沪科版物理八年级全册《10.5 机械效率》同步练习
一 、单选题（本大题共9小题，共27分）
1.（3分）如图所示，水平拉力将所受重力为的物体沿直线匀速拉动的距离，做功；如图，借用滑轮组，使物体在同一水平地面上匀速直线运动同样的距离，所拉绳端的上升距离为，做功则
A.
B. 图中有用功
C.
D. 图中，拉力克服物体与地面间的摩擦力做了额外功
2.（3分）下列说法中正确的是
A. 机械效率越大，功率越大
B. 机械做功时，做的有用功越多，机械效率越大
C. 机械做功时，工作时间越短，功率一定越大
D. 利用机械做功时可以省力或省距离，但不能省功
3.（3分）如图所示的滑轮组将重的物体匀速提升，所用时间为，作用在绳子末端的拉力为不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，下列说法中正确的是
A. 所做的有用功为 B. 动滑轮自重
C. 拉力做功的功率为 D. 该滑轮组的机械效率恒定不变
4.（3分）如图所示，在的拉力作用下，用滑轮组将重为的货物匀速提升，在内货物竖直上升了。不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是
A. 滑轮组做的有用功为 B. 拉力做功的功率为
C. 滑轮组的机械效率为 D. 此滑轮组提升的货物越轻、机械效率越大
5.（3分）小球从某高度处由静止下落，若不计空气阻力，在下面的四个选项中，描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图像是
A. B.
C. D.
6.（3分）如图所示，用一个重为的动滑轮来提升物体，在实际工作中竖直向上的拉力为，则动滑轮的机械效率
A. 一定等于 B. 一定等于
C. 一定小于 D. 一定小于
7.（3分）如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切摩擦，用图甲绕法匀速提升重为的物体时，机械效率为。下列判断正确的是
A. 拉力的大小为
B. 用图乙绕法匀速提升的重物时，机械效率为
C. 分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法的机械效率更大
D. 分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，、做功不相等
8.（3分）滑轮是提升重物时经常用到的一种机械，工人师傅用的拉力，利用图所示的滑轮将重的重物在内匀速提高了下列判断正确的是
A. 绳端移动的速度为 B. 该滑轮的机械效率为
C. 工人师傅拉绳子的功率为 D. 提升重物所做的有用功为
9.（3分）如图，用甲、乙两个滑轮质量不同的滑轮组将相同质量的两个物体匀速提升相同高度，甲、乙滑轮组绳子自由端的拉力分别为和，移动的距离分别为和，若甲滑轮组的机械效率比乙高。则
A. 做功比多 B. 一定比大
C. 一定比小 D. 甲滑轮做的有用功一定比乙多
二 、填空题（本大题共4小题，共16分）
10.（4分）工人用如图所示的甲、乙两种滑轮把等重的箱子匀速提升相同的高度，所用的拉力分别是、，滑轮机械效率分别是、，拉力做功、，若不计绳重和摩擦，且箱子的重力大于动滑轮重力，则，，选填“”、“”或“”
11.（4分）如图所示，体重为的人，用滑轮组拉重的物体沿水平方向以的速度匀速运动。运动中物体受到地面的摩擦阻力为动滑轮重为不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，。则绳子自由端受到的拉力大小是______；人对地面的压力为______；绳子自由端运动速度是______。人做功的功率为______；机械效率为______。
12.（4分）如图甲所示，为了方便特殊人群，地铁站设立了无障碍电梯，其原理可简化为图乙所示的装置，电梯轿箱重为。若某次运行过程中，钢丝绳的拉力为，电梯以的速度匀速上升了，不计钢丝绳、滑轮重及摩擦，钢丝绳自由端移动的距离为 ______ ，电梯内乘客的总重为 ______ ，使用该滑轮组可以 ______ 选填“省力”或“省功”，若电梯内乘客数量增加，则电梯的机械效率将 ______ 选填“增大”或“减小”。
13.（4分）利用如图所示的滑轮组实验装置，小宇在内用的拉力，将重的物体匀速吊起的高度，则所做的有用功为 ______ ，滑轮组的机械效率为 ______ 。
三 、实验题（本大题共2小题，共12分）
14.（6分）某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在表中。
实验
次数 钩码重 钩码上升的
高度 绳端的
拉力 绳端移动的
距离 机械效率
实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上______拉动弹簧测力计。
第二次实验中，内钩码上升的高度为，则它运动的速度为______。
第三次实验中，绳端移动的距离为______，滑轮组的机械效率为______。
分析比较第一、二两次实验数据，有用功______，滑轮组的机械效率______ 两空均选填“”“”或“”。由此可知，可采用______的方法来提高滑轮组的机械效率。
15.（6分）在“测滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行三次实验，实验所记录的数据如下表所示。
次数 钩码重力
钩码上升高度
绳子自由端拉力
绳子自由端移动距离
测滑轮组的机械效率时，使用的器材除滑轮组、钩码、铁架台、刻度尺及约长的细绳外，还应有 ______ ；
实验时，动滑轮上承担物重的绳子的段数为 ______ ；
计算第次实验时的机械效率______ 结果保留一位小数。分析比较次数和可得出：滑轮组的机械效率与 ______ 无关。
四 、计算题（本大题共3小题，共36分）
16.（12分）如图，使用杠杆提升重物，拉力竖直向下，重物匀速缓慢上升，相关数据如表：
物重
拉力
时间
端上升的竖
直距离 端下降的竖
直距离
求：
拉力所做的功。
拉力做功的功率。
此过程中，该杠杆的机械效率。
17.（12分）建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为的建材从地面匀速送到高处，所用拉力为，时间为，不计摩擦和绳重，求：
工人做的有用功；
工人做功的功率；
此过程中该装置的机械效率。
18.（12分）如图甲所示，电动卷扬机通过滑轮组提升重物，卷扬机有两个挡位可以调节对绳子自由端施加的拉力的大小。在某一次提升重物过程中其拉力随时间变化的关系如图乙所示，重物上升高度随时间变化的关系如图丙所示，不计钢丝绳重和摩擦力大小。求：
拉力所做的功是多少？
，提升重物过程中，卷扬机对绳子自由端施加的拉力的功率是多少？
，提升重物过程中，滑轮组机械效率为，则动滑轮的重力是多少？
仍用该机械提升其他重物时，该滑轮组的机械效率的最大值是多少？小数点后保留一位
答案和解析
1.【答案】B;
【解析】解：
A、由图知，使用的滑轮组，，绳子自由端移动的距离，则做功：，故A错误；
B、图中有用功为直接用力将物体沿直线匀速拉动的距离做的功，则，故B正确；
C、不考虑动滑轮重和摩擦，；考虑动滑轮重和摩擦，则，故C错误；
D、图中拉力做的额外功包括克服动滑轮重做的功和绳重及摩擦做的功，而克服物体与地面间的摩擦力做的功为有用功，故D错误。
故选：。
由图知，使用的滑轮组，，绳子自由端移动的距离，利用求做功；
图中有用功为直接用将物体沿直线匀速拉动的距离做的功；
不考虑滑轮重和摩擦，；
图中拉力做的额外功包括克服动滑轮重做的功和绳重及摩擦做的功。
该题考查了使用滑轮组时有用功、总功、额外功的计算，明确有用功、总功的含义是关键。
2.【答案】D;
【解析】
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，机械效率是有用功与总功的比值。
此题主要考查了功、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。

A.机械效率高，说明有用功与总功的比值大，做功不一定快，故错误。
B.因为机械效率是有用功与总功的比值，所以做功多的机械，其机械效率不一定高，故错误。
C.功率的计算公式为：，功率的大小与做功多少和做功时间多少有关；故错误；
D.利用机械做功时可以省力或省距离，但不能省功，故正确。
故选。
3.【答案】C;
【解析】解：、因为用滑轮组提升物体，对物体做的功是有用功；所以所做的有用功：
，故错误；
、绳子的有效段数为，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦时，，则动滑轮的重力：
，故错误；
、绳子自由端移动的距离为物体升高距离的倍，用滑轮组提升物体，拉力做的功是总功，则拉力做功的功率：
，
故正确；
、不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，故该滑轮组的机械效率：
；
动滑轮的重力不变，当提升物体的重力变大时，由上式可知，该滑轮组的机械效率变大，故错误。
故选：。
、因为用滑轮组提升物体，对物体做的功是有用功，根据得出所做的有用功；
、绳子的有效段数为，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦时，，据此得出动滑轮的重力；
、绳子自由端移动的距离为物体升高距离的倍，用滑轮组提升物体，拉力做的功是总功，根据得出拉力做功的功率；
、根据分析。
此题主要考查功、功率和机械效率公式和作用在绳子自由端拉力公式的运用，关键是明确绳子的有效段数。
4.【答案】C;
【解析】解：、拉力做的有用功：，故错误；
、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：，故错误；
、滑轮组的机械效率：，故正确；
、由不计绳重和摩擦时可知，动滑轮的重力一定，提升的货物越轻，即越小，机械效率越小，故错误。
故选：。
利用求有用功；
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；
利用不计绳重和摩擦时分析滑轮组机械效率的变化。
此题主要考查使用滑轮组时功、功率和机械效率公式的应用，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。
5.【答案】C;
【解析】
小球从某高度处由静止下落，若不计空气阻力，小球做加速运动，在相同时间内物体下落的高度越来越大，物体的重力不变，由可知，相同时间内重力对该球做功越来越多，结合选项可知符合题意，不符合题意。
故选。
6.【答案】C;
【解析】解：物体升高时，绳子自由端移动的距离。
总功：。
额外功：。
有用功：。
机械效率：。
考虑绳重和摩擦时，额外功增大，总功不变，有用功减小，有用功在总功中的比值减小，机械效率降低，机械效率一定小于。
故选：。
用动滑轮提升物体时，绳子自由端的力做的功的总功，克服动滑轮的重、绳子重、摩擦做的功是额外功。
在不考虑绳重和摩擦时，计算动滑轮的机械效率。要考虑绳重和摩擦时，总功不变，额外功增大，有用功减小，有用功在总功中的比例减小，机械效率降低。
此题主要考查了有用功、额外功、总功、机械效率的计算，知道不计摩擦和绳重，利用动滑轮做的额外功等于提升动滑轮做的功是本题的关键。
7.【答案】B;
【解析】解：、图甲中，因为机械效率，所以拉力，故错误；
、图甲中，忽略绳重及一切摩擦时，则动滑轮的重力：，
在图乙中，忽略绳重及一切摩擦，克服动滑轮重做的功为额外功，则滑轮组的机械效率，故正确；
、分别用两种绕法匀速提升相同重物时，由可知，两图中的机械效率相等，故错误；
、分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度时，由可知，两图中的有用功相等，
由可知，两图中的额外功相等，
因为，所以、做的总功相等，故错误。
故选：。
、图甲中，利用求拉力的大小；
、图甲中，利用忽略绳重及一切摩擦时求动滑轮的重力；
在图乙中，利用忽略绳重及一切摩擦时求滑轮组的机械效率；
、分别用两种绕法匀速提升相同重物时，利用忽略绳重及一切摩擦时比较两种绕法的机械效率大小；
、分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度时，利用分析两图中有用功的关系；利用分析两图中额外功的关系，利用分析、做功的关系。
此题主要考查使用滑轮组时绳子拉力、有用功、额外功、总功和机械效率的计算，明确额外功的产生原因，能分析出额外功相同是正确解答本题的关键。
8.【答案】C;
【解析】解：动滑轮绳子的有效股数，则绳端移动的距离，绳端移动的速度，故错误；
D.提升重物所做的有用功，故错误；
C.工人师傅做的总功，工人师傅拉绳子的功率，故正确；
B.该滑轮的机械效率，故错误。
故选：。
动滑轮绳子的有效股数，根据求出绳端移动的距离，利用求出绳端移动的速度；
根据求出提升重物所做的有用功；
根据求出工人师傅做的总功，利用求出工人师傅拉绳子的功率；
根据求出该滑轮的机械效率。
此题主要考查了速度公式和做功公式、功率公式以及机械效率公式的应用，要明确动滑轮绳子的有效股数为。
9.【答案】C;
【解析】解：、物体的质量相同，由可知，物体的重力相等，由可知，提升高度的相同时，两滑轮组做的有用功相等，故错误；
、甲滑轮组的机械效率比乙高，两滑轮组做的有用功相等，由可知，做功比少，故错误；
、由图甲可知，由图乙可知，甲中绳子自由端移动的距离，乙中绳子自由端移动的距离，即一定比小，故正确；
、由可知，做功比少，比小时，无法比较和的大小关系，故错误。
故选：。
利用比较两滑轮组做的有用功关系；
利用比较拉力做的总功关系；
根据甲、乙两图可知承担动滑轮绳子的股数，根据绳子自由端移动的距离比较绳子自由端移动的距离关系；
利用比较绳子自由端的拉力关系。
此题主要考查有用功、总功、绳子自由端移动的距离和拉力大小的比较，熟练运用功和机械效率公式即可正确解题。
10.【答案】＞ ＞ ＜ ;
【解析】解：
由题知，不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，拉力；
使用动滑轮时，拉力，因箱子的重力大于动滑轮重力，所以，
则；
将两个重力相同的物体匀速提升相同高度，说明有用功是相等的，
不计绳重和摩擦，使用定滑轮没有做额外功，
而使用动滑轮时要克服动滑轮重做额外功，其总功更大，
则；
不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，拉力做功；
使用动滑轮时，拉力做功，
因为相同，所以。
故答案为：；；。
若不计绳重和摩擦，定滑轮不省力，拉力的大小等于物体的重力；动滑轮上有两段绳子，拉力等于物体和动滑轮总重的一半；
运用滑轮来提起重物时，所做的有用功就是克服物体自身重力所做的功；不计绳重和摩擦，克服动滑轮的重做的功就是额外功；所以使用定滑轮的机械效率就是，使用动滑轮机械效率小于；
不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，拉力做的功等于有用功；使用动滑轮时，拉力做的功等于有用功与额外功之和。
该题考查动滑轮和定滑轮有用功、总功和机械效率的大小比较，关键是掌握它们的工作特点。
11.【答案】110 400 0.04 4.4 90.9%;
【解析】解：由图知，，不计绳重和摩擦，拉力；
人对地面的压力；
绳子自由端运动速度；
人做功的功率：；
人做功的效率：。
故答案为：；；；；。
由图知，承担物重的绳子股数，不计绳重和摩擦，利用求拉力大小；
人对地面的压力等于自己体重减去拉力，据此求压力大小；
绳子自由端运动速度等于物体移动速度的倍，据此求出绳子自由端运动速度。
根据计算拉力的功率；
克服摩擦力做的功为有用功，拉力做的功为总功，根据公式计算出机械效率。
因为是物体水平移动，有用功为克服摩擦力做功，利用好不计绳重和摩擦，拉力，而不是是本题的关键。
12.【答案】;
【解析】解：由可得，电梯上升的高度：
，
由图可知，滑轮组承担物重绳子的有效股数，则钢丝绳移动的距离：
；
由可得，
，
电梯内乘客的总重为：
；
由图可知，滑轮组由个定滑轮和个动滑轮组成，承担重物绳子的段数，所以使用滑轮组可以省力；由功的原理可知，使用滑轮组不能省功；
若电梯内乘客数量增加，则所做的有用功增大，做的额外功不变，所以有用功在总功所占的比例增大，滑轮组的机械效率增大。
故答案为：；；省力；增大。
根据求出电梯上升的高度，根据图示滑轮组可知承担物重绳子的有效股数，根据求出钢丝绳移动的距离；
根据求出轿箱和电梯内乘客及物品的总重力；
由滑轮组的特点可知使用滑轮组可以省力；使用任何机械都不省功；
根据影响滑轮组效率的因素分析解答。
此题主要考查了速度公式和做功公式、滑轮组中的相关计算，明确滑轮组承担物重绳子的有效股数是关键。
13.【答案】1600 80%;
【解析】解：拉力做的有用功：；
由图可知，，拉力端移动距离，
拉力做的总功：，
滑轮组的机械效率：
。
故答案为：；。
由图可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数，则拉力端移动距离。
知道提升物体的高度和物重大小，利用求出拉力做的有用功；
知道拉力大小，利用求出总功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
此题主要考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算，属于基础题目，要求学生熟练掌握。
14.【答案】匀速 0.05 0.45 80% ＜ ＜ 增加物重 ;
【解析】解：
实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证弹簧测力计示数稳定；
钩码运动的速度为：；
由图示可知，滑轮组承重绳子有效股数，
第次测量中，绳端移动的距离；
滑轮组的机械效率：；
根据第次和第次数据可知，有用功分别为：
；；
总功分别为：
；；
机械效率分别为：
；；
两次所用滑轮组相同，但第二次物重大于第次物重，机械效率也大于第一次的机械效率，
所以可得：使用同一滑轮组，增加物重可以提高滑轮组的机械效率。
故答案为：匀速；；；；；；增加物重。
只有匀速竖直向上拉动弹簧测力计，拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定；
根据钩码上升的高度和时间，运用速度公式计算钩码运动的速度；
重物和动滑轮有三段绳子承担，绳子移动的距离物体升高距离的倍；根据公式可计算出机械效率；
根据一、二次实验中的物重、物体升高的距离计算出有用功；根据弹簧测力计的拉力、弹簧测力计移动的距离计算出做功，然后求出机械效率，得出结论。
滑轮组的机械效率跟提起的物重有关，跟物体升高的距离、移动的速度、绳子的绕法无关。通过增加提起的物重来提高机械效率。
15.【答案】;
【解析】解：在测量滑轮组的机械效率时，需要测量物体的重力、物体上升的高度、拉力、绳端移动的距离；因此测滑轮组的机械效率时，使用的器材除滑轮组、钩码、铁架台、刻度尺及约米长的细绳外，还应有弹簧测力计。
动滑轮绕绳子的段数。
第次实验时的机械效率
，
分析比较次数和，物体上升的高度不同，弹簧测力计的示数和物体的重力相同，根据得到机械效率相同，滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关。
故答案为：弹簧测力计；；；物体上升的高度。
结合实验目的及实验原理得出需要的实验器材；
利用求得动滑轮绕绳子的段数；
根据求出滑轮组的机械效率；结合表格数据得出结论。
此题是“测滑轮组机械效率”实验，考查了实验要求及机械效率的计算。
16.【答案】解：（1）拉力所做的功W总=Fs=500N×0.2m=100J，
（2）拉力做功的功率P===200W；
（3）此过程中，有用功W有=Gh=200N×0.4m=80J，
该杠杆的机械效率η=×100%=×100%=80%。
答：（1）拉力所做的功为100J。
（2）拉力做功的功率为200W。
（3）此过程中，该杠杆的机械效率为80%。;
【解析】
从表格中读出拉力和拉力移动的距离，利用可求得拉力所做的功；
利用可求得拉力做功的功率；
根据可求得有用功，利用可求得机械效率。
此题涉及到功、功率、机械效率的计算，能从题目提供的表中得相关信息是本题的关键。
17.【答案】解：由图示可知，滑轮组绳子的有效股数n=2；
（1）工人做的有用功：
W有=Gh=500N×4m=2000J；
（2）拉力端移动距离：
s=2h=2×4m=8m，
工人做的总功：
W总=Fs=300N×8m=2400J；
工人做功的功率：
P===120W；
（3）此过程中，该装置的机械效率：
η=×100%=×100%≈83.3%；
答：（1）工人做的有用功2000J；
（2）工人做功的功率120W；
（3）此过程中该装置的机械效率83.3%。;
【解析】
由图示可知，滑轮组绳子的有效股数；
知道建材重力和升高的高度，利用可以求出有用功。
知道拉力，拉力端移动的距离，利用求总功；知道做功时间，利用求工人做功的功率。
求出了有用功和总功，利用效率公式求出此过程中该装置的机械效率。
此题主要考查了功、功率、机械效率的计算，关键是公式的灵活运用和有用功、总功、机械效率的理解与掌握。
18.【答案】解：（1）由图乙知0～2s的拉力F1 为300N；由图丙知，0～2s物体升高的高度=4m；由图甲知，n=2，拉力端移动距离=2=2×4m=8m，
0～2s拉力F做的功：
W总1=F=300N×8m=2400J；
（2）由图乙知，2～4s的拉力F′=250N；由图丙知，2～4s物体升高的高度=12m-4m=8m，拉力端移动距离=2=2×8m=16m，
2～4s卷扬机所做的功为：
W总2=F′=250N×16m=4000J，
拉力F的功率：
P===2000W；
（3）由η=可得拉力做的有用功：
W有用2=η×W总2=80%×4000J=3200J，
拉力做的额外功：
W额=W总2-W有用2=4000J-3200J=800J，
不计钢丝绳重和摩擦力大小，拉力做的额外功等于提升动滑轮的功，
由W额=G动h得动滑轮的重力：
G动===100N；
（4）由图乙可知，仍用该机械提升其他重物时，最大拉力F最大=300N，
不计钢丝绳重和摩擦力大小，F最大=（G最大+G动），
提升的最大物重：
G最大=2F最大-G动=2×300N-100N=500N，
因为滑轮组的机械效率η====，
该滑轮组的机械效率的最大值：
η最大==×100%≈83.3%。
答：（1）0～2s拉力F所做的功是2400J；
（2）2～4s，提升重物过程中，卷扬机对绳子自由端施加的拉力F的功率是2000W；
（3）2～4s，提升重物过程中，滑轮组机械效率为80%，则动滑轮的重力是100N；
（4）仍用该机械提升其他重物时，该滑轮组的机械效率的最大值是83.3%。;
【解析】
由图乙可知的拉力大小；由图丙可知物体升高的高度；由图甲知，，拉力端移动距离，利用计算拉力所做的功；
由图乙、丙可知的拉力和物体升高的高度，利用求拉力端移动距离，利用计算拉力做的总功；利用求拉力的功率；
知道滑轮组的机械效率，利用计算有用功，而拉力做的额外功等于总功减去有用功；不计钢丝绳重和摩擦力大小，拉力做的额外功等于提升动滑轮的功，再利用求动滑轮的重力；
由图乙可知，仍用该机械提升其他重物时，最大拉力为，不计钢丝绳重和摩擦力大小，，据此求提升的最大物重，而滑轮组的机械效率，据此求该滑轮组的机械效率的最大值。
此题主要考查了使用滑轮组时有用功、总功、额外功、机械效率、动滑轮重力的计算，关键是从图像中找到有用数据。