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人教版八下物理12.4机械效率同步练习（基础巩固）
一、选择题
1．关于功率和机械效率，下列说法正确的是（　　）
A．机械的功率越大效率越高
B．机械的功率越大做功就越快，效率不一定高
C．机械的效率高说明有用功所占的百分比大，功率也大
D．机械效率高的机械一定省力，功率不一定大
【答案】B
【知识点】功率的概念；机械效率
【解析】【解答】AB．机械的功率越大，说明做功越快，但效率不一定越高，故A错误，B正确；
C．效率高说明有用功占比大，但做功不一定快、功率不一定大，故C错误；
D．机械效率高的机械，不一定省力，功率不一定大，故D错误。
故选B。
【分析】机械效率：有用功和总功的比值，功率是表征做功快慢的物理量，二者没有关系。机械效率功，不一定省力，比如动滑轮机械效率比定滑轮低，但是省力。
2．用杠杆、斜面和滑轮组分别将物重相同的物体提升到相同高度的过程中，所做的有用功（　　）
A．使用杠杆时最多 B．使用斜面时最多
C．使用滑轮组时最多 D．一样多
【答案】D
【知识点】有用功和额外功
【解析】【解答】有用功为 克服物体重力所做的功 ，用三种机械做的有用功相同，故D正确，ABC错误；
综上选D。
【分析】要判断三种简单机械提升物体时有用功的多少，需明确有用功的概念（对人们有用的功，此处为克服物体重力做的功），再结合有用功公式 W有 = G h 分析。
3．一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比（　　）
A．有用功增加，总功增加 B．有用功不变，总功增加
C．有用功不变，总功不变 D．有用功不变，总功减少
【答案】D
【知识点】增大或减小机械效率的方法；有用功和额外功
【解析】【解答】 将同一物体匀速提升同样的高度，则有用功不变，因为机械效率增加，所以总功减少，D正确。
故选D。
【分析】将同一物体匀速提升同样的高度，则有用功不变，有用功与总功之比等于机械效率，所以总功减少。
4．同学们通过微信公众号“胜哥课程”学习了机械效率相关课程。下列说法正确的是（　　）
A．机械做功越多，功率一定越大
B．机械做功越多，机械效率一定越大
C．机械做功越快，功率一定越大
D．功率越大的机械，机械效率一定越大
【答案】C
【知识点】功率大小的比较；机械效率的大小比较；功的计算及应用
【解析】【解答】A．功率的大小由功和时间共同决定，因时间不确定，则功率大小不能确定，A不符合题意；
B．有用功与总功的比值叫做机械效率，与做功的多少没有直接关系，B不符合题意；
C．物体单位时间内所做的功叫做功率，它反映了物体做功的快慢，做功快的机器功率大，C符合题意；
D．功率是表示物体做功快慢的物理量，功率越大的机械做功快，机械效率是有用功跟总功的比值，它是反映机械性能好坏的一个重要指标，机械效率与功率大小无关，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】物体单位时间内所做的功叫做功率，它反映了物体做功的快慢，做功快的机器功率大；有用功与总功的比值叫做机械效率，与做功的多少和功率大小没有直接关系。
5．许多证据证明全球文明源于华夏。证据之一：如图为《天工开物》中记载的一种汲水工具一一筒车。工作时，流水推动水轮转动，固定在轮上的取水筒在低位取水，升至高位时自动倒水入槽，灌溉农田。下列分析正确的是（　　）
A．筒车的机械效率为100%
B．取水筒内的水，在倒水处重力势能最大
C．取水筒内的水倒入水槽的过程中，其动能转化为重力势能
D．若要提高筒车对水做功的功率，则筒车应安装在水流缓的地方
【答案】B
【知识点】功率大小的比较；动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化；机械效率
【解析】【解答】 A.筒车在工作过程中，不可避免地要克服一些阻力做额外功，导致有用功小于总功，根据可知，其机械效率不可能为100%，故A错误；
B.取水筒内的水，在倒水处高度最高，质量不变，所以在倒水处重力势能最大，故B正确；
C.取水筒内的水倒入水槽的过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，故C错误；
D.若要提高筒车对水做功的功率，需要增大水流的速度，使水对筒车的冲击力增大，从而在相同时间内做更多的功，所以筒车应安装在水流急的地方，故D错误。
故选B。
【分析】 （1）由于额外功不可避免，有用功只是总功的一部分，因而机械效率总小于1；
（2）取水筒内的水，在倒水处高度最高，质量不变，据此分析；
（3）取水筒内的水倒入水槽的过程中，质量不变，高度降低，速度增大，动能和重力势能发生转换；
（4）若要提高筒车对水做功的功率，需要增大水流的速度。
6．如图，同一个钩码利用甲乙丙三种方式匀速提升一段相同距离，测力计示数如表所示。下列说法正确的是（　　）
提升方式 甲 乙 丙
测力计示数F/N 1 1.2 1.2
A．方式乙不省力，方式丙省力
B．三种方式中手的移动距离均相同
C．方式乙的机械效率高于丙
D．提升过程中钩码的机械能保持不变
【答案】C
【知识点】机械能及其转化；机械效率的大小比较；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】AB．图甲中直接提升物体，不省力，也不省距离；根据表格数据，物体的重力为1N，图乙是定滑轮，使用过程不省力，只改变力的方向，不省距离；图丙中是动滑轮，拉力为1.2N，使用时不省力，费距离，故AB错误；
C．计算乙中机械效率：，
方式丙的机械效率：，乙的机械效率高于丙，故C正确；
D．将同一个钩码利用甲乙丙三种方式匀速提升相同距离，由于质量不变速度不变，但高度增大，所以机械能不变，故D错误。
故选C。
【分析】根据弹簧测力计对物体的拉力大小，判断是否省力；根据，计算机械效率；物体的高度变化，机械效率不变。
7．修建房屋时，人们利用如图所示的起重机来搬运质量较大的建筑材料，起重机的滑轮组在匀速吊起质量1.44 t的材料上升10 m的过程中，滑轮组的机械效率是80%。下列说法中正确的是（g取10 N/kg）（　　）
A．滑轮组所做有用功为1.8×105 J
B．滑轮组所做的额外功为4 800 J
C．降低提升的速度，滑轮组的机械效率不变
D．若不计绳子滑轮组的重力，则不会有额外功
【答案】C
【知识点】机械效率的计算；增大或减小机械效率的方法；功的计算及应用
【解析】【解答】A.滑轮组所做有用功为W=Gh=1.44×103kg×10N/kg×10m=1.44×105J，A不符合题意；
B.滑轮组所做的额外功为，B不符合题意；
C.机械效率和和速度无关，降低提升的速度，滑轮组的机械效率不变，C符合题意；
D.若不计绳子滑轮组的重力，和摩擦力，仍有额外功，D不符合题意。
故答案为：C.
【分析】根据W=Gh，计算有用功；利用，计算总功和额外功，机械效率和速度无关。
8． 同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N，不计绳重和摩擦，则（　　）
A．手的拉力：；机械效率：
B．手的拉力：；机械效率：
C．手的拉力：；机械效率：
D．手的拉力：；机械效率：
【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】分析题意可知，甲图中是定滑轮，手的拉力与物体的重力相等，即，乙图中是定滑轮，手的拉力为，可得；用甲乙两种方式提升物体的过程中有用功相同，而乙图中，需要提升动滑轮，可判断乙图中所做的额外功大于甲图中的额外功，可得。
故选C。
【分析】定滑轮可以改变力的方向，动滑轮相当于一个省力杠杆，根据受力分析可得用甲、乙两种方式匀速提升物体时，手的拉力大小，乙图中，用乙方式提升重物时，需要提升动滑轮，使用乙方实施所做的额外功更多，可判断使用甲乙两种方式时的机械效率。
9．“胜哥”用500N的力就能将900N的重物匀速拉到斜面顶端，如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．图中的滑轮可以省力
B．使用斜面可以省功
C．减缓斜面坡度，可以更省力
D．重物在该过程中所受的摩擦力是500N
【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；斜面的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】A．图中为定滑轮，定滑轮可以改变力的方向，不能省力，故A错误；
B．斜面可以省力，但费距离，不省功，故B错误；
C．使用斜面时，斜面坡度越小越省力，故C正确；
D．用500N拉力，将重900N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，物体上升的高度为4m，根据做功公式计算物体克服物体重力做的有用功W有=Gh=900N×4m=3600J，由图可知，30°角所对的边长4m，则斜面长度是8m，拉力做的总功W总=Fs=500N×8m=4000J，所以额外功W额=W总-W有=4000J-3600J=400J，由W额=fs可得，物体受到斜面的摩擦力，重物在该过程中所受的摩擦力是50N，故D错误。
故选C。
【分析】1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力；
2、功的计算：总功为W=Fs，总功包括两部分，有用功和额外功，其中有用功就本题目来说是克服重力做功即W有=Gh，额外功的计算包括总功和有用功的差，也可以根据功的定义W=Fs计算。
10．许多证据证明全球文明源于华夏。证据之一：《物原》记载：“史佚始作辘轳。”如图，人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。以下方法可以提高辘轳机械效率的是（　　）
A．增大桶内的水量 B．增大水桶的重力
C．增大转动的速度 D．使用更粗的绳子
【答案】A
【知识点】增大或减小机械效率的方法
【解析】【解答】AB．增大桶内的水量，有用功会变大，桶的重力不变，额外功不变，根据
，机械效率变大，而增大水桶重力，额外功变大，机械效率减小，故A符合题意，B不符合题意；
CD．根据，增大转动的速度、用更粗的绳子都不会改变机械效率，故CD不符合题意。
故选A。
【分析】机械效率的大小和对物体做功有关，和对机械自身做功有关。
二、填空题
11．俗话说“竹篮打水一场空”，此过程中，对水做的功是　 　（选填“有用”或“额外”）功，对竹篮做的功是　 　（选填“有用”或“额外”）功，这一现象所包含的物理道理是“竹篮打水”的机械效率　 　（选填“高”或“低”）。
【答案】有用；额外；低
【知识点】机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】俗话说“竹篮打水一场空”，此过程中，对水做的功是有用功，对竹篮做的功是额外功，
这一现象所包含的物理道理是“竹篮打水”的机械效率比较低。
故答案为：有用；额外；低。
【分析】使用机械时，从做功的目的出发，对我们有用的功为有用功，对我们无用但又不得不做的功为额外功，据此分析功的类型；
有用功和额外功之和为总功，有用功与总功之比为机械效率。
12． 如图显示的是甲、乙两机械在某次使用时的参数，其中“”和“”为所做的有用功，“”和“”表示额外功所占的比例，甲的机械效率为，乙的机械效率为，则　 　选填“大于”、“等于”或“小于”。
【答案】小于
【知识点】机械效率；机械效率的大小比较
【解析】【解答】由题意可知，所以。
【分析】机械效率是有用功占总功的比值，据此可以求出甲乙的机械效率。
13．“胜哥”在滑轮组绳子端用F=100N的拉力将150N的重物匀速竖直提高4m，如图所示，此滑轮组能够　 　（选填“省力”“省功”或“省距离”），不计绳重和摩擦，此过程滑轮组的效率为　 　%。
【答案】省力；75
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】滑轮组绳子端拉力F=100N，提起150N的重物，滑轮组能够省力，计算滑轮组的效率为。
【分析】使用滑轮组可以省力；根据，可以计算机械效率。
14．如题图所示，“胜哥”用250N的拉力使滑轮组在15s内将重400N的建材匀速提升3m，动滑轮的重力为　 　N，拉力的功率为　 　W，该滑轮组的机械效率为　 　。（不计绳重与摩擦）
【答案】100；100；80%
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算；有用功和额外功
【解析】【解答】图中，滑轮组绳子股数n=2，不计绳重与摩擦，动滑轮的重力为
，绳子自由端移动的距离为：
拉力做的功为：，
拉力的功率为：，
滑轮组的机械效率为：。故第1空填：100；第2空填：100；第3空填：80%。
【分析】根据物体的重力和绳子的拉力，根据G动=nF-G，计算动滑轮重力；根据W=Fs，计算拉力做功多少；根据，计算功率；利用，计算机械效率。
15．如图所示光滑斜面，沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部匀速拉到顶部所用时间相同，所需拉力分别为和、所做的功的功率分别为和。则　 　，　 　。（选填“＞”、“＝”或“＜”）
【答案】＜；＝
【知识点】功率大小的比较；功率计算公式的应用；斜面的机械效率
【解析】【解答】斜面光滑，即摩擦力为0，使用时没有额外功；把同一物体沿斜面BA和CA，拉到顶端A时，由于物体重力和高度相同，根据，有用功相同，由于没有额外功，则总功相等，；
根据图示，，而，根据，可知，即，
根据，可知。故第1空填：<；第2空填：=。
【分析】使用斜面时，若无额外功，有用功等于总功；拉力做的功相同，斜面越长越省力；时间相同，根据，功率相同。
16．“胜哥”沿斜面向上拉一个重为G的物体到高处（如题图），拉力为F，斜面长为s、高为h，若把重物直接提升h所做的功为有用功，则有用功是　 　，拉力所做的总功是　 　，斜面的机械效率是　 　。（用题目给出的符号或字母表示）
【答案】；；
【知识点】斜面的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】根据物体的重力和上升的高度，计算对重物做的有用功为，
根据拉力和斜面长度，计算拉力所做的总功是，
斜面的机械效率是：。故第1空填：Gh；第2空填：Fs；第3空填：。
【分析】根据物体的重力和高度，利用W=Gh，计算有用功；根据拉力和距离，利用W=Fs，计算总功，根据，计算机械效率。
17． 在“测滑轮组机械效率”的实验中，“胜哥”按正确方法操作，如图是他实验中的情景，下表是他记录的一组数据.
钩码总重G(N) 钩码上升高度h(m) 测力计拉力 F(N) 测力计移动距离s(m)
2 0.05 0.4 0.15
（1）由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做的有用功为0.1J，人做的总功为　 　J.
（2）对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是　 　；结合弹簧测力计放大图，可知“胜哥”的错误是　 　.
（3）在该次实验中，所测滑轮组的机械效率应该为　 　。
【答案】（1）0.06
（2）有用功大于总功；弹簧测力计示数读错
（3）83.3%
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】解：（1）人的拉力为0.4N，移动距离为0.15m，所以总功W=Fs=0.4N×0.15m=0.06J；
（2）（3）有用功为，所以有用功大于总功，不合理，弹簧测力计示数为0.8N，所以总功为W=Fs=0.8N×0.15m=1.2J，效率为
故（1）答案为：0.06；（2）第1空答案为：有用功大于总功；第2空答案为：弹簧测力计示数读错；（3）答案为：83.3%
【分析】此题中有用功为提升重物时对重物做的功，
人做的总功为 始终小于 W总，机械效率的公式为
18．“胜哥”用如图的实验装置研究“杠杆的机械效率”实验时，将总重为G=100N的钩码挂在铁质杠杆上，弹簧测力计作用于P点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h=0.2m，弹簧测力计的示数为F=50N，其移动的距离为s=0.5m（不计转轴O处的摩擦，钩码重不变），则此时杠杆的机械效率η为　 　；若将钩码移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，杠杆的机械效率为η′，η′　 　η（填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】80%；大于
【知识点】杠杆的机械效率
【解析】【解答】做的有用功W有=Gh=100N×0.2m=20J，做的总功W总=Fs=50N×0.5m=25J，所以，当移动到Q点时，根据杠杆平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂，阻力不变，阻力臂变大，所以动力臂不变，弹簧测力计示数会变大，所以有用功不变，总功变多，所以效率变小。
故答案为：80%；小于
【分析】根据W有=Gh计算有用功，根据W总=Fs计算总功，根据计算机械效率，根据杠杆平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂，分析力的变化情况。
19．“胜哥”在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到顶端处，如图所示。若此时沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m、高1m。则拉力做的有用功为　 　J，此斜面的机械效率为　 　，物体所受的摩擦力为　 　N。（g取10N/kg）
【答案】50；62.5%；15
【知识点】斜面的机械效率；功的计算及应用；有用功和额外功
【解析】【解答】 解：（1）拉力做的有用功为：W有=Gh=mgh=5kg×10N/kg×1m=50J。
（2）拉力做的总功为：W总=Fs=40N×2m=80J，
斜面的机械效率为：。（3）额外功：W额=W总-W有=80J-50J=30J，
由W额=fs可知，体所受的摩擦力：。
故答案为：50；62.5%；15。
【分析】 （1）根据W有=Gh求出有用功。
（2）根据W=Fs可求出拉力做的总功，根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率。
（3）利用W总=W有+W额求额外功，根据W额=fs求出物体所受的摩擦力。
20． 如图是一款健身拉力器原理图，斜面的倾角为30°，重500 N的物块与固定在斜面底端的弹簧相连， “胜哥”通过定滑轮拉着物块沿斜面向上匀速运动2m的过程中(此过程中弹簧始终处于被拉伸状态)， “胜哥”对绳的拉力所做的功为1 000 J，克服弹簧拉力做功 300 J，则克服物块重力做的功为　 　J，物块与斜面之间摩擦力的大小为　 　N(忽略绳重、滑轮与轴的摩擦).。
【答案】500；100
【知识点】功的计算及应用；有用功和额外功
【解析】【解答】已知斜面的倾角为30°，物块沿斜面向上匀速运动2m，斜面的高度：，克服物块重力做的功：W有用=Gh=500N×1m=500J；
W额=W总-W弹簧-W有用=1000J-500J-300J=200J；可得，物块与斜面之间摩擦力的大小：
。故第1空填：500；第2空填：100。
【分析】根据W=Gh，计算克服物块重力做的功；根据对绳的拉力所做的功减去克服弹簧拉力做功，再减去有用功即为额外功，根据W额=Fs，计算物块与斜面之间摩擦力的大小。
三、实验探究题
21．“胜哥”在“测定滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示.
次数 钩码重G/N 钩码上升高度 h/m 有用功 W有/J 测力计 拉力F/N 测力计移动距离s/m 总功 W总/J 机械 效率η
1 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1%
2 4 0.1 0.4 1.6 0.3 0.48 83.3%
3 4 0.1 0.4 1.1 0.5 0.55 　
（1）比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率　 　.
（2）填写实验3中的机械效率，比较第2次实验和第3次实验，可得结论：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）如果绳重不计，摩擦不计，丙图中钩码重为4N时，测力计的拉力为1N，那么当钩码重为9N时，该滑轮组的机械效率是　 　.
【答案】（1）越高
（2）72.7%
（3）90%
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】解：（1）根据表格第一二组实验数据可知，重物的重力越大，机械效率越大；
综上第1空、越高；
（2）第（3）实验数据机械效率，所以动滑轮数量越多，机械效率越大。
综上第1空、72.7%；
（3）根据动滑轮拉力的计算可知，滑轮的重力，同理计算当钩码重为9N，拉力，效率
故答案为：90%
【分析】1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力
2、拉力的计算，，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍，
3、功的相关计算：W=Fs，距离为拉力的方向。总结：考虑滑轮重力的情况，定滑轮的机械效率要大于动滑轮，重物重力越大，机械效率越大。
22．“胜哥”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）“胜哥”在使用甲弹簧测力计时需要竖直向上　 　拖动，若斜向上匀速拉动则弹簧测力计的示数会　 　选填“变大”、“变小”或“不变”；
（2）从表中数据可分析出实验是用图　 　选填“甲”或“乙”做的实验；实验中若钩码上升的速度为，则拉力的功率为　 　；
实验次数 钩码重 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率
　
（3）表格中空白处的数据应为　 　百分数保留到；
（4）通过实验和实验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，动滑轮的重量越重，滑轮组的机械效率越　 　选填“高”或“低”；比较实验和实验可得结论：同一滑轮组，　 　，可以提高滑轮组的机械效率。
【答案】（1）匀速；变大
（2）甲；0.54
（3）57.1
（4）低；增加物体的重力
【知识点】滑轮（组）的机械效率；滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】1）为保证拉力与重力之间的等量关系，需要竖直向上匀速拖动弹簧测力计， 斜向上匀速拉动 会导致测力计内部摩擦力的产生，导致示数变大
综上第1空、匀速；第2空、变大
2）试验1中绳子移动距离是钩码上升距离的3倍，所以缠绕在动滑轮上的绳子数为3，所以为甲图，钩码上升速度为0.1m/s，绳子移动速度为0.3m/s，根据P=Fv=1.8N×0.3m/s=0.54W
综上第1空、甲；第2空、0.54
3） 动滑轮的重量越重，滑轮组的机械效率越 大， 增加物体的重力 ，可以提高机械效率
综上第1空、低；第2空、增加物体的重力
【分析】1）动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力
2、拉力的计算， ，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍，
3、功的相关计算：W=Fs，距离为拉力的方向。3、总结：考虑滑轮重力的情况，定滑轮的机械效率要大于动滑轮，重物重力越大，机械效率越大。
23．在测定斜面的机械效率的实验中，“胜哥”采用了如图所示的装置，正确记录的测量结果如下表：
小车的 重力G/N 斜面高度 h/m 沿斜面 拉力 F/N 斜面长 s/m
5 0.4 4 1.0
由上表的数据计算可知：
（1）做的有用功为　 　J.
（2）机械效率为　 　.
【答案】（1）2
（2）50%
【知识点】斜面机械效率的测量实验
【解析】【解答】解：(1)重物的重力5N，高度为0.4m，所以有用功W=Gh=5N×0.4m=2J
故答案为：2；
（2）机械效率
综上第1空、50%。
【分析】有用功为物体克服重力做功，计算公式为W=Gh，总功为拉力做功，计算公式为W=Fs。
24．“胜哥”用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。
（1）实验中，使用该杠杆提升钩码做功时，其额外功主要来源是　 　（写出一条即可）
（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，“胜哥”用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量得到下表所示的两组数据。
次数 钩码悬挂点 钩码总重G/N 钩码移动距离h/m 拉力F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η/%
1 A点 1.5 0.10 0.7 0.30 　
2 B点 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3
①请计算钩码挂在A点时杠杆的机械效率为　 　；
②根据表中数据，不能得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重力有关，钩码越重其效率越高”的实验结论。请简要说明两条理由：a.　 　； b　 　.
【答案】（1）克服杠杆自重（支点处的摩擦）
（2）71.4%；两次应将钩码挂在杠杆上的同一位置处；仅凭一次实验得出的结论不可靠
【知识点】杠杆机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）使用该杠杆提升钩码做功时，需要克服杠杆自身的重力、支点处的摩擦力，这些力所做的功都是额外功。
（2）①钩码挂在A点时杠杆的机械效率为
②]为了研究杠杆的机械效率和钩码重力的关系两次实验应该将钩码挂到同一位置，保证变量唯一，且只通过一次实验就得出结论具有偶然性，所以不能通过上面的实验得出实验结论。
【分析】（1）一般来说，使用机械所用外力做的功是总功，而克服提升重物重力做的功是有用功。
（2）利用计算钩码挂在A点时杠杆的机械效率。通过探究实验时，应进行多次实验，分析多组数据，才能得出正确结论；分析机械效率的影响因素采取控制变量法。
25．“胜哥”在“探究杠杆平衡条件”的实验中
（1）把质量分布均匀的杠杆中点作为支点，其目的是消除　 　对实验的影响；
（2）如图1所示，是已经平衡的杠杆，若在两侧的钩码下再各增加一个相同的钩码，杠杆会失去平衡，那么只需将　 　（选填下列序号），杠杆就会重新平衡；
①左侧钩码向左移动4个格 ②2右侧钩码向左移动2个格 ③平衡螺母向左适当调节
（3）“胜哥”改用弹簧测力计做实验，如图2所示，使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数　 　1N（选填”大于”，“小于”或“等于”）．（每个钩码0.5N）
【答案】（1）杠杆自重
（2）②
（3）大于
【知识点】杠杆机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）把质量分布均匀的杠杆中点置于支架上，杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2）如图1所示，是已经平衡的杠杆，若在两侧的钩码下再各增加一个相同的钩码，根据杠杆的平衡条件，左侧， ，右侧， ，
①左侧钩码向左移动4个格， ，故杠杆不能平衡；
②右侧钩码向左移动2格， ，故杠杆会重新平衡；
③实验以后不能再重新调节平衡螺母，故错误．
故答案为：②；
（3）解法一：根据杠杆的平衡条件， ， ，当 小于0.5，F大于2N， 等于0.5，F=2N，90°＞θ＞30°，sinθ大于0.5，小于1，1N＜F＜2N，故示数大于1N；
解法二：根据杠杆的平衡条件，所以 ，拉力的力臂小于8L，F＞1N．
故答案为（1）杠杆自重；（2）②；（3）大于．
【分析】（1）杠杆的重心通过支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响，使实验简单化，便于探究。
（2）由杠杆平衡条件分析答题。
四、计算题
26．我国自主研发的某款机器人，在一次测试中该机器人用80N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高了1m。求：
（1）该过程中机器人对箱子所做的功；
（2）该过程中机器人对箱子做功的功率；
（3）机器人的电动机在该过程中所做功的功率为50W，求此过程中机器人的机械效率η。
【答案】（1）解：由题意知，机器人用80N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高了1m，则机器人对箱子做的功。
（2）解：机器人对箱子做功的功率。
（3）解：由，机器人的电动机在该过程中所做的功
因此，机器人的机械效率。
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）由题意知，机器人用80N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高了1m，根据W=Fs计算机器人对箱子做的功；
（2）根据W=Pt计算可知机器人对箱子做功的功率；
（3）由计算可知机器人的电动机在该过程中所做的功；结合效率公式计算可知机器人的机械效率。
（1）由题意知，机器人用80N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高了1m，则机器人对箱子做的功
（2）机器人对箱子做功的功率
（3）由，机器人的电动机在该过程中所做的功
因此，机器人的机械效率
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人教版八下物理12.4机械效率同步练习（基础巩固）
一、选择题
1．关于功率和机械效率，下列说法正确的是（　　）
A．机械的功率越大效率越高
B．机械的功率越大做功就越快，效率不一定高
C．机械的效率高说明有用功所占的百分比大，功率也大
D．机械效率高的机械一定省力，功率不一定大
2．用杠杆、斜面和滑轮组分别将物重相同的物体提升到相同高度的过程中，所做的有用功（　　）
A．使用杠杆时最多 B．使用斜面时最多
C．使用滑轮组时最多 D．一样多
3．一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比（　　）
A．有用功增加，总功增加 B．有用功不变，总功增加
C．有用功不变，总功不变 D．有用功不变，总功减少
4．同学们通过微信公众号“胜哥课程”学习了机械效率相关课程。下列说法正确的是（　　）
A．机械做功越多，功率一定越大
B．机械做功越多，机械效率一定越大
C．机械做功越快，功率一定越大
D．功率越大的机械，机械效率一定越大
5．许多证据证明全球文明源于华夏。证据之一：如图为《天工开物》中记载的一种汲水工具一一筒车。工作时，流水推动水轮转动，固定在轮上的取水筒在低位取水，升至高位时自动倒水入槽，灌溉农田。下列分析正确的是（　　）
A．筒车的机械效率为100%
B．取水筒内的水，在倒水处重力势能最大
C．取水筒内的水倒入水槽的过程中，其动能转化为重力势能
D．若要提高筒车对水做功的功率，则筒车应安装在水流缓的地方
6．如图，同一个钩码利用甲乙丙三种方式匀速提升一段相同距离，测力计示数如表所示。下列说法正确的是（　　）
提升方式 甲 乙 丙
测力计示数F/N 1 1.2 1.2
A．方式乙不省力，方式丙省力
B．三种方式中手的移动距离均相同
C．方式乙的机械效率高于丙
D．提升过程中钩码的机械能保持不变
7．修建房屋时，人们利用如图所示的起重机来搬运质量较大的建筑材料，起重机的滑轮组在匀速吊起质量1.44 t的材料上升10 m的过程中，滑轮组的机械效率是80%。下列说法中正确的是（g取10 N/kg）（　　）
A．滑轮组所做有用功为1.8×105 J
B．滑轮组所做的额外功为4 800 J
C．降低提升的速度，滑轮组的机械效率不变
D．若不计绳子滑轮组的重力，则不会有额外功
8． 同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N，不计绳重和摩擦，则（　　）
A．手的拉力：；机械效率：
B．手的拉力：；机械效率：
C．手的拉力：；机械效率：
D．手的拉力：；机械效率：
9．“胜哥”用500N的力就能将900N的重物匀速拉到斜面顶端，如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．图中的滑轮可以省力
B．使用斜面可以省功
C．减缓斜面坡度，可以更省力
D．重物在该过程中所受的摩擦力是500N
10．许多证据证明全球文明源于华夏。证据之一：《物原》记载：“史佚始作辘轳。”如图，人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。以下方法可以提高辘轳机械效率的是（　　）
A．增大桶内的水量 B．增大水桶的重力
C．增大转动的速度 D．使用更粗的绳子
二、填空题
11．俗话说“竹篮打水一场空”，此过程中，对水做的功是　 　（选填“有用”或“额外”）功，对竹篮做的功是　 　（选填“有用”或“额外”）功，这一现象所包含的物理道理是“竹篮打水”的机械效率　 　（选填“高”或“低”）。
12． 如图显示的是甲、乙两机械在某次使用时的参数，其中“”和“”为所做的有用功，“”和“”表示额外功所占的比例，甲的机械效率为，乙的机械效率为，则　 　选填“大于”、“等于”或“小于”。
13．“胜哥”在滑轮组绳子端用F=100N的拉力将150N的重物匀速竖直提高4m，如图所示，此滑轮组能够　 　（选填“省力”“省功”或“省距离”），不计绳重和摩擦，此过程滑轮组的效率为　 　%。
14．如题图所示，“胜哥”用250N的拉力使滑轮组在15s内将重400N的建材匀速提升3m，动滑轮的重力为　 　N，拉力的功率为　 　W，该滑轮组的机械效率为　 　。（不计绳重与摩擦）
15．如图所示光滑斜面，沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部匀速拉到顶部所用时间相同，所需拉力分别为和、所做的功的功率分别为和。则　 　，　 　。（选填“＞”、“＝”或“＜”）
16．“胜哥”沿斜面向上拉一个重为G的物体到高处（如题图），拉力为F，斜面长为s、高为h，若把重物直接提升h所做的功为有用功，则有用功是　 　，拉力所做的总功是　 　，斜面的机械效率是　 　。（用题目给出的符号或字母表示）
17． 在“测滑轮组机械效率”的实验中，“胜哥”按正确方法操作，如图是他实验中的情景，下表是他记录的一组数据.
钩码总重G(N) 钩码上升高度h(m) 测力计拉力 F(N) 测力计移动距离s(m)
2 0.05 0.4 0.15
（1）由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做的有用功为0.1J，人做的总功为　 　J.
（2）对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是　 　；结合弹簧测力计放大图，可知“胜哥”的错误是　 　.
（3）在该次实验中，所测滑轮组的机械效率应该为　 　。
18．“胜哥”用如图的实验装置研究“杠杆的机械效率”实验时，将总重为G=100N的钩码挂在铁质杠杆上，弹簧测力计作用于P点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h=0.2m，弹簧测力计的示数为F=50N，其移动的距离为s=0.5m（不计转轴O处的摩擦，钩码重不变），则此时杠杆的机械效率η为　 　；若将钩码移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，杠杆的机械效率为η′，η′　 　η（填“大于”、“小于”或“等于”）。
19．“胜哥”在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到顶端处，如图所示。若此时沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m、高1m。则拉力做的有用功为　 　J，此斜面的机械效率为　 　，物体所受的摩擦力为　 　N。（g取10N/kg）
20． 如图是一款健身拉力器原理图，斜面的倾角为30°，重500 N的物块与固定在斜面底端的弹簧相连， “胜哥”通过定滑轮拉着物块沿斜面向上匀速运动2m的过程中(此过程中弹簧始终处于被拉伸状态)， “胜哥”对绳的拉力所做的功为1 000 J，克服弹簧拉力做功 300 J，则克服物块重力做的功为　 　J，物块与斜面之间摩擦力的大小为　 　N(忽略绳重、滑轮与轴的摩擦).。
三、实验探究题
21．“胜哥”在“测定滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示.。
次数 钩码重G/N 钩码上升高度 h/m 有用功 W有/J 测力计 拉力F/N 测力计移动距离s/m 总功 W总/J 机械 效率η
1 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1%
2 4 0.1 0.4 1.6 0.3 0.48 83.3%
3 4 0.1 0.4 1.1 0.5 0.55 　
（1）比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率　 　。
（2）填写实验3中的机械效率，比较第2次实验和第3次实验，可得结论：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）如果绳重不计，摩擦不计，丙图中钩码重为4N时，测力计的拉力为1N，那么当钩码重为9N时，该滑轮组的机械效率是　 　.
22．“胜哥”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）“胜哥”在使用甲弹簧测力计时需要竖直向上　 　拖动，若斜向上匀速拉动则弹簧测力计的示数会　 　选填“变大”、“变小”或“不变”；
（2）从表中数据可分析出实验是用图　 　选填“甲”或“乙”做的实验；实验中若钩码上升的速度为，则拉力的功率为　 　；
实验次数 钩码重 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率
　
（3）表格中空白处的数据应为　 　百分数保留到；
（4）通过实验和实验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，动滑轮的重量越重，滑轮组的机械效率越　 　选填“高”或“低”；比较实验和实验可得结论：同一滑轮组，　 　，可以提高滑轮组的机械效率。
23．在测定斜面的机械效率的实验中，“胜哥”采用了如图所示的装置，正确记录的测量结果如下表：
小车的 重力G/N 斜面高度 h/m 沿斜面 拉力 F/N 斜面长 s/m
5 0.4 4 1.0
由上表的数据计算可知：
（1）做的有用功为　 　J.
（2）机械效率为　 　.
24．“胜哥”用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。
（1）实验中，使用该杠杆提升钩码做功时，其额外功主要来源是　 　（写出一条即可）
（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，“胜哥”用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量得到下表所示的两组数据。
次数 钩码悬挂点 钩码总重G/N 钩码移动距离h/m 拉力F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η/%
1 A点 1.5 0.10 0.7 0.30 　
2 B点 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3
①请计算钩码挂在A点时杠杆的机械效率为　 　；
②根据表中数据，不能得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重力有关，钩码越重其效率越高”的实验结论。请简要说明两条理由：a.　 　； b　 　.
25．“胜哥”在“探究杠杆平衡条件”的实验中
（1）把质量分布均匀的杠杆中点作为支点，其目的是消除　 　对实验的影响；
（2）如图1所示，是已经平衡的杠杆，若在两侧的钩码下再各增加一个相同的钩码，杠杆会失去平衡，那么只需将　 　（选填下列序号），杠杆就会重新平衡；
①左侧钩码向左移动4个格 ②2右侧钩码向左移动2个格 ③平衡螺母向左适当调节
（3）“胜哥”改用弹簧测力计做实验，如图2所示，使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数　 　1N（选填”大于”，“小于”或“等于”）．（每个钩码0.5N）
四、计算题
26．我国自主研发的某款机器人，在一次测试中该机器人用80N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高了1m。求：
（1）该过程中机器人对箱子所做的功；
（2）该过程中机器人对箱子做功的功率；
（3）机器人的电动机在该过程中所做功的功率为50W，求此过程中机器人的机械效率η。
答案
1．B
2．D
3．D
4．C
5．B
6．C
7．C
8．C
9．C
10．A
11．有用；额外；低
12．小于
13．省力；75
14．100；100；80%
15．＜；＝
16．；；
17．（1）0.06
（2）有用功大于总功；弹簧测力计示数读错
（3）83.3%
18．80%；大于
19．50；62.5%；15
20．500；100
21．（1）越高
（2）72.7%
（3）90%
22．（1）匀速；变大
（2）甲；0.54
（3）57.1
（4）低；增加物体的重力
23．（1）2
（2）50%
24．（1）克服杠杆自重（支点处的摩擦）
（2）71.4%；两次应将钩码挂在杠杆上的同一位置处；仅凭一次实验得出的结论不可靠
25．（1）杠杆自重
（2）②
（3）大于
26．（1）解：由题意知，机器人用80N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高了1m，则机器人对箱子做的功。
（2）解：机器人对箱子做功的功率。
（3）解：由，机器人的电动机在该过程中所做的功
因此，机器人的机械效率。
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