北师大版八年级下 9.6 测滑轮组的机械效率 同步练习
一、单选题
1．用如图所示的滑轮组提起重4.5N的物体，使其沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速向上运动了2s，绳子自由端的拉力为2N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离为0.2m B．动滑轮重为1N
C．滑轮组的机械效率为75% D．拉力的功率为0.2W
2．下列说法中正确的是（ ）
A．做功越多的机械，机械效率越高 B．功率大的机械，做功就越多
C．功率大的机械，做功就越快 D．部分机械的机械效率可以大于1
3．如图，甲、乙两滑轮组由完全相同的滑轮和绳子组装而成，每个滑轮重20N，现在用这两个滑轮组分别匀速提起80N的重物，使物体都以0.1m/s的速度上升1m，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的有（ ）
①和都是50N
②总功都是100J
③和的功率都是10W
④甲、乙的机械效率都是80%
A．①② B．③④ C．②③④ D．①②③
4．如图所示，利用滑轮组在4s内将一重为9N的物体匀速向上提升了10cm，拉力为4N，不计一切摩擦和绳重，（g取10N/kg）。下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮重力为5N
B．滑轮组的机械效率为75％
C．拉力所做的功为0.4J
D．拉力的功率为0.4W
5．某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．甲图省力，机械效率一样大 B．甲图省力，机械效率甲图大
C．乙图省力，机械效率一样大 D．乙图省力，机械效率乙图大
6．如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽绳重及摩擦，常数g取10N/kg。下列结论错误的是（ ）
A．此装置最多能匀速运载80N的货物
B．第2s内拉力F的功率为40W
C．动滑轮的重力为9N
D．此装置提升重物的最大机械效率为80%
7．质量为m的同一物体，先用滑轮组（如图甲）匀速提升，后沿斜面（如图乙）匀速拉升，两次物体提升高度均为h，两次拉力大小均为0.8mg，斜面长AB＝2h，则两次提升物体的机械效率（ ）
A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙
C．η甲＝η乙 D．条件不足无法判断
8．如图，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N，则下列说法正确的是（忽绳子的重力）（ ）
A．拉力所做的功是300J B．拉力的功率是50W
C．斜面的机械效率是80% D．斜面上的摩擦力是50N
9．利用四个相同的滑轮，组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用同样的时间，把质量相等的重物G提升了相同的高度时，所用的拉力分别为F甲、F乙 ，拉力做的功分别为W甲、W乙，拉力的功率分别为P甲、P乙 ，机械效率分别是η甲、η乙（忽绳重与摩擦），下列关系式正确的是 （ ）
A．F甲
C．W甲=W乙 ， P甲=P乙 D．W甲=W乙， P甲>P乙
10．关于功、功率、机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．机械的效率越高，做功越多
B．机械的效率越高，做功越快
C．机械的功率越大，做功越快
D．机械的功率越大，做功越多
11．如图所示，小明分别使用甲、乙、丙三种机械匀速提升物体M（绳长不变），测得物体M所受重力和各拉力如表所示，则（ ）
GM F甲 F乙 F丙
8N 10N 10N 10N
A．乙、丙的机械效率相等 B．使用图丙斜面可以省力
C．甲、乙的机械效率相等 D．甲、丙的机械效率相等
12．小明在探究影响滑轮组机械效率的因素时，猜想滑轮组机械效率与下列因素有关：①被提升的物体的重力；②物体被提升的高度；③动滑轮的重力；④承重绳子的段数。他用相同的滑轮设计了如图所示的两个滑轮组，将重物提升相同高度做对比实验来验证猜想，该实验验证的猜想是（ ）
A．① B．①② C．①②③ D．①②③④
二、填空题
13．如图所示，用滑轮组把500N的重物匀速提升3m，人所做的有用功是 ______J；如果用该滑轮组提升300N的重物，它的机械效率将 ______。
14．如图所示，在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为F=1.8N，斜面长s=1.2m、高，把重物直接提升h所做的功作为有用功，则在这一过程中所做的有用功是__________，总功是_________，机械效率是___________。
15．如图所示，用两种方式匀速提升质量相同的重物。若滑轮组质量相同，绳重和摩擦力不计，则绳端的拉力F甲______F乙， 机械效率η甲______η乙 。（以上两空均选填 “ > ”、 “ < ” 或“ = ”）
16．利用图中所示的装置竖直匀速提升重100N的物体，当物体上升的高度和时间图象如图甲时，受到竖直向上的拉力为F1，若滑轮重为20N，不计绳重和摩擦，拉力F1提升物体时的机械效率是______。当物体上升的速度和时间图象如图乙时，受到竖直向上的拉力为F2。两次拉力的功率分别为P1、P2，则P1______（选填“>”“=”或“<”）P2。
三、综合题
17．一名体重为500N、双脚与地面接触面积为0.04m2的学生站在水平地面上，要用滑轮组将600N的重物匀速提升1m．求：
（1）他站在地面上未拉绳子时对地面的压强多大？
（2）画出滑轮组的绕线方式；
（3）若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75%，则拉力F多大？
18．2019年3月31日，农业路大桥正式建成通车，大桥由梁、斜拉索和塔柱三部分组成，塔柱高150米；桥面为双向10车道；共设36对72根斜拉索，具有塔柱高、桥面宽、斜拉索索力大等特点；
（1）“塔柱为什么要造这么高？”科学兴趣小组的同学对此进行了研究：他们将大桥的结构进行简化，抽象成图1中甲的模型，又画了塔柱高低不同的两幅图乙和丙；可以看出它用到了杠杆的相关知识，其中O是支点，______代表桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力；同学们通过比较发现：适当增加塔柱的高度，可______（选填“增大”或“减小”）斜拉索拉力的力臂，从而减轻斜拉索承受的拉力；
（2）大桥在历经四年修建过程中常用到如图2中甲所示的起重机，若起重器吊臂前端是由如图2中乙所示的滑轮组组成，动滑轮质量为100kg，绳重和摩擦不计；如果拉力的功率为6kW，则把2×103kg的货物匀速提高10m；（g取10N/kg）求：
①拉力F的大小是多少？______
②这一过程需要多长时间？______
③滑轮组机械效率是多少？______
19．如图是提升货物的某升降机示意图，货厢内所装货物的重力是6000N，货厢电动机的重力是2000N，若不计钢丝绳和动滑轮的重力，不计摩擦求
（1）若升降机在30s内将货厢和货物匀速提升6m，则钢丝绳自由端拉力的功率是______？
（2）在（1）的情景中，若电动机的功率为2kW，则该装置的效率为______
（3）若用此装置提升的货物质量变大时，它的机械效率将______（选填“变大”“变小”或“不变”），请说明理由______。
20．如图所示，利用轻质滑轮组拉动水平地面上的物体，使物体以0.1m/s的速度匀速向左运动。已知物体重400N，拉力F=50N，物体和地面之间的摩擦力f=80N。则：
(1)B滑轮的作用是______；
(2)A处的拉力大小为______N；
(3)滑轮组在10s内做的有用功为______J；滑轮组的机械效率为______。
21．如图所示，物体重100N，用110N的拉力将物体在2s内匀速提升1m，则：
（1）请你回答下面的问题：
①使用这个滑轮有什么优点？
②使用时，这个滑轮相当于什么杠杆？
（2）物体上升的速度？
（3）拉力做的有用功？
（4）拉力的功率？
（5）滑轮的机械效率？（保留到0.1%）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．由
可知，物体上升的高度为
h=vt=0.1m/s×2s=0.2m
由图可知，绳子承担重物的段数
n=3
绳子自由端移动的距离为
s=nh=3×0.2m=0.6m
故A错误；
B．因为不计绳重和摩擦时，有
所以动滑轮的重力为
G动=nF-G=3×2N-4.5N=1.5N
故B错误；
C．根据机械效率的计算公式可得，滑轮组的机械效率为
故C正确；
D．绳子自由端移动的速度为
v=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s
由功率的计算公式可得，拉力的功率为
故D错误。
故选C。
2．C
【详解】
A．机械效率是机械所做的有用功与总功的比值，故机械做功多，其机械效率不一定大，故A错误；
B．功率是表示单位时间内做功的多少，功率大的机械，只能表明机械做功快，不能表明机械做功多，故B错误；
C．因功率是表示做功快慢的物理量，功率大说明机械做功快，故C正确；
D．因任何机械做功过程中都要克服摩擦做功，故机械所做的有用功小于总功，即任何机械的机械效率均小于1，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】
①由图可知图甲中有2段绳子承重，图乙中有3段绳子承重，所以
故①错误；
②物体上升距离为
h=1m
则拉力移动的距离为
拉力做的总功是
则拉力移动的距离为
拉力做的总功是
故②正确；
③拉力的功率为
所以拉力F1和F2的功率相等，F1和F2的功率大小为
故③正确；
④滑轮组的机械效率为
所以甲、乙滑轮组的机械效率相等，甲、乙滑轮组的机械效率大小为
故④正确。
故选C。
4．B
【详解】
A．三股绳子与动滑轮接触，作用在绳子自由端的拉力为4N，则对动滑轮和物体的总拉力为
4N×3=12N
物体重9N，则动滑轮重
12N－9N=3N
A选项错误，不符合题意
B．滑轮组的机械效率为
B选项正确，符合题意
C．物体向上移动了10cm，拉力做的功为
C选项错误，不符合题意
D．拉力的功率为
D选项错误，不符合题意
故选B。
5．A
【详解】
不计绳重及摩擦，拉力
由图可知
甲绳子受到的拉力为
乙绳子受到的拉力为
则有
可见甲图更省力。提升的物体高度相同时，滑轮组的机械效率为
由此可以看出，此时滑轮组的机械效率与滑轮受到的重力和物体受到的重力有关，因为甲与乙中滑轮受到的重力和物体受到的重力相同，所以甲与乙滑轮组的机械效率一样大。
故选A。
6．C
【详解】
AC．由图丙可知，在1~2s内物体匀速运动，图乙可知，拉力为10N，由图甲知绳子股数n=2，忽绳重及摩擦，根据，则动滑轮重力为
当拉力最大为50N时，可以拉动物重为
故A正确，不符合题意；C错误，符合题意；
B．由图丙可知，物体A在第2s内上升的速度为，则第2s内绳子自由端的速度为
根据可得第2s内拉力F的功率为
故B正确，不符合题意；
D．由A可知，该装置能提升最大重物为80N，则最大的机械效率为
故D正确，不符合题意。
故选C。
7．C
【详解】
两次提升物体时，提升物体的高度相同，根据可知，有用功相同；由图可知，提升物体绳子的条数为
则自由端移动的距离
物体在斜面通过的距离为
根据可知，拉力做的总功相同，由可知，两次提升物体的机械效率相等，即
故选C。
8．D
【详解】
A．拉力所做的功
W总＝Fs＝150N×3m＝450J
故A错误；
B．拉力的功率
P＝＝＝75W
故B错误；
C．有用功
W有用＝Gh＝500N×0.6m＝300J
斜面的机械效率
η＝×100%＝×100%≈66.7%
故C错误；
D．额外功
W额＝W总﹣W有用＝450J﹣300J＝150J
由W额＝fs可得，物体在斜面上受到的摩擦力
f＝＝＝50N
故D正确。
故选D。
9．C
【详解】
由图示知，甲、乙两滑轮组承重绳子分别为3和2根，在忽绳重与摩擦时，拉力
，
所以
F甲
s甲=3h，s乙=2h
拉力所做的功
W甲=F甲s甲=(G+G动) 3h=(G+G动)h
W乙=F乙s乙=(G+G动) 2h=(G+G动)h
所以
W甲=W乙
提升重物所做的有用功
W甲有=W乙有=Gh
据知
η甲=η乙
提升重物时所用时间相同，据知
P甲=P乙
故ABD错误，C正确。
故选C。
10．C
【详解】
A．机械效率高，说明有用功占总功的比值大，做功不一定多，故A错误；
B．机械效率高，说明有用功占总功的比值大，做功不一定快，故B错误；
C．功率是表示做功快慢的物理量，机械的功率越大，做功越快，故C正确；
D．功率是表示做功快慢的物理量，机械的功率越大，不知道做功时间，做功不一定多，故D错误。
故选C。
11．A
【详解】
ACD．甲图的机械效率为
乙图的机械效率为
丙图的机械效率为
所以
故A符合题意，CD不符合题意；
B．因为
所以斜面是费力机械，故B不符合题意。
故选A。
12．A
【详解】
如图所示，两动滑轮的重力相同，承重绳子段数相同，重物上升的高度相同，所提升的物体重力不同，由控制变量法可知，该实验验证的猜想是滑轮组的机械效率与被提升的重物重力的关系，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
13． 1500 变小
【详解】
[1]人做的有用功
W有用＝Gh＝500N×3m＝1500J
[2]在相同情况下，当提升重物的重力减少，做的有用功就变小。而额外功几乎不变，有用功和总功的比值变小，滑轮组的机械效率变小。
14． 1.35 2.16 62.5%
【详解】
[1] 有用功
W有=Gh=4.5N×0.3m=1.35J
[2] 总功
W总=Fs=1.8N×1.2m=2.16J
[3] 机械效率
η==62.5%
15． < =
【详解】
[1]由图可知，甲装置中n=3，乙装置中n=2，重物、滑轮组质量相同，则由
可知
即绳端的拉力F甲
重物、滑轮组质量相同，则可知机械效率η甲=η乙。
16． 83.3%（83.33%） <
【详解】
[1]不计绳重和摩擦时，拉力F1提升物体的机械效率
[2]由图甲、乙知，两次拉物体都是匀速拉动，则拉力的大小不变，即
F1=F2
而甲、乙的速度分别为
，v乙=4m/s
即
v甲
P1
【详解】
（1）他站在地面上未拉绳子时对地面的压力：F＝G＝500N，此时他对地面的压强：p＝＝1.25×104Pa；（2）由图知要求站在地面上提升重物，所以，最终的绳子自由端方向向下，则绳子的起始端应在定滑轮上，如图所示：
（3）由图可知，n＝2，则绳端移动的距离：s＝nh＝2×1m＝2m，做的有用功：W有＝Gh＝600N×1m＝600J，由η＝×100%可得，拉力做的总功：W总＝ ＝ ＝800J，由W＝Fs可得，拉力的大小：F＝＝400N．
点睛：（1）他站在地面上时对地面的压力和自己的体重相等，又知道双脚与地面接触面积，根据p＝ 求出对地面的压强；（2）在使用滑轮组提升重物时，既要考虑到它的省力情况，还应注意动力的施力方向；（3）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳端移动的距离，根据W＝Gh求出有用功，利用η＝ ×100%求出总功，利用W＝Fs求出拉力的大小．
18． F1 增大 7000N 35s 95.2%
【详解】
（1）[1]由抽象成的模型图可知，它用到的杠杆的相关知识，图中F0为拉索的拉力，F1相当于桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力，O点此杠杆的支点。
[2]如下图所示，桥塔高度增加后，阻力F1及其力臂不变，L0'＞L0，即动力臂增大，由杠杆的平衡条件可知：斜拉索的拉力F0减小。
（2）①[3]由图知，n＝3，拉力端移动距离
s＝3h＝3×10m＝30m
绳重和摩擦不计，拉力
F＝(G+G轮)＝× (2×103kg×10N/kg+100kg×10N/kg)＝7000N
②[4]拉力做功
W＝Fs＝7000N×30m＝2.1×105J
由P＝得做功时间
t＝＝＝35s
③[5]有用功
W有用＝Gh＝2×104N×10m＝2×105J
滑轮组的机械效率
η＝×100%＝×100%≈95.2%
19． 1600W 60% 变大 见解析
【详解】
（1）[1]钢丝绳的拉力为
钢丝绳的拉力做的功为
拉力的功率为
（2）[2]有用功为
总功为
该装置的机械效率为
（3）[3][4]该装置的机械效率为
所以该货箱的机械效率和所提升物体重力即货箱的重力有关，所提升物体质量越大，重力越大，效率越高。
20． 改变力的方向 80 80 80%
【详解】
(1)[1]图中B滑轮的轴固定不动，因此它是定滑轮，其作用是改变力的方向。
(2)[2]因为物体水平向左做匀速直线运动，则物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，所以A处的拉力
FA=f=80N
(3)[3][4]由图可知，n=2，已知物体移动的速度为0.1m/s，滑轮组在10s内做的有用功为
W有=fs=fvt=80N×0.1m/s×10s=80J
滑轮组的机械效率
21．（1）①可以改变用力的方向；②等臂；（2）0.5m/s；（3）100J；（4）90.9%
【详解】
解：（1）①这个滑轮为定滑轮，使用时不省力，可以改变用力的方向。
②使用时，定滑轮相当于等臂杠杆。
（2）物体上升的速度
（3）拉力做的有用功
W有用=Gh=100N×1m=100J
（4）绳子自由端移动的距离
s=h=1m
拉力做的总功
W总=Fs=110N×1m=110J
拉力的功率
（5）滑轮的机械效率
答：（1）①这个滑轮为定滑轮，使用时不省力，可以改变用力的方向；
②使用时，这个滑轮相当于等臂杠杆；
（2）物体上升的速度为0.5m/s；
（3）拉力做的有用功为100J；
（4）拉力的功率为55W；
（5）滑轮的机械效率为90.9%。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
