12-3 机械效率 课时1 能力提升 初中物理新人教版八年级下册（2022~2023学年）

第十二章简单机械第3节机械效率课时1能力提升1.科学推理甲、乙两机械装置的三种性能指标的对比如图所示(自点O越向外，数值越大，例如m甲<m乙)，与乙机械装置相比，甲机械装置的(）A.有用功相同时，所消耗的能量更多B.机械效率较大C.做功较慢D.有用功较小【答案】A【解析】由题图可知，乙的机械效率较大，甲的功率较大，在有用功相同时，甲所消耗的能量更多，故A正确。2.如图所示，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度.与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大.若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过程(）A.额外功较小 B.额外功较大C.总功较小 D.总功较大【答案】D【解析】用同一滑轮组提升质量不等的重物到相同高度，不计绳重和摩擦，额外功W额=G动h，故所做额外功相同，故A、B均错误；对于同一滑轮组，被提升的物体越重，机械效率越大，所以物体A的重力大于B的重力，提升相同的高度，根据公式W有用=Gh可知提升物体A做的有用功多，由W总=W有用+W额可知提升A做的总功多，故C错误，D正确。3.如图所示，工人用滑轮或滑轮组提升重物，每只滑轮质量均相同.若把同一货物匀速提升相同的高度(不计绳重和摩擦)，下列说法正确的是()A.使用丙滑轮组与使用丁滑轮组一样省力B.使用丁滑轮组最省力C.机械效率最高的是丙滑轮组D.机械效率最高的是乙滑轮【答案】D【解析】由题图可知，丙中绳子的有效股数为3，甲和丁中绳子的有效股数均为2，由F=1n(G+G动)可知，把同一货物匀速提升相同的高度(不计绳重和摩擦)时，使用丙滑轮组最省力，故A、B错误；由W有=Gh可知，把同一货物匀速提升相同的高度时，所做的有用功相同，而甲、丙、丁中都需要克服动滑轮的重力做额外功，乙中不需要，由η=W有W有+W额可知，乙的机械效率最高，4.如图显示的是甲、乙两机械的参数.甲、乙相比，甲的(）A.总功较大 B.有用功较小C.额外功较大 D.机械效率较低【答案】B【解析】由题图可知，W甲有=1500J，W乙额=900J，η甲=75%，η乙=70%，由η=W有W总可得，W甲总=W甲有η甲=1

500

J75%=2000J，W乙总=W乙额30%=900J30%=3000J，故A、D错误；由W有+W额=W总可得，W甲额=W甲总-W5.如图所示，用滑轮组拉动重为70N的物体A，使物体A在水平方向上匀速移动5m，所用拉力F为20N，地面对物体A的摩擦力为30N。则拉力F做的功为J，滑轮组的机械效率为。【答案】200；75%【解析】由题图可知，该滑轮组的有效绳子段数为2，所以绳子自由端移动的距离等于物体A移动距离的2倍，即s绳=2sA=10m.则拉力F所做的功为W总=Fs绳=20N×10m=200J.该过程中拉力做的有用功为W有=fsA=30N×5m=150J，所以滑轮组的机械效率为η=

W有

W6.为了方便残疾人上下台阶，很多公共场所设计了如图所示的专用通道.沿专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以(填“省力”“省功”或“省距离”).若将重600N的小车沿8m长的斜面推至2m高的入口处，沿斜面所用的推力为300N，在此过程中所受斜面摩擦力大小为N，斜面的机械效率为。【答案】省力；150；50%【解析】由题可知，W有=Gh=600N×2m=1200J，W总=Fs=300N×8m=2400J，W额=W总-W有=2400J-1200J=1200J，由W额=fs得，摩擦力f=W额s=1

200

J8

m=150N，7.如图所示，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2×104N的重物匀速吊起2m时，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。(1)求提升重物做的有用功；(2)求绳端的拉力；(3)若动滑轮的质量为40kg，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。【解析】(1)提升重物做的有用功W有用=Gh=1.2×104N×2m=2.4×104J。(2)由η=W有用W总=80%可得，拉力做的总功W总=W有用80%=2.4×104J80%=3×104J，由题图可知，承担物重绳子段数n=3，绳端移动的距离s=3h=3×2m=6m，(3)提升动滑轮、克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功W额=W总-W有用=3×104J-2.4×104J=6000J，提升动滑轮做的额外功W额1=G动h=m动gh=40kg×10N/kg×2m=800J，克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功W额2=W额-W额1=6000J-800J=5200J。8.如图所示，质量为60kg的工人用滑轮组提升重物，每个滑轮的重力均为50N。(1)用滑轮组让重力为250N的物体匀速上升2m的过程中，人做的有用功为多少？(2)若绳子能够承受的最大拉力为400N，提升重物的过程中，绳子重和摩擦对应的额外功始终占总功的10%，求滑轮组的最大机械效率。【解析】(1)人做的有用功为W有=Gh=250N×2m=500J。(2)当以绳子能够承受的最大拉力提升重物时，滑轮组的机械效率最大.设提升重物的高度为h，则绳子自由端移动的距离为s=2h，拉力所做的总功为W总=Fs=2Fh，拉力克服动滑轮重力做的额外功为W动=G动h，提升重