【初中物理】九年级第11课时 机械效率(练习题)
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九年级第11课时 机械效率(240)
第 1 页,共7 页 九年级第11课时 机械效率(240)
1.如图所示，用300N的力𝐹将重为500N的物体在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，在此过程中（）
A.绳子自由端移动的距离为6m B.动滑轮重100N
C.拉力做功的功率为100W D.滑轮组的机械效率为60％
2.用四个完全相同的滑轮，组装成两套滑轮组，用它们匀速提升同一物体时，其拉力分别为𝐹1、𝐹2，滑轮组的机械效率分别为𝜂1、𝜂2，如图所示，不计绳重和摩擦，下列选项正确的是（）
A.𝐹1>𝐹2，𝜂1>𝜂2 B.𝐹1=𝐹2，𝜂1=𝜂2
C.𝐹1<𝐹2，𝜂1>𝜂2 D.𝐹1<𝐹2，𝜂1=𝜂2
3.如图所示，甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若𝐺1=𝐺2，所用竖直向上的拉力分别为𝐹1和𝐹2，拉力做功的功率分别为𝑃1和𝑃2，两装置的机械效率分别为𝜂1和𝜂2(忽略绳重和摩擦)，则下列选项正确的是（）
A.𝐹1>𝐹2，𝜂1<𝜂2，𝑃1<𝑃2 B.𝐹1>𝐹2，𝜂1=𝜂2，𝑃1=𝑃2
C.𝐹1<𝐹2，𝜂1<𝜂2，𝑃1<𝑃2 D.𝐹1<𝐹2，𝜂1>𝜂2，𝑃1>𝑃2
4.建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。九年级第11课时 机械效率(240)
第 2 页,共7 页 在此过程中下列说法正确的是（）
A.绳子自由端沿水平方向移动了6m B.物体受到的拉力为750N
C.拉力𝐹的功率为750W D.滑轮组的机械效率为80%
5.将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端(如图所示)，斜面长1.2m、高0.4m，斜面对物体的摩擦力为0.3N(物体大小可忽略)。则下列说法正确的是（）
A.沿斜面向上的拉力𝐹为0.3N B.有用功0.36J，机械效率20%
C.有用功1.8J，机械效率20% D.总功2.16J，机械效率83.3%
6.往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为
，若实际用力为500N，斜面的机械效率为 ，重物受到的摩擦力为 。(𝑔取10N/kg)
7.如图所示，物体在沿斜面向上的拉力的作用下，从倾斜角为30∘的斜面底端匀速被拉到斜面的顶端。已知物体所受重力为𝐺，斜面的机械效率为75%。若物体受到的拉力和摩擦力分别用𝐹和𝑓表示，则（）
A.𝐹=16𝐺，𝑓=23𝐺 B.𝐹=23𝐺，𝑓=16𝐺
C.𝐹=23𝐺，𝑓=38𝐺 D.𝐹=12𝐺，𝑓=23𝐺
8.某工人用如图所示的装置，将𝐺=900N的重物沿斜面向上匀速拉动4m用时30s，该过程中物体上升的竖直高度为2m，此装置的机械效率𝜂=75%。该过程中，工人所用的拉力𝐹= N，拉力做功的功率𝑃= W。 九年级第11课时 机械效率(240)
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9.小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如图所示。她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角𝜃的大小多次测量，得到下表所示的数据。
(1)请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据。
(2)分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角𝜃越 ，斜面越省力，斜面的机械效率越低。
(3)实验过程中拉力的方向应与斜面 。
(4)若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持
不变、斜面的光滑程度不变，只改变
。
10.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如下表所示，回答下列问题：
九年级第11课时 机械效率(240)
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(1)本实验需要用的测量仪器是 和 。
(2)实验数据是用图中 所示的滑轮组测得的。实验中沿
拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升。第3次实验中应补充的数据是
。(最后一空保留一位小数)
(3)根据以上实验数据可以得出如下结论：同一滑轮组的机械效率主要与 有关。
(4)分析表中的数据可知：随着物重的增加，额外功 (选填“变大”“变小”或“不变”)，原因是 。通过以上实验，请写出提高滑轮组机械效率的两种方法：
和 。
(5)若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(6)同组的小华发现，实验过程中边拉动弹簧测力计边读数时，弹簧测力计示数不稳定，所以他决定令弹簧测力计静止时读数，再利用公式𝜂=𝑊有𝑊总=𝐺物ℎ𝐹𝑠=𝐺物𝑛𝐹，通过测算重力、拉力和承担动滑轮及物重的绳子段数得到机械效率。但小明认为如果这样，测量的结果将比真正的滑轮组机械效率 ，其原因是 。 九年级第11课时 机械效率(240)
第 5 页,共7 页 参考答案
1.【答案】:B
【解析】:A．绳子段数为2，绳子自由端移动距离为4m，A错误；
B．由题意可知，2𝐹=𝐺物 +𝐺动 ，解得：𝐺动=100N，B正确；
C．拉力做功的功率：𝑃=𝐹𝑣=𝐹×2𝑣物=300N×2×0.2m/s=120W，C错误；
D．滑轮组的机械效率：𝜂=𝑊有
𝑊总 =𝐺𝑛𝐹=500 N2×300 N=83.3%，D错误。
2.【答案】:D
3.【答案】:B
【解析】:用滑轮组提升重物时，忽略绳重和摩擦，则有𝐹=1𝑛(𝐺物+𝐺动)，由题目可知，拉力𝐹1=12(𝐺1+𝐺动)，𝐺1=2𝐹1−𝐺动，拉力𝐹2=13(𝐺2+𝐺动)，𝐺2=3𝐹2−𝐺动，因为𝐺1=𝐺2，则2𝐹1=3𝐹2，𝐹1>𝐹2；
它们的机械效率𝜂1=𝐺1ℎ(𝐺1+𝐺动)ℎ，𝜂2=𝐺2ℎ(𝐺2+𝐺动)ℎ，因为𝐺1=𝐺2，所以𝜂1=𝜂2。
拉力做功的功率𝑃1=𝑊总1𝑡1=𝐹1·2ℎ𝑡1，𝑃2=𝑊总2𝑡2=𝐹2·3ℎ𝑡2，由已知2𝐹1=3𝐹2，𝑡1=𝑡2，得𝑃1=𝑃2，故选B。
4.【答案】:D
【解析】:绳子自由端沿水平方向移动的距离：
𝑠=2ℎ=2×2m=4m；
物体受到的拉力等于物体与地面之间的摩擦力：𝑓=0.4𝐺=0.4×1500N=600N；
拉力的功率：𝑃=𝑊𝑡=𝐹𝑠𝑡=375N×4m4s=375W；
滑轮组的机械效率：𝜂=𝑊有𝑊总×100%=𝑓𝑠物𝐹𝑠绳×100%=𝑓𝑛𝐹×100%=600N2×375N×100% =80%。
5.【答案】:D
【解析】:此过程所做额外功为𝑊额=𝑓𝑠=0.3N×1.2m=0.36J；
有用功为𝑊有=𝐺ℎ=4.5N×0.4m=1.8J；
所做总功为𝑊总=𝑊额+𝑊有=0.36J+1.8J=2.16J； 九年级第11课时 机械效率(240)
第 6 页,共7 页 拉力𝐹=𝑊总𝑠=2.16J1.2m=1.8N；
斜面的机械效率为𝜂=𝑊有𝑊总=1.8J2.16J≈83.3%。
6.【答案】:400N； 80%；100N
【解析】:(1)斜面很光滑，故利用功的原理得，人做的有用功等于用斜面所做的功
𝑊有 =𝐺ℎ=𝑚𝑔ℎ=120 kg×10 N/kg×1 m=1200 J，
𝐹𝑠=𝑚𝑔ℎ=1200 J
解得
𝐹=𝑚𝑔ℎ𝑠=1200 J3 m=400 N，
(2)若实际用力为500𝑁，人所做的总功
𝑊𝐵=𝐹𝑠=500 N×3 m=1500 J，
斜面的机械效率
𝜂=𝑊有𝑊总=1200 J1500 J×100%=80%，
(3)因为
𝑊总 =𝑊有 +𝑊额 ，
𝐹𝑠=𝐺ℎ+𝑓𝑠，
所以
𝑓=𝑊总−𝑊有
𝑠=1500J−1200J3m=100N。
7.【答案】:B
【解析】:由题意知，拉力做的功𝑊=𝐹𝑠，物体所受重力做的功𝑊有=𝐺ℎ，斜面倾角为30∘，则𝑠=2ℎ，则斜面的机械效率𝜂=𝑊有𝑊=𝐺ℎ𝐹𝑠=𝐺ℎ𝐹2ℎ=𝐺2𝐹=75%。
则𝐹=23𝐺，𝑊有=34𝑊；
又因为𝑊额=𝑓𝑠=𝑊−𝑊有=14𝑊=𝐹𝑠4，则𝑓=14𝐹=14×23𝐺=16𝐺。
8.【答案】:300；80
【解析】:由题图知𝑛=2。机械效率𝜂=𝑊有𝑊总=𝐺ℎ𝑊总，即75%=900N×2m𝑊总， 解得𝑊总=2400J， 九年级第11课时 机械效率(240)
第 7 页,共7 页 即2400J=2𝐹𝑠=2×𝐹×4m，解得𝐹=300N。
拉力的功率𝑃=𝑊总𝑡=2400J30s=80W。
9
(1)【答案】1；3.6；81%
(2)【答案】小
(3)【答案】平行
(4)【答案】斜面倾斜角𝜃；小车重力
10
(1)【答案】弹簧测力计；刻度尺
(2)【答案】甲 ；竖直方向匀速；74.1%
(3)【答案】物重
(4)【答案】变大；克服摩擦做功更多；增加提起的物重；减轻动滑轮重加强转动部分的润滑等
(5)【答案】不变
(6)【答案】高；没有考虑摩擦力，导致额外功减少
【解析】:(1)本实验所需的测量器材：弹簧测力计和刻度尺，由题表中数据可知有3段绳子承担物重，由此得出滑轮组的绕绳方法。
(2)为使拉力相对稳定，弹簧测力计应保持匀速竖直向上提升。第3次实验滑轮组的机械效率为𝜂=𝑊有𝑊总=𝐺物ℎ𝐹𝑠=4N×0.1m1.8N×0.3m≈74.1%。
(3)由实验数据可知同一滑轮组的机械效率主要由物重决定。
(4)由表中数据可知，随着物重的增大，额外功变大，滑轮组做的额外功为克服动滑轮重力和滑轮与绳子间摩擦力所做的功，且动滑轮的重力不变，则物重越大，摩擦力越大，克服摩擦力做功越多。
(5)滑轮组的机械效率与绕绳方法无关。
(6)小华的方式没有考虑摩擦力，导致额外功减少，机械效率变高。
