物理第五节 机械效率课时练习

这是一份物理第五节 机械效率课时练习，共23页。
1.知道机械效率；
2.了解提高机械效率的途径和意义。
【知识导图】
【基础知识】
知识点一： 机械效率
１.有用功：为达目的，必须要做的功。符号：W有 单位：焦耳（J）。
【知识拓展】
根据人们使用机械的不同，有用功的计算也不尽相同。例如：若使用机械的目的是提升重物，那么 克服物体的重力做的功就是有用功，即（W有=FS=G物h）。如果使用机械的目的是在水平面上平移重物，那么 克服物体与水平面间的摩擦力做的功是有用功，即（W有=FS=fS）。
公式：W有=W总－W额=W总η；
动滑轮、定滑轮及滑轮组提升重物模型：W有＝G物h
斜面模型：W有= G物h。
水平面拉动物体：W有＝fS
2.额外功：不需要但又不得不做的功。如：从井中打水时 提水桶和绳子所做功（对水桶和绳子所做的功）。
【知识拓展】
对于滑轮组提升重物的情况，克服动滑轮重、绳重等所做的功是额外功。在解题过程中，常忽略绳重和摩擦，则此时克服动滑轮重所做的功为额外功。利用斜面提升重物时，克服斜面摩擦所做的功为额外功。
公式：W额= W总－W有
竖直方向不计摩擦和绳重的动滑轮、滑轮组提升物体模型：W额=G动h（其中，G动：动滑轮的重力，h：物体上升的距离）。
斜面模型：W额=fS（其中，f：斜面对物体的摩擦力，S：物体在斜面上移动的距离）。
3.总功：有用功与额外功之和或动力（拉力）所做的功。
公式：
斜面模型：W总= fS+G物h=FS（其中，f：斜面对物体的摩擦力，S：物体在斜面上移动的距离，G物：物体的重力，h：物体上升的距离）。
机械效率：有用功跟总功的比值。机械效率计算公式：
斜面模型：见下图
S h
知识点二：实验探究：测量滑轮组的机械效率
【实验目的】会测量滑轮组的机械效率。
【实验原理】 （G物：动滑轮所拉物体的重力；h：动滑轮处物体上升的距离；F：绳子自由端的拉力；S：绳子自由端移动的距离）
【待测数据】物重G物、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计移动的距离S

【实验器材】钩码、滑轮组、铁架台、细线、弹簧测力计、刻度尺。
【实验步骤】
（1）按如图所示组装滑轮组。
（2）将钩码挂在滑轮组下方，记录下所挂钩码的重力G物，用弹簧测力计竖直向上拉住绳子自由端。
（3）将刻度尺放在如图所示的位置，分别记录下钩码和绳子自由端的起始位置A、B。
（4）用弹簧测力计匀速拉动绳子自由端，使物体匀速上升一段距离，记录弹簧测力计的读数，分别记录下钩码和绳子自由端上升后所达到的末位置A1、B1。
（5）根据测量数据，分别计算出钩码上升的距离ｈ（h=A/-A）和绳子自由端移动的距离ｓ（s=B/-B），然后根据Ｗ有＝G物h和Ｗ总＝FS计算出有用功和总功，按 ，计算该滑轮组的机械效率。
（6）改变所挂钩码的重力，重复以上实验步骤。
（7）钩码重力不变，改变动滑轮个数重复上述实验步骤。
【实验结论】
= 1 \* GB3 ①滑轮组机械效率与物体重力和动滑轮的个数有关；
= 2 \* GB3 ②同一滑轮组，提起的 物重（G物） 越重，滑轮组的机械效率越高；

= 3 \* GB3 ③不同的滑轮组机械效率不同，且在 物重（G物） 相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
【考点方向】
1.步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变，便于读数。
2.结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：
（1）动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多，机械效率就低（动重η低）。
（2）提升重物越重，做的有用功相对就多（物重η高）。
（3）摩擦，若各种摩擦越大，做的额外功就多（摩多η低）。
归纳：提高有用功能增加机械效率； 机械效率
减少额外功能增加机械效率。 的提高
3.同一滑轮组：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
4.测量机械效率时，为什么不能使弹簧测力计静止？机械效率会怎样？
答：当弹簧测力计静止时，绳子和滑轮之间没有摩擦力，拉力示数会变小，有用功在总功中占的比例增大，滑轮组的机械效率偏大。
5.实验中改变钩码的数量，改变动滑轮的个数进行多次实验的目的是什么？(避免偶然性，使结论具有普遍性）。
答：改变钩码个数、改变动滑轮的个数从而获得多组数据，这样可以避免一组数据的偶然性，更能得出普遍性规律。
6.通过该实验我们可以得出结论：增大物重或减少动滑轮的重力可以提高滑轮组的机械效率。
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
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
【作业帮】
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．如图所示，小明用桶把一些沙子运上三楼。在此过程中（ ）
A．小明克服自身重力所做的功是总功
B．小明克服沙子重力所做的功是有用功
C．小明克服沙子重力所做的功是额外功
D．小明克服桶的重力所做的功是有用功
5.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做的总功相同B．力F1和F2做功的功率相同
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
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
8.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
9.用如图所示的滑轮组拉动物体，已知物体质量为40kg，与地面的摩擦力为其重力的0.2倍。10s内物体被拉动了10m，动滑轮重20N。（不计绳重和滑轮间的摩擦）下列说法中正确的是（ ）
A．自由端的拉力F为100N
B．滑轮组所做的有用功为4000J
C．拉力的功率为150W
D．滑轮组的机械效率为80%
10.当你用桶从井中提水时，你对桶做的功是_____；如果桶掉进井里，从井捞桶时，桶里带着一些水，这时你对桶做的功是______，对水做的功是________（以上三空均选填“总功”､“额外功”或“有用功”）。当你提着水桶在水平地面上匀速前进，你对物体做功为_______J，理由是：___________。
11.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_______%。
12.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=_________。
13.小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如表：
（1）第1次实验测得的机械效率为_______ ，（结果保留两位小数）若不计绳重与摩擦，动滑轮重为_____N；
（2）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组可以通过_______来提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率_______；
（3）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度_______。
14.如图所示，在40N的水平拉力F作用下，重200N的物体沿水平地面向左匀速直线运动了2m，物体与地面的滑动摩擦力为90N。求：
（1）拉力所做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率。
15.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?
物理量
实验次数
钩码总重
G/N
钩码上升的高度
h/m
测力计示数
F/N
测力计移动距离
s/m
机械效率
η
1
4
0.1
1.8
0.3
2
6
0.1
2.4
0.3
83%
3
4
0.1
1.4
0.5
57%
4
4
0.2
1.4
1.0
57%
课时10.5 机械效率（帮课堂）（解析版）
【学习目标】
1.知道机械效率；
2.了解提高机械效率的途径和意义。
【知识导图】
【基础知识】
知识点一： 机械效率
１.有用功：为达目的，必须要做的功。符号：W有 单位：焦耳（J）。
【知识拓展】
根据人们使用机械的不同，有用功的计算也不尽相同。例如：若使用机械的目的是提升重物，那么 克服物体的重力做的功就是有用功，即（W有=FS=G物h）。如果使用机械的目的是在水平面上平移重物，那么 克服物体与水平面间的摩擦力做的功是有用功，即（W有=FS=fS）。
公式：W有=W总－W额=W总η；
动滑轮、定滑轮及滑轮组提升重物模型：W有＝G物h
斜面模型：W有= G物h。
水平面拉动物体：W有＝fS
2.额外功：不需要但又不得不做的功。如：从井中打水时 提水桶和绳子所做功（对水桶和绳子所做的功）。
【知识拓展】
对于滑轮组提升重物的情况，克服动滑轮重、绳重等所做的功是额外功。在解题过程中，常忽略绳重和摩擦，则此时克服动滑轮重所做的功为额外功。利用斜面提升重物时，克服斜面摩擦所做的功为额外功。
公式：W额= W总－W有
竖直方向不计摩擦和绳重的动滑轮、滑轮组提升物体模型：W额=G动h（其中，G动：动滑轮的重力，h：物体上升的距离）。
斜面模型：W额=fS（其中，f：斜面对物体的摩擦力，S：物体在斜面上移动的距离）。
3.总功：有用功与额外功之和或动力（拉力）所做的功。
公式：
斜面模型：W总= fS+G物h=FS（其中，f：斜面对物体的摩擦力，S：物体在斜面上移动的距离，G物：物体的重力，h：物体上升的距离）。
机械效率：有用功跟总功的比值。机械效率计算公式：
斜面模型：见下图
S h
知识点二：实验探究：测量滑轮组的机械效率
【实验目的】会测量滑轮组的机械效率。
【实验原理】 （G物：动滑轮所拉物体的重力；h：动滑轮处物体上升的距离；F：绳子自由端的拉力；S：绳子自由端移动的距离）
【待测数据】物重G物、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计移动的距离S

【实验器材】钩码、滑轮组、铁架台、细线、弹簧测力计、刻度尺。
【实验步骤】
（1）按如图所示组装滑轮组。
（2）将钩码挂在滑轮组下方，记录下所挂钩码的重力G物，用弹簧测力计竖直向上拉住绳子自由端。
（3）将刻度尺放在如图所示的位置，分别记录下钩码和绳子自由端的起始位置A、B。
（4）用弹簧测力计匀速拉动绳子自由端，使物体匀速上升一段距离，记录弹簧测力计的读数，分别记录下钩码和绳子自由端上升后所达到的末位置A1、B1。
（5）根据测量数据，分别计算出钩码上升的距离ｈ（h=A/-A）和绳子自由端移动的距离ｓ（s=B/-B），然后根据Ｗ有＝G物h和Ｗ总＝FS计算出有用功和总功，按 ，计算该滑轮组的机械效率。
（6）改变所挂钩码的重力，重复以上实验步骤。
（7）钩码重力不变，改变动滑轮个数重复上述实验步骤。
【实验结论】
= 1 \* GB3 ①滑轮组机械效率与物体重力和动滑轮的个数有关；
= 2 \* GB3 ②同一滑轮组，提起的 物重（G物） 越重，滑轮组的机械效率越高；

= 3 \* GB3 ③不同的滑轮组机械效率不同，且在 物重（G物） 相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
【考点方向】
1.步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变，便于读数。
2.结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：
（1）动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多，机械效率就低（动重η低）。
（2）提升重物越重，做的有用功相对就多（物重η高）。
（3）摩擦，若各种摩擦越大，做的额外功就多（摩多η低）。
归纳：提高有用功能增加机械效率； 机械效率
减少额外功能增加机械效率。 的提高
3.同一滑轮组：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
4.测量机械效率时，为什么不能使弹簧测力计静止？机械效率会怎样？
答：当弹簧测力计静止时，绳子和滑轮之间没有摩擦力，拉力示数会变小，有用功在总功中占的比例增大，滑轮组的机械效率偏大。
5.实验中改变钩码的数量，改变动滑轮的个数进行多次实验的目的是什么？(避免偶然性，使结论具有普遍性）。
答：改变钩码个数、改变动滑轮的个数从而获得多组数据，这样可以避免一组数据的偶然性，更能得出普遍性规律。
6.通过该实验我们可以得出结论：增大物重或减少动滑轮的重力可以提高滑轮组的机械效率。
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。
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。
【作业帮】
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．如图所示，小明用桶把一些沙子运上三楼。在此过程中（ ）
A．小明克服自身重力所做的功是总功
B．小明克服沙子重力所做的功是有用功
C．小明克服沙子重力所做的功是额外功
D．小明克服桶的重力所做的功是有用功
【答案】B
【解析】
小明用桶把一些沙子运上三楼，对克服沙子重力做的功为有用功；为了提升沙子不得不克服自身重力、克服桶的重力所做的功为额外功；克服沙子重力做的功、克服自身重力、克服桶的重力所做的功之和为总功；故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
5.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做的总功相同B．力F1和F2做功的功率相同
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
【答案】D
【解析】
【分析】
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F13h
乙滑轮组中拉力做的总功为
W乙总F24h
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 可知，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
甲100%
同理可得，乙滑轮组的机械效率为
乙
所以甲＞乙，故C错误，D正确。
故选D。
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。
8.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。
9.用如图所示的滑轮组拉动物体，已知物体质量为40kg，与地面的摩擦力为其重力的0.2倍。10s内物体被拉动了10m，动滑轮重20N。（不计绳重和滑轮间的摩擦）下列说法中正确的是（ ）
A．自由端的拉力F为100N
B．滑轮组所做的有用功为4000J
C．拉力的功率为150W
D．滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【解析】
【分析】
由图可知滑轮组中有一个动滑轮，且n=2，物体与地面的摩擦力为
不计绳重和滑轮间的摩擦，由受力平衡可知
则自由端的拉力F为
滑轮组所做的有用功为
拉力做功为
则拉力的功率为
滑轮组的机械效率为
故选D。
10.当你用桶从井中提水时，你对桶做的功是_____；如果桶掉进井里，从井捞桶时，桶里带着一些水，这时你对桶做的功是______，对水做的功是________（以上三空均选填“总功”､“额外功”或“有用功”）。当你提着水桶在水平地面上匀速前进，你对物体做功为_______J，理由是：___________。
【答案】 额外功 有用功 额外功 0 在力的方向上没有移动距离
【解析】
[1]当用桶从井中提水时，对水做的功是有用功，对桶做的功是额外功。
[2][3]如果桶掉进井里，从井捞桶时，桶里带着一些水，这时对桶做的功是有用功，对水做的功是额外功。
[4][5]当提着水桶在水平地面上匀速前进，由于在拉力的方向上没有移动距离，故对物体做功为零。
11.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
12.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
13.小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如表：
（1）第1次实验测得的机械效率为_______ ，（结果保留两位小数）若不计绳重与摩擦，动滑轮重为_____N；
（2）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组可以通过_______来提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率_______；
（3）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度_______。
【答案】 74.07% 1.4 增加物体重力 越低 无关
【解析】
（1）[1]第1次实验测得的机械效率
[2]弹簧测力计的示数为1.8N，动滑轮上的绳子段数是3段，不计绳重与摩擦，则
实验中每个钩码重2N，则
G=2×2N=4N
则动滑轮重
G动=3F-G=3×1.8N-4N=1.4N
（2）[3]由第1、2次实验数据可知，提升重物不同，且提升重物越重，滑轮组的机械效率越高，即使用同一滑轮组，可以通过增加物体重力来提高滑轮组的机械效率。
[4]由第1、3次实验数据可知，使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率越低。
（3）[5]分析第3、4次实验数据可知，物体被提升的高度不同，滑轮组的机械效率相同，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。
14.如图所示，在40N的水平拉力F作用下，重200N的物体沿水平地面向左匀速直线运动了2m，物体与地面的滑动摩擦力为90N。求：
（1）拉力所做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率。
【答案】（1）180J；（2）75%
【解析】
解：（1）拉力所做的有用功
W有=fs物=90N×2m=180J
（2）由图可知n=3，滑轮组的机械效率
答：（1）拉力所做的有用功为180J；
（2）滑轮组的机械效率为75%。
15.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。物理量
实验次数
钩码总重
G/N
钩码上升的高度
h/m
测力计示数
F/N
测力计移动距离
s/m
机械效率
η
1
4
0.1
1.8
0.3
2
6
0.1
2.4
0.3
83%
3
4
0.1
1.4
0.5
57%
4
4
0.2
1.4
1.0
57%