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初中物理人教版八年级下册12.3 机械效率复习练习题
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这是一份初中物理人教版八年级下册12.3 机械效率复习练习题，文件包含专题27机械效率原卷版-2020-2021学年八年级物理下册期末考试总复习热点题型抢先练人教版doc、专题27机械效率解析版-2020-2021学年八年级物理下册期末考试总复习热点题型抢先练人教版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共38页， 欢迎下载使用。
专题27 机械效率
一、选择题（共20小题，每小题只有一个选项是正确的）
1．（2020•凉山州）关于功率、机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．做功越多的机械，其功率就越大
B．越省力的机械，其功率就越小
C．做功越慢的机械，其机械效率就越低
D．有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高
解：
A、由公式P＝知，功率与做功多少和所用时间都有关；做功多，时间不确定，则功率不能确定，故A错误；
B、功率与机械的省力情况无关，故B错误；
C、功率是描述物体做功快慢的物理量，做功慢的机械，其功率小；机械效率是指有用功与总功的比值，两者没有必然的联系，故C错误；
D、机械效率是指有用功与总功的比值，所以有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高，故D正确。
答案：D。
2．（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．任何机械设备的效率总小于1
B．减小机械内部摩擦可以提高其效率
C．提高机械设备的效率可以节能减排
D．使用机械设备做功越快，其效率越高
解：
A、有用功和总功的比值叫做机械效率，只要使用机械，就必然会在机械上消耗一部分额外功，也就是说额外功总是存在的，所以有用功总是会小于总功，机械效率总是小于1，故A正确；
B、在有用功一定时，减小机械内部摩擦可以少做额外功，也就是减少总功，所以机械效率会提高，故B正确；
C、为了尽可能提高机械利用率，节约能源，往往要提高机械效率，达到机械利用的最佳效果，故C正确；
D、机械效率是有用功与总功的比值，机械效率的大小与做功快慢无关，故D不正确。
答案：D。
3．（2020•广州）如图所示，小明分别使用甲、乙、丙、丁四种机械匀速提升物体（绳长不变），测得拉力和物体M、N所受的重力如表所示，则（ ）
F甲
F乙
F丙
F丁
GM
GN
5.5N
12N
5.5N
8N
5N
10N
A．甲的机械效率比丙的大
B．乙、丁的机械效率相同
C．使用丙提升物体M时省力
D．实验测得的数据无法算出机械效率
解：
设承担物重的绳子股数为n，则拉力端移动的距离s＝nh，
拉力做的有用功W有用＝Gh，拉力做的总功W总＝Fs＝F×nh＝nFh，机械效率η＝＝＝。
甲图中，使用的是定滑轮，n甲＝1，机械效率η甲＝＝×100%≈90.9%；
乙图中，使用的是定滑轮，n乙＝1，机械效率η乙＝＝×100%≈83.3%；
丙图中，使用的是动滑轮，n丙＝2，机械效率η丙＝＝×100%≈45.5%；
丁图中，使用的是滑轮组，n丁＝2，机械效率η丁＝＝×100%＝62.5%。
A、由上面计算可知，η甲≈90.9%，η丙≈45.5%，所以甲的机械效率比丙的大，故A正确；
B、由上面计算可知，η乙≈83.3%，η丁＝62.5%，所以乙的机械效率比丁的大，故B错误；
C、使用丙提升物体M时，GM＝5N，F丙＝5.5N，F丙＞GM，是费力的，故C错误；
D、由上面计算可知，利用实验测得的数据可以算出机械效率，故D错误。
答案：A。
4．（2020•山西）如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是（ ）
A．甲方式可以省力
B．乙方式不能改变力的方向
C．甲、乙两种方式做的有用功相等
D．甲、乙两种方式的机械效率相等
解：A、由图可知，甲方式是两个定滑轮，定滑轮的本质是等臂杠杆，不能省力，故A错误；
B、乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，不仅可以省力，也可以改变力的方向，故B错误；
C、由题可知，甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度，由W有＝Gh可知W甲有＝W乙有；故C正确；
D、由图可知，甲方式是两个定滑轮，乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，乙方式做的额外功大于甲方式，
有用功相同、总功不相同，根据η＝×100%可知，两个滑轮组的机械效率不相等，故D错误。
答案：C。
5．（2020•丹东）如图，在斜面上将一个重为15N的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上的拉力F＝6N，斜面长s＝1.2m、斜面高h＝0.3m。下列说法正确的是（ ）
A．克服物体重力做功7.2J B．额外功为1.8J
C．物体受到的摩擦力为2.25N D．斜面的机械效率为37.5%
解：
A、克服物体重力做功（即有用功）：W有用＝Gh＝15N×0.3m＝4.5J，故A错误；
B、拉力做的总功：W总＝Fs＝6N×1.2m＝7.2J，则额外功：W额＝W总﹣W有＝7.2J﹣4.5J＝2.7J，故B错误；
C、由W额＝fs可得，物体受到的摩擦力：f＝＝＝2.25N，故C正确；
D、斜面的机械效率：η＝×100%＝×100%＝62.5%，故D错误。
答案：C。
6．（2020•甘孜州）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）在相同时间内把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．力F1和F2做功的功率相同 B．力F1和F2做的总功相同
C．两个滑轮组机械效率一样大 D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
解：
由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n＝3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n＝4。
AB、若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为：s甲＝3h，s乙＝4h；
甲滑轮组中拉力做的总功为W甲总＝F1•3h，乙滑轮组中拉力做的总功为W乙总＝F2•4h，
已知F1＝F2，所以W甲总＜W乙总，故B错误；
已知时间相同，由公式P＝知，P甲总＜P乙总．故A错误；
CD、甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，设一个动滑轮的重为G动，
不计绳重及摩擦，则甲滑轮组的机械效率为：η甲＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%，
同理可得，乙滑轮组的机械效率为：η乙＝×100%，
所以η甲＞η乙，故C错误，D正确。
答案：D。
7．（2020•咸宁）用如图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0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到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（ ）
A．动滑轮的重力为5N 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．每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J
解：
A、由图乙可知，提升物重G＝10N时，滑轮组的机械效率η＝50%，
不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝50%，
解得动滑轮重力：
G动＝10N，故A错误；
B、使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，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；
C、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；
D、由题知，利用滑轮组每次物体被提升的高度均为0.5m，提升动滑轮上升的高度也都是0.5m，则每次提升重物时，不计绳重和摩擦，滑轮组做的额外功都为：W额＝G动h＝10N×0.5m＝5J，故D正确。
答案：D。
8．（2020•永州）如图所示，用力F将重力G＝10N的物体匀速向上提升2m，动滑轮重2N（不计绳重摩擦），下列正确的是（ ）
A．绳子末端移动的距离为1m B．拉力大小为5N
C．滑轮组的机械效率为100% D．物体克服重力所做的功为20J
解：
A、由图可知，n＝2，绳子末端移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m，故A错误；
B、不计绳重、摩擦，拉力F＝（G+G动）＝×（10N+2N）＝6N，故B错误；
CD、拉力做的总功：W总＝Fs＝6N×4m＝24J，
所做的有用功，即物体克服重力所做的功：
W有用＝Gh＝10N×2m＝20J，
该滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%≈83.3%，故C错误、D正确。
答案：D。
9．（2020•阜新）用如图所示的滑轮组，将5块相同的大理石，分两次从地面匀速提升相同的高度；若每块大理石重为G，第一次运2块，第二次运3块，两次拉力分别为F1、F2，效率为η1、η2（绳重及摩擦均忽略不计），下列选项正确的是（ ）
A．F1＝G B．F2＜1.5G C．η1＝η2 D．η1＜η2
解：
AB、由图可知，作用在动滑轮上绳子的股数为2；
绳重及摩擦均忽略不计，且每块大理石重为G，
由F＝（G物+G动）可得这2次的拉力分别为：
F1＝（2G+G动）＝G+G动＞G，
F2＝（3G+G动）＝1.5G+G动＞1.5G，故AB错误；
CD、绳重及摩擦均忽略不计，动滑轮的重一定，将大理石提升相同的高度，由W额＝G动h可知两次所做的额外功相同；第2次提升大理石的总重力大，由W有＝G物h可知第2次所做的有用功多，则第2次有用功在总功中所占的比例更大，所以第2次的机械效率较高，即η1＜η2；故C错误，D正确。
答案：D。
10．（2020•盘锦）工人利用滑轮组吊起重为2400N的路灯杆（质量分布均匀）。如图所示，这是路灯杆一端刚被匀速拉起的简图。路灯杆离地后被匀速提升1m，绳端拉力F＝1000N．下列说法正确的是（ ）
A．路灯杆一端刚被匀速拉起时，相当于费力杠杆
B．路灯杆离地后，受到的拉力小于2400N
C．路灯杆离地后，绳端拉力F做的功为1000J
D．路灯杆离地后，滑轮组的机械效率为80%
解：
A、路灯杆一端刚被匀速拉起时，阻力为路灯杆的重力G，作用点在重心上，绳子对路灯杆的拉力是动力F，支点为路灯杆的左端，可见，动力臂大于阻力臂，所以路灯杆相当于省力杠杆，故A错误。
B、路灯杆离地后被匀速提升，杆受到的拉力与重力是一对平衡力，则拉力为：F拉＝G＝2400N，故B错误。
C、由图可知承担物重的绳子段数n＝3，路灯杆离地后被匀速提升1m，
则绳子自由端移动距离为：s＝3h＝3×1m＝3m，
绳端拉力F做的功为：W总＝Fs＝1000N×3m＝3000J，故C错误。
D、路灯杆离地后，所做有用功为：W有＝Gh＝2400N×1m＝2400J，
滑轮组的机械效率为：η＝＝×100%＝80%，故D正确。
答案：D。
11．（2020•绵阳）将一个定滑轮和挂有一个重60N钩码的动滑轮，分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组．在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6m．不计摩擦和绳重．设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则（ ）
A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙 C．η甲≈55.5% D．η乙≈83.3%
解：根据图示可知，n甲＝2，n乙＝3；
由F＝（G+G动）可得，G动＝2F1﹣G＝2×36N﹣60N＝12N；
则F2＝（G+G动）＝×（60N+12N）＝24N；
由η＝＝＝可得，甲滑轮组的机械效率：η甲＝×100%＝×100%≈83.3%；
乙滑轮组的机械效率：η乙＝×100%＝×100%≈83.3%；
故ABC错误，D正确。
答案：D。
12．（2020•盐城）如图所示，小明利用动滑轮匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是（ ）
A．适当增加木箱重力 B．增大木箱上升高度
C．增大提升木箱的速度 D．换用质量更大的动滑轮
解：A、动滑轮重力不变，所以额外功不变；如果增加木箱重力，有用功会增大，有用功在总功中所占的比例将增大，机械效率会增大，故A符合题意；
B、C、动滑轮机械效率的高低与木箱上升的高度和上升的速度无关，故B、C不符合题意；
D、换用质量更大的动滑轮，额外功增加，有用功在总功中所占的比例将减小，机械效率降低，故D不符合题意。
答案：A。
13．（2020•随州）体重为60kg的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg的重物A匀速提升1m，此时该滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦，g取10N/kg），小明对此工作过程及装置作出了以下论断：
①动滑轮重为200N
②此过程中，工人对绳的拉力做功1000J
③重物匀速上升过程中，它的机械能增大
④若增大重物A的质量，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90%
关于小明的以上论断（ ）
A．只有①③正确 B．只有②③正确
C．只有①②③正确 D．①②③④都正确
解：
（1）重物A的重力：GA＝mAg＝80kg×10N/kg＝800N
不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝80%，解得动滑轮重力：G动＝200N，故①正确；
（2）工人对重物A做的有用功：
W有用＝Gh＝800N×1m＝800J，
由η＝＝80%可得工人对绳的拉力做功（总功）：
W总＝＝＝1000J，故②正确；
（3）重物匀速上升过程中，质量不变、速度不变，动能不变；质量不变、高度增大，重力势能增大，它的机械能增大，故③正确；
（4）若增大重物A的质量，重物的重力增大，滑轮组的机械效率增大，同时工人的拉力增大，工人的最大拉力：
F最大＝G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N，
由图知，n＝3，不计绳重和摩擦，最大拉力F最大＝（G最大+G动），
提升的最大物重：
G最大＝3F最大﹣G动＝3×600N﹣200N＝1600N，
因为不计绳重和摩擦，滑轮组的最大机械效率η＝＝＝，
所以最大机械效率：
η最大＝＝≈88.9%，
所以，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90%，故④正确。
故①②③④正确。
答案：D。
14．（2020•自贡）如图，重为G的物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面的底部移到顶部，设沿斜面移动的距离为s，高为h，拉力为F，物体受到的摩擦力为f，则斜面的机械效率为（ ）
A． B． C． D．
解：
此过程中，做的有用功为：W有＝Gh；
拉力做的总功为：W总＝Fs；
则斜面的机械效率为：η＝＝；
故B正确，ACD错。
答案：B。
15．（2020•德州）如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等。用它们分别将相同质量的重物匀速竖直提升，在相等时间内绳端A、B移动相同的距离（忽略绳重和摩擦），在此过程中，下列选项正确的是（ ）
A．两重物上升的速度相等 B．两滑轮组绳端的拉力相等
C．甲滑轮组的总功比乙少 D．两滑轮组的机械效率相等
解：
A、图甲使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n甲＝2；图乙使用的是滑轮组，承担物重的绳子股数n乙＝3；
因为拉力端移动的距离s＝nh，所以拉力端移动的速度等于物体升高速度的n倍，
已知在相等时间内绳端A、B移动相同的距离，则由速度公式v＝可知绳端A、B移动的速度相等，设其大小为v，
则由v绳＝nv物可知，钩码上升的速度分别为：v甲＝v，v乙＝v，
所以两钩码上升的速度：v甲＞v乙，故A错误；
B、提升钩码的质量相同、重力相同，且滑轮的质量相同、重力相同，不计绳重及摩擦，拉力F＝（G+G动），n甲＝2，n乙＝3，
所以绳端的拉力分别为：F甲＝（G+G动），F乙＝（G+G动），则绳端的拉力F甲＞F乙，故B错误；
C、绳端拉力F甲＞F乙，绳端A、B移动相同的距离，由W＝Fs可知拉力做的总功W甲总＞W乙总，即甲滑轮组的总功比乙多，故C错误；
D、忽略绳重和摩擦，机械效率η＝＝＝，
因为提升钩码的质量相等、重力相等，动滑轮的质量相等、重力相等，所以动滑轮和滑轮组的机械效率相等，故D正确。
答案：D。
16．（2019•日照）如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切阻力。用图甲绕法匀速提升重为900N的物体时，机械效率为90%．下列判断正确的是（ ）
A．拉力F1的大小为450N
B．用图乙绕法匀速提升400N重物时，机械效率为80%
C．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法机械效率大
D．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F2做功少
解：
A、忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提升重为900N的物体时，机械效率为90%，
图甲中n＝2，由η＝＝＝＝可得拉力F1的大小：
F1＝＝＝500N，故A错误；
B、图甲中，根据F1＝（G+G动）可得动滑轮的重力：
G动＝2F1﹣G＝2×500N﹣900N＝100N；
忽略绳重及一切阻力，滑轮组的机械效率η＝＝＝，则用图乙绕法匀速提升400N重物时，其机械效率为：
η′＝＝×100%＝80%，故B正确；
CD、分别用两种绕法匀速提升相同重物时，有用功相同，忽略绳重及一切阻力，克服动滑轮做的功是额外功，因同一滑轮组中动滑轮的重不变、提升高度相同，额外功相同，总功相同（即F1和F2做功相同），机械效率也相同，故CD错误；
答案：B。
17．（2019•常州）如图所示，斜面高2m、长4m，小明用平行于斜面的拉力F，将重400N的物体从斜面底端拉到顶端，已知拉力F＝250N，对此过程，下列结果中正确的是（ ）
A．有用功为1000J B．总功为1600J
C．额外功为200J D．机械效率为60%
解：
A、小明对物体做的有用功：W有用＝Gh＝400N×2m＝800J，故A错；
B、拉力F做的总功：W总＝Fs＝250N×4m＝1000J，故B错；
C、额外功：W额＝W总﹣W有用＝1000J﹣800J＝200J，故C正确；
D、斜面的机械效率：
η＝＝×100%＝80%，故D错。
答案：C。
18．（2019•新疆）用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组甲和乙，分别匀速提升同一重物时，滑轮组甲和乙的机械效率分别为80%和75%，不计绳重和摩擦，滑轮组甲和乙中的动滑轮重力之比为（ ）
A．4：3 B．3：4 C．5：4 D．4：5
解：不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝，
用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组甲和乙，分别匀速提升同一重物时，滑轮组甲和乙的机械效率分别为80%和75%，则可知物重相同（都为G），设两动滑轮重分别为G甲动、G乙动，
则有：η甲＝＝80%﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
η乙＝＝75%﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①可得G甲动＝G，由②可得G乙动＝G，
所以，甲乙动滑轮重力之比：
G甲动：G乙动＝G：G＝3：4。
答案：B。
19．（2019•广安）如图所示，甲、乙两个滑轮组，其中每个滑轮的质量都相同、分别用拉力F1、F2将重物G1、G2提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．若G1＝G2，则拉力F1、F2做的总功相同
B．若G1＝G2，则拉力F2做的有用功多
C．若G1＞G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
D．若G1＞G2，则甲、乙两个滑轮组的机械效率相等
解：AB、若G1＝G2，且重物匀速提升的高度相同，由W有＝Gh可知，有用功相同；
不计绳重及摩擦，则额定功是克服动滑轮自重做的功，即W额外＝G动h，因每个滑轮质量都相等，提升的高度相同，但乙装置有2个动滑轮，故乙做的额外功多，而W总＝W有+W额外，所以总功不相同，即F1、F2做的功不相等，故AB错误；
CD、不考虑绳重、摩擦，则滑轮组的机械效率η＝＝＝，若G1＞G2，重物匀速提升的高度相同，由W有＝Gh可知，甲有用功大；
不计绳重及摩擦，则额定功是克服动滑轮自重做的功，即W额外＝G动h，因每个滑轮质量都相等，提升的高度相同，但乙装置有2个动滑轮，故乙做的额外功多，故甲的机械效率大于乙的机械效率，故D 错误，C正确；
答案：C。
20．（2018•郴州）如图所示，在相同时间内，用大小相同的拉力F把等质量的甲、乙两物体沿斜面AB、AC从低端拉到斜面顶端。F做功的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙．下列分析正确的是（ ）
A．P甲＞P乙，η甲＜η乙 B．P甲＜P乙，η甲＜η乙
C．P甲＜P乙，η甲＞η乙 D．P甲＞P乙，η甲＞η乙
解：（1）已知AB＞AC，拉力相同，由W＝Fs可知，W1＞W2；
根据P＝，W1＞W2，时间相同，所以P甲＞P乙；
（2）已知物体的重力不变，斜面的高度不变，故由W＝Gh可知，将等质量的甲、乙两物体分别沿斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点所做的有用功相同，W1有＝W2有；
因为W1＞W2，
由η＝可得，η甲＜η乙。
答案：A。
二、填空题
21．（2020•鞍山）如图所示，小丽用滑轮组拉动重为600N的物体A．以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动10s。所施加的拉力F＝100N（忽略绳重和滑轮重）。若该滑轮组的机械效率为75%，则绳端移动的距离为 2 m，滑轮组做的有用功为 150 J，地面对物体A的摩擦力为 150 N。
解：由图知，n＝2，则绳子自由端移动的距离：s绳＝2s物＝2v物t＝2×0.1m/s×10s＝2m，
拉力做的总功：W总＝Fs绳＝100N×2m＝200J，
由η＝可得有用功：W有用＝η×W总＝75%×200J＝150J；
有用功W有＝fs物，则地面对物体A的摩擦力：
f＝＝＝＝150N，
（方法二）有用功W有＝fs物，拉力做的总功W总＝Fs绳，
由η＝＝＝＝可得，地面对物体A的摩擦力：
f＝η×2F＝75%×2×100N＝150N。
答案：2；150；150。
22．（2020•烟台）在建筑工地上，小明同学利用如图所示的装置，用25N的拉力使重为300N的物体A沿着水平地面匀速运动。A在运动时受到地面的摩擦力为其所受重力的0.2倍，不计绳重及滑轮组的摩擦。则动滑轮所受重力为 15 N，该装置的机械效率为 80% 。若增加物体A的重力，仍使物体A匀速运动，则该装置的机械效率将 增大 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
解：
（1）因为物体A在运动时受到地面的摩擦力为其所受重力的0.2倍，
所以物体受到的摩擦力：f＝0.2G＝0.2×300N＝60N；
因物体A匀速运动，绳子对物体的拉力和物体受到的摩擦力是一对平衡力，
所以滑轮组对物体的拉力F拉＝f＝60N，
由图知n＝3，不计绳重与摩擦，由F＝（G动+F拉）可得动滑轮受到的重力：
G动＝nF﹣F拉＝3×25N﹣60N＝15N；
（2）滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%＝80%；
（3）若增加物体A的重力，仍使物体A匀速运动，因物体对地面的压力增大，则摩擦力增大，克服物体与地面间摩擦力做的有用功增大，在额外功不变的情况下，有用功在总功中所占的比例增大，则机械效率将增大。
答案：15；80%；增大。
23．（2020•西宁）人在绳子自由端用拉力F通过图甲所示的滑轮组，将重900N的物体匀速提升6m，用时15s，则所做的有用功为 5400 J，拉力做的功W随时间t变化的图象如图乙所示（忽略绳重和摩擦），滑轮组的机械效率是 90% 。
解：
（1）将重900N的物体匀速提升6m，则所做的有用功：
W有＝Gh＝900N×6m＝5400J；
（2）据图乙可知，15s内拉力做的总功是6000J，
则滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%＝90%。
答案：5400；90%。
24．（2020•徐州）如图所示，塔式起重机上的滑轮组既可以 省力 ，又可以改变施力的 方向 ，若用它将900N的物体匀速吊起5m高，拉力为400N，则滑轮组的机械效率为 75% 。
解：
（1）在图中的滑轮组中，使用下面的动滑轮可以省力，使用上面的定滑轮可以改变用力的方向，所以使用图中的滑轮组，即可以省力，也可以改变施力的方向；
（2）拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝900N×5m＝4500J；
由图知，承担物重的绳子股数n＝3，拉力端移动的距离：s＝3h＝3×5m＝15m，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝400N×15m＝6000J，
滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%＝75%。
答案：省力；方向；75%。
25．（2020•长春）如图所示，用甲、乙两个动滑轮将物体A、B匀速竖直提升相同高度。已知GA＝2GB，两个动滑轮的机械效率相等。忽略绳重和摩擦，拉力做功W甲：W乙＝ 2：1 。若在A、B下方均增加重为G的钩码，匀速竖直提升相同高度，则机械效率η甲 ＜ η乙（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
解：（1）拉力做的功为总功，由η＝可得，W总＝，
已知GA＝2GB，有用功W有用＝Gh，则W有用甲＝2W有用乙，
两个动滑轮的机械效率相等，则拉力做功W甲：W乙＝2：1；
（2）由η＝＝＝可得，
两个动滑轮的机械效率分别为η甲＝，η乙＝，
已知GA＝2GB，两个动滑轮的机械效率相等。
则＝，
＝，
整理可得，G动甲＝2G动乙；
若在A、B下方均增加重为G的钩码，匀速竖直提升相同高度，则机械效率
η甲′＝，η乙′＝，
因为G动甲＝2G动乙，GA＝2GB，
则η甲′＝＝，
＜，
即此时机械效率η甲′＜η乙′。
答案：2：1；＜。
26．（2020•郴州）如图所示，用细绳将一重为6N的物体沿光滑斜面匀速拉到高处，斜面长s＝1m，高h＝0.25m，在此过程中，细绳的拉力F为 1.5 N；若斜面粗糙，匀速拉动同一物体时，斜面的机械效率为75%，则细绳的拉力F'为 2 N。
解：
（1）将物体沿光滑斜面匀速拉到高处，额外功为0J，拉力做的功等于提升重物做的功，W＝Fs＝Gh，此时拉力F＝＝＝1.5N；
（2）若斜面粗糙，匀速拉动同一物体时，拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝6N×0.25m＝1.5J，
由η＝可得，拉力做的总功：
W总＝＝＝2J；
由W＝Fs可得，细绳的拉力：
F′＝＝＝2N。
答案：1.5；2。
27．（2020•广东）如图所示，人向下拉绳提升重物。已知物体重400N，动滑轮重60N，不计绳重及摩擦，将重物匀速提升0.5m，人需用的拉力为 230 N，绳子自由端移动的距离为 1 m，人所做的有用功为 200 J．
解：
（1）由图知，n＝2，不计绳重及摩擦，人需用的拉力：
F＝（G+G动）＝（400N+60N）＝230N；
（2）绳子自由端通过的距离：
s＝2h＝2×0.5m＝1m；
（3）人所做的有用功为：
W＝Gh＝400N×0.5m＝200J。
答案：230；1；200。
28．（2019•呼伦贝尔）搬运工人站在水平高台上，用如图所示的滑轮组将重物匀速竖直向上提升2m，当提升货物重为360N时，滑轮组的机械效率为75%，则动滑轮重为 120 N（不计绳重和摩擦）；若将所提升货物重增大到480N，此时滑轮组的机械效率为 80% 。
解：（1）由图可知，n＝3，
则提升时绳自由端移动距离s＝3h＝3×2m＝6m，
有用功W有用＝Gh＝360N×2m＝720J，
由η＝可得，总功W总＝＝＝960J，
由W总＝Fs可得，拉力F＝＝＝160N，
由F＝（G+G动）可得，
动滑轮的重力，G动＝3F﹣G＝3×160N﹣360N＝120N；
（2）若将所提升货物重增大到480N，不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率：
η′＝＝＝＝＝80%。
答案：120；80%
三、实验探究题
29．（2019•眉山）为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置。实验测得的数据如下表：
实验
次数
斜面倾
斜程度
木块重力
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉
力F/N
斜面长度
S/m
机械
效率
1
较缓
3
0.2
1.6
1
37.5%
2
较陡
3
0.3
1.8
1
3
最陡
3
0.4
2.0
1
60%
请你根据表中的数据解答下列问题：
（1）实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做 匀速直线 运动，该过程中木块的机械能 变大 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
（2）第2次实验中，斜面的机械效率为 50% ，斜面对木块的摩擦力为 0.9 N。
（3）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是： 斜面越陡，其机械效率越高 。
（4）试列举出生活中利用斜面的一个实例： 盘山公路 。
解：
（1）实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速直线运动，动能不变，因木块高度变大，重力势能变大，该过程中木块的机械能变大；
（2）第2次实验中，斜面的机械效率：η＝＝＝×100%＝50%。
在第2次实验中，有用功W有＝Gh＝3N×0.3m＝0.9J，总功W总＝Fs＝1.8N×1m＝1.8J，
额外功：W额＝W总﹣W有＝1.8J﹣0.9J＝0.9J，
根据W额＝fs可得摩擦力：
f＝＝＝0.9N；
（3）由表中数据可知：斜面越陡，其机械效率越高；
（4）生活中利用斜面的实例：盘山公路。
答案：（1）匀速直线；变大；（2）50%；0.9；（3）斜面越陡，其机械效率越高；（4）盘山公路。
30．（2020•湘潭）测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升高度h/cm
拉力F/N
绳端移动距离s/cm
机械效率η
1
1.0
5
15
55.6%
2
1.5
5
0.8
15
3
2.0
5
1.0
15
66.7%
4
2.0
10
1.0
30
66.7%
（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做 匀速 运动。第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为 0.6 N。
（2）第2次实验时所做的有用功为 0.075 J，滑轮组的机械效率是 62.5% 。
（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 大 （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 无关 （选填“有关”或“无关”）。
（4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 B 。
A．增大绳重
B．减轻动滑轮重
C．加快物体提升的速度
解：
（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做匀速运动。测力计分度值为0.1N，第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为0.6N；
（2）第2次实验时所做的有用功为：
W有用2＝G2h2＝1.5N×0.05m＝0.075J；
第2次做的总功：W总2＝F2s2＝0.8N×0.15m＝0.12J；
滑轮组的机械效率是：
η＝＝×100%＝62.5%；
（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高；
分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关；
（4）A．增大绳重，增大了额外功，有用功与总功的比值变小，机械效率变小；
B．减轻动滑轮重，减小了额外功，有用功与总功的比值变大，机械效率大；
C．由（3）知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关，根据v＝，机械效率与物体提升的速度无关，
故选答案B。
答案：（1）匀速；0.6；（2）0.075；62.5%；（3）大；无关；（4）B。
31．（2019•遂宁）在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某组同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验，记录的实验数据如下表：
实验次数
钩码重
G/N
钩码上升高度
h/cm
拉力
F/N
绳端移动距离
s/cm
机械效率
1
0.5
10
30
2
1.5
10
0.8
30
62.5%
3
0.5
10
0.5
40
25.0%
4
1.5
10
0.7
40
53.6%
（1）根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是 甲 （选填“甲”或“乙“）滑轮组。
（2）在第一次实验中，当 竖直向上匀速 拉动滑轮组时，弹簧测力计示数如图丙所示，拉力F为 0.4 N；该次实验滑轮组的机械效率是 41.7% （计算结果精确到0.1%）。
（3）机械效率是机械性能好坏的重要标志，结合生产生活实际，分析实验数据可知，下列提高机械效率的措施不可行的是 D （选填符号）。
A．增加所提物重 B．减轻机械自重C．机械加润滑油 D．增加重物上升高度
解：（1）由表中第一次实验数据可知，钩码上升的高度h＝10cm，绳端移动的距离s＝30cm，
由s＝nh可得，绳子的有效股数n＝＝＝3，
由图可知，甲滑轮组绳子的有效股数为3，乙滑轮组绳子的有效股数为4，
所以，第一次实验所选择的是甲滑轮组；
（2）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计的，这样示数才会稳定，所读出的数值才等于拉力的大小；
由图丙可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，拉力F＝0.4N，
该次实验滑轮组的机械效率η＝＝×100%＝×100%≈41.7%；
（3）A．由1、2或3、4两组数据可知，用相同的装置提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越大，故A可行；
B．由1、3或2、4两组数据可知，用不同的状态提升相同的物体上升相同的高度时，机械自重越小，滑轮组机械效率越大，故B可行；
C．机械加润滑油，提升重物时减小了额外功，根据η＝×100%＝×100%可知，滑轮组的机械效率越大，故C可行；
D．由η＝＝＝＝×100%可知，滑轮组机械效率与物体提升的高度无关，故D不可行。
答案：D。
答案：（1）甲；（2）竖直向上匀速；0.4；41.7%；（3）D。
四、计算题
32．（2020•南通）如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2×104N的重物匀速吊起2m时，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg．
（1）求提升重物做的有用功；
（2）求绳端的拉力；
（3）若动滑轮的质量为40kg，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功．
解：
（1）提升重物做的有用功：
W有用＝Gh＝1.2×104N×2m＝2.4×104J；
（2）由η＝＝80%可得拉力做的总功：
W总＝＝＝3×104J；
由图可知，承担物重绳子股数n＝3，绳子自由端移动的距离：s＝3h＝3×2m＝6m；
由W总＝Fs可得拉力：
F＝＝＝5000N；
（3）对动滑轮、克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝3×104J﹣2.4×104J＝6000J，
提升动滑轮做的额外功：
W额1＝G动h＝m动gh＝40kg×10N/kg×2m＝800J，
克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功：
W额2＝W额﹣W额1＝6000J﹣800J＝5200J．
答：（1）提升重物做的有用功为2.4×104J；
（2）绳端的拉力为5000N；
（3）克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5200J．
33．（2020•沈阳）工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材，质量为1.8×103kg的石材放在水平地面上，在拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的图象如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的0.1倍，滑轮组的机械效率为75%，滑轮组和绳子的自重不计。（g＝10N/kg）求：
（1）石材受到的阻力；
（2）在石材移动40s过程中，工人做的有用功；
（3）在石材移动40s过程中，工人作用在绳子自由端的拉力F。
解：
（1）石材的重力：
G＝mg＝1.8×103kg×10N/kg＝1.8×104N，
石材受到的阻力：
f＝0.1G＝0.1×1.8×104N＝1800N；
（2）由乙图可得，在t＝10s内石材移动的距离s＝1.0m，石材匀速运动的速度：
v＝＝＝0.1m/s，
石材在t′＝40s移动的距离：
s′＝vt′＝0.1m/s×40s＝4m，
因为石材做匀速直线运动，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，
则滑轮组对石材的拉力：
F拉＝f＝1800N，
工人做的有用功：
W有用＝F拉s′＝1800N×4m＝7200J；
（3）由η＝＝75%可得工人做的总功：
W总＝＝＝9600J，
由图知，n＝3，工人拉力端移动的距离：
sF＝3s′＝3×4m＝12m，
由W总＝Fs可得工人的拉力：
F＝＝＝800N。
答：（1）石材受到的阻力为1800N；
（2）在石材移动40s过程中，工人做的有用功为7200J；
（3）在石材移动40s过程中，工人作用在绳子自由端的拉力为800N。
34．（2019•攀枝花）如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G＝9×104N的货物A沿斜面向上匀速运动。货物A的速度为v＝2m/s，经过t＝10s，货物A竖直升高h＝10m。已知汽车对绳的拉力F的功率P＝120kW，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求：
（1）t时间内汽车对绳的拉力所做的功；
（2）汽车对绳的拉力大小；
（3）斜面的机械效率。
解：
（1）由P＝可得t时间内汽车对绳的拉力所做的功：
W＝Pt＝1.2×105W×10s＝1.2×106J；
（2）10s内货物移动的距离：s物＝vt＝2m/s×10s＝20m，
由图知，n＝3，拉力端移动距离：s＝3s物＝3×20m＝60m，
由W＝Fs可得汽车对绳的拉力大小：
F＝＝＝20000N；
（3）不计绳、滑轮的质量和摩擦，滑轮组对重物的拉力：
F拉＝3F＝3×20000N＝60000N，
斜面的机械效率：
η＝＝＝×100%＝75%。
答：（1）t时间内汽车对绳的拉力所做的功为1.2×106J；
（2）汽车对绳的拉力大小为20000N；
（3）斜面的机械效率为75%。
专题27 机械效率
一、选择题（共20小题，每小题只有一个选项是正确的）
1．（2020•凉山州）关于功率、机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．做功越多的机械，其功率就越大
B．越省力的机械，其功率就越小
C．做功越慢的机械，其机械效率就越低
D．有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高
解：
A、由公式P＝知，功率与做功多少和所用时间都有关；做功多，时间不确定，则功率不能确定，故A错误；
B、功率与机械的省力情况无关，故B错误；
C、功率是描述物体做功快慢的物理量，做功慢的机械，其功率小；机械效率是指有用功与总功的比值，两者没有必然的联系，故C错误；
D、机械效率是指有用功与总功的比值，所以有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高，故D正确。
答案：D。
2．（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．任何机械设备的效率总小于1
B．减小机械内部摩擦可以提高其效率
C．提高机械设备的效率可以节能减排
D．使用机械设备做功越快，其效率越高
解：
A、有用功和总功的比值叫做机械效率，只要使用机械，就必然会在机械上消耗一部分额外功，也就是说额外功总是存在的，所以有用功总是会小于总功，机械效率总是小于1，故A正确；
B、在有用功一定时，减小机械内部摩擦可以少做额外功，也就是减少总功，所以机械效率会提高，故B正确；
C、为了尽可能提高机械利用率，节约能源，往往要提高机械效率，达到机械利用的最佳效果，故C正确；
D、机械效率是有用功与总功的比值，机械效率的大小与做功快慢无关，故D不正确。
答案：D。
3．（2020•广州）如图所示，小明分别使用甲、乙、丙、丁四种机械匀速提升物体（绳长不变），测得拉力和物体M、N所受的重力如表所示，则（ ）
F甲
F乙
F丙
F丁
GM
GN
5.5N
12N
5.5N
8N
5N
10N
A．甲的机械效率比丙的大
B．乙、丁的机械效率相同
C．使用丙提升物体M时省力
D．实验测得的数据无法算出机械效率
解：
设承担物重的绳子股数为n，则拉力端移动的距离s＝nh，
拉力做的有用功W有用＝Gh，拉力做的总功W总＝Fs＝F×nh＝nFh，机械效率η＝＝＝。
甲图中，使用的是定滑轮，n甲＝1，机械效率η甲＝＝×100%≈90.9%；
乙图中，使用的是定滑轮，n乙＝1，机械效率η乙＝＝×100%≈83.3%；
丙图中，使用的是动滑轮，n丙＝2，机械效率η丙＝＝×100%≈45.5%；
丁图中，使用的是滑轮组，n丁＝2，机械效率η丁＝＝×100%＝62.5%。
A、由上面计算可知，η甲≈90.9%，η丙≈45.5%，所以甲的机械效率比丙的大，故A正确；
B、由上面计算可知，η乙≈83.3%，η丁＝62.5%，所以乙的机械效率比丁的大，故B错误；
C、使用丙提升物体M时，GM＝5N，F丙＝5.5N，F丙＞GM，是费力的，故C错误；
D、由上面计算可知，利用实验测得的数据可以算出机械效率，故D错误。
答案：A。
4．（2020•山西）如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是（ ）
A．甲方式可以省力
B．乙方式不能改变力的方向
C．甲、乙两种方式做的有用功相等
D．甲、乙两种方式的机械效率相等
解：A、由图可知，甲方式是两个定滑轮，定滑轮的本质是等臂杠杆，不能省力，故A错误；
B、乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，不仅可以省力，也可以改变力的方向，故B错误；
C、由题可知，甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度，由W有＝Gh可知W甲有＝W乙有；故C正确；
D、由图可知，甲方式是两个定滑轮，乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，乙方式做的额外功大于甲方式，
有用功相同、总功不相同，根据η＝×100%可知，两个滑轮组的机械效率不相等，故D错误。
答案：C。
5．（2020•丹东）如图，在斜面上将一个重为15N的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上的拉力F＝6N，斜面长s＝1.2m、斜面高h＝0.3m。下列说法正确的是（ ）
A．克服物体重力做功7.2J B．额外功为1.8J
C．物体受到的摩擦力为2.25N D．斜面的机械效率为37.5%
解：
A、克服物体重力做功（即有用功）：W有用＝Gh＝15N×0.3m＝4.5J，故A错误；
B、拉力做的总功：W总＝Fs＝6N×1.2m＝7.2J，则额外功：W额＝W总﹣W有＝7.2J﹣4.5J＝2.7J，故B错误；
C、由W额＝fs可得，物体受到的摩擦力：f＝＝＝2.25N，故C正确；
D、斜面的机械效率：η＝×100%＝×100%＝62.5%，故D错误。
答案：C。
6．（2020•甘孜州）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）在相同时间内把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．力F1和F2做功的功率相同 B．力F1和F2做的总功相同
C．两个滑轮组机械效率一样大 D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
解：
由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n＝3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n＝4。
AB、若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为：s甲＝3h，s乙＝4h；
甲滑轮组中拉力做的总功为W甲总＝F1•3h，乙滑轮组中拉力做的总功为W乙总＝F2•4h，
已知F1＝F2，所以W甲总＜W乙总，故B错误；
已知时间相同，由公式P＝知，P甲总＜P乙总．故A错误；
CD、甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，设一个动滑轮的重为G动，
不计绳重及摩擦，则甲滑轮组的机械效率为：η甲＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%，
同理可得，乙滑轮组的机械效率为：η乙＝×100%，
所以η甲＞η乙，故C错误，D正确。
答案：D。
7．（2020•咸宁）用如图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0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到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（ ）
A．动滑轮的重力为5N 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．每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J
解：
A、由图乙可知，提升物重G＝10N时，滑轮组的机械效率η＝50%，
不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝50%，
解得动滑轮重力：
G动＝10N，故A错误；
B、使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，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；
C、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；
D、由题知，利用滑轮组每次物体被提升的高度均为0.5m，提升动滑轮上升的高度也都是0.5m，则每次提升重物时，不计绳重和摩擦，滑轮组做的额外功都为：W额＝G动h＝10N×0.5m＝5J，故D正确。
答案：D。
8．（2020•永州）如图所示，用力F将重力G＝10N的物体匀速向上提升2m，动滑轮重2N（不计绳重摩擦），下列正确的是（ ）
A．绳子末端移动的距离为1m B．拉力大小为5N
C．滑轮组的机械效率为100% D．物体克服重力所做的功为20J
解：
A、由图可知，n＝2，绳子末端移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m，故A错误；
B、不计绳重、摩擦，拉力F＝（G+G动）＝×（10N+2N）＝6N，故B错误；
CD、拉力做的总功：W总＝Fs＝6N×4m＝24J，
所做的有用功，即物体克服重力所做的功：
W有用＝Gh＝10N×2m＝20J，
该滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%≈83.3%，故C错误、D正确。
答案：D。
9．（2020•阜新）用如图所示的滑轮组，将5块相同的大理石，分两次从地面匀速提升相同的高度；若每块大理石重为G，第一次运2块，第二次运3块，两次拉力分别为F1、F2，效率为η1、η2（绳重及摩擦均忽略不计），下列选项正确的是（ ）
A．F1＝G B．F2＜1.5G C．η1＝η2 D．η1＜η2
解：
AB、由图可知，作用在动滑轮上绳子的股数为2；
绳重及摩擦均忽略不计，且每块大理石重为G，
由F＝（G物+G动）可得这2次的拉力分别为：
F1＝（2G+G动）＝G+G动＞G，
F2＝（3G+G动）＝1.5G+G动＞1.5G，故AB错误；
CD、绳重及摩擦均忽略不计，动滑轮的重一定，将大理石提升相同的高度，由W额＝G动h可知两次所做的额外功相同；第2次提升大理石的总重力大，由W有＝G物h可知第2次所做的有用功多，则第2次有用功在总功中所占的比例更大，所以第2次的机械效率较高，即η1＜η2；故C错误，D正确。
答案：D。
10．（2020•盘锦）工人利用滑轮组吊起重为2400N的路灯杆（质量分布均匀）。如图所示，这是路灯杆一端刚被匀速拉起的简图。路灯杆离地后被匀速提升1m，绳端拉力F＝1000N．下列说法正确的是（ ）
A．路灯杆一端刚被匀速拉起时，相当于费力杠杆
B．路灯杆离地后，受到的拉力小于2400N
C．路灯杆离地后，绳端拉力F做的功为1000J
D．路灯杆离地后，滑轮组的机械效率为80%
解：
A、路灯杆一端刚被匀速拉起时，阻力为路灯杆的重力G，作用点在重心上，绳子对路灯杆的拉力是动力F，支点为路灯杆的左端，可见，动力臂大于阻力臂，所以路灯杆相当于省力杠杆，故A错误。
B、路灯杆离地后被匀速提升，杆受到的拉力与重力是一对平衡力，则拉力为：F拉＝G＝2400N，故B错误。
C、由图可知承担物重的绳子段数n＝3，路灯杆离地后被匀速提升1m，
则绳子自由端移动距离为：s＝3h＝3×1m＝3m，
绳端拉力F做的功为：W总＝Fs＝1000N×3m＝3000J，故C错误。
D、路灯杆离地后，所做有用功为：W有＝Gh＝2400N×1m＝2400J，
滑轮组的机械效率为：η＝＝×100%＝80%，故D正确。
答案：D。
11．（2020•绵阳）将一个定滑轮和挂有一个重60N钩码的动滑轮，分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组．在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6m．不计摩擦和绳重．设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则（ ）
A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙 C．η甲≈55.5% D．η乙≈83.3%
解：根据图示可知，n甲＝2，n乙＝3；
由F＝（G+G动）可得，G动＝2F1﹣G＝2×36N﹣60N＝12N；
则F2＝（G+G动）＝×（60N+12N）＝24N；
由η＝＝＝可得，甲滑轮组的机械效率：η甲＝×100%＝×100%≈83.3%；
乙滑轮组的机械效率：η乙＝×100%＝×100%≈83.3%；
故ABC错误，D正确。
答案：D。
12．（2020•盐城）如图所示，小明利用动滑轮匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是（ ）
A．适当增加木箱重力 B．增大木箱上升高度
C．增大提升木箱的速度 D．换用质量更大的动滑轮
解：A、动滑轮重力不变，所以额外功不变；如果增加木箱重力，有用功会增大，有用功在总功中所占的比例将增大，机械效率会增大，故A符合题意；
B、C、动滑轮机械效率的高低与木箱上升的高度和上升的速度无关，故B、C不符合题意；
D、换用质量更大的动滑轮，额外功增加，有用功在总功中所占的比例将减小，机械效率降低，故D不符合题意。
答案：A。
13．（2020•随州）体重为60kg的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg的重物A匀速提升1m，此时该滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦，g取10N/kg），小明对此工作过程及装置作出了以下论断：
①动滑轮重为200N
②此过程中，工人对绳的拉力做功1000J
③重物匀速上升过程中，它的机械能增大
④若增大重物A的质量，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90%
关于小明的以上论断（ ）
A．只有①③正确 B．只有②③正确
C．只有①②③正确 D．①②③④都正确
解：
（1）重物A的重力：GA＝mAg＝80kg×10N/kg＝800N
不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝80%，解得动滑轮重力：G动＝200N，故①正确；
（2）工人对重物A做的有用功：
W有用＝Gh＝800N×1m＝800J，
由η＝＝80%可得工人对绳的拉力做功（总功）：
W总＝＝＝1000J，故②正确；
（3）重物匀速上升过程中，质量不变、速度不变，动能不变；质量不变、高度增大，重力势能增大，它的机械能增大，故③正确；
（4）若增大重物A的质量，重物的重力增大，滑轮组的机械效率增大，同时工人的拉力增大，工人的最大拉力：
F最大＝G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N，
由图知，n＝3，不计绳重和摩擦，最大拉力F最大＝（G最大+G动），
提升的最大物重：
G最大＝3F最大﹣G动＝3×600N﹣200N＝1600N，
因为不计绳重和摩擦，滑轮组的最大机械效率η＝＝＝，
所以最大机械效率：
η最大＝＝≈88.9%，
所以，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90%，故④正确。
故①②③④正确。
答案：D。
14．（2020•自贡）如图，重为G的物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面的底部移到顶部，设沿斜面移动的距离为s，高为h，拉力为F，物体受到的摩擦力为f，则斜面的机械效率为（ ）
A． B． C． D．
解：
此过程中，做的有用功为：W有＝Gh；
拉力做的总功为：W总＝Fs；
则斜面的机械效率为：η＝＝；
故B正确，ACD错。
答案：B。
15．（2020•德州）如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等。用它们分别将相同质量的重物匀速竖直提升，在相等时间内绳端A、B移动相同的距离（忽略绳重和摩擦），在此过程中，下列选项正确的是（ ）
A．两重物上升的速度相等 B．两滑轮组绳端的拉力相等
C．甲滑轮组的总功比乙少 D．两滑轮组的机械效率相等
解：
A、图甲使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n甲＝2；图乙使用的是滑轮组，承担物重的绳子股数n乙＝3；
因为拉力端移动的距离s＝nh，所以拉力端移动的速度等于物体升高速度的n倍，
已知在相等时间内绳端A、B移动相同的距离，则由速度公式v＝可知绳端A、B移动的速度相等，设其大小为v，
则由v绳＝nv物可知，钩码上升的速度分别为：v甲＝v，v乙＝v，
所以两钩码上升的速度：v甲＞v乙，故A错误；
B、提升钩码的质量相同、重力相同，且滑轮的质量相同、重力相同，不计绳重及摩擦，拉力F＝（G+G动），n甲＝2，n乙＝3，
所以绳端的拉力分别为：F甲＝（G+G动），F乙＝（G+G动），则绳端的拉力F甲＞F乙，故B错误；
C、绳端拉力F甲＞F乙，绳端A、B移动相同的距离，由W＝Fs可知拉力做的总功W甲总＞W乙总，即甲滑轮组的总功比乙多，故C错误；
D、忽略绳重和摩擦，机械效率η＝＝＝，
因为提升钩码的质量相等、重力相等，动滑轮的质量相等、重力相等，所以动滑轮和滑轮组的机械效率相等，故D正确。
答案：D。
16．（2019•日照）如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切阻力。用图甲绕法匀速提升重为900N的物体时，机械效率为90%．下列判断正确的是（ ）
A．拉力F1的大小为450N
B．用图乙绕法匀速提升400N重物时，机械效率为80%
C．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法机械效率大
D．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F2做功少
解：
A、忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提升重为900N的物体时，机械效率为90%，
图甲中n＝2，由η＝＝＝＝可得拉力F1的大小：
F1＝＝＝500N，故A错误；
B、图甲中，根据F1＝（G+G动）可得动滑轮的重力：
G动＝2F1﹣G＝2×500N﹣900N＝100N；
忽略绳重及一切阻力，滑轮组的机械效率η＝＝＝，则用图乙绕法匀速提升400N重物时，其机械效率为：
η′＝＝×100%＝80%，故B正确；
CD、分别用两种绕法匀速提升相同重物时，有用功相同，忽略绳重及一切阻力，克服动滑轮做的功是额外功，因同一滑轮组中动滑轮的重不变、提升高度相同，额外功相同，总功相同（即F1和F2做功相同），机械效率也相同，故CD错误；
答案：B。
17．（2019•常州）如图所示，斜面高2m、长4m，小明用平行于斜面的拉力F，将重400N的物体从斜面底端拉到顶端，已知拉力F＝250N，对此过程，下列结果中正确的是（ ）
A．有用功为1000J B．总功为1600J
C．额外功为200J D．机械效率为60%
解：
A、小明对物体做的有用功：W有用＝Gh＝400N×2m＝800J，故A错；
B、拉力F做的总功：W总＝Fs＝250N×4m＝1000J，故B错；
C、额外功：W额＝W总﹣W有用＝1000J﹣800J＝200J，故C正确；
D、斜面的机械效率：
η＝＝×100%＝80%，故D错。
答案：C。
18．（2019•新疆）用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组甲和乙，分别匀速提升同一重物时，滑轮组甲和乙的机械效率分别为80%和75%，不计绳重和摩擦，滑轮组甲和乙中的动滑轮重力之比为（ ）
A．4：3 B．3：4 C．5：4 D．4：5
解：不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝，
用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组甲和乙，分别匀速提升同一重物时，滑轮组甲和乙的机械效率分别为80%和75%，则可知物重相同（都为G），设两动滑轮重分别为G甲动、G乙动，
则有：η甲＝＝80%﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
η乙＝＝75%﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①可得G甲动＝G，由②可得G乙动＝G，
所以，甲乙动滑轮重力之比：
G甲动：G乙动＝G：G＝3：4。
答案：B。
19．（2019•广安）如图所示，甲、乙两个滑轮组，其中每个滑轮的质量都相同、分别用拉力F1、F2将重物G1、G2提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．若G1＝G2，则拉力F1、F2做的总功相同
B．若G1＝G2，则拉力F2做的有用功多
C．若G1＞G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
D．若G1＞G2，则甲、乙两个滑轮组的机械效率相等
解：AB、若G1＝G2，且重物匀速提升的高度相同，由W有＝Gh可知，有用功相同；
不计绳重及摩擦，则额定功是克服动滑轮自重做的功，即W额外＝G动h，因每个滑轮质量都相等，提升的高度相同，但乙装置有2个动滑轮，故乙做的额外功多，而W总＝W有+W额外，所以总功不相同，即F1、F2做的功不相等，故AB错误；
CD、不考虑绳重、摩擦，则滑轮组的机械效率η＝＝＝，若G1＞G2，重物匀速提升的高度相同，由W有＝Gh可知，甲有用功大；
不计绳重及摩擦，则额定功是克服动滑轮自重做的功，即W额外＝G动h，因每个滑轮质量都相等，提升的高度相同，但乙装置有2个动滑轮，故乙做的额外功多，故甲的机械效率大于乙的机械效率，故D 错误，C正确；
答案：C。
20．（2018•郴州）如图所示，在相同时间内，用大小相同的拉力F把等质量的甲、乙两物体沿斜面AB、AC从低端拉到斜面顶端。F做功的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙．下列分析正确的是（ ）
A．P甲＞P乙，η甲＜η乙 B．P甲＜P乙，η甲＜η乙
C．P甲＜P乙，η甲＞η乙 D．P甲＞P乙，η甲＞η乙
解：（1）已知AB＞AC，拉力相同，由W＝Fs可知，W1＞W2；
根据P＝，W1＞W2，时间相同，所以P甲＞P乙；
（2）已知物体的重力不变，斜面的高度不变，故由W＝Gh可知，将等质量的甲、乙两物体分别沿斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点所做的有用功相同，W1有＝W2有；
因为W1＞W2，
由η＝可得，η甲＜η乙。
答案：A。
二、填空题
21．（2020•鞍山）如图所示，小丽用滑轮组拉动重为600N的物体A．以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动10s。所施加的拉力F＝100N（忽略绳重和滑轮重）。若该滑轮组的机械效率为75%，则绳端移动的距离为 2 m，滑轮组做的有用功为 150 J，地面对物体A的摩擦力为 150 N。
解：由图知，n＝2，则绳子自由端移动的距离：s绳＝2s物＝2v物t＝2×0.1m/s×10s＝2m，
拉力做的总功：W总＝Fs绳＝100N×2m＝200J，
由η＝可得有用功：W有用＝η×W总＝75%×200J＝150J；
有用功W有＝fs物，则地面对物体A的摩擦力：
f＝＝＝＝150N，
（方法二）有用功W有＝fs物，拉力做的总功W总＝Fs绳，
由η＝＝＝＝可得，地面对物体A的摩擦力：
f＝η×2F＝75%×2×100N＝150N。
答案：2；150；150。
22．（2020•烟台）在建筑工地上，小明同学利用如图所示的装置，用25N的拉力使重为300N的物体A沿着水平地面匀速运动。A在运动时受到地面的摩擦力为其所受重力的0.2倍，不计绳重及滑轮组的摩擦。则动滑轮所受重力为 15 N，该装置的机械效率为 80% 。若增加物体A的重力，仍使物体A匀速运动，则该装置的机械效率将 增大 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
解：
（1）因为物体A在运动时受到地面的摩擦力为其所受重力的0.2倍，
所以物体受到的摩擦力：f＝0.2G＝0.2×300N＝60N；
因物体A匀速运动，绳子对物体的拉力和物体受到的摩擦力是一对平衡力，
所以滑轮组对物体的拉力F拉＝f＝60N，
由图知n＝3，不计绳重与摩擦，由F＝（G动+F拉）可得动滑轮受到的重力：
G动＝nF﹣F拉＝3×25N﹣60N＝15N；
（2）滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%＝80%；
（3）若增加物体A的重力，仍使物体A匀速运动，因物体对地面的压力增大，则摩擦力增大，克服物体与地面间摩擦力做的有用功增大，在额外功不变的情况下，有用功在总功中所占的比例增大，则机械效率将增大。
答案：15；80%；增大。
23．（2020•西宁）人在绳子自由端用拉力F通过图甲所示的滑轮组，将重900N的物体匀速提升6m，用时15s，则所做的有用功为 5400 J，拉力做的功W随时间t变化的图象如图乙所示（忽略绳重和摩擦），滑轮组的机械效率是 90% 。
解：
（1）将重900N的物体匀速提升6m，则所做的有用功：
W有＝Gh＝900N×6m＝5400J；
（2）据图乙可知，15s内拉力做的总功是6000J，
则滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%＝90%。
答案：5400；90%。
24．（2020•徐州）如图所示，塔式起重机上的滑轮组既可以 省力 ，又可以改变施力的 方向 ，若用它将900N的物体匀速吊起5m高，拉力为400N，则滑轮组的机械效率为 75% 。
解：
（1）在图中的滑轮组中，使用下面的动滑轮可以省力，使用上面的定滑轮可以改变用力的方向，所以使用图中的滑轮组，即可以省力，也可以改变施力的方向；
（2）拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝900N×5m＝4500J；
由图知，承担物重的绳子股数n＝3，拉力端移动的距离：s＝3h＝3×5m＝15m，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝400N×15m＝6000J，
滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%＝75%。
答案：省力；方向；75%。
25．（2020•长春）如图所示，用甲、乙两个动滑轮将物体A、B匀速竖直提升相同高度。已知GA＝2GB，两个动滑轮的机械效率相等。忽略绳重和摩擦，拉力做功W甲：W乙＝ 2：1 。若在A、B下方均增加重为G的钩码，匀速竖直提升相同高度，则机械效率η甲 ＜ η乙（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
解：（1）拉力做的功为总功，由η＝可得，W总＝，
已知GA＝2GB，有用功W有用＝Gh，则W有用甲＝2W有用乙，
两个动滑轮的机械效率相等，则拉力做功W甲：W乙＝2：1；
（2）由η＝＝＝可得，
两个动滑轮的机械效率分别为η甲＝，η乙＝，
已知GA＝2GB，两个动滑轮的机械效率相等。
则＝，
＝，
整理可得，G动甲＝2G动乙；
若在A、B下方均增加重为G的钩码，匀速竖直提升相同高度，则机械效率
η甲′＝，η乙′＝，
因为G动甲＝2G动乙，GA＝2GB，
则η甲′＝＝，
＜，
即此时机械效率η甲′＜η乙′。
答案：2：1；＜。
26．（2020•郴州）如图所示，用细绳将一重为6N的物体沿光滑斜面匀速拉到高处，斜面长s＝1m，高h＝0.25m，在此过程中，细绳的拉力F为 1.5 N；若斜面粗糙，匀速拉动同一物体时，斜面的机械效率为75%，则细绳的拉力F'为 2 N。
解：
（1）将物体沿光滑斜面匀速拉到高处，额外功为0J，拉力做的功等于提升重物做的功，W＝Fs＝Gh，此时拉力F＝＝＝1.5N；
（2）若斜面粗糙，匀速拉动同一物体时，拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝6N×0.25m＝1.5J，
由η＝可得，拉力做的总功：
W总＝＝＝2J；
由W＝Fs可得，细绳的拉力：
F′＝＝＝2N。
答案：1.5；2。
27．（2020•广东）如图所示，人向下拉绳提升重物。已知物体重400N，动滑轮重60N，不计绳重及摩擦，将重物匀速提升0.5m，人需用的拉力为 230 N，绳子自由端移动的距离为 1 m，人所做的有用功为 200 J．
解：
（1）由图知，n＝2，不计绳重及摩擦，人需用的拉力：
F＝（G+G动）＝（400N+60N）＝230N；
（2）绳子自由端通过的距离：
s＝2h＝2×0.5m＝1m；
（3）人所做的有用功为：
W＝Gh＝400N×0.5m＝200J。
答案：230；1；200。
28．（2019•呼伦贝尔）搬运工人站在水平高台上，用如图所示的滑轮组将重物匀速竖直向上提升2m，当提升货物重为360N时，滑轮组的机械效率为75%，则动滑轮重为 120 N（不计绳重和摩擦）；若将所提升货物重增大到480N，此时滑轮组的机械效率为 80% 。
解：（1）由图可知，n＝3，
则提升时绳自由端移动距离s＝3h＝3×2m＝6m，
有用功W有用＝Gh＝360N×2m＝720J，
由η＝可得，总功W总＝＝＝960J，
由W总＝Fs可得，拉力F＝＝＝160N，
由F＝（G+G动）可得，
动滑轮的重力，G动＝3F﹣G＝3×160N﹣360N＝120N；
（2）若将所提升货物重增大到480N，不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率：
η′＝＝＝＝＝80%。
答案：120；80%
三、实验探究题
29．（2019•眉山）为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置。实验测得的数据如下表：
实验
次数
斜面倾
斜程度
木块重力
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉
力F/N
斜面长度
S/m
机械
效率
1
较缓
3
0.2
1.6
1
37.5%
2
较陡
3
0.3
1.8
1
3
最陡
3
0.4
2.0
1
60%
请你根据表中的数据解答下列问题：
（1）实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做 匀速直线 运动，该过程中木块的机械能 变大 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
（2）第2次实验中，斜面的机械效率为 50% ，斜面对木块的摩擦力为 0.9 N。
（3）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是： 斜面越陡，其机械效率越高 。
（4）试列举出生活中利用斜面的一个实例： 盘山公路 。
解：
（1）实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速直线运动，动能不变，因木块高度变大，重力势能变大，该过程中木块的机械能变大；
（2）第2次实验中，斜面的机械效率：η＝＝＝×100%＝50%。
在第2次实验中，有用功W有＝Gh＝3N×0.3m＝0.9J，总功W总＝Fs＝1.8N×1m＝1.8J，
额外功：W额＝W总﹣W有＝1.8J﹣0.9J＝0.9J，
根据W额＝fs可得摩擦力：
f＝＝＝0.9N；
（3）由表中数据可知：斜面越陡，其机械效率越高；
（4）生活中利用斜面的实例：盘山公路。
答案：（1）匀速直线；变大；（2）50%；0.9；（3）斜面越陡，其机械效率越高；（4）盘山公路。
30．（2020•湘潭）测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升高度h/cm
拉力F/N
绳端移动距离s/cm
机械效率η
1
1.0
5
15
55.6%
2
1.5
5
0.8
15
3
2.0
5
1.0
15
66.7%
4
2.0
10
1.0
30
66.7%
（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做 匀速 运动。第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为 0.6 N。
（2）第2次实验时所做的有用功为 0.075 J，滑轮组的机械效率是 62.5% 。
（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 大 （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 无关 （选填“有关”或“无关”）。
（4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 B 。
A．增大绳重
B．减轻动滑轮重
C．加快物体提升的速度
解：
（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做匀速运动。测力计分度值为0.1N，第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为0.6N；
（2）第2次实验时所做的有用功为：
W有用2＝G2h2＝1.5N×0.05m＝0.075J；
第2次做的总功：W总2＝F2s2＝0.8N×0.15m＝0.12J；
滑轮组的机械效率是：
η＝＝×100%＝62.5%；
（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高；
分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关；
（4）A．增大绳重，增大了额外功，有用功与总功的比值变小，机械效率变小；
B．减轻动滑轮重，减小了额外功，有用功与总功的比值变大，机械效率大；
C．由（3）知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关，根据v＝，机械效率与物体提升的速度无关，
故选答案B。
答案：（1）匀速；0.6；（2）0.075；62.5%；（3）大；无关；（4）B。
31．（2019•遂宁）在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某组同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验，记录的实验数据如下表：
实验次数
钩码重
G/N
钩码上升高度
h/cm
拉力
F/N
绳端移动距离
s/cm
机械效率
1
0.5
10
30
2
1.5
10
0.8
30
62.5%
3
0.5
10
0.5
40
25.0%
4
1.5
10
0.7
40
53.6%
（1）根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是 甲 （选填“甲”或“乙“）滑轮组。
（2）在第一次实验中，当 竖直向上匀速 拉动滑轮组时，弹簧测力计示数如图丙所示，拉力F为 0.4 N；该次实验滑轮组的机械效率是 41.7% （计算结果精确到0.1%）。
（3）机械效率是机械性能好坏的重要标志，结合生产生活实际，分析实验数据可知，下列提高机械效率的措施不可行的是 D （选填符号）。
A．增加所提物重 B．减轻机械自重C．机械加润滑油 D．增加重物上升高度
解：（1）由表中第一次实验数据可知，钩码上升的高度h＝10cm，绳端移动的距离s＝30cm，
由s＝nh可得，绳子的有效股数n＝＝＝3，
由图可知，甲滑轮组绳子的有效股数为3，乙滑轮组绳子的有效股数为4，
所以，第一次实验所选择的是甲滑轮组；
（2）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计的，这样示数才会稳定，所读出的数值才等于拉力的大小；
由图丙可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，拉力F＝0.4N，
该次实验滑轮组的机械效率η＝＝×100%＝×100%≈41.7%；
（3）A．由1、2或3、4两组数据可知，用相同的装置提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越大，故A可行；
B．由1、3或2、4两组数据可知，用不同的状态提升相同的物体上升相同的高度时，机械自重越小，滑轮组机械效率越大，故B可行；
C．机械加润滑油，提升重物时减小了额外功，根据η＝×100%＝×100%可知，滑轮组的机械效率越大，故C可行；
D．由η＝＝＝＝×100%可知，滑轮组机械效率与物体提升的高度无关，故D不可行。
答案：D。
答案：（1）甲；（2）竖直向上匀速；0.4；41.7%；（3）D。
四、计算题
32．（2020•南通）如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2×104N的重物匀速吊起2m时，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg．
（1）求提升重物做的有用功；
（2）求绳端的拉力；
（3）若动滑轮的质量为40kg，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功．
解：
（1）提升重物做的有用功：
W有用＝Gh＝1.2×104N×2m＝2.4×104J；
（2）由η＝＝80%可得拉力做的总功：
W总＝＝＝3×104J；
由图可知，承担物重绳子股数n＝3，绳子自由端移动的距离：s＝3h＝3×2m＝6m；
由W总＝Fs可得拉力：
F＝＝＝5000N；
（3）对动滑轮、克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝3×104J﹣2.4×104J＝6000J，
提升动滑轮做的额外功：
W额1＝G动h＝m动gh＝40kg×10N/kg×2m＝800J，
克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功：
W额2＝W额﹣W额1＝6000J﹣800J＝5200J．
答：（1）提升重物做的有用功为2.4×104J；
（2）绳端的拉力为5000N；
（3）克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5200J．
33．（2020•沈阳）工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材，质量为1.8×103kg的石材放在水平地面上，在拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的图象如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的0.1倍，滑轮组的机械效率为75%，滑轮组和绳子的自重不计。（g＝10N/kg）求：
（1）石材受到的阻力；
（2）在石材移动40s过程中，工人做的有用功；
（3）在石材移动40s过程中，工人作用在绳子自由端的拉力F。
解：
（1）石材的重力：
G＝mg＝1.8×103kg×10N/kg＝1.8×104N，
石材受到的阻力：
f＝0.1G＝0.1×1.8×104N＝1800N；
（2）由乙图可得，在t＝10s内石材移动的距离s＝1.0m，石材匀速运动的速度：
v＝＝＝0.1m/s，
石材在t′＝40s移动的距离：
s′＝vt′＝0.1m/s×40s＝4m，
因为石材做匀速直线运动，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，
则滑轮组对石材的拉力：
F拉＝f＝1800N，
工人做的有用功：
W有用＝F拉s′＝1800N×4m＝7200J；
（3）由η＝＝75%可得工人做的总功：
W总＝＝＝9600J，
由图知，n＝3，工人拉力端移动的距离：
sF＝3s′＝3×4m＝12m，
由W总＝Fs可得工人的拉力：
F＝＝＝800N。
答：（1）石材受到的阻力为1800N；
（2）在石材移动40s过程中，工人做的有用功为7200J；
（3）在石材移动40s过程中，工人作用在绳子自由端的拉力为800N。
34．（2019•攀枝花）如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G＝9×104N的货物A沿斜面向上匀速运动。货物A的速度为v＝2m/s，经过t＝10s，货物A竖直升高h＝10m。已知汽车对绳的拉力F的功率P＝120kW，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求：
（1）t时间内汽车对绳的拉力所做的功；
（2）汽车对绳的拉力大小；
（3）斜面的机械效率。
解：
（1）由P＝可得t时间内汽车对绳的拉力所做的功：
W＝Pt＝1.2×105W×10s＝1.2×106J；
（2）10s内货物移动的距离：s物＝vt＝2m/s×10s＝20m，
由图知，n＝3，拉力端移动距离：s＝3s物＝3×20m＝60m，
由W＝Fs可得汽车对绳的拉力大小：
F＝＝＝20000N；
（3）不计绳、滑轮的质量和摩擦，滑轮组对重物的拉力：
F拉＝3F＝3×20000N＝60000N，
斜面的机械效率：
η＝＝＝×100%＝75%。
答：（1）t时间内汽车对绳的拉力所做的功为1.2×106J；
（2）汽车对绳的拉力大小为20000N；
（3）斜面的机械效率为75%。
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