机械效率与机械能同步练习
（答题时间：120分钟） 剖析机械效率同步练习
1. 如图所示，工人用250 N的力将重400 N的物体匀速提升2 m，在此过程中滑轮组的机械效率和所做的额外功分别为（ ）
A. 80% 800 J B. 80% 1 000 J C. 62.5% 200 J D. 80% 200 J 2. 如图所示，用拉力F使物体竖直匀速上升，下列说法正确的是（ ）
A. 对物体做的功是额外功 B. 拉力F做的功是有用功
C. 拉力F移动的距离是物体移动距离的2倍 D. 增加物体重力可以增加滑轮组的机械效率
3. 工人利用如图所示的滑轮组，将重800 N的物体竖直向上匀速提升1 m，工人对绳的拉力为500 N，则滑轮组对重物所做的有用功W（ ）
有用
和该滑轮组此时的机械效率η分别是
A. W有用＝500 J，η＝62.5% C. W有用＝800 J，η＝62.5%
B. W有用＝500 J，η＝80% D. W有用＝800 J，η＝80%
4. 在探究“影响滑轮组机械效率的因素”时，小明同学用如图所示甲、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（ ）
A. 被提升物体的重力有关 B. 动滑轮的重力有关 C. 物体被提升的高度有关 D. 承重绳子的段数有关
5. （多选）如图所示，拉力F＝80 N，物体重力G＝120 N，不计摩擦和绳重。若将物体匀速提高1 m，以下说法正确的是（ ）
A. 拉力做的有用功为80 J B. 动滑轮的重力为40 N C. 拉力做的总功为160 J D. 该滑轮组的机械效率是75％
6. 小红家正在装修房子，她设计了如图所示的搬运方案，帮助工人师傅将沙子、水泥材料运到四楼阳台。四楼阳台到地面的距离为9 m，若工人师傅用500 N的力将重为800 N的材料提到四楼阳台，他做的有用功是________ J，该装置的机械效率η＝________。
7. 如图所示，用两个完全相同的滑轮，匀速提升质量相等的物体，且物体质量大于滑轮质量，不计绳重和摩擦。比较甲、乙两种方式可知________更省力，________机械效率更高。（均选填“甲”或“乙”）
8. 如图所示是一种小型千斤顶的示意图，当手往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离。工人在2 s时间里，用100 N的力，竖直向下压动摇臂50 cm，把重1 000 N 的重物匀速抬高4 cm所做的有用功是________J，千斤顶的机械效率是___________。
9. 下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据。 项目 数据 次数 1 2 3 钩码上 动滑轮重 物重 G重/N G/N 升高度 h/cm 0.5 0.5 0.5 1 2 4 0.1 0.1 0.1 动力 动力作用 点移动距离s/m 0.3 0.3 0.3 滑轮组的机械效率? F/N 0.7 1.1 2 47.6% 60.6% （1）请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法。
（2）将表格中的数据补充完整。
（3）用同一滑轮组提升不同的重物至同一高度，提升的物重增加时，除克服动滑轮重所做的额外功外，其他额外功将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。进一步分析可知，在动滑轮和绳重一定的情况下，该滑轮组的机械效率与________和________有关。
（4）第1次实验中，钩码上升0.1 m所用的时间为1.5 s，则动力的功率为________ W。 10. 在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图所示是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其他条件一定时的实验数据。
实验 序号 1 2 3 斜面的 倾斜程度 较缓 较陡 最陡 物块的重 力G/N 10 10 10 斜面高度 h/m 0.2 0.4 0.6 沿斜面的 拉力F/N 5.5 7.0 8.5 斜面长 s/m 1 1 1 机械 效率 36.4% 57.1% 70.6% （1）分析表中数据可得该实验是探究________（选填“小明”或“小聪”）的猜想，结论是在其他条件一定时，斜面________，机械效率越高。
（2）另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤： ①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面；
②用弹簧测力计沿斜面把一木块_______拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率；
③保持斜面的______不变，改变斜面的________，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率；
④比较两次___________的大小，即可验证猜想是否正确。
11. 在新农村建设中，为将一批建材运到10 m高的施工处，工人利用如图所示的滑轮组提升建材。装置中动滑轮重100 N，工人每次匀速提升一箱重400 N的建材，不计绳重和摩擦。
试问：
（1）每次提升建材时的有用功、额外功各是多少？ （2）该滑轮组的机械效率是多少？
（3）为加快施工进度，张师傅建议用电动机作动力替代人提升建材。为了安全，改装后每次可吊起四箱建材，建材匀速上升时的速度为0.4 m/s。仓库中现有两台电动机，型号分别为“220 V 0.8 kW”“220 V 3 kW”，请你通过计算说明应选哪台电动机才能使配置更为合理。
12. 如图所示是迫击炮供弹车。钢缆绳以大小为100 N的拉力F使炮弹匀速升高2 m，若炮弹重为150 N，求：
（1）滑轮组提升炮弹所做的有用功； （2）拉力F做的总功； （3）滑轮组的机械效率。
微课程：解读机械能同步练习
1. 某同学家住高层住宅，当他乘坐电梯从一层匀速上升至十五层的过程中，他的（ ） A. 动能不变，重力势能增大 C. 动能减小，重力势能增大 法中正确的是（ ）
B. 动能和重力势能都增大 D. 动能和重力势能都减小
2. 如图是小明在体育考试中测试“引体向上”时的示意图。关于“引体向上”，下列说
A. 身体悬挂不动时，势能为零
B. 身体上升时，重力做功，势能减少
C. 身体下降时，重力做功，势能增加 D. 身体上升时，克服重力做功，势能增加 3. 某市为了杀灭美国白蛾调动了直升机，在灾区上空喷洒生物农药，飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药的过程中，飞机的（ ）
A. 动能减小，重力势能减小 C. 动能减小，重力势能不变
B. 动能不变，重力势能不变 D. 动能增大，重力势能减小
4. 跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（ ）
A. 助跑阶段机械能不变 C. 经过最高点时动能最大 的是（ ）
B. 起跳时机械能为零 D. 经过最高点时重力势能最大
5. 如图所示，“套圈”出手后，从a点到c点的过程中（不计空气阻力），下列说法正确
A. “套圈”由a到b的过程中，动能逐渐增大 B. “套圈”在b点的机械能大于在a点的机械能 C. “套圈”由b到c的过程中，机械能逐渐变小
D. “套圈”由a到b再到c的过程中，重力势能先变大后变小
6. “歼-20”是我国自主研制的新一代隐身歼击机，具有卓越的机动性能，当它在空中加速向下俯冲时，动能________，重力势能________。（选填“增大”或“减小”） 7. 公园中有一种叫“蹦床”的游戏，深受同学们的喜爱。如图所示，该同学离开蹦床上升的过程中动能变______，这一过程中动能逐渐转化为______能。
8. 如图所示为南京市标志性建筑紫峰大厦的外观图，大厦总高度450 m。小明乘坐大厦内的电梯匀速上升的过程中，以电梯为参照物，小明是__________的。匀速上升过程中，他的动能______，重力势能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
9. 如图所示，质量为40 g的金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下。在从a到b的过程中，重力做功为______ J；在整个运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械能为__________J。（g取10N/kg）
10. 如图是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”实验的装置。让同一小车从斜面上不同的高度由静止开始运动，撞到同一位置的相同木块上。目的是探究小车动能的大小与______的关系；若小车推动木块移动的距离越大，说明小车对木块______越多，从而判断小车的动能越________（选填“大”或“小”）；若水平面绝对光滑，本实验将____（选填“能”或“不能”）达到探究目的。
11. 在探究“物体的重力势能与什么因素有关”时，小雨提出了如下猜想： 猜想一：物体的重力势能可能与物体的质量有关； 猜想二：物体的重力势能可能与物体所在高度有关。
为此他设计了如图甲所示的实验装置，将两端开口、长约1 m、粗细均匀的圆柱形玻璃管竖直固定在铁架台上，将粗细适宜的圆柱形泡沫塑料块置于玻璃管内O点处（塑料块与
玻璃管内壁有适量的摩擦）；其他器材还有：刻度尺、一组系有细线的质量不等的钩码、用于调整泡沫塑料块回到O点位置的木棒（如图乙所示）。
请你帮助小雨回答下列问题：
（1）探究“猜想一”时，应使用质量________（选填“相同”或“不同”）的钩码从______（选填“相同”或“不同”）的高度在玻璃管内由静止下落，去冲击O点的泡沫塑料块，然后用该刻度尺分别测量__________，从而比较出重力势能的大小。
（2）设计探究“猜想二”的记录实验数据的表格。
12. 如图所示，是探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验：
（1）用质量不同的A、B两个小球（mA＞mB）碰撞静止在同一水平面上的纸盒。实验中控制小球的高度相同，是为了控制两球到达底端时__________相同；实验中通过观察纸盒被推动的距离的大小，可以比较A、B两个小球______的大小。
（2）将甲与乙两实验比较可知，小球动能的大小与小球的______有关。将甲与丙两实验比较可知，小球动能的大小与小球的______有关。
（3）本次实验采用了物理中最常用的一种实验方法是__________。
机械效率与机械能同步练习参考答案
剖析机械效率同步练习参考答案
1. D 解析：在此过程中：W有用＝Gh＝400 N×2 m＝800 J，
W总＝Fs＝F·2h＝250 N×2×2 m＝1 000 J，
W有用800 Jη＝×100%＝×100%＝80%，W额外＝W总－W有用＝1 000 J－800 J＝200 J。
W总1 000 J
2. D 解析：对物体做的功是有用功，故选项A错；拉力F做的功是总功，故选项B错误；动滑轮和重物由三段绳子承担，故拉力F移动的距离是物体移动距离的3倍，故选项C错误；对某一固定的滑轮组来说，使用滑轮组提升重物时所做的额外功是一定的，增加物体重力可使有用功增大，则滑轮组的机械效率增大。
3. D 解析：滑轮组做的有用功：W有用＝Gh＝800 N×1 m＝800 J；
（2）s＝2h＝2×1 m＝2 m，滑轮组做的总功：W总＝Fs＝500 N×2 m＝1 000 J，滑轮
W有用800 J
组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%。
W总1 000 J4. B 解析：从题图中可以看出，两个滑轮组承重绳子的段数相同、被提升物体的重力相同、动滑轮的个数相同，只有动滑轮的重力不同，根据控制变量法的要求，该实验可以用来研究滑轮组的机械效率可能与动滑轮的重力有关，故选B。
5. BCD 解析：本题考查与机械效率相关的知识。由于不计摩擦和绳重，所以拉力F＝
12（G动＋G），则动滑轮的重力G动＝2F－G＝2×80 N－120 N＝40 N，B正确；拉力做的有用功W有用＝Gh＝120 N×1 m＝120 J，A错；拉力做的总功W总＝Fs＝80 N×（2×1 m）＝160 J，C正确；滑轮组的机械效率η＝
W有用W总×100%＝
120 J×100%＝75％，D正确。 160 JW有用W总
6. 7 200 80% 解析：工人师傅做的有用功W有用＝Gh＝800 N×9 m＝7 200 J，绳子自由端移动的距离s＝2h＝2×9 m＝18 m，他做的总功W总＝Fs＝500 N×18 m＝9 000 J，η＝7 200 J×100%＝×100%＝80%。
9 000 J
7. 甲 乙 解析：甲是动滑轮，乙是定滑轮，因此甲更省力；由于甲在提升物体过程中要克服动滑轮本身重力做功，因此甲的机械效率小于乙的机械效率。
8. 40 80% 解析：有用功W有用＝Gh＝1 000 N×0.04 m＝40 J ，总功W总＝Fs＝100N×0.5 m＝50 J，千斤顶的机械效率η＝9. （1）如图所示
W有用W总×100%＝
40 J×100%＝80%。 50 J
（2）66.7% （3）变大 物重 摩擦 （4）0.14
