还剩44页未读，
继续阅读
所属成套资源：2018中考物理一轮复习真题练习
成套系列资料，整套一键下载
2018中考物理一轮复习真题练习：考点13机械效率
展开
这是一份2018中考物理一轮复习真题练习：考点13机械效率，共47页。试卷主要包含了同一物体，下列关于机械效率的说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
2018中考物理一轮复习真题练习：考点13机械效率
一．选择题（共20小题）
1．分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组（不计绳重和摩擦，设每个滑轮质量相等），则下列选项中正确的是（ ）
A．η组＜η动＜η定 B．η动＜η定＜η组 C．η定＜η动＜η组 D．η定＜η组＜η动
2．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，所用的拉力分别为F1和F2，机械效率分别为η1和η2，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．F1＞F2，η1=η2 B．F1＜F2，η1=η2 C．F1＜F2，η1＞η2 D．F1＞F2，η1＜η2
3．如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F1和F2的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度（不计绳重和一切摩擦）．下列说法正确的是（ ）
A．拉力F1小于拉力F2
B．甲、乙两滑轮组的机械效率相同
C．甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械
D．甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等
4．同一物体（质量为m）先用滑轮组（如图甲）匀速提升，后沿斜面（如图乙）匀速提升，两次提升高度均为h，两次拉力大小均为mg，斜面长AB=2h，则这两次提升物体的机械效率比较（ ）
A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙
C．η甲=η乙 D．条件不足无法比较
5．下列关于机械效率的说法正确的是（ ）
A．越省力的机械，机械效率越高
B．做功越少的机械，机械效率越低
C．做功越慢的机械，机械效率越低
D．总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高
6．用图示滑轮组提升100N重物时，机械效率为50%；用同一滑轮组提起300N重物，重物以2m/s速度匀速上升5s时（不计绳重与摩擦），下列说法不正确的是（ ）
A．动滑轮自重为100N B．拉力做功4000J
C．拉力做功功率为400W D．机械效率为75%
7．用如图所示的装置研究滑轮组机械效率，下列说法不正确的是（ ）
A．弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动
B．测量机械效率的原理：η=（）×100%
C．机械效率与动滑轮重力的大小有关
D．提高机械效率可以通过减小钩码的重力来实现
8．将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示），斜面长1.2m，高0.4m，斜面对物体的摩擦力为0.3N（物体大小可忽略）．则下列说法正确的是（ ）
A．沿斜面向上的拉力0.3N B．有用功0.36J，机械效率20%
C．有用功1.8J，机械效率20% D．总功2.16J，机械效率83.3%
9．约旦是“一带一路”沿线的重要国家，在我国援助约旦供水网改造工程中，使用了如图所示的滑轮组，第一次工人用400N的拉力在10s内将重1000N的钢管匀速提升2m，第二次将重1600N的钢管匀速提升相同高度（不计绳重和摩擦）．下列说法中正确的是（ ）
A．第一次滑轮组的机械效率为85%
B．第一次拉力的功率为240W
C．第一次滑轮组的机械效率比第二次的高
D．第二次的拉力约为533.3N
10．如图所示，物体重100N，用110N的拉力将物体在2s内匀速提升0.5m，则（ ）
A．绳子自由端下降1m B．物体上升的速度是0.5m/s
C．拉力的功率是27.5W D．该装置的机械效率是45.5%
11．如图所示，物体在沿斜面向上拉力的作用下，从倾角为30°的斜面底端匀速拉到斜面的顶端，已知物体所受重力为G，斜面的机械效率为75%，若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示，则（ ）
A．F=G f=G B．F=G f=G
C．F=G f=G D．F=G f=G
12．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、绳重和滑轮的摩擦力不计．则 （ ）
A．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙
B．手的拉力：F甲=F乙； 机械效率：η甲=η乙
C．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＞η乙
D．手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：η甲＜η乙
13．如图，用滑轮组竖直向上提升重物，不计绳重和摩檫，下列措施能提高滑轮组机械效率的是（ ）
A．减小动滑轮的重力 B．增大重物上升的高度
C．减小定滑轮的重力 D．增大重物上升的速度
14．如图所示，滑轮组相同，钩码相同，甲挂一个钩码，乙挂两个钩码，用滑轮组将钩码提升相同的高度（不计绳子与滑轮的摩擦和绳重），下列说法正确的是（ ）
A．乙滑轮组所做的总功是甲滑轮组所做总功的两倍
B．乙滑轮组所做的有用功是甲滑轮组所做有用功的两倍
C．甲滑轮组的机械效率高于乙滑轮组的机械效率
D．提升钩码的过程中，乙滑轮组拉力的功率大些
15．如图所示．利用动滑轮提升一个重为G的物块．不计绳重和摩擦，其机械效率为60%，要使此滑轮的机械效率达到90%，则需要提升重力为G的个数为（ ）
A．3个 B．4个 C．5个 D．6个
16．如图所示，小华用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，共用10s，在此过程中（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端下降了6m
B．动滑轮重为10N
C．滑轮组的机械效率是80%
D．提升的重物变成500N时，此滑轮组的机械效率将变小
17．如图，用滑轮组将600N的重物在10s内匀速提升了2m，动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端拉力的功率是70W
B．滑轮组的机械效率是85.7%
C．提升重物的过程中所做的额外功是400J
D．提升的重物变成400N时，滑轮组的机械效率将变大
18．如图所示，使用滑轮组提升重物时，能提高机械效率的是（忽略绳重和摩擦）（ ）
A．改变绕绳方式 B．减小动滑轮的质量
C．减小提升重物的高度 D．减小被提升物的质量
19．如图所示的滑轮组，每个滑轮重20N，拉动绳子自由端，用这个滑轮组把质量为38kg的重物匀速提升3m，不计绳重和摩擦，g取10N/kg．下列正确的是（ ）
A．作用在绳自由端的拉力大小为400N
B．该过程做的有用功为1200J
C．该过程的机械效率为95%
D．所挂物体超重，该滑轮组机械效率越小
20．用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相间的高度．若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则（ ）
A．η甲=η乙，W甲=W乙 B．η甲＞η乙，W甲＞W乙
C．η甲＜η乙，W甲＜W乙 D．η甲＞η乙，W甲＜W乙
二．填空题（共10小题）
21． 如图所示，用动滑轮匀速提起重3N的物体，拉力F为2N，物体在10s内上升1m．在此过程中，动滑轮的机械效率为 ，拉力F的功率为 W，若要提高动滑轮提升物体的效率，可以采取的措施是： ．
22．用如图所示的滑轮组在5s内将重G=240N的物体匀速向上提起3m，拉力F=150N，这个滑轮组的机械效率是 ．如果忽略绳重和摩擦，动滑轮自重为 N．
23．如图，用40N的力向下拉绳子，使物体在5s内匀速上升0.3m，滑轮组的机械效率为80%，则物体的重力为 N，拉力的功率为 W，动滑轮的重力为 N．（不计摩擦和绳重）
24．如图所示，用F=20N的拉力将重G=30N物体匀速提升2m，不计轮轴间摩擦及绳重，则动滑轮G动= N，上述过程中有用功W有= J，动滑轮的机械效率η= ．
25．用如图所示的滑轮组，把一个重为360N的物体沿竖直方向在10s内匀速提升1m，所用拉力为200N，物体上升的速度为 m/s，拉力做功的功率为 W，滑轮组的机械效率为 。
26．如图所示，小张用5N的拉力将重为10N物体在10s内匀速提升了0.1m，则该滑轮组的机械效率为 ，拉力的功率是 W．
27．往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为 ，若实际用力为500N，斜面的机械效率为 ，重物受到的摩擦力为 ．（g取10N/kg）．
28．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦．若GA＞GB，则η甲 η乙；若FA=FB，则GA GB．（选填“＞”、“＜”或“=”）
29．如图是某建筑工地上提升建筑材料的滑轮组示意图，其动滑轮质量15kg，某次提升材料质量240kg，材料在空中静止时，摩擦影响很小，绳很轻，可以不考虑，则竖着向上的拉力F= N；竖着向上匀速提升材料，摩擦影响较大，实际所用的拉力大小是1000N，并将材料提升了10m高．则滑轮组的机械效率是 ．（取g=10N/kg）
30．某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，工人对绳的拉力F为400N，并能用10s的时间将96kg的重物匀速提升2m，则拉力F的功率为 W，此时滑轮组的机械效率为 %．（不计绳重和摩擦，取g=10N/kg）
三．实验探究题（共2小题）
31．下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告．
实验名称：测量滑轮组的机械效率
实验步骤：
（1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格．
（2）按如安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置．
（3）拉动弹簧测力计并读出拉力F的值，用刻度尺测出的钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将这三个量填入表格．
（4）算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格．
（5）改变钩码上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据．
实验记录：
实验次数
钩码重力G/N
物体上升的高度h/cm
有用功W有/J
拉力F/N
弹簧测力计移动的距离s/cm
总功W总/J
机械效率η
1
6
3.00
18.00
2.38
9.00
21.42
84.0%
2
6
5.00
30.00
2.40
15.00
36.00
83.3%
3
6
8.00
48.00
2.36
24.00
56.64
84.7%
4
6
10.00
60.00
2.35
30.00
70.50
85.1%
实验结论：在忽略绳子的重力和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率与所提升物体的重力和高度无关．
请你评价小明和小红的实验报告．
（1）指出实验步骤中存在的错误和不足；
（2）从理论上分析说明他们实验结论的局限性．
32．某小组在“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）实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计．
（2）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法 （选填“正确”或“不正确”），因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响．
（3）用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整．
（4）通过比较 两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关（填实验次数的序号）
（5）通过比较 两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高．（填实验次数的序号）
（6）通过比较3、4两次实验数据可得出结论：
实验次数
钩码重量G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
4
8
0.1
2.5
四．计算题（共6小题）
33．如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为90W，物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J，不计绳重．求：
（1）工人拉绳子的速度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）滑轮组中的动滑轮的重力．
34．如图所示，在水平地面上放着物体A，A与地面的接触面积为0.14m2，对地面的压强为3000Pa，用滑轮组匀速提升物体A时，滑轮组的机械效率是84%（不计绳重和摩擦，g=10N/kg）．求：
（1）物体A的质量mA和动滑轮的质量m．
（2）用此滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，在5s的时间内，人拉力做的功是多少？
35．如图所示，工人用斜面向上、大小为500N的推力，将重800N的货物从A点匀速推至B点；再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s，到达C点．已知AB长3m，BC长1.2m，距地面高1.5m．试问：
（1）利用斜面搬运货物主要是为了 ；
（2）货物在水平面上运动的速度为多少？
（3）水平推力做功的功率为多少？
（4）斜面的机械效率为多少？
36．如图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在竖直向下的拉力F作用下，使重 900N 的建筑材料A在5s的时间里，匀速竖直上升了1m，绳自由端匀速竖直向下移动了2m． 在这个过程中，拉力F为500N，滑轮组的机械效率为η，拉力F做功的功率为 P． 求：
（1）滑轮组的机械效率η；
（2）拉力F的功率 P．
37．如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在10s的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m，已知拉力F为400N，建筑材料的重力G为900N，求这个过程中：
（1）绳子自由端移动的距离；
（2）此滑轮组的机械效率；
（3）拉力F的功率。
38．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深10m，物体重G=4×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.05倍．请计算：
（1）若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要多长时间？
（2）滑轮组的机械效率是多少？（保留一位小数）
（3）汽车的牵引力是多大？
（4）将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是多少？
2018中考物理一轮复习真题练习：考点13机械效率
参考答案与试题解析
一．选择题（共20小题）
1．分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组（不计绳重和摩擦，设每个滑轮质量相等），则下列选项中正确的是（ ）
A．η组＜η动＜η定 B．η动＜η定＜η组 C．η定＜η动＜η组 D．η定＜η组＜η动
【解答】解：
匀速提升同一物体到同一高度处，由W有用=Gh可知，三种情况下做的有用功相同，大小都为W有用；
不计绳子质量和摩擦，所做的额外功：W额=G动h，
使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，动滑轮的个数分别为0、1、2，
使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，做的额外功：W额定＜W额动＜W额组，
由W总=W有用+W额可知三种情况下做的总功：W定＜W动＜W组，
由η=可知，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的机械效率：η组＜η动＜η定．
故选A．
2．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，所用的拉力分别为F1和F2，机械效率分别为η1和η2，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．F1＞F2，η1=η2 B．F1＜F2，η1=η2 C．F1＜F2，η1＞η2 D．F1＞F2，η1＜η2
【解答】解：不计绳重及摩擦，
则拉力F=（G物+G动），由图可知n1=2，n2=3，
则绳子受的拉力：F1=（G物+G动），F2=（G物+G动），
故F1＞F2；
动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G动h，W有用=G物h，
所以，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，
则由η=可知，滑轮组的机械效率相同，即η1=η2．
故选A．
3．如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F1和F2的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度（不计绳重和一切摩擦）．下列说法正确的是（ ）
A．拉力F1小于拉力F2
B．甲、乙两滑轮组的机械效率相同
C．甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械
D．甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等
【解答】解：
A、不计绳重及摩擦，因为拉力F=（G物+G动），n1=2，n2=3，
所以绳端的拉力：F1=（G物+G动），F2=（G物+G动），所以F1＞F2，故A错误；
B、因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G动h，W有用=G物h，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功相同；因为η=，所以两滑轮组的机械效率相同，故B正确；
C、使用动滑轮能够省力，动滑轮为省力杠杆，故C错误；
D、因为绳子自由端移动的距离s=nh，n1=2，n2=3，提升物体的高度h相同，所以s1=2h，s2=3h，则s1≠s2，故D错误；
故选B．
4．同一物体（质量为m）先用滑轮组（如图甲）匀速提升，后沿斜面（如图乙）匀速提升，两次提升高度均为h，两次拉力大小均为mg，斜面长AB=2h，则这两次提升物体的机械效率比较（ ）
A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙
C．η甲=η乙 D．条件不足无法比较
【解答】解：两次提升物体时，提升物体的高度相同，根据公式W有=Gh可知，有用功是相同的；
两次的拉力是相同的，由图可知，有两端绳子拉着动滑轮，则绳子自由端通过的距离为物体上升高度的2倍，即2h；物体在斜面通过的距离为2h，即物体在拉力的距离都是相同的，根据公式W总=Fs可知，总功也相同；
有用功相同，总功相同，则根据机械效率的公式可知，机械效率也相同．
故选：C．
5．下列关于机械效率的说法正确的是（ ）
A．越省力的机械，机械效率越高
B．做功越少的机械，机械效率越低
C．做功越慢的机械，机械效率越低
D．总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高
【解答】解：
A、机械效率是有用功与总功的比值，机械省力与否与机械效率大小没有关系，故A错误；
B、机械效率越低，说明做的功中有用功所占的比例越低，并不一定就是做的功少．故B错误；
C、做功越慢的机械功率越小，功率与机械效率是两个没有关系的概念，不能说做功越慢的机械．机械效率越低，故C错误；
D、机械效率是有用功与总功的比值，在总功相同时，有用功越大，机械效率就越高，故D正确．
故选D．
6．用图示滑轮组提升100N重物时，机械效率为50%；用同一滑轮组提起300N重物，重物以2m/s速度匀速上升5s时（不计绳重与摩擦），下列说法不正确的是（ ）
A．动滑轮自重为100N B．拉力做功4000J
C．拉力做功功率为400W D．机械效率为75%
【解答】解：
A、不计绳重与摩擦，由η===可得，动滑轮的自重：
G轮=﹣G=﹣100N=100N，故A正确；
B、由图可知，n=2，
用同一滑轮组提起300N重物，此时绳端的拉力：
F′=（G′+G轮）=（300N+100N）=200N，
由v=可得，物体提升的高度：h=vt=2m/s×5s=10m，
则绳子自由端移动的距离：s=2h=2×10m=20m，
此时拉力做的功：W=F′s=200N×20m=4000J，故B正确；
C、拉力做功功率：P===800W，故C错误；
D、滑轮组的有用功：W有用=G′h=300N×10m=3000J，
滑轮组的机械效率：η==×100%=75%，故D正确．
故选C．
7．用如图所示的装置研究滑轮组机械效率，下列说法不正确的是（ ）
A．弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动
B．测量机械效率的原理：η=（）×100%
C．机械效率与动滑轮重力的大小有关
D．提高机械效率可以通过减小钩码的重力来实现
【解答】解：
A．在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计处于平衡状态，弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小，故A正确；
B．测量机械效率的原理：η=×100%，故B正确；
C．图中滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关，在物重一定的条件下，动滑轮越重，机械效率越低，故C正确；
D．减小钩码的重力，在额外功相同的情况下，有用功减小，有用功占总功的百分百减小，滑轮组的机械效率减小，故D错误．
故选D．
8．将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示），斜面长1.2m，高0.4m，斜面对物体的摩擦力为0.3N（物体大小可忽略）．则下列说法正确的是（ ）
A．沿斜面向上的拉力0.3N B．有用功0.36J，机械效率20%
C．有用功1.8J，机械效率20% D．总功2.16J，机械效率83.3%
【解答】解：此过程所做额外功为：W额=fs=0.3N×1.2m=0.36J；
有用功为：W有=Gh=4.5N×0.4m=1.8J；
所做总功为：W总=W额+W有=0.36J+1.8J=2.16J；
由W总=Fs可得拉力：F===1.8N；
斜面的机械效率为：η==×100%=83.3%；
故ABC错误，D正确；
故选D．
9．约旦是“一带一路”沿线的重要国家，在我国援助约旦供水网改造工程中，使用了如图所示的滑轮组，第一次工人用400N的拉力在10s内将重1000N的钢管匀速提升2m，第二次将重1600N的钢管匀速提升相同高度（不计绳重和摩擦）．下列说法中正确的是（ ）
A．第一次滑轮组的机械效率为85%
B．第一次拉力的功率为240W
C．第一次滑轮组的机械效率比第二次的高
D．第二次的拉力约为533.3N
【解答】解：（1）第一次做的有用功：
W有用1=Gh=1000N×2m=2000J，
由图可知，承担物重的绳子股数n=3，
则绳子自由端移动的距离：
s=3h=3×2m=6m，
拉力做的总功：
W总1=Fs=400N×6m=2400J，
第一次滑轮组的机械效率：
η1==×100%≈83.33%，故A错误；
第一次拉力的功率：
P===240W，故B正确；
（2）不计绳重和摩擦，则第一次的拉力为F=（G+G动），
所以动滑轮重：
G动=3F﹣G=3×400N﹣1000N=200N，
第二次的拉力：F′=（G′+G动）=×（1600N+200N）=600N，故D错误；
因为η====，
所以第二次滑轮组的机械效率：
η2==×100%≈88.9%，
可见第一次滑轮组的机械效率比第二次的低，故C错误；
故选B。
10．如图所示，物体重100N，用110N的拉力将物体在2s内匀速提升0.5m，则（ ）
A．绳子自由端下降1m B．物体上升的速度是0.5m/s
C．拉力的功率是27.5W D．该装置的机械效率是45.5%
【解答】解：
A、由图可知，该滑轮为定滑轮，则绳子移动的距离等于物体上升的高度；由题意知，物体上升0.5m，则绳子自由端下降0.5m，故A错误；
B、物体上升的速度：v====0.25m/s，故B错误；
C、绳子的速度等于物体的速度，则拉力的功率：
P===Fv=110N×0.25m/s=27.5W，故C正确；
D、该装置的机械效率：
η====×100%≈90.9%．故D错误．
故选C．
11．如图所示，物体在沿斜面向上拉力的作用下，从倾角为30°的斜面底端匀速拉到斜面的顶端，已知物体所受重力为G，斜面的机械效率为75%，若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示，则（ ）
A．F=G f=G B．F=G f=G
C．F=G f=G D．F=G f=G
【解答】解：有用功：W有用=Gh，拉力做的功为总功：W总=FL；
由倾角为30°的斜面可得L=2h，
斜面的机械效率：η====，
代入数据，75%=，解得F=G；
额外功就是克服摩擦所做的功：W额=W总﹣W有用=FL﹣Gh=fL=FL﹣G×=fL，
由FL﹣G×=fL，约去L，
所以可得；f=F﹣=G﹣=G，
故选B．
12．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、绳重和滑轮的摩擦力不计．则 （ ）
A．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙
B．手的拉力：F甲=F乙； 机械效率：η甲=η乙
C．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＞η乙
D．手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：η甲＜η乙
【解答】解：（1）由图可知，甲滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力，F甲=G=100N；
乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，F乙=（G+G动）=×（100N+20N）=60N，所以：F甲＞F乙；
（2）两幅图中的W有是克服物体重力做的功是相同的，但乙图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功，比甲图中做的总功要多，所以结合机械效率公式η=×100%可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小，所以η甲＞η乙．
故选C．
13．如图，用滑轮组竖直向上提升重物，不计绳重和摩檫，下列措施能提高滑轮组机械效率的是（ ）
A．减小动滑轮的重力 B．增大重物上升的高度
C．减小定滑轮的重力 D．增大重物上升的速度
【解答】解：
用滑轮组竖直向上提升重物时，有用功：W有=G物h，
不计绳重和摩檫，额外功：W额=G动h，
总功：W总=W有+W额=G物h+G动h；
则滑轮组的机械效率：η===；
由此可知，滑轮组机械效率的高低与重物上升的高度、定滑轮的重力和重物上升的速度无关，故BCD错误；
由上式可知，减小动滑轮的重力，可减小额外功，能提高滑轮组的机械效率，故A正确；
故选A．
14．如图所示，滑轮组相同，钩码相同，甲挂一个钩码，乙挂两个钩码，用滑轮组将钩码提升相同的高度（不计绳子与滑轮的摩擦和绳重），下列说法正确的是（ ）
A．乙滑轮组所做的总功是甲滑轮组所做总功的两倍
B．乙滑轮组所做的有用功是甲滑轮组所做有用功的两倍
C．甲滑轮组的机械效率高于乙滑轮组的机械效率
D．提升钩码的过程中，乙滑轮组拉力的功率大些
【解答】解：已知滑轮组相同，钩码相同，甲挂一个钩码G，乙挂两个钩码2G，用滑轮组将钩码提升相同的高度h，
A、乙滑轮组的总功，W总乙=（2G+G动）h，
甲滑轮组的总功，W总甲=（G+G动）h，2W总甲≠W总乙，故A错误；
B、乙的有用功，W乙有用=2Gh，甲的有用功，W甲有用=Gh，2W甲有用=W乙有用，故B正确；
C、甲的机械效率，η甲===，
乙的机械效率，η乙====，比较可得甲的机械效率小于乙的机械效率，故C错误；
D、提升钩码的过程中，拉力的功率，P=，由于不知甲乙做功的时间，故不能比较功率，故D错误．
故选B．
15．如图所示．利用动滑轮提升一个重为G的物块．不计绳重和摩擦，其机械效率为60%，要使此滑轮的机械效率达到90%，则需要提升重力为G的个数为（ ）
A．3个 B．4个 C．5个 D．6个
【解答】解：提升一个重为G的物块时，因不计绳重和摩擦，
所以，由η=×100%=×100%=×100%可得，
动滑轮的重力：G动=×G=×G=G，
设提升n个物块时，滑轮组的机械效率为90%，
则η′=，即90%=，
解得：n=6．
故选D．
16．如图所示，小华用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，共用10s，在此过程中（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端下降了6m
B．动滑轮重为10N
C．滑轮组的机械效率是80%
D．提升的重物变成500N时，此滑轮组的机械效率将变小
【解答】解：A、由图知，n=2，s=2h=2×2m=4m，故A错；
B、不计摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮），则动滑轮的重力G轮=2F﹣G=2×250N﹣400N=100N，故B错；
C、有用功W有用=Gh=400N×2m=800J，总功W总=Fs=250N×4m=1000J，滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=80%，故C正确．
D、提升的重物变成500N时，物重变大，在额外功不变的情况下，有用功变大，机械效率变大，故D错误．
故选C．
17．如图，用滑轮组将600N的重物在10s内匀速提升了2m，动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端拉力的功率是70W
B．滑轮组的机械效率是85.7%
C．提升重物的过程中所做的额外功是400J
D．提升的重物变成400N时，滑轮组的机械效率将变大
【解答】解：
（1）由图知，n=2，不计绳重和摩擦，
拉力：F=（G+G轮）=（600N+100N）=350N，
拉力端移动距离：s=2h=2×2m=4m，
总功：W总=Fs=350N×4m=1400J，
拉力的功率：P===140W；故A错；
（2）有用功：W有用=Gh=600N×2m=1200J，
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%≈85.7%，故B正确；
（3）提升重物的过程中所做的额外功：W额=W总﹣W有用=1400J﹣1200J=200J，故C错；
（4）当提升重物的重力减小为400N，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，故滑轮组的机械效率变小，故D错．
故选B．
18．如图所示，使用滑轮组提升重物时，能提高机械效率的是（忽略绳重和摩擦）（ ）
A．改变绕绳方式 B．减小动滑轮的质量
C．减小提升重物的高度 D．减小被提升物的质量
【解答】解：A、改变绳子的缠绕方法，对重物被拉升没有影响，即对有用功没影响；忽略绳重和摩擦，对动滑轮的拉升也没有影响，即不影响额外功．所以改变绕绳方式不影响机械效率．故A错；
B、减少动滑轮的重力，在提升物体重力不变的情况下，即有用功不变的情况下，额外功减小了，所以机械效率就提高了，故B正确；
C、减少重物提升高度的时候，绳端被拉升的距离也变短了，根据η====可知机械效率并不受影响．故C错；
D、减小被提升物的质量，就减小了重物的重力，忽略绳重和摩擦，在动滑轮不变的情况下，即额外功不变的情况下，有用功减小了，所以机械效率就降低了．故D错误．
故选B．
19．如图所示的滑轮组，每个滑轮重20N，拉动绳子自由端，用这个滑轮组把质量为38kg的重物匀速提升3m，不计绳重和摩擦，g取10N/kg．下列正确的是（ ）
A．作用在绳自由端的拉力大小为400N
B．该过程做的有用功为1200J
C．该过程的机械效率为95%
D．所挂物体超重，该滑轮组机械效率越小
【解答】解：
根据图示可知，n=2，拉力端移动的距离：s=2h=2×3m=6m；
A、物体受到的重力为G=mg=38kg×10N/kg=380N；
不计绳重和摩擦，作用在绳子自由端的拉力：F=（G+G动）=×（380N+20N）=200N，故A错误；
B、在2s内做的有用功：W有用=Gh=380N×3m=1140J，故B错误；
C、W总=Fs=200N×6m=1200J，
滑轮组的机械效率：
η==×100%=95%；故C正确；
D、不计绳重和摩擦，动滑轮重力一定，滑轮组提起的物重越大，有用功越多，但额外功不变，所以机械效率越高，故D错误．
故选C．
20．用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相间的高度．若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则（ ）
A．η甲=η乙，W甲=W乙 B．η甲＞η乙，W甲＞W乙
C．η甲＜η乙，W甲＜W乙 D．η甲＞η乙，W甲＜W乙
【解答】解：此题中，钩码的重力相同，钩码上升的高度相同，据W有=Gh可知，所做的有用功相同；此时对动滑轮做的功是额外功，不计绳子和摩擦，滑轮相同，即额外功相同，即W额是相同的，据W总=W有+W额可知，所以W总是相同的，故拉力做的功相同，即W甲=W乙，机械效率η=×100%，故也是相同的，即η甲=η乙．
故选A．
二．填空题（共10小题）
21． 如图所示，用动滑轮匀速提起重3N的物体，拉力F为2N，物体在10s内上升1m．在此过程中，动滑轮的机械效率为 75% ，拉力F的功率为 0.4 W，若要提高动滑轮提升物体的效率，可以采取的措施是： 增加提升的物重、减小动滑轮的重力、减小动滑轮与绳子之间的摩擦力 ．
【解答】解：
（1）由图可知动滑轮绳子的有效股数为2，则绳端移动的距离：
s=nh=2×1m=2m，
拉力做的总功：
W总=Fs=2N×2m=4J，
有用功：
W有=Gh=3N×1m=3J，
动滑轮的机械效率：
η=×100%=×100%=75%；
拉力F的功率：
P===0.4W；
（2）若要提高动滑轮提升物体的效率，可以采取的措施是：增加提升的物重、减小动滑轮的重力、减小动滑轮与绳子之间的摩擦力．
故答案为：75%；0.4；增加提升的物重、减小动滑轮的重力、减小动滑轮与绳子之间的摩擦力．
22．用如图所示的滑轮组在5s内将重G=240N的物体匀速向上提起3m，拉力F=150N，这个滑轮组的机械效率是 80% ．如果忽略绳重和摩擦，动滑轮自重为 60 N．
【解答】解：（1）所做的有用功为：
W有=Gh=240N×3m=720J；
由图可知n=2，则绳子自由端通过的距离：
s=2h=2×3m=6m；
所做的总功为：
W总=Fs=150N×6m=900J；
这个滑轮组的机械效率：
η==×100%=80%；
（2）忽略绳重和摩擦，则绳端的拉力F=（G+G动），
所以G动=2F﹣G=2×150N﹣240N=60N；
故答案为：80%；60．
23．如图，用40N的力向下拉绳子，使物体在5s内匀速上升0.3m，滑轮组的机械效率为80%，则物体的重力为 96 N，拉力的功率为 7.2 W，动滑轮的重力为 24 N．（不计摩擦和绳重）
【解答】解：（1）由图知，n=3，
由η====得物体的重力：
G=3ηF=3×80%×40N=96N，
物体上升的速度v物===0.06m/s，
则绳端移动的速度v=3v物=3×0.06m/s=0.18m/s，
拉力F做功的功率P=Fv=40N×0.18m/s=7.2W；
（2）不计绳重和摩擦，绳端的拉力F=（GA+G动），
即40N=（96N+G动），
解得G动=24N．
故答案为：96；7.2；24．
24．如图所示，用F=20N的拉力将重G=30N物体匀速提升2m，不计轮轴间摩擦及绳重，则动滑轮G动= 10 N，上述过程中有用功W有= 60 J，动滑轮的机械效率η= 75% ．
【解答】解：动滑轮绳子的有效股数为2，不计轮轴间摩擦及绳重，
由F=（G+G动）可得，动滑轮的重力：
G动=nF﹣G=2×20N﹣30N=10N，
有用功：
W有=Gh=30N×2m=60J，
总功：
W总=Fs=20N×2×2m=80J，
动滑轮的机械效率：
η=×100%=×100%=75%．
故答案为：10；60；75%．
25．用如图所示的滑轮组，把一个重为360N的物体沿竖直方向在10s内匀速提升1m，所用拉力为200N，物体上升的速度为 0.1 m/s，拉力做功的功率为 60 W，滑轮组的机械效率为 60% 。
【解答】解：
（1）物体上升的速度：
v===0.1m/s；
（2）由图知n=3，则拉力端移动的距离s=3h=3×1m=3m，
拉力做的总功为：
W总=Fs=200N×3m=600J，
拉力做功的功率为：
P===60W；
（3）做的有用功：
W有用=Gh=360N×1m=360J，
滑轮组的机械效率：
η==×100%=60%。
故答案为：0.1；60；60%。
26．如图所示，小张用5N的拉力将重为10N物体在10s内匀速提升了0.1m，则该滑轮组的机械效率为 66.7% ，拉力的功率是 0.15 W．
【解答】解：有用功是对重物做的功，所以W有用=Gh=10N×0.1m=1J，
拉力做的总功：W总=Fs=F•3h=5N×3×0.1m=1.5J，
所以机械效率η=×100%=×100%≈66.7%，
拉力做功的功率P===0.15W．
故答案为：66.7%；0.15．
27．往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为 400N ，若实际用力为500N，斜面的机械效率为 80% ，重物受到的摩擦力为 100N ．（g取10N/kg）．
【解答】解：（1）斜面很光滑，故利用功的原理得，人做的有用功等于用斜面所做的功：
W有=Gh=mgh=120kg×10N/kg×1m=1200J；
Fs=mgh=1200J，
解得：
F==400N；
（2）人所做的总功：
W总=Fs=500N×3m=1500J；
斜面的机械效率：
η=×100%=×100%=80%；
（3）W总=W有+W额
即：Fs=Gh+fs
所以f===100N；
故答案为：400N；80%；100N．
28．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦．若GA＞GB，则η甲 ＞ η乙；若FA=FB，则GA ＜ GB．（选填“＞”、“＜”或“=”）
【解答】解：（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，
则滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%，
因物体的重力G越大，1+越小，越大，且动滑轮的重力相等，
所以，GA＞GB时，η甲＞η乙；
（2）由图可知，n甲=2，n乙=3，
由F=（G+G动）可得，提升物体的重力：
G=nF﹣G动，
则FA=FB时，提升物体的重力关系为GA＜GB．
故答案为：＞；＜．
29．如图是某建筑工地上提升建筑材料的滑轮组示意图，其动滑轮质量15kg，某次提升材料质量240kg，材料在空中静止时，摩擦影响很小，绳很轻，可以不考虑，则竖着向上的拉力F= 850 N；竖着向上匀速提升材料，摩擦影响较大，实际所用的拉力大小是1000N，并将材料提升了10m高．则滑轮组的机械效率是 80% ．（取g=10N/kg）
【解答】解：
（1）由图可知，n=3，
物体和动滑轮的总重力：G=（m轮+m材料）g=（15kg+240kg）×10N/kg=2550N，
不考虑绳重和摩擦，则竖着向上的拉力：
F=G=×2550N=850N；
（2）拉力做的有用功：W有用=m材料gh=240kg×10N/kg×10m=24000J，
拉力移动的距离：s=3h=3×10m=30m；
实际拉力为1000N，则拉力做的总功：W总=F′s=1000N×30m=30000J，
滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%．
故答案为：850；80%．
30．某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，工人对绳的拉力F为400N，并能用10s的时间将96kg的重物匀速提升2m，则拉力F的功率为 240 W，此时滑轮组的机械效率为 80 %．（不计绳重和摩擦，取g=10N/kg）
【解答】解：
（1）由图知，n=3，则绳端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，
拉力F做的功：W总=Fs=400N×6m=2400J；
拉力F做功的功率：P===240W；
（2）重物的重力：G=mg=96kg×10N/kg=960N，
有用功：W有用=Gh=960N×2m=1920J；
滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%．
故答案为：240；80．
三．实验探究题（共2小题）
31．下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告．
实验名称：测量滑轮组的机械效率
实验步骤：
（1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格．
（2）按如安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置．
（3）拉动弹簧测力计并读出拉力F的值，用刻度尺测出的钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将这三个量填入表格．
（4）算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格．
（5）改变钩码上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据．
实验记录：
实验次数
钩码重力G/N
物体上升的高度h/cm
有用功W有/J
拉力F/N
弹簧测力计移动的距离s/cm
总功W总/J
机械效率η
1
6
3.00
18.00
2.38
9.00
21.42
84.0%
2
6
5.00
30.00
2.40
15.00
36.00
83.3%
3
6
8.00
48.00
2.36
24.00
56.64
84.7%
4
6
10.00
60.00
2.35
30.00
70.50
85.1%
实验结论：在忽略绳子的重力和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率与所提升物体的重力和高度无关．
请你评价小明和小红的实验报告．
（1）指出实验步骤中存在的错误和不足；
（2）从理论上分析说明他们实验结论的局限性．
【解答】解：（1）①表中有用功W有用=Gh和总功W总=Fs的计算值都是错误的，原因在于计算时，物体上升的高度和测力计通过的距离均以cm为单位，在计算时没有换算成国际单位m；
②在研究滑轮组机械效率与物体的重力关系时，应改变提升的物体重力大小，由表中数据可知，小明和小红没有改变提升物体的重力大小，故无法得出机械效率大小与提升物体重力的关系；
（2）研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关系时，要控制物体的重力相同，为使结论具有普遍性，应换用不同的滑轮组多次实验；原实验只使用了一个滑轮组做了实验；
研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系时，应改变物体的重力大小，使用不同的滑轮组做实验，而原实验没有改变物体的重力用只使用了同一滑轮组做实验．
故答案为：（1）有用功和总功计算错误；在研究滑轮组机械效率与物体的重力关系时，小明和小红没有改变提升物体的重力大小；
（2）研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关系时，原实验只使用了一个滑轮组做了实验；
研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系时，原实验没有改变物体的重力且只使用了同一滑轮组做实验．
32．某小组在“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）实验中应沿竖直方向 匀速 缓慢拉动弹簧测力计．
（2）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法 不正确 （选填“正确”或“不正确”），因为他没有考虑到 摩擦 对滑轮组机械效率的影响．
（3）用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整．
（4）通过比较 1、2 两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关（填实验次数的序号）
（5）通过比较 2、3 两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高．（填实验次数的序号）
（6）通过比较3、4两次实验数据可得出结论： 不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组机械效率越高．（不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低
实验次数
钩码重量G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
4
8
0.1
2.5
0.4
80%
【解答】解：
（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，这样测力计示数才等于拉力大小；
（2）在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦，所以测力计示数偏小，他的想法是不正确的；
（3）丁图中，绳子的有效段数为n=4，绳端移动距离s=nh=4×0.1m=0.4m，
滑轮组的机械效率：
η===80%；
（4）绳端移动距离与物体升高的高度的关系为s=nh，
所以，结合表中数据可知实验1、2、3中绳子的有效段数分别为2、3、3；
再结合钩码的重力可知，实验1、2、3分别是用甲、乙、丙装置做的实验，
根据控制变量法，研究同一滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时，要控制提升物体的重力相同、滑轮个数也相同，只改变绳子的有效段数，所以应比较1、2两次实验数据；
通过比较1、2两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；
（5）研究同一滑轮组提升重物时，机械效率与物重的关系时，要控制滑轮个数相同、绳子的段数相同，只改变物体的重力，故通过比较2、3两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高．
（6）通过比较3、4两次实验数据，即对应的图丙、图丁两装置，滑轮组不同，提升的重物相同，动滑轮越重机械效率越小，故可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高．（不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低）
故答案为：（1）匀速；（2）不正确；摩擦；（3）0.4；80%；（4）1、2；（5）2、3；（6）不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高（或不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低．
四．计算题（共6小题）
33．如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为90W，物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J，不计绳重．求：
（1）工人拉绳子的速度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）滑轮组中的动滑轮的重力．
【解答】解：
（1）由图可知，n=3，
绳端移动的速度：v绳=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s，
（2）根据P===Fv可得，工人的拉力：
F===300N，
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%=90%；
（3）重物上升的高度：h=vt=0.1m/s×10s=1m，
拉力做的有用功：W有用=Gh=810N×1m=810J，
拉力做的总功：W总=Fs=Fnh=300N×3×1m=900J，
提升动滑轮做的额外功：W轮=W总﹣W有用﹣Wf=900J﹣810J﹣60J=30J，
由W轮=G轮h可得，动滑轮的重：
G轮===30N．
答：（1）工人拉绳子的速度是0.3m/s；
（2）滑轮组的机械效率是90%；
（3）滑轮组中的动滑轮的重力是30N．
34．如图所示，在水平地面上放着物体A，A与地面的接触面积为0.14m2，对地面的压强为3000Pa，用滑轮组匀速提升物体A时，滑轮组的机械效率是84%（不计绳重和摩擦，g=10N/kg）．求：
（1）物体A的质量mA和动滑轮的质量m．
（2）用此滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，在5s的时间内，人拉力做的功是多少？
【解答】解：
（1）由p=可得，A对地面的压力：
F压=pS=3000Pa×0.14m2=420N，
因为物体A在水平地面上，
所以物体A的重力：GA=F=420N，
物体A的质量：mA===42kg；
用滑轮组匀速提升物体A时，不计绳重和摩擦，则滑轮组的机械效率：
η=====84%，
解得G轮=80N，
动滑轮的质量：m===8kg；
（2）用此滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升5s，则物体A上升的高度：
h=vt=0.2m/s×5s=1m，
由图可知n=2，则拉力端移动距离s=2h=2×1m=2m，
不计绳重和摩擦，则绳端的拉力：F=（GA+G轮）=（420N+80N）=250N，
人拉力做的功：
W总=Fs=250N×2m=500J．
答：（1）物体A的质量为42kg，动滑轮的质量为8kg；
（2）在5s的时间内，人拉力做的功是500J．
35．如图所示，工人用斜面向上、大小为500N的推力，将重800N的货物从A点匀速推至B点；再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s，到达C点．已知AB长3m，BC长1.2m，距地面高1.5m．试问：
（1）利用斜面搬运货物主要是为了 省力 ；
（2）货物在水平面上运动的速度为多少？
（3）水平推力做功的功率为多少？
（4）斜面的机械效率为多少？
【解答】解：（1）使用斜面可以省力；
（2）货物在水平面上运动的距离为s=1.2m，所用时间为t=5s；
在水平面上运动的速度为：v===0.24m/s；
（3）水平推力做功的功率：P=Fv=100N×0.24m/s=24W；
（4）在斜面上推力做的功：W总=F′s=500N×3m=1500J；
做的有用功：W有=Gh=800N×1.5m=1200J；
则斜面的效率：η==×100%=80%；
答：（1）利用斜面搬运货物主要是为了省力；
（2）货物在水平面上运动的速度为0.24m/s；
（3）水平推力做功的功率为24W；
（4）斜面的机械效率为80%．
36．如图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在竖直向下的拉力F作用下，使重 900N 的建筑材料A在5s的时间里，匀速竖直上升了1m，绳自由端匀速竖直向下移动了2m． 在这个过程中，拉力F为500N，滑轮组的机械效率为η，拉力F做功的功率为 P． 求：
（1）滑轮组的机械效率η；
（2）拉力F的功率 P．
【解答】解：（1）W有用=Gh=900N×1m=900J；
W总=Fs=500N×2m=1000J；
机械效率η=×100%=×100%=90%；
（2）拉力F的功率：
p===200W．
答：（1）滑轮组的机械效率为90%；
（2）拉力F的功率 为200W．
37．如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在10s的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m，已知拉力F为400N，建筑材料的重力G为900N，求这个过程中：
（1）绳子自由端移动的距离；
（2）此滑轮组的机械效率；
（3）拉力F的功率。
【解答】解：
（1）由图可知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s=nh=3×1m=3m；
（2）有用功：W有=Gh=900N×1m=900J，
总功：W总=Fs=400N×3m=1200J，
此滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=75%；
（3）拉力F的功率：
P===120W。
答：（1）绳子自由端移动的距离为3m；
（2）此滑轮组的机械效率为75%；
（3）拉力F的功率为120W。
38．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深10m，物体重G=4×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.05倍．请计算：
（1）若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要多长时间？
（2）滑轮组的机械效率是多少？（保留一位小数）
（3）汽车的牵引力是多大？
（4）将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是多少？
【解答】解：
（1）由图可知，滑轮组中由3段绳子承担重物，
则物体上升的速度为：
v物=v车=×1.2m/s=0.4m/s；
物体由井底拉至井口需要的时间：
t====25s；
（2）滑轮组的机械效率为：
η=====×100%≈66.7%；
（3）由题意可得，汽车受到的阻力为：f=0.05G车=0.05×3×104N=1500N；
汽车匀速直线运动，受到平衡力作用，在水平方向上，汽车受到向右的牵引力、向左的拉力、向左的阻力作用；
由力的平衡条件可得牵引力：F牵=F拉+f=2×103N+1500N=3500N；
（4）汽车运动的距离：s车=s绳=3h=3×10m=30m；
牵引力做功为：W牵=F牵s车=3500N×30m=1.05×105J；
答：（1）若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要25s；
（2）滑轮组的机械效率是66.7%；
（3）汽车的牵引力是3500N；
（4）将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是1.05×105J．
2018中考物理一轮复习真题练习：考点13机械效率
一．选择题（共20小题）
1．分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组（不计绳重和摩擦，设每个滑轮质量相等），则下列选项中正确的是（ ）
A．η组＜η动＜η定 B．η动＜η定＜η组 C．η定＜η动＜η组 D．η定＜η组＜η动
2．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，所用的拉力分别为F1和F2，机械效率分别为η1和η2，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．F1＞F2，η1=η2 B．F1＜F2，η1=η2 C．F1＜F2，η1＞η2 D．F1＞F2，η1＜η2
3．如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F1和F2的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度（不计绳重和一切摩擦）．下列说法正确的是（ ）
A．拉力F1小于拉力F2
B．甲、乙两滑轮组的机械效率相同
C．甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械
D．甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等
4．同一物体（质量为m）先用滑轮组（如图甲）匀速提升，后沿斜面（如图乙）匀速提升，两次提升高度均为h，两次拉力大小均为mg，斜面长AB=2h，则这两次提升物体的机械效率比较（ ）
A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙
C．η甲=η乙 D．条件不足无法比较
5．下列关于机械效率的说法正确的是（ ）
A．越省力的机械，机械效率越高
B．做功越少的机械，机械效率越低
C．做功越慢的机械，机械效率越低
D．总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高
6．用图示滑轮组提升100N重物时，机械效率为50%；用同一滑轮组提起300N重物，重物以2m/s速度匀速上升5s时（不计绳重与摩擦），下列说法不正确的是（ ）
A．动滑轮自重为100N B．拉力做功4000J
C．拉力做功功率为400W D．机械效率为75%
7．用如图所示的装置研究滑轮组机械效率，下列说法不正确的是（ ）
A．弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动
B．测量机械效率的原理：η=（）×100%
C．机械效率与动滑轮重力的大小有关
D．提高机械效率可以通过减小钩码的重力来实现
8．将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示），斜面长1.2m，高0.4m，斜面对物体的摩擦力为0.3N（物体大小可忽略）．则下列说法正确的是（ ）
A．沿斜面向上的拉力0.3N B．有用功0.36J，机械效率20%
C．有用功1.8J，机械效率20% D．总功2.16J，机械效率83.3%
9．约旦是“一带一路”沿线的重要国家，在我国援助约旦供水网改造工程中，使用了如图所示的滑轮组，第一次工人用400N的拉力在10s内将重1000N的钢管匀速提升2m，第二次将重1600N的钢管匀速提升相同高度（不计绳重和摩擦）．下列说法中正确的是（ ）
A．第一次滑轮组的机械效率为85%
B．第一次拉力的功率为240W
C．第一次滑轮组的机械效率比第二次的高
D．第二次的拉力约为533.3N
10．如图所示，物体重100N，用110N的拉力将物体在2s内匀速提升0.5m，则（ ）
A．绳子自由端下降1m B．物体上升的速度是0.5m/s
C．拉力的功率是27.5W D．该装置的机械效率是45.5%
11．如图所示，物体在沿斜面向上拉力的作用下，从倾角为30°的斜面底端匀速拉到斜面的顶端，已知物体所受重力为G，斜面的机械效率为75%，若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示，则（ ）
A．F=G f=G B．F=G f=G
C．F=G f=G D．F=G f=G
12．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、绳重和滑轮的摩擦力不计．则 （ ）
A．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙
B．手的拉力：F甲=F乙； 机械效率：η甲=η乙
C．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＞η乙
D．手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：η甲＜η乙
13．如图，用滑轮组竖直向上提升重物，不计绳重和摩檫，下列措施能提高滑轮组机械效率的是（ ）
A．减小动滑轮的重力 B．增大重物上升的高度
C．减小定滑轮的重力 D．增大重物上升的速度
14．如图所示，滑轮组相同，钩码相同，甲挂一个钩码，乙挂两个钩码，用滑轮组将钩码提升相同的高度（不计绳子与滑轮的摩擦和绳重），下列说法正确的是（ ）
A．乙滑轮组所做的总功是甲滑轮组所做总功的两倍
B．乙滑轮组所做的有用功是甲滑轮组所做有用功的两倍
C．甲滑轮组的机械效率高于乙滑轮组的机械效率
D．提升钩码的过程中，乙滑轮组拉力的功率大些
15．如图所示．利用动滑轮提升一个重为G的物块．不计绳重和摩擦，其机械效率为60%，要使此滑轮的机械效率达到90%，则需要提升重力为G的个数为（ ）
A．3个 B．4个 C．5个 D．6个
16．如图所示，小华用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，共用10s，在此过程中（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端下降了6m
B．动滑轮重为10N
C．滑轮组的机械效率是80%
D．提升的重物变成500N时，此滑轮组的机械效率将变小
17．如图，用滑轮组将600N的重物在10s内匀速提升了2m，动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端拉力的功率是70W
B．滑轮组的机械效率是85.7%
C．提升重物的过程中所做的额外功是400J
D．提升的重物变成400N时，滑轮组的机械效率将变大
18．如图所示，使用滑轮组提升重物时，能提高机械效率的是（忽略绳重和摩擦）（ ）
A．改变绕绳方式 B．减小动滑轮的质量
C．减小提升重物的高度 D．减小被提升物的质量
19．如图所示的滑轮组，每个滑轮重20N，拉动绳子自由端，用这个滑轮组把质量为38kg的重物匀速提升3m，不计绳重和摩擦，g取10N/kg．下列正确的是（ ）
A．作用在绳自由端的拉力大小为400N
B．该过程做的有用功为1200J
C．该过程的机械效率为95%
D．所挂物体超重，该滑轮组机械效率越小
20．用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相间的高度．若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则（ ）
A．η甲=η乙，W甲=W乙 B．η甲＞η乙，W甲＞W乙
C．η甲＜η乙，W甲＜W乙 D．η甲＞η乙，W甲＜W乙
二．填空题（共10小题）
21． 如图所示，用动滑轮匀速提起重3N的物体，拉力F为2N，物体在10s内上升1m．在此过程中，动滑轮的机械效率为 ，拉力F的功率为 W，若要提高动滑轮提升物体的效率，可以采取的措施是： ．
22．用如图所示的滑轮组在5s内将重G=240N的物体匀速向上提起3m，拉力F=150N，这个滑轮组的机械效率是 ．如果忽略绳重和摩擦，动滑轮自重为 N．
23．如图，用40N的力向下拉绳子，使物体在5s内匀速上升0.3m，滑轮组的机械效率为80%，则物体的重力为 N，拉力的功率为 W，动滑轮的重力为 N．（不计摩擦和绳重）
24．如图所示，用F=20N的拉力将重G=30N物体匀速提升2m，不计轮轴间摩擦及绳重，则动滑轮G动= N，上述过程中有用功W有= J，动滑轮的机械效率η= ．
25．用如图所示的滑轮组，把一个重为360N的物体沿竖直方向在10s内匀速提升1m，所用拉力为200N，物体上升的速度为 m/s，拉力做功的功率为 W，滑轮组的机械效率为 。
26．如图所示，小张用5N的拉力将重为10N物体在10s内匀速提升了0.1m，则该滑轮组的机械效率为 ，拉力的功率是 W．
27．往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为 ，若实际用力为500N，斜面的机械效率为 ，重物受到的摩擦力为 ．（g取10N/kg）．
28．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦．若GA＞GB，则η甲 η乙；若FA=FB，则GA GB．（选填“＞”、“＜”或“=”）
29．如图是某建筑工地上提升建筑材料的滑轮组示意图，其动滑轮质量15kg，某次提升材料质量240kg，材料在空中静止时，摩擦影响很小，绳很轻，可以不考虑，则竖着向上的拉力F= N；竖着向上匀速提升材料，摩擦影响较大，实际所用的拉力大小是1000N，并将材料提升了10m高．则滑轮组的机械效率是 ．（取g=10N/kg）
30．某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，工人对绳的拉力F为400N，并能用10s的时间将96kg的重物匀速提升2m，则拉力F的功率为 W，此时滑轮组的机械效率为 %．（不计绳重和摩擦，取g=10N/kg）
三．实验探究题（共2小题）
31．下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告．
实验名称：测量滑轮组的机械效率
实验步骤：
（1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格．
（2）按如安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置．
（3）拉动弹簧测力计并读出拉力F的值，用刻度尺测出的钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将这三个量填入表格．
（4）算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格．
（5）改变钩码上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据．
实验记录：
实验次数
钩码重力G/N
物体上升的高度h/cm
有用功W有/J
拉力F/N
弹簧测力计移动的距离s/cm
总功W总/J
机械效率η
1
6
3.00
18.00
2.38
9.00
21.42
84.0%
2
6
5.00
30.00
2.40
15.00
36.00
83.3%
3
6
8.00
48.00
2.36
24.00
56.64
84.7%
4
6
10.00
60.00
2.35
30.00
70.50
85.1%
实验结论：在忽略绳子的重力和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率与所提升物体的重力和高度无关．
请你评价小明和小红的实验报告．
（1）指出实验步骤中存在的错误和不足；
（2）从理论上分析说明他们实验结论的局限性．
32．某小组在“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）实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计．
（2）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法 （选填“正确”或“不正确”），因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响．
（3）用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整．
（4）通过比较 两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关（填实验次数的序号）
（5）通过比较 两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高．（填实验次数的序号）
（6）通过比较3、4两次实验数据可得出结论：
实验次数
钩码重量G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
4
8
0.1
2.5
四．计算题（共6小题）
33．如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为90W，物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J，不计绳重．求：
（1）工人拉绳子的速度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）滑轮组中的动滑轮的重力．
34．如图所示，在水平地面上放着物体A，A与地面的接触面积为0.14m2，对地面的压强为3000Pa，用滑轮组匀速提升物体A时，滑轮组的机械效率是84%（不计绳重和摩擦，g=10N/kg）．求：
（1）物体A的质量mA和动滑轮的质量m．
（2）用此滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，在5s的时间内，人拉力做的功是多少？
35．如图所示，工人用斜面向上、大小为500N的推力，将重800N的货物从A点匀速推至B点；再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s，到达C点．已知AB长3m，BC长1.2m，距地面高1.5m．试问：
（1）利用斜面搬运货物主要是为了 ；
（2）货物在水平面上运动的速度为多少？
（3）水平推力做功的功率为多少？
（4）斜面的机械效率为多少？
36．如图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在竖直向下的拉力F作用下，使重 900N 的建筑材料A在5s的时间里，匀速竖直上升了1m，绳自由端匀速竖直向下移动了2m． 在这个过程中，拉力F为500N，滑轮组的机械效率为η，拉力F做功的功率为 P． 求：
（1）滑轮组的机械效率η；
（2）拉力F的功率 P．
37．如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在10s的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m，已知拉力F为400N，建筑材料的重力G为900N，求这个过程中：
（1）绳子自由端移动的距离；
（2）此滑轮组的机械效率；
（3）拉力F的功率。
38．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深10m，物体重G=4×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.05倍．请计算：
（1）若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要多长时间？
（2）滑轮组的机械效率是多少？（保留一位小数）
（3）汽车的牵引力是多大？
（4）将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是多少？
2018中考物理一轮复习真题练习：考点13机械效率
参考答案与试题解析
一．选择题（共20小题）
1．分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组（不计绳重和摩擦，设每个滑轮质量相等），则下列选项中正确的是（ ）
A．η组＜η动＜η定 B．η动＜η定＜η组 C．η定＜η动＜η组 D．η定＜η组＜η动
【解答】解：
匀速提升同一物体到同一高度处，由W有用=Gh可知，三种情况下做的有用功相同，大小都为W有用；
不计绳子质量和摩擦，所做的额外功：W额=G动h，
使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，动滑轮的个数分别为0、1、2，
使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，做的额外功：W额定＜W额动＜W额组，
由W总=W有用+W额可知三种情况下做的总功：W定＜W动＜W组，
由η=可知，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的机械效率：η组＜η动＜η定．
故选A．
2．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，所用的拉力分别为F1和F2，机械效率分别为η1和η2，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．F1＞F2，η1=η2 B．F1＜F2，η1=η2 C．F1＜F2，η1＞η2 D．F1＞F2，η1＜η2
【解答】解：不计绳重及摩擦，
则拉力F=（G物+G动），由图可知n1=2，n2=3，
则绳子受的拉力：F1=（G物+G动），F2=（G物+G动），
故F1＞F2；
动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G动h，W有用=G物h，
所以，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，
则由η=可知，滑轮组的机械效率相同，即η1=η2．
故选A．
3．如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F1和F2的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度（不计绳重和一切摩擦）．下列说法正确的是（ ）
A．拉力F1小于拉力F2
B．甲、乙两滑轮组的机械效率相同
C．甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械
D．甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等
【解答】解：
A、不计绳重及摩擦，因为拉力F=（G物+G动），n1=2，n2=3，
所以绳端的拉力：F1=（G物+G动），F2=（G物+G动），所以F1＞F2，故A错误；
B、因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G动h，W有用=G物h，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功相同；因为η=，所以两滑轮组的机械效率相同，故B正确；
C、使用动滑轮能够省力，动滑轮为省力杠杆，故C错误；
D、因为绳子自由端移动的距离s=nh，n1=2，n2=3，提升物体的高度h相同，所以s1=2h，s2=3h，则s1≠s2，故D错误；
故选B．
4．同一物体（质量为m）先用滑轮组（如图甲）匀速提升，后沿斜面（如图乙）匀速提升，两次提升高度均为h，两次拉力大小均为mg，斜面长AB=2h，则这两次提升物体的机械效率比较（ ）
A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙
C．η甲=η乙 D．条件不足无法比较
【解答】解：两次提升物体时，提升物体的高度相同，根据公式W有=Gh可知，有用功是相同的；
两次的拉力是相同的，由图可知，有两端绳子拉着动滑轮，则绳子自由端通过的距离为物体上升高度的2倍，即2h；物体在斜面通过的距离为2h，即物体在拉力的距离都是相同的，根据公式W总=Fs可知，总功也相同；
有用功相同，总功相同，则根据机械效率的公式可知，机械效率也相同．
故选：C．
5．下列关于机械效率的说法正确的是（ ）
A．越省力的机械，机械效率越高
B．做功越少的机械，机械效率越低
C．做功越慢的机械，机械效率越低
D．总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高
【解答】解：
A、机械效率是有用功与总功的比值，机械省力与否与机械效率大小没有关系，故A错误；
B、机械效率越低，说明做的功中有用功所占的比例越低，并不一定就是做的功少．故B错误；
C、做功越慢的机械功率越小，功率与机械效率是两个没有关系的概念，不能说做功越慢的机械．机械效率越低，故C错误；
D、机械效率是有用功与总功的比值，在总功相同时，有用功越大，机械效率就越高，故D正确．
故选D．
6．用图示滑轮组提升100N重物时，机械效率为50%；用同一滑轮组提起300N重物，重物以2m/s速度匀速上升5s时（不计绳重与摩擦），下列说法不正确的是（ ）
A．动滑轮自重为100N B．拉力做功4000J
C．拉力做功功率为400W D．机械效率为75%
【解答】解：
A、不计绳重与摩擦，由η===可得，动滑轮的自重：
G轮=﹣G=﹣100N=100N，故A正确；
B、由图可知，n=2，
用同一滑轮组提起300N重物，此时绳端的拉力：
F′=（G′+G轮）=（300N+100N）=200N，
由v=可得，物体提升的高度：h=vt=2m/s×5s=10m，
则绳子自由端移动的距离：s=2h=2×10m=20m，
此时拉力做的功：W=F′s=200N×20m=4000J，故B正确；
C、拉力做功功率：P===800W，故C错误；
D、滑轮组的有用功：W有用=G′h=300N×10m=3000J，
滑轮组的机械效率：η==×100%=75%，故D正确．
故选C．
7．用如图所示的装置研究滑轮组机械效率，下列说法不正确的是（ ）
A．弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动
B．测量机械效率的原理：η=（）×100%
C．机械效率与动滑轮重力的大小有关
D．提高机械效率可以通过减小钩码的重力来实现
【解答】解：
A．在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计处于平衡状态，弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小，故A正确；
B．测量机械效率的原理：η=×100%，故B正确；
C．图中滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关，在物重一定的条件下，动滑轮越重，机械效率越低，故C正确；
D．减小钩码的重力，在额外功相同的情况下，有用功减小，有用功占总功的百分百减小，滑轮组的机械效率减小，故D错误．
故选D．
8．将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示），斜面长1.2m，高0.4m，斜面对物体的摩擦力为0.3N（物体大小可忽略）．则下列说法正确的是（ ）
A．沿斜面向上的拉力0.3N B．有用功0.36J，机械效率20%
C．有用功1.8J，机械效率20% D．总功2.16J，机械效率83.3%
【解答】解：此过程所做额外功为：W额=fs=0.3N×1.2m=0.36J；
有用功为：W有=Gh=4.5N×0.4m=1.8J；
所做总功为：W总=W额+W有=0.36J+1.8J=2.16J；
由W总=Fs可得拉力：F===1.8N；
斜面的机械效率为：η==×100%=83.3%；
故ABC错误，D正确；
故选D．
9．约旦是“一带一路”沿线的重要国家，在我国援助约旦供水网改造工程中，使用了如图所示的滑轮组，第一次工人用400N的拉力在10s内将重1000N的钢管匀速提升2m，第二次将重1600N的钢管匀速提升相同高度（不计绳重和摩擦）．下列说法中正确的是（ ）
A．第一次滑轮组的机械效率为85%
B．第一次拉力的功率为240W
C．第一次滑轮组的机械效率比第二次的高
D．第二次的拉力约为533.3N
【解答】解：（1）第一次做的有用功：
W有用1=Gh=1000N×2m=2000J，
由图可知，承担物重的绳子股数n=3，
则绳子自由端移动的距离：
s=3h=3×2m=6m，
拉力做的总功：
W总1=Fs=400N×6m=2400J，
第一次滑轮组的机械效率：
η1==×100%≈83.33%，故A错误；
第一次拉力的功率：
P===240W，故B正确；
（2）不计绳重和摩擦，则第一次的拉力为F=（G+G动），
所以动滑轮重：
G动=3F﹣G=3×400N﹣1000N=200N，
第二次的拉力：F′=（G′+G动）=×（1600N+200N）=600N，故D错误；
因为η====，
所以第二次滑轮组的机械效率：
η2==×100%≈88.9%，
可见第一次滑轮组的机械效率比第二次的低，故C错误；
故选B。
10．如图所示，物体重100N，用110N的拉力将物体在2s内匀速提升0.5m，则（ ）
A．绳子自由端下降1m B．物体上升的速度是0.5m/s
C．拉力的功率是27.5W D．该装置的机械效率是45.5%
【解答】解：
A、由图可知，该滑轮为定滑轮，则绳子移动的距离等于物体上升的高度；由题意知，物体上升0.5m，则绳子自由端下降0.5m，故A错误；
B、物体上升的速度：v====0.25m/s，故B错误；
C、绳子的速度等于物体的速度，则拉力的功率：
P===Fv=110N×0.25m/s=27.5W，故C正确；
D、该装置的机械效率：
η====×100%≈90.9%．故D错误．
故选C．
11．如图所示，物体在沿斜面向上拉力的作用下，从倾角为30°的斜面底端匀速拉到斜面的顶端，已知物体所受重力为G，斜面的机械效率为75%，若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示，则（ ）
A．F=G f=G B．F=G f=G
C．F=G f=G D．F=G f=G
【解答】解：有用功：W有用=Gh，拉力做的功为总功：W总=FL；
由倾角为30°的斜面可得L=2h，
斜面的机械效率：η====，
代入数据，75%=，解得F=G；
额外功就是克服摩擦所做的功：W额=W总﹣W有用=FL﹣Gh=fL=FL﹣G×=fL，
由FL﹣G×=fL，约去L，
所以可得；f=F﹣=G﹣=G，
故选B．
12．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、绳重和滑轮的摩擦力不计．则 （ ）
A．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙
B．手的拉力：F甲=F乙； 机械效率：η甲=η乙
C．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＞η乙
D．手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：η甲＜η乙
【解答】解：（1）由图可知，甲滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力，F甲=G=100N；
乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，F乙=（G+G动）=×（100N+20N）=60N，所以：F甲＞F乙；
（2）两幅图中的W有是克服物体重力做的功是相同的，但乙图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功，比甲图中做的总功要多，所以结合机械效率公式η=×100%可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小，所以η甲＞η乙．
故选C．
13．如图，用滑轮组竖直向上提升重物，不计绳重和摩檫，下列措施能提高滑轮组机械效率的是（ ）
A．减小动滑轮的重力 B．增大重物上升的高度
C．减小定滑轮的重力 D．增大重物上升的速度
【解答】解：
用滑轮组竖直向上提升重物时，有用功：W有=G物h，
不计绳重和摩檫，额外功：W额=G动h，
总功：W总=W有+W额=G物h+G动h；
则滑轮组的机械效率：η===；
由此可知，滑轮组机械效率的高低与重物上升的高度、定滑轮的重力和重物上升的速度无关，故BCD错误；
由上式可知，减小动滑轮的重力，可减小额外功，能提高滑轮组的机械效率，故A正确；
故选A．
14．如图所示，滑轮组相同，钩码相同，甲挂一个钩码，乙挂两个钩码，用滑轮组将钩码提升相同的高度（不计绳子与滑轮的摩擦和绳重），下列说法正确的是（ ）
A．乙滑轮组所做的总功是甲滑轮组所做总功的两倍
B．乙滑轮组所做的有用功是甲滑轮组所做有用功的两倍
C．甲滑轮组的机械效率高于乙滑轮组的机械效率
D．提升钩码的过程中，乙滑轮组拉力的功率大些
【解答】解：已知滑轮组相同，钩码相同，甲挂一个钩码G，乙挂两个钩码2G，用滑轮组将钩码提升相同的高度h，
A、乙滑轮组的总功，W总乙=（2G+G动）h，
甲滑轮组的总功，W总甲=（G+G动）h，2W总甲≠W总乙，故A错误；
B、乙的有用功，W乙有用=2Gh，甲的有用功，W甲有用=Gh，2W甲有用=W乙有用，故B正确；
C、甲的机械效率，η甲===，
乙的机械效率，η乙====，比较可得甲的机械效率小于乙的机械效率，故C错误；
D、提升钩码的过程中，拉力的功率，P=，由于不知甲乙做功的时间，故不能比较功率，故D错误．
故选B．
15．如图所示．利用动滑轮提升一个重为G的物块．不计绳重和摩擦，其机械效率为60%，要使此滑轮的机械效率达到90%，则需要提升重力为G的个数为（ ）
A．3个 B．4个 C．5个 D．6个
【解答】解：提升一个重为G的物块时，因不计绳重和摩擦，
所以，由η=×100%=×100%=×100%可得，
动滑轮的重力：G动=×G=×G=G，
设提升n个物块时，滑轮组的机械效率为90%，
则η′=，即90%=，
解得：n=6．
故选D．
16．如图所示，小华用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，共用10s，在此过程中（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端下降了6m
B．动滑轮重为10N
C．滑轮组的机械效率是80%
D．提升的重物变成500N时，此滑轮组的机械效率将变小
【解答】解：A、由图知，n=2，s=2h=2×2m=4m，故A错；
B、不计摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮），则动滑轮的重力G轮=2F﹣G=2×250N﹣400N=100N，故B错；
C、有用功W有用=Gh=400N×2m=800J，总功W总=Fs=250N×4m=1000J，滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=80%，故C正确．
D、提升的重物变成500N时，物重变大，在额外功不变的情况下，有用功变大，机械效率变大，故D错误．
故选C．
17．如图，用滑轮组将600N的重物在10s内匀速提升了2m，动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端拉力的功率是70W
B．滑轮组的机械效率是85.7%
C．提升重物的过程中所做的额外功是400J
D．提升的重物变成400N时，滑轮组的机械效率将变大
【解答】解：
（1）由图知，n=2，不计绳重和摩擦，
拉力：F=（G+G轮）=（600N+100N）=350N，
拉力端移动距离：s=2h=2×2m=4m，
总功：W总=Fs=350N×4m=1400J，
拉力的功率：P===140W；故A错；
（2）有用功：W有用=Gh=600N×2m=1200J，
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%≈85.7%，故B正确；
（3）提升重物的过程中所做的额外功：W额=W总﹣W有用=1400J﹣1200J=200J，故C错；
（4）当提升重物的重力减小为400N，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，故滑轮组的机械效率变小，故D错．
故选B．
18．如图所示，使用滑轮组提升重物时，能提高机械效率的是（忽略绳重和摩擦）（ ）
A．改变绕绳方式 B．减小动滑轮的质量
C．减小提升重物的高度 D．减小被提升物的质量
【解答】解：A、改变绳子的缠绕方法，对重物被拉升没有影响，即对有用功没影响；忽略绳重和摩擦，对动滑轮的拉升也没有影响，即不影响额外功．所以改变绕绳方式不影响机械效率．故A错；
B、减少动滑轮的重力，在提升物体重力不变的情况下，即有用功不变的情况下，额外功减小了，所以机械效率就提高了，故B正确；
C、减少重物提升高度的时候，绳端被拉升的距离也变短了，根据η====可知机械效率并不受影响．故C错；
D、减小被提升物的质量，就减小了重物的重力，忽略绳重和摩擦，在动滑轮不变的情况下，即额外功不变的情况下，有用功减小了，所以机械效率就降低了．故D错误．
故选B．
19．如图所示的滑轮组，每个滑轮重20N，拉动绳子自由端，用这个滑轮组把质量为38kg的重物匀速提升3m，不计绳重和摩擦，g取10N/kg．下列正确的是（ ）
A．作用在绳自由端的拉力大小为400N
B．该过程做的有用功为1200J
C．该过程的机械效率为95%
D．所挂物体超重，该滑轮组机械效率越小
【解答】解：
根据图示可知，n=2，拉力端移动的距离：s=2h=2×3m=6m；
A、物体受到的重力为G=mg=38kg×10N/kg=380N；
不计绳重和摩擦，作用在绳子自由端的拉力：F=（G+G动）=×（380N+20N）=200N，故A错误；
B、在2s内做的有用功：W有用=Gh=380N×3m=1140J，故B错误；
C、W总=Fs=200N×6m=1200J，
滑轮组的机械效率：
η==×100%=95%；故C正确；
D、不计绳重和摩擦，动滑轮重力一定，滑轮组提起的物重越大，有用功越多，但额外功不变，所以机械效率越高，故D错误．
故选C．
20．用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相间的高度．若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则（ ）
A．η甲=η乙，W甲=W乙 B．η甲＞η乙，W甲＞W乙
C．η甲＜η乙，W甲＜W乙 D．η甲＞η乙，W甲＜W乙
【解答】解：此题中，钩码的重力相同，钩码上升的高度相同，据W有=Gh可知，所做的有用功相同；此时对动滑轮做的功是额外功，不计绳子和摩擦，滑轮相同，即额外功相同，即W额是相同的，据W总=W有+W额可知，所以W总是相同的，故拉力做的功相同，即W甲=W乙，机械效率η=×100%，故也是相同的，即η甲=η乙．
故选A．
二．填空题（共10小题）
21． 如图所示，用动滑轮匀速提起重3N的物体，拉力F为2N，物体在10s内上升1m．在此过程中，动滑轮的机械效率为 75% ，拉力F的功率为 0.4 W，若要提高动滑轮提升物体的效率，可以采取的措施是： 增加提升的物重、减小动滑轮的重力、减小动滑轮与绳子之间的摩擦力 ．
【解答】解：
（1）由图可知动滑轮绳子的有效股数为2，则绳端移动的距离：
s=nh=2×1m=2m，
拉力做的总功：
W总=Fs=2N×2m=4J，
有用功：
W有=Gh=3N×1m=3J，
动滑轮的机械效率：
η=×100%=×100%=75%；
拉力F的功率：
P===0.4W；
（2）若要提高动滑轮提升物体的效率，可以采取的措施是：增加提升的物重、减小动滑轮的重力、减小动滑轮与绳子之间的摩擦力．
故答案为：75%；0.4；增加提升的物重、减小动滑轮的重力、减小动滑轮与绳子之间的摩擦力．
22．用如图所示的滑轮组在5s内将重G=240N的物体匀速向上提起3m，拉力F=150N，这个滑轮组的机械效率是 80% ．如果忽略绳重和摩擦，动滑轮自重为 60 N．
【解答】解：（1）所做的有用功为：
W有=Gh=240N×3m=720J；
由图可知n=2，则绳子自由端通过的距离：
s=2h=2×3m=6m；
所做的总功为：
W总=Fs=150N×6m=900J；
这个滑轮组的机械效率：
η==×100%=80%；
（2）忽略绳重和摩擦，则绳端的拉力F=（G+G动），
所以G动=2F﹣G=2×150N﹣240N=60N；
故答案为：80%；60．
23．如图，用40N的力向下拉绳子，使物体在5s内匀速上升0.3m，滑轮组的机械效率为80%，则物体的重力为 96 N，拉力的功率为 7.2 W，动滑轮的重力为 24 N．（不计摩擦和绳重）
【解答】解：（1）由图知，n=3，
由η====得物体的重力：
G=3ηF=3×80%×40N=96N，
物体上升的速度v物===0.06m/s，
则绳端移动的速度v=3v物=3×0.06m/s=0.18m/s，
拉力F做功的功率P=Fv=40N×0.18m/s=7.2W；
（2）不计绳重和摩擦，绳端的拉力F=（GA+G动），
即40N=（96N+G动），
解得G动=24N．
故答案为：96；7.2；24．
24．如图所示，用F=20N的拉力将重G=30N物体匀速提升2m，不计轮轴间摩擦及绳重，则动滑轮G动= 10 N，上述过程中有用功W有= 60 J，动滑轮的机械效率η= 75% ．
【解答】解：动滑轮绳子的有效股数为2，不计轮轴间摩擦及绳重，
由F=（G+G动）可得，动滑轮的重力：
G动=nF﹣G=2×20N﹣30N=10N，
有用功：
W有=Gh=30N×2m=60J，
总功：
W总=Fs=20N×2×2m=80J，
动滑轮的机械效率：
η=×100%=×100%=75%．
故答案为：10；60；75%．
25．用如图所示的滑轮组，把一个重为360N的物体沿竖直方向在10s内匀速提升1m，所用拉力为200N，物体上升的速度为 0.1 m/s，拉力做功的功率为 60 W，滑轮组的机械效率为 60% 。
【解答】解：
（1）物体上升的速度：
v===0.1m/s；
（2）由图知n=3，则拉力端移动的距离s=3h=3×1m=3m，
拉力做的总功为：
W总=Fs=200N×3m=600J，
拉力做功的功率为：
P===60W；
（3）做的有用功：
W有用=Gh=360N×1m=360J，
滑轮组的机械效率：
η==×100%=60%。
故答案为：0.1；60；60%。
26．如图所示，小张用5N的拉力将重为10N物体在10s内匀速提升了0.1m，则该滑轮组的机械效率为 66.7% ，拉力的功率是 0.15 W．
【解答】解：有用功是对重物做的功，所以W有用=Gh=10N×0.1m=1J，
拉力做的总功：W总=Fs=F•3h=5N×3×0.1m=1.5J，
所以机械效率η=×100%=×100%≈66.7%，
拉力做功的功率P===0.15W．
故答案为：66.7%；0.15．
27．往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为 400N ，若实际用力为500N，斜面的机械效率为 80% ，重物受到的摩擦力为 100N ．（g取10N/kg）．
【解答】解：（1）斜面很光滑，故利用功的原理得，人做的有用功等于用斜面所做的功：
W有=Gh=mgh=120kg×10N/kg×1m=1200J；
Fs=mgh=1200J，
解得：
F==400N；
（2）人所做的总功：
W总=Fs=500N×3m=1500J；
斜面的机械效率：
η=×100%=×100%=80%；
（3）W总=W有+W额
即：Fs=Gh+fs
所以f===100N；
故答案为：400N；80%；100N．
28．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦．若GA＞GB，则η甲 ＞ η乙；若FA=FB，则GA ＜ GB．（选填“＞”、“＜”或“=”）
【解答】解：（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，
则滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%，
因物体的重力G越大，1+越小，越大，且动滑轮的重力相等，
所以，GA＞GB时，η甲＞η乙；
（2）由图可知，n甲=2，n乙=3，
由F=（G+G动）可得，提升物体的重力：
G=nF﹣G动，
则FA=FB时，提升物体的重力关系为GA＜GB．
故答案为：＞；＜．
29．如图是某建筑工地上提升建筑材料的滑轮组示意图，其动滑轮质量15kg，某次提升材料质量240kg，材料在空中静止时，摩擦影响很小，绳很轻，可以不考虑，则竖着向上的拉力F= 850 N；竖着向上匀速提升材料，摩擦影响较大，实际所用的拉力大小是1000N，并将材料提升了10m高．则滑轮组的机械效率是 80% ．（取g=10N/kg）
【解答】解：
（1）由图可知，n=3，
物体和动滑轮的总重力：G=（m轮+m材料）g=（15kg+240kg）×10N/kg=2550N，
不考虑绳重和摩擦，则竖着向上的拉力：
F=G=×2550N=850N；
（2）拉力做的有用功：W有用=m材料gh=240kg×10N/kg×10m=24000J，
拉力移动的距离：s=3h=3×10m=30m；
实际拉力为1000N，则拉力做的总功：W总=F′s=1000N×30m=30000J，
滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%．
故答案为：850；80%．
30．某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，工人对绳的拉力F为400N，并能用10s的时间将96kg的重物匀速提升2m，则拉力F的功率为 240 W，此时滑轮组的机械效率为 80 %．（不计绳重和摩擦，取g=10N/kg）
【解答】解：
（1）由图知，n=3，则绳端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，
拉力F做的功：W总=Fs=400N×6m=2400J；
拉力F做功的功率：P===240W；
（2）重物的重力：G=mg=96kg×10N/kg=960N，
有用功：W有用=Gh=960N×2m=1920J；
滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%．
故答案为：240；80．
三．实验探究题（共2小题）
31．下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告．
实验名称：测量滑轮组的机械效率
实验步骤：
（1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格．
（2）按如安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置．
（3）拉动弹簧测力计并读出拉力F的值，用刻度尺测出的钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将这三个量填入表格．
（4）算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格．
（5）改变钩码上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据．
实验记录：
实验次数
钩码重力G/N
物体上升的高度h/cm
有用功W有/J
拉力F/N
弹簧测力计移动的距离s/cm
总功W总/J
机械效率η
1
6
3.00
18.00
2.38
9.00
21.42
84.0%
2
6
5.00
30.00
2.40
15.00
36.00
83.3%
3
6
8.00
48.00
2.36
24.00
56.64
84.7%
4
6
10.00
60.00
2.35
30.00
70.50
85.1%
实验结论：在忽略绳子的重力和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率与所提升物体的重力和高度无关．
请你评价小明和小红的实验报告．
（1）指出实验步骤中存在的错误和不足；
（2）从理论上分析说明他们实验结论的局限性．
【解答】解：（1）①表中有用功W有用=Gh和总功W总=Fs的计算值都是错误的，原因在于计算时，物体上升的高度和测力计通过的距离均以cm为单位，在计算时没有换算成国际单位m；
②在研究滑轮组机械效率与物体的重力关系时，应改变提升的物体重力大小，由表中数据可知，小明和小红没有改变提升物体的重力大小，故无法得出机械效率大小与提升物体重力的关系；
（2）研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关系时，要控制物体的重力相同，为使结论具有普遍性，应换用不同的滑轮组多次实验；原实验只使用了一个滑轮组做了实验；
研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系时，应改变物体的重力大小，使用不同的滑轮组做实验，而原实验没有改变物体的重力用只使用了同一滑轮组做实验．
故答案为：（1）有用功和总功计算错误；在研究滑轮组机械效率与物体的重力关系时，小明和小红没有改变提升物体的重力大小；
（2）研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关系时，原实验只使用了一个滑轮组做了实验；
研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系时，原实验没有改变物体的重力且只使用了同一滑轮组做实验．
32．某小组在“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）实验中应沿竖直方向 匀速 缓慢拉动弹簧测力计．
（2）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法 不正确 （选填“正确”或“不正确”），因为他没有考虑到 摩擦 对滑轮组机械效率的影响．
（3）用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整．
（4）通过比较 1、2 两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关（填实验次数的序号）
（5）通过比较 2、3 两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高．（填实验次数的序号）
（6）通过比较3、4两次实验数据可得出结论： 不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组机械效率越高．（不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低
实验次数
钩码重量G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
4
8
0.1
2.5
0.4
80%
【解答】解：
（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，这样测力计示数才等于拉力大小；
（2）在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦，所以测力计示数偏小，他的想法是不正确的；
（3）丁图中，绳子的有效段数为n=4，绳端移动距离s=nh=4×0.1m=0.4m，
滑轮组的机械效率：
η===80%；
（4）绳端移动距离与物体升高的高度的关系为s=nh，
所以，结合表中数据可知实验1、2、3中绳子的有效段数分别为2、3、3；
再结合钩码的重力可知，实验1、2、3分别是用甲、乙、丙装置做的实验，
根据控制变量法，研究同一滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时，要控制提升物体的重力相同、滑轮个数也相同，只改变绳子的有效段数，所以应比较1、2两次实验数据；
通过比较1、2两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；
（5）研究同一滑轮组提升重物时，机械效率与物重的关系时，要控制滑轮个数相同、绳子的段数相同，只改变物体的重力，故通过比较2、3两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高．
（6）通过比较3、4两次实验数据，即对应的图丙、图丁两装置，滑轮组不同，提升的重物相同，动滑轮越重机械效率越小，故可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高．（不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低）
故答案为：（1）匀速；（2）不正确；摩擦；（3）0.4；80%；（4）1、2；（5）2、3；（6）不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高（或不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低．
四．计算题（共6小题）
33．如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为90W，物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J，不计绳重．求：
（1）工人拉绳子的速度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）滑轮组中的动滑轮的重力．
【解答】解：
（1）由图可知，n=3，
绳端移动的速度：v绳=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s，
（2）根据P===Fv可得，工人的拉力：
F===300N，
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%=90%；
（3）重物上升的高度：h=vt=0.1m/s×10s=1m，
拉力做的有用功：W有用=Gh=810N×1m=810J，
拉力做的总功：W总=Fs=Fnh=300N×3×1m=900J，
提升动滑轮做的额外功：W轮=W总﹣W有用﹣Wf=900J﹣810J﹣60J=30J，
由W轮=G轮h可得，动滑轮的重：
G轮===30N．
答：（1）工人拉绳子的速度是0.3m/s；
（2）滑轮组的机械效率是90%；
（3）滑轮组中的动滑轮的重力是30N．
34．如图所示，在水平地面上放着物体A，A与地面的接触面积为0.14m2，对地面的压强为3000Pa，用滑轮组匀速提升物体A时，滑轮组的机械效率是84%（不计绳重和摩擦，g=10N/kg）．求：
（1）物体A的质量mA和动滑轮的质量m．
（2）用此滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，在5s的时间内，人拉力做的功是多少？
【解答】解：
（1）由p=可得，A对地面的压力：
F压=pS=3000Pa×0.14m2=420N，
因为物体A在水平地面上，
所以物体A的重力：GA=F=420N，
物体A的质量：mA===42kg；
用滑轮组匀速提升物体A时，不计绳重和摩擦，则滑轮组的机械效率：
η=====84%，
解得G轮=80N，
动滑轮的质量：m===8kg；
（2）用此滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升5s，则物体A上升的高度：
h=vt=0.2m/s×5s=1m，
由图可知n=2，则拉力端移动距离s=2h=2×1m=2m，
不计绳重和摩擦，则绳端的拉力：F=（GA+G轮）=（420N+80N）=250N，
人拉力做的功：
W总=Fs=250N×2m=500J．
答：（1）物体A的质量为42kg，动滑轮的质量为8kg；
（2）在5s的时间内，人拉力做的功是500J．
35．如图所示，工人用斜面向上、大小为500N的推力，将重800N的货物从A点匀速推至B点；再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s，到达C点．已知AB长3m，BC长1.2m，距地面高1.5m．试问：
（1）利用斜面搬运货物主要是为了 省力 ；
（2）货物在水平面上运动的速度为多少？
（3）水平推力做功的功率为多少？
（4）斜面的机械效率为多少？
【解答】解：（1）使用斜面可以省力；
（2）货物在水平面上运动的距离为s=1.2m，所用时间为t=5s；
在水平面上运动的速度为：v===0.24m/s；
（3）水平推力做功的功率：P=Fv=100N×0.24m/s=24W；
（4）在斜面上推力做的功：W总=F′s=500N×3m=1500J；
做的有用功：W有=Gh=800N×1.5m=1200J；
则斜面的效率：η==×100%=80%；
答：（1）利用斜面搬运货物主要是为了省力；
（2）货物在水平面上运动的速度为0.24m/s；
（3）水平推力做功的功率为24W；
（4）斜面的机械效率为80%．
36．如图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在竖直向下的拉力F作用下，使重 900N 的建筑材料A在5s的时间里，匀速竖直上升了1m，绳自由端匀速竖直向下移动了2m． 在这个过程中，拉力F为500N，滑轮组的机械效率为η，拉力F做功的功率为 P． 求：
（1）滑轮组的机械效率η；
（2）拉力F的功率 P．
【解答】解：（1）W有用=Gh=900N×1m=900J；
W总=Fs=500N×2m=1000J；
机械效率η=×100%=×100%=90%；
（2）拉力F的功率：
p===200W．
答：（1）滑轮组的机械效率为90%；
（2）拉力F的功率 为200W．
37．如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在10s的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m，已知拉力F为400N，建筑材料的重力G为900N，求这个过程中：
（1）绳子自由端移动的距离；
（2）此滑轮组的机械效率；
（3）拉力F的功率。
【解答】解：
（1）由图可知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s=nh=3×1m=3m；
（2）有用功：W有=Gh=900N×1m=900J，
总功：W总=Fs=400N×3m=1200J，
此滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=75%；
（3）拉力F的功率：
P===120W。
答：（1）绳子自由端移动的距离为3m；
（2）此滑轮组的机械效率为75%；
（3）拉力F的功率为120W。
38．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深10m，物体重G=4×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.05倍．请计算：
（1）若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要多长时间？
（2）滑轮组的机械效率是多少？（保留一位小数）
（3）汽车的牵引力是多大？
（4）将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是多少？
【解答】解：
（1）由图可知，滑轮组中由3段绳子承担重物，
则物体上升的速度为：
v物=v车=×1.2m/s=0.4m/s；
物体由井底拉至井口需要的时间：
t====25s；
（2）滑轮组的机械效率为：
η=====×100%≈66.7%；
（3）由题意可得，汽车受到的阻力为：f=0.05G车=0.05×3×104N=1500N；
汽车匀速直线运动，受到平衡力作用，在水平方向上，汽车受到向右的牵引力、向左的拉力、向左的阻力作用；
由力的平衡条件可得牵引力：F牵=F拉+f=2×103N+1500N=3500N；
（4）汽车运动的距离：s车=s绳=3h=3×10m=30m；
牵引力做功为：W牵=F牵s车=3500N×30m=1.05×105J；
答：（1）若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要25s；
（2）滑轮组的机械效率是66.7%；
（3）汽车的牵引力是3500N；
（4）将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是1.05×105J．
相关试卷
2018中考物理一轮复习真题练习：考点20磁场与奥斯特的发现： 这是一份2018中考物理一轮复习真题练习：考点20磁场与奥斯特的发现，共29页。
2018中考物理一轮复习真题练习：考点17电流与电压： 这是一份2018中考物理一轮复习真题练习：考点17电流与电压，共34页。
2018中考物理一轮复习真题练习：考点12功： 这是一份2018中考物理一轮复习真题练习：考点12功，共29页。试卷主要包含了如图所示情况中，力没做功的是等内容，欢迎下载使用。
