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沪科版（2024）八年级全册第五节 机械效率课后复习题
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这是一份沪科版（2024）八年级全册第五节 机械效率课后复习题，共39页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．在生产和生活中经常使用各种机械，关于机械的下列说法，正确的是（ ）
A．使用机械可以省力、省距离，也可以省功
B．机械做功越快，机械效率越高
C．使用机械可以省力或省距离，但不能省功
D．机械做功越多，机械效率越高
2．甲、乙两种机器所做的总功之比是2:3，机械效率之比是3:1，则它们所做的有用功之比（ ）
A．2:3B．2:1C．2:9D．9:2
3．下列做法中不能提高滑轮组机械效率的是
A．增加物体提升的高度B．使用轻质动滑轮
C．增加物体的质量D．在轴上加润滑油
4．小明用一竖直向上的力把物体A匀速提到了一定的高度，所做的功为100J。小红利用某种机械把相同的物体A也匀速提到了相同的高度，所做的功为120J，则下列说法正确的是（ ）
A．小红利用的机械一定是省力的
B．小红所做的有用功为120J
C．小红所做的有用功为100J
D．小红利用的机械其机械效率达到了100%
5．一个滑轮组经改进后，机械效率比原来大大提高，用该滑轮组将同一物体匀速提升同样的高度，与改进前相比（ ）
A．总功不变，但额外功减少了
B．总功不变，有用功增加了
C．有用功不变，总功减少了
D．做的有用功减少了
6．如图所示，在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长s＝1.2m、高h＝0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功，则（ ）
A．有用功为1.35J，机械效率为75%
B．有用功为2.16J，机械效率为62.5%
C．有用功为1.35J，机械效率为62.5%
D．有用功为1.35J，机械效率为100%
7．如图所示，物体重为50N，小明用这个滑轮组3s内将物体匀速提升0.3m。拉力为20N，不计绳重和摩擦，下列说法错误的是（ ）
A．动滑轮的重力为10N
B．拉力F的功率为2W
C．该滑轮组的机械效率约为83.3%
D．提升的物体越重时，该滑轮组的机械效率越高
8．如图为了提升重物，我们选用了粗细均匀重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一个重物挂在A、B两处，每次用力让杠杆上升同样的高度，下列说法正确的是（ ）
A．重物在A点处人做的有用功多机械效率高
B．重物在A和B点处杠杆的机械效率相等
C．重物在B点处做的有用功多，杠杆的机械效率高
D．重物在B点处做的额外功多，杠杆的机械效率高
9．如图所示，物体A在拉力F的作用下，10s内水平匀速运动了5m，物体A与地面间的滑动摩擦力为270N，拉力F为150N。下列物理量计算正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度是1.5 m/s
B．拉力F做功为750J
C．该滑轮组的机械效率是60%
D．拉力F的功率是150W
10．如图所示，工人用滑轮组把重物匀速提升到一定高度，重物的重力为G，每个滑轮的重力为，此装置的机械效率为，则工人所用的拉力在下述表达中正确的是（ ）
A．B．C．D．
11．分别用如图所示的两个滑轮组，将同一物体提升到相同高度，若物体受到的重力为100N，动滑轮的重力为20N。在把物体匀速提升1m的过程中（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两滑轮组所做的有用功都是100J
B．甲滑轮组所做的有用功为200J，乙滑轮组所做的有用功为300J
C．甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等
D．甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率
12．为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示（不计绳重与摩擦）。下列计算结果正确的是（ ）
A．0s～1s内，物体对地面的压力为10N
B．1s～2s内，额外功是25J
C．2s～3s内，拉力做的功是187.5J
D．2s～3s 内，滑轮组的机械效率是83.3%
二、填空题
13．物理学中，将______跟______的比值叫做机械效率，用字母______表示，则有______，机械效率通常用______表示。因为不可避免的要做额外功，所以机械效率总是______。
14．如图所示，斜面长s=10 m，高h=4 m。用沿斜面方向的推力F，将一个重为100 N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B，运动过程中物体克服摩擦力做了100 J的功，则斜面的机械效率为 ______ 。
15．图中工人用甲、乙、丙三种方法把同样的砂子运上三楼，根据提供的数据算出有用功为______；其中，所做的额外功最多的是______方法；机械效率最高的是______方法（楼层高3m，砂子重100N，工人体重600N，动滑轮重10N，桶重20N，口袋重5N）。
16．用如图所示的装置匀速提升40N的重物，所用的拉力为25N，若不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率是_______%，若用此滑轮组提升重为90N的重物，则滑轮组的机械效率是_______%。
17．把同样重100N的物体匀速向上提升，甲机械用时100s使物体升高h1，乙机械用时300s使物体升高h2，两机械做功情况的部分数据如图所示。
（1）甲的机械效率 _____乙的机械效率；（选填“大于”“等于”“小于”）
（2）h2＝_____m，乙机械做的总功W2＝_____J；
（3）甲机械做的有用功 _____乙机械做的有用功。（选填“大于”“等于”“小于”）
18．用六个相同的滑轮和绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别将不同的物体G1和G2匀速提升相同高度，绳端所需的拉力F1∶F2=1∶2，G1∶G2=2∶3不计摩擦、绳和木板的重。则绳端拉力F做的功之比为W1∶W2=___________，滑轮组的机械效率之比η1：η2=_________。
19．一个质量为70kg的工人，在建筑工地用如图所示的装置提升石板，已知托盘重200N，容量足够大，每块石板重100N，绳能承受的最大拉力为800N，滑轮的摩擦和绳重忽略不计。当工人站在地面上用此装置在4s内将10块石板匀速提升2m时，此装置的机械效率为80%，则此装置的动滑轮重为 ___________N；该工人提升10块石板升高2m过程中，做的额外功为 ___________J；该工人用此装置提升石板的机械效率最高可达到 ___________（g=10N/kg，保留一位小数）。
20．建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G＝900N，不计绳重和摩擦，当绳子自由端的拉力F＝400N时，可将重物匀速提升2m。在此过程中，拉力F做功_______J，滑轮组的机械效率为_______；若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升_______N的重物。
三、作图题
21．请你用笔画线代替细线，按图中要求将两个滑轮连接成滑轮组．
( )
22．某小组通过实验得知滑轮组的机械效率与许多因素有关，有同学想进一步探究滑轮组的机械效率是否与滑轮组中细绳的绕法有关。根据探究目的，他们先通过实验测算出如图（甲）所示的滑轮组的机械效率，请你在图（乙）中画出下一步实验所需的组装图。
23．如图所示，工人用滑轮组提升重240N的物体，所用的拉力为150N，在右侧手向下拉绳子自由端，使绳子自由端在5s内匀速下降了4m．求：
(1)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组；
(2)拉力的功率；
(3)滑轮组的机械效率．
四、实验题
24．学习了滑轮组的机械效率之后，小明用同样的滑轮，组装成两个滑轮组，完成了两次不同的实验，分别如图甲、乙所示，实验数据如表格所示。
（1）第一次实验的机械效率是 ___________；（结果保留至0.1%）
（2）第二次实验，如图乙所示，则弹簧测力计移动的距离是 ___________cm，分析比较两次机械效率，发现第二次实验测得滑轮组的机械效率 ___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）第一次实验测得滑轮组的机械效率。
25．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。
（1）表格中第三次实验的机械效率为 ___________（结果保留一位小数），分析表中信息可知该实验是探究 ___________（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，即可初步验证猜想是否正确。
26．某实验小组在做“测量滑轮组机械效率”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甲、乙、丙所示。
（1）表格中第2次测力计自由端移动的距离s=______m；
（2）在实验操作中应竖直向上 ______拉动弹簧测力计，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”“不正确”）；
（3）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，______可以提高滑轮组的机械效率；
（4）由第2、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（质量越大），滑轮组的机械效率 ______。
27．在生活和生产中，简单机械有着十分重要的作用。
（1）为了探究“杠杆的平衡条件”，小明用图1的装置进行实验。实验前，杠杆左端下沉，应将右端的平衡螺母向 ________调节（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量 ________；
（2）小明用图2的实验装置探究滑轮组机械效率。实验中用同一滑轮组提升钩码，记录数据如下表
①由图2可知，第2次实验中弹簧测力计示数为 ________N；
②由第3次实验中滑轮组的机械效率为 ________%（结果保留一位小数）；
③分析实验数据可得：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。若提升同一物体时，减小动滑轮的重力，则滑轮组的机械效率 ________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
④小明用图3的实验装置探究斜面的机械效率。发现斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变，可以采用 ________的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。某次实验测得物重G=4N、斜面长s=1m、高h=0.2m，若机械效率η＝80%，则物体在斜面上受到的摩擦力为 ________N。
五、计算题
28．如图所示为某段盘山公路，从山谷到山顶的盘山公路长400m，山高60m，一辆5t的货车从山谷匀速开上山顶用时200s且牵引力保持2.5×104N不变。g取10N/kg，求：
（1）该段盘山公路的机械效率；
（2）货车在匀速爬坡过程中牵引力的功率。
29．如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.6×104N的重物匀速吊起2m时，用时20s，滑轮组的机械效率为80%。
（1）求提升重物做的有用功；
（2）求绳端拉力的功率；
（3）若克服摩擦和钢丝绳重所做的功是7000J，求动滑轮的重。
30．如图所示，动滑轮重10N，在50N的拉力F作用下，滑轮组拉着重100N的物体A在水平面上以0.1m/s的速度运动10s（忽略绳重和滑轮间的摩擦），求：
（1）拉力F对物体A做的有用功；
（2）拉力F做功的总功率；
（3）该滑轮组的机械效率。
31．建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G=900N，不计绳重和摩擦，当绳子自由端的拉力F=400N时，可将重物匀速提升2m。在此过程中，试求：
（1）拉力F做了多少功?
（2）滑轮组的机械效率是多少?
（3）若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升多重的重物?
32．如图所示，小明利用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升沉在水底的长方体物件，已知物件高为h=3m，底面积为S=1.5×10-2m2，质量为135kg。（不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，取g=10N/kg）
（1）求物件上表面未露出水面前连接物件的绳的拉力？
（2）若物件上表面未露出水面之前，滑轮组的机械效率为90%，求小明拉绳的功率？
（3）若小明所能施加的最大拉力为450N，为保证物件匀速上升求它的下表面受到水的最小压力是多少？
次数
物体重/N
物体上升高度/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计移动距离/cm
机械效率
1
2
10
1.5
20
2
2
10
1.0
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
次数
钩码重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
机械效率η
1
2
0.1
0.9
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.6
___________
83.3%
3
4
0.1
1.1
0.5
72.7%
实验次数
滑轮材质
钩码的重力G/N
钩码提升的高度h/m
有用功W有用/J
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
总功W总
机械效率η/%
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
铝
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.6
4
塑料
2
0.2
0.4
0.8
0.6
0.48
83%
5
塑料
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%
10.5 机械效率
一、单选题
1．在生产和生活中经常使用各种机械，关于机械的下列说法，正确的是（ ）
A．使用机械可以省力、省距离，也可以省功
B．机械做功越快，机械效率越高
C．使用机械可以省力或省距离，但不能省功
D．机械做功越多，机械效率越高
【答案】C
【解析】AC．使用机械有时是为了省力，有时是为了省距离，有时是为了改变力的方向，但都不能省功，故A错误，C正确；
BD．由于机械效率是指有用功所占总功的比例，与做功快慢和做功多少无关，故BD错误。
故选C。
2．甲、乙两种机器所做的总功之比是2:3，机械效率之比是3:1，则它们所做的有用功之比（ ）
A．2:3B．2:1C．2:9D．9:2
【答案】B
【解析】由可得
则它们有用功之比为
故选B。
3．下列做法中不能提高滑轮组机械效率的是
A．增加物体提升的高度B．使用轻质动滑轮
C．增加物体的质量D．在轴上加润滑油
【答案】A
【解析】A．增大物体提升的高度，绳端移动的距离也变长了，滑轮组的机械效率：
η====
由此可知机械效率并不受影响，故A符合题意；
B．使用轻质动滑轮，额外功减少了，在有用功一定时，滑轮组的机械效率会增大，故B不符合题意；
C．增大被提升物体的质量，在动滑轮、摩擦不变的情况下，即额外功不变的情况下，有用功增大了，所以机械效率就提高了，故C不符合题意；
D．在轴上加润滑油，减少摩擦，减少额外功，在有用功一定时，滑轮组的机械效率会增大，故D不符合题意。
4．小明用一竖直向上的力把物体A匀速提到了一定的高度，所做的功为100J。小红利用某种机械把相同的物体A也匀速提到了相同的高度，所做的功为120J，则下列说法正确的是（ ）
A．小红利用的机械一定是省力的
B．小红所做的有用功为120J
C．小红所做的有用功为100J
D．小红利用的机械其机械效率达到了100%
【答案】C
【解析】A．利用机械可能省力也可能费力，小红利用某种机械不能确定一定省力，故A错误；
B．小红利用某种机械把相同的物体A也匀速提到了相同的高度，所做的功是为120J，即120J是总功，故B错误；
C．对物体做的功是有用功，所以，小红利用机械做的有用功等于小明做的功，即100J，故C正确；
D．由于利用机械就一定做额外功，所以，机械效率总小于1，机械效率不可能达到了100%，故D错误。
故选C。
5．一个滑轮组经改进后，机械效率比原来大大提高，用该滑轮组将同一物体匀速提升同样的高度，与改进前相比（ ）
A．总功不变，但额外功减少了
B．总功不变，有用功增加了
C．有用功不变，总功减少了
D．做的有用功减少了
【答案】C
【解析】由于把同一物体匀速提升同样的高度，所以，利用滑轮组做的有用功相同，由于改装后的机械效率高，所以，由知道，改装后利用滑轮组做的总功减少，又因为
W总＝W有+W额
所以，改装后利用滑轮组做的额外功减少，综上所述，故ABD错误，C正确。
故选C。
6．如图所示，在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长s＝1.2m、高h＝0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功，则（ ）
A．有用功为1.35J，机械效率为75%
B．有用功为2.16J，机械效率为62.5%
C．有用功为1.35J，机械效率为62.5%
D．有用功为1.35J，机械效率为100%
【答案】C
【解析】有用功
总功
机械效率
故选C。
7．如图所示，物体重为50N，小明用这个滑轮组3s内将物体匀速提升0.3m。拉力为20N，不计绳重和摩擦，下列说法错误的是（ ）
A．动滑轮的重力为10N
B．拉力F的功率为2W
C．该滑轮组的机械效率约为83.3%
D．提升的物体越重时，该滑轮组的机械效率越高
【答案】B
【解析】A．由图像可知绳子股数n=3，则动滑轮的重力为
故正确，不符合题意；
B．绳子自由端移动的距离为
s=3h=3×0.3m=0.9m
拉力F的功率为
故错误，符合题意；
C．该滑轮组的机械效率约为
故正确，不符合题意；
D．由
可知提升的物体越重时，该滑轮组的机械效率越高，故正确，不符合题意。
故选B。
8．如图为了提升重物，我们选用了粗细均匀重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一个重物挂在A、B两处，每次用力让杠杆上升同样的高度，下列说法正确的是（ ）
A．重物在A点处人做的有用功多机械效率高
B．重物在A和B点处杠杆的机械效率相等
C．重物在B点处做的有用功多，杠杆的机械效率高
D．重物在B点处做的额外功多，杠杆的机械效率高
【答案】C
【解析】利用杠杆提升重物，有用功W有用=Gh，在A、B两处提升的是同一个重物，每次杠杆上升同样的高度，而重物上升的高度hB＞hA，在A、B两处人做的有用功不相同，重物在A点处做的有用功少；由图可知在A、B两处提升重物，每次用力让杠杆上升同样的高度，而杠杆的重心上升的高度hA′=hB′，额外功W额外=G杆h，所以额外功相同；在A、B两处人对重物提升的高度不同，做的有用功不相同，因为，A有用功少，额外功一样，可得ηA＜ηB，故ABD错误，C正确。
故选C。
9．如图所示，物体A在拉力F的作用下，10s内水平匀速运动了5m，物体A与地面间的滑动摩擦力为270N，拉力F为150N。下列物理量计算正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度是1.5 m/s
B．拉力F做功为750J
C．该滑轮组的机械效率是60%
D．拉力F的功率是150W
【答案】D
【解析】A．动滑轮上有两段绳子承载，自由端移动的距离是物体移动距离的2倍，故自由端移动的距离
自由端移动的速度
故A错误；
B．拉力F做功
故B错误；
C．滑轮组做的有用功
滑轮组的机械效率
故C错误；
D．拉力F的功率
故D正确。
故选D。
10．如图所示，工人用滑轮组把重物匀速提升到一定高度，重物的重力为G，每个滑轮的重力为，此装置的机械效率为，则工人所用的拉力在下述表达中正确的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】A．设物体上升的高度为h，由图示可知
由
可知，工人所用的拉力为
故A正确；
BCD．不计绳子的重力和绳子与滑轮间的摩擦，只计动滑轮的重力时，由
可得
由于实际使用时，绳子的重力和绳子与滑轮间的摩擦是存在的，因此
故BCD错误。
故选A。
11．分别用如图所示的两个滑轮组，将同一物体提升到相同高度，若物体受到的重力为100N，动滑轮的重力为20N。在把物体匀速提升1m的过程中（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两滑轮组所做的有用功都是100J
B．甲滑轮组所做的有用功为200J，乙滑轮组所做的有用功为300J
C．甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等
D．甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率
【答案】A
【解析】AB．甲、乙两滑轮组所提的重物相同、上升的高度相同，根据可知两滑轮组所做的有用功相同，则
故A正确，B错误；
C．由图可知滑轮组绳子的有效股数，，动滑轮的个数和重力以及物体的重力相同，根据可知，两滑轮组绳子自由端的拉力不相等，故C错误；
D．不计绳重和摩擦时，滑轮组的额外功是由克服动滑轮重力所做的功，根据可知，动滑轮重和上升高度相同时，两者的额外功相等，即
由于
则两滑轮组的总功相同，即
有用功相同，总功相同，根据可知，两滑轮组的机械效率相等；故D错误。
故选A。
12．为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示（不计绳重与摩擦）。下列计算结果正确的是（ ）
A．0s～1s内，物体对地面的压力为10N
B．1s～2s内，额外功是25J
C．2s～3s内，拉力做的功是187.5J
D．2s～3s 内，滑轮组的机械效率是83.3%
【答案】D
【解析】A．由图丁可知，在0～1s内物体上升的高度为0，即物体没有高开地面。由图乙可知，在0～1s内，拉力
F拉＝30N
取动滑轮和重物为研究对象，受到向下的重力G和G动，地面施加的竖直向上的支持力F支，及动滑轮对物体的拉力F′作用，处于静止状态，根据力的平衡，地面对物体的支持力为
F支＝G﹣F′＝G﹣3F拉+G动＝100N﹣3×30N+G动＝G动+10N＞10N
由力的相互性，物体对地面的压力大小等于地面对物体的支持力，故A错误；
B．在1～2s内，拉力
F2＝50N
由图丁知，重物上升高度
h2＝1.25m
绳子的有效段数为3，拉力F的作用点下降的距离
s2＝3h2＝3×1.25m＝3.75m
拉力做的有用功
W有2＝Gh2＝100N×1.25m＝125J
拉力做的功
W总2＝F2s2＝50N×3.75m＝187.5J
额外功
W额2＝W总2﹣W有2＝187.5J﹣125J＝62.5J
故B错误；
C．由图可知在2～3s内，拉力
F3＝40N
重物上升高度
h3＝3.75m﹣1.25m＝2.5m
拉力F的作用点下降的距离
s3＝3h3＝3×2.5m＝7.5m
拉力做的功
W总3＝F3s3＝40N×7.5m＝300J
故C错误；
D．2s～3s内滑轮组的机械效率
故D正确。
故选D。
二、填空题
13．物理学中，将______跟______的比值叫做机械效率，用字母______表示，则有______，机械效率通常用______表示。因为不可避免的要做额外功，所以机械效率总是______。
【答案】 有用功 总功 η 百分数 小于100%
【解析】[1][2][3]物理学中，机械效率是指有用功跟总功的比值，用字母η表示。
[4]根据定义，机械效率通常用的表示公式是
[5][6]机械效率通常用百分数表示，由于使用机械时总会不得不做一些额外功，所以机械效率总是小于100%。
14．如图所示，斜面长s=10 m，高h=4 m。用沿斜面方向的推力F，将一个重为100 N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B，运动过程中物体克服摩擦力做了100 J的功，则斜面的机械效率为 ______ 。
【答案】80%
【解析】将物体由斜面底端A匀速推到顶端B所做的有用功
克服摩擦力所做的额外功，则做的总功
则斜面的机械效率
15．图中工人用甲、乙、丙三种方法把同样的砂子运上三楼，根据提供的数据算出有用功为______；其中，所做的额外功最多的是______方法；机械效率最高的是______方法（楼层高3m，砂子重100N，工人体重600N，动滑轮重10N，桶重20N，口袋重5N）。
【答案】 600J 甲 丙
【解析】[1]三次运砂子的重力相同，提升的高度相同，即高度
h=3m×2=6m
则三种方法所做的有用功相同，三种方法所做的有用功
W有用=G砂h=100N×6m=600J
[2]甲方法做的额外功
W甲=(G人+G桶)h=(600N+20N)×6m=3720J
乙方法做的额外功
W乙=(G动+G桶)h=(10N+20N)×6m=180J
丙方法做的额外功
W丙=(G袋+G动)h=(5N+10N)×6m=90J
由此可知，所做的额外功最多的是甲方法。
[3]因为三种方法中有用功相同，丙方法的额外功最小，所以机械效率最高。
16．用如图所示的装置匀速提升40N的重物，所用的拉力为25N，若不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率是_______%，若用此滑轮组提升重为90N的重物，则滑轮组的机械效率是_______%。
【答案】 80 90
【解析】[1]匀速提升40N的重物，所用的拉力为25N，由图中可以得到动滑轮上绳子根数n=2，则滑轮组的机械效率
[2]动滑轮的重力
用此滑轮组提升重为90N的重物，则滑轮组的机械效率
17．把同样重100N的物体匀速向上提升，甲机械用时100s使物体升高h1，乙机械用时300s使物体升高h2，两机械做功情况的部分数据如图所示。
（1）甲的机械效率 _____乙的机械效率；（选填“大于”“等于”“小于”）
（2）h2＝_____m，乙机械做的总功W2＝_____J；
（3）甲机械做的有用功 _____乙机械做的有用功。（选填“大于”“等于”“小于”）
【答案】 小于 0.9 300 大于
【解析】（1）[1]根据
可知，甲的机械效率为25%，乙的机械效率为30%，故甲的机械效率小于乙的机械效率。
（2）[2]根据W有用＝Gh可得
乙机械使物体升高0.9m。
[3]乙机械做的总功
乙机械做的总功为300J。
（3）[4]甲机械做的总功
甲机械做的有用功
W有用1＝W1﹣W额外1＝2000J﹣1500J＝500J＞W有用2
故甲机械做的有用功大于乙机械做的有用功。
18．用六个相同的滑轮和绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别将不同的物体G1和G2匀速提升相同高度，绳端所需的拉力F1∶F2=1∶2，G1∶G2=2∶3不计摩擦、绳和木板的重。则绳端拉力F做的功之比为W1∶W2=___________，滑轮组的机械效率之比η1：η2=_________。
【答案】 1∶4 8∶3
【解析】[1]由动滑轮的特点可知拉动重物时甲、乙动滑轮组每个绳端的拉力分别为、，则G1和G2受到的拉力为
由F1∶F2＝1∶2可知
因提升的高度相同所以根据W＝FS可得
[2]两滑轮组做的有用功分别为
由G1∶G2＝2∶3可得
则
19．一个质量为70kg的工人，在建筑工地用如图所示的装置提升石板，已知托盘重200N，容量足够大，每块石板重100N，绳能承受的最大拉力为800N，滑轮的摩擦和绳重忽略不计。当工人站在地面上用此装置在4s内将10块石板匀速提升2m时，此装置的机械效率为80%，则此装置的动滑轮重为 ___________N；该工人提升10块石板升高2m过程中，做的额外功为 ___________J；该工人用此装置提升石板的机械效率最高可达到 ___________（g=10N/kg，保留一位小数）。
【答案】 50 500 81.5%
【解析】[1][2]10块石板的总重力
G石=10×100N=1000N
提升石板所做的有用功
W有=G石h=1000N×2m=2000J
此装置提升石板所做的总功
提升石板所做的额外功
W额=W总-W有=2500J-2000J=500J
提升托盘所做的额外功
W托盘=G托盘h=200N×2m=400J
不计摩擦及绳重时，提升动滑轮所做的额外功
W滑轮=W额-W托盘=500J-400J=100J
动滑轮的重力
[3]人对绳子的最大拉力
F=G人=mg=70kg×10N/kg=700N
同一轮滑组，提升物体的过程中，所做的有用功越大，机械效率越高，所以提升的物体越重，机械效率越高。当绳子端所受的拉力最大，提升的物体最重，此装置的机械效率最高。由图示知，滑轮组承重绳子为2根，所以能提起的石板的最大重力
最多能提起石板的数量
实际上，提升石板的重力
G石实=11×100N=1100N
绳子端的实际最大拉力
此装置的最高机械效率
20．建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G＝900N，不计绳重和摩擦，当绳子自由端的拉力F＝400N时，可将重物匀速提升2m。在此过程中，拉力F做功_______J，滑轮组的机械效率为_______；若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升_______N的重物。
【答案】 2400 75% 1200
【解析】[1]由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，则绳子自由端移动的距离
s=nh=3×2m=6m
拉力F做功
W总=Fs=400N×6m=2400J
[2]拉力做的有用功
W有=Gh=900N×2m=1800J
滑轮组的机械效率
[3]不计绳重和摩擦，由
可得，动滑轮的重力
G动=nF-G=3×400N-900N=300N
将该滑轮组的机械效率提高5%时，其机械效率为η′=80%，设提升重物的重力为G′，因克服重物重力所做功为有用功，克服重物重力和动滑轮重力做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率
解得
G′=1200N
三、作图题
21．请你用笔画线代替细线，按图中要求将两个滑轮连接成滑轮组．
( )
【答案】
【分析】由题明确通过动滑轮上有几段绳子，根据奇动偶定的原则，绳子从动滑轮的上挂钩开始缠绕，然后依次缠绕即可．
【解析】图中 ，滑轮组由3股绳子承担重物，从动滑轮上挂钩开始向上依次缠绕，如图所示：
答案：见上图．
22．某小组通过实验得知滑轮组的机械效率与许多因素有关，有同学想进一步探究滑轮组的机械效率是否与滑轮组中细绳的绕法有关。根据探究目的，他们先通过实验测算出如图（甲）所示的滑轮组的机械效率，请你在图（乙）中画出下一步实验所需的组装图。
【答案】
【解析】甲图从定滑轮绕起，所以要改变滑轮组的绕线方式，乙图需从动滑轮绕起。因为滑轮组的机械效率还与被提升物体的重力有关，所以被提升的物体应不变。
故实验所需的组装图如图所示。
23．如图所示，工人用滑轮组提升重240N的物体，所用的拉力为150N，在右侧手向下拉绳子自由端，使绳子自由端在5s内匀速下降了4m．求：
(1)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组；
(2)拉力的功率；
(3)滑轮组的机械效率．
【答案】 （1）绳的绕法如图所示，用两段绳子承担物重；（2）120W；（3）80%．
【解析】1、（1）滑轮组绕绳时既要考虑省力的情况，也要注意对拉力方向的要求；
（2）先求出拉力做的功，知道用的时间，利用功率公式求拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率可用公式计算得出
2、解
（1）绳的绕法如图所示，用两段绳子承担物重；
（2）W总=FS=150N×4m=600J，
（3）由图知，n=2，
答：（1）如图；
（2）拉力的功率为120W；
（3）滑轮组的机械效率为80%．
考点：滑轮组的机械效率，滑轮组的设计．
点评：此题中主要考查了滑轮组的基本绕线方法、功率的计算、机械效率的计算等，搞清各力与距离之间的对应关系，熟练运用相关公式是解决此题的关键
四、实验题
24．学习了滑轮组的机械效率之后，小明用同样的滑轮，组装成两个滑轮组，完成了两次不同的实验，分别如图甲、乙所示，实验数据如表格所示。
（1）第一次实验的机械效率是 ___________；（结果保留至0.1%）
（2）第二次实验，如图乙所示，则弹簧测力计移动的距离是 ___________cm，分析比较两次机械效率，发现第二次实验测得滑轮组的机械效率 ___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）第一次实验测得滑轮组的机械效率。
【答案】 66.7% 30 等于
【解析】（1）[1]第一次实验时滑轮组的机械效率为
（2）[2][3]由图乙可知，有三段绳子拉着动滑轮，则
所以弹簧测力计移动的距离是
第二次实验时滑轮组的机械效率为
由此可知，第二次实验测得滑轮组的机械效率等于第一次实验测得滑轮组的机械效率。
25．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。
（1）表格中第三次实验的机械效率为 ___________（结果保留一位小数），分析表中信息可知该实验是探究 ___________（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，即可初步验证猜想是否正确。
【答案】 70.6% 小聪 越陡 匀速 倾斜程度 粗糙程度 机械效率
【解析】（1）[1]根据机械效率的知识可知，第三次实验的机械效率为
[2]由表中实验数据可知，斜面的粗糙程度相同而斜面的倾斜程度不同，因此该实验探究的是机械效率与斜面倾斜程度的关系，验证的是小聪的猜想。
[3]由表中实验数据可知，在其它条件不变的情况下，斜面越陡斜面的机械效率越高，斜面越陡越费力。
（2）②[4]根据探究斜面的机械效率的知识可知，用弹簧测力计沿斜面把一木块匀速拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率。
③[5][6]根据控制变量法的知识可知，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。
④[7]根据机械效率的知识可知，实验的最后一步是，根据记录的数值，计算出机械效率的大小，即可验证猜想是否正确。
26．某实验小组在做“测量滑轮组机械效率”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甲、乙、丙所示。
（1）表格中第2次测力计自由端移动的距离s=______m；
（2）在实验操作中应竖直向上 ______拉动弹簧测力计，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”“不正确”）；
（3）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，______可以提高滑轮组的机械效率；
（4）由第2、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（质量越大），滑轮组的机械效率 ______。
【答案】 0.3 匀速 不正确 增大提升物体的重力 越低
【解析】（1）[1]根据图乙可知，n=3，h=0.1m，则
s=nh=3×0.1m=0.3m
（2）[2]在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计的示数稳定，便于读数。
[3]弹簧测力计静止时，绳子与滑轮之间的摩擦力与运动时的摩擦力不同，测得拉力不准确，所以他的想法不正确。
（3）[4]比较第1次实验和第2次实验，滑轮组相同，提升的重物不同，提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高。可得结论：使用同样的滑轮组，增大重物的重力可以提高滑轮组的机械效率。
（4）[5]由第2、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（质量越大），额外功占总功的比值越大，机械效率越低。
27．在生活和生产中，简单机械有着十分重要的作用。
（1）为了探究“杠杆的平衡条件”，小明用图1的装置进行实验。实验前，杠杆左端下沉，应将右端的平衡螺母向 ________调节（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量 ________；
（2）小明用图2的实验装置探究滑轮组机械效率。实验中用同一滑轮组提升钩码，记录数据如下表
①由图2可知，第2次实验中弹簧测力计示数为 ________N；
②由第3次实验中滑轮组的机械效率为 ________%（结果保留一位小数）；
③分析实验数据可得：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。若提升同一物体时，减小动滑轮的重力，则滑轮组的机械效率 ________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
④小明用图3的实验装置探究斜面的机械效率。发现斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变，可以采用 ________的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。某次实验测得物重G=4N、斜面长s=1m、高h=0.2m，若机械效率η＝80%，则物体在斜面上受到的摩擦力为 ________N。
【答案】 右 力臂的大小 1.6 66.7 变大 减小接触面的粗糙程度 0.2
【解析】（1）[1]根据图1可知，杠杆的左端下沉，右端上翘，则右端轻，因此平衡螺母应该向右调节。
[2]实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置平衡，其目的是使杠杆的重心落在支点上，从而消除杠杆的重力对平衡的影响，同时便于测量力臂的大小。
（2）①[3]根据图2可知，测力计的分度值为0.2N，则第2次实验时测力计的示数为1.6N。
②[4]第3次实验中，克服物体重力所做的有用功W有用=0.4J，拉力所做的总功W总=0.6J，则滑轮组的机械效率为
③[5]使用滑轮组提升重物时，克服动滑轮的重力所做的功是额外功。提升同一物体时，有用功相等，动滑轮的重力减小，额外功减小，滑轮组的机械效率变大。
④[6]影响滑动摩擦力的因素有压力和接触面的粗糙程度，保持斜面倾斜程度不变，可以采用减小接触面的粗糙程度的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。
[7]利用斜面做的有用功为
则总功为
克服摩擦做的额外功
物体在斜面上受到的摩擦力
五、计算题
28．如图所示为某段盘山公路，从山谷到山顶的盘山公路长400m，山高60m，一辆5t的货车从山谷匀速开上山顶用时200s且牵引力保持2.5×104N不变。g取10N/kg，求：
（1）该段盘山公路的机械效率；
（2）货车在匀速爬坡过程中牵引力的功率。
【答案】（1）30%；（2）5×104W
【解析】解：（1）车行驶过程中牵引力所做的功
货车重力
牵引力做的有用功
该盘山公路的机械效率
（2）牵引力的功率
答：（1）该段盘山公路的机械效率为30%；
（2）货车在匀速爬坡过程中牵引力的功率为。
29．如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.6×104N的重物匀速吊起2m时，用时20s，滑轮组的机械效率为80%。
（1）求提升重物做的有用功；
（2）求绳端拉力的功率；
（3）若克服摩擦和钢丝绳重所做的功是7000J，求动滑轮的重。
【答案】（1）3.2×104J；（2）2×103W；（3）500N
【解析】解：（1）提升重物做的有用功
W有＝Gh＝1.6×104N×2m＝3.2×104J
（2）由可知，拉力做的总功
绳端拉力的功率
（3）总的额外功
W额＝W总﹣W有＝4×104J﹣3.2×104J＝8000J
则克服动滑轮重力做的功
W动＝W额﹣Wf＝8000J﹣7000J＝1000J
由W动＝G动h可知，动滑轮的重力
答：（1）提升重物做的有用功为3.2×104J；
（2）绳端拉力的功率为2×103W；
（3）动滑轮的重力为500N。
30．如图所示，动滑轮重10N，在50N的拉力F作用下，滑轮组拉着重100N的物体A在水平面上以0.1m/s的速度运动10s（忽略绳重和滑轮间的摩擦），求：
（1）拉力F对物体A做的有用功；
（2）拉力F做功的总功率；
（3）该滑轮组的机械效率。
【答案】（1）90J；（2）10W；（3）90%
【解析】解：（1）物体移动距离
s物＝v物t＝0.1m/s×10s＝1m
由图知，动滑轮上承载的绳子的段数n＝2，忽略绳重和滑轮间的摩擦，由可得，物体受到的拉力
对物体A做的有用功
W有＝F′s物＝90N×1m＝90J
（2）由
得到拉力的总功率
P＝Fv＝Fnv物＝50N×2×0.1m/s＝10W
（3）滑轮组的机械效率
答：（1）拉力F对物体A做的有用功为90J；
（2）拉力F做功的总功率为10W；
（3）该滑轮组的机械效率为90%。
31．建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G=900N，不计绳重和摩擦，当绳子自由端的拉力F=400N时，可将重物匀速提升2m。在此过程中，试求：
（1）拉力F做了多少功?
（2）滑轮组的机械效率是多少?
（3）若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升多重的重物?
【答案】（1）2400J；（2）75%；（3）1200N
【解析】解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，则绳子自由端移动的距离
拉力F做功
（2）拉力做的有用功
滑轮组的机械效率
（3）不计绳重和摩擦，由
可得，动滑轮的重力
将该滑轮组的机械效率提高5%时，其机械效率为，设提升重物的重力为G′，因克服重物重力所做功为有用功，克服重物重力和动滑轮重力做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率
解得
答：（1）拉力F做功2400J；
（2）滑轮组的机械效率是75%；
（3）若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升1200N的重物。
32．如图所示，小明利用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升沉在水底的长方体物件，已知物件高为h=3m，底面积为S=1.5×10-2m2，质量为135kg。（不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，取g=10N/kg）
（1）求物件上表面未露出水面前连接物件的绳的拉力？
（2）若物件上表面未露出水面之前，滑轮组的机械效率为90%，求小明拉绳的功率？
（3）若小明所能施加的最大拉力为450N，为保证物件匀速上升求它的下表面受到水的最小压力是多少？
【答案】（1）900N；（2）20W；（3）100N
【解析】解：（1）物件上表面未露出水面前受的浮力为
物体受的重力为
在竖直方向上，物体受三个力的作用，竖直向上的浮力和拉力，竖直向下的重力，则连接物件的绳的拉力为
（2）如图所示，n=3h，则绳子自由端的速度为
根据效率的公式
可得物件上表面未露出水面之前，绳子自由端的拉力为
小明拉绳的功率为
（3）根据效率的公式
可得动滑轮的重力为
若小明所能施加的最大拉力为450N，则动滑轮对物体的拉力为
则物体此时受到的浮力为
表明物体已露出水面，根据浮力的定义，此时下表面受到的压力等于浮力，所以它的下表面受到水的最小压力是
答：（1）物件上表面未露出水面前连接物件的绳的拉力为900N；
（2）若物件上表面未露出水面之前，滑轮组的机械效率为90%，小明拉绳的功率20W；
（3）若小明所能施加的最大拉力为450N，为保证物件匀速上升求它的下表面受到水的最小压力是100N。
次数
物体重/N
物体上升高度/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计移动距离/cm
机械效率
1
2
10
1.5
20
2
2
10
1.0
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
次数
钩码重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
机械效率η
1
2
0.1
0.9
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.6
___________
83.3%
3
4
0.1
1.1
0.5
72.7%
实验次数
滑轮材质
钩码的重力G/N
钩码提升的高度h/m
有用功W有用/J
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
总功W总
机械效率η/%
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
铝
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.6
4
塑料
2
0.2
0.4
0.8
0.6
0.48
83%
5
塑料
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%
1．在生产和生活中经常使用各种机械，关于机械的下列说法，正确的是（ ）
A．使用机械可以省力、省距离，也可以省功
B．机械做功越快，机械效率越高
C．使用机械可以省力或省距离，但不能省功
D．机械做功越多，机械效率越高
2．甲、乙两种机器所做的总功之比是2:3，机械效率之比是3:1，则它们所做的有用功之比（ ）
A．2:3B．2:1C．2:9D．9:2
3．下列做法中不能提高滑轮组机械效率的是
A．增加物体提升的高度B．使用轻质动滑轮
C．增加物体的质量D．在轴上加润滑油
4．小明用一竖直向上的力把物体A匀速提到了一定的高度，所做的功为100J。小红利用某种机械把相同的物体A也匀速提到了相同的高度，所做的功为120J，则下列说法正确的是（ ）
A．小红利用的机械一定是省力的
B．小红所做的有用功为120J
C．小红所做的有用功为100J
D．小红利用的机械其机械效率达到了100%
5．一个滑轮组经改进后，机械效率比原来大大提高，用该滑轮组将同一物体匀速提升同样的高度，与改进前相比（ ）
A．总功不变，但额外功减少了
B．总功不变，有用功增加了
C．有用功不变，总功减少了
D．做的有用功减少了
6．如图所示，在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长s＝1.2m、高h＝0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功，则（ ）
A．有用功为1.35J，机械效率为75%
B．有用功为2.16J，机械效率为62.5%
C．有用功为1.35J，机械效率为62.5%
D．有用功为1.35J，机械效率为100%
7．如图所示，物体重为50N，小明用这个滑轮组3s内将物体匀速提升0.3m。拉力为20N，不计绳重和摩擦，下列说法错误的是（ ）
A．动滑轮的重力为10N
B．拉力F的功率为2W
C．该滑轮组的机械效率约为83.3%
D．提升的物体越重时，该滑轮组的机械效率越高
8．如图为了提升重物，我们选用了粗细均匀重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一个重物挂在A、B两处，每次用力让杠杆上升同样的高度，下列说法正确的是（ ）
A．重物在A点处人做的有用功多机械效率高
B．重物在A和B点处杠杆的机械效率相等
C．重物在B点处做的有用功多，杠杆的机械效率高
D．重物在B点处做的额外功多，杠杆的机械效率高
9．如图所示，物体A在拉力F的作用下，10s内水平匀速运动了5m，物体A与地面间的滑动摩擦力为270N，拉力F为150N。下列物理量计算正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度是1.5 m/s
B．拉力F做功为750J
C．该滑轮组的机械效率是60%
D．拉力F的功率是150W
10．如图所示，工人用滑轮组把重物匀速提升到一定高度，重物的重力为G，每个滑轮的重力为，此装置的机械效率为，则工人所用的拉力在下述表达中正确的是（ ）
A．B．C．D．
11．分别用如图所示的两个滑轮组，将同一物体提升到相同高度，若物体受到的重力为100N，动滑轮的重力为20N。在把物体匀速提升1m的过程中（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两滑轮组所做的有用功都是100J
B．甲滑轮组所做的有用功为200J，乙滑轮组所做的有用功为300J
C．甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等
D．甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率
12．为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示（不计绳重与摩擦）。下列计算结果正确的是（ ）
A．0s～1s内，物体对地面的压力为10N
B．1s～2s内，额外功是25J
C．2s～3s内，拉力做的功是187.5J
D．2s～3s 内，滑轮组的机械效率是83.3%
二、填空题
13．物理学中，将______跟______的比值叫做机械效率，用字母______表示，则有______，机械效率通常用______表示。因为不可避免的要做额外功，所以机械效率总是______。
14．如图所示，斜面长s=10 m，高h=4 m。用沿斜面方向的推力F，将一个重为100 N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B，运动过程中物体克服摩擦力做了100 J的功，则斜面的机械效率为 ______ 。
15．图中工人用甲、乙、丙三种方法把同样的砂子运上三楼，根据提供的数据算出有用功为______；其中，所做的额外功最多的是______方法；机械效率最高的是______方法（楼层高3m，砂子重100N，工人体重600N，动滑轮重10N，桶重20N，口袋重5N）。
16．用如图所示的装置匀速提升40N的重物，所用的拉力为25N，若不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率是_______%，若用此滑轮组提升重为90N的重物，则滑轮组的机械效率是_______%。
17．把同样重100N的物体匀速向上提升，甲机械用时100s使物体升高h1，乙机械用时300s使物体升高h2，两机械做功情况的部分数据如图所示。
（1）甲的机械效率 _____乙的机械效率；（选填“大于”“等于”“小于”）
（2）h2＝_____m，乙机械做的总功W2＝_____J；
（3）甲机械做的有用功 _____乙机械做的有用功。（选填“大于”“等于”“小于”）
18．用六个相同的滑轮和绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别将不同的物体G1和G2匀速提升相同高度，绳端所需的拉力F1∶F2=1∶2，G1∶G2=2∶3不计摩擦、绳和木板的重。则绳端拉力F做的功之比为W1∶W2=___________，滑轮组的机械效率之比η1：η2=_________。
19．一个质量为70kg的工人，在建筑工地用如图所示的装置提升石板，已知托盘重200N，容量足够大，每块石板重100N，绳能承受的最大拉力为800N，滑轮的摩擦和绳重忽略不计。当工人站在地面上用此装置在4s内将10块石板匀速提升2m时，此装置的机械效率为80%，则此装置的动滑轮重为 ___________N；该工人提升10块石板升高2m过程中，做的额外功为 ___________J；该工人用此装置提升石板的机械效率最高可达到 ___________（g=10N/kg，保留一位小数）。
20．建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G＝900N，不计绳重和摩擦，当绳子自由端的拉力F＝400N时，可将重物匀速提升2m。在此过程中，拉力F做功_______J，滑轮组的机械效率为_______；若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升_______N的重物。
三、作图题
21．请你用笔画线代替细线，按图中要求将两个滑轮连接成滑轮组．
( )
22．某小组通过实验得知滑轮组的机械效率与许多因素有关，有同学想进一步探究滑轮组的机械效率是否与滑轮组中细绳的绕法有关。根据探究目的，他们先通过实验测算出如图（甲）所示的滑轮组的机械效率，请你在图（乙）中画出下一步实验所需的组装图。
23．如图所示，工人用滑轮组提升重240N的物体，所用的拉力为150N，在右侧手向下拉绳子自由端，使绳子自由端在5s内匀速下降了4m．求：
(1)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组；
(2)拉力的功率；
(3)滑轮组的机械效率．
四、实验题
24．学习了滑轮组的机械效率之后，小明用同样的滑轮，组装成两个滑轮组，完成了两次不同的实验，分别如图甲、乙所示，实验数据如表格所示。
（1）第一次实验的机械效率是 ___________；（结果保留至0.1%）
（2）第二次实验，如图乙所示，则弹簧测力计移动的距离是 ___________cm，分析比较两次机械效率，发现第二次实验测得滑轮组的机械效率 ___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）第一次实验测得滑轮组的机械效率。
25．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。
（1）表格中第三次实验的机械效率为 ___________（结果保留一位小数），分析表中信息可知该实验是探究 ___________（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，即可初步验证猜想是否正确。
26．某实验小组在做“测量滑轮组机械效率”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甲、乙、丙所示。
（1）表格中第2次测力计自由端移动的距离s=______m；
（2）在实验操作中应竖直向上 ______拉动弹簧测力计，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”“不正确”）；
（3）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，______可以提高滑轮组的机械效率；
（4）由第2、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（质量越大），滑轮组的机械效率 ______。
27．在生活和生产中，简单机械有着十分重要的作用。
（1）为了探究“杠杆的平衡条件”，小明用图1的装置进行实验。实验前，杠杆左端下沉，应将右端的平衡螺母向 ________调节（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量 ________；
（2）小明用图2的实验装置探究滑轮组机械效率。实验中用同一滑轮组提升钩码，记录数据如下表
①由图2可知，第2次实验中弹簧测力计示数为 ________N；
②由第3次实验中滑轮组的机械效率为 ________%（结果保留一位小数）；
③分析实验数据可得：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。若提升同一物体时，减小动滑轮的重力，则滑轮组的机械效率 ________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
④小明用图3的实验装置探究斜面的机械效率。发现斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变，可以采用 ________的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。某次实验测得物重G=4N、斜面长s=1m、高h=0.2m，若机械效率η＝80%，则物体在斜面上受到的摩擦力为 ________N。
五、计算题
28．如图所示为某段盘山公路，从山谷到山顶的盘山公路长400m，山高60m，一辆5t的货车从山谷匀速开上山顶用时200s且牵引力保持2.5×104N不变。g取10N/kg，求：
（1）该段盘山公路的机械效率；
（2）货车在匀速爬坡过程中牵引力的功率。
29．如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.6×104N的重物匀速吊起2m时，用时20s，滑轮组的机械效率为80%。
（1）求提升重物做的有用功；
（2）求绳端拉力的功率；
（3）若克服摩擦和钢丝绳重所做的功是7000J，求动滑轮的重。
30．如图所示，动滑轮重10N，在50N的拉力F作用下，滑轮组拉着重100N的物体A在水平面上以0.1m/s的速度运动10s（忽略绳重和滑轮间的摩擦），求：
（1）拉力F对物体A做的有用功；
（2）拉力F做功的总功率；
（3）该滑轮组的机械效率。
31．建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G=900N，不计绳重和摩擦，当绳子自由端的拉力F=400N时，可将重物匀速提升2m。在此过程中，试求：
（1）拉力F做了多少功?
（2）滑轮组的机械效率是多少?
（3）若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升多重的重物?
32．如图所示，小明利用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升沉在水底的长方体物件，已知物件高为h=3m，底面积为S=1.5×10-2m2，质量为135kg。（不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，取g=10N/kg）
（1）求物件上表面未露出水面前连接物件的绳的拉力？
（2）若物件上表面未露出水面之前，滑轮组的机械效率为90%，求小明拉绳的功率？
（3）若小明所能施加的最大拉力为450N，为保证物件匀速上升求它的下表面受到水的最小压力是多少？
次数
物体重/N
物体上升高度/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计移动距离/cm
机械效率
1
2
10
1.5
20
2
2
10
1.0
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
次数
钩码重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
机械效率η
1
2
0.1
0.9
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.6
___________
83.3%
3
4
0.1
1.1
0.5
72.7%
实验次数
滑轮材质
钩码的重力G/N
钩码提升的高度h/m
有用功W有用/J
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
总功W总
机械效率η/%
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
铝
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.6
4
塑料
2
0.2
0.4
0.8
0.6
0.48
83%
5
塑料
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%
10.5 机械效率
一、单选题
1．在生产和生活中经常使用各种机械，关于机械的下列说法，正确的是（ ）
A．使用机械可以省力、省距离，也可以省功
B．机械做功越快，机械效率越高
C．使用机械可以省力或省距离，但不能省功
D．机械做功越多，机械效率越高
【答案】C
【解析】AC．使用机械有时是为了省力，有时是为了省距离，有时是为了改变力的方向，但都不能省功，故A错误，C正确；
BD．由于机械效率是指有用功所占总功的比例，与做功快慢和做功多少无关，故BD错误。
故选C。
2．甲、乙两种机器所做的总功之比是2:3，机械效率之比是3:1，则它们所做的有用功之比（ ）
A．2:3B．2:1C．2:9D．9:2
【答案】B
【解析】由可得
则它们有用功之比为
故选B。
3．下列做法中不能提高滑轮组机械效率的是
A．增加物体提升的高度B．使用轻质动滑轮
C．增加物体的质量D．在轴上加润滑油
【答案】A
【解析】A．增大物体提升的高度，绳端移动的距离也变长了，滑轮组的机械效率：
η====
由此可知机械效率并不受影响，故A符合题意；
B．使用轻质动滑轮，额外功减少了，在有用功一定时，滑轮组的机械效率会增大，故B不符合题意；
C．增大被提升物体的质量，在动滑轮、摩擦不变的情况下，即额外功不变的情况下，有用功增大了，所以机械效率就提高了，故C不符合题意；
D．在轴上加润滑油，减少摩擦，减少额外功，在有用功一定时，滑轮组的机械效率会增大，故D不符合题意。
4．小明用一竖直向上的力把物体A匀速提到了一定的高度，所做的功为100J。小红利用某种机械把相同的物体A也匀速提到了相同的高度，所做的功为120J，则下列说法正确的是（ ）
A．小红利用的机械一定是省力的
B．小红所做的有用功为120J
C．小红所做的有用功为100J
D．小红利用的机械其机械效率达到了100%
【答案】C
【解析】A．利用机械可能省力也可能费力，小红利用某种机械不能确定一定省力，故A错误；
B．小红利用某种机械把相同的物体A也匀速提到了相同的高度，所做的功是为120J，即120J是总功，故B错误；
C．对物体做的功是有用功，所以，小红利用机械做的有用功等于小明做的功，即100J，故C正确；
D．由于利用机械就一定做额外功，所以，机械效率总小于1，机械效率不可能达到了100%，故D错误。
故选C。
5．一个滑轮组经改进后，机械效率比原来大大提高，用该滑轮组将同一物体匀速提升同样的高度，与改进前相比（ ）
A．总功不变，但额外功减少了
B．总功不变，有用功增加了
C．有用功不变，总功减少了
D．做的有用功减少了
【答案】C
【解析】由于把同一物体匀速提升同样的高度，所以，利用滑轮组做的有用功相同，由于改装后的机械效率高，所以，由知道，改装后利用滑轮组做的总功减少，又因为
W总＝W有+W额
所以，改装后利用滑轮组做的额外功减少，综上所述，故ABD错误，C正确。
故选C。
6．如图所示，在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长s＝1.2m、高h＝0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功，则（ ）
A．有用功为1.35J，机械效率为75%
B．有用功为2.16J，机械效率为62.5%
C．有用功为1.35J，机械效率为62.5%
D．有用功为1.35J，机械效率为100%
【答案】C
【解析】有用功
总功
机械效率
故选C。
7．如图所示，物体重为50N，小明用这个滑轮组3s内将物体匀速提升0.3m。拉力为20N，不计绳重和摩擦，下列说法错误的是（ ）
A．动滑轮的重力为10N
B．拉力F的功率为2W
C．该滑轮组的机械效率约为83.3%
D．提升的物体越重时，该滑轮组的机械效率越高
【答案】B
【解析】A．由图像可知绳子股数n=3，则动滑轮的重力为
故正确，不符合题意；
B．绳子自由端移动的距离为
s=3h=3×0.3m=0.9m
拉力F的功率为
故错误，符合题意；
C．该滑轮组的机械效率约为
故正确，不符合题意；
D．由
可知提升的物体越重时，该滑轮组的机械效率越高，故正确，不符合题意。
故选B。
8．如图为了提升重物，我们选用了粗细均匀重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一个重物挂在A、B两处，每次用力让杠杆上升同样的高度，下列说法正确的是（ ）
A．重物在A点处人做的有用功多机械效率高
B．重物在A和B点处杠杆的机械效率相等
C．重物在B点处做的有用功多，杠杆的机械效率高
D．重物在B点处做的额外功多，杠杆的机械效率高
【答案】C
【解析】利用杠杆提升重物，有用功W有用=Gh，在A、B两处提升的是同一个重物，每次杠杆上升同样的高度，而重物上升的高度hB＞hA，在A、B两处人做的有用功不相同，重物在A点处做的有用功少；由图可知在A、B两处提升重物，每次用力让杠杆上升同样的高度，而杠杆的重心上升的高度hA′=hB′，额外功W额外=G杆h，所以额外功相同；在A、B两处人对重物提升的高度不同，做的有用功不相同，因为，A有用功少，额外功一样，可得ηA＜ηB，故ABD错误，C正确。
故选C。
9．如图所示，物体A在拉力F的作用下，10s内水平匀速运动了5m，物体A与地面间的滑动摩擦力为270N，拉力F为150N。下列物理量计算正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度是1.5 m/s
B．拉力F做功为750J
C．该滑轮组的机械效率是60%
D．拉力F的功率是150W
【答案】D
【解析】A．动滑轮上有两段绳子承载，自由端移动的距离是物体移动距离的2倍，故自由端移动的距离
自由端移动的速度
故A错误；
B．拉力F做功
故B错误；
C．滑轮组做的有用功
滑轮组的机械效率
故C错误；
D．拉力F的功率
故D正确。
故选D。
10．如图所示，工人用滑轮组把重物匀速提升到一定高度，重物的重力为G，每个滑轮的重力为，此装置的机械效率为，则工人所用的拉力在下述表达中正确的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】A．设物体上升的高度为h，由图示可知
由
可知，工人所用的拉力为
故A正确；
BCD．不计绳子的重力和绳子与滑轮间的摩擦，只计动滑轮的重力时，由
可得
由于实际使用时，绳子的重力和绳子与滑轮间的摩擦是存在的，因此
故BCD错误。
故选A。
11．分别用如图所示的两个滑轮组，将同一物体提升到相同高度，若物体受到的重力为100N，动滑轮的重力为20N。在把物体匀速提升1m的过程中（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两滑轮组所做的有用功都是100J
B．甲滑轮组所做的有用功为200J，乙滑轮组所做的有用功为300J
C．甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等
D．甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率
【答案】A
【解析】AB．甲、乙两滑轮组所提的重物相同、上升的高度相同，根据可知两滑轮组所做的有用功相同，则
故A正确，B错误；
C．由图可知滑轮组绳子的有效股数，，动滑轮的个数和重力以及物体的重力相同，根据可知，两滑轮组绳子自由端的拉力不相等，故C错误；
D．不计绳重和摩擦时，滑轮组的额外功是由克服动滑轮重力所做的功，根据可知，动滑轮重和上升高度相同时，两者的额外功相等，即
由于
则两滑轮组的总功相同，即
有用功相同，总功相同，根据可知，两滑轮组的机械效率相等；故D错误。
故选A。
12．为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示（不计绳重与摩擦）。下列计算结果正确的是（ ）
A．0s～1s内，物体对地面的压力为10N
B．1s～2s内，额外功是25J
C．2s～3s内，拉力做的功是187.5J
D．2s～3s 内，滑轮组的机械效率是83.3%
【答案】D
【解析】A．由图丁可知，在0～1s内物体上升的高度为0，即物体没有高开地面。由图乙可知，在0～1s内，拉力
F拉＝30N
取动滑轮和重物为研究对象，受到向下的重力G和G动，地面施加的竖直向上的支持力F支，及动滑轮对物体的拉力F′作用，处于静止状态，根据力的平衡，地面对物体的支持力为
F支＝G﹣F′＝G﹣3F拉+G动＝100N﹣3×30N+G动＝G动+10N＞10N
由力的相互性，物体对地面的压力大小等于地面对物体的支持力，故A错误；
B．在1～2s内，拉力
F2＝50N
由图丁知，重物上升高度
h2＝1.25m
绳子的有效段数为3，拉力F的作用点下降的距离
s2＝3h2＝3×1.25m＝3.75m
拉力做的有用功
W有2＝Gh2＝100N×1.25m＝125J
拉力做的功
W总2＝F2s2＝50N×3.75m＝187.5J
额外功
W额2＝W总2﹣W有2＝187.5J﹣125J＝62.5J
故B错误；
C．由图可知在2～3s内，拉力
F3＝40N
重物上升高度
h3＝3.75m﹣1.25m＝2.5m
拉力F的作用点下降的距离
s3＝3h3＝3×2.5m＝7.5m
拉力做的功
W总3＝F3s3＝40N×7.5m＝300J
故C错误；
D．2s～3s内滑轮组的机械效率
故D正确。
故选D。
二、填空题
13．物理学中，将______跟______的比值叫做机械效率，用字母______表示，则有______，机械效率通常用______表示。因为不可避免的要做额外功，所以机械效率总是______。
【答案】 有用功 总功 η 百分数 小于100%
【解析】[1][2][3]物理学中，机械效率是指有用功跟总功的比值，用字母η表示。
[4]根据定义，机械效率通常用的表示公式是
[5][6]机械效率通常用百分数表示，由于使用机械时总会不得不做一些额外功，所以机械效率总是小于100%。
14．如图所示，斜面长s=10 m，高h=4 m。用沿斜面方向的推力F，将一个重为100 N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B，运动过程中物体克服摩擦力做了100 J的功，则斜面的机械效率为 ______ 。
【答案】80%
【解析】将物体由斜面底端A匀速推到顶端B所做的有用功
克服摩擦力所做的额外功，则做的总功
则斜面的机械效率
15．图中工人用甲、乙、丙三种方法把同样的砂子运上三楼，根据提供的数据算出有用功为______；其中，所做的额外功最多的是______方法；机械效率最高的是______方法（楼层高3m，砂子重100N，工人体重600N，动滑轮重10N，桶重20N，口袋重5N）。
【答案】 600J 甲 丙
【解析】[1]三次运砂子的重力相同，提升的高度相同，即高度
h=3m×2=6m
则三种方法所做的有用功相同，三种方法所做的有用功
W有用=G砂h=100N×6m=600J
[2]甲方法做的额外功
W甲=(G人+G桶)h=(600N+20N)×6m=3720J
乙方法做的额外功
W乙=(G动+G桶)h=(10N+20N)×6m=180J
丙方法做的额外功
W丙=(G袋+G动)h=(5N+10N)×6m=90J
由此可知，所做的额外功最多的是甲方法。
[3]因为三种方法中有用功相同，丙方法的额外功最小，所以机械效率最高。
16．用如图所示的装置匀速提升40N的重物，所用的拉力为25N，若不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率是_______%，若用此滑轮组提升重为90N的重物，则滑轮组的机械效率是_______%。
【答案】 80 90
【解析】[1]匀速提升40N的重物，所用的拉力为25N，由图中可以得到动滑轮上绳子根数n=2，则滑轮组的机械效率
[2]动滑轮的重力
用此滑轮组提升重为90N的重物，则滑轮组的机械效率
17．把同样重100N的物体匀速向上提升，甲机械用时100s使物体升高h1，乙机械用时300s使物体升高h2，两机械做功情况的部分数据如图所示。
（1）甲的机械效率 _____乙的机械效率；（选填“大于”“等于”“小于”）
（2）h2＝_____m，乙机械做的总功W2＝_____J；
（3）甲机械做的有用功 _____乙机械做的有用功。（选填“大于”“等于”“小于”）
【答案】 小于 0.9 300 大于
【解析】（1）[1]根据
可知，甲的机械效率为25%，乙的机械效率为30%，故甲的机械效率小于乙的机械效率。
（2）[2]根据W有用＝Gh可得
乙机械使物体升高0.9m。
[3]乙机械做的总功
乙机械做的总功为300J。
（3）[4]甲机械做的总功
甲机械做的有用功
W有用1＝W1﹣W额外1＝2000J﹣1500J＝500J＞W有用2
故甲机械做的有用功大于乙机械做的有用功。
18．用六个相同的滑轮和绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别将不同的物体G1和G2匀速提升相同高度，绳端所需的拉力F1∶F2=1∶2，G1∶G2=2∶3不计摩擦、绳和木板的重。则绳端拉力F做的功之比为W1∶W2=___________，滑轮组的机械效率之比η1：η2=_________。
【答案】 1∶4 8∶3
【解析】[1]由动滑轮的特点可知拉动重物时甲、乙动滑轮组每个绳端的拉力分别为、，则G1和G2受到的拉力为
由F1∶F2＝1∶2可知
因提升的高度相同所以根据W＝FS可得
[2]两滑轮组做的有用功分别为
由G1∶G2＝2∶3可得
则
19．一个质量为70kg的工人，在建筑工地用如图所示的装置提升石板，已知托盘重200N，容量足够大，每块石板重100N，绳能承受的最大拉力为800N，滑轮的摩擦和绳重忽略不计。当工人站在地面上用此装置在4s内将10块石板匀速提升2m时，此装置的机械效率为80%，则此装置的动滑轮重为 ___________N；该工人提升10块石板升高2m过程中，做的额外功为 ___________J；该工人用此装置提升石板的机械效率最高可达到 ___________（g=10N/kg，保留一位小数）。
【答案】 50 500 81.5%
【解析】[1][2]10块石板的总重力
G石=10×100N=1000N
提升石板所做的有用功
W有=G石h=1000N×2m=2000J
此装置提升石板所做的总功
提升石板所做的额外功
W额=W总-W有=2500J-2000J=500J
提升托盘所做的额外功
W托盘=G托盘h=200N×2m=400J
不计摩擦及绳重时，提升动滑轮所做的额外功
W滑轮=W额-W托盘=500J-400J=100J
动滑轮的重力
[3]人对绳子的最大拉力
F=G人=mg=70kg×10N/kg=700N
同一轮滑组，提升物体的过程中，所做的有用功越大，机械效率越高，所以提升的物体越重，机械效率越高。当绳子端所受的拉力最大，提升的物体最重，此装置的机械效率最高。由图示知，滑轮组承重绳子为2根，所以能提起的石板的最大重力
最多能提起石板的数量
实际上，提升石板的重力
G石实=11×100N=1100N
绳子端的实际最大拉力
此装置的最高机械效率
20．建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G＝900N，不计绳重和摩擦，当绳子自由端的拉力F＝400N时，可将重物匀速提升2m。在此过程中，拉力F做功_______J，滑轮组的机械效率为_______；若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升_______N的重物。
【答案】 2400 75% 1200
【解析】[1]由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，则绳子自由端移动的距离
s=nh=3×2m=6m
拉力F做功
W总=Fs=400N×6m=2400J
[2]拉力做的有用功
W有=Gh=900N×2m=1800J
滑轮组的机械效率
[3]不计绳重和摩擦，由
可得，动滑轮的重力
G动=nF-G=3×400N-900N=300N
将该滑轮组的机械效率提高5%时，其机械效率为η′=80%，设提升重物的重力为G′，因克服重物重力所做功为有用功，克服重物重力和动滑轮重力做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率
解得
G′=1200N
三、作图题
21．请你用笔画线代替细线，按图中要求将两个滑轮连接成滑轮组．
( )
【答案】
【分析】由题明确通过动滑轮上有几段绳子，根据奇动偶定的原则，绳子从动滑轮的上挂钩开始缠绕，然后依次缠绕即可．
【解析】图中 ，滑轮组由3股绳子承担重物，从动滑轮上挂钩开始向上依次缠绕，如图所示：
答案：见上图．
22．某小组通过实验得知滑轮组的机械效率与许多因素有关，有同学想进一步探究滑轮组的机械效率是否与滑轮组中细绳的绕法有关。根据探究目的，他们先通过实验测算出如图（甲）所示的滑轮组的机械效率，请你在图（乙）中画出下一步实验所需的组装图。
【答案】
【解析】甲图从定滑轮绕起，所以要改变滑轮组的绕线方式，乙图需从动滑轮绕起。因为滑轮组的机械效率还与被提升物体的重力有关，所以被提升的物体应不变。
故实验所需的组装图如图所示。
23．如图所示，工人用滑轮组提升重240N的物体，所用的拉力为150N，在右侧手向下拉绳子自由端，使绳子自由端在5s内匀速下降了4m．求：
(1)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组；
(2)拉力的功率；
(3)滑轮组的机械效率．
【答案】 （1）绳的绕法如图所示，用两段绳子承担物重；（2）120W；（3）80%．
【解析】1、（1）滑轮组绕绳时既要考虑省力的情况，也要注意对拉力方向的要求；
（2）先求出拉力做的功，知道用的时间，利用功率公式求拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率可用公式计算得出
2、解
（1）绳的绕法如图所示，用两段绳子承担物重；
（2）W总=FS=150N×4m=600J，
（3）由图知，n=2，
答：（1）如图；
（2）拉力的功率为120W；
（3）滑轮组的机械效率为80%．
考点：滑轮组的机械效率，滑轮组的设计．
点评：此题中主要考查了滑轮组的基本绕线方法、功率的计算、机械效率的计算等，搞清各力与距离之间的对应关系，熟练运用相关公式是解决此题的关键
四、实验题
24．学习了滑轮组的机械效率之后，小明用同样的滑轮，组装成两个滑轮组，完成了两次不同的实验，分别如图甲、乙所示，实验数据如表格所示。
（1）第一次实验的机械效率是 ___________；（结果保留至0.1%）
（2）第二次实验，如图乙所示，则弹簧测力计移动的距离是 ___________cm，分析比较两次机械效率，发现第二次实验测得滑轮组的机械效率 ___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）第一次实验测得滑轮组的机械效率。
【答案】 66.7% 30 等于
【解析】（1）[1]第一次实验时滑轮组的机械效率为
（2）[2][3]由图乙可知，有三段绳子拉着动滑轮，则
所以弹簧测力计移动的距离是
第二次实验时滑轮组的机械效率为
由此可知，第二次实验测得滑轮组的机械效率等于第一次实验测得滑轮组的机械效率。
25．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。
（1）表格中第三次实验的机械效率为 ___________（结果保留一位小数），分析表中信息可知该实验是探究 ___________（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，即可初步验证猜想是否正确。
【答案】 70.6% 小聪 越陡 匀速 倾斜程度 粗糙程度 机械效率
【解析】（1）[1]根据机械效率的知识可知，第三次实验的机械效率为
[2]由表中实验数据可知，斜面的粗糙程度相同而斜面的倾斜程度不同，因此该实验探究的是机械效率与斜面倾斜程度的关系，验证的是小聪的猜想。
[3]由表中实验数据可知，在其它条件不变的情况下，斜面越陡斜面的机械效率越高，斜面越陡越费力。
（2）②[4]根据探究斜面的机械效率的知识可知，用弹簧测力计沿斜面把一木块匀速拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率。
③[5][6]根据控制变量法的知识可知，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。
④[7]根据机械效率的知识可知，实验的最后一步是，根据记录的数值，计算出机械效率的大小，即可验证猜想是否正确。
26．某实验小组在做“测量滑轮组机械效率”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甲、乙、丙所示。
（1）表格中第2次测力计自由端移动的距离s=______m；
（2）在实验操作中应竖直向上 ______拉动弹簧测力计，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”“不正确”）；
（3）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，______可以提高滑轮组的机械效率；
（4）由第2、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（质量越大），滑轮组的机械效率 ______。
【答案】 0.3 匀速 不正确 增大提升物体的重力 越低
【解析】（1）[1]根据图乙可知，n=3，h=0.1m，则
s=nh=3×0.1m=0.3m
（2）[2]在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计的示数稳定，便于读数。
[3]弹簧测力计静止时，绳子与滑轮之间的摩擦力与运动时的摩擦力不同，测得拉力不准确，所以他的想法不正确。
（3）[4]比较第1次实验和第2次实验，滑轮组相同，提升的重物不同，提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高。可得结论：使用同样的滑轮组，增大重物的重力可以提高滑轮组的机械效率。
（4）[5]由第2、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（质量越大），额外功占总功的比值越大，机械效率越低。
27．在生活和生产中，简单机械有着十分重要的作用。
（1）为了探究“杠杆的平衡条件”，小明用图1的装置进行实验。实验前，杠杆左端下沉，应将右端的平衡螺母向 ________调节（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量 ________；
（2）小明用图2的实验装置探究滑轮组机械效率。实验中用同一滑轮组提升钩码，记录数据如下表
①由图2可知，第2次实验中弹簧测力计示数为 ________N；
②由第3次实验中滑轮组的机械效率为 ________%（结果保留一位小数）；
③分析实验数据可得：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。若提升同一物体时，减小动滑轮的重力，则滑轮组的机械效率 ________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
④小明用图3的实验装置探究斜面的机械效率。发现斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变，可以采用 ________的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。某次实验测得物重G=4N、斜面长s=1m、高h=0.2m，若机械效率η＝80%，则物体在斜面上受到的摩擦力为 ________N。
【答案】 右 力臂的大小 1.6 66.7 变大 减小接触面的粗糙程度 0.2
【解析】（1）[1]根据图1可知，杠杆的左端下沉，右端上翘，则右端轻，因此平衡螺母应该向右调节。
[2]实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置平衡，其目的是使杠杆的重心落在支点上，从而消除杠杆的重力对平衡的影响，同时便于测量力臂的大小。
（2）①[3]根据图2可知，测力计的分度值为0.2N，则第2次实验时测力计的示数为1.6N。
②[4]第3次实验中，克服物体重力所做的有用功W有用=0.4J，拉力所做的总功W总=0.6J，则滑轮组的机械效率为
③[5]使用滑轮组提升重物时，克服动滑轮的重力所做的功是额外功。提升同一物体时，有用功相等，动滑轮的重力减小，额外功减小，滑轮组的机械效率变大。
④[6]影响滑动摩擦力的因素有压力和接触面的粗糙程度，保持斜面倾斜程度不变，可以采用减小接触面的粗糙程度的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。
[7]利用斜面做的有用功为
则总功为
克服摩擦做的额外功
物体在斜面上受到的摩擦力
五、计算题
28．如图所示为某段盘山公路，从山谷到山顶的盘山公路长400m，山高60m，一辆5t的货车从山谷匀速开上山顶用时200s且牵引力保持2.5×104N不变。g取10N/kg，求：
（1）该段盘山公路的机械效率；
（2）货车在匀速爬坡过程中牵引力的功率。
【答案】（1）30%；（2）5×104W
【解析】解：（1）车行驶过程中牵引力所做的功
货车重力
牵引力做的有用功
该盘山公路的机械效率
（2）牵引力的功率
答：（1）该段盘山公路的机械效率为30%；
（2）货车在匀速爬坡过程中牵引力的功率为。
29．如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.6×104N的重物匀速吊起2m时，用时20s，滑轮组的机械效率为80%。
（1）求提升重物做的有用功；
（2）求绳端拉力的功率；
（3）若克服摩擦和钢丝绳重所做的功是7000J，求动滑轮的重。
【答案】（1）3.2×104J；（2）2×103W；（3）500N
【解析】解：（1）提升重物做的有用功
W有＝Gh＝1.6×104N×2m＝3.2×104J
（2）由可知，拉力做的总功
绳端拉力的功率
（3）总的额外功
W额＝W总﹣W有＝4×104J﹣3.2×104J＝8000J
则克服动滑轮重力做的功
W动＝W额﹣Wf＝8000J﹣7000J＝1000J
由W动＝G动h可知，动滑轮的重力
答：（1）提升重物做的有用功为3.2×104J；
（2）绳端拉力的功率为2×103W；
（3）动滑轮的重力为500N。
30．如图所示，动滑轮重10N，在50N的拉力F作用下，滑轮组拉着重100N的物体A在水平面上以0.1m/s的速度运动10s（忽略绳重和滑轮间的摩擦），求：
（1）拉力F对物体A做的有用功；
（2）拉力F做功的总功率；
（3）该滑轮组的机械效率。
【答案】（1）90J；（2）10W；（3）90%
【解析】解：（1）物体移动距离
s物＝v物t＝0.1m/s×10s＝1m
由图知，动滑轮上承载的绳子的段数n＝2，忽略绳重和滑轮间的摩擦，由可得，物体受到的拉力
对物体A做的有用功
W有＝F′s物＝90N×1m＝90J
（2）由
得到拉力的总功率
P＝Fv＝Fnv物＝50N×2×0.1m/s＝10W
（3）滑轮组的机械效率
答：（1）拉力F对物体A做的有用功为90J；
（2）拉力F做功的总功率为10W；
（3）该滑轮组的机械效率为90%。
31．建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G=900N，不计绳重和摩擦，当绳子自由端的拉力F=400N时，可将重物匀速提升2m。在此过程中，试求：
（1）拉力F做了多少功?
（2）滑轮组的机械效率是多少?
（3）若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升多重的重物?
【答案】（1）2400J；（2）75%；（3）1200N
【解析】解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，则绳子自由端移动的距离
拉力F做功
（2）拉力做的有用功
滑轮组的机械效率
（3）不计绳重和摩擦，由
可得，动滑轮的重力
将该滑轮组的机械效率提高5%时，其机械效率为，设提升重物的重力为G′，因克服重物重力所做功为有用功，克服重物重力和动滑轮重力做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率
解得
答：（1）拉力F做功2400J；
（2）滑轮组的机械效率是75%；
（3）若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升1200N的重物。
32．如图所示，小明利用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升沉在水底的长方体物件，已知物件高为h=3m，底面积为S=1.5×10-2m2，质量为135kg。（不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，取g=10N/kg）
（1）求物件上表面未露出水面前连接物件的绳的拉力？
（2）若物件上表面未露出水面之前，滑轮组的机械效率为90%，求小明拉绳的功率？
（3）若小明所能施加的最大拉力为450N，为保证物件匀速上升求它的下表面受到水的最小压力是多少？
【答案】（1）900N；（2）20W；（3）100N
【解析】解：（1）物件上表面未露出水面前受的浮力为
物体受的重力为
在竖直方向上，物体受三个力的作用，竖直向上的浮力和拉力，竖直向下的重力，则连接物件的绳的拉力为
（2）如图所示，n=3h，则绳子自由端的速度为
根据效率的公式
可得物件上表面未露出水面之前，绳子自由端的拉力为
小明拉绳的功率为
（3）根据效率的公式
可得动滑轮的重力为
若小明所能施加的最大拉力为450N，则动滑轮对物体的拉力为
则物体此时受到的浮力为
表明物体已露出水面，根据浮力的定义，此时下表面受到的压力等于浮力，所以它的下表面受到水的最小压力是
答：（1）物件上表面未露出水面前连接物件的绳的拉力为900N；
（2）若物件上表面未露出水面之前，滑轮组的机械效率为90%，小明拉绳的功率20W；
（3）若小明所能施加的最大拉力为450N，为保证物件匀速上升求它的下表面受到水的最小压力是100N。
次数
物体重/N
物体上升高度/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计移动距离/cm
机械效率
1
2
10
1.5
20
2
2
10
1.0
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
次数
钩码重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
机械效率η
1
2
0.1
0.9
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.6
___________
83.3%
3
4
0.1
1.1
0.5
72.7%
实验次数
滑轮材质
钩码的重力G/N
钩码提升的高度h/m
有用功W有用/J
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
总功W总
机械效率η/%
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
铝
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.6
4
塑料
2
0.2
0.4
0.8
0.6
0.48
83%
5
塑料
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%
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