绳重和摩擦,那么=𝑊=𝐺物h + 𝐺动h=𝐺物 + 𝐺动=4N + 1.0N=80%。10. 在“测量滑轮组的机械效率实验中,小丽用如下图的同一滑轮组提升不同钩码的方法,分别做了甲、乙、丙 3 次实验,实验数据记录如下:实验次数钩码所受的重力 G/N提升高度 h/m拉力 F/N绳端移动的距离 s/m机械效率 120.051.00.1566.7%240.051.70.1578.4%360.052.40.15(1) 实验中要竖直向上拉动弹簧测力计,使钩码升高。(2) 分析以上实验数据可以得出结论:同一滑轮组的机械效率主要与有关。(3) 假设将此滑轮组换一种绕绳方法,不计摩擦及绳重,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率(选填“变大“变小或“不变)。10.答案 (1)匀速 (2)83.3% (3)提起物体的重力 (4)不变总𝑊 有 𝐺6N 0.05m解析 (1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计;(2)第 3 次实验中,滑轮组的机械效率:=𝑊=𝐹𝑠=2.4N 0.15m83.3%;(3)实验选用的是同一滑轮组,动滑轮的重力不变;由表中实验数据可知,同一滑轮组提起的物体越重,滑轮组的机械效率越高,所以同一滑轮组的机械效率主要与提起物体的重力有关;(4)假设将此滑轮组换一种绕绳方法,动滑轮的重不总𝑊有𝑊有𝐺𝐺变,不计摩擦及绳重,由 =𝑊四、计算题=𝑊有+ 𝑊额=𝐺 + 𝐺动h=𝐺 + 𝐺动可知,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率不变。11. 如下图,搬运工人用滑轮组提升重 540N 的物体,所用的拉力 F 为 200N,物体以 0.2m/s 的速度匀速上升了 10s,(不计绳重及摩擦)求:(1) 物体上升的高度;(2) 拉力 F 所做的功;(3) 假设物重只有 240N,滑轮组的机械效率。11.答案(1)2m (2)1200J (3)80%解析(1)物体上升的高度 h=vt=0.2m/s10s=2m;(2)由题图可知,物重由 3 段绳子承当,故绳子自由端移动的距离 s=3h=32m=6m,拉力 F 所做的功 W 总11=Fs=200N6m=1200J;(3)不计绳重及摩擦,F=3G 总=3(G 物+G 动),G 动=3F-G 物=3200N-540N=60N,假设物重只有 240N,那么拉力11𝑊有𝐺𝐺;F=3(G+G 动)=3(240N+60N)=100N,机械效率 =𝑊总=𝐹3=3𝐹=80%。12. 用一个动滑轮、一个定滑轮组成的滑轮组来匀速提升重物,如下图,物重 G=600N,拉力 F=250N,那么在重物升高0.5m 的过程中,所做的有用功、额外功及机械效率为多大?假设所提升重物重力为 750N,拉力为多大?此时的机械效率为多大?(不计绳重和摩擦)12.答案 300J 75J 80% 300N 83.3%解析 由图可知,n=3,绳子自由端移动的距离 s=nh=30.5m=1.5m,有用功𝑊有1=Gh=600N0.5m=300J,总功𝑊总1𝑊有1 300J𝐺 + 𝐺动=Fs=250N1.5m=375J,额外功𝑊额1=𝑊总1-𝑊有1=375J-300J=75J,滑轮组的机械效率1=𝑊总1=375J=80%;根据F=𝑛可求𝐺 + 𝐺 动 750N + 150N得动滑轮重:G 动=nF-G=3250N-600N=150N,提升 750N 重物时的拉力:F=𝑛=3=300N,此时滑轮组的机械效𝑊有2 𝐺 𝐺750N率 2=𝑊总2=𝐹𝑠=𝑛𝐹=3 300N83.3%。