初中物理北京课改版八年级全册三、功的原理第1课时习题

三、功的原理

第1课时　功的原理

知识点 1　功的原理

1.功的原理:使用任何机械都　　　　　　。 

2.斜面是一种简单机械,生活中经常用到它,小媛和小秋分别用如图6-3-1所示的甲、乙两种方法,将相同的物体拉到斜面顶端,下列说法中正确的是              (　　)

图6-3-1

A.甲方法可以省力,但不能省功    B.甲方法可以省力,也能省功

C.乙方法不可以省力,但能省功    D.乙方法可以省力,也能省功

知识点 2　机械效率

3.使用机械时,有用且必须做的功称为　　　　功,用　　　　表示;对人们没用,但不得不做的功,称为　　　　功,用　　　　表示。　　　　与　　　　的总和称为总功,用　　　　表示。　　　　与　　　　的比叫作机械效率。公式为　　　　　　。 

4.下列说法中正确的是 (　　)

A.用水桶从井中提水的时候,对桶做的功是有用功

B.用水桶从井中提水的时候,对水做的是总功

C.桶掉到井里,从井里把桶捞上来,对桶做的功是有用功

D.桶掉到井里,从井里把桶捞上来,桶里带了一些水,对桶和水做的功是有用功

5.(2020宜昌)生产生活中常常会用到各种机械设备,下列说法中不正确的是 (　　)

A.任何机械设备的机械效率总小于1

B.减小机械内部摩擦可以提高其机械效率

C.提高机械设备的机械效率可以节能减排

D.使用机械设备做功越快,其机械效率越高

【能力提升】

6.关于功、功率和机械效率,下列说法正确的是 (　　)

A.机械做功越多,功率越大

B.越省力的机械,机械效率越高

C.机械效率越高的机械,它做的有用功越多

D.总功相等的情况下,额外功越少,机械效率越高

7.如图6-3-2所示的吊车有大小两个吊钩,在确保安全的前提下,下列关于吊车机械效率的说法中正确的是              (　　)

图6-3-2

A.吊起相同货物,使用小吊钩机械效率高

B.吊起相同货物,上升速度大,机械效率高

C.每次吊起的货物越少,机械效率越高

D.货物升高的高度越高,机械效率越高

8.用相同的滑轮和绳子分别组成如图6-3-3所示的甲、乙两个滑轮组,绳子受到的拉力分别为F1、F2,保持甲、乙两根绳子自由端的速度相同,把相同的物体匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦,下列说法正确的是              (　　)

图6-3-3

A.F1和F2大小不相等,滑轮组的机械效率相同

B.F1和F2大小不相等,F1和F2的功率相同

C.绳子自由端移动的距离不相等,物体运动的时间相同

D.绳子自由端移动的距离相等,F1和F2做的功相同

9.(2020咸宁)用如图6-3-4甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体,每次物体被提升的高度均为0.5 m,滑轮组的机械效率与物体所受重力的关系如图乙所示,不计绳重和摩擦,下列分析正确的是              (　　)

图6-3-4

A.动滑轮的重力为5 N

B.该滑轮组的机械效率可以达到100%

C.滑轮组的机械效率越高,拉力做功越少

D.每次提升物体时,滑轮组做的额外功为5 J

10.(2020陕西)某小区正在进行改造施工,工人用如图6-3-5所示的滑轮组将750 N的沙子匀速提升了10 m,用时100 s。若工人所用的拉力为400 N,则拉力的功率为　　　　W,滑轮组的机械效率为　　　　。使用该滑轮组既能　　　　又能改变用力的方向。使用该滑轮组　　　　(选填“能”或“不能”)省功。 

图6-3-5

11.(2020荆州)质量为1.8 t的小汽车陷入泥泞中,在大家都一筹莫展的时候,聪明的小红想到了办法,利用所学滑轮组的知识,带领大家将小汽车顺利拉出。如图6-3-6所示,若小汽车所受阻力为车重的0.2,滑轮组的机械效率为80%(g取10 N/kg)。求:

图6-3-6

(1)小汽车所受阻力f。

(2)绳子自由端的拉力F1。

(3)树承受的拉力F2。

(4)小汽车以0.1 m/s的速度匀速运动时,拉力做功的功率。

考|题|展|示

12.(2021北京)(多选)如图6-3-7所示,用滑轮组提升重为900 N的物体A,滑轮组绳子自由端在拉力F作用下竖直匀速移动了12 m,同时物体A被竖直匀速提升了4 m,用时40 s,滑轮组的额外功是400 J。下列说法中正确的是              (　　)

图6-3-7

A.动滑轮所受的重力为100 N

B.物体A上升的速度是0.3 m/s

C.拉力F的功率是100 W

D.滑轮组的机械效率是90%

三、功的原理

第1课时　功的原理

1.不能省功

2.A　[解析] 甲方法是利用斜面拉物体到斜面顶端,可以省力,由功的原理可知,使用任何机械都不能省功,即使用斜面不能省功;乙方法是用手直接把物体拉到斜面顶端,既不省力,也不省功,故A正确。

3.有用　W有用　额外　W额外　有用功　额外功　W总　有用功　总功　η=

4.C

5.D　[解析] 任何机械设备都会有因为摩擦产生的额外功,因此其机械效率总小于1,故选项A不符合题意;减小机械内部摩擦可以减小额外功占总功的比例,从而提高其机械效率,故选项B不符合题意;提高机械设备的机械效率可以提高有用功占总功的比例,从而节能减排,故选项C不符合题意;使用机械设备做功越快,其功率越高,与机械效率无关,故选项D符合

题意。

6.D　[解析] 由P=可知,功率的大小与做功的多少和时间有关,所以做功越多,功率不一定越大,故A错误;

机械效率是有用功与总功的比值,与力的大小无关,所以越省力的机械,机械效率不一定越高,故B错误;

机械效率是有用功与总功的比值,在总功相同的情况下,机械效率越高,则做的有用功越多;题中没有说明总功的多少,则不能确定有用功的多少,故C错误;

机械效率指的是机械做的有用功与总功的比值,总功相等的情况下,额外功越少,则有用功越多,有用功与总功的比值越大,机械效率就越高,故D正确。

7.A

8.A　[解析] 不计绳重及摩擦,则拉力F=(G物+G动),甲滑轮组承担物重的绳子段数:n1=3,乙滑轮组承担物重的绳子段数:n2=2,

绳子所受的拉力:F1=(G物+G动),F2=(G物+G动),

所以F1≠F2,

因动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W额外=G动h,W有用=G物h,

所以利用滑轮组做的有用功和额外功相同,总功相同,η=×100%,所以滑轮组的机械效率相同;已知甲、乙滑轮组中两根绳子自由端的速度相同,而拉力不同,由P=Fv知:拉力F1和F2的功率不相同,选项A正确、B错误;

因绳子自由端移动的距离s=nh,n1=3,n2=2,提升物体的高度h相同,所以s1=3h,s2=2h,可见

s1≠s2;物体上升速度不同,上升高度相同,所以所用时间不同,选项C、D均错误。

9.D　[解析] 由图乙可知,提升物重G=10 N时,滑轮组的机械效率η=50%=0.5,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率:η=====0.5,

解得动滑轮所受重力:G动=10 N,故A错误;使用滑轮组时,提升动滑轮做的是额外功,使得有用功小于总功,滑轮组的机械效率总小于100%,故B错误;滑轮组的机械效率越高,说明有用功与总功的比值越大,拉力做功不一定少,故C错误;由题知,利用滑轮组提升不同物体时每次物体被提升的高度均为0.5 m,提升动滑轮的高度也都是0.5 m,则每次提升物体时,不计绳重和摩擦,滑轮组做的额外功都为W额外=G动h=10 N×0.5 m=5 J,故D正确。

10.120　62.5%　省力　不能

[解析] 由图可知,沙子及动滑轮由3段绳子承担,已知沙子上升高度h=10 m,则绳子自由端移动的距离:s=3h=3×10 m=30 m,

拉力做的总功:W总=Fs=400 N×30 m=12000 J,

拉力做功的功率:P===120 W,

拉力做的有用功:W有用=Gh=750 N×10 m=7500 J,

滑轮组的机械效率:η===0.625=62.5%,

使用该滑轮组既能省力又可以改变用力的方向,使用任何机械都不省功,故使用该滑轮组不能省功。

11.(1)小汽车所受阻力为车重的0.2,所以小汽车所受阻力:f=0.2G=0.2 mg=0.2×1.8×

103 kg×10 N/kg=3.6×103 N。

(2)由图可知,n=3,滑轮组的机械效率η=====,

则绳子自由端的拉力:

F1===1500 N。

(3)树承受的拉力等于定滑轮上两段绳子的拉力的合力,所以树承受的拉力:

F2=2F1=2×1500 N=3000 N。

(4)小汽车以0.1 m/s的速度匀速运动时,绳子自由端的运动速度为0.3 m/s,拉力做功的功率:P===F1v绳=1500 N×0.3 m/s=450 W。

12.CD　[解析] 物体A被提升了h=4 m,由于动滑轮随物体一起运动,动滑轮提升的高度也是h=4 m,若不计绳重和摩擦,提升动滑轮做的功为额外功,由W额外=G动h得,动滑轮所受的重力:G动===100 N,

但题目没有提供“不计绳重和摩擦”这一条件,动滑轮的重力不等于100 N,故A错误;

物体上升的速度:v物===0.1 m/s,故B错误;

拉力做的有用功:W有用=Gh=900 N×4 m=3600 J,

拉力做的总功:W总=W有用+W额外=3600 J+400 J=4000 J,拉力的功率:P===100 W,故C

正确;滑轮组的机械效率:η===0.9=90%,故D正确。