专题02 功、功率、机械效率-【备考期末】2023-2024学年九年级物理上学期期末真题分类汇编（ 苏科版）

专题02 功、功率、机械效率一、单选题1．（2023上·江苏泰州·九年级统考期末）2022年世界杯决赛中，梅西取得进球，带领阿根廷队赢得大力神杯。下列说法正确的是（　　）A．足球在空中下落时，重力没有做功B．梅西踢球射门，人的脚没有对足球做功C．足球在水平地面沿直线滚动时，没有力对足球做功D．门将手抛球时，对足球做了功【答案】D【详解】A．足球在空中下落时，受到重力方向向下，向下移动了距离，重力做功，故A错误；B．梅西踢球射门，球离开脚之前，人的脚对足球有力，足球沿力的方向有距离，人的脚对足球做功，故B错误；C．足球在水平地面沿直线滚动时，足球由于惯性向前运动，人对足球没有向前的力，人对足球不做功，但此过程中克服摩擦做功，故C错误；D．门将手抛球时，球离开手之前，对足球做了功，故D正确。故选D。2．（2023上·云南昆明·九年级校联考开学考试）关于机械做功、功率和机械效率，下列说法中正确的是（　　）A．机械做的功越多，它的功率越大B．机械做功快，它的功率一定大C．做相同的功，机械用的时间长，它的功率一定大D．做相同时间的功，机械做的功多，它的机械效率一定高【答案】B【详解】A．机械做功越多，功率不一定越大，因为所用的时间不明确，故A错误；B．功率是表示物体做功快慢的物理量，机械做功快，则它的功率一定大，故B正确；C．由P=Wt可知，做相同的功，机械用的时间越长，它的功率就越小，故C错误；D．做相同时间的功，机械做的功多，机械效率不一定越高，因为有用功在总功中占的比例不明确，故D错误。故选B。3．（2023上·吉林长春·九年级校考开学考试）下列四种情境中，人没有对物体做功的是（　　）A．  把一箱报刊搬起来 B．  举起杠铃C．  将足球踢出去 D．  背着书包水平匀速行进【答案】D【详解】A．把一箱报刊搬起来，人对报刊施力，并在力的方向上移动了距离，人对报刊做功，故A不符合题意；B．举重运动员举起杠铃，运动员对杠铃一个向上的力，杠铃在这个力的方向上移动了距离，所以运动员对杠铃做了功，故B不符合题意；C．运动员用力将足球踢出去，在接触的一段距离中，运动员对足球施力，足球在这个力的方向上移动了距离，运动员对足球做了功，故C不符合题意；D．学生背着书包在水平路面行进，学生对书包施力，但没有在力的方向上移动距离，学生对书包没有做功，故D符合题意。故选D。4．（2023上·江苏盐城·九年级统考期末）教室里，同学们正在调换座位，下列所描述的情境中，人对物体一定做功的是（　　）A．甲在推一张堆满课本的课桌，却没能把它推动B．乙抱着一叠课本原地不动C．丙推着一张空课桌在教室地面上前进D．丁提着一只书包从教室前排走到后排【答案】C【详解】A．甲在推一张堆满课本的课桌，人对课桌施加了力，但没有移动距离，所以人对课桌没有做功，故A不符合题意；B．乙抱着一叠课本原地不动，人对课本施加了力，但没有移动距离，所以人对课本没有做功，故B不符合题意；C．丙推着一张空课桌在教室地面上前进，人对课桌施加了力，并且在力的方向上移动了距离，所以人对课桌做了功，故C符合题意；D．丁提着一只书包从教室前排走到后排，人对书包施加的力竖直向上，但书包没有沿力的方向移动距离，则人对书包没有做功，故D不符合题意。故选C。5．（2022上·江苏苏州·九年级统考期末）如图所示，一个物体在空中下落，速度越来越大，相继经过A，B，C三点，已知AB=BC，物体在AB段重力做功W1、功率P1，在BC段重力做功W2、功率P2，则（　　）A．W1>W2，P1>P2 B．W1P2 D．W1=W2，P1t2，又因为W1=W2，根据P=Wt可知，P1”、“<”或“=”），P1 P2（选填“>”、“<”或“=”）。【答案】 < < 【详解】[1]假设最高点与最低点之间的高度差为h，则从最高点下摆到最低点的过程中，小华和小红的重力做功分别为W1=G1h，W2=G2h因为G1 < G2，所以W1 < W2。[2]因为小华和小红同时荡秋千，因而设从最高点下摆道最低点的过程所用时间均为t，所以小华和小红的重力做功的功率分别为P1=W1t，P2=W2t又因为W1 < W2，所以P1 < P2。8．（2023上·江苏宿迁·九年级统考期末）如图所示，工人利用滑轮组将200N的重物从地面向上提升到2m高的平台上，他所用的拉力为160N，工人一共做功为 J，滑轮组的机械效率为 。  【答案】 640 62.5%【详解】[1]由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，拉力端移动距离s=2h=2×2m=4m工人一共做功，即拉力做的总功W总=Fs=160N×4m=640J[2]拉力做的有用功W有=Gh=200N×2m=400J滑轮组的机械效率η=W有W总=400J640J×100%=62.5%9．（2023上·江苏泰州·九年级统考期末）如图所示斜面s=1m，h=0.5m，小明在5s内将重5N的小车匀速拉到h高度处，拉力F为2.8N，斜面的机械效率是 ，斜面摩擦力是 N。  【答案】 89.3% 0.3N【详解】[1]小明将小车匀速拉到h高度处，拉力F做的有用功W有用=Gh= 5N×0.5m= 2.5J总功W总=Fs =2.8N×1m = 2.8J斜面的机械效率η=W有W总=2.5J2.8J×100%=89.3%[2]额外功W额=W总-W有=2.8J-2.5J=0.3J斜面摩擦力f=W额s=0.3J1m=0.3N10．（2021上·江苏无锡·九年级统考期中）如图所示，粗糙的斜面长s=0.6m，高ℎ=0.3m，用沿斜面方向的拉力F将一个重为G=10N的小车由斜面底端匀速拉到顶端，运动过程中小车克服摩擦力做了1.2J的功，则小车所受的摩擦力大小是 N，拉力F的大小是 N，斜面的机械效率是 %（保留1位小数）。【答案】 2 7 71.4【详解】[1]小车克服摩擦力做了1.2J的功，由W额=fs可得摩擦力大小f=W额s=1.2J0.6m=2N[2]拉力做的有用功W有=Gh=10N×0.3m=3J拉力做的总功为W总=W有+W额=3J+1.2J=4.2J由W总=Fs可得拉力大小F=W总s=4.2J0.6m=7N[3]斜面的机械效率为η=W有W总×100%=3J4.2J×100%=71.4%11．（2022上·江苏苏州·九年级苏州中学校考期末）如图，小明用100N的拉力将重为180N的物体匀速提升2m，此过程中有用功为 J，额外功为 J，滑轮组的机械效率为 。【答案】 360 40 90%【详解】[1]滑轮组提升重物时所做的有用功W有=Gh=180N×2m=360J[2]由图知有2段绳子拉着物体，绳子自由端移动的距离s=2h=2×2m=4m拉力所做的总功W总=Fs=100N×4m=400J则额外功W额=W总−W有=400J−360J=40J[3]滑轮组的机械效率η=W有W总×100%=360J400J×100%=90%12．（2022上·江苏南京·九年级统考期中）如图是一种塔式起重机上的滑轮组，它既可以省力，又可以 。现将重1.5×104N的物体沿竖直方向向上吊起3m，克服绳重和摩擦做的功是拉力做功的15，已知动滑轮总重为5000N，则此过程提升重物的有用功为 J，滑轮组机械效率为 %，绳端拉力为 N。【答案】 改变力的方向 4.5×104 60% 6250【详解】[1]由滑轮组的工作特点可知，使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向。[2]此过程提升重物的有用功为W有=Gh=1.5×104N×3m=4.5×104J[3]动滑轮克服重力做的额外功为W额动=G动h=5000N×3m=1.5×104J总功为W总=W有+W额动+W额摩擦由于克服绳重和摩擦做的功是拉力做功的15，所以W总=W有+W额动+15W总=4.5×104J+1.5×104J+15W总解得总功为W总=7.5×104J滑轮组的机械效率为η＝W有W总×100%=4.5×104J7.5×104J×100%=60%[4]由图可知n=4，绳子移动的距离为s=4h=4×3m=12m根据W=Fs得拉力为F=W总s=7.5×104J12m=6250N13．（2023上·全国·九年级校联考期末）（1）足球运动员小明用头将球顶出后，忽略空气阻力，足球在空中只受 （填“重力”或“压力”）的作用，这个力的施力物体是 ，这个力的方向 ；（2）小明测出重60牛顿的铜块的质量是 千克，若铜与铁块所受的重力之比为3∶4，则铜与铁的质量比为 ，铁块重力为 牛；（3）小明用如图所示滑轮组拉着重为30N的物体A匀速前进0.2m，若物体A与地面的摩擦力为9N，则克服摩擦力所做的有用功是 J；若该滑轮组的机械效率为75%，则拉力F的大小为 N。【答案】 重力 地球 竖直向下 6 3∶4 80 1.8 4【详解】（1）[1][2][3]足球运动员小明用头将球顶出后，球不再受小明的作用力，忽略空气阻力，足球在空中只受重力的作用，重力的施力物体是地球，方向为竖直向下。（2）[4]已知铜块的重力为60N，g取10N/kg，则该铜块的质量为m=Gg=60N10N/kg=6kg[5]若铜与铁块所受的重力之比为3∶4，即G铜G铁=34根据重力公式G=mg，可知铜与铁的质量比为G铜G铁=m铜gm铁g=m铜m铁=34[6]由题意可知，该铜块的重力为60N，铜与铁块所受的重力之比为3∶4，则G铜G铁=60NG铁=34可得铁块的重力为80N。（3）[7]已知物体A与地面的摩擦力为9N，物体A匀速前进0.2m，则克服摩擦力所做的有用功为W有=fs=9N×0.2m=1.8J[8]该滑轮组的机械效率为75%，则该滑轮组做的总功为W总=W有η=1.8J75%=2.4J已知物体A匀速前进0.2m，动滑轮上有三段绳子，拉力移动的距离为0.6m，拉力F的大小为F=W总s'=2.4J0.6m=4N拉力F的大小为4N。三、实验题14．（2023上·江苏盐城·九年级统考期末）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如表：（1）实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应 （选填“保持静止”或“匀速上升”）。（2）第三次试验时，测力计示数如图所示，此时绳端受到的拉力为 N，滑轮组的机械效率为 %。（3）根据表格中的数据分析可知：随着物重的增大，额外功 （选填“变小”、“不变”或“变大”），原因是 。【答案】 匀速上升 1.8 74.1 变大 见解析【详解】（1）[1]在缓慢提升物体时，还需克服摩擦做功，所以为了测量滑轮组提升物体时的机械效率，所以需在缓慢匀速提升时读数，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力的大小。（2）[2]图中弹簧测力计的分度值为0.2N，所以拉力F＝1.8N。[3]第三次试验时，滑轮组的机械效率为η=W有W总=GhFs=4N×0.1m1.8N×0.3m≈74.1％（3）[4][5]根据表格中的数据分析可知：滑轮组做的额外功为克服动滑轮重力和绳子间的摩擦力所做的功；随着物重的增大，动滑轮的重力不变，物重越大，摩擦力越大，所以额外功变大。15．（2023上·全国·九年级校联考期末）如图所示是某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验，他们在实验过程中收集的数据如表：（1）分析表中的数据可知：在物重、斜面材料相同时，斜面越缓越 （省力/费力）；斜面越陡，机械效率越 （高/低）；（2）实验小组的同学将三次结果的机械效率相加求平均值，作为该斜面的机械效率，这种做法是否合理？ （合理/不合理），试说明理由： 。【答案】 省力 高 不合理 见解析【详解】（1）[1]从表格中数据可以看到，三次实验，在物重、斜面材料相同时，斜面越缓，拉力从4.3N，变为3.2N，再变为2.4N，拉力是越来越小的，即斜面越缓越省力。[2]从表格中数据可以看到，三次实验，斜面越陡，机械效率从41.7%，增大为78.1%，再增大为81.4%，机械效率是越来越高的。（2）[3][4]不合理；因为这三次实验，斜面的倾斜程度不同，机械效率不同，求平均值无意义。16．（2023上·广东惠州·九年级统考期末）某小组在“测滑轮组的机械效率”实验装置如图所示，实验得到的数据如下表所示。（1）实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计。拉动弹簧测力计时，不能静止读数，因为要考虑到 对滑轮组机械效率的影响；（2）用乙图装置进行实验，得出表中第2次实验数据，那么滑轮组做的有用功是 J，拉力F做的功是 J，滑轮组机械效率是 %（百分号前保留整数）；（3）用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将第4次表格填写完整； （4）通过比较 两次实验数据得出结论：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】 匀速 摩擦力 0.4 0.54 74 0.4 2、3【详解】（1）[1]实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，测力计示数等于拉力大小，并且测力计示数保持稳定，便于读数；[2]若静止不动读数，没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响，测量值偏小，机械效率会偏大。（2）[3]由表格数据可知第2次实验中滑轮组做的有用功是W有＝Gh＝4N×0.1m＝0.4J[4]拉力F做的功是W＝Fs＝1.8N×0.3m＝0.54J[5]滑轮组机械效率是η=W有W总×100%=0.4J0.54J×100%≈74%（3）[6]图丁中物体和动滑轮有4段绳子承担，所以绳端移动距离s′＝4h′＝4×0.1m＝0.4m（4）[7]实验2和3中，滑轮组相同，绳子段数相同，实验3提升的重物大于实验2，机械效率也更高，说明使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。四、计算题17．（2023上·江苏南京·九年级统考期末）如图，某型号无人机的质量为2.5kg，在水平方向上以最大速度匀速飞行6km过程中，消耗3.6×104J电能，其中60%转化为机械能。求：（1）悬停时，无人机受到的升力有多大？（2）从地面飞到离地10m高处过程中，无人机克服自重做了多少功？（3）以最大速度沿水平方向匀速飞行过程中，无人机受到的水平推力是多少？【答案】（1）25N；（2）250J ；（3）3.6N【详解】（1）无人机悬停时，对无人机进行受力分析，无人机受到重力和升力，无人机处于平衡状态，升力等于重力，则无人机受到的升力为F=G=mg=2.5kg×10N/kg=25N（2）无人机克服自重做的功为W=Gh=25N×10m=250J（3）以最大速度推进时，转化成的机械能为W机=60%×W电=60%×3.6×104J=2.16×104J水平推力为F推=W机s=2.16×104J6000m=3.6N答：（1）悬停时，无人机受到的升力为25N；（2）从地面飞到离地10m高处过程中，无人机克服自重的功为250J；（3）以最大速度沿水平方向匀速飞行过程中，无人机受到的水平推力是3.6N。18．（2022上·福建福州·九年级福建省福州第一中学校联考开学考试）抗击新冠肺炎疫情期间，我省用负压救护车转运患者进行集中隔离治疗。该车配置了负压装置，负压舱内气压小于外界气压，将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理，有效避免了病毒的传播。某次转运病人时，救护车以4.5×104W的恒定功率在平直公路上匀速行驶9×103m，用时600s。求：（1）救护车在这段时间内的速度是多少m/s？（2）救护车在这段时间内牵引力做的功是多少J？（3）救护车在平直公路上匀速行驶所受的阻力是多少N？【答案】（1）15；（2）2.7×107；（3）3000【详解】解：（1）由v=st可知，救护车在这段时间内的速度是v=st=9×103m600s=15m/s（2）由P=Wt可得，救护车在这段时间内牵引力做的功是W=Pt=4.5×104W×600s=2.7×107J（3）救护车所受的牵引力为F=Ws=2.7×107J9×103m=3000N救护车匀速行驶时处于平衡状态，根据二力平衡可得，救护车所受的阻力为f=F=3000N答：（1）救护车在这段时间内的速度是15m/s；（2）救护车在这段时间内牵引力做的功是2.7×107J；（3）救护车在平直公路上匀速行驶所受的阻力是3000N。一、单选题1．（2022上·江西南昌·九年级统考期中）如图是轱辘取水的装置，下列说法错误的是（　　）A．该装置能够省力 B．提水时克服摩擦做的功是额外功C．该装置能够省功 D．使用更轻的桶可以提高机械效率【答案】C【详解】A．轱辘是一种变形的杠杆，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，所以该装置能够省力，故A正确，A不符合题意；B．提水时，目的是提水，所以对水做的功是有用功，克服摩擦做的功是无用但又不得不做的功，所以提水时克服摩擦做的功是额外功，故B正确，B不符合题意；C．使用任何机械都不省功，故C错误，C符合题意；D．提水时，克服桶重力做的功属于额外功，使用更轻的桶，可以减少克服桶重力做的功；当有用功一定时，减少额外功，可以提高机械效率，故D正确，D不符合题意。故选C。2．（2023上·江苏南京·九年级统考期末）工人师傅用如图所示的装置将水泥从地面匀速运至高处，若水泥重为G0，桶重为G1，动滑轮重为G2，该装置的机械效率为η（不计绳重和摩擦），求工人师傅作用在绳子自由端的拉力F。下列表达式中正确的是（　　）A．F＝G03 B．F=G0+G13ηC．F=G03η+G2 D．F＝G03η【答案】D【详解】A．由图知，承担重物绳子的段数n=3，根据题意，不计绳重和摩擦，工人师傅作用在绳子自由端的拉力F=13（G0+G1+G2）故A错误；BCD．克服水泥重力做的有用功W有=G0h，绳子自由端的拉力做的总功W总=Fs=Fnh滑轮组的机械效率η=W有W总×100%=G0hFnh=G0nF所以绳子自由端拉力F=G0nη=G03η综上分析知，故BC错误，D正确。故选D。3．（2021上·江苏常州·九年级统考期末）如图所示，使用同一滑轮的甲、乙两种装置，匀速提升重均为10N的A、B两物体，已知滑轮重1N，不计绳重和摩擦，则下列说法中正确的是（　　）A．使用甲滑轮不省力但能改变力的方向B．使用乙滑轮省力也能改变力的方向C．手的拉力F乙=5ND．若A、B两物体都被提升0.5m，则手的拉力F甲做的功比F乙做的功多【答案】A【详解】AB．由图知，甲滑轮是定滑轮，乙滑轮是动滑轮；根据定滑轮和动滑轮的特点可知，使用甲滑轮不省力但能改变力的方向，使用乙滑轮省力但不能改变力的方向，故A正确、B错误；C．乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮可以省一半的力，拉力等于物体和动滑轮总重力的一半，即F乙=12G+G动=12×10N+1N=5.5N故C错误；D．两物体的重力相同，都被提升0.5m，由W有用=Gh可知，甲乙装置所做的有用功相同；不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，甲做的总功等于有用功，即W甲总＝W甲有；用乙装置提重物时，需提起动滑轮做额外功，即W乙总＝W乙有+W动，所以W甲总GB，甲机械效率大【答案】D【详解】A．若GA=GB，根据题图可知，甲滑轮组绳子承重股数为n甲=2，乙滑轮组绳子承重股数为n乙=3，不计绳重和摩擦，根据F=1n(G+G动)甲中绳子受到的拉力为F甲=12(G物+G动)乙中绳子受到的拉力为F乙=13(G物+G动)因此F甲>F乙，故乙更省力。故A错误；B．若GA=GB，甲滑轮组绳子自由端移动的速度为v甲=2v物，乙滑轮组绳子自由端移动的速度为v乙=3v物，根据P=Wt=Fst=Fv可知，甲拉力功率为P甲=F甲v甲=12(G物+G动)×2v物=(G物+G动)×v物乙拉力的功率为P乙=F乙v乙=13(G物+G动)×3v物=(G物+G动)×v物可知，拉力功率相等。故B错误；C．由于不计绳重和摩擦，因此两滑轮组克服动滑轮重力所做的功为额外功，因为动滑轮的质量相同，重力相同，且上升相同的高度，因此克服动滑轮重力所做的功相同，即两滑轮组做的额外功相同，故C错误；D．滑轮组的机械效率为η=W有W总=W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动=11+G动G两滑轮组的动滑轮重力相同，因为GA>GB，因此η甲>η乙。故D正确。故选D。6．（2023上·陕西西安·九年级校考期末）如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重1200N、底面积为200cm2的货物。货物在20s内匀速上升了4m，工人所用的拉力F为500N，不计绳重和摩擦。下列分析和计算正确的是（　　）A．工人拉绳的速度为0.2m/sB．右侧滑轮可以省功C．滑轮组的机械效率为80%D．增大提升货物的质量，该滑轮组的机械效率变小【答案】C【详解】A．由图可知滑轮组随后绳子n=3，绳子自由端移动的距离s=nh=3×4m=12m人拉绳子的速度v=st=12m20s=0.6m/s故A错误；B．根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故B错误；C．滑轮组的机械效率η=W有W总=GhFs=GhF⋅nh=GnF=1200N3×500N×100%=80%故C正确；D．不计绳重和摩擦，提升更重的物体，由W有=Gh可知，有用功W有增大，由W＝G动h可知，额外功W额外不变，由η=W有W总=W有W有+W额外=11+W额外W有可知，机械效率变大，故D错误。故选C。二、填空题7．（2023上·广东广州·九年级执信中学校考期末）用图甲、乙两种方式匀速提升重为120N的物体，所用拉力分别为F甲、F乙，甲、乙的机械效率分别为η甲、η乙，已知滑轮重30N、绳重和摩擦力不计。则F甲 F乙，机械效率η甲 η乙。（两空均选填“>、<或=”）【答案】 > >【详解】[1]由图可知，甲滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力，则甲图绳的拉力F甲=G=120N乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，则F乙=G+G动2=120N+30N2=75N由以上分析可知，F甲>F乙。[2]两幅图中的W有是克服物体重力做的功，由于匀速提升相同的物体，则有用功是相同的，但乙图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功，比甲图中做的总功要多，所以结合机械效率公式η=W有W总可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小，所以η甲>η乙。8．（2023上·安徽亳州·九年级统考期末）如图所示，某人利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为600N的物体，拉力F的大小为75N。若物体与地面之间的摩擦力为90N，则滑轮组的机械效率为 。【答案】60%【详解】由图知绳子的有效段数n=2拉力端移动距离与物体移动距离的关系为s=ns物拉力做的有用功即克服摩擦力做的功W有用=fs物，拉力做的总功，W总=Fs滑轮组的机械效率η=W有W总=fs物Fs=fs物F×2s物=fF×2=90N2×75N=60%9．（2023上·江苏南京·九年级统考期末）如图所示，用力F1直接将物体B匀速提升高度h，F1做功40J。若借助斜面用力F2沿斜面方向把同一物体B匀速推至相同高度，B沿斜面通过距离s=2ℎ，若斜面的机械效率是40%，则F2做功为 J，F1:F2= ；若s=2m，则B与斜面间的摩擦力为 N。【答案】 100 4:5 30【详解】[1]用F1的力直接将物体B匀速提升h，F1做的功为40J，即有用功： W有=40J，用斜面把物体B匀速提升相同的高度，F2做的功是总功，由η=W有W总可得，F2做的功为W总=W有η=40J40%=100J[2]由W有W总=F1hF2s=F1hF2⋅2h=F12F2=40J100J可得F1F2=45[3] F2做的额外功为W额=W总-W有=100J−40J=60J则B与斜面间的摩擦力f=W额s=60J2m=30N10．（2023上·广东广州·九年级广州四十七中校考期末）如图所示，分别使用甲、乙、丙三种方式把同一物体M匀速提升至相同高度（绳长不变），测得各拉力大小如图：（1）利用机械丙提升物体M时 （选填“省力、费力、不省力也不费力”）；（2）F乙和F丙两个力所做的功分别为W乙、W丙，则W乙 W丙 （选填“>、<、=”）；（3）机械乙与机械丙的效率分别为η乙、η丙，则η乙 η丙（选填“>、<、=”）。【答案】 省力 < >【详解】（1）[1]由甲图可知此物体的重力等于竖直向上的拉力GM=F甲=10N图丙机械是一个动滑轮，相当于一个省力杠杆，但是由于此时动滑轮自身有重力，导致最终拉力F丙=11N>GM故此时利用丙装置费力。（2）[2]分别使用甲、乙、丙三种方式把同一物体M匀速提升至相同高度（绳长不变），假设提升的高度为h，F乙自由端移动的距离为h，F丙自由端移动的距离为2h，则W乙=F乙h=11N×h，W丙=F丙×2h=22N×h故W乙η丙11．（2022上·江苏镇江·九年级统考期中）跳绳是校运会的比赛项目之一，如图是体重为480N的某同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像。由图可知，她每跳一次克服自身重力所做的功为 J，她1min内跳绳 次，克服重力做功的平均功率为 W。【答案】 24 150 60【详解】[1]由图像可知，某同学每次跳的高度为5cm，则他每跳一次所做的功为W=Gh=480N×5×10-2m=24J[2]由图像可知，他在0.4s内完成一次跳绳动作，所以在1min内跳绳的次数n=600.4次=150次[3]克服重力做功的功率为P=Wt=24J0.4s=60W12．（2023上·吉林长春·九年级校考阶段练习）用图甲的滑轮组运送货物上楼，图乙记录了滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，分析可知动滑轮重为 N，当某次运送重为460N的货物时，绳子的拉力F= N，滑轮组的机械效率η= %。（不考虑绳重和摩擦）  【答案】 40 250 92【详解】[1]由图乙可知，运送货物G=120N时，滑轮组的机械效率η=75%不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率η=W有W总=W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动=120N120N+G动×100%=75%解得G动=40N[2]由图可知，绳子承重段数n=2不计绳重和摩擦，运送460N的货物时绳子的拉力F=1nG'+G动=12×460N+40N=250N不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率η'=W有'W总'=G'hFs=G'hFnh=G'nF=460N2×250N×100%=92%三、实验题13．（2023上·广东广州·九年级广州市增城区凤凰城中英文学校校考期末）（1）小明借助图所示的滑轮组把100N的拉力把重为200N的物块匀速提升1m，绳子自由端移动了3m。①请根据该信息在图1上画出正确的绕线方式 ；②拉力所做的功的大小为 ；③滑轮组的机械效率为 ；（保留一位小数）（2）小明在对整个滑轮组进行受力分析时，得出以下关系式：G轮＝3F拉﹣G物，并利用该关系式求出该动滑轮的重力为100N。你觉得求出的结果符合实际吗？请说明理由 ；（3）如图2所示，小明分别使用甲、乙两种机械匀速提升同一物体M到同一高度，测得两次拉力和物体M所受的重力如表所示；①使用甲提升物体M时 （选填“省力”、“费力”或“既不省力也不费力”）；②使用乙提升物体M时 （选填“省力”、“费力”或“既不省力也不费力”）；③甲的机械效率 （选填“大于”、“等于”或“小于”）乙的机械效率。【答案】 300J 66.7% 没有考虑绳子重和机械之间的摩擦 费力 既不省力也不费力 大于【详解】（1）[1]物块匀速提升1m，绳子自由端移动了3m，绳子的有效段数为n=sh=3m1m=3滑轮组的连接如下所示[2]用100N的拉力把绳子自由端移动了3m，拉力所做的功的大小为W总＝Fs＝100N×3m＝300J[3]把重为200N的物块匀速提升1m，做的有用功为W有＝Gh＝200N×1m＝200J滑轮组的机械效率为η=W有W总×100%＝200J300J×100%≈66.7%（2）[4]在不考虑绳子重和机械之间的摩擦的条件下，作用在绳子自由端的拉力为F＝1n（G+G动）则动滑轮的重力G动＝3F拉﹣G物故利用该关系式求出该动滑轮的重力为100N不符合实际，原因是没有考虑绳子重和机械之间的摩擦。（3）[5]由表中数据可知F甲＞GM故使用甲提升物体M时费力。[6]由于F乙＝GM使用乙提升物体M时既不省力也不费力。[7]设甲乙中将物体提升的高度为h，根据W有用＝Gh做的有用功W有用甲=W有用乙  ①甲中做的总功W总甲＝F甲h乙中绳子的有效段数为2，则绳子自由端移动的距离为s＝2h乙中做的总功为W总乙＝F甲2h  ②因W总甲＜W总乙  ③机械效率η=W有用W总×100%  ④由①②③④得出甲的机械效率大于乙的机械效率。14．（2023上·广东潮州·九年级统考期末）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）实验中要求用沿平行斜面向上的力拉木块在斜面上做 运动，该过程中木块的机械能 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；（2）第2次实验中，拉力所做的有用功为 J，斜面的机械效率为 ，斜面对木块的摩擦力为 N；（3）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是： ；（4）试列举出生活中利用斜面的一个实例： 。【答案】 匀速直线 变大 0.9 50% 0.9 当接触面粗糙程度一定时，斜面越陡，其机械效率越高 盘山公路【详解】（1）[1]实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速直线运动，木块处于平衡状态，测力计示数才恒定。[2]该过程中，木块动能不变，随着高度增大，重力势能变大；机械能为动能和势能之和，因此机械能变大。（2）[3][4][5]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斜面的机械效率η=W有用W总=0.9J1.8J=50%额外功W额=W总﹣W有=1.8J﹣0.9J=0.9J根据W额=fs可得摩擦力f=W额s=0.9J1m=0.9N（3）[6]由表中数据可知：当接触面粗糙程度一定时，斜面越陡，斜面的机械效率越高。（4）[7]生活中利用斜面的实例：盘山公路。15．（2022上·江苏扬州·九年级统考期中）某兴趣小组的同学在探究“影响滑轮组机械效率的因素”时，提出了如下猜想：猜想一：滑轮组的机械效率与绕绳方式有关；猜想二：滑轮组的机械效率与物重有关；猜想三：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关。为了验证上述猜想，兴趣小组的同学进行了如下实验，实验装置如图所示。（1）兴趣小组的小明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”或“错误”）；（2）组员通过更换滑轮组，改变钩码质量，测得数据如表所示：①请将表中的数据填写完整；②分析数据可知第3次实验是用 （选填“丙”或“丁”）图所示装置做的实验；③不计摩擦及绳重，分析1、2两次实验数据可知猜想一 （选填“正确”或“错误”）；④通过比较 两次实验数据可得出结论：使用相同滑轮组提升物体时，物体越重，滑轮组机械效率越 ；（3）根据表格中的数据分析可知：随着物重的增大，额外功 （选填“变小”、“变大”或“不变”）；（4）如果用图乙中滑轮组装置提升7N的重物，则它的机械效率可能是 。A．73%　　B．81%　　C．88%【答案】 80% 错误 丙 错误 2、3 高 变大 B【详解】[1]第4次实验的机械效率为η=W有W×100%=GhFs×100%=8N×0.1m2.5N×0.4m×100%=80%（1）[2]测滑轮组的机械效率，需要匀速拉动绳子，并且要在拉动中读弹簧测力计的示数，如果静止读数，绳子与滑轮之间的摩擦力就不能测量，额外功就会减小，在有用功一定时，会导致机械效率变大，故该做法错误。（2）[3] ②由表格中数据得，第3次实验时，吊着动滑轮绳子段数n=sh=0.3m0.1m=3故选丙。[4]③在比较滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时，应保持滑轮组相同、物重相同，只改变绳子绕法，据此分析第1、2两次实验可知机械效率都为74%；故猜想一错误。[5][6]④研究同一滑轮组提升重物时，滑轮组机械效率与提升物体的重力的关系时，要控制滑轮组相同、绕绳方式也相同；只改变提升物体的重力，故通过比较2、3可得出同一滑轮组提升物重越大滑轮组机械效率越大。（3）[7]第2次实验时，额外功W1＝Fs﹣Gh＝1.8N×0.3m﹣4N×0.1m＝0.14J同理可求出第3次实验时的额外功W2＝0.16J故可知随着提升物重的增大，额外功增大。（4）[8]同一滑轮组提升物重越大滑轮组机械效率越大，故物重7N时的机械效率小于物重8N但大于物重4N的，故AC不符合题意，B符合题意。故选B。四、计算题16．（2023上·江苏徐州·九年级统考期末）如图所示，人静止站在地面上用200N的力向下拉绳子，将物体匀速向上提升1m，滑轮组的机械效率为80%。求：（1）人拉绳子所做的功；（2）物体的重力。【答案】（1）400J；（2）320N【详解】解：（1）由图可知，滑轮组有2段绳子吊着物体，即n=2将物体匀速向上提升1m，即h=1m所以，人拉绳端向下移动的距离为s=nh=2×1m=2m已知人拉绳子的力为F=200N那么人拉绳子所做的功为W =Fs=200N ×2m=400J（2）滑轮组的机械效率为η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF所以，物体的重力为G=ηnF=80%×2×200N=320N答：（1）人拉绳子所做的功为400J；（2）物体的重力为320N。17．（2023下·广东梅州·八年级统考期末）如图甲所示的装置，A是质量为1.2kg的物体，绳子自由端能承受的最大拉力为24N，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间t变化关系如图丙所示，忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。问：（1）1~2s内拉力F的功率为多少？（2）动滑轮的重力为多少？（3）此装置匀速提升重物的最大机械效率为多少？（若除不尽，结果保留小数点后一位）【答案】（1）40W；（2）8N；（3）83.3%【详解】解：（1）由图象知，1~2s内拉力F=10N，A上升速度vA=2m/s，由图甲知，通过动滑轮绳子的段数n=2，所以绳端的速度v=2vA=2×2m/s=4m/s拉力F的功率P=Fv=10N×4m/s=40W（2）物体的重力GA=mg=1.2kg×10N/kg=12N忽略绳重及摩擦，动滑轮重力G动=nF-GA=2×10N-12N=8N（3）当绳端拉力达到最大时，提起物体的重力最大G大=nF大-G动=2×24N-8N=40N同一滑轮组提起的物体越重，效率越高，所以此装置最大机械效率η=W有用W总×100%=G大hF大s×100%=G大hF大nh×100%=G大nF大×100%=40N2×24N×100%≈83.3%答：（1）第1~2s内拉力F的功率为40W；(2)动滑轮的重力为8N；（3）此装置匀速提升重物的最大机械效率为83.3%。18．（2023下·北京·八年级北京市第十二中学校考期中）如图所示，工人用滑轮组缓慢地打捞沉没在水中的重物，当重物全部在水中匀速上升时，拉力F为200N，滑轮组的机械效率为75％。当重物离开水面后匀速上升过程中拉力F'为500N，不计绳重和摩擦。求：（1）物体的重力；（2）物体出水后匀速上升过程中滑轮组机械效率。  【答案】（1）900N；（2）90％【详解】解：（1）由图得，滑轮组n=2当重物全部在水中匀速上升时，拉力F为200N，滑轮组的机械效率为75％不计绳重和摩擦，η=W有W总×100％=G−F浮hFs×100％=G−F浮hF⋅nh×100％=G−F浮nF×100％得G−F浮=ηnF=75％×2×200N=300N由滑轮组省力特点得F=G−F浮+G动n=200N解得G动=100N当重物离开水面后匀速上升过程中拉力F'为500N，由滑轮组省力特点得F'=G+G动n=500N则物体的重力G=nF'−G动=2×500N-100N=900N（2）不计绳重和摩擦，物体出水后匀速上升过程中滑轮组机械效率η'=W'有W'总×100％=GhF's×100％=G⋅hF'⋅2h×100％=G2F'×100％=900N2×500N×100％=90％答：（1）物体的重力900N；（2）物体出水后匀速上升过程中滑轮组机械效率90％。19．（2023上·广东茂名·九年级统考期末）如图所示，重为40N的物体A在拉力F的作用下，5s内被匀速提高了0.5m，拉力F做的功随时间变化的图像如图所示。求：（1）拉力F的功率？（2）有用功的大小？（3）机械效率是多少？（4）如果不计绳重与摩擦，动滑轮重力是多少？【答案】（1）5W；（2）20J；（3）80%；（4）10N【详解】解：（1）由图乙可知，5s内拉力F做功25J，则拉力F的功率P=Wt=25J5s=5W（2）有用功为W有=Gh=40N×0.5m=20J（3）机械效率为η=W有W×100%=20J25J×100%=80%（4）额外功为W额=W-W有=25J-20J=5J由于不计绳重和摩擦，则克服动滑轮重所做的功为额外功，那么动滑轮重为G动=W额h=5J0.5m=10N答：（1）拉力F的功率是5W；（2）有用功的大小是20J；（3）机械效率是80%；（4）如果不计绳重与摩擦，动滑轮重力是10N。序号动滑物重G动/N物重G/N物体上升的高度h/m绳端受到的拉力F/N绳端移动的距离s/m滑轮组的机械效率η/%10.510.10.60.355.620.520.11.00.366.730.540.10.3次数倾斜程度物块重力G/N斜面高h/m拉力F/N斜面长s/m机械效率η1较缓50.22.4141.7%2较陡50.53.2178.1%3最陡50.74.3181.4%实验次数钩码总重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η140.12.70.274%240.11.80.3/380.13.10.386%480.12.580%F甲F乙GM5.5N5N5N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30.21.6137.5%2较陡30.31.813最陡30.42.0160%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η140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.20.383%480.12.50.4