初中物理苏科版九年级全册5 机械效率课后复习题

第5节 机械效率

一．选择题（共17小题）

1．（2019•新疆）用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组甲和乙，分别匀速提升同一重物时，滑轮组甲和乙的机械效率分别为80%和75%，不计绳重和摩擦，滑轮组甲和乙中的动滑轮重力之比为（　　）

A．4：3 B．3：4 C．5：4 D．4：5

2．（2019•福建）工人用如图的机械将物体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滑轮＝9：1，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为（　　）

A．10% B．45% C．80% D．90%

3．（2019•荆州）湖北省第二届园林博览会将于2019年9月28日在荆州开幕。在某场馆建设中，采用了如图所示的装置提升重物，当工人师傅们用1000N的拉力F向下拉绳，使重1600N的重物匀速上升了5m，此过程中克服绳重和摩擦做功500J，下列说法中正确的是（　　）

A．拉力F做功为5×103 J 

B．缠绕在动滑轮上每股绳的拉力为800N 

C．动滑轮重为300N 

D．滑轮组的机械效率为75%

4．（2019•泸州）用如图所示的滑轮组匀速竖直提升物体，不计一切摩擦和绳重。下列判断正确的是（　　）

A．该滑轮组绳自由端拉力F的大小一定等于所提物体重力的三分之一 

B．用该滑轮组提升不同的物体，物体越重，其机械效率越大 

C．用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，其机械效率相等 

D．其他条件不变，仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，其机械效率变大

5．（2019•宜昌）如图所示的吊车有大小两个吊钩，在确保安全的前提下，下列关于吊车机械效率说法正确的是（　　）

A．吊起相同货物，使用小吊钩机械效率高 

B．吊起相同货物，上升速度快机械效率高 

C．每次吊起的货物越少，机械效率越高 

D．货物升高的高度越高，机械效率越高

6．（2019•鄂州）如图所示，利用动滑轮将重力为100N的物体在5s内匀速竖直提升，拉力F为60N，绳子自由端移动的距离为2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．物体移动的速度为0.4m/s 

B．所做的有用功为200J 

C．动滑轮的机械效率为60% 

D．拉力F的功率为24W

7．（2019•烟台）在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素“时，同学们提出了下列猜想

（1）滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重力有关；

（2）滑轮组机械效率高低可能与被提升的物重有关；

（3）滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；

（4）滑轮组机械效率高低可能与承重绳子股数有关。

小明同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的猜想，则该实验

验证的猜想是（　　）

A．（1） B．（2） C．（3） D．（4）

8．（2019•通辽）如图所示，利用滑轮组在2s内将重400N的物体匀速提升了1m，所用拉力F为150N．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2m/s 

B．动滑轮的总重为100N 

C．滑轮组的机械效率为83.3% 

D．提升更重的物体，滑轮组的机械效率会变小

9．（2019•长春）如图所示，用甲、乙滑轮组在相同时间内分别将A、B物体匀速提升相同高度，已知物体受到的重力GA＞GB，滑轮组的机械效率”η甲＜η乙（忽略绳重和摩擦）。下列判断正确的是（　　）

A．两滑轮组绳端移动的距离相等 

B．甲滑轮组的有用功比乙的少 

C．甲滑轮组的总功率比乙的小 

D．甲滑轮组的动滑轮比乙的重

10．（2019•聊城）如图所示，用滑轮组提升重100N的物体时，在10s内绳子自由端被匀速拉下6m。已知拉绳子的力F为60N，不计绳重和摩擦，则在此过程中（　　）

A．物体被提升了2m              B．所做的有用功是300J 

C．拉力F的功率是30W          D．滑轮组的机械效率是55.6%

11．（2019•绵阳）如图所示，斜面长20m、高10m，固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上40N的拉力，在20s内把重60N的物体沿斜面向上匀速拉动了10m。在此过程中（　　）

A．斜面的机械效率是66.7% 

B．斜面的机械效率是75% 

C．该同学对物体做功的功率是10W 

D．该同学对物体做功的功率是30W

12．（2019•济宁）两个滑轮按图所示的方式组合，用5N的拉力F拉动绳端，使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9N．下列选项正确的是（　　）

A．A是定滑轮，B是动滑轮 

B．拉力F做的功为5J 

C．拉力F的功率为1.8W 

D．滑轮组的机械效率为90%

13．（2018•莱芜）如图所示，用30N的拉力F沿水平方向拉绳子的一端，使重400N的物体A以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速运动了10s，已知滑轮组的机械效率为80%，则此过程中（　　）

A．绳子自由端移动的距离为1m 

B．滑轮组对物体A的水平拉力为90N 

C．拉力F的功率为3W 

D．拉力F所做的有用功为72J

14．（2018•鄂尔多斯）质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼。已知工人在1min内将货物匀速提高6m，作用在钢绳的拉力为400N，滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示（机械中摩擦和绳重均不计）。下列说法正确的是（　　）

A．作用在钢绳上的拉力的功率为400W 

B．动滑轮的重力为200N 

C．人对绳子的最大拉力为1000N 

D．该滑轮组的最大机械效率为83.3%

15．（2018•巴彦淖尔）如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为G1、G2的货物提高相同的高度（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（　　）

A．用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变 

B．若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率 

C．若G1＝G2，则拉力F1与F2所做的总功相等 

D．若G1＝G2，则甲、乙滑轮组所做的额外功相等

16．（2018•郴州）如图所示，在相同时间内，用大小相同的拉力F把等质量的甲、乙两物体沿斜面AB、AC从低端拉到斜面顶端。F对物体做功的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙．下列分析正确的是（　　）

A．P甲＞P乙，η甲＜η乙 B．P甲＜P乙，η甲＜η乙 

C．P甲＜P乙，η甲＞η乙 D．P甲＞P乙，η甲＞η乙

17．（2019•荆门）如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦的影响，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，则下列判断正确的是（　　）

①A物体比B物体轻          ②提升A的拉力较大

③提升A所做的额外功较少    ④提升A做的有用功较多

A．只有①③ B．只有②④ C．只有②③ D．只有①④

二．填空题（共9小题）

18．（2019•怀化）如图所示，用滑轮组将重为100N的物体匀速提升3m，拉力F所做的总功为400J．则在这个过程中拉力F做了　   　J的有用功。该滑轮组的机械效率是　   　。

19．（2019•哈尔滨）如图，用2N的拉力匀速竖直向上拉绳子自由端，将重为3.5N物体提升0.1m，不计绳重与摩擦，动滑轮机械效率为　   　；若物体重力变大，则动滑轮机械效率将　   　。

20．（2019•黑龙江）如图所示，小聪用滑轮组拉动水平地面上重为500N的物体A，使它匀速前进2m，地面对它的摩擦力为150N，小聪施加的拉力F＝100N（忽略绳重和滑轮重），则滑轮组做的有用功为　   　J，滑轮组的机械效率为　   　。

21．（2019•娄底）既可以省力，又可以改变用力方向的滑轮是　   　（选填“定滑轮”“动滑轮”或“滑轮组”）；利用一个效率为90%的杠杆做100J的总功，其中额外功是　   　J。

22．（2019•重庆）如图，用大小为500N的拉力F通过滑轮组将重为800N的物体匀速提升10cm，不计绳重与摩擦，拉力F移动的距离为　   　cm，滑轮组的机械效率是　   　%。

23．（2018•莱芜）如图所示，斜面长为s＝2m，高为h＝1m。装卸工人用沿斜面向上的拉力F将重1000N的货物从斜面底端匀速拉到顶端，用时10s，不计空气阻力，斜面的机械效率为80%，则工人拉力F的功率为　   　W，货物在运动过程中受到斜面的摩擦力为

   　   　N。

24．（2019•开平区二模）如图所示，某建筑工人用400N的拉力将一重900N的重物在10s内匀速提升了1m，若不计绳重和滑轮间的摩擦。绳子自由端移动的距离是　   　m，拉力的功率是　   　W，此滑轮组的机械效率是　   　。

25．如图所示，手用F1的力直接将物体B匀速提升h，F1做功为400J；若借助滑轮组把B匀速提升相同高度，滑轮组机械效率是80%，则F2做功为　   　J，已知B的重力为100N，忽略绳重和摩擦，则动滑轮的重力为　   　N，若增加B的重力，则滑轮组机械效率会　   　（填“增加”、“减小”或“不变”）。

26．（2019•宁夏）如图所示，用滑轮组将重为400N的物体匀速提升了1m。已知拉力F为250N，则提升重物的过程中，滑轮组的机械效率是　   　。请写出一种提高此滑轮组机械效率的方法：　   　。

三．实验探究题（共9小题）

27．（2019•仙桃）小明实验小组做“测量滑轮组的机械效率”的实验，实验装置如图甲、乙所示。

（1）按照甲图装置实验，小明应竖直向上　   　拉动弹簧测力计，使钩码从A处升高到A′处。由图可知拉力为　   　N，钩码上升的高度为　   　cm。

（2）小明实验小组又用图乙的实验装置进行实验，实验数据记录在表中。

①根据表格中的数据，请在图乙中画出实验时绳子的绕法（要求向下拉绳子的自由端使钩码升高）。

②由表格数据可知，第一次实验时的拉力是　   　N（结果精确到0.1N）；第二次实验时滑轮组的机械效率是　   　（结果精确到1%）。

③由两次实验可知，用同一滑轮组提升重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越　   　（选填“高”或“低”）。

28．（2019•玉林）小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示：

（1）根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离s＝　   　m，机械效率η＝　   　。

（2）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　   　。

（3）在忽略摩擦力和绳重的前提下，通过第1次数据可算出动滑轮的重力为　   　N。

（4）以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是　   　

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

29．（2019•淄博）在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。

（1）为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在下表中。

①比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码　   　，机械效率越高。

②比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与　   　有关。

③比较　   　两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。

④第5次实验室利用了图　   　的装置完成的，判断依据是　   　。

⑤利用图甲的装置，把重4N的物体用2.5N的拉力迅速拉起，滑轮组的机械效率为　   　。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。

（2）小明利用图丙装置实验发现：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。

（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功：进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都　   　。

30．（2019•绥化）如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置。测得的实验数据如表。

（1）实验过程中，应竖直向上　   　拉动弹簧测力计。

（2）第三次实验中滑轮组的机械效率是　   　。

（3）分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重　   　，滑轮组的机械效率越高。

（4）若在第三次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，则拉力F的功率为　   　W

（5）创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验，每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值，则创新小组测量值偏大的原因可能是　   　。（填字母）

A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方

B．弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升

C．所使用的动滑轮的重力小于智慧小组

31．（2019•安顺）小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况及滑轮组的机械效率”，使用了如图所示的实验装置。实验前，小军用轻质弹簧测力计测得动滑轮的重力为1.0N，每个钩码的重力为0.5N，实验过程中，小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量，分别记下了每次所挂钩码的重力及对应的轻质弹簧测力计示数（见下表）

（1）分析实验数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，使用该滑轮组　   　（选填“省力”或“不省力”）

（2）在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为　   　

（3）小军同学又研究了滑轮组水平拉动物体的情况，用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置B，请在图中画出最省力的绕线方法：物块移动的距离为　   　cm；若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，该滑轮组的机械效率为　   　。

32．（2019•邵阳）某物理兴趣小组在测量滑轮组的机械效率，实验过程如下：

①用弹簧测力计测量沙和袋所受总重力G并填入表格。

②按图安装滑轮组，分别记下沙袋和绳端的位置。

③匀速拉动弹簧测力计，使沙袋升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出沙袋上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表格。

④算出有用功W有，总功W总，机械效率η。

⑤改变沙袋中沙子的重量，重复上面的实验。

请根据实验过程和实验记录，思考并回答：

（1）在第一次实验中，粗心的小冬同学忘记在表格中填写绳端移动的距离s，你认为s应该为　   　m。

（2）根据表中数据，可计算得出第二次实验的机械效率为　   　。

（3）根据表中数据，分析得出所用动滑轮的重为　   　N．（绳重和摩擦忽略不计）

（4）分析三次实验中的数据，可以发现用同一个滑轮组提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率　   　。（选填“越大”、“越小”或“不变”）

33．（2019•黄石）探究小组为探究影响滑轮组的机械效率的因素，实验装置如图所示，数据如表所示。

（1）请把表格中三个未完成的空补充完整。

（2）甲同学根据表格数据可以得出钩码重力逐渐增大，滑轮组机械效率　   　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。请你解释出现这种现象的原因　   　。

（3）乙同学进一步研究，测出动滑轮的质量为100g，根据表格中的数据得出：总功总是大于有用功与克服动滑轮重力的功之和，即：W总＞W有+W轮，他猜测还有　   　因素影响机械效率。（答一种因素即可）

（4）丙同学计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值△W＝W总﹣W有﹣W轮，通过比较第1、2和　   　组的数据，发现重物的重力越大，差值△W　   　（选“越大”、“越小”或“不变”），请你利用所学知识对此作出解释　   　。

34．（2019•遂宁）在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某组同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验，记录的实验效据如下表：

（1）根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是　   　（选填“甲”或“乙“）滑轮组。

（2）在第一次实验中，当　   　拉动滑轮组时，弹簧测力计示数如图丙所示，拉力F为　   　N；该次实验滑轮组的机械效率是　   　（计算结果精确到0.1%）。

（3）机械效率是机械性能好坏的重要标志结合生产生活实际，分析实验数据可知，下列提高机械效率的措施不可行的是　   　（选填符号）

A．增加所提物重  B．减轻机械自重C．机械加润滑油  D．增加重物上升高度

35．（2019•眉山）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。实验测得的数据如下表：

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，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，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：　   　。

四．计算题（共4小题）

36．（2019•天津）用如图所示的滑轮组，将一重为450N的物体以0.1m/s的速度匀速向上提起2m，拉力F为200N．求：

（1）滑轮组的机械效率；

（2）拉力F的功率。

37．（2019•凉山州）如图所示，用滑轮组匀速提起重1000N的物体，使物体上升10m，所用拉力为400N，若绳重和摩擦不计，求：

（1）滑轮组的机械效率；

（2）若用此装置匀速提起1200N的重物，则拉力又为多少N。

38．（2019•攀枝花）如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G＝9×104N的货物A沿斜面向上匀速运动。货物A的速度为v＝2m/s，经过t＝10s，货物A竖直升高h＝10m。已知汽车对绳的拉力F的功率P＝120kW，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求：

（1）t时间内汽车对绳的拉力所做的功；

（2）汽车对绳的拉力大小；

（3）斜面的机械效率。

39．（2019•齐齐哈尔）图甲是某起重船的示意图，A处为卷扬机，吊臂前端滑轮组如图乙所示。在一次吊装施工中，当起重船从运输船上吊起重物时，起重船浸入海水中的体积增加了18m3，重物在空中匀速竖直上升了3m，所用时间为30s。已知动滑轮总重为2×104N，不计钢丝绳重及摩擦。（ρ海水＝1.0×103kg/m3）

（1）求该重物的重力是多少？

（2）求钢丝绳拉力F做功的功率是多少？

（3）求该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率。

40．（2019•自贡）小明和小强在测“滑轮组机械效率”的实验中，一同学组装好如图所示实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。

（1）实验时，小明　   　竖直向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，弹簧测力计读数为0.5N；同时小强也用刻度尺测出钩码被提升的高度为10cm，以上测量结果准确无误，其他被测物理量和计算数据记录如表：

（2）小明和小强通过计算得出该滑轮组机械效率为100%，他们意识到出现了错误，请你帮他俩找出错误的原因：　   　。

（3）该滑轮组的机械效率实际为　   　（精确到0.1%）。

（4）在实验中，若将钩码的重增加到6N，则该滑轮组的机械效率将　   　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

答案与解析

一．选择题（共17小题）

1．（2019•新疆）用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组甲和乙，分别匀速提升同一重物时，滑轮组甲和乙的机械效率分别为80%和75%，不计绳重和摩擦，滑轮组甲和乙中的动滑轮重力之比为（　　）

A．4：3 B．3：4 C．5：4 D．4：5

【分析】不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝，

用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组甲和乙，分别匀速提升同一重物时，滑轮组甲和乙的机械效率分别为80%和75%，由此列出2个方程，求出动滑轮重与物重的关系，据此可求甲乙动滑轮重力之比。

【解答】解：不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝，

用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组甲和乙，分别匀速提升同一重物时，滑轮组甲和乙的机械效率分别为80%和75%，则可知物重相同（都为G），设两动滑轮重分别为G甲动、G乙动，

则有：η甲＝＝80%﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，

η乙＝＝75%﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，

由①可得G甲动＝G，由②可得G乙动＝G，

所以，甲乙动滑轮重力之比：

G甲动：G乙动＝G：G＝3：4。

故选：B。

【点评】本本题考查了滑轮组机械效率公式的应用，关键是利用公式η＝＝＝＝（不计绳重及摩擦）。

2．（2019•福建）工人用如图的机械将物体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滑轮＝9：1，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为（　　）

A．10% B．45% C．80% D．90%

【分析】忽略绳重与摩擦的影响，则克服动滑轮重力所做的功为额外功，机械效率η＝＝＝＝可求。

【解答】解：物体的重力与滑轮的重力之比G物：G轮＝9：1，G＝9G轮，

忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率：

η＝＝＝＝＝＝90%。

故选：D。

【点评】本题考查了动滑轮机械效率，常见题目。

3．（2019•荆州）湖北省第二届园林博览会将于2019年9月28日在荆州开幕。在某场馆建设中，采用了如图所示的装置提升重物，当工人师傅们用1000N的拉力F向下拉绳，使重1600N的重物匀速上升了5m，此过程中克服绳重和摩擦做功500J，下列说法中正确的是（　　）

A．拉力F做功为5×103 J 

B．缠绕在动滑轮上每股绳的拉力为800N 

C．动滑轮重为300N 

D．滑轮组的机械效率为75%

【分析】（1）由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2h，利用W＝Fs求拉力F做功；

（2）缠绕在动滑轮上每股绳的拉力都等于绳子末端的拉力；

（3）利用W＝Gh求拉力做的有用功，拉力做的额外功等于总功减去有用功，知道此过程中克服绳重和摩擦做功，可求提升动滑轮做的额外功，再利用W＝Gh求动滑轮重力；

（4）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。

【解答】解：

A、由图知，n＝2，拉力端移动距离：s＝2h＝2×5m＝10m，

拉力F做功：W总＝Fs＝1000N×10m＝1×104J，故A错；

B、已知绳子末端的拉力F为1000N，则缠绕在动滑轮上每股绳的拉力都为1000N，故B错；

C、拉力做的有用功：W有用＝Gh＝1600N×5m＝8×103J，

拉力做的额外功：W额总＝W总﹣W有用＝1×104J﹣8×103J＝2×103J，

此过程中克服绳重和摩擦做功W额1＝500J，

提升动滑轮做的额外功：W额2＝W额总﹣W额1＝2×103J﹣500J＝1.5×103J，

由W＝Gh可得动滑轮重力：

G轮＝＝＝300N，故C正确；

D、滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝80%，故D错。

故选：C。

【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、额外功、机械效率的计算，要知道：拉力做的额外功等于克服绳重和摩擦做功与提升动滑轮做功之和。

4．（2019•泸州）用如图所示的滑轮组匀速竖直提升物体，不计一切摩擦和绳重。下列判断正确的是（　　）

A．该滑轮组绳自由端拉力F的大小一定等于所提物体重力的三分之一 

B．用该滑轮组提升不同的物体，物体越重，其机械效率越大 

C．用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，其机械效率相等 

D．其他条件不变，仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，其机械效率变大

【分析】（1）由图知，n＝3，不计一切摩擦和绳重，拉力F＝（G+G轮）；

（2）不计一切摩擦和绳重，用该滑轮组提升不同的物体，η＝＝＝＝；

（3）用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，好像滑轮组提升的物体重力不同，其机械效率不相等；

（4）若只将滑轮组中的动滑轮重力变大，将同一物体提升相同的高度（其他条件相同），有用功相同、额外功增大、总功增大，有用功与总功的比值减小。

【解答】解：

A、由图知，n＝3，不计一切摩擦和绳重，拉力F＝（G+G轮）＞G，所以拉力F的大小大于所提物体重力的三分之一，故A错误；

B、不计一切摩擦和绳重，用该滑轮组提升不同的物体，则η＝＝＝＝，可见提升的物体越重，其机械效率越大，故B正确；

C、用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，由于物体在水中受到浮力，就好比用滑轮组提升的物体重力变小，所以其机械效率不相等，故C错误；

D、仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，将同一物体提升相同的高度（其他条件相同），有用功相同，由W额＝G动h可知额外功增大，则总功增大，有用功与总功的比值减小，机械效率减小，故D错误。

故选：B。

【点评】本题考查了使用滑轮组时拉力、机械效率的计算，注意利用好条件：不计一切摩擦和绳重。

5．（2019•宜昌）如图所示的吊车有大小两个吊钩，在确保安全的前提下，下列关于吊车机械效率说法正确的是（　　）

A．吊起相同货物，使用小吊钩机械效率高 

B．吊起相同货物，上升速度快机械效率高 

C．每次吊起的货物越少，机械效率越高 

D．货物升高的高度越高，机械效率越高

【分析】在物理学中，我们把有用功与总功的比值称为机械效率，即机械效率的高低与有用功的大小、总功的大小或额外功的大小有关；故利用控制变量的方法分析判断即可。

【解答】解：

（1）使用小吊钩吊起相同货物时，小吊钩（小动滑轮）的重力小，做的额外功少，在有用功一定的情况下，总功小，其机械效率高，故A正确；

（2）由机械效率公式η＝＝＝可知，机械效率的高低与上升速度、货物升高的高度无关，故BD错误；

（3）每次吊起的货物越少，有用功越少，有用功在总功中所占比例越小，所以机械效率越低，故C错误。

故选：A。

【点评】本题考查了学生对机械效率概念的了解与掌握，明确机械效率是指有用功跟总功的比值是关键，机械效率大是指有用功跟总功的比值大。

6．（2019•鄂州）如图所示，利用动滑轮将重力为100N的物体在5s内匀速竖直提升，拉力F为60N，绳子自由端移动的距离为2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．物体移动的速度为0.4m/s 

B．所做的有用功为200J 

C．动滑轮的机械效率为60% 

D．拉力F的功率为24W

【分析】动滑轮上绳子的有效股数为2，知道绳子自由端移动的距离，根据s＝nh求出物体上升的高度，利用v＝求出物体移动的速度，根据W＝Gh求出所做的有用功，利用W＝Fs求出拉力做的总功，再根据η＝×100%求出动滑轮的机械效率，最后利用P＝求出拉力F的功率。

【解答】解：动滑轮上绳子的有效股数n＝2，

由s＝nh可得，物体上升的高度：h＝＝＝1m，

则物体移动的速度：v＝＝＝0.2m/s，故A错误；

所做的有用功：W有＝Gh＝100N×1m＝100J，故B错误；

拉力做的总功：W总＝Fs＝60N×2m＝120J，

动滑轮的机械效率：η＝×100%＝×100%≈83.3%，故C错误；

拉力F的功率：P＝＝＝24W，故D正确。

故选：D。

【点评】本题考查了速度公式和做功公式、功率公式、机械效率公式的应用，要注意动滑轮动滑轮绳子的有效股数为2。

7．（2019•烟台）在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素“时，同学们提出了下列猜想

（1）滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重力有关；

（2）滑轮组机械效率高低可能与被提升的物重有关；

（3）滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；

（4）滑轮组机械效率高低可能与承重绳子股数有关。

小明同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的猜想，则该实验

验证的猜想是（　　）

A．（1） B．（2） C．（3） D．（4）

【分析】（1）影响滑轮组机械效率的因素有被提升物体的重力、动滑轮重力、绳子重力和摩擦等；

（2）比较两个图中的相同因素和不同因素，研究的是机械效率与不同因素的关系。

【解答】解：

比较两图可知，承重绳子股数相同，动滑轮重相同，提升高度可以相同，而被提升物体的重力不同；结合控制变量法的思想，所以该实验装置探究的是滑轮组的机械效率与被提升物体的重力的关系，即该实验

验证的猜想是（2）。

故选：B。

【点评】（1）运用控制变量法探究实验时，一定抓住相同因素和不同因素；

（2）结论的一般形式是：在（相同因素）相同时，（不同因素）越（　　），（研究的物理量）越（　　）

8．（2019•通辽）如图所示，利用滑轮组在2s内将重400N的物体匀速提升了1m，所用拉力F为150N．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2m/s 

B．动滑轮的总重为100N 

C．滑轮组的机械效率为83.3% 

D．提升更重的物体，滑轮组的机械效率会变小

【分析】（1）由图知，n＝4，绳子自由端移动距离s＝4h，利用速度公式求绳子自由端移动速度；

（2）不计绳重及摩擦，拉力F＝（G+G动），据此求动滑轮所受的重力；

（3）利用W＝Fs求拉力做的总功，利用W＝Gh求有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比；

（4）增大滑轮组机械效率的方法：一是增大提升的物重，二是减小摩擦、减小动滑轮重。

【解答】解：

A、由图知，n＝4，绳子自由端移动的距离：s＝4h＝4×1m＝4m，

绳子自由端移动的速度：v＝＝＝2m/s，故A正确；

B、不计绳重及摩擦，拉力F＝（G+G动），可得动滑轮所受的重力：

G动＝4F﹣G＝4×150N﹣400N＝200N，故B错误；

C、拉力做的功：W总＝Fs＝150N×4m＝600J，

有用功：W有用＝Gh＝400N×1m＝400J，

滑轮组的机械效率：

η＝＝×100%≈66.7%，故C错误；

D、若用该滑轮组提升所受重力更重的物体，额外功不变，有用功增加，有用功在总功中所占的比例增加，机械效率会变大，故D错误。

故选：A。

【点评】本题考查了使用滑轮组时动滑轮重力、绳子自由端移动速度、有用功、总功和机械效率的计算，还考查了物体重力对机械效率的影响，根据题图确定n的大小是本题的突破口。

9．（2019•长春）如图所示，用甲、乙滑轮组在相同时间内分别将A、B物体匀速提升相同高度，已知物体受到的重力GA＞GB，滑轮组的机械效率”η甲＜η乙（忽略绳重和摩擦）。下列判断正确的是（　　）

A．两滑轮组绳端移动的距离相等 

B．甲滑轮组的有用功比乙的少 

C．甲滑轮组的总功率比乙的小 

D．甲滑轮组的动滑轮比乙的重

【分析】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数n甲＝3，n乙＝2，

（2）根据W＝Gh比较有用功的大小；

（3）滑轮组的机械效率η甲＜η乙（忽略绳重和摩擦），由此可知总功大小，然后利用P＝分析其功率大小关系。

不计绳重和摩擦时，根据η＝＝＝分析动滑轮的大小关系。

【解答】解：

A、由图可知，滑轮组绳子的有效股数n甲＝3，n乙＝2，则s甲＝3h，s乙＝2h，则两滑轮组绳端移动的距离不相等，故A错误；

B、已知物体受到的重力GA＞GB、上升的高度相同，根据W有＝Gh可知，甲滑轮组的有用功比乙的多，故B错误。

C、由B可知，W有甲＞W有乙，已知滑轮组的机械效率η甲＜η乙，由η＝可得，甲滑轮组的总功比乙的大，

已知时间相同，由P＝可知，甲滑轮组的总功率比乙的大，故C错误；

D、忽略绳重和摩擦，由η＝＝＝可得，η甲＝，η乙＝，

因为GA＞GB，η甲＜η乙，所以甲滑轮组的动滑轮比乙的重，故D正确。

故选：D。

【点评】本题考查了功和机械效率的计算，关键是η＝＝＝的灵活运用。

10．（2019•聊城）如图所示，用滑轮组提升重100N的物体时，在10s内绳子自由端被匀速拉下6m。已知拉绳子的力F为60N，不计绳重和摩擦，则在此过程中（　　）

A．物体被提升了2m 

B．所做的有用功是300J 

C．拉力F的功率是30W 

D．滑轮组的机械效率是55.6%

【分析】（1）由图可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n，绳子自由端移动的距离s＝nh，据此求物体被提升的高度；

（2）利用W＝Gh求拉力做的有用功；

（3）利用W＝Fs求拉力做的总功，再利用P＝求拉力做功功率；

（4）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。

【解答】解：

A、由图可知n＝2，由s＝2h可得，物体被提升的高度h＝s＝×6m＝3m，故A错误；

B、所做的有用功：W有用＝Gh＝100N×3m＝300J，故B正确；

C、拉力做的总功：W总＝Fs＝60N×6m＝360J，

拉力做功的功率：P＝＝＝36W，故C错误；

D、滑轮组的机械效率：η＝＝×100%≈83.3%，故D错误。

故选：B。

【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算，明确有用功、总功的含义是关键。

11．（2019•绵阳）如图所示，斜面长20m、高10m，固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上40N的拉力，在20s内把重60N的物体沿斜面向上匀速拉动了10m。在此过程中（　　）

A．斜面的机械效率是66.7% 

B．斜面的机械效率是75% 

C．该同学对物体做功的功率是10W 

D．该同学对物体做功的功率是30W

【分析】由题知，斜面长20m、高10m，则物体沿斜面向上匀速运动10m时，物体升高5m；

（1）利用W＝Fs求拉力F做的总功，利用W＝Gh求拉力做的有用功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比；

（2）该同学对物体做功的功率等于有用功与所用时间之比。

【解答】解：

由题知，斜面长20m、高10m，则物体沿斜面向上匀速运动s＝10m时，物体升高h＝5m；

（1）拉力F做的总功：

W总＝Fs＝40N×10m＝400J；

拉力做的有用功：

W有用＝Gh＝60N×5m＝300J；

斜面的机械效率：

η＝＝×100%＝75%；故A错、B正确；

（2）该同学对物体做功的功率：

P＝＝＝15W，故CD错。

故选：B。

【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、功率、机械效率的计算，会根据“斜面长20m、高10m”得出物体沿斜面向上匀速运动10m时物体升高5m。

12．（2019•济宁）两个滑轮按图所示的方式组合，用5N的拉力F拉动绳端，使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9N．下列选项正确的是（　　）

A．A是定滑轮，B是动滑轮 

B．拉力F做的功为5J 

C．拉力F的功率为1.8W 

D．滑轮组的机械效率为90%

【分析】（1）随物体一起运动的滑轮为动滑轮；轴固定不动的滑轮为定滑轮；

（2）由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2s物，利用W＝Fs求拉力做功；

（3）拉力做功功率等于拉力做功与所用时间之比；

（4）拉力做的有用功W有用＝fs物，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。

【解答】解：

A、A滑轮随物体一起运动，为动滑轮；B滑轮的轴固定不动，为定滑轮，故A错；

B、由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2s物＝2×1m＝2m，拉力做功W总＝Fs＝5N×2m＝10J，故B错；

C、拉力做功功率P＝＝＝2W，故C错；

D、拉力做的有用功：W有用＝fs物＝9N×1m＝9J，滑轮组的机械效率η＝＝×100%＝90%，故D正确。

故选：D。

【点评】本题考查了滑轮的分类、使用滑轮组时功、功率、机械效率的计算，要知道：水平使用滑轮组时，克服摩擦力做的功为有用功。

13．（2018•莱芜）如图所示，用30N的拉力F沿水平方向拉绳子的一端，使重400N的物体A以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速运动了10s，已知滑轮组的机械效率为80%，则此过程中（　　）

A．绳子自由端移动的距离为1m 

B．滑轮组对物体A的水平拉力为90N 

C．拉力F的功率为3W 

D．拉力F所做的有用功为72J

【分析】（1）由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝3，绳子自由端移动的速度v绳＝nv物，利用s＝vt求绳子自由端移动的距离；

（2）滑轮组的机械效率η═＝＝＝，据此求物体A受到的摩擦力；由于物体A匀速运动，所以滑轮组对物体A的水平拉力等于物体A受到的摩擦力；

（3）利用P＝＝＝Fv求拉力F做功的功率；

（4）拉力所做的有用功，也就是克服物体A与水平面之间的摩擦力做的功。

【解答】解：

A、由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝3，绳子自由端移动的速度v绳＝nv物＝3×0.1m/s＝0.3m/s，

则绳子自由端移动的距离s绳＝v绳t＝0.3m/s×10s＝3m，故A错误；

B、由η═＝＝＝可得，物体A受到的摩擦力f＝3ηF＝3×80%×30N＝72N，由于物体A匀速运动，所以滑轮组对物体A的水平拉力等于物体A受到的摩擦力，大小为72N，故B错误；

C、因为P＝＝＝Fv，所以拉力F做功的功率：P＝Fv绳＝30N×0.3m/s＝9W，故C错误；

D、拉力所做的有用功，即克服物体A与水平面之间的摩擦力做的功W有＝fs＝fv物t＝72N×0.1m/s×10s＝72J，故D正确。

故选：D。

【点评】水平使用滑轮组时注意：有用功等于摩擦力与物体移动的距离的乘积，这是本题的关键、易错点！

14．（2018•鄂尔多斯）质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼。已知工人在1min内将货物匀速提高6m，作用在钢绳的拉力为400N，滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示（机械中摩擦和绳重均不计）。下列说法正确的是（　　）

A．作用在钢绳上的拉力的功率为400W 

B．动滑轮的重力为200N 

C．人对绳子的最大拉力为1000N 

D．该滑轮组的最大机械效率为83.3%

【分析】（1）由图可知，n＝3，则绳端移动的距离s＝nh，利用W＝Fs求拉力做的功，再利用P＝求拉力的功率；

（2）由图乙可知，物重G＝300N时，滑轮组的机械效率η＝60%，利用η＝＝＝＝求拉力；因机械中摩擦力及绳重忽略不计，拉力F＝（G+G动），据此求动滑轮重力；

（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力等于工人的重力；

（4）利用F＝（G+G动）求提升的最大物重，滑轮组的最大机械效率η大＝＝＝。

【解答】解：

（1）由图可知，n＝3，则绳端移动的距离：

s＝nh＝3×6m＝18m，

拉力做的功：

W总＝Fs＝400N×18m＝7200J，

拉力的功率：

P＝＝＝120W，故A错；

（2）由图乙可知，物重G＝300N时，滑轮组的机械效率η＝60%，

根据η＝＝＝＝可得：

拉力F＝＝＝≈167N，

因机械中摩擦力及绳重忽略不计，则F＝（G+G动），

所以，G动＝nF﹣G＝3×﹣300N＝200N，故B正确；

（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：

F大＝G人＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，故C错；

（4）由F＝（G+G动）可得，提升的最大物重：

G大＝nF大﹣G动＝3×600N﹣200N＝1600N，

机械中摩擦和绳重均不计，则滑轮组的最大机械效率：

η大＝＝＝＝×100%≈88.9%，故D错。

故选：B。

【点评】本题考查了影响滑轮组机械效率的因素和做功公式、功率公式、机械效率公式、滑轮组绳子拉力公式的综合应用，要注意绳子的最大拉力和人的重力相等。

15．（2018•巴彦淖尔）如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为G1、G2的货物提高相同的高度（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（　　）

A．用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变 

B．若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率 

C．若G1＝G2，则拉力F1与F2所做的总功相等 

D．若G1＝G2，则甲、乙滑轮组所做的额外功相等

【分析】（1）同一滑轮组提起重物不同时，所做的额外功相同，有用功不同，根据机械效率为有用功和总功的比值判断滑轮组机械效率是否变化；

（2）滑轮组所做的总功为克服物体的重力和动滑轮重力所做的功，根据W＝Gh比较两者所做总功之间的关系；

（3）滑轮组所做的有用功为克服物体重力所做的功，根据W＝Gh比较两者的大小，再根据机械效率为有用功和总功的比值比较两者机械效率之间的关系；

（4）根据W＝Gh比较有用功的大小。

【解答】解：

A．用同一个滑轮组提起不同的重物时，额外功不变，但有用功不同，有用功和总功的比值不同，则滑轮组的机械效率不同，故A错误；

BC．若G1＝G2，且货物被提升的高度相同，根据W有＝G物h可知，两滑轮组所做的有用功相等；

不计绳重和摩擦，拉力所做的总功为克服物体重力和动滑轮重力所做的功，因甲滑轮组只有1个动滑轮（即动滑轮重更小），所以由W总＝（G物+G动）h可知，甲滑轮组做的总功小于乙滑轮组做的总功，由η＝可知，甲滑轮组的机械效率高，故B正确，C错误；

D．两物体被提升的高度相同，动滑轮的重力不同，根据W＝G动h可知，甲、乙滑轮组所做的额外功不相等，故D错误。

故选：B。

【点评】本题考查了有用功、总功、额外功和机械效率的大小比较，分清有用功和总功、额外功是关键。

16．（2018•郴州）如图所示，在相同时间内，用大小相同的拉力F把等质量的甲、乙两物体沿斜面AB、AC从低端拉到斜面顶端。F对物体做功的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙．下列分析正确的是（　　）

A．P甲＞P乙，η甲＜η乙 B．P甲＜P乙，η甲＜η乙 

C．P甲＜P乙，η甲＞η乙 D．P甲＞P乙，η甲＞η乙

【分析】（1）根据W＝Fs即可判断两拉力做功的多少；根据功率的变形公式P＝Fv可知功率的大小；

（2）先判断有用功的关系，然后根据机械效率公式比较机械效率之间的关系。

【解答】解：（1）已知AB＞AC，拉力相同，由W＝Fs可知，W1＞W2；

根据P＝，W1＞W2，时间相同，所以P甲＞P乙；

（2）已知物体的重力不变，斜面的高度不变，故由W＝Gh可知，将同一物体分别沿斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点所做的有用功相同，W1有＝W2有；

因为W1＞W2，

由η＝可得，η甲＜η乙。

故选：A。

【点评】本题以斜面为载体考查了物体做功的大小、功率的大小以及机械效率高低的比较，有一定的难度。

17．（2019•荆门）如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦的影响，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，则下列判断正确的是（　　）

①A物体比B物体轻

②提升A的拉力较大

③提升A所做的额外功较少

④提升A做的有用功较多

A．只有①③ B．只有②④ C．只有②③ D．只有①④

【分析】不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功与额外功之和； 机械效率是有用功与总功的比值。由此分析解答。

【解答】解：

①用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦的影响，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，由η＝＝＝可知，A物体比B物体重，故①错误；

②由图知n＝2，因不计绳重和摩擦，A物体比B物体重，G轮相同，则根据F＝（G+G轮）可知，提升A的拉力较大，故②正确；

③由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，由W额＝G动h知，提升A和B所做额外功相同，故③错误；

④由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，A物体比B物体重，由W有用＝Gh知，提升A做的有用功较多，故④正确；

由此可知，只有②④正确。

故选：B。

【点评】本题考查对有用功、额外功和总功以及机械效率的认识和理解，注意同一滑轮组提升物体高度相同时额外功是相同的。

二．填空题（共9小题）

18．（2019•怀化）如图所示，用滑轮组将重为100N的物体匀速提升3m，拉力F所做的总功为400J．则在这个过程中拉力F做了　300　J的有用功。该滑轮组的机械效率是　75%　。

【分析】（1）利用W＝Gh求拉力做的有用功；

（2）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。

【解答】解：

（1）拉力做的有用功：

W有用＝Gh＝100N×3m＝300J；

（2）W总＝400J，

滑轮组的机械效率：

η＝＝×100%＝75%。

故答案为：300；75%。

【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、机械效率的计算，明确有用功、机械效率的意义是关键。

19．（2019•哈尔滨）如图，用2N的拉力匀速竖直向上拉绳子自由端，将重为3.5N物体提升0.1m，不计绳重与摩擦，动滑轮机械效率为　87.5%　；若物体重力变大，则动滑轮机械效率将　变大　。

【分析】（1）由图知n＝2，根据η＝＝＝＝求出机械效率。

（2）根据η＝，分析额外功、有用功的变化判定机械效率的变化。

【解答】解：

（1）由图知n＝2，不计绳重与摩擦，则动滑轮的机械效率：

η＝＝＝＝＝×100%＝87.5%；

（2）若物体重力变大，根据W＝Gh知，有用功增加，额外功不变，根据η＝＝＝可知，滑轮组的机械效率变大。

故答案为：87.5%；变大。

【点评】本题考查了使用动滑轮机械效率的计算以及影响机械效率的因素，理解相关信息是关键。

20．（2019•黑龙江）如图所示，小聪用滑轮组拉动水平地面上重为500N的物体A，使它匀速前进2m，地面对它的摩擦力为150N，小聪施加的拉力F＝100N（忽略绳重和滑轮重），则滑轮组做的有用功为　300　J，滑轮组的机械效率为　75%　。

【分析】（1）利用W＝fs求滑轮组做的有用功；

（2）由图知，n＝2，拉力端移动距离等于物体移动距离的2倍，利用W＝Fs求拉力做的总功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。

【解答】解：

（1）滑轮组做的有用功：

W有用＝fs物＝150N×2m＝300J；

（2）由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2s物＝2×2m＝4m，

拉力做的总功：

W总＝Fs＝100N×4m＝400J，

滑轮组的机械效率：

η＝＝×100%＝75%。

故答案为：300；75%。

【点评】本题考查了水平使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算，要注意：水平使用滑轮组时克服摩擦力做的功为有用功，与物体重力无关。

21．（2019•娄底）既可以省力，又可以改变用力方向的滑轮是　滑轮组　（选填“定滑轮”“动滑轮”或“滑轮组”）；利用一个效率为90%的杠杆做100J的总功，其中额外功是　10　J。

【分析】（1）用定滑轮和动滑轮组成滑轮组，既可以省力，又可以改变力的方向；

（2）知道使用杠杆做的总功和机械效率，利用效率公式求做的有用功，利用杠杆做的额外功等于总功减去有用功。

【解答】解：

（1）使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向；使用动滑轮可以省力，但不可以改变力的方向；用定滑轮和动滑轮组成滑轮组，既可以省力，又可以改变力的方向；

（2）由题知，使用杠杆做的总功W总＝100J，η＝90%，

由η＝＝90%可得做的有用功：

W有用＝W总×90%＝100J×90%＝90J，

则利用杠杆做的额外功：

W额＝W总﹣W有用＝100J﹣90J＝10J。

故答案为：滑轮组；10。

【点评】本题考查了定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点以及额外功的计算，明确有用功、总功、额外功的含义是关键。

22．（2019•重庆）如图，用大小为500N的拉力F通过滑轮组将重为800N的物体匀速提升10cm，不计绳重与摩擦，拉力F移动的距离为　20　cm，滑轮组的机械效率是　80　%。

【分析】首先判断有几段绳子承担动滑轮和货物的重，然后判断绳子自由端移动的距离。

知道物体重和物体移动的距离求出有用功。

知道绳子自由端的拉力和移动的距离求出总功。

知道有用功和总功，根据机械效率公式求出机械效率。

【解答】解：由图知，动滑轮和物体有两段绳子承担，

h＝10cm＝0.1m

s＝2h＝1×10cm＝20cm＝0.2m

W有＝Gh＝800N×0.1m＝80J

W总＝Fs＝500N×0.2m＝100J

η＝×100%＝×100%＝80%

故答案为：20；80%。

【点评】这是机械效率中最简单的问题，有关效率的问题，想法找有用功和总功，计算机械效率。

23．（2018•莱芜）如图所示，斜面长为s＝2m，高为h＝1m。装卸工人用沿斜面向上的拉力F将重1000N的货物从斜面底端匀速拉到顶端，用时10s，不计空气阻力，斜面的机械效率为80%，则工人拉力F的功率为　125　W，货物在运动过程中受到斜面的摩擦力为　125　N。

【分析】（1）利用W＝Gh求所做的有用功，再利用η＝求拉力做的总功，利用P＝求拉力做功功率；

（2）额外功等于总功减去有用功，再利用W额＝fs求物体所受的摩擦力。

【解答】解：

（1）将货物从斜面底端匀速拉到顶端，所做的有用功：

W有用＝Gh＝1000N×1m＝1000J，

由η＝＝80%可得拉力做的总功：

W总═＝＝1250J，

则拉力做功的功率：

P═＝＝125W；

（2）额外功：W额＝W总﹣W有＝1250J﹣1000J＝250J，

由W额＝fs可得物体所受的摩擦力：

f═＝＝125N。

故答案为：125；125。

【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、功率的计算，计算时注意拉力做的额外功等于克服摩擦力做的功。

24．如图所示，某建筑工人用400N的拉力将一重900N的重物在10s内匀速提升了1m，若不计绳重和滑轮间的摩擦。绳子自由端移动的距离是　3　m，拉力的功率是　120　W，此滑轮组的机械效率是　75%　。

【分析】由图知，承担物重的绳子有n＝3股。已知物体上升高度，根据s＝nh计算绳子自由端移动的距离；知道拉力大小和拉力端移动的距离，利用W总＝Fs求总功，根据P＝求出拉力的功率；

知道物重G和升高的高度h，利用W有用＝Gh求有用功；再根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率。

【解答】解：由图知，承担物重的绳子有n＝3股。

绳子自由端移动的距离为s＝3h＝3×1m＝3m；

拉力做的总功为W总＝Fs＝400N×3m＝1200J，

拉力的功率为P＝＝＝120W；

有用功为W有用＝Gh＝900N×1m＝900J，

滑轮组的机械效率为η＝＝×100%＝75%。

故答案为：3；120；75%。

【点评】此题考查了滑轮组的特点、机械效率和功率计算公式的应用。正确判断承担物重绳子股数是解答此类问题的第一步。

25．如图所示，手用F1的力直接将物体B匀速提升h，F1做功为400J；若借助滑轮组把B匀速提升相同高度，滑轮组机械效率是80%，则F2做功为　500　J，已知B的重力为100N，忽略绳重和摩擦，则动滑轮的重力为　25　N，若增加B的重力，则滑轮组机械效率

会　增加　（填“增加”、“减小”或“不变”）。

【分析】（1）使用滑轮组做的有用功W有用＝W1，拉力做的总功W总＝W2，利用η＝求总功，即F2做功；

（2）忽略绳重和摩擦，滑轮组机械效率η＝＝＝＝80%，据此求动滑轮的重力；

（3）提高滑轮组机械效率的方法：增加提升的物重，减小摩擦、减小动滑轮重力。

【解答】解：

（1）由题意可知，使用滑轮组做的有用功W有用＝W1＝400J，拉力F2做的总功W总＝W2，

由η＝可得：

W2＝W总＝＝＝500J；

（2）忽略绳重和摩擦，滑轮组机械效率η＝＝＝＝＝80%，

解得动滑轮的重力G轮＝25N；

（3）忽略绳重和摩擦，若增加B的重力，即增大提升的物重，则滑轮组的机械效率将增加。

故答案为：500；25；增加。

【点评】本题考查了使用滑轮组时功的公式、效率公式的应用，明确有用功、总功的含义是关键。

26．（2019•宁夏）如图所示，用滑轮组将重为400N的物体匀速提升了1m。已知拉力F为250N，则提升重物的过程中，滑轮组的机械效率是　80%　。请写出一种提高此滑轮组机械效率的方法：　减轻动滑轮的质量（或加润滑油来减小摩擦、或增加提升物体的重力）　。

【分析】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据η＝＝＝＝求出滑轮组的机械效率；

（2）提高滑轮组机械效率的方法有两种情况：一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦，这些方法可以减少额外功，提高机械效率；二是增加提升物体的重，在额外功不变的情况下，增大有用功，从而提高机械效率。

【解答】解：（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数n＝2，

则该滑轮组的机械效率：

η＝＝＝＝＝×100%＝80%；

（2）要提高此滑轮组机械效率，可采用的方法如下：

方法一、减轻动滑轮的质量、加润滑油来减小摩擦，可以减少额外功，在有用功一定时，减小总功，使得有用功和总功的比值增大，机械效率增大；

方法二、增加提升物体的重力，在额外功不变的情况下，使得有用功和总功的比值增大，机械效率增大。

故答案为：80%；减轻动滑轮的质量（或加润滑油来减小摩擦、或增加提升物体的重力）。

【点评】本题考查了滑轮组机械效率的计算和提高滑轮组机械效率的方法，明白影响滑轮组机械效率大小的因素是关键。

三．实验探究题（共9小题）

27．（2019•仙桃）小明实验小组做“测量滑轮组的机械效率”的实验，实验装置如图甲、乙所示。

（1）按照甲图装置实验，小明应竖直向上　匀速　拉动弹簧测力计，使钩码从A处升高到A′处。由图可知拉力为　0.8　N，钩码上升的高度为　5　cm。

（2）小明实验小组又用图乙的实验装置进行实验，实验数据记录在表中。

①根据表格中的数据，请在图乙中画出实验时绳子的绕法（要求向下拉绳子的自由端使钩码升高）。

②由表格数据可知，第一次实验时的拉力是　1.2　N（结果精确到0.1N）；第二次实验时滑轮组的机械效率是　91%　（结果精确到1%）。

③由两次实验可知，用同一滑轮组提升重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越　高　（选填“高”或“低”）。

【分析】（1）探究滑轮组机械效率时，一定要匀速直线拉动弹簧测力计。

弹簧测力计的读数：确定每一个大格和每一个小格代表的示数，从小数字读向大数字。

（2）①对于由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，它的绕绳方法只有两种，另一组采用下结法即可，由表格中s和h的关系确定承担物重的绳子段数，然后进行绕线，其中s＝nh；

②根据η＝＝求出第1次实验的拉力和第二次实验的机械效率；

③可以从有用功、额外功、总功上着手考虑，凡是对这三种功有影响的因素都有可能影响滑轮组的机械效率，比如提起的物重，动滑轮的重、绳子的重、摩擦等。

【解答】解：（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力。

弹簧测力计每一个大格代表1N，每一个小格代表0.2N，示数为0.8N。

钩码上升的高度为5cm；

（2）①由1、2中数据知，绳自由端移动距离s为钩码上升高度h的2倍，所以由2段绳子承担物重，如下图所示：

②由表格数据可知，根据η＝＝可得第一次实验时的拉力是：F＝＝＝1.2N；

第二次实验时滑轮组的机械效率是：η＝＝＝×100%≈91%；

③对同一滑轮组来说，当额外功一定，所挂重物越重，做的有用功越多，有用功占总功的百分比越大，即机械效率越高。

故答案为：（1）匀速；0.8；5cm；（2）①如上图；②1.2；91%；③高。

【点评】本题考查滑轮组机械效率的计算，本题的关键是n的确定（直接从动滑轮上引出的绳子股数），从而求出拉力F移动的距离s＝2h。

28．（2019•玉林）小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示：

（1）根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离s＝　0.4　m，机械效率η＝　50%　。

（2）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　越高　。

（3）在忽略摩擦力和绳重的前提下，通过第1次数据可算出动滑轮的重力为　2.2　N。

（4）以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是　C　

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

【分析】（1）根据s＝nh求出绳端移动的距离，由η＝＝×100%求机械效率；

（2）比较1、3和4次实验数据找出相同的量和变化的量，分析得出机械效率与变化量的关系；

（3）如果不考虑绳子与滑轮之间的摩擦，拉力为重物和动滑轮总重的几分之一；

（4）滑轮组的机械效率跟动滑轮的重、绳重、摩擦、提起物体的重有关，跟滑轮组的绕法、物体升高的距离等都没有关系。同一滑轮组，提起的物体越重，滑轮组的机械效率越高。

【解答】解：（1）由图知实验中由四段绳子承担物重，所以第4次实验中绳子移动的距离：s＝4h＝4×0.1m＝0.4m，

第4次实验测得机械效率为：

η＝＝×100%＝×100%＝50%；

（2）通过比较1、3和4三次实验数据知，物体提升的高度和绳子移动的距离相同，物体的重力不同，且物体的重力越大，机械效率越高，所以可以得出：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率高；

（3）如果不考虑绳子与滑轮之间的摩擦，动滑轮和重物由几股绳子承担，拉力为重物和动滑轮总重的几分之一。即：F＝（G物+G动），

所以动滑轮的重力：G动＝4F﹣G物＝4×0.8N﹣1N＝2.2N。

（4）滑轮组的机械效率跟动滑轮的重、绳重、摩擦、提起物体的重有关，跟滑轮组的绕法、物体升高的距离等都没有关，所以AB不符合题意，C符合题意。

故答案为：（1）0.4；50%；（2）越高；（3）2.2；（4）C。

【点评】本题考查了测量滑轮组机械效率的实验，涉及到注意事项、控制变量法、滑轮组机械效率的计算和分析实验数据得出结论的能力及影响滑轮组机械效率大小的因素。

29．（2019•淄博）在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。

（1）为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在下表中。

①比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码　重力越大　，机械效率越高。

②比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与　动滑轮的重力　有关。

③比较　2、3　两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。

④第5次实验室利用了图　乙　的装置完成的，判断依据是　绳子的效段数为1　。

⑤利用图甲的装置，把重4N的物体用2.5N的拉力迅速拉起，滑轮组的机械效率为　80%　。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。

（2）小明利用图丙装置实验发现：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　减小接触面粗糙程度　的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。

（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功：进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都　不省功　。

【分析】（1）①比较1和2两次实验找出相同的量和不同的量，分析得出机械效率与变化量的关系；

②根据G＝mg＝ρVg，比较3和4两次实验找出相同的量和不同的量，分析得出机械效率与变化量的关系；

③比较 2、3两次实验找出相同的量和不同的量，分析得出机械效率与变化量的关系；

④根据n＝确定绳子的效段数分析；

⑤根据η＝＝＝＝×100%求出滑轮组的机械效率；

（2）通过减小接触面粗糙程度的方法可减小摩擦；

（3）物理学中，常常有难以达到条件的时候，这时，我们常常需要借助将实验想象为理想情况下来达到我们的目的，在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律，这种研究问题的方法就叫科学推理法。

【解答】解：（1）①比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组相同，提升物体的重力越大，机械效率越高，即所用滑轮组一定时，提升的钩码重力越大，机械效率越高；

②比较3和4两次实验知，提升物体的重力相同，两滑轮的材质不同，而体积相同，根据G＝mg＝ρVg，两滑轮的重力不同，发现：滑轮组的机械效率还与动滑轮的重力有关；

③比较 2、3两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。

④第5次实验室利用了图乙的装置完成的，判断依据是n＝＝＝1，绳子的效段数为1；

⑤利用图甲的装置，把重4N的物体用2.5N的拉力迅速拉起，滑轮组的机械效率为：

η＝＝＝＝＝×100%＝80%；

可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。

（2）小明利用图丙装置实验发现：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 减小接触面粗糙程度的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。

（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功：进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械不省功（采用了理想化推理法）：

故答案为：（1）①重力越大；②动滑轮的重力；③2、3；④1、绳子的效段数为1；⑤80%；（2）减小接触面粗糙程度；（3）不省功。

【点评】本题考查控制变量法、数据分析、n＝的运用、滑轮组的机械效率的求法和减小摩擦的方法及实验推理法的运用。

30．（2019•绥化）如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置。测得的实验数据如表。

（1）实验过程中，应竖直向上　匀速　拉动弹簧测力计。

（2）第三次实验中滑轮组的机械效率是　74.1%　。

（3）分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重　越大　，滑轮组的机械效率越高。

（4）若在第三次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，则拉力F的功率为　0.54　W

（5）创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验，每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值，则创新小组测量值偏大的原因可能是　C　。（填字母）

A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方

B．弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升

C．所使用的动滑轮的重力小于智慧小组

【分析】（1）实验过程中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计；

（2）根据表中数据，由η＝＝求出第三次实验中滑轮组的机械效率；

（3）纵向分析表中实验数据得出结论；

（4）物体上升的速度为0.1m/s，根据v＝3v物得出则绳子自由端的速度；

根据P＝＝＝Fv求出拉力F的功率；

（5）机械效率与动滑轮的重有关，根据机械效率公式分析。

【解答】解：（1）实验过程中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，系统处于平衡状态，拉力等于测力计示数；

（2）第三次实验中滑轮组的机械效率是：

η＝＝＝≈74.1%；

（3）纵向分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率越高；

（4）若在第三次实验中，F＝1.8N，物体上升的速度为0.1m/s，则绳子自由端的速度：

v＝3×0.1m/s＝0.3m/s，

则拉力F的功率为：

P＝＝＝Fv＝1.8N×0.3m/s＝0.54W；

（5）A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方，拉力测量大了，机械效率变小，不符合题意；

B．弹簧测力计每次拉动钩码时均加速上升，拉力变大，机械效率变小，不符合题意；