物理中考复习力学难点机械效率与机械能同步练习含解析新人教版含答案

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机械效率与机械能同步练习 ‎（答题时间：120分钟）‎ ‎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% B. W有用＝500 J，η＝80%‎ C. W有用＝800 J，η＝62.5% 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 动滑轮重 物重 钩码上 升高度 动力 动力作用 点移动距离 滑轮组的机械效率 ‎1‎ ‎0.5‎ ‎1‎ ‎0.1‎ ‎0.7‎ ‎0.3‎ ‎47.6%‎ ‎2‎ ‎0.5‎ ‎2‎ ‎0.1‎ ‎1.1‎ ‎0.3‎ ‎60.6%‎ ‎3‎ ‎0.5‎ ‎4‎ ‎0.1‎ ‎2‎ ‎0.3‎ ‎（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 斜面的 倾斜程度 物块的重 力G/N 斜面高度 h/m 沿斜面的 拉力F/N 斜面长 s/m 机械 效率 ‎1‎ 较缓 ‎10‎ ‎0.2‎ ‎5.5‎ ‎1‎ ‎36.4%‎ ‎2‎ 较陡 ‎10‎ ‎0.4‎ ‎7.0‎ ‎1‎ ‎57.1%‎ ‎3‎ 最陡 ‎10‎ ‎0.6‎ ‎8.5‎ ‎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 　 B. 动能和重力势能都增大 C. 动能减小，重力势能增大 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”，下列说法中正确的是（　　） ‎ 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 B. 动能不变，重力势能不变 C. 动能减小，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 B. 起跳时机械能为零 C. 经过最高点时动能最大 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），下列说法正确的是（　　） ‎ 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 ‎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，‎ η＝×100%＝×100%＝80%，W额外＝W总－W有用＝1 000 J－800 J＝200 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，滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%。‎ ‎4. 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＝（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＝×100%＝×100%＝75％，D正确。‎ ‎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＝×100%＝×100%＝80%。‎ ‎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＝×100%＝×100%＝80%。‎ ‎9. （1）如图所示 ‎（2）66.7% （3）变大　物重　摩擦 （4）0.14‎ 解析：从表格中数据可看出，动力作用点移动的距离是钩码上升高度的3倍，即有3股绳吊着动滑轮，因此可判断，拉力应向上；利用滑轮组提升重物时，对重物做的功为有用功，拉力做的功为总功，所以第3次实验的机械效率η＝×100%＝66.7%；当用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，物重增加时，轮与轴间的摩擦相应变大，克服摩擦力做的额外功将变大，通过数据可以看出，物重越重时，机械效率越高，由此可知，滑轮组的机械效率与摩擦和物重有关；在第1次实验中动力做的总功W总＝Fs＝0.7 N×0.3 m＝0.21 J，功率为P＝W总/t＝0.21 J/1.5 s＝0.14 W。‎ ‎10. （1）小聪 越陡 （2）②匀速 ③倾斜程度 粗糙程度 ④机械效率 解析：本题考查了“探究斜面的机械效率”的实验。（1）由于实验时改变了斜面的倾斜程度，故该实验是探究斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关。在其他条件一定时，斜面越陡，机械效率越高。‎ ‎（2）另一位同学小明要探究斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关的猜想，应保持斜面的倾斜程度不变，改变斜面的粗糙程度，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率。‎ ‎11. （1）4 000 J　1 000 J　（2）80%‎ ‎（3）选择型号为“220 V　0.8 kW”的电动机才能使配置更为合理 解析：（1）有用功W有用＝Gh＝400 N×10 m＝4000 J 额外功W额＝G动h＝100 N×10 m＝1 000 J。‎ ‎（2）由于总功W总＝W有用＋W额＝4 000 J＋1 000 J＝5 000 J 故机械效率η＝×100%＝×100%＝80%。‎ ‎（3）提升四箱建材时的总功W总′＝W有用′＋W额＝4×4 000 J＋1 000 J＝17 000 J 将建材匀速提升至10 m高处所需时间t＝＝＝25 s 则提升四箱建材的总功率P＝＝＝680 W＝0.68 kW 故应选择型号为“220 V　0.8 kW”的电动机才能使配置更为合理。‎ ‎12. （1）300 J　（2）400 J　（3）75%‎ 解析：（1）W有用＝Gh＝150 N×2 m＝300 J。‎ ‎（2）s＝nh＝2×2 m＝4 m W总＝Fs＝100 N×4 m＝400 J。‎ ‎（3）η＝×100%＝×100%＝75%。‎ ‎1. A 解析：该同学在电梯中匀速上升的过程中，速度不变，高度增加，所以动能不变，重力势能增大，故选项A正确。‎ ‎2. D 解析：重力势能的大小决定于物体的质量和高度，身体悬挂不动时，人仍然有一定高度，所以重力势能不为零，故A选项错误；身体上升时，克服重力做功，高度增加，重力势能增加，故B选项错误，D选项正确；身体下降时，重力做功，高度减小，重力势能减小，故C选项错误。‎ ‎3. A 解析：物体的动能与物体的质量及物体的速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能就越大；重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大，提升的高度越大，物体的重力势能就越大。飞机在某一高度水平匀速飞行时，飞机的高度和速度都不变，但喷洒农药后，飞机的质量变小，所以飞机的动能和势能都减小。本题选A。‎ ‎4. D 解析：助跑阶段速度越来越大，动能越来越大，重力势能不变，机械能变大，故A选项错误；起跳时运动员具有较大的动能，因此机械能不为零，故B选项错误；经过最高点时，动能转化为重力势能，因此重力势能最大，动能最小，故C选项错误；经过最高点时，运动员位置最高，重力势能最大，故D选项正确。‎ ‎5. D 解析：从题图可以看出，套圈由a到b的过程是上升的，其动能减小，重力势能增加，而由b到c的过程中是下落的，其重力势能减小，动能增加，由于不计空气阻力，所以机械能不变，因此只有选项D正确。‎ ‎6. 增大　减小 解析：动能的大小取决于物体的质量和速度，重力势能的大小取决于物体的质量和高度，歼击机在空中加速向下俯冲时，质量不变，速度增大，高度减小，所以它的动能增大，重力势能减小。‎ ‎7. 小　重力势 解析：该同学在离开蹦床上升的过程中，质量不变，速度越来越小，所以动能变小，而高度增加，重力势能增大，动能转化为重力势能。‎ ‎8. 静止　不变　增大 解析：若以电梯为参照物，小明是静止的。在匀速上升过程中，他的质量和速度都不变，因此他的动能不变，而他的高度不断增大，因此他的重力势能不断增大。‎ ‎9. 0.2　0.12 解析：在从a到b的过程中，重力做功W＝Gh1＝mgh1＝0.04kg×10N/kg×0.5m＝0.2 J，在整个运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械能等于机械能的变化量，即ΔW＝G·Δh＝mg（h1－h2）＝0.04 kg×10 N/kg×（0.5 m－0.2‎ ‎ m）＝0.12 J。‎ ‎10. 速度　做功　大　不能 解析：物体动能的大小取决于物体的质量和速度，同一小车，质量不变，从斜面的不同高度滑下时，速度不同，目的是探究动能大小与速度的关系；物体能够做功多，我们就说物体具有的能量大，所以小车的动能可以用它对木块做功的多少衡量，对木块做功越多，物体的动能就越大；如果水平面绝对光滑，则木块被小车碰撞后就不会停止，这样就无法衡量小车对木块做功的多少，也就无法判断小车动能的大小。‎ ‎11. （1）不同　相同　每次泡沫塑料块下移的距离 ‎（2）钩码质量m＝__________g 实验次数 钩码下落的高度h/cm 泡沫塑料块下移的距离s/cm ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ 解析：（1）物体的重力势能与物体的质量和物体所在的高度有关，因此在探究重力势能与质量的关系时，应控制物体所在的高度相同，而质量不同，故应使质量不同的钩码从相同的高度由静止下落；而钩码下落时击打泡沫塑料块下移的距离取决于钩码对塑料块做功的多少，泡沫塑料块下移的距离越大，钩码对其做功越多，说明钩码的重力势能越大；（2）要探究猜想二，必须保证物体的质量相同而所处的高度不同，由此可设计出表格。‎ ‎12. （1）速度　动能　（2）速度　质量　（3）控制变量法 ‎ 解析：（1）让小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时能够具有相同的速度；本题采用了转换法，通过比较撞击纸盒距离的长短来判断小球的动能大小。（2）甲与乙两实验中两球的质量相同，高度不同，所以到达底端的速度不同，故可以探究动能与速度大小的关系；甲与丙两实验中两球的高度相同，这样到达底端的速度相同，但它们的质量不同，所以可以探究动能与质量大小的关系；（3）实验过程中分别控制质量和速度不变来探究出影响动能的因素，这种研究问题的方法叫控制变量法。‎