九年级物理第一学期沪粤版第十一章机械功和机械能第3节机械效率同步练习题解析版.docx

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九年级物理第一学期沪粤版第十一章机械功和机械能第3节机械效率同步练习题解析版

一．选择题

1、下列关于机械效率的说法正确的是（　　）

A．越省力的机械，机械效率越高

B．做功越少的机械，机械效率越低

C．做功越慢的机械，机械效率越低

D．总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高

2、如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m．此过程中，额外功和机械效率分别是（　　）

A．0.4J　83.3% B．0.8J　91.7% C．0.8J　83.3% D．0.4J　91.7%

3、用图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计．则（　　）

A．手的拉力：

F甲=F乙；机械效率：

η甲=η乙

B．手的拉力：

F甲＜F乙；机械效率：

η甲＜η乙

C．手的拉力：

F甲＞F乙；机械效率：

η甲＜η乙

D．手的拉力：

F甲＞F乙；机械效率：

η甲＞η乙

4、用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m，已知动滑轮重30N，不计绳重和摩擦，则（　　）

A．利用滑轮组所做的有用功是450J

B．拉力的功率是99W

C．绳子自由端移动的速度是0.9m/s

D．滑轮组的机械效率是80%

5、如图，已知斜面倾角为30°，斜面高2m。

小明沿斜面将重为400N的货物由底端匀速拉到顶端，用时10s。

已知拉力大小为300N，绳重不计，则下列说法中正确的是（）

 A．小明对货物做的有用功是1200J    

 B．小明对绳的拉力的功率是80W

 C.斜面的机械效率是66．7％        

D．物体受到斜面的摩擦力是90N

6、如图所示，利用四种装置提升同一重物，每个滑轮质量相同．若均把重物提升相同的高度（不计摩擦），下列说法正确的是（　　）

A．使用A装置与B装置一样省力  B．使用D装置最省力

C．使用B装置的机械效率最高      D．使用C装置的机械效率最高

7、在生产和生活中经常使用各种机械，下列说法正确的是（    ）．

A.使用机械可以省力、省距离，也可以省功    B.机械做功越快，机械效率越高

C.功率越大的机械，做功越快          D.机械做功越多，机械效率越高

二．填空题

8、 如图所示，用动滑轮把重为40N的物体A以0.5m/s的速度匀速提升，用时4s，拉力F的大小是25N，则拉力F的功率是_____W，动滑轮的机械效率是_____。

9、工人借助如图所示的装置，在20s时间内将700N重的货物匀速提升了4m，已知他对绳子的拉力为

该过程中，工人所用装置的机械效率为______，工人对绳子拉力的功率为______W。

10、如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为240N的泥桶，动滑轮重为30N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。

若工人在10s内将绳子匀速向上拉9m，则泥桶上升______m，手拉绳子的力为______N，拉力的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。

11、往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为　  　，若实际用力为500N，斜面的机械效率为　  　，重物受到的摩擦力为　  　．（g取10N/kg）．

12、市民搭乘电梯从地面升至410m高的观光环廊。

电梯轿厢上升时的工作原理如图所示。

以与轿厢相连的动滑轮为参照物，轿厢中的人是__________（填“运动”或“静止”）的。

电梯启动过程中，人受____________（填“平衡力”或“非平衡力”）作用。

若轿厢中的乘客增加时，该装置的机械效率____________（填“增大”“不变”或“减小”）。

13、小明在探究利用杠杆做功的实践活动中，所用的杠杆是一根质量均匀、重为5N的硬棒，他将棒的一端固定，把重为15N的物体挂在棒的中点，然后用手缓慢竖直向上提起棒的另一端，如图所示，若把物体提升了10cm，则小明作用在杠杆上的拉力是　　N，此过程中杠杆的机械效率是　　．

14、在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明用如图所示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，实验数据记录如表：

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

η

1

2

0.05

1.0

0.15

66.7%

2

4

0.05

1.7

0.15

78.4%

3

6

0.05

①

0.15

②

（1）实验中要竖直向上_____拉动弹簧测力计，使钩码升高。

（2）表格中编号①处数据应为____，编号②处数据应为_____.

（3）分析以上实验数据可以得出如下结论：

同一滑轮组的机械效率主要与_____有关。

（4）若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______（变大/变小/不变）.

15、如图所示，小刚做“测量滑轮组的机械效率”实验时，用20N的拉力将重为30N的物体匀速提升30cm.求：

①此滑轮组是由   段绳子承担动滑轮和物体的总重。

②滑轮组的机械效率是     %．

③测量滑轮组的机械效率时，下列因素中：

a．动滑轮重力、b．绳子

绕法、c．摩擦力、d．定滑轮重力、e．物体重力，对滑轮组机械

效率有影响的是（　　）

A．acde        B．bce       C．ace       D．Abcde

三．计算题

16、如图所示是蒙华铁路荆州段长江大桥施工现场，工程师用起吊装置在江中起吊工件.己知工件重4000N，每个滑轮重500N，声音在水中的传播速度是1500m/s.在水面上用超声测位仪向江底的工件垂直发射超声波，经过0.02s后收到回波.（不计绳重和摩擦，g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）

（1）求工件在水下的深度；

（2）不计工件的高度，求水对工件产生的压强；

（4）当工件在水面下匀速上升时，绳子自由端的拉力为500N，求工件的体积；

（4）不计动滑轮体积，求工件在水下匀速上升时滑轮组的机械效率（结果在小数点后保留一位数字）.

17、如图所示，工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢，所用的斜面长是3m。

求：

（1）推力做的功 

（2）斜面的机械效率。

（3）若想增大此斜面的机械效率，可采取什么方法？

（答一种方法即可）

18、如图所示，A物体受到的重力是100N，在拉力F的作用下，能以0.2m/s的速度在

水平地面上向左匀速直线运动。

已知拉力F=5N，滑轮组的机械效率为80%，试问：

（1）5s内拉力F所做功的大小是多少？

（2）物体A受到水平地面的摩擦力大小是多少？

参考答案

一、选择题

1、【考点】机械效率．

【专题】定性思想；功、功率、机械效率．

【分析】根据功、功率、机械效率的关系分析．功率是单位时间内做的功的多少，表示做功的快慢；机械效率是有用功与总功的比值．功率与机械效率是完全不同、毫无联系的两个不同概念．

【解答】解：

A、机械效率是有用功与总功的比值，机械省力与否与机械效率大小没有关系，故A错误；

B、机械效率越低，说明做的功中有用功所占的比例越低，并不一定就是做的功少．故B错误；

C、做功越慢的机械功率越小，功率与机械效率是两个没有关系的概念，不能说做功越慢的机械．机械效率越低，故C错误；

D、机械效率是有用功与总功的比值，在总功相同时，有用功越大，机械效率就越高，故D正确．

故选D．

【点评】本题考查了功、功率、机械效率的关系．功率由功和时间共同决定，机械效率由有用功和总功共同决定．

2、C机械效率的计算；EH：

有用功和额外功．

【分析】

（1）题目没有指明不计摩擦和绳重，因此是需要计摩擦和绳重，此时额外功不能直接计算，需要用总功减去有用功得到，W总=Fs，W有用=Gh，W额=W总﹣W有用；

（2）根据η=

求出机械效率．

【解答】解：

（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×0.4m=0.8m，

W总=Fs=6N×0.8=4.8J，

W有用=Gh=10N×0.4m=4J，

W额=W总﹣W有用=4.8J﹣4J=0.8J，

（2）滑轮组的机械效率：

η=

×100%=

×100%≈83.3%．

故选：

C．

3、D【考点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮（组）的机械效率．

【分析】解决此题要知道定滑轮是轴固定不动的滑轮，动滑轮是轴随被拉物体一起运动的滑轮；使用定滑轮不省力但能改变力的方向，使用动滑轮能省一半力，但费距离；

求解机械效率可以利用公式η=

×100%，其中W有是克服物体重力做的功，W总是拉力做的功．

【解答】解：

由图可知，甲滑轮是定滑轮，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力；

乙滑轮是动滑轮，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，则手的拉力：

F甲＞F乙；

两幅图中的W有是克服物体重力做的功是相同的，但乙图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功，比甲图中做的总功要多，所以结合机械效率公式η=

×100%可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小；

故选D．

4、B【考点】机械效率的计算；速度的计算；有用功和额外功；滑轮（组）的机械效率；功率的计算．

【分析】克服物体的重力所做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力所做的功为总功，根据W=Gh求出有用功和总功，根据P=

求出拉力的功率，根据η=

×100%求出滑轮组的机械效率，由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，利用v=

求出绳子自由端移动的速度．

【解答】解：

A、利用滑轮组所做的有用功：

W有=Gh=300N×3m=900J，故A错误；

B、不计绳重和摩擦，拉力做的功：

W总=（G+G动）h=×3m=990J，

拉力的功率：

P=

=

=99W，故B正确；

C、由图可知n=2，则绳端移动的距离：

s=2h=2×3m=6m，

绳子自由端移动的速度：

v=

=

=0.6m/s，故C错误．

D、滑轮组的机械效率：

η=

=

×100%≈90.9%，故D错误；

故选B．

5、C由题可知G=400N，F=300N，h=2m，S=4m，则W有=Gh=800J，W总=Fs=1200J，拉力的功率P=120W，机械效率η=800J/1200J×100％=66.7％；摩擦力f=100N，C对。

6、C【考点】动滑轮及其工作特点；定滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算．

【分析】根据下列知识分析判断：

（1）定滑轮的实质是等臂杠杆，不省力，但能改变力的方向；动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，可以省一半力，不能改变力的方向．

（2）相同的重物提升相同的高度，所做有用功一样，但提动滑轮要多做额外功，机械效率低．

【解答】解：

A、甲为动滑轮可以省一半的力，乙为定滑轮，不能省力，故A错误；

B、图中FA=

（G+G动），FB=G，FC=

（G+G动），FD=

（G+G动），故B错误；

CD、提升相同的重物至同一高度时，所做有用功相同，但甲要克服动滑轮的重做额外功，所以B的机械效率最高，故C正确，D错误．

故选C．

7、C

二、填空题

8、   

（1）.25   

（2）.80%

【解析】动滑轮由两段绳子拉着物体上升，即

。

总功为：

拉力F的功率是：

；

有用功为：

机械效率为：

。

点睛：

涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，明确这些功，求效率就很简单了。

9、   

（1）.

（2）.200

【解析】试题分析：

由题意知：

货物的重力G=700N，上升的高度h=4m，拉力F=500N，移动的距离s=8m，所用的时间t=20s，则W有=Gh=700N×4m=2800J，W总=Fs=500N×8m=4000J，机械效率η=W有/W总=2800J/4000J=70%；拉力的功率P=W总/t=4000J/20s=200W。

考点：

功、功率及机械效率的计算

10、27 90 243 88.9%

11、【考点】F6：

斜面的机械效率；7Y：

轮轴及其他常见简单机械．

【分析】

（1）人做的有用功是将物体沿斜面推上小车，即将物体升高了h，故有用功为人克服重力做功，利用功的原理由W=mgh=Fs，可求得施加的推力；

（2）利用已求得的有用功和总功，由机械效率公式可求得斜面的机械效率；

（4）人做的额外功就是因为人要克服摩擦力做功，则可先求得摩擦力的功再由功的公式求得摩擦力．

【解答】解：

（1）斜面很光滑，故利用功的原理得，人做的有用功等于用斜面所做的功：

W有=Gh=mgh=120kg×10N/kg×1m=1200J；

Fs=mgh=1200J，

解得：

F=

=400N；

（2）人所做的总功：

W总=Fs=500N×3m=1500J；

斜面的机械效率：

η=

×100%=

×100%=80%；

（3）W总=W有+W额

即：

Fs=Gh+fs

所以f=

=

=100N；

答：

（1）人做有用功为1200J；

（2）斜面的机械效率为80%；（3）摩擦力为100N．

12、静止；非平衡力；增大

13、【考点】杠杆的机械效率．

【分析】

（1）杠杆质地均匀，杠杆重5N作用在杠杆重心上，物体的重力也作用在杠杆重心上，拉力要克服这两个力，知道动力臂和阻力臂的关系，求出动力大小；

（2）使用任何机械都不省功，动力是阻力的二分之一，动力移动的距离是阻力移动距离的2倍，求出有用功和总功，求出杠杆的机械效率．

【解答】解：

15N的物体和5N杠杆的重作用在杠杆中点上，动力竖直作用在杠杆的末端，动力臂是阻力臂的2倍，所以动力是阻力的二分之一，所以F=

（G+G杆）=

（15N+5N）=10N．

使用任何机械都不省功，动力是阻力的二分之一，动力移动的距离是阻力移动距离的2倍，

有用功：

W有=Gh=15N×h，

总功：

W总=Fs=10N×2h，

机械效率：

η=

=

=75%．

故答案为：

10；75%．

14、

15、解：

①因为一个动滑轮提供两条绳子，而动滑轮中间的挂钩也提供一条，所以重物和动滑轮由3段绳子承担；

②滑轮组的机械效率：

③总功等于有用功加额外功，减小动滑轮重力，可以减小额外功，从而减小总功，根据

可知，可以提高滑轮组的机械效率，故a有影响；

，改变绳子绕法、减小定滑轮重力，滑轮组的机械

效率不变，不能提高滑轮组机械效率，故b、d无影响；

总功等于有用功加额外功，减小绳子与滑轮之间的摩擦，额外功减小，总功减小，有用功不变，可以提高滑轮组的机械效率，故c有影响；

，增大重物重力，可以提高滑轮组的机械效率，故e有影响；

故选C。

故答案为：

①3；②75；③C。

三．计算题16、解：

（1）h=vt=

×1500m/s×0.02s=15m                                  （2分）

（2）P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×15m=1.5×105Pa                   （2分）

（3）不计绳重及摩擦，F拉=

     F浮=G物+G轮－nF拉=4000N+500N－3×500N=3000N

        F浮=ρ水gV排 V排=

     （2分）

（5）工件在水中匀速上升时，η

=

    （2分）

17、 解：

（1）推力做的功

（2）

（3）换一更光滑的斜面（或增大斜面的倾角）。

18、解：

如图所示，有三股绳子作用在滑轮上，故自由端移动的速度

5秒内绳移动的距离

5秒内拉力所做的功

由于物体水平向左做匀速直线运动，物体

受到滑轮对其水平向左的拉力

和水平向右的摩擦力

，物体受力平衡，故

，

因为滑轮组的机械效率为

，则

所以：

，