学年沪科版物理八年级下册第十章第五节 机械效率 同步测试.docx
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学年沪科版物理八年级下册第十章第五节机械效率同步测试
2017-2018学年沪科版物理八年级下册第十章
第五节机械效率同步测试
一、单选题(共10题;共20分)
1.一滑轮组经改进提高了效率,把同一物体匀速升高同样的高度,改进后和改进前相比较( )
A. 做的有用功减少了
B. 做的有用功增加了
C. 做的额外功增加了
D. 做的总功减少了
【答案】D
【解析】【解答】解:
把同一物体匀速提升同样的高度,由W=Gh可知:
利用滑轮组做的有用功相同;
滑轮组改进后提高机械效率,
由η=
×100%可知:
改装后滑轮组的机械效率提高了,所以做的总功减少;
由W总=W有+W额知:
改装后利用滑轮组做的额外功减少;
由上述分析得出,A、B、C错,D正确.
故选D.
【分析】用滑轮组把同一物体匀速提升同样的高度,有用功相同;由题知改装后的机械效率高,根据机械效率的公式知道总功减小,而总功等于有用功加上额外功,据此分析判断.
2.在“测滑轮组的机械效率”实验中,对于钩码提升的高度h和弹簧秤移动的距离s,下面说法错误的是( )
A. h和s都由尺测出
B. 只需用尺测出h,对于已组合好的滑轮组,s可以根据测出的h算出来
C. h和s都不用测出具体数值,对于已组合好的滑轮组,h和s的比值是可以知道的,而知道这个比值再结合测得的G、F就可算出η
D. h和s都不用测出具体数值,对于已组合好的滑轮组,h=ns,而知道这个关系再结合测得的G、F就可算出η
【答案】D
【解析】【解答】解:
A、根据η=
×100%=
×100%,实验中要测量G、h、F、s,其中,s、h是通过刻度尺进行测量的,A正确,不符合题意;B、若测出h,则根据s=nh便可计算出s,B正确,不符合题意;
C、根据η=
×100%=
×100%=
×100%=
×100%,所以若不测出s、h的值,对已组合好的滑轮组也可以测出机械效率,C正确,不符合题意;
D、对于已组合好的滑轮组,s=nh,而不是h=ns,D错误,符合题意.
故选D.
【分析】滑轮组的机械效率,η=
×100%=
×100%=
×100%=
×100%.
若判断出承担物重的绳子段数,可根据s=nh的关系,测出G和F便可求出滑轮组的机械效率,可以不测量h和s.
3.下列做法中,不能够改变滑轮组机械效率的是( )
A. 改变提升重物的高度
B. 用体积相等的塑料动滑轮代替铸铁动滑轮
C. 提升更重的物体
D. 给定滑轮加润滑油
【答案】A
【解析】【解答】A、改变提升重物的高度,拉力端移动的距离s=nh,成倍数的变化,不影响拉力大小,有用功和总功的比值不变,不能改变机械效率,A符合题意;
B、用体积相等的塑料动滑轮代替铸铁动滑轮,减轻了动滑轮重,减小额外功,在有用功一定时,减小总功,使有用功和总功的比值增大、机械效率增大,可以改变机械效率,B不符合题意;
C、提升更重的物体,增大有用功,在额外功一定时(使用同样的机械),有用功越大,总功越大,有用功和总功的比值越大、机械效率越高,可以改变机械效率,C不符合题意;
D、给定滑轮加润滑油,减小额外功,在有用功一定时,减小总功,使有用功和总功的比值增大、机械效率增大,可以改变机械效率,D不符合题意.
故答案为:
A.
【分析】根据机械效率的公式及影响滑轮组机械效率的因素来分析,影响滑轮组机械效率的因素:
物重、滑轮的重力、绳重及摩擦。
4.关于机械效率,下列说法正确的( )
A. 做有用功多的机械,η高
B. 额外功越大,机械的机械效率就越低
C. 总功越大,机械的机械效率就越低 D. 有用功与总功的比值越大,机械的机械效率就越高
【答案】D
【解析】【分析】A、机械效率是有用功与总功的比值,总功不确定,机械效率不能确定。
此选项错误;
B、有用功不确定,总功不能确定,总功不确定,机械效率不能确定。
此选项错误;
C、机械效率是有用功与总功的比值,有用功不确定,机械效率不能确定。
此选项错误;
D、机械效率是有用功与总功的比值,比值越大,说明机械效率越高。
此选项正确。
故选D。
【点评】理解机械效率的定义,明确有用功、额外功和总功之间的关系是解决此类题目的关键。
5.用如图所示的滑轮组(不计绳重和绳子与滑轮的摩擦力),滑动轮的重力为15N把60N的重物1s内匀速提高1m时,下列说法正确的是( )
A. 机械效率为75% B. 绳子自由端向下移动速度为1m/s
C. 拉力做功的功率为37.5W
D. 绳子的拉力为37.5N
【答案】D
【解析】【解答】由图可知,n=2,则绳端移动的距离:
s=nh=2×1m=2m,
绳子自由端向下移动速度:
v=
=
=2m/s,故B错误;
不计绳重和绳子与滑轮的摩擦力,绳子的拉力:
F=
(G+G动)=
(60N+15N)=37.5N,故D正确;
拉力做的功:
W总=Fs=37.5N×2m=75J,
拉力做功的功率:
,故C错误;
有用功:
W有=Gh=60N×1m=60J,
滑轮组的机械效率:
,故A错误.
故选D.
【分析】由图可知,动滑轮绳子的有效股数,根据s=nh求出绳端移动的距离,根据v=
求出绳子自由端向下移动速度,不计绳重和绳子与滑轮的摩擦力,根据F=
(G+G动)求出拉力的大小,根据W=Fs求出拉力做的功,根据P=
求出拉力做功的功率,根据W=Gh求出有用功,利用
×100%求出滑轮组的机械效率.
6.以下是同学们对机械效率的一些理解,其中正确的是( )
A. 机械效率越高,机械做功一定越快
B. 做功越多的机械,机械效率一定越高
C. 功率越大的机械做功一定越多
D. 有用功在总功中所占的比例越大,机械效率一定越高
【答案】D
【解析】【解答】解:
A、机械效率越高,说明有用功占总功的比例大,不能说明机械做功一定越快,故A错误;
B、机械效率是指有用功与总功的比值,做功越多的机械,机械效率不一定越高,故B错误;
C、功率越大的机械做功越快,但不一定做功越多,故C错误;
D、机械效率是指有用功与总功的比值,有用功在总功中所占的比例越大,机械效率一定越高,故D正确.故选D.
【分析】机械效率是指有用功与总功的比值,其大小与做功的多少、功率的大小等均没有关系.
7.用滑轮组提升重物,滑轮组所做的功为有用功的是( )
A. 重物升高
B. 动滑轮升高
C. 克服摩擦力
D. 克服绳重力
【答案】A
【解析】【解答】解:
用滑轮组提升重物,对重物做的功为有用功,提升动滑轮、克服摩擦、克服绳重力做的功为额外功.
故选A.
【分析】使用机械时,人们为完成某项任务必须做的功叫有用功;对完成任务没有用,但不得不做的功叫额外功.
8.用同一滑轮组分别把100N和200N的重物匀速提高5m,如果两种情况下的额外功相等,则( )
A. 所做的总功相等
B. 所做的有用功不相等
C. 两次的机械效率相等
D. 两次用于拉绳子的力相等
【答案】B
【解析】【解答】解:
AB、额外功相等,物体上升的高度都是5m,根据W=Gh可知提升100N和200N的物体做的有用功是不同的;总功等于有用功和额外功之和,也是不相同的,故A错误,B正确;
C、额外功相等,总功不相等,由η=
=
可知,滑轮组的机械效率不相等,故C错误;
D、用的是同一个滑轮组,物体上升的高度相同,所以绳子末端移动的距离相同,因总功不相等,根据W=Fs可知两次拉绳子的力是不同的,故D错误.
故选B.
【分析】①克服绳重和动滑轮的重力,以及摩擦力所做的功就是额外功;克服物体重力所做的功是有用功,物体的重力不同,提高相同的高度,则有用功不相等;总功等于有用功和额外功的和,由此可知总功的大小;②同一个滑轮组的机械效率大小与物体的重力有关,物体重力越大,做的有用功当然多,有用功在总功所占的比例就越大,机械效率就高;③物体的重力不相等,所做总功不相等,根据W=Fs可知拉力的大小.
9.在“测滑轮组的机械效率”的实验中,不是做额外功的主要原因的是( )
A. 提起钩码做功 B. 克服摩擦做功 C. 提起动滑轮做功 D. 克服空气阻力做功
【答案】A
【解析】【解答】解:
在“测滑轮组机械功率”的实验中,提升钩码做的功为有用功;额外功为克服摩擦力做的功、提起动滑轮做的功、克服绳子的重力做的功以及克服空气阻力做的功;
所以,做额外功的主要原因是克服动滑轮重力做的功、克服摩擦力和绳重做的功以及克服空气阻力做功(有时可以忽略).
故选A.
【分析】在“测滑轮组机械功率”的实验中,有用功等于提升钩码做的功,额外功有克服摩擦力做的功、提起动滑轮做的功以及克服绳子的重力做的功和克服空气阻力做功,其中额外功中动滑轮的重力影响较大,据此进行解答.
10.甲、乙两种机械的效率分别是70%和50%,则下列说法中正确的是( )
A. 使用甲机械省力
B. 使用甲机械做功快
C. 在相同的时间内,使用甲机械完成的功多
D. 乙机械的额外功在总功中占的比例大
【答案】D
【解析】【解答】解:
A.机械效率高是指做的功中有用功占的比例高,与是否省力无关,故A错误;
B.功率是表示做功的快慢,而功率与机械效率没有必然的联系,故B错误;
C.机械效率高是指做的功中有用功占的比例高,与做功的多少无关,故C错误;
D.乙的机械效率较低,说明有用功占总功的比例小,相应的,额外功占总功的比例就比较大,故D正确.
故选D.
【分析】
(1)机械效率是指有用功占总功的百分比;
(2)功率是表示做功快慢的物理量.
二、多选题(共3题;共9分)
11.下列哪种措施可以提高滑轮组的机械效率( )
A. 增加物体移动的距离
B. 改变绳子的绕法
C. 增加物体的重力
D. 减少动滑轮的个数
【答案】C,D
【解析】【解答】解:
A.增加提升高度的时候,绳端被拉升的距离也变长了,根据
可知机械效率并不受影响,故A不正确;
B.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B不正确;
C.增加物体的重力,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C正确;
D.减少动滑轮个数,可以减少额外功,所以在有用功一定的情况下可以提高滑轮组的机械效率,所以该说法正确.
故选CD.
【分析】对于提高滑轮组机械效率的方法,有两种情况:
一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦,这些方法可以减少额外功,提高机械效率;二是增加提升物体的重,在额外功不变的情况下,增大有用功,从而提高机械效率,据此分析进行解答.
12.如图所示,在拉力F作用下,物体A在水平桌面上以速度v向右匀速运动了距离s,已知A的重力为G,桌面对A的摩擦力为f(滑轮及绳重不计).则下列说法正确的有( )
A. 有用功为Fv
B. 拉力做功为3Fs
C. 拉力做功的功率为3Fv
D. 装置的效率为
【答案】B,C
【解析】【解答】A、该过程做的有用功为W有用=fs,故A错;
B、动滑轮上绳子的段数为3段;总功W总=F×3s=3Fs,故B正确;
C、拉力F移动的速度为物体移动速度的3倍为3v,所以拉力做功的功率为P=F×3v=3Fv,故C正确;
D、机械效率为
,故D错误.
故选BC.
【分析】
(1)根据二力平衡的条件可知,物体做匀速运动时所受拉力等于摩擦力,克服摩擦力做的功为有用功;
(2)已知动滑轮上绳子的段数可求拉力F移动的距离,根据公式W=Fs可求拉力F做的总功;求出拉力端移动的速度,利用P=Fv求拉力做功的功率;
(3)有用功和总功的比值就是滑轮组的机械效率.
13.下列措施中可以提高机械效率的是( )
A. 增大物体提升的高度
B. 改变绳子的绕法,使滑轮组最省力
C. 减少动滑轮的个数
D. 增大被提升的物体的质量
【答案】C,D
【解析】【解答】A、增加提升高度的时候,绳端被拉升的距离也变长了,根据
可知机械效率并不受影响,故A错;
B、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B错;
C、减少动滑轮个数,可以减少额外功,所以在有用功一定的情况下可以提高滑轮组的机械效率,所以该说法正确;
D、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,故本项符合题意.
故选C、D.
【分析】对于提高滑轮组机械效率的方法,有两种情况:
一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦,这些方法可以减少额外功,提高机械效率;二是增加提升物体的重,在额外功不变的情况下,增大有用功,从而提高机械效率,据此分析即可解决.
三、填空题(共3题;共10分)
14.________和________的总和叫做总功.________跟________的比值叫机械效率,机械效率总是________(填“小于”“等于”或“大于”)1.
【答案】有用功;额外功;有用功;总功;小于
【解析】【解答】解:
(1)有用功和额外功的总和叫总功,有用功与总功的比值叫机械效率;
(2)使用机械时,不可避免地要做额外功,所以总功一定大于有用功,由η=
×100%可知,机械效率一定小于1.故答案为:
有用功;额外功;有用功;总功;小于.
【分析】使用机械时,人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功;对完成任务没有用,但又不得不做的功叫额外功;有用功与额外功之和叫总功.有用功与总功的比值叫机械效率.
15.利用机械做功时,对人们有用的功叫________.不需要但又不得不做的功叫________,两者之和叫________.
【答案】有用功;额外功;总功
【解析】【解答】解:
利用机械做功时,对人们有用的功叫有用功.不需要但又不得不做的功叫额外功,两者之和叫总功.
故答案为:
有用功;额外功;总功.
【分析】使用机械时,①人们为完成某项任务必须做的功叫有用功;②对完成任务没有用,但不得不做的功叫额外功;③有用功与额外功之和叫总功.
16.利用某机械做功,动力做的总功是500J,其中有用功是400J.那么,克服机械自重和摩擦做的额外功是________J,机械效率是________.
【答案】100J;80%
【解析】【解答】解:
W额=W总﹣W有=500J﹣400J=100Jη=
故答案为:
100J,80%
【分析】额外功等于总功减去有用功,机械效率是有用功和总功的比值,题上条件是充足的.
四、计算题(共1题;共5分)
17.一个工人用由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组(不计摩擦和绳重),站在地上将500N重的货物经过10s匀速提高4m,所用的拉力是300N,求:
(1)这个工人做功的功率是多少?
(2)此时滑轮组的机械效率是多少?
(3)若把800N的重物提起,工人至少要用多大的拉力?
【答案】解:
(1)由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,又是站在地上往下拉,故可得知此滑轮组应有2段绳子在拉重物
工人做功W总=Fs=300N×2×4m=2400J
则P=
=240W;
(2)W有用=Gh=500N×4m=2000J
则η=
×100%=
×100%=83.3%
(3)不计绳重及摩擦,故有F=
(G动+G物)
拉500N重物用的拉力为300N,则动滑轮重G动=2F﹣G物=2×300N﹣500N=100N
则拉800N重物时,拉力F=
(G动+G′物)=
×(100N+800N)=450N.
答:
(1)工人做功的功率为240W;
(2)机械效率为83.3%;(3)拉800N重物需用力450N.
【解析】【分析】解答本题关键是要了解:
(1)由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,又是站在地上往下拉,故可得知此滑轮组应有2段绳子在拉重物,故S=2h=8m.再由W=FS求出工人做的功,最后由P=
求出功率.
(2)工人做的功为总功,重物被拉升为有用功.即W总=FS,W有用=Gh,再由η=
求出机械效率,
(3)先由拉400N重物用的拉力为250N,根据F=
(G动+G物)算出动滑轮重.再根据此公式算出拉800N重物需多大拉力.
五、实验探究题(共2题;共12分)
18.斜面的机械效率与斜面的哪些因素有关呢?
小刚猜想:
斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度有关.他将一木板的一端垫高,构成长度一定、高度可调的斜面,用弹簧测力计拉着同一块木块沿不同的斜面匀速向上运动.下表是他们实验记录的有关数据:
次数
斜面
倾角
斜面材料
物重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
机械效率η
1
30°
木板
7
0.5
6.0
1
①
②
③
2
30°
毛巾
7
0.5
6.5
1
3.5
6.5
53.8%
3
20°
木板
7
0.34
4.9
1
2.38
4.9
48.6%
(1)请将第1次实验表格的空补充完整①________;②________;③________.
(2)在第2次实验中,木块与斜面的摩擦力为________N.
(3)分析第1、2次实验数据,可以得出:
当其他条件一定时,________斜面机械效率越低.
(4)分析第1、3次实验数据,可以得出:
斜面材料相同时,斜面倾角越大,斜面的机械效率越________,斜面在生活中有着广泛的应用,例如________.
【答案】
(1)3.5;6.0;58.3%
(2)3
(3)斜面越粗糙
(4)高;盘山公路
【解析】【解答】解:
(1)由表格第1次实验数据:
W有=Gh=7N×0.5m=3.5J,W总=Fs=6N×1m=6J,故机械效率为:
η=
×100%=
×100%=58.3%;
(2)由第3次实验的数据可知,则额外功W额=W总﹣W有=6.5J﹣3.5J=3J,
由W额=fs得,木块所受摩擦力f=
=
=3N.(3)分析第1、2次实验数据,可以得出:
当斜面倾角、斜面高、物重等条件一定时,发现斜面越粗糙,斜面的机械效率越低;(4)分析第1、3次实验数据,可以得出:
当物重、斜面材料相同时,斜面倾角越大,斜面的机械效率越高;盘山公路就是利用了斜面.
故答案为:
(1)3.5;6.0;58.3%;
(2)3;(3)斜面越粗糙;(4)高;盘山公路.
【分析】
(1)克服重力做的功为有用功,拉力做的功为总功,有用功与总功的比值为机械效率;
(2)先根据W有=Gh和W总=Fs分别求出有用功和总功,然后根据W额=W总﹣W有求出额外功,克服摩擦力做功就是额外功,利用f=
求出摩擦力;(3)(4)根据表格中的数据,利用控制变量法分析.
19.(2015•北海)物理兴趣小组在测量滑轮组机械效率实验中,利用如图所示的滑轮组进行了4次测量,测得数据如下表所示.
次数
钩码所受的重力G/N
钩码提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
1
0.1
0.7
0.3
47.6%
2
1
0.2
0.7
0.6
47.6%
3
2
0.1
1.1
0.3
60.6%
4
4
0.1
2.0
0.3
(1)实验中应竖直向上________ 拉动弹簧测力计
(2)第4次实验测得的机械效率为 ________ %
(3)比较 1、2两次实验,小组同学发现:
同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关:
比较第3、4次实验数据可知,同一滑轮组,________ 越大,机械效率越高,第4次拉力做的额外功与第3次相比________ (选填“增大”、“减小”或“不变”),由此可见机械效率提高的原因是________ .
【答案】
(1)匀速
(2)66.7
(3)提起的物体重力;增大;有用功增加比额外功增加多得多,从而使有用功占总功的比值变大
【解析】【解答】
(1)实验中应该竖直向上匀速拉动弹簧测力计,以保证拉力大小恒定,便于读数.
(2)由表格第4次实验数据,机械效率大小为:
η=
×100%=
×100%=
×100%≈66.7%;
(3)探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时,应控制其他因素不变,只改变物体被提高高度,由表格数据可知,应比较1、2两次实验;
比较第3、4次实验数据可知,同一滑轮组提起的物体越重,滑轮组的机械效率越高;
根据W额=W总﹣W有=Fs﹣Gh,
W额3=F3s﹣G3h=1.1N×0.3m﹣2N×0.1m=0.13J,
W额4=F4s﹣G4h=2.0N×0.3m﹣4N×0.1m=0.2J,
所以第4次拉力做的额外功与第3次相比增大了0.07J;
W有3=G3h=2N×0.1m=0.2J,
W有4=G4h=4N×0.1m=0.4J,
有用功增大了0.2J.
由此可知,有用功增加比额外功增加多得多,从而使有用功占总功的比值变大,即机械效率增大.
故答案为:
(1)匀速;
(2)66.7;(3)1、2;提起的物体重力;增大;有用功增加比额外功增加多得多,从而使有用功占总功的比值变大.
【分析】
(1)应竖直匀速拉动测力计,这样拉力大小不变,弹簧测力计的示数稳定;
(2)根据η=
=
计算机械效率;
(3)探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时,应控制其他因素不变,只改变物体被提高高度;
由第3、4实验数据,找到不变量和改变的量,分析机械效率的影响因素;
根据W额=W总﹣W有=Fs﹣Gh计算3、4两次实验的额外功的大小比较,从而分析
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- 学年沪科版物理八年级下册第十章第五节 机械效率 同步测试 学年 沪科版 物理 年级 下册 第十 五节 同步 测试