初中物理北师大版（2024）八年级下册（2024）制作简易升降机优质学案设计

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▉题型1 测量滑轮组的机械效率的实验
【知识点的认识】
实验目的：测量滑轮组的机械效率
实验原理：η=W有W总=GhFs
实验器材：滑轮组、相同的钩码若干、铁架台、细绳、弹簧测力计、刻度尺
实验步骤：
（1）用弹簧测力计测量出钩码的重力G；
（2）按装置图把滑轮组和刻度尺安装好，并记下钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置；
（3）竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升，读出其示数F，并从刻度尺上读出钩码上升的距离h和绳子末端移动的距离s；
（4）分别算出有用功W有、总功W总和机械效率η，将各项数据填入表格
（5）增加被提升钩码的个数，重复步骤（2）（3）（4）
实验结论：使用同一滑轮组提升不同的重物时，重物越重，滑轮组的机械效率越大
1．实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，另外还有钩码一盒，质量不等的滑轮2个。小霞想利用上述实验器材探究：“动滑轮的机械效率与提升物体所受重力的关系”。她的实验步骤如下：
①用调好的弹簧测力计测出1个钩码所受的重力G，如图所示组装实验器材。
②用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端，使钩码上升的高度h为5cm，读出此时绳子自由端所受拉力F、绳子自由端移动的距离s，记录测量数据。
③保持动滑轮和所挂钩码不变，改变钩码上升的高度分别为10cm、15cm，仿照步骤②再做2次实验，并把各次的测量数据记录在表格中；
④利用公式η=W有用W总=GhFs，计算各次动滑轮的机械效率η，并将η值记录在表格中。
在这个实验中：
（1）小霞准备探究的问题的因变量是： 动滑轮的机械效率 。
（2）小霞实验过程中存在的问题： 没有改变物体的重力 。
【答案】（1）动滑轮的机械效率；（2）没有改变物体的重力。
【解答】解：（1）根据控制变量法，要探究“动滑轮的机械效率与提升物体所受重力的关系”，需要控制动滑轮的重力不变，改变被提升物体所受的重力，所以自变量是被提升物体所受的重力，因变量是动滑轮的机械效率；（2）研究动滑轮的机械效率与物体所受重力有关，应使用同一装置，控制动滑轮的重力不变，只改变物体的重力，而步骤中没有改变物体的重力，改变的是钩码物体上升的高度。故答案为：（1）动滑轮的机械效率；（2）没有改变物体的重力。
2．如图甲所示为“测量滑轮组的机械效率”的实验装置，实验记录的数据如表所示。
（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做 匀速直线 运动．
（2）通过比较第1、2、3组实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与 重物上升高度 无关。
（3）第4组实验测得的机械效率为 83.3 %（保留一位小数）。
（4）由表格中第3、4组实验数据可得：同一滑轮组，所提升的物体越重，滑轮组的机械效率 越大 （选填“越大”或“越小”）。
（5）如果不考虑绳重及摩擦，根据表格中的第4组实验数据，计算出动滑轮重力为 0.8 N。
（6）如果将图甲滑轮组换成图乙所示的绕绳方法，不考虑绳重及摩擦，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率将 不变 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】（1）匀速直线；（2）重物上升高度；（3）83.3；（4）越大；（5）0.8；（6）不变。
【解答】解：（1）为了准确测出滑轮组的机械效率，应缓慢拉动弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动；
（2）通过比较1、2、3三次实验数据知，滑轮组和提升物体的重力相同，绳子段数相同，重物上升高度不同而机械效率相同，故得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关；
（3）第4次实验中的有用功为：W有用＝Gh＝4.0N×0.2m＝0.8J；
总功为：W总＝Fs＝1.6N×0.6m＝0.96J；
则机械效率为：η=W有用W总×100%=×100%≈83.3%；
（4）由3、4两次实验，使用同样的滑轮组，即使用的甲、乙两图，通过得出的实验数据可知提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高；
（5）不计摩擦及绳重，克服动滑轮重做的功为额外功的唯一来源，所做的额外功为：
W额＝W总﹣W有用＝0.96J﹣0.8J＝0.16J；
则动滑轮的重力为：G动=W额h=；
（6）如图乙所示，将滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，克服动滑轮重做的功为额外功的唯一来源，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率：
η=W有用W总=W有用W有用+W额=GhGh+G动h=GG+G动×100%，故滑轮组的机械效率不变。
故答案为：（1）匀速直线；（2）重物上升高度；（3）83.3；（4）越大；（5）0.8；（6）不变。
3．提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想：
猜想Ⅰ：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如表所示。
（1）分析表中数据可知：第3次实验是利用了图丙的装置完成的，该过程中的有用功为 0.4 ，总功为 0.5J ，它的机械效率η＝ 80% ；
（2）比较2、4两次实验数据，可验证猜想Ⅰ是 错误 （选填“正确”或“错误”）的；
（3）通过比较 1和2 （填实验序号）两次实验数据可以得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。
【答案】（1）0.4J；0.5J；80%；（2）错误；（3）1和2。
【解答】解：（1）第3次实验中的有用功为，
W有＝Gh＝4N×0.1m＝0.4J，
总功为，
W总＝Fs＝1.25N×0.4m＝0.5J，
机械效率为：
η=W有W总×100%=×100%=80%；
（2）比较2、4两次实验数据可知，控制其他变量相同，物体被提升的高度不同时机械效率相同，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关，所以猜想I错误。
（3）要想得到同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高的结论，需要保证滑轮组不变，重物提升的高度不变，只改变重物的重力，所以实验1和2符合条件。
故答案为：（1）0.4J；0.5J；80%；（2）错误；（3）1和2。
4．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如表：
（1）实验中要竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计，使钩码升高。
（2）表格中编号①处数据应为 2.4 ，编号②处数据应为 83.3% 。
（3）比较 1、2 两次实验，小组同学发现：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度 无关 ；（选填“有关”或“无关”）
（4）分析以上实验数据可以得出如下结论：同一滑轮组的机械效率主要与 提升物体的重力 有关。
（5）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率 不变 （选填“变大”、“变小””或“不变”）。
【答案】（1）匀速；（2）2.4；83.3%；（3）1、2；无关；（4）提升物体的重力； （5）不变。
【解答】解：（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；
（2）图中测力计分度值为0.2N，示数为2.4N，即绳端的拉力F＝2.4N；
第3次实验的机械效率：
η=W有用W总=GhFs=6N××0.30m×100%≈83.3%；
故表格中编号①处数据应为2.4，编号②处数据应为83.3%；
（3）研究同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度的关系，要控制提升物体的重力相同，比较1、2两次实验，提升高度不同，但机械效率相同，故同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关；
（4）由表中数据可知，使用同一滑轮组提升物体的重力越大，机械效率越高，即同一滑轮组的机械效率主要与提升物体的重力有关；
（5）不计摩擦及绳重，额外功为克服动滑轮重做的功，滑轮组的机械效率η=GhGh+G动h=GG+G动，若将此滑轮组换一种绕绳方法，因物重和动滑轮重不变，所以滑轮组的机械效率不变。
故答案为：（1）匀速；（2）2.4；83.3%；（3）1、2；无关；（4）提升物体的重力； （5）不变。
5．小华测“滑轮组机械效率”的实验装置如图所示，如表为实验中的部分数据。
（1）根据表中记录的实验数据，利用公式η＝ W有用W总=GhFs×100% 计算出该滑轮组第三次实验的机械效率为 90.9 %。（百分号前保留1位小数）。
（2）分析表中的实验数据，发现使用同一滑轮组提升 物重 不同，机械效率不同。
【答案】（1）W有用W总=GhFs×100%；90.9%；（2）物重。
【解答】解：（1）根据表中记录的实验数据，利用公式η=W有用W总=GhFs×100%；
表格中第3次实验时滑轮组的机械效率为：=W有用W总=GhFs×100%=6N××0.3m×100%≈90.9%；
（2）分析表中的实验数据可知，提升物重越大，滑轮组机械效率越高，使用同一滑轮组提升物重不同，机械效率不同。。
故答案为：（1）W有用W总=GhFs×100%；90.9%；（2）物重。
6．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小明用同一滑轮组做了3次实验，实验数据如下表所示，其中G动为动滑轮受到的重力、G物为滑轮组所挂钩码受到的重力、h为钩码上升的高度、F为绳子自由端所受的拉力、s为绳子自由端移动的距离。
（1）请根据实验数据，在图中完成滑轮组的绕线。
（2）实验中，使用滑轮组提升重物时，应 竖直向上匀速 拉动弹簧测力计。
（3）第3次实验中，滑轮组的机械效率约为 83.3 %（计算结果保留一位小数）。
（4）分析以上三次实验数据，可得出结论： 用同一滑轮组提升重物时，重物所受的重力越大，滑轮组的机械效率越高 。
【答案】（1）
（2）竖直向上匀速；（3）83.3；（4）用同一滑轮组提升重物时，重物所受的重力越大，滑轮组的机械效率越高。
【解答】解：（1）分析表格可知，绳自由端移动的距离s和钩码上升的高度h的数量关系为s＝3h，故滑轮组有3段绳子吊着物体，则滑轮组的绕线方式如下图所示：
；
（2）实验中要竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数稳定，便于读数；
（3）由η=W有W总×100%可得，第3次实验中，滑轮组的机械效率约为η=W有W总×100%=G物hFs×100%=6N×5cm2.4N×15cm×100%≈83.3%；
（4）由表格中数据知，使用同一滑轮组，提升不同重力的物体到同一高度，机械效率不同，可知滑轮组机械效率与被提升的物重有关，即可得结论：同一滑轮组提升重物时，重物的重力越大，滑轮组的机械效率越高。
故答案为：（1）
（2）竖直向上匀速；（3）83.3；（4）用同一滑轮组提升重物时，重物所受的重力越大，滑轮组的机械效率越高。
7．某同学做“测滑轮组机械效率”的实验装置如图所示，下表为实验中的部分数据。
（1）弹簧测力计 竖直向上匀速拉动 时读出弹簧测力计的示数会使实验结果更准确（选填“竖直向上匀速拉动”或“静止”）。
（2）根据表中记录的数据，计算表中①处滑轮组的机械效率为 90.9 %（结果保留1位小数）。
（3）根据表中数据，提出一种提高滑轮组机械效率的途径 提升重物的重力 。
【答案】（1）竖直向上匀速拉动；（2）90.9；（3）提升重物的重力。
【解答】解：（1）在使用弹簧测力计时，要保证竖直向上匀速拉动时才能稳定的读取弹簧测力计的示数；
（2）由表中数据可知，滑轮组机械效率为：η=W有用W总=GhFs×100%=6N××0.3m×100%≈90.9%；
（3）根据表格中的数据，可得使用同一滑轮组，提升重物的重力，可以提高滑轮组的机械效率。
故答案为：（1）竖直向上匀速拉动；（2）90.9；（3）提升重物的重力。
8．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某同学利用如图所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示：
（1）实验中，应在弹簧测力计 竖直匀速拉动物体时 读数；
（2）第3次实验中滑轮组的机械效率是 75.8% （结果保留一位小数）；
（3）比较三次实验数据可知，使用同一个滑轮组， 增大提升物体的重力 可提高滑轮组的机械效率。
【答案】（1）竖直匀速拉动物体时；（2）75.8%；（3）增大提升物体的重力。
【解答】解：（1）测量滑轮组的机械效率的实验中，应在弹簧测力计竖直匀速拉动物体时读数，此时系统处于平衡状态，弹簧测力计示数等于作用在绳子自由端的拉力大小；
（2）第3次实验中滑轮组的机械效率是η=W有用W总=GhFs=5N××0.3m≈75.8%；
（3）比较三次实验数据可知，提升物体的重力越大，机械效率越高，可得结论，使用同一个滑轮组，增大提升物体的重力可提高滑轮组的机械效率。
故答案为：（1）竖直匀速拉动物体时；（2）75.8%；（3）增大提升物体的重力。
9．小明做“测滑轮组机械效率”的实验装置如图所示，下表为实验中的部分数据。
（1）表中①填 90.9 %（结果保留1位小数）；
（2）第4次实验中，滑轮组的额外功是 0.16 J；
（3）可以判断出第4次实验是用图 乙 （选填“甲”或“乙”）装置进行的；
（4）根据表中数据，提出一种提升滑轮组机械效率的方法： 增加提升重物的物重 。
【答案】（1）90.9；（2）0.16；（3）乙；（4）增加提升重物的物重。
【解答】解：（1）由表格中第3次实验数据，可得第3次实验中，滑轮组的机械效率为：
η=W有W总×100%=G物hFs×100%=6N××0.3m×100%≈90.9%；
（2）由表格中第4次实验数据可知，滑轮组的总功为：W总＝Fs＝1.9N×0.4m＝0.76J，有用功为：W有＝G物h＝6N×0.1m＝0.6J，所以滑轮组的额外功为：W额＝W总﹣W有＝0.76J﹣0.6J＝0.16J；
（3）分析第4次实验数据，可以看出绳端移动距离s是钩码上升高度h的4倍，即s＝4h，这说明承担物重的绳子段数为4段，因此第4次实验是用图乙所示装置来完成的；
（4）分析比较1、2、3组实验数据发现，使用同一滑轮组提升的重物所受的重力越大，滑轮组的机械效率越高。
故答案为：（1）90.9；（2）0.16；（3）乙；（4）增加提升重物的物重。
10．小明做“测滑轮组机械效率”的实验装置如图所示，下表为实验中的部分数据。其中第1、2、3次实验是用图甲中装置完成的，第4次实验是用图乙中装置完成的。
（1）表中①填 90.9 %（结果保留1位小数）；
（2）第4次实验中，滑轮组的额外功是 0.16 J；
（3）根据表中数据，提出一种提升滑轮组机械效率的方法： 增加提升重物的物重 。
【答案】（1）90.9；（2）0.16；（3）增加提升重物的物重。
【解答】解：（1）由表格中第3次实验数据，可得第3次实验中，滑轮组的机械效率为：η=W有W总×100%=G物hFs×100%=6N××0.3m×100%≈90.9%；
（2）由表格中第4次实验数据可知，滑轮组的总功为：W总＝Fs＝1.9N×0.4m＝0.76J，有用功为：W有＝G物h＝6N×0.1m＝0.6J，所以滑轮组的额外功为：W额＝W总﹣W有＝0.76J﹣0.6J＝0.16J；
（3）分析比较1、2、3组实验数据发现，使用同一滑轮组提升的重物所受的重力越大，滑轮组的机械效率越高。
故答案为：（1）90.9；（2）0.16；（3）增加提升重物的物重。
11．测定滑轮组的机械效率，请你
（1）根据记录表格中提供的信息，组装图中的滑轮组。
（2）根据给出的实验数据，计算出第二次的机械效率并填入表格中。
（3）同一滑轮组，在两次实验过程中机械效率不同，主要原因是 物重不同 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）钩码上升的高度是10cm，测力计移动的距离是30cm，所以此滑轮组由3段绳子承担物重；则滑轮组的绕法如下图所示：
（2）第二次实验中，滑轮组的机械效率：
η=W有W总×100%=GhFs×100%=2N××0.15m×100%≈74.1%；
（3）滑轮组的机械效率跟被提升的物体的重有关，与绳子的绕法无关，同一滑轮组，提起钩码越重，机械效率越高。
故答案为：（2）74.1；（3）物重不同。
12．图甲是小刚测量滑轮组机械效率的示意图。实验时，他用弹簧测力计拉动绳子自由端，将总重为6N的钩码从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A'位置匀速竖直上升到B'位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图乙所示。则：
（1）滑轮组机械效率是 83.3 %；
（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将 增大 （选填：“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】（1）83.3；（2）增大。
【解答】解：（1）由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为2.4N，s＝24cm＝0.24m，h＝8cm＝0.08m，
拉力做功：
W总＝Fs＝2.4N×0.24m＝0.576J，
W有＝Gh＝6N×0.08m＝0.48J，
η=W有用W总×100%=×100%≈83.3%；
（2）在滑轮组其它条件不变的情况下，仅增加钩码的个数，相当于增大了有用功的比例，因此，其机械效率会增大。
故答案为：（1）83.3；（2）增大。
▉题型2 提高机械效率的方法
【知识点的认识】
（1）在机械能承受的范围内，尽可能增大物品运送量，充分发挥机械的作用；
（2）改进机械结构，使其更合理、更轻巧。
（3）影响滑轮组机械效率的因素：被提升物体的重力，动滑轮的重力，绳子的绕法以及绳子与滑轮间的摩擦等。
（4）提升滑轮组机械效率的方法：①增加物重；②减少动滑轮的自重；③减小摩擦
（5）提高‌斜面机械效率的方法：①增大斜面的倾斜程度；②减小斜面的粗糙程度
13．《物原》记载：“史佚始作辘轳。”如图，人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。以下方法可以提高辘轳机械效率的是（ ）
A．增大桶内的水量B．增大水桶的重力
C．增大转动的速度D．使用更粗的绳子
【答案】A
【解答】解：
A、增大桶内的水量，有用功会变大，桶的重力不变，额外功不变，根据η=W有W总=W有W有+W额可知，机械效率会变大，故A正确；
B、增大水桶的重力，在水的重力不变的情况下，有用功不变，额外功变大，根据η=W有W总=W有W有+W额可知，机械效率会变小，故B错误；
CD、根据η=W有W总=W有W有+W额可知，增大转动的速度、增大轴筒的直径都不会改变机械效率的大小，故CD错误。
故选：A。
（多选）14．提高滑轮组的机械效率，可行的措施有（ ）
A．增加重物提升的高度B．增加提升的重物重力
C．使用更轻的动滑轮D．加强润滑，减少摩擦
【答案】BCD
【解答】解：A、减少提升物体的高度，根据公式η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF可知，滑轮组的机械效率不变，故A错误；
B、增加提升重物的重力，做的有用功增大，额外功不变，总功也变大，有用功和总功的比值变大，即滑轮组的机械效率升高，故B正确；
CD、使用更轻的动滑轮、在轮轴处加润滑油，减小摩擦，能在有用功不变的情况下，减小了额外功，有用功和总功的比值变大，即滑轮组的机械效率升高，故CD正确。
故选：BCD。
▉题型3 提高滑轮组的机械效率
【知识点的认识】
（1）在机械能承受的范围内，尽可能增大物品运送量，充分发挥机械的作用；
（2）改进机械结构，使其更合理、更轻巧。
（3）影响滑轮组机械效率的因素：被提升物体的重力，动滑轮的重力，绳子的绕法以及绳子与滑轮间的摩擦等。
（4）提升滑轮组机械效率的方法：①增加物重；②减少动滑轮的自重；③减小摩擦
15．如图所示，建筑工人用滑轮组竖直向上匀速提升建筑材料，下列措施中可以提高机械效率的是（ ）
A．减慢提升的速度B．加快提升的速度
C．增加建筑材料的质量D．加大提升的高度
【答案】C
【解答】解：若不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为η=W有W总×100%=Gh(G+G动)h×100%=GG+G动×100%=11+G动G×100%可知，滑轮组机械效率的高低与建筑材料上升的速度、建筑材料上升的高度、定滑轮的重力无关，增加建筑材料的质量，结合W＝mgh可知相当于增加有用功，能提高滑轮组的机械效率。故C正确，ABD不正确。
故选：C。
▉题型4 斜面机械效率的测量实验
【知识点的认识】
实验目的：探究斜面的机械效率
实验器材：斜面（高度可调），木块，弹簧测力计，细线，刻度尺．
实验原理：η=W有W总
实验步骤：
1.用弹簧测力计测出小木块的重力，
2.调节斜面的高度并测出斜面的高度，
3.测出小木块在斜面上移动的距离，并读出拉力的大小．
4.重复做3次，并把数据填入表格．
实验结论：斜面越陡机械效率越高，斜面越缓，机械效率越低．
16．课外小组的同学“探究斜面的机械效率跟斜面倾斜程度的关系”，实验装置如图所示，每次实验改变斜面倾斜程度，实验中同学们记录的测量数据如下表所示。
（1）由表中数据计算第三次实验斜面的机械效率η3＝ 83.3 %（结果保留3位有效数字）。
（2）由表中数据分析可知：用粗糙程度相同的斜面提升同一物体时，斜面的机械效率跟斜面倾斜程度的关系是 斜面的倾斜程度越大，斜面机械效率越高 。
（3）由表中数据分析可知：用粗糙程度相同的斜面把同一物体提升相同高度时，拉力越小，斜面的机械效率越 低 （选填“高”或“低”），这是因为在此过程中，有用功 相等 （选填“相等”或“不等”），额外功 增加 （选填“增加”、“减少”或“不变”）。
【答案】（1）83.3；（2）斜面的倾斜程度越大，斜面机械效率越高；（3）低；相等；增加。
【解答】解：（1）第三次实验斜面的机械效率：
η3=W有W总×100%=GhFs×100%=2N××0.15m×100%=83.3%；
（2）由图中数据可知：斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高；
（3）表中数据分析可知：用粗糙程度相同的斜面把同一物体提升相同高度时，拉力越小，斜面的机械效率越低；
同一物体提升相同高度，所以有用功相等，拉力越小，斜面越长，克服摩擦力做功越多，即额外功增加。
故答案为：（1）83.3；（2）斜面的倾斜程度越大，斜面机械效率越高；（3）低；相等；增加。
17．实验小组的同学用如图甲所示装置探究“斜面的机械效率与哪些因素有关”，改变斜面倾角（斜面与水平面的夹角）和木块的重力，用弹簧测力计沿斜面向上匀速拉动木块，记录的部分实验数据如下表所示。
（1）实验中调整斜面的倾斜程度时，要使斜面倾角由30°变为45°应将垫块向 左 （选填“左”或“右”）移动；
（2）第1次实验中，克服物块重力做功为 3 J，拉力F做功为 5.04 J；
（3）第2次实验中，斜面的机械效率为 60 %；第1、2次实验是为了探究斜面的机械效率与 物体重力 的关系；分析第2、3次实验的数据，可知在其他条件一定时， 斜面倾角越大，斜面的机械效率越高 ；
（4）如果对原实验装置做如图乙所示的改进，与原实验装置相比，用带滑轮的斜面做实验的好处是 使示数更加准确稳定，读数时也更方便 。
【答案】（1）左；（2）3；5.04；（3）60；物体重力；斜面倾角越大，斜面的机械效率越高；（4）使示数更加准确稳定，读数时也更方便。
【解答】解：（1）斜面的倾角靠长木板下面的木块左右移动来改变，木块向左移动倾角变大，木块向右移动倾角变小。
（2）第1次实验中，克服物块重力做功为W有1＝G1h1＝5.0N×0.6m＝3J，
拉力F做功为W总1＝F1s1＝4.2N×1.2m＝5.04J。
（3）第2次实验斜面的机械效率
η=W有W总=GhFs=3.0N××1.2m×100%=60%
对比实验1、2数据，控制的是斜面的倾斜程度（斜面倾角），改变的是物体的重力，因此是研究斜面机械效率与物体重力的关系。
对比2、3次实验数据可知，其它条件相同时，第3次斜面倾角较大，斜面的机械效率较大，可以得到在其他条件一定时，斜面倾角越大，斜面的机械效率越高。
（4）利用滑轮改变了一下绳子的方向，使木块所受拉力的方向与木板的方向始终平行，使示数更加准确稳定，读数时也更方便。
故答案为：（1）左；（2）3；5.04；（3）60；物体重力；斜面倾角越大，斜面的机械效率越高；（4）使示数更加准确稳定，读数时也更方便。
18．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，没挂钩码时，杠杆静止位置如图1所示，此时杠杆 处于 （选填“处于”或“不处于”）平衡状态。为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 右 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡的目的是 便于测量力臂 。
（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，记录数据如表。
①由图2可知第4次实验中弹簧测力计示数为 0.8 N。
②第4次实验中滑轮组的机械效率为 83.3 （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 变大 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）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。某次实验测得物重G＝4N、斜面长s＝1m、高h＝0.2m，若斜面机械效率为80%，则物体在斜面上受到的摩擦力为 0.2 N。
【答案】（1）处于；右；便于测量力臂；（2）①0.8；②83.3%；③变大；（3）0.2。
【解答】解：（1）杠杆静止在如图1所示位置，杠杆处于静止状态，所以此时杠杆处于平衡状态；
如图1，杠杆的右端上翘，要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的右端移动；
为了便于测量力臂且消除杠杆自身重力对实验的影响，实验前应调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；
（2）①由图2可知，弹簧测力计分度值为0.2N，其示数为0.8N；
②由第4次实验数据可知，滑轮组做的有用功为：
W有4＝G4h4＝2N×0.2m＝0.4J，
滑轮组做的总功为：
W总4＝F4s4＝0.8N×0.6m＝0.48J，
则第4次滑轮组机械效率为：
η=W有4W总4=×100%≈83.3%；
③若提升同一物体时，有用功不变，减小动滑轮的重力，则额外功减小，有用功在总功中所占的比例变大，故滑轮组的机械效率变大；
（3）斜面的有用功为：
W有＝Gh＝4N×0.2m＝0.8J，
根据η=W有W总可知，斜面的总功为：
W总=W有η=0.8J80%=1J，
则斜面的额外功为：
W额＝W总﹣W有＝1J﹣0.8J＝0.2J，
克服摩擦力所做的功为额外功，根据W额＝fs可知，物体在斜面上受到的摩擦力为：
f=W额s=0.2J1m=0.2N。
故答案为：（1）处于；右；便于测量力臂；（2）①0.8；②83.3%；③变大；（3）0.2。
19．如图，某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了下表中的实验数据。
（1）第1次实验中，木块所受摩擦力为 1.4 N。（计算结果保留1位小数）
（2）分析表中的数据可得出：在其他条件一定时，斜面越缓越 省 （选填“省”或“费”）力；斜面越陡，机械效率越 高 （选填“高”或“低”）。
（3）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为 62.5% 。把第4次与第 2 次测量结果相比较，还能得出：在其他条件一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。
【答案】（1）1.4；（2）省；高；（3）62.5%；2。
【解答】解：
（1）由第1次实验的数据可知，沿斜面拉木块做的有用功：W有＝G1h1＝5N×0.2m＝1J，
拉力做的总功：W总＝F1s1＝2.4N×1m＝2.4J，
则额外功：W额＝W总﹣W有＝2.4J﹣1J＝1.4J，
由W额＝fs得，木块所受摩擦力：f=W额s=1.4J1m=1.4N；
（2）由记录的数据可以看出斜面的倾斜程度越缓时，沿斜面的拉力F越小，则斜面越省力；由记录的数据可以看出斜面倾斜程度越陡时，斜面的机械效率越高；
（3）物体重G1＝5N，提升高度h2＝0.5m，克服物块重力做的有用功为：W有用＝G1h2＝5N×0.5m＝2.5J，
拉力F2＝4N，拉力移动的距离s2＝1m，拉力做的总功为：W总＝F2s2＝4N×1m＝4J，
则斜面的机械效率为：η=W有用W总×100%=2.5J4J×100%＝62.5%；
要探究机械效率与斜面粗糙程度关系，必须保证斜面倾斜程度和长度相同的情况下（即高度相同，斜面长度相同），第4次和第2次斜面的长度和高度相同，从数值上可以看出斜面越粗糙机械效率越小。
故答案为：（1）1.4；（2）省；高；（3）62.5%；2。
20．在湛江港码头，小慧看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小慧想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小慧提出了以下的猜想：
A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关。
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。
小慧同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究，记录的实验数据如表：
（1）在实验操作过程中，应沿斜面向上 匀速 拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向 左 移动（填“左”或“右”）；
（2）根据表格中数据，第①次实验斜面的机械效率为 60 %。
（3）通过对比实验①、②数据，可验证小慧的猜想 A （填写字母）；通过对比实验②、③数据，可以得出的探究结论是： 在其它条件相同时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）拉力克服斜面的摩擦力做功，只有物体做匀速直线运动时，根据二力平衡的知识，受到的摩擦力才等于弹簧测力计拉力的大小；
斜面的倾角靠长木板下面的木块左右移动来改变，木块向左移动倾角变大，木块向右移动倾角变小。
（2）第①次实验斜面的机械效率：η=W有W总=×100%＝60%；
第二次实验中总功：W总＝Fs＝2.5N×1.2m＝3.0J。
（3）对比实验①、②数据，控制的是斜面的斜面倾角，改变的是物体的重力，因此是研究斜面机械效率与物体重力的关系，即验证的是猜想A；
对比实验②、③数据，控制的是物体的重力，改变的是斜面的倾角，且倾角越大效率越高，
故可得结论：在其它条件相同时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高。
故答案为：（1）匀速；左；（2）60；（3）A；在其它条件相同时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高。
▉题型5 杠杆的机械效率的计算
【知识点的认识】
杠杆的机械效率计算：η=W有W总=GhFs
21．如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为 2.5 N，测力计上升的高度s为0.2m。物块重G为1.5N，物块上升的高度h为0.3m，则杠杆的机械效率为 90 %．在竖直向上匀速拉动弹簧测力计的过程中，力F对O点的力臂 变小 。
【答案】2.5；90；变小
【解答】解：（1）由图示弹簧测力计可知，其分度值是0.1N，读数是：2.5N；
（2）W有用＝Gh＝1.5N×0.3m＝0.45J；
W总＝FS＝2.5N×0.2m＝0.5J；
机械效率η=W有用W总×100%=×100%＝90%；
（3）根据图示可知，在匀速竖直向上拉动弹簧测力计的过程中，动力F的力臂变小。
故答案为：2.5；90；变小。
▉题型6 滑轮、滑轮组机械效率的计算
【知识点的认识】
滑轮组：①η=W有W总=GhFs=GnF
②η=W有W总=GhGh+G动h=GG+G动；
22．如图所示，在拉力F的作用下，滑轮组将重为300N的货物匀速提升，在20s内货物竖直上升了2m，该过程中滑轮组的机械效率为80%。下列说法正确的是（ ）
A．A滑轮的作用是改变拉力的方向
B．人拉绳子的速度为0.3m/s
C．拉力F做的功为750J
D．此滑轮组提升的货物越轻，机械效率越大
【答案】C
【解答】解：A、图中滑轮A为动滑轮，其作用是省力，故A错误；
B、由图可知，n＝2，人拉绳子的速度为：
v绳＝nv物=nht=2×2m20s=0.2m/s，故B错误；
C、拉力做的有用功为：
W有＝Gh＝300N×2m＝600J，
根据η=W有W总可知，拉力F做的功为：
W总=W有η=600J80%=750J，故C正确；
D、滑轮组提升的货物越轻，拉力做的有用功变小，而额外功几乎不变，有用功在总功中所占的比例变小，滑轮组的械效率越小，故D错误。
故选：C。
（多选）23．如图甲所示是一种吊运设备的简化模型示意图，虚线框内是两个相同的滑轮组装成的滑轮组。工人利用该滑轮组匀速竖直提升物体，绳子自由端的拉力沿竖直方向，此时滑轮组的机械效率为80%，被提升的物体上升的速度为0.5m/s，绳子自由端的拉力为300N，绳子自由端的拉力所做的功跟时间的变化关系如图乙所示。不考虑滑轮组绳子的质量、滑轮与轴间的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为1.5m/s
B．物体所受的重力为480N
C．动滑轮所受的重力为180N
D．天花板受到的拉力为1020N
【答案】BD
【解答】解：A、由图乙可知，5s内拉力做的功为1500J，根据W＝Fs＝Fnh＝Fnvt可知，滑轮组绳子股数为：
n=WFvt=1500J300N×0.5m/s×5s=2，
绳子自由端移动的速度为：
v'＝nv＝2×0.5m/s＝1m/s，故A错误；
B、物体所受的重力为：
G＝ηnF＝80%×2×300N＝480N，故B正确；
C、不考虑滑轮组绳子的质量、滑轮与轴间的摩擦，根据F=1n（G+G动）可知，动滑轮所受的重力为：
G动＝nF﹣G＝2×300N﹣480N＝120N，故C错误；
D、虚线框内是两个相同的滑轮组装成的滑轮组，因滑轮组绳子股数为2，则天花板受到的拉力等于定滑轮重和三段绳子的拉力之和，
即F'＝G定+3F＝120N+3×300N＝1020N，故D正确。
故选：BD。
24．如图所示，工人利用滑轮组来提升物体时可以 省力 （选填“省力”或“省功”）。某次作业中，工人将540N的物体匀速吊起5m高，工人对绳子自由端的拉力F为240N，滑轮组的机械效率为 75% 。若只增大拉动绳子自由端的速度，滑轮组的机械效率将 不变 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】省力；75%；不变。
【解答】解：使用滑轮组既可以省力，也可以改变力的方向，但不能省功；
由图可知，n＝3，该滑轮组的机械效率为：
η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF=540N3×240N×100%＝75%；
滑轮组的机械效率跟动滑轮的重、物体的重、绳重、摩擦有关，跟物体升高的距离、移动的速度、绳子的绕法无关，所以只改变绳子自由端的速度，滑轮组的机械效率不变。
故答案为：省力；75；不变。
25．小文用如图所示的滑轮组将重400N的物体匀速提升2m，所用时间为10s，他对绳子自由端的拉力为250N。求：
（1）小文对绳子自由端的拉力所做的功W；
（2）小文提升该物体的过程中，所做有用功的功率大小P；
（3）此过程中滑轮组的机械效率η。
【答案】（1）小文对绳子自由端的拉力所做的功W为1000J；
（2）小文提升该物体的过程中，所做有用功的功率大小P为80W；
（3）此过程中滑轮组的机械效率η为80%。
【解答】解：（1）从图中可知n＝2，绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×2m＝4m，
小文对绳子自由端的拉力所做的功W总＝Fs＝250N×4m＝1000J；
（2）小文提升该物体的过程中，所做有用功W有用＝Gh＝400N×2m＝800J，
功率大小P=W有用t=800J10s=80W；
（3）此过程中滑轮组的机械效率η=W有用W总=800J1000J=80%。
答：（1）小文对绳子自由端的拉力所做的功W为1000J；
（2）小文提升该物体的过程中，所做有用功的功率大小P为80W；
（3）此过程中滑轮组的机械效率η为80%。
26．如图甲，质量为40kg的货物静止在水平地面上，与地面的接触面积是800cm2，如图乙，工人用250N的拉力F，将货物用滑轮组匀速提升到3m高的二楼，此过程中货物上升的速度是0.2m/s，g取10N/kg。
（1）货物静止在水平地面上时，求对地面的压强。
（2）求工人用滑轮组提升货物时做功的功率。
（3）求滑轮组的机械效率。
【答案】（1）货物静止在水平地面上时，对地面的压强为5×103Pa。
（2）工人用滑轮组提升货物时做功的功率为100W。
（3）滑轮组的机械效率为80%。
【解答】解：（1）物体静止在水平地面时，对地面的压力F＝G＝mg＝40kg×10N/kg＝400N，
货物静止在水平地面上时，对地面的压强为：
p=FS=400N800×10−4m2=5×103Pa；
（2）由图可知，承担物重的绳子股数n＝2，工人用滑轮组提升货物时做功的功率为：
P=Wt=Fst=Fv绳＝FnV物＝250N×2×0.2m/s＝100W；
（3）滑轮组的机械效率为：
η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF=400N2×250N×100%＝80%。
答：（1）货物静止在水平地面上时，对地面的压强为5×103Pa。
（2）工人用滑轮组提升货物时做功的功率为100W。
（3）滑轮组的机械效率为80%。
27．如图所示，利用轻质滑轮组沿水平方向匀速拉动水平地面上的正方体物体，已知物体的重力为300N，边长为10cm，拉力F的大小为30N，物体受到地面对它的摩擦力为45N，在10s时间内绳子自由端移动的距离为s＝3m。求：
（1）A滑轮的作用是 省力 ；
（2）这个过程拉力所做的功；
（3）这个过程拉力所做的功率；
（4）滑轮组的机械效率。
【答案】（1）省力；
（2）这个过程拉力所做的功为90J；
（3）这个过程拉力所做的功率为9W；
（4）滑轮组的机械效率为75%。
【解答】解：
（1）由图知，A滑轮随物体一起运动，叫动滑轮，使用动滑轮能省一半力；
（2）拉力F所做功：
W总＝Fs＝30N×3m＝90J；
（3）拉力F做功的功率：
P=W总t=90J10s=9W；
（4）由图知，n＝2，拉力端移动的距离s＝2s物＝3m，
物体移动的距离s物＝1.5m，
拉力做的有用功：
W有用＝fs物＝45N×1.5m＝67.5J，
滑轮组的机械效率：
η=W有用W总×100%=67.5J90J×100%＝75%。
故答案为：（1）省力；
（2）这个过程拉力所做的功为90J；
（3）这个过程拉力所做的功率为9W；
（4）滑轮组的机械效率为75%。
▉题型7 斜面机械效率的计算
【知识点的认识】
斜面：η=W有W总=GhFs
28．工人把一块长4m的木板搭在高1.2m的车尾上（衔接部分忽略不计），并把重500N的木箱从木板底端匀速推到车厢，如图所示，工人所施加的沿斜面的推力为200N。则下列说法不正确的是（ ）
A．工人做的有用功为600J
B．木箱与木板间的摩擦力为200N
C．使用斜面的目的是为了省力
D．斜面的机械效率为75%
【答案】B
【解答】解：
A、工人做的有用功：
W有用＝Gh＝500N×1.2m＝600J，故A正确；
B、推力做的总功：
W总＝Fs＝200N×4m＝800J，
因为W总＝W有用+W额，
所以推力做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝800J﹣600J﹣200J，
由W额＝fs得摩擦力：
f=W额s=200J4m=50N，故B错误；
C、使用斜面的目的是为了省力，但要费距离，故C正确。
D、斜面的机械效率：
η=W有用W总=600J800J×100%＝75%，故D正确；
故选：B。
29．道路救援车对故障车辆拖移时可构建成如图所示的模型，当将重为1×104N的小车A从斜面底端沿斜面匀速拉至斜面顶端时，钢绳对小车A施加的沿斜面的拉力F为5000N，已知斜面高为2m，斜面长为5m。在小车A从斜面底端被拖上救援车的过程中，不计钢绳重和钢绳与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．拉力所做的功为2×104J
B．斜面的机械效率为60%
C．该模型中的斜面和滑轮都可以省功
D．小车受到的摩擦力大小为1000N
【答案】D
【解答】解：A、拉力做的总功：W总＝Fs＝5000N×5m＝2.5×104J，故A错误；
B、拉力做的有用功：W有＝Gh＝1×104N×2m＝2×104J，斜面的机械效率：η=W有W总×100%=2×104J2.5×104J×100%＝80%，故B错误；
C、由功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故C错误；
D、克服斜面摩擦力做的额外功：W额＝W总﹣W有＝2.5×104J﹣2×104J＝5×103J，由W额＝fs可知，斜面对小车的摩擦力：f=W额s=5×103J5m=1000N，故D正确。
故选：D。
30．如图所示，物体的质量为0.6kg，底面积为25cm2。用平行于斜面向上的恒定拉力F，在1s内将物体匀速拉到斜面顶端，斜面的粗糙程度相同。已知F＝4N，斜面高度为0.5m，长度为1m，g取10N/kg。下列说法正确的是（ ）
A．物体静止在水平面上时，对地面的压强为0.24Pa
B．拉力F的功率为2W
C．物体在斜面上匀速运动时，所受的拉力与摩擦力是一对平衡力
D．斜面的机械效率为75%
【答案】D
【解答】解：A.物体的质量为0.6kg，静止在水平面上时，对地面的压力为：F＝G＝mg＝0.6kg×10N/kg＝6N；
底面积为：S＝25cm2＝2.5×10﹣3m2；
对地面的压强为：p=FS=6N2.5×10−3m2=2.4×103Pa，故A错误；
B.拉力F做功为：W＝Fs＝4N×1m＝4J；
拉力F的功率为：P=Wt=4J1s=4W，故B错误；
C.物体在斜面上匀速运动时，所受的拉力克服重力与摩擦力做功，拉力大于摩擦力，不是一对平衡力，故C错误；
D..拉力F有用功为：W＝Gh＝6N×0.5m＝3J；
斜面的机械效率为：η=W有W总×100%=3J4J×100%=75%，故D正确。
故选：D。
31．一木箱重300N，工人用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处，如图甲所示，已知整个过程中拉力F做的功W与木箱沿斜面运动距离s的关系如图乙所示，整个过程的额外功是240J，下列说法正确的是（ ）
A．使用斜面既能省力，又能省功
B．斜面的机械效率为40%
C．木箱被提升的高度为1.2m
D．木箱所受的摩擦力为60N
【答案】C
【解答】解：A．使用斜面时，虽然能省力，但由于摩擦力的存在，会多做额外功，因此使用斜面不能省功，故A错误；
B．根据W总＝W有+W额可得，拉力做的有用功：W有＝W总﹣W额＝600J﹣240J＝360J，
斜面的机械效率：η=W有W总×100%=360N600N×100%=60%，故B错误；
C．由W有＝Gh得木箱被提升的高度：h=W有G=360J300N=1.2m，故C正确；
D．克服木箱所受摩擦力所做的额外功，由W额＝fs可得，木箱受摩擦力：
f=W额s=240J6m=40N，故D错误。
故选：C。
32．如图所示，一辆质量为1×103kg的汽车爬上一段长为100m，高为10m的斜坡，若汽车牵引力为3×103N，牵引力的功率为3×104W（g取10N/kg）。下列说法正确的是（ ）
A．有用功为1×104J
B．牵引力做的功为3×105J
C．额外功为1×105J
D．斜坡的机械效率为60%
【答案】B
【解答】解：A、汽车重力：
G＝mg＝1×103kg×10N/kg＝1×104N；
克服重力做的有用功：
W有＝Gh＝1×104N×10m＝1×105J，故A错误；
B、牵引力做的功：
W总=Fs=3×103N×100m=3×105J，故B正确；
C、额外功：W额=W总−W有=3×105J−1×105J=2×105J，故C错误；
D，斜坡的机械效率：η=W有W总×100%=1×105J3×105J×100%≈33.3%，故D错误。
故选：B。
33．如图﹣1所示，小明将重为300N的重物用拉力F拉至斜面顶端。此过程中小明拉力做的功W与重物沿斜面运动的距离s的关系如图﹣2所示。已知整个过程中小明的额外功为300J。下列说法正确的是（ ）
A．斜面是一种省功机械
B．斜面的机械效率η＝60%
C．木箱所受的摩擦力f＝60N
D．拉力F＝150N
【答案】C
【解答】解：A、斜面是一种省力机械，由于需要克服摩擦做额外功，不能省功，故A错误；
B、由图像可知整个过程中总功W总＝500J，机械效率：η=W有W总×100%=W总−W额外W总×100%=500J−300J500J×100%=40%，故B错误；
C、因为克服摩擦力所做的功即为额外功，由W额＝fs可得摩擦力：
f=W额外s=300J5m=60N，故C正确；
D．拉力所做的功为总功，由W总＝Fs可的拉力：
F=W总s=500J5m=100N，故D错误。
故选：C。
34．如图所示，小伟同学通过斜面用平行于斜面F＝300N的推力，将质量为40kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上，斜面长s＝2m，g取10N/kg。下列说法正确的是（ ）
A．使用该斜面可以省功
B．推力的功率为80W
C．斜面的机械效率为75%
D．斜面对物体的摩擦力大小为100N
【答案】D
【解答】解：A．由功的原理可知，使用任何机械都不省功，故A错误；
BCD．推力做的功，即总功：W总＝Fs＝300N×2m＝600J，
推力的做功功率：P=Wt=600J5s=120W，故B错误；
推力做的有用功：W有＝Gh＝mgh＝40kg×10N/kg×1m＝400J，
斜面的机械效率：η=W有W总×100%=400J600J×100%≈66.7%，故C错误；
克服摩擦做的额外功：W额＝W总﹣W有＝600J﹣400J＝200J，
斜面对物体的摩擦力：f=W额s=200J2m=100N，故D正确。
故选：D。
35．在劳动实践中，小华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一个重为300N的物体从A处匀速拉到B处，用时4s，沿斜面向上的推力F＝100N。下列说法正确的是（ ）
A．斜面不但可以省力，还可以省功
B．斜面的机械效率为75%
C．推力F做功的功率为22.5J
D．增大斜面的倾斜程度，斜面的机械效率不变
【答案】B
【解答】解：
A、使用斜面可以省力，但不能省功，故A错误；
B、推力做的总功：W总＝Fs＝100N×1.2m＝120J，
推力做的有用功：W有＝Gh＝300N×0.3m＝90J，
斜面的机械效率：η=W有用W总×100%=90J120J×100%＝75%，故B正确；
C、推力F做功的功率P=W总t=120J4s=30W，故C错误；
D、增大斜面的倾斜程度时，物体对斜面的压力变小，接触面的粗糙程度不变，受到的滑动摩擦力变小，额外功变小，有用功不变，总功变大，有用功与总功的比值变大，斜面的机械效率变大，故D错误。
故选：B。
36．如图所示，为方便残疾人上下台阶，一些公共场所设计了专用通道。某人和他的电动轮椅总重600N，他乘坐电动轮椅，沿10m长的专用通道匀速直线行驶到1m高的平台处，该过程中，电动轮椅的牵引力恒为120N。下列说法正确的是（ ）
A．该专用通道相当于斜面，可以省功
B．电动轮椅牵引力做的功为120J
C．该专用通道的机械效率为55%
D．电动轮椅行驶时受到的摩擦力为60N
【答案】D
【解答】解：A．斜面可以省力，但不可以省功，故A错误；
B．电动轮椅牵引力做的总功：W总＝Fs＝120N×10m＝1200J，故B错误；
C．电动轮椅做的有用功：W有＝Gh＝600N×1m＝600J，
该专用通道的机械效率：η=W有W总=600J1200J=50%，故C错误；
D．电动轮椅行驶时克服摩擦力做的额外功：
W额＝W总﹣W有＝1200J﹣600J＝600J，
电动轮椅行驶时受到的摩擦力：f=W额s=600J10m=60N，故D正确。
故选：D。
37．如图所示，工人们用10s沿斜面把一箱货物从底端匀速拉到顶端，拉力F为800N，斜面长3m、高1m，货物质量为150kg.对此，下列说法正确的是（g取10N/kg）（ ）
A．货物的重力和斜面对货物的支持力是一对平衡力
B．货物受到的摩擦力大小为900N
C．拉力的功率为240W
D．斜面的机械效率是65%
【答案】C
【解答】解：A、货物的重力和斜面对货物的支持力，二力的方向不在一条直线上，不是一对平衡力，故A错误；
B、货物重力：G＝mg＝150kg×10N/kg＝1500N，
拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝1500N×1m＝1500J，
拉力F做的总功：
W总＝Fs＝800N×3m＝2400J，
克服货物受到的摩擦力做的额外功：
W额＝W总﹣W有＝2400J﹣1500J＝900J，
由W额＝fs可得货物受摩擦力：
f=W额s=900J3m=300N，故B错误；
C、拉力做功功率：P=W总t=2400J10s=240W，故C正确；
D、斜面的机械效率：
η=W有用W总=1500J2400J×100%＝62.5%，故D错误。
故选：C。
38．小刚要把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，用5m的长木板搭了一个如图所示的斜面。在沿斜面向上的拉力F＝1200N的作用下，2min内匀速将重物拉到车上。关于该斜面装置，下列说法中正确的是（g＝10N/kg）（ ）
A．使用斜面拉物体可以省功
B．拉力F做功的功率为30W
C．该斜面装置的机械效率为80%
D．若只改变斜面的粗糙程度，斜面的机械效率不变
【答案】C
【解答】解：A、使用斜面时可以省力，由于要克服摩擦多做额外功，不能省功，故A错误；
B、拉力做的总功：W总＝Fs＝1200N×5m＝6000J，
拉力做功的功率：P=W总t=6000J2×60s=50W，故B错误；
C、物体的重力：G＝mg＝240kg×10N/kg＝2400N，
拉力做的有用功：W有用＝Gh＝2400N×2m＝4800J，
该斜面装置的机械效率：η=W有用W总=4800J6000J×100%＝80%，故C正确；
D、若只改变斜面的粗糙程度，改变了物体受到的摩擦力，改变了拉力做的额外功，而有用功不变，则改变了拉力做的总功，由η=W有用W总可知斜面的机械效率会变化，故D错误。
故选：C。
39．如图所示，工人师傅要将重为1000N的木箱拉到1.5m高的车厢里，他将一块长5m的木板搁在地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用400N的拉力将物体从斜面底端匀速拉到车厢里，则下列说法中正确的是（ ）
A．斜面不但可以省力，还可以省功
B．物体和斜面之间的摩擦力为400N
C．斜面的机械效率为75%
D．增大斜面的倾斜程度，斜面的机械效率不变
【答案】C
【解答】解：A、斜面可以省力，但不可以省功，故A错误；
B、工人所做的总功：W总＝Fs＝400N×5m＝2000J，
工人所做的有用功：W有用＝Gh＝1000N×1.5m＝1500J，
工人所做额外功：W额＝W总﹣W有＝2000J﹣1500J＝500J，
由W额＝fs得物体和斜面之间的摩擦力：f=W额s=500J5m=100N，故B错误；
C、斜面的机械效率：η=W有用W总=1500J2000J=75%，故C正确。
D、增大斜面的倾斜程度时，物体对斜面的压力逐渐变小，接触面的粗糙程度不变，受到的滑动摩擦力变小，额外功变小，有用功占总功的比例变大，则斜面的机械效率变大，故D错误。
故选：C。
40．为了方便残疾人上下台阶，很多公共场所设计了如图所示的专用通道.沿专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以 省力 （选填“省力”、“省功”或“省距离”）。若将重600N的小车沿8m长的斜面推至2m高的入口处，沿斜面所用的推力为300N，在此过程中所受斜面摩擦力大小为 150 N，斜面的机械效率为 50% 。
【答案】省力；150；50%。
【解答】解：专用通道相当于斜面，而使用斜面能够省力，所以沿专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以省力，但要多移动距离，且使用任何机械都不能省功；
所做有用功为：W有＝Gh＝600N×2m＝1200J；
总功为：W总＝Fs＝300N×8m＝2400J；
额外功为：W额＝W总﹣W有＝2400J﹣1200J＝1200J；
由W额＝fs得，摩擦力为：f=W额s=1200J8m=150N；
机械效率为：η=W有W总=1200J2400J=50%。
故答案为：省力；150；50%。
41．如图所示，工人师傅用平行于斜面的推拉力，将质量为80kg的物体从斜面底端匀速拉上斜面，物体移动的距离为10m，上升的高度为3m，在此过程斜面的机械效率是80%，则在斜面上匀速运动过程中推力做的功为 3000 J，物体所受摩擦力为 60 N。若斜面倾斜程度不变，只将斜面长度改为15m，仍以同样的方式将此木箱匀速推到斜面顶端，此时斜面的机械效率将 不变 。（选填“增大”“不变”或“减小”）（g＝10N/kg）
【答案】3000；60；不变。
【解答】解：将质量为80kg的物体从斜面底端匀速拉上斜面，工人师傅做的有用功为：
W有＝Gh＝mgh＝80kg×10N/kg×3m＝2400J，
根据η=W有W总可知，在斜面上匀速运动过程中推做的功为：
W总=W有η=2400J80%=3000J；
摩擦力所做的功为额外功，根据W额＝W总﹣W有可知，额外功为：
W额＝W总﹣W有＝3000J﹣2400J＝600J，
则摩擦力为：
f=W额L=600J10m=60N；
斜面的机械效率与斜面的倾斜角度有关，若斜面倾斜程度不变，以同样的方式将此木箱匀速拉到斜面顶端，此时斜面的机械效率不变。
故答案为：3000；60；不变。
42．如图所示为固定斜面，长20m、高10m。小韩同学用平行于斜面向上400N的拉力，把重600N的物体从斜面底部匀速拉至顶部，该过程中，斜面的机械效率为 75% ，物体所受斜面的摩擦力为 100N 。
【答案】75%；100N。
【解答】解：由题知，将物体从斜面底部匀速拉至顶部的过程中，
有用功W有＝Gh＝600N×10m＝6000J，
拉力做的总功W总＝Fs＝400N×20m＝8000J，
所以斜面的机械效率η=W有W总=6000J8000J=75%；
克服斜面对物体的摩擦力做的额外功W额＝W总﹣W有＝8000J﹣6000J＝2000J，
物体所受斜面的摩擦力f=W额s=2000J20m=100N。
故答案为：75%；100N。
43．如图所示，斜面高为1m、长为2m，工人用600N沿斜面方向的力将重为900N的箱子匀速推到车上，在这个过程中工人推力做的功是 1200 J，箱子与斜面之间的摩擦力是 150 N，斜面的机械效率是 75% 。
【答案】1200；150；75%
【解答】解：
（1）拉力做的功（总功）：
W总＝Fs＝600N×2m＝1200J；
（2）推力做的有用功：
W有用＝Gh＝900N×1m＝900J，
推力做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝1200J﹣900J＝300J，
由W额＝fs可得摩擦力：
f=W额s=300J2m=150N；
（3）斜面的机械效率：
η=W有用W总=900J1200J×100%＝75%。
故答案为：1200；150；75%。
44．小明学了简单机械后，用如图甲所示O为支点的杠杆（自重和摩擦不计），在A处挂一重为100N的物体，在中点B处沿 F2 （选填“F1”、“F2”或“F3”）方向施加一个最小的的力，使杠杆在水平位置平衡。小明偶然看到工人用木板搭建了一个斜面（如图乙所示），从斜面的底端将货物匀速推到顶端。若货物的质量为100kg，B到水平地面的高度为2m，AB的长度为4m，沿AB的推力大小为625N，则克服重力做的功为 2000 J，斜面的机械效率为 80 %。g取10N/kg。
【答案】F2；2000；80%。
【解答】解：
（1）要在B点施加最小的动力，根据杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；根据力臂的概念和图示可知，F1、F3的力臂小于OB，F2的力臂等于OB（即F2的力臂最长），所以在中点B处沿F2方向施加的力最小；
（2）货物重力G＝mg＝100kg×10N/kg＝1000N，
克服重力做的功（有用功）：
W有用＝Gh＝1000N×2m＝2000J；
推力做的总功：
W总＝Fs＝625N×4m＝2500J；
斜面的机械效率：
η=W有用W总=2000J2500J×100%＝80%。
故答案为：F2；2000；80%。
45．如图所示，工人师傅要将重力为1000N的木箱搬到1.5m高的车厢里，他将一块5m长的木板搭在地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用400N的拉力将木箱从斜面底匀速直线拉到车厢里，此过程中工人做的有用功为 1500 J，斜面的机械效率为 75% ，摩擦力大小为 100 N。
【答案】1500；75%；100
【解答】解：
（1）工人师傅做的有用功为：
W有用＝Gh＝1000N/kg×1.5m＝1500J；
（2）工人师傅做的总功：
W总＝Fs＝400N×5m＝2000J，
斜面的机械效率：
η=W有用W总×100%=1500J2000J×100%＝75%；
（3）工人师傅做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝2000J﹣1500J＝500J，
由W额＝fs可得货物受到的摩擦力：
f=W额s=500J5m=100N。
故答案为：1500；75%；100。
46．工人师傅要将质量80kg的木箱搬到1.5m高的车厢里，他将一块5m长的长板搁在地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用300N的拉力在20s内将物体从斜面底端匀速拉到车厢里，如图所示，求：（g取10N/kg）
（1）若增大该斜面的倾角，斜面的机械效率将 变大 ；（选填“变大”“变小”或“不变”）
（2）工人做功的功率；
（3）斜面的机械效率；
（4）物体和斜面之间的摩擦力。
【答案】（1）变大；
（2）工人做功的功率为75W；
（3）斜面的机械效率为80%；
（4）物体和斜面之间的摩擦力为60N。
【解答】解：（1）增大斜面的倾角，木箱对斜面的压力变小，斜面的粗糙程度不变，则木箱受到的摩擦力变小，克服摩擦力做的额外功变小，在有用功一定时，总功变小，有用功占总功的比变大，即斜面的机械效率变大；
（2）工人做的总功：W总＝Fs＝300N×5m＝1500J，
工人做功的功率：P=W总t=1500J20s=75W；
（3）工人克服木箱重力做的有用功：
W有用＝Gh＝mgh＝80kg×10N/kg×1.5m＝1200J，
斜面的机械效率：
η=W有用W总×100%=1200J1500J×100%=80%；
（4）克服摩擦力做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝1500J﹣1200J＝300J，
由W＝fs可得，物体和斜面之间的摩擦力：
f=W额外s=300J5m=60N。
答：（1）变大；
（2）工人做功的功率为75W；
（3）斜面的机械效率为80%；
（4）物体和斜面之间的摩擦力为60N。
47．如图所示，盘山公路相当于斜面，能使汽车以较小的牵引力驶上山顶。已知盘山公路长4km，高300m，一辆质量为2t的汽车从山底开上山顶，牵引力保持5×103N不变。求：（g取10N/kg）
（1）盘山公路相当于斜面，使用它的好处是 省力 。
（2）行驶过程中牵引力所做的功。
（3）盘山公路的机械效率。
（4）汽车行驶过程中受到的阻力大小。
【答案】（1）省力；
（2）行驶过程中牵引力所做的功为2×107J；
（3）盘山公路的机械效率为30%；
（4）汽车行驶过程中受到的阻力为3500N。
【解答】解：（1）盘山公路相当于斜面，使用它的好处是可以省力，但费距离；
（2）行驶过程中牵引力所做的功为：
W总＝Fs＝5×103N×4000m＝2×107J；
（3）克服汽车重力做的有用功为：
W有＝Gh＝mgh＝2000kg×10N/kg×300m＝6×106J，
盘山公路的机械效率为：
η=W有W总=6×106J2×107J×100%＝30%；
（4）汽车做的额外功为：
W额＝W总﹣W有＝2×107J﹣6×106J＝1.4×107J，
汽车行驶过程中受到的阻力为：
f=W额s=1.4×107J4000m=3500N。
答：（1）省力；
（2）行驶过程中牵引力所做的功为2×107J；
（3）盘山公路的机械效率为30%；
（4）汽车行驶过程中受到的阻力为3500N。
48．如图所示，将质量为90kg的物体从长4m，高1m的斜面底部匀速推上斜面顶端用了20s，已知沿斜面所用的推力是300N，取g＝10N/kg，求：
（1）推力对物体所做的有用功；
（2）推力的功率；
（3）物体受到的摩擦力大小；
（4）斜面的机械效率并写出一条提高该斜面机械效率的方法。
【答案】（1）推力对物体所做的有用功为900J；
（2）推力的功率为60W；
（3）物体受到的摩擦力大小75N；
（4）提高该斜面机械效率的方法：使用表面光滑的斜面。
【解答】解：（1）对物体做的有用功：W有用＝Gh＝mgh＝90kg×10N/kg×1m＝900J；
（2）总功：W总＝Fs＝300N×4m＝1200J，
推力的功率：P=W总t=1200J20s=60W；
（3）把物体推上斜面做的额外功：W额＝W总﹣W有用＝1200J﹣900J＝300J，
物体受到斜面的摩擦力为：f=W额s=300J4m=75N；
（4）提高该斜面机械效率的方法：使用表面光滑的斜面。
故答案为：（1）推力对物体所做的有用功为900J；
（2）推力的功率为60W；
（3）物体受到的摩擦力大小75N；
（4）提高该斜面机械效率的方法：使用表面光滑的斜面。
49．如图所示，工人师傅在往车上搬运货物时，用长为5m的木板搭了一个斜面，用500N的推力将质量为100kg的货物沿斜面推到高度为1.5m的车上。求：（g取10N/kg）
（1）利用该斜面可以省 力 （选填“力”或“功”）；
（2）此过程中的有用功；
（3）斜面的机械效率；
（4）斜面对货物的摩擦力。
【答案】（1）力；
（2）此过程中的有用功为1500J；
（3）斜面的机械效率为60%；
（4）斜面对货物的摩擦力为200N。
【解答】解：（1）利用该斜面可以省力，不能省功；
（2）货物的重力G＝mg＝100kg×10N/kg＝1000N，
有用功W有用＝Gh＝1000N×1.5m＝1500J；
（3）工人所做的总功：W总＝Fs＝500N×5m＝2500J，
该斜面的机械效率：η=W有用W总×100%=1500J2500J×100%=60%；
（4）由于W摩擦力＝W总﹣W有用＝2500J﹣1500J＝1000J，
由W＝fs可得，斜面对货物的摩擦力：f=W摩擦力s=1000J5m=200N。
答：（1）力；
（2）此过程中的有用功为1500J；
（3）斜面的机械效率为60%；
（4）斜面对货物的摩擦力为200N。
50．如图所示，小明用沿斜面向上的力F＝100N，将重力为140N的木箱从斜面底推到2m高处，用时10s。已知斜面长4m。求：
（1）使用该斜面 不能 （选填“能”或“不能”）省功；
（2）小明所做的功；
（3）小明做功的功率；
（4）该斜面的机械效率。
【答案】（1）不能；
（2）小明所做的功为400J；
（3）小明做功的功率为40W；
（4）该斜面的机械效率为70%。
【解答】解：（1）由功的原理可知，使用斜面不能省功；
（2）小明做的功：
W总＝Fs＝100N×4m＝400J；
（3）小明做功的功率：
P=W总t=400J10s=40W；
（4）木箱的重力：
G＝mg＝14kg×10N/kg＝140N，
小明做的有用功：
W有用＝Gh＝140N×2m＝280J，
η=W有用W总×100%=280J400J×100%＝70%。
答：（1）不能；
（2）小明所做的功为400J；
（3）小明做功的功率为40W；
（4）该斜面的机械效率为70%。
51．如图所示，小军需要把质量为240kg的重物搬到2m高的车上，他采用5m长木板搭了一个斜面。搬运过程中，他用沿斜面向上1200N的力，用时5min将重物匀速地推到车上。求：
（1）小军做功的功率；
（2）关于此简易斜面装置的机械效率。
【答案】（1）小军做功的功率为20W；
（2）此简易斜面装置的机械效率为80%。
【解答】解：（1）小军做的功（总功）：
W总＝Fs＝1200N×5m＝6000J，
小军做功的功率：
P=W总t=6000J5×60s=20W；
（2）小军克服重物重力做的有用功：
W有＝Gh＝mgh＝240kg×10N/kg×2m＝4800J，
此简易斜面装置的机械效率：
η=W有W总=4800J6000J×100%＝80%。
答：（1）小军做功的功率为20W；
（2）此简易斜面装置的机械效率为80%。
52．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随时间变化关系如图丙所示。求：
（1）箱子与水平车厢接触面积为0.5m2，箱子对车厢压强是多少？
（2）0～10s内，推力F做了多少功？
（3）箱子沿斜面底端推至顶端过程，斜面的机械效率是多大？（结果保留至0.1%）
（4）在10～20s内，推力F的功率是多少？
【答案】（1）箱子与水平车厢接触面积为0.5m2，箱子对车厢压强是2000Pa；
（2）0～10s内，推力F做的功为1800J；
（3）箱子沿斜面底端推至顶端过程，斜面的机械效率是83.3%；
（4）在10～20s内，推力F的功率是100W。
【解答】解：（1）箱子对水平车厢的压力F＝G＝1000N，
受力面积S＝0.5m2，
对车厢压强：
p=FS=1000N0.5m2=2000Pa。
（2）由图乙可知，箱子在0～10s内运动路程s＝3m；由图丙可知，在0～10s内，推力F1＝600N，推力做的功（总功）：
W总＝F1s＝600N×3m＝1800J；
（3）箱子运动3m，提升高度h＝1.5m，即箱子沿斜面从底端被推至顶端，推力克服箱子重力做的有用功：W有用＝Gh＝1000N×1.5m＝1500J，
斜面的机械效率：
η=W有用W总=1500J1800J×100%≈83.3%；
（4）由图乙可知，箱子在10～20s内路程和时间成正比，箱子做匀速运动，速度为：
v2=s2t2=8m−3m20s−10s=0.5m/s；
由图丙知10～20s内，推力F2＝200N，
推力的功率：P2＝F2v2＝200N×0.5m/s＝100W。
答：（1）箱子与水平车厢接触面积为0.5m2，箱子对车厢压强是2000Pa；
（2）0～10s内，推力F做的功为1800J；
（3）箱子沿斜面底端推至顶端过程，斜面的机械效率是83.3%；
（4）在10～20s内，推力F的功率是100W。
53．小力家的蔬菜丰收了，他利用周末来帮助爸妈运输蔬菜。如图是小力推着蔬菜车上坡的情景，已知坡高1.6m，坡长5m，小力用大小为240N沿坡面向上的推力，花了25s将质量为60kg的蔬菜车从坡底匀速推上了坡顶。小力将蔬菜车从坡底推上坡顶的过程中：（g取10N/kg）
（1）求推力所做的功；
（2）求推力做功的功率；
（3）将该坡视为斜面，求此过程中斜面的机械效率。
【答案】（1）推力所做的功为1200J；
（2）推力做功的功率为48W；
（3）此过程中斜面的机械效率80%。
【解答】解：（1）推力所做的功（总功）：
W总＝Fs＝240N×5m＝1200J；
（2）t＝25s，推力做功的功率：
P=W总t=1200J25s=48W；
（3）克服蔬菜车重力做的有用功：
W有用＝Gh＝mgh＝60kg×10N/kg×1.6m＝960J，
将该坡视为斜面，斜面的机械效率：
η=W有用W总×100%=960J1200J×100%＝80%。
答：（1）推力所做的功为1200J；
（2）推力做功的功率为48W；
（3）此过程中斜面的机械效率80%。
54．工人师傅要将质量80kg的木箱搬到1.5m高的车厢里，他将一块5m长的长板搁在地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用300N的拉力在20s内将物体从斜面底端匀速拉到车厢里，如图所示，求：
（1）工人做功的功率；
（2）斜面的机械效率；
（3）物体和斜面之间的摩擦力。
【答案】（1）工人做功的功率为75W；
（2）斜面的机械效率为80%；
（3）物体和斜面之间的摩擦力60N。
【解答】解：（1）工人做功：
W总＝Fs＝300N×5m＝1500J，
工人做功的功率：
P=W总t=1500J20s=75W；
（2）工人做的有用功：
W有＝Gh＝mgh＝80kg×10N/kg×1.5m＝1200J，
斜面的机械效率：
η=W有用W总×100%=1200J1500J×100%＝80%；
（3）克服摩擦力所做的额外功：
W额＝W总﹣W有＝1500J﹣1200J＝300J，
由W额＝fs可得，物体和斜面之间的摩擦力：
f=W额s=300J5m=60N。
答：（1）工人做功的功率为75W；
（2）斜面的机械效率为80%；
（3）物体和斜面之间的摩擦力60N。
55．如图﹣1所示，工人把一个质量为45kg的货物从地面搬到1.2m高的车上。
（1）货物所受的重力是多大？（g取10N/kg）
（2）此过程中，工人克服货物重力做了多少功？
（3）在搬运另一个相同的货物时，为了省力他采用3m的长木板搭了一个斜面（如图﹣2）。搬运过程中，他用沿斜面向上240N的推力，将货物匀速地从底部推到车上。此斜面的机械效率是多大？
【答案】（1）货物所受的重力是450N；
（2）此过程中，工人克服货物重力做的功为540J；
（3）此斜面的机械效率是75%。
【解答】解：（1）货物所受的重力：G＝mg＝45kg×10N/kg＝450N；
（2）工人克服货物重力做的功：WG＝Gh＝450N×1.2m＝540J；
（3）使用斜面时，推力做的总功：W总＝Fs＝240N×3m＝720J，
搬运同样的货物，所以克服货物重力所做的有用功：W有＝WG＝540J，
则斜面的机械效率：η=W有W总×100%=540J720J×100%=75%。
答：（1）货物所受的重力是450N；
（2）此过程中，工人克服货物重力做的功为540J；
（3）此斜面的机械效率是75%。
56．如图所示，一段从山脚到山顶的盘山公路长4km，高300m，一辆重力为20000N的小型汽车从山脚开上山顶，牵引力保持5×103N不变，g取10N/kg。求：
（1）盘山公路相当于简单机械中的？
（2）该段盘山公路的机械效率是多少？
（3）汽车行驶过程中受到的阻力是多大？
【答案】（1）盘山公路相当于简单机械中的斜面；
（2）该段盘山公路的机械效率是30%；
（3）汽车行驶过程中受到的阻力是3500N。
【解答】解：（1）盘山公路相当于简单机械中的斜面；
（2）牵引力做的总功：W总=Fs=5×103N×4000m=2×107J，
牵引力做的有用功：W有用=Gh=20000N×300m=6×106J，
盘山公路的机械效率：η=W有用W总×100%=6×106J2×107J×100%=30%；
（3）克服汽车受到的阻力所做的额外功：W额=W总−W有用=2×107J−6×106J=1.4×107J，
由W额＝fs可得，汽车行驶过程中受到的阻力：f=W额s=1.4×107J4000m=3500N。
答：（1）盘山公路相当于简单机械中的斜面；
（2）该段盘山公路的机械效率是30%；
（3）汽车行驶过程中受到的阻力是3500N。题型1 测量滑轮组的机械效率的实验
题型2 提高机械效率的方法
题型3 提高滑轮组的机械效率
题型4 斜面机械效率的测量实验
题型5 杠杆的机械效率的计算
题型6 滑轮、滑轮组机械效率的计算
题型7 斜面机械效率的计算
次数
钩码重力G/N
钩码上升的高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2.0
0.10
0.9
0.30
74.1%
2
2.0
0.15
0.9
0.45
74.1%
3
2.0
0.20
0.9
0.60
74.1%
4
4.0
0.20
1.6
0.60
实验次数
钩码的重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2
0.1
0.90
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.50
0.3
88.9%
3
4
0.1
1.25
0.4
4
4
0.2
1.50
0.6
88.9%
实验次数
钩码所受的重力G/N
提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2
0.05
1.0
0.15
66.7%
2
2
0.10
1.0
0.30
66.7%
3
4
0.10
1.7
0.30
78.4%
4
6
0.10
①
0.30
②
实验序号
钩码重力
钩码上升的高度h/cm
自由端拉力F/N
自由端移动的距离s/cm
机械效率η
1
2
10
0.9
30
74.1%
2
4
10
1.6
30
83.3%
3
6
10
2.2
30
次数
G动/N
G物/N
h/cm
F/N
s/cm
η
1
1
2
5
1.0
15
66.7%
2
1
4
5
1.7
15
78.4%
3
1
6
5
2.4
15
钩码重G物/N
钩码上升的高度h/cm
自由端拉力F/N
自由端移动的距离s/cm
机械效率η
2
10
0.9
30
74.1%
4
10
1.6
30
83.3%
6
10
2.2
30
①
实验序号
物重G/N
物体上升的高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2
0.1
1.0
0.3
66.7%
2
3
0.1
1.4
0.3
71.4%
3
5
0.1
2.2
0.3
实验序号
钩码重G物N
钩码上升的高度h/cm
自由端拉力F/N
自由端移动的距离s/cm
机械效率η
1
2
10
0.9
30
74.1%
2
4
10
1.6
30
83.3%
3
6
10
2.2
30
①
4
6
10
1.9
40
78.9%
实验序号
钩码重G物/N
钩码上升的高度h/cm
自由端拉力F/N
自由端移动的距离s/cm
机械效率η
1
2
10
0.9
30
74.1%
2
4
10
1.6
30
83.3%
3
6
10
2.2
30
①
4
6
10
1.9
40
78.9%
次数
物重G/N
绳自由端的拉力F/N
钩码上升的高度h/cm
绳自由端移动的距离s/cm
机械效率η%
1
1.0
0.5
10
30
66.7
2
2.0
0.9
5
15
实验序号
物重G/N
斜面高度h/cm
斜面的倾斜程度
斜面长s/cm
拉力F/N
机械效率η
1
2
10
较小
60
0.8
41.7%
2
较大
30
1.0
66.7%
3
更大
15
1.6
实验次数
斜面倾角
斜面高度h/m
斜面长度s/m
木块重力G/N
沿斜面拉力F/N
机械效率/η
1
30°
0.6
1.2
5.0
4.2
60%
2
30°
0.6
1.2
3.0
2.5
3
45°
0.8
1.2
3.0
2.8
71%
实验次数
滑轮材质
钩码重力G/N
钩码提升的高度h/m
拉力F/N
绳子移动的距离s/m
机械效率η
1
铝
1
0.1
0.6
0.3
56%
2
铝
2
0.1
1.0
0.3
67%
3
铝
2
0.2
1.0
0.6
67%
4
塑料
2
0.2
0.6
实验次数
斜面的倾斜程度
物块重力G/N
斜面高度h/m
拉力F/N
斜面长度s/m
机械效率η
1
较缓
5
0.2
2.4
1
41.7%
2
较陡
5
0.5
3.2
1
78.1%
3
最陡
5
0.7
4.3
1
81.4%
实验
次数
斜面倾角θ
物块重量
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长
S/m
有用功
W有/J
总 功
W总/J
斜面的机械效率
1
30°
5.0
0.6
4.2
1.2
3.0
5.0
2
30°
3.0
0.6
2.5
1.2
1.8
60%
3
45°
3.0
0.8
2.8
1.2
2.4
3.4
71%