物理人教版八年级下册课时作业12.3,机械效率（有答案）

　物理人教版八年级下册课时作业12.3 机械效率

　一、单选题 1.用瓶盖起子起瓶盖(如图所示)的机械效率为 90%,这表示(

　 )

　A.若作用在起子上动力的力臂是 10cm,则起子所受阻力的力臂是 9cm B.若作用在起子上的动力是 20N,则阻力是 2N C.若使用起子做的功是 4J,则有 3.6J 的功用于起瓶盖 D.若人起瓶盖时消耗的能量是 4J,则有 0.4J 的能量用于起瓶盖 2.利用如图所示的三种装置把重 100N 的物体匀速升高,所用拉力分别为 30N、80N、40N,这时三种装置的机构效率 1 、  2 、  3 之间的关系是(

　 )

　A. 1 2 3     

　 B.1 3 2     

　 C.1 2 3     

　 D.1 2 3      3.用滑轮组提升物体(不考虑轮与轴的摩擦、绳重)时,为了提高滑轮组的机械效率,可采用的方法是(

　 ) A.改变绕绳方法 B.增加物体的重力 C.增加物体提升的高度 D.增大作用在自由端的拉力 F

　二、填空题 4.不计绳重，用桶从井中提水的时候，对

　 做的功是有用功，对 做的功是额外功；如果 桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶带有一些水，这时对桶做的功是 功，对水做的功是

　 功. 5.如图所示,用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆,使重为 18N 的物体缓慢升高 0.1m,拉力大小F =8N,拉力移动的距离为 0.25m.拉力所做的功为__________J,有用功为__________J.

　6.用一个动滑轮把重 100N 的沙袋从地面提到 9m 高的脚手架上,所用的力是 60N.那么,在这一过程中所做的总功为__________J,额外功占总功的百分比约为__________.

　7.如图所示,用滑轮组拉着重 900N 的物体 A 沿水平方向匀速移动,在 40s 内移动了 8m,拉力 F所做的功为 1280J.则:

　1.拉力的大小为__________N,功率为__________W. 2.不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦,若滑轮组的机械效率为 95%.则动滑轮的重力为__________N. 8.如图所示,在 20N 的水平拉力 F 作用下,重 200N 的物体沿水平地面向左做匀速直线运动,物体与地面间的滑动摩擦力为 48N,则滑轮组的机械效率为__________;若物体的速度为 0.2m/s,则1min 内拉力做的功为__________J。

　9.用相同的滑轮安装成如图所示的甲、乙两种装置,分别用 F 1 、F 2 将同一物体匀速提升相同的高度,若拉力 F 1 :F 2 =3:2,则有用功之比 W 1 :W 2 =__________,机械效率之比 η 1 :η 2 =__________。

　10.小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体 A,测出 A 移动的距离 s、水平拉力 F 和 A的重力

　1.以上条件能否求出此时滑轮的机械效率 η?__________如果能,写出 η 的表达式;如果条件不足,写出还需补充的物理量的测量步骤和符号,并写出 η 的表达式__________(用题目己知及补充的物理量符号表示) 2.若 A 在 10s 内运动了 4m,A 的速度为__________。

　11.如图所示,手用 F1 的力直接将物体 B 匀速提升 h,F1 做功 300J;若借助滑轮组把 B 匀速提升相同高度,滑轮组机械效率是 30%,则 F2 做功为__________J.

　三、实验题

　12.某小组在“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。

　实验次数 钩码重量/ N G

　钩码上升高度 /m h

　绳端拉力/ N F

　绳端移动距离 /m s

　机械效率 η 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5

　1.实验中应沿竖直方向______

　 缓慢拉动弹簧测力计。

　2.小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法 ________

　 (填“正确”或“不正确”），因为他没有考虑到_______ 对滑轮组机械效率的影响。

　3.用丁图装置进行实验，得出表中第 4 次实验数据, 请将表中的两个数据填写完整。

　4.通过比较______

　两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关。（填实验次数的序号）

　5.通过比较 两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。（填实验次数的序号）

　6.通过比较 3、4 两次实验数据可得出结论：_____. 13.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.

　1.实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数 F 为__________ N ,钩码总重 G 为 1.0 N ,钩码上升高度 h 为 0.1 m ,测力计移动距离 s 为 0.3 m ,则杠杆的机械效率为__________%.请写出使用该杠杆做额外功的一个原因:__________ 2.为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,一位同学用该实验装置,先后将钩码挂在 A 、 B两点,测量并计算得到下表所示的两组数据:

　次数 钩码悬挂点 钩码总重 G/N

　钩码移动距离 h/m

　拉力 F/N

　测力计移动距离 s/m

　机械效率 /% 

　1 A 点 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4 2 B 点 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3 根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论?答:__________ 请简要说明两条理由:①__________;②.__________ 在湛江港码头,小华看到工人利用斜面把货物推到车上,联想到上物理课时老师讲过的知识,小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关?小华提出了以下的猜想: A.斜面的机械效率可能与物体的重力有关. B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关. 小华同学为了证实自己的猜想是否正确,于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究,记录的实验数据如下表:

　实验次数 斜面倾角 θ 物块重量G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力 F/N 斜面长S/m 有用功 W有 /J 总功 W总 /J 斜面的机械效率 1 30° 5.0 0.6 4.2 1.2 3.0 5.0

　2 30° 3.0 0.6 2.5 1.2 1.8

　60% 3 45° 3.0 0.8 2.8 1.2 2.4 3.4 71% 1.在实验操作过程中,应沿斜面向上

　 拉动木块;实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向

　 移动(填“左”或“右”). 2.根据表格中数据,第①次实验斜面的机械效率为

　 %,第②次实验中总功为

　 J. 3.通过对比实验①、②数据,可验证小华的猜想

　 (填写字母);通过对比实验②、③数据,可以得出的探究结论是:

　 . 4.此实验主要用到的研究方法是

　 . 四、计算题 15.某课外活动小组设计了如图所示的简单机械，模拟打捞沉船，实验中用实心立方体 A 代替沉船，已知 A 的体积为30.1m ,质量为 280 kg(设整个过程 A 均为匀速直线运动状态，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风浪、水流等因素的影响).

　1. A 浸没在水中时受到的浮力是多大？（3 3=1.0 10 kg/m  水) 2.若 A 浸没在水中时，滑轮组的机械效率为 60%， 那么 A 被完全打捞出水面后，岸上钢缆绳的拉力 F 为多大?

　3.若 A 被完全打捞出水面后，以 0.1 m/s 的速度被匀速提升，求岸上钢缆绳拉力 F 的功率. 参考答案 1.答案：C 2.答案：A (1)斜面的机械效率:W Ghη1= 100%= 100%W Fs 有总100N 1m= 100% 66.7%30N 5m  (2)由相似三角形可知,物体上升的高度 h 和拉力下降的高度 H 之比:h L 1= =H 2L 2, 杠杆的机械效W100%W有总率: Gh G hη2= 100% 100%FH F H   

　100N 1100% 62.5%80N 2   ; (3)由图可知,n=5 ,滑轮组的机械效率:W Gh Ghη3= 100%= 100% 100%W Fs Fnh    有总G 100N100% 100% 50%nF 5 40N   ;综上可知, η1>η2>η3 .故选 A. 3.答案：B A、改变绕绳方式,对重物被拉升没有影响,即对有用功没影响;对动滑轮的拉升、动滑轮转动时的摩擦也没有影响,即不影响额外功.所以改变绕绳方式不影响机械效率.故 A 错; B、增加重物的重力,在动滑轮、摩擦不变的情况下,即额外功不变的情况下,有用功增加了,所以机械效率就提高了.故 B 正确. C、增加提升高度的时候,绳端被拉升的距离也变长了,根据 ηW Gh Gh GW FS F nh nF有用总= = = 可知机械效率并不受影响.故 C 错; D、提升同样的重物升高相同的盖度,有用功相同,增大作用在自由端的拉力,增大总功,会使机械效率减小,故 D 错.故选 B.

　4.答案：水 ； 桶 ； 有 用 ； 额 外 用桶从井中提水的时候，目的是提水，对水做的功有利用的价值.是有用功;对桶做的功没有利用价值，但又不能不对桶做功，所以它是额外功.从井里捞桶时，对桶做的功有利用的价值，是有用功;对桶里带的水做的功没有利用价值，但又不能不对水做功，所以它是额外功. 5.答案：2; 1.8 6.答案：1080; 16.7% 7.答案：1.80; 32; 2.8 8.答案：80%; 720

　9.答案：1:1; 4:3 10.答案：1.不能

　用弹簧测力计测出物体 A 在水平面上匀速移动时所受的摩擦力 f;

　2fF 

　2.0.4m/s 11.答案：1000 用手直接提时做的功为有用功,利用机械时,人手做的功为总功;根据机械效率的定义可知,总功等于有用功除以机械效率等于 10000J。

　12.答案：1.匀速 2.不正确;摩擦 3.0.4 80% 4.1.2 5.2、36.使用不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高（或使用不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低）

　1.实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，这样测力计示数才等于拉力大小。2.在弹簧测力计静止时读数，由于不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦，所以测力计示数偏小，他的想法是不正确的。3.丁图中，绳子的有效段数为 4 n  ,绳端移动距离 4 0.1m=0.4m s nh    ，滑轮组的机械效率 = 100% 100%W GhW Fs   有用总 8N 0.1m100% 80%2.5N 0.4m  。

　4.绳端移动距离与重物升高的高度的关系为 s nh  所以，结合表中数据可知实验 1、2、3 中绳子的有效段数分别为 2、3、3 ;再结合钩码的重力可知，实验 1、2、3 分别是用甲、乙、丙装置做的实验，根据控制变量法，研究同一滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时，要控制提升物体的重力相同、滑轮个数也相同，只改变绳子的有效段数，所以应比较 1、2 两次实验数据；通过比较 1、2 两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关。5.研究同一滑轮组提升重物时，机械效率与物重的关系时，要控制滑轮个数相同、绳子的段数相同，只改变重物的重力，故通过比较 2、3 两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。

　6.通过比较 3、4 两次实验数据，即对应的图丙、图丁两装置，滑轮组不同，提升的重物相同，动滑轮越重机械效率越小，故可得出结论:使用不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高（使用不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低）。

　13.答案：1.0.5; 66.7; 由于使用杠杆时需要克服杠杆自重 (或摩擦力）做功

　2.不能; 两次实验时钩码没有挂在同一位置; 仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的 1.对弹簧测力计进行读数时,需看清弹簧测力计的分度值,然后根据指针位置进行读数.在实验中,弹簧测力计的拉力做的功是总功,克服钩码重力做的功是有用功,克服摩擦以及杠杆自重做的功是额外功;杠杆的机械效率可以根据公式 η= 100%WW有用总

　来计算.通过探究实验来得出结论时,应进行多次实验,分析多组数据,同时,分析机械效率的影响因素也应采取控制变量法,这样才能得出正确结论.根据这一思路来对最后的问题做出判断.由图可知,弹簧测力计的分度值是 0.1 N ,所以它的示数是 0.5 N .在实验过程中, 有用功是:=Gh=1.0N 0.1m=0.1J W 有用, 总功是:=Fs=0.5N 0.3m=0.15J W 总 , 所以杠杆的机械效率是: 0.1Jη= 100%

　100% 66.7%0.15JWW   有用总. 在本实验中,克服杠杆自重做功和克服摩擦力做功是产生额外功的主要原因. 2.分析机械效率的影响因素应采取控制变量法,研究提起的物重和机械效率的关系时,应保持位置不变,而实验中,两次钩码悬挂的位置是不同的.同时,还应进行多次实验,分析多组数据,才能得出有说服力的正确结论,只凭一次实验数据做出结论是不科学的. 14.答案：1.匀速; 左; 2.60; 3.0; 3.A; 在其它条件相同时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高（或大）；或在其它条件相同时，斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关 4.控制变量法 15.答案：1. A 浸没在水中时受到的浮力：

　3 3 3= = =1.0 10 kg/m 9.8N/kg 0.1m 980N F gV gV      浮 水 水 排. 2. A 的重力 280kg 9.8N/kg 2744N G mg     ， A 浸没在水中时，总功为( - ) W G G F h  总 动 浮，有用功为 =( ) W G F h 浮 有,所以，滑轮组的机械效率：

　( )= 100% 100%( - )W G F hW G G F h   有 浮总 动 浮2744N 980N100% 100% 60%- 2744N 980NG FG G F G      浮动 浮 动解得 1176N G 动, 由題图可知， 5 n . A 被完全打捞出水面后，岸上钢缆绳的拉力: 1 1( ) (2744N 1176N) 784N5F G Gn     动. 3. A 被完全打捞出水面后，以 0.1m/s 的速度被匀速提升时，绳端的速度= =5 0.1m/s=0.5m/s v nv 绳 物，岸上钢缆绳拉力 F 的功率 784N 0.5m/s 392W P Fv    绳.