专题14 机械效率（练习）-2025年中考物理一轮复习讲义及练习

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TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc26493" PAGEREF _Tc26493 \h 2
\l "_Tc14516" 命题点一 滑轮组的机械效率 PAGEREF _Tc14516 \h 2
\l "_Tc3518" 命题点二 斜面的机械效率 PAGEREF _Tc3518 \h 17
\l "_Tc17793" 命题点三 杠杆的机械效率 PAGEREF _Tc17793 \h 26
\l "_Tc1732" 命题点四 测量机械效率 PAGEREF _Tc1732 \h 31
\l "_Tc8647" PAGEREF _Tc8647 \h 43
\l "_Tc11013" PAGEREF _Tc11013 \h 58
命题点一 滑轮组的机械效率
1．（2024·河南郑州·模拟预测）如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体，物体重 100N，滑轮重25N，绳重和摩擦不计。 使用图甲的好处是 ，图乙装置的机械效率η乙= ，若图乙中再加挂一物体，机械效率将 。
【答案】 可以改变力的方向 80% 提高
【详解】[1]由图可知，甲滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮可以改变力的方向。
[2]乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，则动滑轮的机械效率
[3]当提升重物的重力增加，做的有用功就变大，绳重和摩擦不计，额外功几乎不变，有用功在总功中所占的比例变大，所以机械效率变大。
2．（2024·云南昆明·一模）如图所示，小刚在10s内把重320N的物体匀速提升了3m，若忽略摩擦和绳重以及滑轮的重，此时拉力是 N；若机械效率为80%，则拉力是 N。
【答案】 160 200
【详解】[1]图中为动滑轮，有效绳子段数，若忽略摩擦和绳重以及滑轮的重，此时拉力为
[2]若机械效率为80%，则有
解得拉力。
3．（2024·云南昆明·一模）工人师傅用如图所示的装置将重为800N的货物在10s内匀速提升5m，已知滑轮组的机械效率为80%，则动滑轮重为 N，该过程中拉力做功的功率为 W。（不计绳重和摩擦）
【答案】 200 500
【详解】[1]滑轮组做的有用功
滑轮组的机械效率为80%，工人师傅做的总功
如图，滑轮组有两根绳承担物重，，绳子自由端移动的距离
绳子自由端的拉力
不计绳重和摩擦，动滑轮重为
[2]该过程中拉力做功的功率为
4．（2024·辽宁鞍山·模拟预测）如图甲，工人用250N的拉力将质量35kg的物体从地面运到楼上。物体上升高度h与时间t的关系如图乙所示，20s时间内，工人做功的功率为 W，此装置的机械效率为 %（g取）。
【答案】 125 70
【详解】[1]由图乙可知，20s物体上升的高度h=5m，由图甲可知，n=2，绳子自由端20s移动的距离
20s内工人做的总功为
工人做功的功率为
[2]20s内工人做的有用功
此装置的机械效率为
5．（2024·甘肃临夏·一模）如图是甘肃蓝天救援队利用滑轮组帮助受困司机拖车场景的简化图。已知汽车重为1.2×104N，汽车受到的阻力f为车重的0.1倍，救援人员用500N的拉力，拉着绳子自由端匀速前进了6m，则救援人员的拉力做功 J，滑轮组的机械效率为 。
【答案】 3000 80%
【详解】[1]救援人员的拉力做的功
W总=Fs=500N×6m=3000J
[2]由图可知，动滑轮上绳子的股数n=3，则汽车受到的阻力
f=0.1G=0.1×1.2×104N=1.2×103N
汽车移动的距离
拉力做的有用功
W有=fs'=1.2×103N×2m=2.4×103J
则滑轮组的机械效率
6．（2024·山东德州·一模）如图所示，用相同的滑轮和绳子分别组成甲、乙两个滑轮组，分别用甲、乙两个滑轮组在相同时间内将重为G的物体匀速提升相同的高度，不计绳重及摩擦，则绳自由端的拉力F甲 F乙，提升过程中绳子自由端移动的速度v甲 v乙，滑轮组的机械效率η甲 η乙。
【答案】 =
【详解】[1]由图可知，甲滑轮组有2段绳子承担物重，乙滑轮组有3段绳子承担物重，不计绳重及摩擦，则甲滑轮组绳子自由端的拉力
乙滑轮组绳子自由端的拉力
则。
[2]用甲、乙两个滑轮组在相同时间内将重为G的物体匀速提升相同的高度，则物体上升的速度相同，则甲滑轮组绳子自由端移动的速度，乙滑轮组绳子自由端移动的速度，故。
[3]因忽略绳重与摩擦时，克服物体重力做的功为有用功，且两滑轮组将物体提升相同高度，由可知，两滑轮组做的有用功相等。利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，则两滑轮组拉力做的总功相等，由可知，滑轮组的机械效率相同，故。
7．（2024·陕西渭南·模拟预测）小明同学利用圆珠笔杆、钢丝、细绳制成了如图所示的滑轮组，不计绳重和摩擦，用1N的力F匀速提升5N的重物G，5s内重物被匀速提起0.5m时，绳子自由端移动的速度是 ，“动滑轮”（下方的圆珠笔杆及钢丝结构）所受重力为 N，滑轮组的机械效率是 ％（计算结果精确至0.1％），上方圆珠笔杆的作用是 。
【答案】 0.6 1 83.3 改变力的方向
【详解】[1]重物上升的速度
由图可知，滑轮组承重绳子的股数n=6，绳子自由端移动的速度
v=6v物=6×0.1m/s=0.6m/s
[2]不计绳重和摩擦，“动滑轮”（下方的圆珠笔杆及钢丝结构）所受重力为
G动=nF-G=6×1N-5N=1N
[3]滑轮组的机械效率
[4]上方圆珠笔杆相当于定滑轮，可以改变力的方向。
8．（2024·山东淄博·一模）用如图甲的滑轮组提升重的物体，已知拉力F为，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 （选填“A”或“B”），动滑轮重为 ，机械效率为 %（保留一位小数）。
【答案】 A 40 83.3
【详解】[1]由图甲可知，滑轮组有3段绳子承担物重，所以绳端速度为物体速度的3倍。由图乙可知，A图线表示的速度为
同理，B图线表示的速度为0.5m/s，所以反映绳子自由端运动的图线是A。
[2]动滑轮重为
[3]滑轮组的机械效率为
9．（2024·湖南岳阳·二模）如图所示的滑轮组提升160N的重物，两个滑轮的重力均为20N，小婷拉动绳子5s将重物提升1m，不计绳重和摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．自由端拉力F为80NB．该滑轮组的机械效率约86.7%
C．绳子自由端移动的速度为0.2m/sD．拉力的功率是36W
【答案】D
【详解】A．由图可知承担物重的绳子的股数n=3，因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力
故A错误；
B．因为不计绳重和摩擦，所以滑轮组的机械效率
故B错误；
C．绳子自由端移动的距离
绳子自由端移动的速度
故C错误；
D．拉力做功的功率
故D正确。
故选D。
10．（2024·新疆昌吉·模拟预测）工人师傅用动滑轮把一重物匀速提升到某一高度。若物体的重力与滑轮的重力之比G物∶G轮=5∶1，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为（ ）
A．75%B．80%C．83.3%D．87.5%
【答案】C
【详解】物体的重力与滑轮的重力之比G物∶G动=5∶1，则G物=5G动，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率
故选C。
11．（2024·四川南充·模拟预测）使用如图所示的滑轮组匀速提升重力不同的物体时，除了动滑轮的重力导致的额外功外，其他因素导致的额外功与总功之比为一定值。已知动滑轮的重力为1.0N，绳子能够承受的最大拉力为50N。当匀速提升重为9.0N的物体时，滑轮组的机械效率为81%，则使用该滑轮组匀速提升物体时的机械效率的最大值为（ ）
A．90%B．89%C．88%D．87%
【答案】B
【详解】当匀速提升重为9.0N的物体时，滑轮组的机械效率为81%，设物体匀速提升的高度为h，则拉力所做的有用功
由
可得
克服动滑轮重力所做的额外功
除了动滑轮的重力导致的额外功外，其他因素导致的额外功
其他因素导致的额外功与总功之比
由图可知，滑轮组绳子的有效股数，当使用该滑轮组匀速提升物体上升的高度为h时，绳子自由端移动的距离
由绳子能够承受的最大拉力为50N可知，拉力所做总功的最大值
因除了动滑轮的重力导致的额外功外，其他因素导致的额外功与总功之比为一定值，所以其他因素导致的额外功
拉力所做有用功的最大值
则使用该滑轮组匀速提升物体时的机械效率的最大值
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
12．（2024·四川眉山·一模）如图所示，一位同学用滑轮组拉着重450N的物体A，使它5s内在水平地面上匀速前进1m，水平拉力F=75N，若物体与地面间的摩擦力是物重的0.2倍，下列说法正确的是（ ）
A．他做的总功是450J
B．他做的有用功是75J
C．拉力做功的功率是15W
D．该滑轮组的机械效率是60%
【答案】D
【详解】A．滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离
s=2s物=2×1m=2m
总功
W总=Fs=75N×2m=150J
故A错误；
B．摩擦力为
f=0.2G=0.2×450N=90N
他做的有用功
W有=fs物=90N×1m=90J
故B错误；
C．拉力做功的功率

故C错误；
D．该滑轮组的机械效率
=60%
故D正确。
故选D。
13．（2024·西藏日喀则·一模）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G的关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（ ）
A．提升重10N的物体过程中，物体的重力势能随之减小
B．若物体提升1m，则绳端需要向下拉3m
C．提升重10N的物体时，绳端的拉力F为20N
D．匀速提升物体时，物体所受重力和动滑轮对它的拉力是一对平衡力
【答案】D
【详解】A．提升重10N的物体过程中，物体的质量不变，高度变高，所以物体的重力势能随之增大，故A错误；
B．由图可知，n=2，所以若物体提升1m，则绳端需要向下拉2m，故B错误；
C．由图可知，n=2， 不计绳重和摩擦，提升重10N的物体时，有用功为
总功为
机械效率为50%，即
解得绳端的拉力F为10N，故C错误；
D．匀速提升物体时，物体受力平衡，竖直方向受到重力和滑轮的拉力，所以物体所受重力和动滑轮对它的拉力是一对平衡力，故D正确。
故选D。
14．（2024·广东深圳·一模）在学校的科技节上，小强和小明体验滑轮组座椅。如图所示，座椅和动滑轮的总重为150N。当重为600N的小明坐在座椅上，小强对绳子自由端施加恒定的拉力，小明10s内被匀速拉升3m，不计绳重和摩擦。下面有关说法正确的是（ ）
A．使用该装置既省力又省功B．小强拉绳子的速度为0.1m/s
C．小强拉力的功率为225WD．滑轮组的机械效率为25%
【答案】C
【详解】A．任何机械都不能省力又省距离，由可知使用机械不能省功，使用该滑轮组可以省力，不能省功，故A错误；
B．由图可知，承担物重的绳子段数n=3，则绳子端移动的距离为物体提升高度的三倍，所以小强拉绳子的速度为
故B错误；
C．不计绳重及摩擦时，绳子自由端的拉力为
小强拉力的功率为
故C正确；
D．滑轮组的机械效率为
故D错误。
故选C。
15．（2024·贵州铜仁·模拟预测）（多选）2022年冬季奥林匹克运动会主办城市是北京，北京成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会三项国际赛事的城市。在某场馆建设中，采用如图所示的装置，工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m。已知物体A重400N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，滑轮组的机械效率为80%。关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A．水平地面对工人的支持力为250NB．动滑轮重为100N
C．人对绳子拉力的功率为120WD．支架受到滑轮组的拉力为850N
【答案】BD
【详解】A．由图可知，绳子承重段数为2，则滑轮组的机械效率
解得：F=250N，由于人受到竖直向上的支持力、竖直向下的重力以及竖直向上的拉力
F支持=G-F=500N-250N=250N
故A错误；
B．不计滑轮组的绳重和摩擦，由可知可知，动滑轮重为
G动=nF-G=2×250N-400N=100N
故B正确；
C．人对绳子拉力的功率为
D．由两个滑轮质量相等可知
G定=G动=100N
则支架受到滑轮组的拉力
F拉=3F+G定=3×250N+100N=850N
故D正确。
故选BD。
16．（2024·河北石家庄·模拟预测）一建筑工人，使用了如图所示的装置将建筑材料提上高处，已知建筑材料的质量为 80kg，人对绳的拉力为500N，重物在拉力的作用下1min匀速上升了5m，绳重和摩擦不计，g取10N/ kg，求：
（1）人在1min内做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）工人做功的功率。
【答案】（1）4000J；（2）80%；（3）83.3W
【详解】
解: （1）人在1min内做的有用功
W有=Gh=mgh=80kg×10N/kg×5m=4000J
（2）人做的总功为
W总=Fs=500N×5m×2=5000J
滑轮组的机械效率为
（3）工人做功的功率
答：（1）人在1min内做的有用功为4000J；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）工人做功的功率为83.3W。
17．（2024·江苏苏州·二模）质量为60kg的湾湾站在地上用如图所示的滑轮组匀速提升400N的重物，所用的拉力F为250N，5s内绳子自由端被拉下2m，在此过程中，（不计摩擦和绳重），绳所能承受力足够大，g取10N/kg。求：
(1)拉力F的功率。
(2)动滑轮的重。
(3)湾湾使用此滑轮组的最大机械效率。
【答案】(1)100W
(2)100N
(3)91.7%
【详解】（1）拉力做的总功为
拉力做功功率为
（2）由图知，n＝2，不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力为
（3）湾湾施加的最大拉力为
湾湾能提升的最大物重为
所以滑轮组的最大机械效率为
18．（2024·内蒙古通辽·模拟预测）生活中有些低层建筑没有电梯，房屋装修时聪明的工人师傅常用滑轮组提升重物。工人用如图甲所示的滑轮组将400N的重物匀速提起，拉力。重物上升的高度h与所用时间t的关系图象如图乙所示，不计绳重和摩擦。已知工人的质量为80kg，每只脚与水平地面的接触面积为（g取）。求：
(1)在匀速提升重物的过程中，工人拉绳子的速度；
(2)工人未提升重物正常站在地面上时，对地面的压强；
(3)不考虑绳子的承重，该滑轮组的最大机械效率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）物体升高的速度为
如图，由2段绳子吊着动滑轮，在匀速提升重物的过程中，工人拉绳子的速度为
（2）工人未提升重物正常站在地面上时，对地面的压强为
（3）不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力为
不考虑绳子的承重，人对绳子最大拉力等于人的重力，大小为
该滑轮组可提升的物重最大为
该滑轮组的最大机械效率为
命题点二 斜面的机械效率
19．（2024·内蒙古呼伦贝尔·模拟预测）沿斜面把一个重50N的物体匀速拉上去，所用拉力F＝40N，斜面长5m，高3m，物体运动的速度为0.1m/s，则斜面的机械效率为 ，物体受到斜面对它的摩擦力为 N。
【答案】 75% 10
【详解】[1]拉力做的有用功等于克服物体重力做的功，即
W有用＝Gh＝50N×3m＝150J
拉力F做的总功为
W总＝Fs＝40N×5m＝200J
斜面的机械效率为
[2]额外功为
W额＝W总﹣W有＝200J﹣150J＝50J
由W额＝fs得摩擦力
20．（2024·河北石家庄·模拟预测）如图（甲）所示，A、B是两个完全相同的物体，小明同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图11（乙）所示，则对物体A做的有用功是 J，对物体B做的额外功是 J。拉B物体的斜面的机械效率为 。
【答案】 2 0.5 80%
【详解】[1]有用功与额外功的和叫总功。由乙图知对物体A做的有用功是
[2]如图甲，分别将A、B两个完全相同的物体拉到斜面顶端，做的有用功相等，对物体B做的额外功是
[3]根据求拉B物体的斜面的机械效率为
21．（2024·江苏常州·一模）如图甲所示，工人用推力F将重为1000N的箱子沿斜面推至水平车厢中，斜面长3m、高1.5m，F始终与箱子运动方向相同。箱子运动路程随时间变化关系如图乙所示，推力F的大小随时间变化关系如图丙所示。由此可知：箱子在斜面上运动的时间为 s；斜面的机械效率为 %；箱子在车厢中运动时受到的摩擦力大小为 N。
【答案】 10 83.3 200
【详解】[1]由乙图可知，0～10s内，物体在斜面做匀速直线运动，所以，箱子在斜面上运动的时间为10s。
[2]由丙图可知，0～10s内，推力为600N，则做的有用功为
斜面做的总功为
所以，斜面的机械效率为
[3]根据图乙可知，10~20s内，箱子在车厢内做匀速直线运动，推力的大小和摩擦力的大小相等，则由图丙可知，箱子在车厢中运动时受到的摩擦力大小为
22．（2024·陕西安康·三模）在劳动实践活动中，小明在水平地面与车厢间用木板搭一斜面，并用平行于斜面的推力将重为600N的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢，如图所示。已知斜面长L为6m，斜面高h为1.5m，斜面的机械效率为60%。则此过程中小明所做的有用功为 J，小明所用的推力大小为 N，货物受到斜面的摩擦力大小为 N，在高度h相同时，斜面L越长越 （选填“省力”或“费力”）。
【答案】 900 250 100 省力
【详解】[1]克服货物重力做的有用功
[2]推力做的总功
所用推力
[3]推力做的额外功
货物受到斜面的摩擦力
[4]在高度h相同时，斜面L越长，说明斜面的坡度越缓，类似于盘山公路，则越省力。
23．（2024·河北沧州·二模）搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢，使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速推上顶端，已知斜面长5m，高2m，物体重1000N，沿斜面向上的推力为500N，用时40s。下列说法正确的是（ ）
A．克服物体重力做功5000JB．推力做功的功率为50W
C．斜面的机械效率为80%D．物体受到斜面的摩擦力为500N
【答案】C
【详解】A．克服物体重力做功为
故A错误；
B．推力做的功为
推力做功的功率为
故B错误；
C．斜面的机械效率为
故C正确；
D．推力做的额外功为
物体受到斜面的摩擦力为
故D错误。
故选C。
24．（2024·四川达州·一模）在劳动实践中，小孙在水平地面与车厢间用木板搭一斜面，并用大小为250N且平行于斜面的推力将重G=600N的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢，如图所示。已知斜面长L=6m，斜面高h=1.5m。下列叙述中错误的是（ ）
A．推力所做的功为1500J
B．货物受到斜面的摩擦力大小为250N
C．若增大推行速度，货物受到的摩擦力大小不变
D．若h、L及物体都保持不变，使斜面更光滑，则斜面的机械效率将变高
【答案】B
【详解】A．有用功
总功
故A正确，不符合题意；
B．额外功
货物受到斜面的摩擦力
故B错误，符合题意；
C．滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，若增大推行速度，货物对斜面的压力大小和接触面的粗糙程度均不变，则货物受到的摩擦力将不变，故C正确，不符合题意；
D．若h、L及物体都保持不变，使斜面更光滑，斜面对物体的摩擦力减小，额外功减小，有用功不变，根据W总=W有用+W额外可知，总功减小，根据可知斜面的机械效率将变高，故D正确，不符合题意。
故选B。
25．（2024·广东广州·三模）用滑轮组甲、斜面乙等装置分别匀速提升同一物块（）如图，相关数据如下表，则（ ）

A．机械效率B．做的功小于做的功
C．两电动机输出的机械能相等D．甲的有用功小于乙的有用功
【答案】A
【详解】A. 由图甲可知，绳子段数为3，甲的机械效率为
乙的机械效率为
所以机械效率，故A符合题意；
B. 由题可知，动滑轮承担物重的绳子段数为3，做的功
做的功
所以做的功大于做的功，故B不符合题意；
C. 两电动机输出的机械能表现为做的总功上面，因为做的功大于做的功，所以甲电动机输出的机械能小于乙电动机输出的机械能，故C不符合题意；
D. 由题可知，甲乙有用功均是克服重物重力做的功，因为甲和乙提起相同的重物到相同的高度，所以甲和乙的有用功相同，故D不符合题意。
故选A。
26．（2024·湖北武汉·二模）如图所示，在斜面上将一个重为4.5N的物体在3s内匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，s为、h为。在物体上升过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物体受到斜面的摩擦力为B．此过程所做的有用功为
C．拉力做功的功率为D．斜面的机械效率为
【答案】D
【详解】已知物重，拉力，斜面长，高，
B．拉力做的有用功为
故B错误；
AD．拉力F对物体做的总功为
克服摩擦力所做的额外功
由得摩擦力
斜面的机械效率为
故A错误，D正确；
C．拉力的功率
故C错误。
故选D。
27．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）在如图所示的装置中，斜面长6m，高2m，现将质量为210kg的物体从斜面底端匀速拉到顶端，若滑轮的机械效率为80%，人作用于绳自由端的拉力为600N，求：
(1)人做的总功是多少？
(2)物体与斜面间的摩擦力是多少？
【答案】(1)7200J
(2)260N
【详解】（1）斜面长为L=6m，该滑轮为动滑轮，则绳子自由端通过的距离
s=2L=2×6m=12m
拉力所做的总功
W总=Fs=600N×12m=7200J
（2）已知滑轮的机械效率为80%，根据机械效率公式可得动滑轮对物体所做的功（即使用斜面时做的总功）
W=W总η=7200J×80%=5760J
将物体提到2m高处所做的有用功
W有=Gh=mgh=210kg×10N/kg×2m=4200J
则克服斜面摩擦力所做的额外功
W额=W-W有=5760J-4200J=1560J
克服斜面摩擦力所做的功为额外功，物体与斜面间的摩擦力
28．（2024·四川资阳·一模）工人用如图所示装置把重的物体，从斜面底部匀速拉到高的平台上（斜面与水平地面的夹角为30°），用时。工人对绳子的拉力为，动滑轮重，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，求：
(1)绳子对物体做的功W；
(2)物体在斜面上受到的摩擦力f；
(3)整个装置的机械效率。
【答案】(1)3120J
(2)280N
(3)62.5%
【详解】（1）不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，则有
则绳子对物体的拉力大小为
物体的重力为1000N，升高的高度为2m，斜面与水平地面的夹角为30°，根据勾股定理知识可知，物体在斜面上移动的距离为s物=4m，绳子拉物体的力为780N，则绳子对物体做的功为
（2）重物移动到高台上的有用功为
克服摩擦力做的额外功为
物体在斜面上受到的摩擦力为
（3）克服物体重力所做的功为有用功，大小为
W有=Gh=1000N×2m=2000J
拉力F所做的功为总功，大小为
W总=Fs=400N×2×4m=3200J
整个装置的机械效率为
命题点三 杠杆的机械效率
29．（2024·河南南阳·二模）如图所示，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升至图中虚线位置，弹簧测力计示数如图所示，钩码总重为1N，钩码上升高度为0.2m，弹簧测力计移动的竖直距离为0.6m。 则下列判断正确的是（ ）
A．该杠杆为费力杠杆
B．人利用杠杆做的有用功为0.6J
C．人利用杠杆做的额外功为0.4J
D．杠杆的机械效率为66.7%
【答案】D
【详解】A．由图可知，动力臂大于阻力臂，该杠杆为省力杠杆，故A错误；
B．人利用杠杆做的有用功为
故B错误；
C．由图可知，弹簧测力计示数为0.5N，人利用杠杆做的总功为
人利用杠杆做的额外功为
故C错误；
D．杠杆的机械效率为
故D正确。
故选D。
30．（2024·河北秦皇岛·一模）（多选）停车难是如今城市普遍存在的问题，图甲是一“路边空中存车亭”，图乙为其工作原理图，A为存车架，O为杆OB的转动轴，B端固定悬挂泊车装置，BC为牵引OB杆转动的钢丝绳，M为牵引钢丝绳的电动机。汽车从水平地面被提升到BC与杆OB垂直时，B点到地面的距离为3m，OB长为5m（忽略OB的重力和机械的摩擦力，g＝10N/kg），以下说法正确的是（ ）
A．当处于图乙位置时，OB属于省力杠杆
B．若每次不同汽车停车过程中，升高的高度固定不变，则机械做的额外功相同
C．若汽车和存车架的总质量为1.5×103kg，要使汽车和存车架升高2m，则需要对它们做功3×104J
D．若A和汽车的总质量越大，此装置的机械效率越低
【答案】ABC
【详解】A．当处于图乙位置时，动力臂和阻力臂，如图所示
由图可知，动力臂大于阻力臂，所以OB属于省力杠杆，故A正确；
B．每次停车过程中，对车架做的功为额外功，由于每次对车架做的功大小不变，所以机械做的额外功相同，故B正确；
C．若汽车和存车架的总质量为1.5×103kg，要使汽车和存车架升高2m，则需要对它们做功
W=Gh=1.5×103kg×10N/kg×2m=3×104J
故C正确；
D．由于车架的质量不变，所以A和汽车的总质量越大，则汽车的质量越大，则对汽车做的有用功越大，故做的此装置的机械效率越高，故D错误。
故选ABC。
31．（2024·安徽·三模）如图所示，重力 G=5N的物体挂在粗细均匀的杠杆的中点A处。在力 F=4N作用下使物体匀速上升 h=0.6m，已知 B点沿竖直方向上升 s=1.2m，不计摩擦，求：
（1）此杠杆的机械效率η；
（2）杠杆自身重力G的大小。
【答案】（1）62.5%；（2）3N
【详解】解：（1）克服物体重力所做的功是有用功，大小为
W有=G物h=5N×0.6m=3J
拉力所做的功为总功，大小为
W总=Fs=4N×1.2m=4.8J
机械效率为
（2）不计摩擦，克服杠杆重力做额外功，额外功为
W额=W总-W有=4.8J-3J=1.8J
杠杆重心上升的高度h=0.6m，自身重力G的大小为
答：（1）此杠杆的机械效率为62.5%；
（2）杠杆自身重力G的大小为3N。
32．（2024·山东青岛·一模）小明在实验室测量杠杆机械效率的装置如图甲所示，用细绳将杠杆一端O固定在铁架台上，在杠杆的中点A处用细绳系住一个放在水平桌面上的物块，在杠杆的另一端B处，用弹簧测力计竖直向上提拉杠杆。当向上提拉弹簧测力计使杠杆在水平方向平衡时，系物体的细绳被拉直。已知物块的底面积为、质量为270g，杠杆自重为1N。
(1)图甲中，弹簧测力计的示数为1.1N时，物块对地面的压强是多少？
(2)如图乙所示，小明竖直缓慢拉动弹簧测力计向上移动一段距离，弹簧测力计的示数保持1.8N不变。这个杠杆的机械效率是多少？
(3)请从能量转化的角度分析，提高杠杆的机械效率，可以采取哪些办法？
【答案】(1)200Pa
(2)75%
(3)见解析
【详解】（1）物块重力
G=mg=0.27kg×10N/kg=2.7N
杠杆在水平方向平衡时，根据杠杆的平衡条件得
F1OB=F2OA
F1×2OA=F2OA
F2=2F1=2×1.1N=2.2N
F2=G杆+F丙
所以
F丙=F2-G杆=2.2N-1N=1.2N
物块受力分析如图
所以物块受到的支持力
FN=G-F丙=2.7-1.2=1.5N
物块对地面的压力和地面对物块的支持力是相互作用力，大小相等，对地面的压力
F=FN=1.5N
物块对地面的压强
（2）假设竖直缓慢拉动弹簧测力计向上移动距离为h1，则物块上升的距离
杠杆的机械效率
（3）根据机械效率的定义式，要提高杠杆的机械效率，就要在总功相同的情况下，增大有用功或减小额外功，即增大物重，或者减小杠杆自重、减小支点与杠之间摩擦等。
命题点四 测量机械效率
33．（2024·河北·模拟预测）将长度为lm的长木板的一端垫高，构成长度一定高度可调的斜面，用沿斜面向上的拉力F使重为10N的滑块沿斜面匀速向上运动。完成斜面机械效率测量，表中呈现的是部分实验数据：
(1)用弹簧测力计沿着斜面把木块 拉上去，进行实验，计算第4次实验的机械效率为： ；
(2)问题一：“斜面的机械效率越高越省力吗？”请据报表中的实验数据，写出正确的结论；
(3)问题二，“斜面的机械效率和斜面倾斜程度有什么关系呢？”，请分析表实验数据，写出正确的结论： ；
(4)问题三，“物体所受的摩擦力和斜面倾斜程度有什么关系呢？”请分析表实验数据，写出正确的结论： ；
(5)如果想探究斜面机械效率和粗糙程度的关系，应该怎样进行探究实验呢？请简单写出实验步骤： 。
【答案】(1) 匀速直线 73%
(2)机械效率越高，拉力越大
(3)在其他条件相同时，斜面越陡，机械效率越高
(4)在其他条件相同时，斜面越陡，摩擦力越小
(5)控制斜面的倾斜程度相同，改变斜面的粗糙程度，多次测量机械效率
【详解】（1）[1]实验过程中需要匀速直线拉动物体，保证拉力做的功全转化为克服重力做的功和克服摩擦做的功。
[2]第4次实验的机械效率为
（2）对比实验数据可得，机械效率越高，拉力越大。因此斜面的机械效率越高越不省力。
（3）对比实验数据，斜面越高，倾斜程度，机械效率越大，结论为：在其他条件相同时，斜面越陡，机械效率越高。
（4）有用功不变，斜面的机械效率越大，说明总功越小，则所做的额外功越小。由可知，摩擦力越小。对比可知斜面越陡，摩擦力越小，结论为：在其他条件相同时，斜面越陡，摩擦力越小。
（5）要探究斜面机械效率和粗糙程度的关系，需要控制斜面的倾斜程度相同，因此改变斜面的粗糙程度，多次测量机械效率。步骤如下：在斜面上铺上玻璃、毛巾。然后再次用弹簧测力计沿斜面向上拉动，记录数据，并与之前在木板上的实验数据一同记录在表格中，以便比较。
34．（2024·湖南邵阳·二模）某实验小组“测量滑轮组的机械效率”，小敏测得的数据如下表所示：
(1)实验中，小敏应沿 方向向上匀速拉动弹簧测力计；
(2)比较第 两次实验数据可得出结论：同一滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关；
(3)根据图中弹簧测力计可知第5次实验编号①处数据应为 N；根据所得数据计算可知表格中编号②的数据应为 。（结果精确至0.1%）
【答案】(1)竖直
(2)1和2
(3) 2.3 58.0
【详解】（1）实验中，应沿竖直方向向上匀速拉动测力计，让整个装置处于平衡状态。
（2）要探究同一滑轮组的机械效率与钩码上升高度的关系，应保持动滑轮的重力、钩码重力不变，改变钩码上升的高度，比较1和2次实验可达到目的。
（3）[1]由图示知，弹簧测力计的分度值为0.1N，示数为2.3N，所以第5次实验编号①处数据应为2.3N。
[2]由表格数据知，第5次实验中，机械效率
35．（2024·陕西汉中·二模）在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明用同一滑轮组提升不同的物体，如图甲乙所示，记录实验数据，并绘出η与G物的关系图像，如图丙所示。
(1)实验中应 缓慢匀速拉动弹簧测力计，使物体升高。
(2)图乙中弹簧测力计的示数为 N。
(3)图丙中的曲线表明：同一滑轮组的机械效率η随所挂物重G物的增大而 （选填“小”或“增大”）。
(4)若实验中的细绳足够结实，滑轮组的机械效率 （选填“会”或“不会”）到100%。
【答案】(1)竖直向上
(2)3.2
(3)增大
(4)不会
【详解】（1）实验中应竖直向上缓慢匀速拉动弹簧测力计，使物体升高，此时，系统处于平衡状态，弹簧测力计的示数才等于拉力大小。
（2）由图乙可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为3.2N。
（3）由图丙可知，物重G物增大时，滑轮组的机械效率η也增大，故能得出：同一滑轮组的机械效率η随所挂物重G物的增大而增大。
（4）滑轮组的机械效率为
因为要克服动滑轮重做额外功，所以，滑轮组的机械效率不会到100%。
36．（2024·安徽合肥·二模）某实验小组利用如图装置测算滑轮组的机械效率，所测实验数据如下表。
试根据表中实验数据完成下列问题：
(1)表中第4次实验所测的机械效率是 ；
(2)分析表中第1、2次实验的数据，可以得到的初步结论是：用同一滑轮组提升不同的重物时，物体越重，滑轮组的机械效率 （填“越小”、“越大”或“相同”）；
(3)分析表中第3和第 （填“1”、“2”或“4”）这两次实验的数据，可以得到的初步结论是：滑轮组的机械效率与动滑轮的重有关。
【答案】(1)80%
(2)越大
(3)2
【详解】（1）第4次的机械效率为
（2）分析表中第1、2次实验的数据可知，使用相同的滑轮组提升不同的物体，物体的重力不同，滑轮组的机械效率不同，物体越重，滑轮组的机械效率越大。
（3）探究滑轮组的机械效率与动滑轮的重是否有关时，实验中采用的是控制变量法，实验中需要控制滑轮组的连接方式相同，提升的物体相同，动滑轮的重力不同，故需要对比第3和第2的实验数据。
37．（2024·湖北武汉·模拟预测）某实验小组测量滑轮组机械效率的数据如下表：
(1)请你在图中画出本实验绳子的绕法。
(2)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，克服动滑轮的重所做的额外功 （填“相同”或“不同”）。
(3)第3次实验，滑轮组的机械效率为 %（结果保留到0.1%）。分析实验数据可知：提升的物重增加时，滑轮组的机械效率变 （填“高”或“低”）。
(4)完成上述实验探究后，同学们意识到提高机械效率可以充分地发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要意义。以下就如何提高日常生活中各种机械的效率所给出的建议合理的有： （填序号）
①改进结构，使机械更合理更轻巧；
②使用中按照技术规程经常保养，使机械处于良好状态
【答案】(1)
(2)相同
(3) 66.7 高
(4)①②
【详解】（1）由表中数据中s与h的关系可知，承担物重的绳子股数n=3，从动滑轮上面挂钩向上绕，依次绕过定滑轮、动滑轮即可，如图所示：
（2）由题知，用同一滑轮组，动滑轮重相同，提升相同的高度，根据可知，克服动滑轮的重所做的额外功相同。
（3）[1]第3次实验，滑轮组的机械效率为
[2]由表中数据可知，提升的物重增加时，滑轮组的机械效率变高。
（4）①改进结构，使机械更合理更轻巧，能减小额外功，所以能提高机械效率；②使用中按照技术规程经常保养，使机械处于良好状态，可以减小摩擦力来减小额外功，可以提高机械效率，故选择①②。
38．（2024·黑龙江绥化·二模）在“测量滑轮组的机械效率”实验中，用如图所示的滑轮组进行了四次测量，测得数据如表所示：
(1)实验中应缓慢拉动绳端，使钩码 上升；
(2)根据表中的数据计算得出第4次实验机械效率 ；
(3)通过比较1、3和4三次实验数据得出：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率越 （填“高”或“低”）；
(4)以下选项中不能影响滑轮组机械效率的因素是 ；（填字母）
A．动滑轮的重力B．绳子与滑轮之间的摩擦C．物体上升的高度
(5)分析实验数据发现，如果用计算动滑轮的重力，算出的不是个定值，出现这样结果的主要原因是没有考虑 。
【答案】(1)匀速
(2)50%
(3)高
(4)C
(5)摩擦力
【详解】（1）实验中应缓慢拉动绳端，使钩码匀速上升，使得整个装置处于动态平衡。
（2）第4次实验机械效率为
（3）比较1、3和4三次实验数据，只有物重不同，比较对应的机械效率得出：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率越高。
（4）滑轮组的机械效率不但与物重有关，而且使用滑轮组提升物体时，还要克服动滑轮的重力、绳重及摩擦做额外功，都会影响机械效率；比较1、2两次实验可知，滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关，故C符合题意，AB不符合题意。
故选C。
（5）每次实验时，由于物重不同，绳子与滑轮、滑轮与轴的摩擦力不同，摩擦力大小会影响绳端拉力的大小，因而算出的G动不是个定值。
39．（2024·四川泸州·一模）在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表：
(1)表格中①处应填写的内容为 ，②处数据应为 （结果保留一位小数）；
(2)分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与 有关；
(3)小明进一步分析三次实验发现，钩码重力越大，额外功越大，请用所学知识进行解释： ；
(4)另一实验小组的同学改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象。分析图象中的A点可知，此时被提升物体所受的重力_________。
A．大于8NB．等于8NC．小于8N
【答案】(1) 弹簧测力计示数（拉力）/N 88.9
(2)钩码（物）重
(3)因为滑轮的轮与轴之间存在摩擦
(4)A
【详解】（1）[1]根据
可知实验中需要用弹簧测力计测量拉力， 故①为弹簧测力计示数（拉力）/N。
[2]第二次的机械效率为
（2）分析表格数据可知，三次实验机械效率不同是由于钩码（物）重力不同造成的。所以，同一滑轮组的机械效率与钩码（物）重有关。
（3）小明进一步分析三次实验发现， 钩码重力越大， 滑轮的轮与轴（轮与绳）之间存在摩擦越大， 额外功越大。
（4）若忽略绳重和摩擦， 滑轮组的机械效率为
即
所以，被提升物体所受的重力：G=8N；但由于绳重和摩擦力使得额外功变大，根据
可知，在机械效率不变时，额外功增大，有用功也增大，若提升相同的高度，物体的重力会大于8N，故A符合题意，BC不符合题意。
故选A。
40．（2024·黑龙江绥化·模拟预测）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，实验测得的数据如表，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 运动。此时拉力 摩擦力（选填“大于”“小于”或“等于”）；
（2）在第（1）步的过程中，木块的机械能 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；
（3）第2次实验中斜面的机械效率为 ，由实验数据可知：相同条件下，斜面的倾斜程度越陡，斜面的机械效率 。
【答案】 匀速直线 大于 变大 50% 越大
【详解】（1）[1]实验中为了使弹簧测力计的示数稳定，便于读取示数，用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速直线运动。
[2]此时拉力等于摩擦力与重力沿斜面的分力之和，拉力大于摩擦力。
（2）[3]木块做匀速直线运动，质量不变，速度不变，动能不变，因木块高度变大，重力势能变大，机械能为动能和势能的和，所以该过程中木块的机械能变大。
（3）[4]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
第2次实验中，斜面的机械效率
[5]由表中数据可知，斜面较缓时，机械效率是37.5%，斜面较陡时，机械效率是50%，斜面最陡时，机械效率是60%，可以得到相同条件下，斜面的倾斜程度越陡，斜面的机械效率越大。
41．（2024·新疆·三模）某同学用如图所示装置探究斜面的机械效率与哪些因素有关，实验测得的数据如下表所示：
（1）实验中用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速直线运动，此时拉力 （填“大于”“小于”或“等于”）木块受到的摩擦力；
（2）第2次实验中，斜面的机械效率为 。分析第1、2、3组实验数据可知，斜面的粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越 （填“高”或“低”）；
（3）第3、4次实验中，若物体受到的摩擦力之比为4:5，则实验4中，弹簧测力计的示数F= N。
【答案】 大于 50% 高 3.4
【详解】（1）[1][2]用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速直线运动，拉力大于木块受到的摩擦力；分析第1、2、3组实验数据可知，斜面的粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越高。
（2）[3]第二次实验的有用功为
拉力做的总功
则斜面的机械效率为
（3）[4]第三次实验的额外功为
由得，此时的摩擦力为
第3、4次实验中，若物体受到的摩擦力之比为4:5，则第四次实验摩擦力为
第四次有用功
额外功为
则此次总功为
由W=Fs得，第四次拉力即测力计示数为
1．（2024·江苏徐州·中考真题）如图所示，工人用动滑轮提起木箱，使用动滑轮可以 。如果木箱重600N，工人用400N的力，将木箱匀速提高3m，则有用功为 J，动滑轮的机械效率为 。
【答案】 省力 1800 75%
【详解】[1]图中所示的动滑轮相当于一个省力杠杆，可以省力但是费距离。
[2]因为木箱提升了3m，所以可知做的有用功为
W有用=Gh=600N×3m=1800J
由图可知绳子段数为2，则木箱提高3m时，绳子自由端提高的距离为
s=2×3m=6m
则可得拉力做的功为
W=Fs=400N×6m=2400J
该动滑轮的机械效率为
2．（2024·江苏常州·中考真题）如图所示，工人利用动滑轮匀速提升重物，已知物重400N，施加在绳端竖直向上的拉力F为250N，在100s内将物体提升10m，不计绳重与摩擦，此过程中动滑轮的机械效率为 ，绳端拉力做功的功率为 W。
【答案】 80% 50
【详解】[1]有用功
W有=Gh=400N×10m=4000J
总功
W总=Fs=F×2h=250N×2×10m=5000J
此过程中动滑轮的机械效率为
[2]绳端拉力做功的功率为
3．（2024·山东菏泽·中考真题）用如图所示的滑轮组将重540N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10m，绳端拉力为200N（不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦），则动滑轮重 N，此过程该滑轮组的机械效率为 。
【答案】 60 90％
【详解】[1]滑轮组绳子承重段数
不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦
则
[2]此过程该滑轮组的机械效率为
4．（2024·黑龙江鸡西·中考真题）如图所示，是一位同学组装的提升重物的装置。他用400N的力在30s内把重1000N的物体匀速提升6m（不计绳重及摩擦），则动滑轮的重力 N，滑轮组的机械效率 （保留一位小数）。
【答案】 200
【详解】[1]由图可知，，根据可知，动滑轮的重力
[2]绳子拉动的距离为
滑轮组的机械效率为
5．（2024·陕西·中考真题）工人利用如图所示装置提升物料，该装置中的滑轮为 滑轮。已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦。工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为 N。若绳子能承受的最大拉力为520N，每根钢条重100N，该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率为 。
【答案】 动 100 80%
【详解】[1]由图可知，滑轮随物料一起运动，所以该装置中的滑轮为动滑轮。
[2]由图可知，动滑轮上有两股绳，已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦，用该装置匀速提升空货篮时的拉力
[3]若绳子能承受的最大拉力为520N，提升钢条的最大重力
由于每根钢条重100N，所以最多能提升8根钢条，则该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率
6．（2024·四川泸州·中考真题）如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力，滑轮组绳子自由端受到的拉力为F绳。当绳子自由端的拉力为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，则动滑轮的重力为 N；当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为 N；撤去水平向左的恒力F，改变绳子自由端拉力的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，滑轮组的机械效率为 。
【答案】 20 60 75%
【详解】[1]由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，当绳子自由端的拉力为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，所以绳子自由端拉力
G动=20N
[2]当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动，物体受到向右的拉力
F2=2F1-G动=2×90N-20N=160N
物体受到水平向左的恒力，物体水平方向受到向左的摩擦力、向左的拉力和向右的拉力是平衡力，物体与桌面之间的滑动摩擦力为
f=F2-F=160N-100N=60N
[3]撤去水平向左的恒力F，改变绳子自由端拉力的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，滑轮组下端挂钩处拉力
F3=f=60N
绳子自由端拉力
滑轮组的机械效率为
7．（2024·青海西宁·中考真题）如图所示，虚线框内是由两个滑轮安装成的滑轮组，利用该滑轮组拉动重960N的物体M在水平面上做匀速直线运动。物体所受的摩擦力是物重的0.1倍，绳子自由端的水平拉力为40N，物体M移动的距离为4m（不计绳重和滑轮重）。则（ ）
A．物体M所受的拉力为960NB．绳子自由端移动的距离是8m
C．滑轮组拉动物体M做的有用功是160JD．滑轮组的机械效率是80%
【答案】D
【详解】A．物体M做匀速直线运动，受力平衡，则所受的拉力为
故A不符合题意；
B．绳子自由端的水平拉力为40N，物体M所受的拉力为96N，若动滑轮上绳子有效段数为2，则有
可知由两个滑轮安装成的滑轮组有效绳子段数，则绳子自由端移动的距离为
故B不符合题意；
C．滑轮组拉动物体M做的有用功为
故C不符合题意；
D．总功为
则滑轮组的机械效率为
故D符合题意。
故选D。
8．（2024·山东东营·中考真题）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（OB=2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（ ）
A．甲图：该装置不省力也不省距离
B．乙图：该装置的机械效率是三者中最低的
C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小
D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高
【答案】C
【详解】A．甲图中，该滑轮的位置是固定的，是定滑轮，使用定滑轮时不省力也不省距离，但可以改变力的方向，故A正确，不符合题意；
B．根据
可知，忽略绳重及摩擦，甲图中不用克服摩擦和滑轮做额外功，该装置的机械效率最高；乙图中克服动滑轮的重力做的功为额外功，机械效率为
丙图中，克服杠杆的重力做的功为额外功，当物体被提升h时，根据数学的相似三角形知识可知，拉力端移动2h，杠杆的重心上升h，则该装置的机械效率为
可知，可得：乙装置的机械效率是三者中最低的，故B正确，不符合题意；
C．丙图中，根据杠杆平衡条件可得
则
在匀速拉动物体上升的过程中，物重和杠杆重不变，阻力臂变小，动力臂也变小，根据数学的相似三角形知识可知，阻力臂与动力臂的比值是一个定值，所以拉力F3不变，故C错误，符合题意；
D．若提升的物体越重，根据
以及
可知，乙、丙的机械效率就会越高，故D正确，不符合题意。
故选C。
9．（2024·山东德州·中考真题）如图甲所示，虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高3m，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，已知动滑轮重120N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.5m/sB．工人做的有用功为360J
C．该滑轮组的机械效率为80%D．拉力F的功率为100W
【答案】C
【详解】A．滑轮组省力费距离，由图乙可知，内，物体匀速提高，绳子自由端匀速移动，则绳子自由端移动的速度
故A错误；
B．物体提高，绳子自由端移动，则动滑轮上承担物重的绳子段数
不计绳重和摩擦，由可得，物体的重力
工人做的有用功
故B错误；
C．工人做的总功
该滑轮组的机械效率
故C正确；
D．拉力的功率
故D错误。
故选C。
10．（2024·山东聊城·中考真题）建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为300N的建材从地面匀速运送到离地面8m的高处，所用时间为40s。已知动滑轮重为40N，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．工人做的总功为2400J
B．工人拉力的功率为60W
C．此过程中该装置的机械效率约为88%
D．可以通过增加动滑轮个数的方法提高该装置的机械效率
【答案】C
【详解】A．由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，不计滑轮组的绳重和摩擦，拉力
绳子自由端移动的距离
s=nh=2×8m=16m
工人做的总功
W总=Fs=170N×16m=2720J
故A错误；
B．工人拉力的功率为
故B错误；
C．工人做的有用功为克服建材重力做的功，有用功
W有=Gh=300N×8m=2400J
此过程中该装置的机械效率
故C正确；
D．增加动滑轮的个数，可以增加动滑轮重，增大了额外功，所以会降低机械效率，故D错误。
故选C。
11．（2024·黑龙江哈尔滨·中考真题）小聪想搬起地面上重350N的石块，但未搬起；小明用重50N的动滑轮在6s内将此石块匀速竖直提升3m，如图所示（不计绳重和滑轮摩擦），下列说法不正确的是（ ）
A．搬石块时，小聪没有对石块做功B．绳子自由端的拉力为200N
C．动滑轮的机械效率为87.5%D．拉力的功率为100W
【答案】D
【详解】A．搬石块时，但未搬起，有力无距离，所以小聪没有对石块做功，故A正确，不符合题意；
B．由图可知，n＝2，绳子自由端的拉力为
故B正确，不符合题意；
C动滑轮的机械效率为
故C正确，不符合题意；
D．拉力的功率为
故D错误，符合题意。
故选D。
12．（2024·黑龙江大庆·中考真题）如图所示，在的拉力F作用下，用滑轮组将重为的货物匀速提升，在10s内货物竖直上升了。下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组做的有用功为
B．拉力F的功率为
C．滑轮组的机械效率为75%
D．此滑轮组提升的货物越轻，机械效率越大
【答案】B
【详解】A．滑轮做的有用功为克服货物的重力做功，故
故A错误；
B．拉力移动的距离
拉力做功
则拉力做功功率
故B正确；
C．滑轮组的机械效率
故C错误；
D．滑轮组提升的货物越轻，额外功不变，有用功越少，机械效率越小，故D错误。
故选B。
13．（2024·河南·中考真题）如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．甲做的有用功多B．乙做的总功多
C．甲做总功的功率大D．乙所用装置的机械效率小
【答案】C
【详解】A．在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦，有用功，故甲、乙做的有用功一样多，故A错误；
BCD．图甲使用的是动滑轮，拉力端移动距离s甲=2h；图乙使用的是定滑轮，拉力端移动距离s乙=h，不计绳重和摩擦，使用甲动滑轮时，拉力
拉力做功
使用乙定滑轮时，拉力F乙=G，所以拉力做功
在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，甲做的总功多，乙做的总功少，根据知，甲做总功的功率大；由A选项解析知有用一样多，但甲的总功多，根据知，乙所用装置的机械效率高，综上分析知，故C正确，BD错误。
故选C。
14．（2024·四川眉山·中考真题）如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置，斜面粗糙程度相同。他用平行于斜面向上的恒定拉力F，将重6N的物体以的速度匀速拉到斜面顶端，测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是（ ）
A．拉力做功为3J
B．物体受到摩擦力为1.5N
C．在匀速拉动过程中，物体的机械能不变
D．若以的速度匀速拉动物体，斜面机械效率仍为75%
【答案】D
【详解】A．拉力做的有用功为
斜面的机械效率为75%，则拉力做功为
故A错误；
B．此过程中额外功为
由图可知，斜面的长度为
物体受到摩擦力为
故B错误；
C．在匀速拉动过程中，物体的质量不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，物体的机械能变大，故C错误；
D．若以的速度匀速拉动物体，此过程中摩擦力大小不变，则额外功不变，有用功也不变，总功也不变，因此斜面机械效率仍为75%，故D正确。
故选D。
15．（2024·四川巴中·中考真题）图甲所示的塔吊是施工建设中最常见的设备，其结构可简化为图乙所示的滑轮组模型。已知物体质量为300kg，在绳子自由端施加1250N拉力，物体以0.5m/s的速度匀速上升10s。求：
(1)绳子拉力端移动的距离；
(2)拉力的功率；
(3)在此过程中滑轮组的机械效率。
【答案】(1)15m
(2)1875W
(3)80%
【详解】（1）图中绳子股数n=3，绳子拉力端移动的速度
移动的距离
（2）拉力F的功率
（3）拉力所做的功
有用功为
机械效率
16．（2024·内蒙古呼和浩特·中考真题）杠杆是一种让人类突破自身力量极限的简单机械。如图所示，OA长20cm，OB长120cm，张宇同学竖直下压B端，重物被竖直匀速顶起10cm，已知重物质量为270kg，求：
(1)若不计杆重和摩擦，上述过程在B端施加多大的力；
(2)若实际使用600N的力，则这个过程的机械效率。
【答案】(1)450N
(2)75%
【详解】（1）重物的重力为
G=mg=270kg×10N/kg=2700N
过支点画出动力和阻力的力臂，如图所示：
由图可知，O点为支点，不计杆重和摩擦，根据杠杆平衡的原理可得
G×L1=F×L2
根据三角形关系，可得
（2）由题意知，重物被竖直匀速顶起10cm即0.1m，根据三角形关系可知，力F移动的距离为0.6m，因此这个过程的机械效率为
17．（2024·江苏苏州·中考真题）某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为5t。起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦，g取。求
（1）克服钢板重力做的功；
（2）钢丝绳的拉力F；
（3）滑轮组满载时的机械效率（保留一位小数）。
【答案】（1）；（2）；（3）84.7%
【详解】解：（1）克服钢板重力做的功为
（2）起重机的滑轮组做的总功为
由图可知，有四段绳子承重，则钢丝绳的拉力为
（3）起重机的滑轮组做的额外功为
动滑轮的重力为
滑轮组满载时的机械效率为
答：（1）克服钢板重力做的功为3.6×105J；
（2）钢丝绳的拉力为1.125×104N；
（3）滑轮组满载时的机械效率为84.7%。
1．（24-25九年级上·广东肇庆·期中）如图1所示为某型号车装转盘式回转钻机，其配备有液压双卷扬机塔架滑轮组、水龙头两侧吊环联动辅助加压装置，遇到泥岩、强风化、基岩等地层结构可以辅助加压钻进，以提高成孔效率；其主要技术参数如表、塔架简化图如图2所示。（g取10N/kg）
(1)整个机械空载在水平路面上以最大速度匀速行驶时，受到的阻力是 N。
(2)当大钩以0.2m/s的速度匀速吊起质量为的钻头时，钻头的重为 N，把钻头拉到15m高时，克服钻头重力做的功为 J，此时单绳的拉力为，单绳拉力的功率为 W，滑轮组的机械效率为 %（结果保留整数）。
(3)请你提出一条提高此类机器机械效率的措施 （写出一条合理即可）。
【答案】(1)9700
(2) 1.5×104 1.5×105 1.26×104 24
(3)增大提升的物体的重等
【详解】（1）由得，整个机械空载在水平路面上受到的牵引力为
汽车做匀速直线运动，则汽车受到的阻力是
（2）[1]钻头的重为
[2]把钻头拉到15m高时，克服钻头重力做的功为
[3]由图2得
拉力移动的速度为
则单绳拉力的功率为
[4]滑轮组的机械效率为
（3）提高此类机器机械效率的措施有增大提升的物体的重或者减小挂钩的重力。
2．（24-25九年级上·江苏无锡·期中）如图甲所示是我国古人使用绞车和滑轮吊起石材时的模拟图，其简化结构图如图乙所示，绞盘横杆长度L与滚轴直径d之比为4∶1，已知每块大理石的重力为280N，吊框的重力为100N，不计绳重和机械间的所有摩擦，g取10N/kg。
(1)绞车可以看做 （选填“轮轴”或“斜面”）；
(2)一位工匠的最大推力为400N，在某次工作中，该工匠匀速推动绞车提升大理石板10m；
①在绳子最大拉力足够的情况下该工匠最多一次能够借助绞车吊起多少块大理板 ？
②此时绞车的机械效率为多少 ？（百分号前保留1位小数）
【答案】(1)轮轴
(2) 5块 93.3%
【详解】（1）通过转动绞盘使绳子绕道滚轴，从而拉起物体，绞盘相对于轮，滚轴相对于轴，所以绞车可以看做轮轴。
（2）①一位工匠的最大推力为400N，绞盘横杆长度L与滚轴直径d之比为4∶1，则绳子的最大拉力
每块大理石的重力为280N，吊框的重力为100N，则工匠最多一次能够借助绞车吊起大理石数量
②吊起5块大理石时绞车的机械效率
3．（24-25九年级上·广东肇庆·期中）如图甲为明代宋应星《天工开物》中描述的龙骨水车，它由水槽、刮板、木链、木齿轮、脚踏等组成，其中脚踏部分的结构如图乙所示。水车安放在河边，下端水槽和刮板直伸水中，另一端的木齿轮固定于堤岸的木架上，用时踩动脚踏部分使木齿轮转动，通过木链带动槽内板叶刮水上行，倾灌于地势较高的田地。
(1)龙骨水车脚踏部分相当于简单机械中的轮轴，匀速刮水上行时水的 能增大。（填“动”或“重力势”）。刮板的面积越大，水车旋转一周提升的水就越多，对水所做的功越 ，（填“多”或“少”），当工人踩动脚踏的速度加快时，提升水的功率会变 ；（填“大”或“小”）
(2)若工人踩动龙骨水车旋转一周可将0.02m3的水提升到4m高的田地中，所用时间为60s，工人做功的总功率为40W，则该过程中工人做的有用功为 J，机械效率为 %（保留整数，g取10N/kg）。
【答案】(1) 重力势 多 大
(2) 800 33
【详解】（1）[1]匀速刮水上行时，水的质量不变，高度变大，故重力势能增大。
[2]此过程是克服水的重力做功，当水的质量越大，根据G=mg可知，则水所受重力越大，再由公式W=Gh可知，对水所做的功越多。
[3]当工人踩动脚踏的速度加快时，提升相同高度所用时间越短，根据可知，提升水的功率会变大。
（2）[1]根据得，0.02m3的水的质量为
该过程中工人做的有用功为
此过程工人做的总功为
机械效率为
4．（24-25九年级上·云南昆明·期中）小李去火车博物馆参观，了解到蒸气火车工作的原理，回家后设计了一个利用蒸汽机提升重物的装置，其工作原理如图所示，工作过程为：打开阀门A、关闭阀门 B，高压蒸汽进入气缸，推动活塞上行； 当活塞到达气缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门 B，蒸汽进入冷凝器，气缸内压强减小，活塞下降，循环往复。活塞与杠杆之间用一根硬杆相连，杠杆的另一端与滑轮组的绳子末端相连。已知重物的质量为20kg，杠杆左端的力臂为2L，右端的力臂为L，活塞的面积为 10cm2，活塞上行一次重物上升的高度为0.25m，动滑轮的质量为5kg，气缸的能量损失和活塞的质量不计，g=10N/kg。
(1)活塞上行过程与汽油机的 冲程相似； 高压蒸气进入气缸后推动活塞上行过程中，气缸内高压蒸气的内能 （选填“增大”或“减小”） ；
(2)需要将重物提起，气缸需要产生的最小压强为多大?
(3)关于小李设计的蒸气机提升重物的装置，下列说法正确的是 。
A．需要一次将物体提升得更高，可以将O点水平向左移
B．气缸产生最小压强时，O点水平向右移，不能将重物提升起来
C．在气缸产生的最小压强下，滑轮组提升重物的效率为80%
D．活塞上行一次，蒸汽机对物体做的有用功为50J
【答案】(1) 做功 减小
(2)6.25×104Pa
(3)ACD
【详解】（1）[1][2]根据题意，高压蒸汽进入气缸，推动活塞上行，即利用内能做功，将机械能转化为内能，与做功冲程能量转化相同，该过程中高压蒸气对外做功，内能会减小。
（2）需要提起重物，绳子末端的拉力为
由杠杆的平衡条件可知，杠杆需要施加的力为
由可知，气缸产生的最小压强为
（3）A．需要一次将物体提升得更高，可以将O点水平向左移，增加对应的力臂，绳子向下移动的距离大，物体上升高，故A正确；
B．气缸产生最小压强时，说明此刻的压力最小，O点水平向右移，越省力，能将重物提起，故B错 误；
C．滑轮组提升重物的效率为
故C正确；
D．蒸汽机对物体做的有用功为
故D正确。
故选ACD。
拉力
距离
F1=7N
h=0.1m
F2=10N
s=0.3m
实验次数
1
2
3
4
斜面高度h/m
0.15
0.20
0.25
0.30
拉力F/N
2.7
3.2
3.6
4.1
机械效率η
56%
63%
69%
实验次数
动滑轮重G动/N
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
动力F/N
绳端移动距离s/m
滑轮组的机械效率η/%
1
0.5
1
0.1
0.7
0.3
47.6
2
0.5
1
0.2
0.7
0.6
47.6
3
0.5
2
0.1
1.1
0.3
60.6
4
0.5
4
0.1
2
0.3
66.7
5
1
4
0.1
①
0.3
②
实验次数
钩码重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
2.0
0.1
1.0
0.3
66.7%
2
4.0
0.1
1.8
0.3
74.1%
3
4.0
0.1
1.1
0.5
72.7%
4
6.0
0.1
1.5
0.5
次数
动滑轮重
钩码所受的重力
提升高度
有用功
拉力
绳端移动距离
总功
机械效率
1
0.53
1
0.1
0.1
0.7
0.3
0.21
47.6%
2
2
0.1
0.2
1.1
0.3
0.33
60.6%
3
4
0.1
0.4
2
0.3
0.6
次数
钩码所受的重力G/N
钩码提升的高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率
1
1.0
0.1
0.8
0.4
31.25%
2
1.0
0.2
0.8
0.8
31.25%
3
2.0
0.1
1.2
0.4
41.67%
4
3.0
0.1
1.5
0.4
次数
钩码重/N
钩码上升距离/cm
①
弹簧测力计上升距离/cm
机械效率/%
1
2
10
0.8
30
83.3
2
4
10
1.5
30
②
3
6
10
2.2
30
90.9
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%
实验次数
斜面倾斜程度
斜面的材质
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
1
较缓
棉布面
3
0.2
1.6
1
2
较陡
棉布面
3
0.3
1.8
1
3
最陡
棉布面
3
0.4
2.0
1
4
最陡
木板面
6
0.4
1
电动机单绳最大拉力（）
40
大钩最大提升能力（）
100
钻塔高度（mm）
15000
空载重量（kg）
27500
发动机
额定输出功率（）
194
与地面接触的总面积（）
0.4
转速（r/min）
2300
水平路面行驶最大速度（km/h）
72