10.5机械效率真题操练（原卷版）

沪科版八年级第十章《机械与人》10.5机械效率【知识梳理】知识点1机械效率１.有用功：为达目的，必须要做的功。符号：W有单位：焦耳（J）。【知识拓展】根据人们使用机械的不同，有用功的计算也不尽相同。例如：若使用机械的目的是提升重物，那么克服物体的重力做的功就是有用功。如果使用机械的目的是在水平面上平移重物，那么克服物体与水平面间的摩擦力做的功是有用功。公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=W总η；斜面：W有用=Gh。W有用＝fS物（水平拉动）2.额外功：并非需要但又不得不做的功。如：从井中打水时提水桶和绳子所做的功。【知识拓展】对于滑轮组提升重物的情况，克服动滑轮重、绳重等所做的功是额外功。在解题过程中，常忽略绳重和摩擦，则此时克服动滑轮重所做的功为额外功。利用斜面提升重物时，克服斜面摩擦所做的功为额外功。公式：W额=W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）；斜面：W额=fL。3.总功：有用功与额外功之和或动力所做的功。公式：W总=W有用＋W额=FS=W有用／η；斜面：W总=fL+Gh=FL。4.机械效率：有用功跟总功的比值。机械效率计算公式：。

知识点2测量滑轮组的机械效率【实验目的】会测量滑轮组的机械效率。【实验原理】【待测数据】物重G、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计移动的距离S【实验器材】钩码、滑轮组、铁架台、细线、弹簧测力计、刻度尺。【实验步骤】=1\*GB3①用所给器材组装如图所示滑轮组。=2\*GB3②将钩码挂在滑轮组下方，记录下所挂钩码的重力，用弹簧测力计竖直拉住绳子自由端。=3\*GB3③将刻度尺放在如图所示的位置，分别记录下钩码和绳子自由端的起始位置。=4\*GB3④用弹簧测力计匀速拉动绳子自由端，使物体匀速上升一段距离，记录弹簧测力计的读数，并记录物体上升后所达到的末位置以及绳子自由端上升到的末位置。=5\*GB3⑤根据测量数据，分别计算出钩码上升的距离ｈ和绳子自由端移动的距离ｓ，然后根据Ｗ有用＝Gh和Ｗ总＝FS计算出有用功和总功，按，计算该滑轮组的机械效率。=6\*GB3⑥改变所挂钩码的重力，重复以上实验步骤。=7\*GB3⑦钩码重力不变，改变动滑轮个数重复上述实验步骤。【实验结论】=1\*GB3①滑轮组机械效率与物体重力和动滑轮的个数有关；=2\*GB3②同一滑轮组，提起的物重越重，滑轮组的机械效率越高；=3\*GB3③不同的滑轮组机械效率不同，且在物重相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低【考点方向】1.步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。2.结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：=1\*GB3①动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。=2\*GB3②提升重物越重，做的有用功相对就多。=3\*GB3③摩擦，若各种摩擦越大，做的额外功就多。3.同一滑轮组：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。4.测量机械效率时，为什么不能使弹簧测力计静止？机械效率会怎样？答：当弹簧测力计静止时，绳子和滑轮之间没有摩擦力，拉力示数会变小，有用功在总功中占的比例增大，滑轮组的机械效率偏大。5.实验中改变钩码的数量，改变动滑轮的个数进行多次实验的目的是什么？答：改变钩码个数、改变动滑轮的个数从而获得多组数据，这样可以避免一组数据的偶然性，更能得出普遍性规律。6.通过该实验我们可以得知：增大物重或减少动滑轮的重力可以提高滑轮组的机械效率。【易错点】η是一个没有单位的量，常用百分数表示。机械效率是反映机械性能好坏的物理量，机械效率越高，这个机械的性能越好。机械效率只是反应有用功和总功的比值，只是一个比值关系，和做功多少、做功的距离、省力费力、做功快慢等因素无关。【规律总结】1.常考机械的有用功、总功、机械效率计算简单机械有用功总功额外功机械效率杠杆W有用=hW总=FsW额=W总－W有用滑轮组（竖直提升重物）W有用=GhW总=FsW总=Gh+G动h（不计绳重和摩擦）W额=W总－W有用W额=G动h（不计绳重和摩擦）滑轮组（水平拉动重物）W有用=flW总=Fs斜面W有用=GhW总=FlW总=Gh+fl（f为摩擦力）W额=W总－W有用W额=fl（f为摩擦力）说明：（1）在使用滑轮组时：G为物重，h为物体提升高度，F为拉力，S为绳子自由端移动的距离，f为摩擦力，l为物体移动距离，

（2）在使用斜面时：h为斜面高，S为斜面长，G为物重，F为沿斜面对物体的拉力。2．提高滑轮组机械效率的方法(1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。如可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率。(2)增大有用功在总功中所占的比例，在额外功不变的情况下，增大有用功的大小。(3)换用最简单的机械。【典例分析】（2021内蒙古兴安盟中考）建筑工人用如图甲所示的滑轮组匀速提升建材，每次运送量不定，滑轮组的机械效率η随物重G的变化图像如图乙所示。忽略绳重、吊篮重及摩擦。求（1）动滑轮的自重；（2）当滑轮组的机械效率为75%时，提升的物重是多少？【思路小结】在本题中，第一要分析清楚图象中物重与滑轮组机械效率的对应关系；第二要能理解和熟练应用计算滑轮组机械效率的计算公式。【真题操练】一、单选题1．（2021湖北宜昌中考）下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（）A．效率越高的机械，功率越大 B．做功越多的机械，功率越大C．做有用功越多的机械，效率越高 D．功率越大的机械，做功越快2．（2021广东广州中考）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3．（2021广西百色八年级期末）用一简单机械做功，已知额外功为20J，总功为100J，则该机械效率等于（）A．17% B．20% C．67% D．80%4．（2021山东青岛中考）如图所示，建筑工人使用滑轮组匀速向楼上运送石料，下列不能提高滑轮组机械效率的是（）A．换用轻质的动滑轮 B．滑轮转轴处加润滑油C．增大匀速提升的速度 D．增大单次运送石料的重力5．（2021广西百色中考）如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，在相等时间内绳子自由端A、B移动相同的距离（不计绳重和摩擦）。在此过程中，下列选项正确的是（）A．两钩码上升的速度相等 B．两套装置绳子自由端的拉力相等C．甲装置做的总功比乙的多 D．两套装置的机械效率不相等6．（2021四川德阳中考）在抗洪抢险行动中，小军需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，为了省力他采用5m的长木板搭了一个斜面（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上1200N的力，历时5min将重物匀速地推到车上。关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（）A．小军做的功为2400JB．小军做功的功率为1200WC．小军对重物做的有用功为6000JD．此简易斜面装置的机械效率为80%7．（2021黑龙江中考）如图所示，重为800N的物体在100N水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为60%。在此过程中，下列说法正确的是（）A．拉力F做的功为400J B．物体与地面间的摩擦力为180NC．额外功为240J D．拉力做功的功率为40W8．（2021陕西西安九年级期中）甲、乙两种机器所做的总功之比是2:3，机械效率之比是3:1，则它们所做的有用功之比（）A．2:3 B．2:1 C．2:9 D．9:29．（2021四川自贡中考）将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为、的两物体，升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为和，物重，不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是（）A．拉力一定大于B．乙滑轮组的机械效率较高C．甲、乙滑轮组的有用功相同D．甲的额外功与有用功的比值较小10．（2018四川中考）如图所示，斜面长s为1.2m，高h为0.3m，现将重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，拉力的功率为3W，则下列说法错误的是（）A．对物体所做的有用功为4.8JB．斜面的机械效率为80%C．斜面对物体的摩擦力为1.2ND．物体由斜面底端运动到顶端用时2s11．（2021吉林长春中考）图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效图。利用此“车梯”匀速提升重物时，下列说法正确的是（）A．绳端移动的距离是物体上升距离的5倍B．被提升的物重是绳子拉力的4倍C．增大物重，所做的有用功增大D．增大物重，“车梯”的机械效率变高二、填空题12．（2021江苏滨海九年级期末）如图所示，物体重400N，动滑轮重20N，工人用250N的拉力将重物匀速提升4m，所用时间为20s，则此过程中有用功是_______J，拉力的功率是______W，动滑轮的机械效率是______。13．（2021江苏东海九年级期中）工人把两个相同的货箱分别沿如图所示的斜面A和B以相同的速度匀速推上货车，斜面A和B的粗糙程度和高度相同，斜面A的长度小于斜面B的长度。甲图中工人对货箱做的有用功为W甲，斜面的机械效率为η甲，乙图中工人对货箱做的有用功为W乙，斜面的机械效率为η乙，则W甲_____W乙，η甲_____η乙（两空均选填“＜”、“＞”或“＝”）。14．（2021江苏邗江九年级期中）用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。实验中，将杠杆拉至图中虚线位置。钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.4m，则杠杆的机械效率为______。若只将钩码的悬挂点由A移至B位置，则杠杆的机械效率将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。15．（2021辽宁沈阳中考）如图，在斜面上将一个重5N的物体匀速拉到顶端。沿斜面向上的拉力为2N斜面长4m，高1m，斜面的机械效率为___________，物体所受的摩擦力为___________N。16．（2021四川德阳中考）用如图所示滑轮组拉动物体A在粗糙的水平面上运动，不计绳和滑轮的自重。当F为20N时，物体A在水平面上做匀速直线运动，此时物体A受到地面的摩擦力为30N，则滑轮组的机械效率是___________；当F增大到50N时，物体A受到地面的摩擦力为___________N。17．（2021广东中考）用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是______（选填“A”或“B”），动滑轮重为______N，3s内对物体做的有用功为______J。18．（2021四川自贡中考）用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重为100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，则动滑轮重为______N；当某次运送4件货物时，滑轮组的机械效率为______%（不考虑绳重和摩擦）。三、实验题19．（2022广西灵川九年级期末）测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表，请问答以下问题：实验次数钩码重力G/N钩码上升高度h/cm拉力F/N绳端移动距离s/cm机械效率η11.051555.6%21.550.81532.051.01566.7%42.0101.03066.7%（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做______运动，第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为______N；（2）第2次实验时，滑轮组的机械效率是______；（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越______，滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度______（选填“有关”或“无关”）；（4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率是______。A．增大绳重

B．减轻动滑轮重

C．加快物体提升的速度20．（2021四川广元中考）小敏在利用斜面搬运物体A的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上匀速直线拉动物体进行了实验探究（如图所示），测得的实验数据如表所示：实验序号斜面的倾斜程度物体重力G/N物体上升高度h/m沿斜面拉力F/N物体移动距离s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率η/%①较缓5.00.101.60.500.500.8062.5②较陡5.00.152.20.500.751.1068.2③最陡5.00.253.10.501.251.55（1）根据表中的数据可求出第③次实验中斜面的机械效率是___________%；（2）通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越___________；（3）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率___________。四、计算题21．（2021内蒙古呼和浩特中考）建筑工地上，工人们需要将一堆