10.5机械效率沪科版初中物理八年级全一册同步练习
第I卷（选择题）
一、单选题：本大题共10小题，共20分。
1.一个滑轮组经改进后，用它把同一物体匀速提升同样的高度，机械效率提高了．改进后与改进前相比
A. 额外功不变，有用功增加了 B. 有用功不变，额外功减少了
C. 总功不变，有用功增加了 D. 总功不变，额外功减少了
2.如图甲所示的装置，是重的空吊篮，质量为的小明将提升到高处，施加的拉力随时间变化关系如图乙所示，上升的速度随时间变化关系如图丙所示。系的绳子足够牢固，绕过滑轮的绳子能承受的最大拉力为。忽略绳重及摩擦，取。下列结论中正确的是( )
动滑轮的重力为
内拉力的功率为
此装置匀速提升重物的最大机械效率约为
用此装置匀速提升的货物时，小明对地面压力为
A. B. C. D.
3.如图所示，杆的一端固定在竖直杆上，且可以绕着固定点转动。小明把质量为的重物挂在点，用弹簧测力计钩住杆末端点，并将其竖直向上匀速拉动了，此过程中弹簧测力计的示数为，测得重物上升的高度为。杆转动时点处的摩擦忽略不计，取。则下列说法正确的是( )
A. 提升重物过程中该杆为费力杠杆
B. 弹簧测力计的拉力做的功为
C. 在提升重物的过程中，杠杆的机械效率为
D. 若将重物的悬挂点由点移至点，再将重物匀速提升相同高度，拉力变大
4.如图所示，重为的物体分别在拉力和的作用下竖直提升了，图甲中物体做加速运动，图乙中物体做匀速直线运动，绳长不变。已知，。在本次实验中，下列说法中正确的是
( )
A. 使用该动滑轮能省力
B. 该动滑轮所做的有用功为
C. 利用该动滑轮做的额外功大于有用功
D. 使用动滑轮时，当物体被提升时，绳子自由端也移动了
5.用如图所示的滑轮组提起物体，当卷扬机用的力拉钢丝绳，使物体在内匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为。下列判断正确的是( )
A. 物体的重力为 B. 动滑轮的重力为
C. 卷扬机做的有用功为 D. 卷扬机做功的功率为
6.如图甲所示，用拉力竖直向上匀速提升重的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重，不计绳重和摩擦，则( )
A. 绳子自由端移动的速度为 B. 拉力为
C. 拉力的功率为 D. 动滑轮的机械效率为
7.用如图所示的滑轮组，把一个重为的物体沿竖直方向匀速提升，所用拉力为，拉力的作用点在内拉动了。不计轴处摩擦和绳子重，下列说法中正确的是( )
A. 动滑轮重
B. 内拉力的功率为
C. 滑轮组的机械效率为
D. 若增加提升的物重，机械效率保持不变
8.使用如图所示的滑轮组匀速提升重力不同的物体时，除了动滑轮的重力导致的额外功外，其他因素导致的额外功与总功之比为一定值。已知动滑轮的重力为，绳子能够承受的最大拉力为。当匀速提升重为的物体时，滑轮组的机械效率为，则使用该滑轮组匀速提升物体时的机械效率的最大值为( )
A.
B.
C.
D.
9.用如图所示的滑轮组匀速提升的物体时，人对滑轮组绳端的拉力恒为，下列说法正确的是( )
A. 使用该滑轮组省了功
B. 该滑轮组的机械效率为
C. 该滑轮组的机械效率为
D. 使用该滑轮组比直接用手提升物体省了力
10.用如图甲、乙所示的两个滑轮组分别将两个物体在相同时间内匀速提升相同高度，拉力分别为、，此过程相关数据如图丙所示，则下列说法正确的是
( )
A. 比小 B. 乙的机械效率更高
C. 功率比的功率小 D. 甲、乙装置中的两个物体重力比小
第II卷（非选择题）
二、填空题：本大题共4小题，共8分。
11.在新农村建设中，工人师傅自制了向高处运送材料的装置如图所示。某次运送的材料重为，在拉力的作用下，材料在内匀速上升。则该过程中，克服材料的重做的有用功为______，拉力做功的功率为______，该装置的机械效率为______。
12.如图所示，用滑轮组将一正方体物块在内沿水平方向匀速拉动，绳自由端施加的拉力大小为，该滑轮组的机械效率为，物体受到的摩擦阻力为______。
13.如图所示，用动滑轮把重为的物体匀速提升，拉力，则拉力所做的额外功为______；该动滑轮的机械效率为______；若改用质量更小的动滑轮来提升此重物，则动滑轮的机械效率将会______选填“变大”、“变小”或“不变”。
14.如图所示，物体重，动滑轮重，小明用的拉力方向不变将物体匀速提升，用了，则此过程中有用功是 ，额外功是 ，拉力的功率是 ，滑轮组的机械效率是 。
三、实验探究题：本大题共2小题，共12分。
15.提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想：
猜想Ⅰ：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示。
实验次数 钩码的重力 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动的距离 机械效率
实验时应沿竖直方向______缓慢向上拉动弹簧测力计；
分析表中数据可知：第次实验是利用了图______的装置完成的，它的机械效率 ______；
比较、两次实验数据，可验证猜想是______选填“正确”或“错误”的；
通过比较______填实验序号两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；
通过比较、两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率______。
16.如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用图甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如表。钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大
实验次数 钩码重力 提升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率
在实验中，应沿竖直方向______拉动弹簧测力计。
第一次实验中，如图所示，弹簧测力计的示数是______，机械效率是______精确到。
由、两次实验数据可得出结论：______。
由______两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低。
在第三次实验操作的基础上，如图丁所示改变绳端拉力方向，测得的滑轮组机械效率将______。选填“偏高”、“偏低”或“不变”
四、综合题：本大题共2小题，共20分。
17.如图是小明同学做“探究斜面的机械效率”的实验装置。
请计算斜面坡度为时的机械效率。
请你根据实验数据推导下列的结论：
斜面坡度 斜面粗糙程度 物重 斜面高度 沿斜面拉力 斜面长 有用功 总功 机械效率
粗糙
粗糙
结论：沿粗糙程度相同的斜面向上匀速拉动同一物体时，斜面坡度越______，拉力越小。
结论：在粗糙程度相同的条件下，斜面坡度越大，机械效率越______。
如果你是一位建筑设计师，需要设计一幢老年人俱乐部的大楼，受上述实验的启发，在设计楼梯时，您会把楼梯设计得较______填“缓”或“陡”。
18.如图，从深井中匀速提取泥土，动滑轮和筐总重力为。图是某次拉力做的功随绳自由端拉下的长度变化的关系。不计绳重和摩擦，求：
当为时，由图可知拉力做了______的功，筐和泥土上升了______；
拉力为______，筐中泥土的重力是______；
本次利用该装置提升泥土的机械效率。
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
用滑轮组把同一物体匀速提升同样的高度，有用功相同；由题知改装后的机械效率高，根据机械效率的公式知道总功减小，而总功等于有用功加上额外功，据此分析判断。
本题考查了有用功、额外功、总功、机械效率及其之间的关系，由“把同一物体匀速提升同样的高度”知道做的有用功相同是解本题的突破口，用好效率公式是关键。
【解答】
把同一物体匀速提升同样的高度，
利用滑轮组做的有用功相同，
，改装后的机械效率高，
改装后利用滑轮组做的总功减少，
又，
改装后利用滑轮组做的额外功减少；
由上述分析得出，、、都错，B正确。
故选B。
2.【答案】
【解析】解：
由图丙可知，在内被匀速提升，由图乙可知此时拉力，
由图知，通过动滑轮绳子的段数，忽略绳重及摩擦，拉力，则动滑轮重力：
，故正确；
由图丙可知，内上升的速度，拉力端移动速度，
内拉力的功率：，故错误；
忽略绳重及摩擦，绕过滑轮的绳子能承受的最大拉力为，
处绳子拉力：，
处绳子的最大拉力：，
此装置最多能匀速运载货物的重力：，
此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，则此装置提升重物的最大机械效率：
，故正确；
提升货物时，绳端人的拉力：
，
小明对地面压力：
，故错误。
故选：。
由图丙可知，在被匀速提升，由图乙可知拉力大小；由图知，，忽略绳重及摩擦，拉力，据此求动滑轮重力；
由图丙可知内，拉力端移动速度等于上升速度的倍，利用求内拉力的功率；
忽略绳重及摩擦，由处绳子的最大拉力求出处绳子的拉力，此装置最多能匀速运载物体的重力等于处的拉力减去的重力；
此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，根据计算此装置提升重物的最大机械效率；
先计算提升货物时，绳端人的拉力，再由计算对地面压力。
本题考查了使用滑轮组时拉力、功率、机械效率的计算，要注意：提升重物的重力最大时，滑轮组的机械效率最大。
3.【答案】
【解析】解：力臂是支点到力的作用线的距离，由图可知动力臂大于阻力臂，所以提升重物过程中该杆为省力杠杆，故A错误；
拉力做功：，故B正确；
提升重物做功：，
杠杆的机械效率为：，故C错误；
若将重物的悬挂点由点移至点，阻力臂变小，阻力和动力臂不变，根据杠杆平衡条件可得拉力变小，故D错误。
故选：。
力臂是支点到力的作用线的距离，动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆；
根据计算拉力做功；
根据提升重物做功，根据效率公式计算杠杆的机械效率；
若将重物的悬挂点由点移至点，阻力臂变小，阻力和动力臂不变，根据杠杆平衡条件可得拉力变化。
本题考查杠杆的分类、杠杆平衡条件、做功公式、效率公式的灵活运用。
4.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查了动滑轮的特点，关键是会根据题目的条件计算有用功和额外功。
根据具体的数据分别计算有用功和额外功。
使用动滑轮时绳子的自由端移动的距离是重物上升高度的两倍。
【解答】
A、物体的重力是，根据图乙可知，使用动滑轮时的拉力为，本题中使用动滑轮不能省力，故A错误；
B、该动滑轮所做的有用功为：，故B错误；
C、使用动滑轮做的总功为：，额外功为：；利用该动滑轮做的额外功大于有用功，故C正确；
D、使用动滑轮时，当物体被提升时，绳子自由端移动的距离为，故D错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】【分析】
由图知，，卷扬机拉力端移动的距离，利用求卷扬机做的总功；
利用求卷扬机做功功率；
利用可求有用功，利用求物体的重力；
若忽略绳重和摩擦，可根据求动滑轮的重力，再结合题目实际分析动滑轮的重力。
本题考查了使用滑轮组时绳子的拉力、有用功、总功、功率和机械效率的计算，利用好不计绳重和摩擦时是关键。
【解答】
由图知，，卷扬机拉力端移动的距离：；
卷扬机做的总功：；
卷扬机做功的功率：，故D错误；
由可得有用功：，故C正确；
由可得物体的重力：，故A错误；
若忽略绳重和摩擦，拉力，则动滑轮的重力：，但题目中缺少条件“忽略绳重和摩擦”，则动滑轮的重力不等于，故B错误。
6.【答案】
【解析】解：、由图乙可知，货物上升的速度：，滑轮为动滑轮，绳子自由端移动的速度：，故A错误；
B、不计绳重和摩擦，拉力，故B错误；
C、拉力的功率：，故C错误；
D、动滑轮的机械效率：，故D正确。
故选：。
根据图像和得到货物上升的速度，由得到绳子自由端移动的速度；
不计绳重和摩擦，拉力，据此求拉力；
根据得到拉力的功率；
根据得到动滑轮的机械效率。
本题考查功、功率以及机械效率的计算，关键能从图像中读出物体上升的高度和自由端移动的距离。
7.【答案】
【解析】解：
A、由图可知，不计绳重和摩擦时，绳端的拉力，
所以动滑轮的重力：，故A错误；
B、绳子自由端移动的距离，
拉力做的总功：，
拉力做功的功率：，故B正确；
C、滑轮组的机械效率：，故C错误；
D、不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率，
所以被提升物体的重力变大时，滑轮组的机械效率变大，故D错误。
故选：。
由图可知，不计绳重和摩擦时，绳端的拉力，据此求出动滑轮的重力；
绳子自由端移动的距离，根据求拉力做的总功，利用求拉力做功的功率；
利用求出滑轮组的机械效率；
不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率，据此分析增加被提升物重时机械效率的变化。
本题考查了使用滑轮组时绳子拉力、功、功率和机械效率的计算，利用好“不计绳重和摩擦时，”是解题的关键。
8.【答案】
【解析】解：当匀速提升重为的物体时，滑轮组的机械效率为，
设物体匀速提升的高度为，则拉力所做的有用功：，
由可得，拉力所做的总功：，
克服动滑轮重力所做的额外功：，
除了动滑轮的重力导致的额外功外，其他因素导致的额外功：，
其他因素导致的额外功与总功之比为：；
由图可知，滑轮组绳子的有效股数，
当使用该滑轮组匀速提升物体上升的高度为时，绳子自由端移动的距离：，
由绳子能够承受的最大拉力为可知，拉力所做总功的最大值：，
因除了动滑轮的重力导致的额外功外，其他因素导致的额外功与总功之比为一定值，
所以，其他因素导致的额外功：，
拉力所做有用功的最大值：，
则使用该滑轮组匀速提升物体时的机械效率的最大值：。
故选：。
当匀速提升重为的物体时，设出物体匀速提升的高度，根据求出拉力所做的有用功，利用求出拉力所做的总功，再根据求出克服动滑轮重力所做的额外功，总功减去有用功、克服动滑轮重力所做的额外功即为除了动滑轮的重力导致的额外功外其他因素导致的额外功，然后求出其他因素导致的额外功与总功之比；由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据求出使用该滑轮组匀速提升物体上升的高度为时绳子自由端移动的距离，绳子能够承受的最大拉力为，利用求出拉力所做总功的最大值，根据除了动滑轮的重力导致的额外功外其他因素导致的额外功与总功之比为一定值求出其他因素导致的额外功，然后求出拉力所做有用功的最大值，利用求出使用该滑轮组匀速提升物体时的机械效率的最大值。
本题考查了使用滑轮组时做功公式和机械效率公式的应用，明确有用功和总功、额外功的含义以及它们之间的关系是关键。
9.【答案】
【解析】解：、使用任何机械都不能省功，故A错误；
、由图知，，滑轮组的机械效率为：，故B错误，C正确；
D、由题意知拉力大于物体重力，所以使用该滑轮组比直接用手提升物体费了力，故D错误。
故选：。
功的原理：使用任何机械都不能省功；
由图知，，根据算出滑轮组的机械效率；
根据题意判断出拉力与物体重力的关系。
本题考查了功的原理、滑轮组机械效率的计算，确定承担物重的绳子股数是关键。
10.【答案】
【解析】解：、由图可知，甲滑轮组中，；乙滑轮组中，；
由图丙可知，甲、乙滑轮组的总功和额外功分别为：
、，、，
甲、乙滑轮组做的有用功分别为：，
，
即，
由于物体上升的高度相同，由可知，物重、的大小关系为：，故D错误；
A、由可知，绳子自由端移动距离分别为：，
即，
由可知，两滑轮组中，绳端拉力分别为：，，
即，故A错误；
B、甲、乙滑轮组的机械效率分别为：，，
即，故B正确；
C、甲、乙装置中拉力做功的功率分别为：，，
即，故C错误。
故选：。
由图可知，甲滑轮组中，；乙滑轮组中，；由图丙可知，甲、乙滑轮组的总功和额外功大小，根据求得甲、乙滑轮组做的有用功，物体上升的高度相同，根据可知物重、的大小关系；
根据可知绳子自由端移动距离、的大小关系；根据可知绳端拉力、的大小关系；
根据求出甲、乙滑轮组的机械效率，比较得出、的大小关系；
利用求甲、乙装置中拉力的功率之间的关系。
本题考查滑轮组中力、功、功率和机械效率的大小比较，关键是的确定以及根据柱状图得出总功和有用功的大小。
11.【答案】
【解析】解：克服材料的重做的有用功：；
由图可知，绳子自由端移动的距离：；
拉力做的总功：，
拉力做功的功率：；
滑轮组的机械效率：。
故答案为：；；。
利用求克服材料的重做的有用功；
由图可知，绳子自由端移动的距离，利用求拉力做的总功；利用求拉力做功的功率；
利用求滑轮组的机械效率。
本题考查使用滑轮组时绳子自由端的拉力、有用功、总功、功率和机械效率的计算以及功的原理的应用，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。
12.【答案】
【解析】解：由图可知，绳子的有效段数为，则拉力通过的距离：；
拉力所做的功为总功，克服摩擦力所做的功为有用功，
所以滑轮组的机械效率为：，
故物体受到的摩擦阻力为：。
故答案为：。
由图确定绳子的有效段数，根据可知拉力通过的距离，拉力所做的功为总功，克服摩擦力所做的功为有用功，根据求出物体受到的摩擦阻力。
本题考查机械效率公式的运用，明确绳子的有效段数和有用功的含义是关键。
13.【答案】 变大
【解析】解：使用动滑轮时，，提升重物做的有用功。
总功。
额外功。
该滑轮的机械效率：
。
额外功是因为克服动滑轮重力而产生的，减小动滑轮的质量，则动滑轮的重力会变小，
所以额外功会变小，有用功不变，根据可知，机械效率变大。
故答案为：；；变大。
已知物体重力和升高的高度，根据可求出有用功，还知道拉力和动滑轮绳子段数，根据可求总功，总功减有用功就是额外功；
利用求出滑轮的机械效率。
根据机械效率，动滑轮重力减小，额外功减小，有用功一定，可判断机械效率的变化
本题考查功的计算，有用功和额外功的计算，滑轮组的机械效率；要理解额外功的产生原因和增大滑轮组机械效率的方法。
14.【答案】
【解析】略
15.【答案】匀速 丙 错误 、 越低
【解析】解：实验时，需要读出测力计的示数，所以需要匀速缓慢的拉动测力计，以方便读数。
由表中数据可得，钩码移动的距离为时，绳子端移动的距离为，则绳子的股数为：，即动滑轮上有股绳，所以丙图符合题意。
由表中数据可得，有用功为：；
总功为：；
机械效率为：；
对比、的数据发现，其它条件不变，只改变物体提升的高度，机械效率是不变的，所以猜想Ⅰ是错误的。
要想得到同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高的结论，需要保证滑轮组不变，重物提升的高度也不变，只改变重物的重力，所以表中、号实验符合条件。
对比、次实验可以发现，重物的重力不变，提升的高度也不变，但滑轮组中动滑轮的个数增多了，且动滑轮个数越多，机械效率越低，所以可得结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
故答案为：匀速；丙；；错误；、；越低。
实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于绳子的拉力大小；
分析表中数据可得出第次实验绳子的有效股数，据此回答；
根据表格中的数据，利用控制变量法分析猜想是否正确；
研究滑轮组机械效率与物体重力关系时，需要控制滑轮组相同，提升物体的重力不同；
根据、两次实验数据，利用控制变量法得出结论。
本题研究影响滑轮组机械效率因素，考查实验原理、注意事项及数据分析归纳结论的能力。
16.【答案】匀速 使用同一滑轮组，物重越大，机械效率越高 、 偏低
【解析】解：实验中要沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；
图示弹簧测力计的之间平均分成等份，所以其分度值为；指针所指示的刻度值为；
第一次实验机械效率：
；
由、两次实验数据可知，使用同一滑轮组，物重越大，机械效率越高；
比较第、次实验数据可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低；
在丁图中，若拉力向右倾斜，则拉力变大，总功变大，有用功不变，故测出的机械效率将偏低。
故答案为：匀速；；；使用同一滑轮组，物重越大，机械效率越高；、；偏低。
实验过程中要匀速直线拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；
弹簧测力计使用前要观察它的量程和分度值，再根据指针所指示的刻度去读数；根据表中数据利用求第一次实验机械效率；
根据表中数据分析得出结论；
不考虑绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率跟提起的物重、动滑轮的重有关，在提起的物重一定时，动滑轮越重，机械效率越低；在动滑轮重相同时，提起的物体越重，机械效率越高；
分析拉力向右倾斜时大小的变化，得出机械效率的变化。
此题是“探究滑轮组的机械效率”实验，考查了滑轮组机械效率的计算，根据数据分析影响滑轮组效率的因素，同时考查了测力计的读数问题，要细心分析每一个问题。
17.【答案】小 大 缓
【解析】解：；
；
。
由表中数据知，斜面的粗糙程度、物重、斜面长不变，斜面越缓，拉力越小，机械效率越低。反之，拉力越大，机械效率越大；
由中的分析可知楼梯越缓，上楼所用的力越小。
故答案为：
；
小，大；
缓。
首先分清那是有用功、总功，要明确斜面机械效率的计算公式，去计算机械效率；
斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、物重、斜面的倾斜程度有关，根据表格中变化的量和不变的量可以判断影响拉力大小以及机械效率的因素；
由中的分析可知楼梯的陡缓与上楼所用力的关系。
本题的难点是分析数据找出规律，需要根据学过的理论知识合理的分析并准确的表达；斜面是省力的机械，能够分清哪是有用功，哪是总功是解题的关键，有用功等于物体重力和斜面高度的乘积，总功等于拉力和斜面长度的乘积。
18.【答案】
【解析】解：由图可知，当为时，拉力做的功：，
由图可知，滑轮组绳子的有效股数，
由可得，筐和泥土上升的高度：；
由可得，拉力：，
因不计绳重和摩擦，
所以，由可得，筐中泥土的重力：；
拉力做的有用功：，
则本次利用该装置提升泥土的机械效率：。
故答案为：；；；；本次利用该装置提升泥土的机械效率为。
根据图读出为时拉力做的功，由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据求出筐和泥土上升的高度；
根据求出拉力的大小，不计绳重和摩擦，利用求出筐中泥土的重力；
根据求出拉力做的有用功，利用求出本次利用该装置提升泥土的机械效率。
本题考查了做功公式和滑轮组机械效率公式、滑轮组拉力公式的应用等，明确有用功和总功的含义以及从图象中获取有用的信息是关键。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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