2019-2020学年八年级物理下册9.5探究-使用机械是否省功练习[含解析]

1、9.5探究使用机械是否省功一、选择题1.关于机械效率的说法中正确的是（）。A越省力的机械，效率越高；B做有用功越多的机械，效率越高；C做相同的功，额外功的值越小，则机械效率一定越高；D做功越快的机械，机械效率越高【答案】C。【解析】A、机械效率与省力情况无关，定滑轮不省力，但它的机械效率比动滑轮要高，该选项说法不正确。B、有用功越多的机械效率不一定高，机械效率是有用功在总功中所占的比例，该选项说法不正确。C、做相同的功，额外功的值越小，额外功占的比值越小，效率越高，该选项说法正确。D、机械做功越快，表示功率越大，单位时间内做的功越多，但机械效率不一定就高，该选项说法不正确。故选C。2.小明用两

2、个相同的滑轮组成不同的滑轮组（如图所示），分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为1、2。下列关系正确的是（忽略绳重及摩擦）（）。AF1F2，1=2 BF1F2，12 CF1F2，1=2 DF1F2，12【答案】A。【解析】因为忽略绳重及摩擦，承担物重的绳子股数n1=2，n2=3。所以，两图所用拉力：，因为滑轮相同，提升的物体重相同，所以F1F2；因为两图将同一物体匀速提高相同的高度，所以做的有用功W有相同；因为忽略绳重及摩擦，所做的额外功W额=G轮h，额外功W额相同，又因为W总=W有+W额，所以总功相同，由，所以两图的机械效率相同，即1=2。故选A。3.（2017德州）如图所

3、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（）。A0.4J、83.3% B0.8J、91.7% C0.8J、83.3% D0.4J、91.7%【答案】C。【解析】（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=20.4m=0.8m，W总=FS=6N0.8=4.8J，W有用=Gh=10N0.4m=4J，W额=W总W有用=4.8J4J=0.8J；（2）滑轮组的机械效率：。4.如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中（）。A甲图省力，机械效率甲图大；B甲

4、图省力，机械效率一样大；C乙图省力，机械效率乙图大；D乙图省力，机械效率一样大【答案】B。【解析】（1）分析左图滑轮组的结构，得出承担物重的绳子股数n=3，则拉力端移动的距离S=3h，因摩擦力可以忽略不计，根据求拉力的大小；利用求机械效率大小；（2）同理，求出右图的拉力和机械效率，通过比较得出答案。（1） 分析左图可知，n=3，则s=3h，因为摩擦力可以忽略不计，所以，。（2）分析右图可知，n=2，则s=2h，因为摩擦力可以忽略不计，所以，由此可知：F1F2，1=2，所以甲图省力，机械效率一样大。5.用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳

5、重及摩擦，下列说法正确的是（）。A绳子受的拉力F1和F2大小相等，滑轮组的机械效率相同；B绳子受的拉力F1和F2大小不相等，滑轮组的机械效率不同；C绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等；D绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等【答案】C。【解析】由图可知，甲滑轮组n=2，乙滑轮组n=3，；货物重相同，故，；甲图中，绳子自由端移动的距离是物体升高h的2倍，乙图中，绳子自由端移动的距离是物体升高h的3倍，所以，两个力对物体做功相同（忽略绳重及摩擦）。所以，正确答案是C。6.如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效

6、率为1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为2。若不计绳重与摩擦，则（）。AW1=W2，1=2 BW1=W2，12 CW1W2，12 DW1W2，12【答案】C。【解析】根据总功等于有用功加上额外功，由图可知甲是定滑轮，乙是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，可以比较出两种情况的总功大小；再根据两种情况的有用功相同，利用即可比较出二者机械效率的大小。因为小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，所以两种情况的有用功相同；当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效率越高；因为乙滑轮是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低。即W1W2，12，所以C

7、选项正确。二、填空题7.滑轮组将重500N物体，举高80cm的过程中，机械效率为80%，则此过程中有用功为J；额外功为J。若不计滑轮摩擦及拉线质量的影响，则可知动滑轮重N；当提升重物为400N时，滑轮组的机械效率为。【答案】400、100、125、76.2%。【解析】W有用1=G1h=500N0.8m=400J，;W额=W总1-W有用1=500J-400J=100J，；W有用2=G2h=400N0.8m=320J，W总2=W有用2+W额=320J+100J=420J，。故答案为：400、100、125、76.2%。8.如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用F1、F2匀速提升重力为G

8、A、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦。若GAGB，则甲乙；若FA=FB，则GAGB。（选填“”、“”或“=”）【答案】、。【解析】（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，则滑轮组的机械效率：因物体的重力G越大，越小，越大，且动滑轮的重力相等，所以，GAGB时，甲乙；（2）由图可知，n甲=2，n乙=3，由F=（G+G动）可得，提升物体的重力：G=nFG动，则FA=FB时，提升物体的重力关系为GAGB。9.某人将一物体用F=40N的推力匀速将一个重200 N的物体推上高h=1m、长s=6m的斜面，则此人对物体做的总功为J，额外功为_J，斜面的机械效

9、率_，斜面和物体间的摩擦力是_N。【答案】240；40；6.67；83.3%。【解析】（1）推力做功：W总=Fs=40N6m=240J，克服物体的重力做的功：W有用=Gh=200N1m=200J。（2）克服摩擦力做功：W额=W总-W有用=240J-200J=40J。（3）所以W额=fs，故，摩擦力。（4）机械效率：。故答案为：240；40；6.67；83.3%。三、计算题10.利用如图所示的滑轮组，用F=1000N的力拉绳子自由端，货物A以0.1 m/s的速度匀速直线运动l0s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%。求：（1）货物A在10 s内移动的距离；（2）这个过程中拉力F的功率；（3）水

10、平地面对货物A的摩擦力大小。【解析】（1）根据v=可知货物A在10 s内移动的距离：sA=vAt=0.1m/s10s=1m；（2）由图可知，动滑轮上绳子的有效股数：n=2，绳子自由端移动的速度：v绳=nvA=20.1m/s=0.2m/s，拉力的功率：；（3）由=得摩擦力：f=nF=275%1000N=1500N。答：（1）货物A在10 s内移动的距离为1m；（2）这个过程中拉力F的功率200W；（3）水平地面对货物A的摩擦力大小1500N。11.小华用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为60Kg，在F=50N的拉力作用下，货箱以0.1m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f为

11、货箱重的0.2倍。求：（1）货箱的重力是多少？（2）拉力F的功率是多少？（3）货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是多少？（4）此滑轮组的机械效率是多少？【解析】（1）货箱所受重力：G=mg=60kg10N/kg=600N。（2）滑轮组n值为3，绳子自由端移动速度：v绳=3v=30.1m/s=0.3m/s，拉力的功率是P=Fv绳=50N0.3m/s=15W。（3）f=0.2G=0.2600N=120N；由v=得，货箱移动距离：s=vt=0.1m/s160s=6m，克服摩擦做功：W有=fs=120N6m=720J。（4）1min内绳子自由端移动距离：s绳=3s=36m=18m，W总=Fs绳=50

12、N18m=900J，=100%=100%=80%。答：（1）货箱所受重力为600N；（2）拉力F做功的功率是15W；（3）货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是720J；（4）该滑轮组的机械效率是80%。一、选择题1.（2019海南）工人用如图所示的滑轮组，在时间t内，将重为G的货物匀速提升了h，人对绳子竖直向下的拉力恒为F。以下说法正确的是（）。A拉力F的功率为； B额外功为（2F-G）hC滑轮组的机械效率为；D滑轮组的机械效率随h的增大而增大【答案】AB。【解析】A、由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=2，绳端移动的距离s=nh=2h，拉力F做的功：W总=Fs=2Fh，则拉力F的功率：，故A

13、正确；B、拉力做的有用功：W有=Gh，则额外功：W额=W总-W有=2Fh-Gh=（2F-G）h，故B正确；C、滑轮组的机械效率：，故C错误；D、根据可知，滑轮组的机械效率与提升的高度h无关，故D错误。故选AB。2.（2019黔南州中考二模）分别用如图所示的（甲）、（乙）两个滑轮组，在10s内将重为40N的物体G匀速提升1m，每个滑轮的重均为20N，不计绳重及摩擦，下列有关说法正确的是（）。A. 甲和乙两滑轮组所做有用功相等；B. 甲滑轮组的效率大于乙滑轮组的效率；C. F甲小于F乙；D. F甲做功的功率小于F乙做功的功率【答案】A。【解析】A、使用甲、乙两个滑轮组，目的都是将重为40N的物体G

14、匀速提升1m，则做的有用功均为：W有用=Gh=40N1m=40J；故A正确；B、不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率=，由题知物重相同、动滑轮重也相同，所以甲滑轮组的效率等于乙滑轮组的效率，故B错误；C、使用甲滑轮组时，n=2，所以施加的拉力为F甲=（G物+G轮）=（40N+20N）=30N，使用乙滑轮组时，n=3，所以施加的拉力为F乙=（G物+G轮）=（40N+20N）=20N。则F甲大于F乙，故C错误；D、使用甲滑轮组时，绳端移动的距离为s甲=21m=2m，拉力做的功为W甲总=F甲s甲=30N2m=60J；使用乙滑轮组时，绳端移动的距离为s乙=31m=3m，拉力做的功为W乙总=F乙s乙=20N

15、3m=60J。由于F甲做功的功等于F乙做功，时间相同，由P=可知，F甲做功的功率等于F乙做功的功率，故D错误。故选：A。3.（2019濮阳市中考二模）如图所示，用相同的滑轮分别组成甲、乙两个滑轮组，分别把重为G1、G2的重物以相同的速度v匀速提升相同的高度h=2m。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）。A. 若G1=G2，F1做功的功率大于F2做功的功率；B. 若G1=G2，两滑轮组的机械效率相同；C. 若G1G2，两滑轮组的机械效率相同；D. 若G1=240N，甲的机械效率为80%，则F1做的功是600J【答案】BD。【解析】A、由图知，甲图中由3股绳子承担物重，乙图中由2股绳子承担物重，

16、则绳端的拉力：F1=（G+G动滑轮），F2=（G+G动滑轮），绳端移动的速度：v1=3v，v2=2v，同一动滑轮的重力相同，根据P=Fv知，若G1=G2，F1做功的功率等于F2做功的功率，故A错误；B、若不计绳重及摩擦，则额外功的来源是克服动滑轮自重做的功，即W额外=G动滑轮h，有用功：W有用=G物h，总功：W总=W额外+W有用=G动滑轮h+G物h，则机械效率：=-，由题意，滑轮相同，把重力为G1、G2的重物匀速提升相同的高度，G1=G2，由式可知，两滑轮组的机械效率相同，故B正确；C、将式分子分母同除以G物可得：=-，由可知，在动滑轮自重相同时，滑轮组的机械效率随物体重的增加而增大，因G1G

17、2，所以甲图中滑轮组机械效率高于乙图中的机械效率，故C错误。D、若G1=240N，则有用功：W有1=Gh1=240N2m=480J，此时甲的机械效率为80%，根据=可得，F1做的功即总功：W总1=600J，故D正确；故选BD。4.（2019河北）如图所示，重为G的物体在拉力F的作用下，以v的速度匀速运动了s，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一，不计绳重、轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是（）。A使用该滑轮组一定省力；B拉力的功率为2Fv；C额外功为（2nFG）s；D滑轮组的机械效率为【答案】BC。【解析】A、由图可知，连接动滑轮绳子的股数n2，由于不计绳重、轮与轴间的摩擦，

18、所以，绳端的拉力F（f+G动），由于f与G动的大小关系未知，所以无法比较F与f的大小关系，则使用该滑轮组不一定省力，故A错误；B、绳端移动的速度v绳nv2v，则拉力的功率：PFv绳2Fv，故B正确；C、由题意可知，物体运动时受到的摩擦阻力fG，克服摩擦阻力做的功为有用功，则：W有fsGs，绳端移动的距离：s绳ns2s，拉力F做的总功：W总Fs绳2Fs，则额外功：W额W总W有2FsGs（2nFG）s，故C正确；D、滑轮组的机械效率：，故D错误。故选BC。5.（2017益阳）如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F1和F2的拉力，将相同的重

19、物缓慢提升相同的高度（不计绳重和一切摩擦）。下列说法正确的是（）。A拉力F1小于拉力F2；B甲、乙两滑轮组的机械效率相同；C甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械；D甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等【答案】B。【解析】不计绳重及摩擦，因为拉力，n1=2，n2=3，所以绳端的拉力为：，所以，故A正确。因为滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，所以利用滑轮组做的有用功相同，额外功相同，总功相同；因为，所以机械效率相同，故B正确。使用动滑轮能够省力，动滑轮为省力杠杆，故C错误。因为绳子自由端移动的距离s=nh，n1=2，n2=3，提升物体的高度h相同，所以s1=2h，s2=3h，则s1s2，故D

20、错误；故应选B。二、填空题6.（2017烟台）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）【答案】（1）人做有用功为1200J；（2）斜面的机械效率为80%；（3）摩擦力为100N。【解析】（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=120kg10N/kg1m=1200J；FS=mgh=1200J，解得：；（2）人所做的总功：W总=FS=500N3m=1500J，斜

21、面的机械效率：；（3）W总=W有+W额，即：FS=Gh+fS，所以；答案为：（1）人做有用功为1200J；（2）斜面的机械效率为80%；（3）摩擦力为100N。7.（2019达州）救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5103N时，小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车A的质量为1t，斜面高为2m，斜面长为5m（不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g10Nkg）在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的有用功为J，整个装置的机械效率为，小车A与斜面间的摩擦力大小为N。【答案】2104；80%；1103。【解析】（1）小车质量m1t1000kg，其重力Gmg1000kg10N/kg1104N，钢绳做的有用功：W有用Gh1104N2m2104J，（2）不计车长、拉力端移动距离s2L25m10m，拉力做的总功：W总Fs2.5103N10m2.5104J，整个装置的机械效率：100%80%；（3）不计钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，克服小车A与斜面间的摩擦做的功为额外功，W额W总W有用2.5104J2104J5103J，由W额fL可得摩擦力：f1103N。故答案为：210