课时同步练习初二物理下（人教版）12-3 机械效率

使用机械工作时，人们________要做的功，叫做有用功，用________表示．

________功与________功之________是总共做的功，叫做总功，用W_总表示．总功、有用功和额外功的关系为W_总＝________．

因为有用功总是________总功，所以机械效率总是________1．

提高机械效率的主要办法是改进________，使它更合理、更轻巧．

李玲玲同学用水桶从水井中提水做清洁，她在把水从井底提上来的过程中，下列关于做功的说法中正确的是（　　）

一体重是500N的同学用重10N的水桶，提起重为100N的水沿楼梯送到5m高的宿舍里使用，完成这一次提水，他做的有用功和额外功分别是（　　）

小明对“斜面的机械效率与什么因素有关”这一课题，提出了如下一些值得探究的猜想：
①斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；
②斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关；
③斜面的机械效率与斜面的长度有关；
④斜面的机械效率与物体的重力有关．
给你如图所示的装置，请你选择上述猜想中的一项，并解答下列问题：
（1）你选择的猜想是________．（填写序号）
（2）要用下图中的补充器材完成你选择的探究，你选择的补充器材是：________．（至少写出两种）

（3）在实验探究的过程中，需要控制不变的因素有：________；________；________．

如图所示的漫画描述了“竹篮打水一场空”这一谚语，试用“有用功和额外功”的知识解释谚语“竹篮打水一场空”的物理含义．

关于机械效率，下面说法正确的是（　　）

如图是生活中常用的剪指甲工具，小京在剪指甲时机械效率为90％．指甲刀刀口间的距离为0.2cm，指甲的厚度为0.2mm，剪断一次指甲时，刀口与指甲间的作用力为4.5N．则剪断一次指甲的过程需要做的（　　）

如图甲所示，用弹簧测力计拉着绳子利用滑轮组将重3N的物体匀速提升0.5m．
（1）求图甲中弹簧测力计对绳的拉力所做的功；
（2）求图甲中滑轮组的机械效率；
（3）请在图乙中画出比图甲更省力的绕线．

一辆汽车不慎陷入泥坑，司机用图所示的滑轮组将汽车拖出．已知整个过程中，水平拉力F是1×10⁴N，汽车沿水平方向匀速移动了4m，滑轮组的机械效率为80％．求：
（1）拉力F做的总功；
（2）有用功为多大？

如图所示的剪刀剪纸机械效率为80％，这表示（　　）

如图所示，工人利用动滑轮在10s内将重为100N的重物（包括桶）沿竖直方向匀速向上提升了5m．若该动滑轮重10N，忽略绳与滑轮之间的摩擦，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）

如图所示是商场的扶梯，质量为50kg的小华站在该扶梯上从一楼到二楼，扶梯以1m／s的速度匀速上行，则扶梯对他做的功是________J，扶梯做功的功率是________W，如果站在扶梯上的人数增多，扶梯的机械效率将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）．（g取10N／kg）

甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，则（　　）

如图是由相同的滑轮组装的滑轮组，甲、乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，下列说法正确的是（　　）

如图所示，将质量为100kg的木箱，用一平行于斜面向上的力从底端匀速拉到斜面顶端，斜面长5m、高1.6m，在此过程中斜面的机械效率为80％．则拉力做的有用功为________J，拉力所做的额外功为________J．（g取10N／kg）

在“测定动滑轮机械效率”的实验中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，正确操作，实验数据如下：

（1）实验时，用手________拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升．
（2）第①次实验时测得动滑轮的机械效率为________．
（3）由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将________（选填“增大”“减小”或“不变”）．

用一个动滑轮、一个定滑轮组成的滑轮组来匀速提升重物G，如图所示，已知物重G＝600N，拉力F＝250N，求在重物升高0.5m的过程中，所做的有用功、额外功、及机械效率为多大？若所提升重物重力为750N，拉力为多大？此时的机械效率为多大？（不计绳重和摩擦力）

如图所示，用甲、乙两种装置分别将重1N的物体匀速提升相同的高度，滑轮重0.2N，不计摩擦和绳重，所用的拉力分别是F_甲和F_乙，机械效率分别是η_甲和η_乙，则（　　）

如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体，拉力F的大小为30N．若物体和地面之间的摩擦力大小为45N，则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为（　　）

用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重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象，由图可知动滑轮重为________N，当某次运送4件货物时，绳子的拉力F是________N，滑轮组的机械效率为________．（不考虑绳重和摩擦）

问题解决——测量滑轮组机械效率：
小雨用如图所示滑轮组将一个重物A提起，他想知道此时滑轮组的机械效率．现在他身边除了重物A、两个相同的滑轮、细绳外，还有3只相同的小桶和若干相同的小铁钉．
（1）请你推导出测量此时滑轮组机械效率的数学表达式（不计绳重和摩擦）；
（2）请你说明测量步骤（请配图说明，图画在方框内）．

（内蒙古呼和浩特）已知斜面倾角为30°，斜面高为2m．小兵同学用绳子沿斜面将重为400N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端．拉力大小为300N，绳重不计．求：
（1）小兵对木箱做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）斜面对物体施加的摩擦力．

如图所示，工人师傅用250N的力将重400N的物体匀速提升1m，在此过程中滑轮组的机械效率是（　　）

有一人用同一滑轮组分别将重1000N和2000N的物体匀速提升5m，动滑轮重200N，不计绳重和摩擦，则上述两种情况中不正确的是（　　）

采取下列措施，可以提高机械效率的是（　　）

如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了1m，已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中（　　）

如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中（　　）

小明同学用如图所示的装置测滑轮的机械效率，当弹簧测力计竖直上拉，匀速提升一个钩码时，弹簧测力计的示数正好等于钩码的重，滑轮的机械效率为________．

小雪用三个质量相同的滑轮组成如图所示的滑轮组，将重为120N的物体匀速提高了4m，若滑轮组的机械效率为80％，不计绳重及摩擦，则每个滑轮重为________N．

小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表：

	钩码总重G／N	钩码上升的高度h／m	测力计示数F／N	测力计移动的距离s／m	机械效率
1	4	0.1	1.8	0.3
2	6	0.1	2.4	0.3	83％
3	4	0.1	1.4	0.5	57％
4	4	0.2	1.4	1.0	57％

（1）在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上________拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数．
（2）第1次实验测得的机械效率为________．（结果保留两位有效数字）
（3）分析表中数据可知：第2次实验是用________装置图做的；第4次实验是用________装置图做的．（填“a”“b”或“c”）
（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，________可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率________．
（5）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度________．

用如图所示的滑轮组，将重为10N的物体以0.1m／s的速度匀速提升，拉力F＝6N，拉力的功率为________W，滑轮组的机械效率为________，若不计绳重及摩擦，动滑轮的重力为________N．

如图所示，斜面长5m，高1m，工人用沿斜面方向400N的力把重1600N的箱子匀速推到车上，推力对箱子做的功是________J，斜面的机械效率是________．

杠杆是一种机械效率很高的简单机械．若用一根机械效率为90％的杠杆将一个36kg的物体提升50cm，则需要做的有用功为________J，总功为________J（g取10N／kg）．

李华同学利用如图装置提起水中的物块，下列判断正确的是（　　）

在探究“影响滑轮组机械效率的因素”时，小明同学用图所示甲、乙两个不同的滑轮组来验证的猜想是：滑轮组的机械效率可能与（　　）

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．

（1）通过分析表中数据可知实验1是用________图做的实验，实验2是用________图做的实验，并请将表中空白处填上恰当的数据；
（2）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率________；
（3）比较实验1和实验3可得结论：使用同一滑轮组提升不同的重物，重物越重，滑轮组的机械效率越________．

建筑工人用如图所示的装置把重400N的物体匀速提升3m，手所用的拉力为300N．则该工人所做的有用功为________J，总功为________J，该滑轮组的机械效率是________．若用该装置提升500N的重物，此时滑轮组的机械效率将________（填“变大”“变小”或“不变”）．

有一杠杆，动力臂为50cm，阻力臂为20cm，用杠杆匀速提起重为900N的物体，所用的动力为400N，该杠杆的机械效率为________．

如图所示，斜面长4m，高2m．质量为50kg的小明站在斜面顶端，用平行于斜面向上的75N的拉力将重100N的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，g取10N／kg，那么（　　）

用滑轮组提起货物，所做的额外功为有用功的25％，此滑轮组的机械效率为（　　）

一辆汽车不慎陷入泥坑，司机用如图所示的滑轮组将汽车拖出．已知整个过程中，水平拉力F是1×10⁴N，汽车沿水平方向匀速移动了4m，滑轮组的机械效率为80％．求：
（1）拉力F做的总功．
（2）有用功为多大？

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1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，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，测量并计算得到如表所示的两组数据：

根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重量有关，钩码越重其效率越高”的结论？
答：________；
请简要说明两条理由：①________________；
②________________________________________．

如图所示，工人站在水平工作台D上使用滑轮组提升重物M，滑轮A、B的质量均为3kg，滑轮C的质量与A、B不同，工人的质量为57kg．该工人利用滑轮组匀速提升重物M时，对绳端的拉力为F₁，功率为P，滑轮A对工作台向下的拉力为F_A，工人对工作台的压强为p₁；若重物M浸没于水中，该工人利用滑轮组匀速提升水中的重物M，在M出水面之前，工人对工作台的压强为p₂，滑轮组的机械效率为η，重物M在水中上升的速度为0.5m／s．已知重物M的质量为120kg，密度为2×10³kg／m³，上升的速度始终为0.5m／s，p₁︰p₂＝16︰14．（不计绳重、滑轮轴摩擦及水的阻力，g取10N／kg）求：
（1）重物M浸没在水中时所受的浮力F_浮；
（2）重物M在空中被匀速提升时，滑轮A对工作台向下的拉力F_A和绳端拉力F₁的功率P；
（3）重物M在水中被匀速提升时，滑轮组的机械效率η．