4.4 功的原理（重难点练）（练习）（原卷版）

*4.4功的原理（重难点练）一、单选题1．在生产和生活中经常使用各种机械，关于机械的下列说法，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．使用机械可以省力或省距离，但不能省功D．机械做功越多，机械效率越高2．下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（）A．物体做功越多，功率一定越大B．机器的功率越小，机械效率一定越低C．功率不同的机器，做的功一定不相等D．额外功与总功之比越小，机械效率一定越大3．用滑轮组提高重物，下述几种方法中能够提高机械效率的是（）A．改变绳子的缠绕方法 B．增加重物提升高度C．增加动滑轮质量 D．增加重物质量4．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．9:25．如图所示，物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面高为h，斜面长为s，且s＝3h，物体所受重力为G，斜面的机械效率为50%，若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示，则（）A．F＝

f＝ B．F＝

f＝ C．F＝

f＝ D．F＝

f＝6．小明用一竖直向上的力把物体A匀速提到了一定的高度，所做的功为100J。小红利用某种机械把相同的物体A也匀速提到了相同的高度，所做的功为120J，则下列说法正确的是（）A．小红利用的机械一定是省力的B．小红所做的有用功为120JC．小红所做的有用功为100JD．小红利用的机械其机械效率达到了100%7．小明用如图所示的实验装置研究杠杆的机械效率，实验时，将重为G的钩码挂在铁质杠杆A点上，弹簧测力计作用于C点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为，杠杆的机械效率为，不计摩擦，则（）A．仅将测力计移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，机械效率为η2，则B．仅将钩码移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，机械效率为η2，则C．仅将测力计移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为F2，则D．仅将钩码移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为，则8．如图所示的滑轮组，用50N的拉力F将重为80N的物体匀速提起，绳子自由端在20s内移动了6m（不计绳重和摩擦）。以下说法正确的是（）A．动滑轮的重力为30N B．提升物体所做的有用功为300JC．绳端拉力的功率为30W D．滑轮组提升物体的机械效率为80%9．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）A．此滑轮组动滑轮的重力为2NB．当G物＝6N时，机械效率约为η＝66.7%C．同一滑轮组η随G物的增大而增大，最终将超过100%D．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变10．甲、乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是（）A．若G1=G2，拉力做的额外功相同B．若G1=G2，甲的机械效率大于乙的机械效率C．若G1=G2，拉力做的总功相同D．用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变二、填空题11．在斜面上将一个重8N的物体匀速拉到顶端，沿斜面向上的拉力为4N，斜面长4m，高1m，则拉力做的有用功为_______J，斜面的机械效率为_______。12．如图所示，工人沿斜面用一定大小的推力把一重为100N物体从斜面底端匀速推到斜面顶端（不考虑物体的质量大小）。已知斜面长L＝10m、高h＝3m，若该过程中斜面的效率为60%，则力F所做的功为______J。13．如图所示，小明用100N的拉力竖直向上拉动绳子，使重为240N的物体5s内匀速升高10m。不计绳重和摩擦，则动滑轮重为______N，此时小明用滑轮组提升该重物的机械效率为______。14．在学习简单机械知识后，我们知道利用机械工作时可以省力，那么能不能省功呢？如图，利用长为L的光滑斜面将重为G的物体匀速拉到高度h处，拉力F对物体所做的功W1=______（用字母表示）；若直接将重为G的物体提升到高度h处，需要克服重力所做的功W2=______（用字母表示）。实验数据表明，W1=W2，即使用机械工作时可以省力但不能______。15．如图所示，分别使用甲、乙、丙三种方式把同一物体M匀速提升至相同高度（绳长不变），测得各拉力大小如图：（1）利用机械丙提升物体M时________（选填“省力、费力、不省力也不费力”）；（2）F乙和F丙两个力所做的功分别为W乙、W丙，则W乙_________W丙（选填“>、<、=”）；（3）机械乙与机械丙的效率分别为η乙、η丙，则η乙______η丙（选填“>、<、=”）。16．利用如图所示的滑轮组匀速拉动水平地面上重60N的物体A，2s内物体运动了1m，若物体A与水平面之间的摩擦力为9N，拉力F为6N，则拉力F通过的距离为______m，拉力的功率为______W，该装置的机械效率为______。17．如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1m，提升过程中拉力F的功率为160W。已知物体A重720N，动滑轮重_______N。该工人重600N，工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为________。（该过程不计绳重和摩擦）18．请阅读《轮轴和斜面》并回答问题。轮轴和斜面轻轻转动门把手，就可以把门锁打开；司机用不大的力转动方向盘，在轴上就能产生较大的力使汽车转弯。门把手、方向盘等属于又一类简单机械一轮轴。轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴，如图1所示。天门山盘山公路（如图2所示）是位于张家界天门山的一条公路，张家界天门山盘山公路有“通天大道”之称。盘山公路全长约11千米，海拔从200米急剧提升到1300米，大道两侧绝壁千仞，空谷幽深，共计99个弯。汽车沿着盘山公路，可以驶上高耸入云的山峰。上山的公路为什么修得弯弯曲曲如盘龙，而不是从山下直通山顶？找一张直角三角形的纸，按照图2那样，可以模拟一个盘山公路的形状。可以想象若将盘山公路取直，就相当于将这张纸展开，汽车是沿它的斜边（斜面）爬到山峰的。汽车沿这个边爬到山峰，比起直通山顶的路，走的路程要长得多。斜面也是一种简单机械，在生活和生产中随处可见。请根据上述材料，回答下列问题：（1）通常人们使用轮轴和斜面的目的是为了______；（选填选项前的字母）A．省力

B．省距离

C．省功（2）如图所示的三个实例中，属于轮轴的是______；（选填选项前的字母）A．自行车车闸B．赛艇的桨C．水龙头开关（3）一辆重5t的卡车沿天门山盘山公路匀速开到山顶，卡车在此过程中的机械能______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。若汽车受到沿盘山路向上的牵引力为30000N，该斜面的机械效率大约是______（结果取百分数的整数位）。（取）三、计算题19．如图所示，人静止站在地面上用200N的力向下拉绳子，将物体匀速向上提升1m，滑轮组的机械效率为80%。求：（1）人拉绳子所做的功；（2）物体的重力。20．习近平总书记强调，要把老百姓对幸福生活的向往作为政府工作的头等大事。因此，某北方城市开展了暖房子工程，以改善老旧住宅楼的保温效果，图为施工现场使用的提升装置。已知被提升的建筑材料的质量为200kg，动滑轮重力为500N，拉力F在10s内将重物匀速提升了10m，不计绳重及摩擦。（）求：（1）提升装置所做的有用功；（2）拉力F的功率；（3）该装置的机械效率。21．一个体重为600N的工人，用如图甲所示的滑轮组和吊篮运送建材上楼，每次运送量不定。装置的机械效率随建材重量变化的图象如图乙所示，装置中摩擦力及绳重忽略不计。求：（1）此装置中的动滑轮和吊篮的总重是多少？（2）某次运送建材的重力为500N，此时装置的机械效率是多少？（3）当装置的机械效率为60%时，运送建材的重量是多大？（4）该名工人使用此装置做功的最大机械效率是多大？（5）若该工人做功的最大平均功率是300W，则此装置在一次提升最大重量建材时，建材上升的最大速度是多大？四、实验题22．如图是小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置。实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。实验的部分数据如下：实验次数斜面的倾斜程度物块重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m机械效率1较缓100.15.012较陡100.36.7145%3最陡100.58.4160%（1）在第1次实验中，斜面的机械效率为___________；（2）分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，___________；（3）若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系，应保持___________不变。23．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小明用同一滑轮组做了3次实验，实验数据记录在下面的表格中。实验次数钩码所受的重力G/N提升高度h/m弹簧测力计的示数F/N绳端移动的距离s/m机械效率120.10.60.355.6%240.11.00.366.7%360.12.40.3（1）实验中，使用滑轮组提升钩码时，应沿竖直方向______拉动弹簧测力计；（2）请根据表中的实验数据，在图中完成滑轮组的绕线______；（3）第3次实验中，测得滑轮组的机械效率为______（结果保留1位小数）；（4）分析表格中的3次实验数据可知：使用同一滑轮组，被提升的物体越重，机械效率越______；（5）如果将此滑轮组中的定滑轮换成质量更大的定滑轮，其他因素都不变，且不考虑绳重和摩擦，则与更换前相比，滑轮组的机械效率将______。24．在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据，如表：实验次数物重G物/N动滑轮重G动/N钩码上升的高度h/m动力F/N动力作用点移动的距离s/m滑轮组的机械效率η/%110.50.10.70.347.6220.50.11.10.360.6340.50.120.34410.10.550.0（1）根据表中前3次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕绳方法_________；（2）在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量缓慢匀速向上拉动弹簧测力计，读出乙图中弹簧测力计的示数为_______N，第3次实验时滑轮组的机械效率为_______；（3）由表中第3、4组数据可知，滑轮组的机械效率与摩擦和_______有关，请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功_______J。25．某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。物理量123钩码重G/N446钩码上升的高度h/m0.10.10.1绳端拉力F/N1.81.42.4绳端移动的距离s/m0.30.50.3机械效率74%57%（1）本实验原理是______；需要测量工具有______和______；（2）实验中应沿竖直方向______拉动弹簧测力计，使钩