八年级物理下册123机械效率测试新版新人教版39.docx
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八年级物理下册123机械效率测试新版新人教版39
《机械效率》同步练习
1.如图所示,只用一个动滑轮把重物举高5米,所用的动力是60牛顿,动力所做的功是(不考虑动滑轮受到的重力和摩擦)( )
A.300焦耳B.150焦耳C.900焦耳D.600焦耳
2.如图所示①②④采用相同的动滑轮提升货物,③的动滑轮不同,关于滑轮组的机械效率相同的两组是(绳重和摩擦忽略不计)( )
A.①②B.②③C.③④D.②④
3.关于功和机械能,下列说法正确的是( )
A.功率大的机器比功率小的机器做功多
B.使用省力的机械,可以提高做功的功率
C.有力对物体做功时,机械能不一定会发生变化
D.功率大的机器,机械效率高
4.如在相同的时间内,用同一滑轮组可分别把75N和150N重的物体匀速提升4m,若在两种情况中的额外功相等,则这两种情况中( )
A.绳端移动的距离相等B.所做的有用功相等
C.拉力的功率相等D.滑轮组的机械效率相等
5.如图所示,物重G为2000N,小红用800N的拉力花2s的时间把物体沿斜面匀速移动了4m,提升高度为h为2.5m.(不计滑轮、细绳的重,不计细绳与滑轮间的摩擦).下列说法正确的是( )
A.拉绳子自由端的速度4m/s
B.拉力所做的功大小为5000J
C.物体受到斜面对它的摩擦力为1150N
D.整个系统的机械效率为78.125%
6.某机械的效率为50%,表示该机械做功时, 功在 功中的比例为50%.使用任何机械时.机械效率总是小于 .
7.某人用如图的滑轮组提升2000N的重物,所用的拉力是800N,绳子自由端被拉下4m,这个人做的总功是 J,有用功是 J,滑轮组的机械效率是 .
8.如图所示,物重G为2000N,斜面长5m,高3m,斜面和滑轮组装置的总机械效率为80%,若将重物沿余面以0.2m/s的速度拉上来,所需拉力F是 N,拉力做的有用功是 J,机械的总功率是 .
9.在测滑轮组机械效率的实验中,小明用相同的滑轮和细线,绕成如图所示的甲、乙两个滑轮组(忽略绳重和摩擦),并分别用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子,若两个弹簧测力计的示数相同,则滑轮组的机械效率较高,在把两个物体提升了相同的高度时,拉力F1、F2做的功W1、W2的大小关系是W1 W2.
答案与解析
1.
【分析】图中使用的是动滑轮,动力移动的距离s=2h,求出s大小,又知道动力大小,利用W=Fs求动力所做的功.
【解答】解:
s=2h=2×5m=10m,
动力所做的功:
W=Fs=60N×10m=600J.
故选D.
2.
【分析】滑轮组的机械效率与动滑轮的重力和提升物体的重力有关,与滑轮组绳子的有效股数无关,据此进行解答.
【解答】解:
(1)因滑轮组的机械效率与动滑轮的重力和提升物体的重力有关,
所以,①与②③④的机械效率不同,故A不正确;
③与②④的机械效率不同,故BC不正确;
(2)②④中提升相同的重物上升相同的高度时有用功相同,额外功均为克服动滑轮重力做的功且相同,所以两者的机械效率相同,故D正确.
故选D.
3.
【分析】
(1)物体做功多少与功率和做功时间有关;
(2)功率表示物体做功快慢的物理量;机械效率是W有用与W总的比值,是个百分数,二者间没有必然联系;
(3)力对物体做功,物体的机械能不一定改变,如给轮胎打气时,对打气筒做功,打气筒发热,即打气筒的内能增加,机械能不变;而机械能等于动能、重力势能和弹性势能的和;
(4)单位时间内所做的功叫做功率;物理学中,把有用功与总功的比值,叫做机械效率.
【解答】解:
A.由公式W=Pt可以看出,物体做功的多少等于功率与做功时间的乘积,功率大,做功时间不确定,做功多少不能确定.故A项说法错误;
B.功率与做功的大小和做功的时间有关,但与是否使用省力的机械无关,故B项说法错误;
C.有力对物体做功,物体的机械能不一定会发生变化,如水平匀速拉动物体,虽然拉力做了功,但物体的动能和势能不变,机械能不变;故C项说法正确;
D.有用功与总功的比值叫机械效率,故机械效率与功率的大小无关,故D项说法错误.
故选C.
4.
【分析】用同一滑轮组,提升的重物增大,匀速提升相同的高度,根据W=Gh可知做的有用功增大,而在两种情况中的额外功相等,因为总功等于有用功加上额外功,所以总功(拉力做功)增大,有用功占总功的比值(机械效率)增大;
但拉力移动的距离和物体升高的高度的关系不变:
s=nh.据此分析判断.
【解答】解:
A、使用同一滑轮组,拉力移动的距离和物体升高的高度的关系s=nh不变.故A正确;
B、因为W有用=Gh,提升的重物不同、提升的高度相同,所以做的有用功不同,故B错;
C、因为总功等于有用功加上额外功,有用功不同,所以总功(拉力做功)不同,又因为做功时间相同,所以拉力做功功率不同,故C错;
D、提升相同的高度、提升重物增大,有用功增大,但额外功不变,有用功占总功的比值增大,机械效率增大,故D错.
故选A.
5.
【分析】
(1)由图可知,滑轮组绳子的有效股数为3,根据s=nh求出绳端移动的距离,根据速度公式求出绳子自由端的速度,根据W=Fs求出拉力所做的功;
(2)根据W=Gh求出有用功,不计滑轮、细绳的重、不计细绳与滑轮间的摩擦时,额外功即为物体克服摩擦力做的功,大小为拉力做的功减去有用功,根据W=Fs求出摩擦力的大小,根据η=
×100%求出整个系统的机械效率.
【解答】解:
(1)由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=3,则绳端移动的距离:
s=nh=3×4m=12m,
绳子自由端的速度:
v=
=
=6m/s,故A不正确;
拉力所做的功:
W总=Fs=800N×12m=9600J,故B不正确;
(2)有用功:
W有=Gh=2000N×2.5m=5000J,
因不计滑轮、细绳的重、不计细绳与滑轮间的摩擦时,额外功即为物体克服摩擦力做的功,
所以,克服摩擦力所做的额外功:
W额=W总﹣W有=9600J﹣5000J=4600J,
由W=Fs可得,物体受到斜面对它的摩擦力:
f=
=
=1150N,故C正确;
整个系统的机械效率:
η=
×100%=
×100%≈52.08%,故D不正确.
故选C.
6.某机械的效率为50%,表示该机械做功时, 有用 功在 总 功中的比例为50%.使用任何机械时.机械效率总是小于 100% .
【分析】机械效率
即有用功占总功的百分比.而W总=W有用+W额外.
【解答】解:
(1)机械效率50%表示什么,这是根据机械效率的定义,有用功占总功的百分比,即表示该机械做功时,有用功占总功的50%.
(2)只要有使用机械,就必然会在机械上消耗一部分额外功,也就是说有用功总是会小于总功,机械效率总是小于100%.
故本题答案为:
有用;总;100%
7.某人用如图的滑轮组提升2000N的重物,所用的拉力是800N,绳子自由端被拉下4m,这个人做的总功是 3200 J,有用功是 2000 J,滑轮组的机械效率是 62.5% .
【分析】由图可知,承担物重的绳子股数n=4,重物被提升h,则拉力端移动的距离s=4h,
知道拉力的大小和绳子自由端移动的距离,根据公式W=FS求人所做的总功;
求出重物上升的高度,知道物体的重,根据公式W=Gh可求人所做的有用功;
有用功与总功的比值就是滑轮组的机械效率.
【解答】解:
绳子自由端移动的距离s=4h=4m,
则h=1m,
人所做的总功:
W总=FS=800N×4m=3200J,
人所做的有用功:
W有=Gh=2000N×1m=2000J.
滑轮组的机械效率:
η=
×100%=
×100%=62.5%.
故答案为:
3200,2000,62.5%.
8.如图所示,物重G为2000N,斜面长5m,高3m,斜面和滑轮组装置的总机械效率为80%,若将重物沿余面以0.2m/s的速度拉上来,所需拉力F是 500 N,拉力做的有用功是 6000 J,机械的总功率是 300W .
【分析】
(1)该题涉及到了斜面和滑轮组装置的总机械效率,看起来是比较复杂的,但我们只要根据机械效率、有用功、总功的定义即可准确判断出有用功是物体重力和斜面高的乘积,根据有用功和机械效率就可求出总功.而总功就是最终施加的力和该力作用点移动距离的乘积,据此即可求出拉力.
(2)机械的总功率就是总功的功率,用重物移动的距离除以重物移动的速度求出时间.再根据功率的计算公式求出功率.
【解答】解:
由题意可知斜面和滑轮组都是为了将物体的位置提高,所以有用功:
W有用=Gh=2000N×3m=6000J,
总功:
W总=
=
=7500J;
总功即拉力做的功等于拉力和拉力作用点移动的距离,拉力作用点移动的距离等于物体移动距离的n倍即:
s′=ns=3×5m=15m,
所需拉力F=
=
=500N;
重物上升时间t=
=
=25s;
机械的总功率:
P总=
=
=300W.
故答案为:
500;6000;300W.
9.
9.在测滑轮组机械效率的实验中,小明用相同的滑轮和细线,绕成如图所示的甲、乙两个滑轮组(忽略绳重和摩擦),并分别用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子,若两个弹簧测力计的示数相同,则 甲 滑轮组的机械效率较高,在把两个物体提升了相同的高度时,拉力F1、F2做的功W1、W2的大小关系是W1 大于 W2.
【分析】由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据F=
(G+G动)比较两滑轮组提升重物重力之间的关系,忽略绳重和摩擦,有用功为克服物体重力所做的功,总功为克服物体的重力和动滑轮重力所做的功,据此比较两个物体提升了相同的高度时两者拉力所做功的大小关系,根据η=
×100%比较两滑轮组机械效率之间的关系.
【解答】解:
由图可知,n甲=3,n乙=2,
因两个弹簧测力计的示数相同,即拉力F相同,
所以,由F=
(G+G动)的变形式G=nF﹣G动可知,甲滑轮组提升物体的重力较大,
因忽略绳重和摩擦,有用功为克服物体重力所做的功,总功为克服物体的重力和动滑轮重力所做的功,
所以,由W总=(G+G动)h可知,甲滑轮组拉力F1做的功较多,即W1>W2,
由η=
×100%=
×100%=
×100%=
×100%可知,甲物体重力较大,机械效率较大.
故答案为:
甲;大于.
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