物理九年级全册第十一章 简单机械和功5 机械效率课后练习题

第5节 机械效率

一．选择题（共12小题）

1．（2018•重庆）工人用如图所示的动滑轮，将重1000N的物体在5s内匀速竖直提升了1m，人对绳自由端的拉力F为600N，不计绳重和摩擦。以下结论正确的是（　　）

A．动滑轮的有用功为600J     B．动滑轮的重力为400N

C．滑轮的机械效率为83.3% D．拉力F的功率为120W

2．（2018•东营）对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（　　）

A．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%

B．做功多的机械，功率一定大

C．功率大的机械，做功一定快

D．做功快的机械，机械效率一定高

3．（2018•福建）如图，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过程（　　）

A．额外功较小 B．额外功较大 C．总功较小 D．总功较大

4．（2018•攀枝花）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮等重），在相同时间内把重物G提升相同高度，F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．力F1和F2做功的功率相同

B．力F1和F2做的总功相同

C．乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大

D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高

5．（2018•自贡）如图所示，用滑轮组提升重物时，重400N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为250N，则提升重物的过程中（　　）

A．做的总功是400J B．拉力F的功率是25W

C．绳子自由端被拉下1m D．滑轮组的机械效率是80%

6．（2018•哈尔滨）如图所示，利用滑轮组将重力为2N的物体，以0.2m/s的速度提升0.1m，拉力F为1.2N，下列说法正确的是（　　）

A．绳自由端移动的速度为0.6m/s

B．这个滑轮组是费力机械

C．滑轮组的机械效率为83.3%

D．F所做的有用功为0.24J

7．（2018•宜昌）下列有关起重机提升货物时机械效率的说法，正确的是（　　）

A．有用功越多，机械效率越高

B．同一起重机提起的货物越重，机械效率越高

C．额外功越少，机械效率越高

D．同一起重机提起同一货物越快，机械效率越高

8．（2018•广安）如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力）。则下列说法正确的是（　　）

A．斜面上的摩擦力是50N B．拉力的功率是50W

C．拉力所做的功是300J D．斜面的机械效率是80%

9．（2018•深圳）如图为“测滑轮组机械效率”的实验。在弹簧测力计拉力作用下，重6N的物体2s内匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图示（不计绳重与摩擦）。下列说法错误的是（　　）

A．弹簧测力计的拉力是2.4N        B．物体上升的速度为0.05m/s

C．弹簧测力计拉力的功率为0.12W   D．滑轮组的机械效率约83.3%

10．用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度，若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等

B．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等

C．绳子受的拉力F1和F2大小相等，滑轮组的机械效率相同

D．绳子受的拉力F1和F2大小不相等，滑轮组的机械效率不同

11．如图所示，工人用250 N的力将重600 N的物体匀速提升2 m，在此过程中滑轮组的机械效率和工人所做的额外功分别为（　　）

A．80%、300 J B．80%、1500 J C．60%、1200 J D．75%、1500 J

12．某同学想通过实验来探究“影响滑轮组的机械效率的因素”。他做了如图所示的实验，并测算了各次实验装置的机械效率。关于他的实验过程，下列说法中不正确的是（　　）

A．根据①、②两次实验可知：滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关

B．根据②、③两次实验可知：同一滑轮组提起物重越大，机械效率越低

C．根据该同学的探究结论可知，通过适当增大物重可以提高滑轮组的机械效率

D．为使实验的结论更具可靠性，应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律

二．填空题（共17小题）

13．（2018•安徽）如图所示，当工人师傅用400N的拉力向下拉绳时，可使重680N的重物匀速上升，此过程中滑轮组的机械效率为　   　。

14．（2018•岳阳）用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为720N的货物匀速提高10m，所做的总功为12000J，此时滑轮组的机械效率为　   　；用该滑轮组提升更重的物体，机械效率会　   　（选填“变小”、“不变”或“变大”）。

15．（2018•云南）如图所示，用滑轮组把质量为80kg的物体匀速提升3m，若拉力F=500N，则滑轮组的机械效率为　   　，若不计绳重和摩擦，则动滑轮受到的重力为　   　N。

16．（2018•眉山）如图所示，一同学在用滑轮组匀速提升不同重物时，记录下了绳子自由端拉力F与对应所提升的物体的重力G，如下表：

根据上表数据分析可知，绳子自由端拉力F与物体重力G的关系式为F=　   　；当物体重力G=10N时，此滑轮组的机械效率η=　   　。

17．（2018•河北）一台起重机在10s内将重为3600N的货物匀速提高了4m，起重机做的有用功是 　。若起重机做的额外功是9600J，则机械效率是　 　，起重机的总功率是　   W。

18．（2018•德阳）如图所示，沿斜面把质量为12kg的一个物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力是F=100N，斜面长2m、高1m，则其机械效率是　   　%，物体所受摩擦力是　   　N．（取g=10N/kg）

19．（2018•安顺）工人借助如图所示的装置，在20s时间内将700N重的货物匀速提升了4m，已知他对绳子的拉力为500N．该过程中，工人所用装置的机械效率为　   　，工人对绳子拉力的功率为　   　W。

20．（2018•临沂）小明用如图所示的动滑轮提起140N的水桶，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），小明拉绳子的动力为　   　N；如果向水桶内再加入40N的水，提起时动滑轮的机械效率　   　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

21．（2018•南京）用如图所示的滑轮组将重85N的物体匀速提升2m，拉力F为50N．此过程中有用功为　   　J，总功为　   　J，滑轮组机械效率为　   　，根据已知条件，以下四个物理量：①动滑轮上升的高度、②动滑轮的重力、③额外功、④拉力的功率，还能求出的有　   　和　   　（选填序号）

22．（2018•菏泽）使用同一个滑轮组提升物体，提升的物体质量越大，滑轮组的机械效率　   　（填“越高”、“越低”或“不变”）

23．（2018•巴中）如图所示，用滑轮组将30kg的物体匀速提高1m，拉力F为200N，则有用功为　   　J，滑轮组机械效率为　   　。若增加所提物体的重力，滑轮组机械效率　   　（选填“变小”、“变大”或“不变”）。（不计绳重和摩擦）

24．（2018•镇江）小明通过机械将重100N的重物在5s内竖直向上匀速提升了2m，机械效率为80%．则此过程中有用功W有=　 　J，额外功W额=　 　J，小明做功的功功率P=

　   　W。

25．（2018•枣庄）如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦。若GA＞GB，则η甲　   　η乙；若FA=FB，则GA　   　GB．（选填“＞”、“＜”或“=”）

26．（2018•广州）小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体A，测出A移动的距离s、水平拉力F和A的重力G。

（1）以上条件能否求出此时滑轮的机械效率η？　   　，如果能，写出η的表达式；如果条件不足，写出还需补充的物理量的测量步骤和符号，并写出η的表达式　   　（η用题目已知及补充的物理量符号表示）

（2）若A在10s内运动了4m，A的速度为　   　。

27．用如图所示滑轮组拉着重为30N的物体A匀速前进0.2m，则绳子自由端移动的距离为　   　m； 若物体A与地面的摩擦力为9N，则拉力所做的有用功是　   　J； 若实际拉力F=4N，则该滑轮组的机械效率为　   　。

28．如图所示，三个滑轮的质量相同，小明用此滑轮组以1m/s的速度匀速吊起重470N的物体，物体上升5m，不计绳的重力及一切摩擦，若绳的拉力F=125N，则每个滑轮的重为　   　N，滑轮组的机械效率为　   　。

29．用一个动滑轮把重100N的物体匀速提到5m高的楼上，作用在绳上的拉力F为60N，动滑轮的机械效率为　   　。若不考虑摩擦和绳重，动滑轮的重为　   　N，如果提升的重物重力大于100N，则动滑轮的机械效率会　   　（变大，变小，不变）。

三．实验探究题（共7小题）

30．（2018•兰州）如图所示为测定动滑轮机械效率的示意图。用弹簧测力计拉动绳子自由端，将质量为200g的钩码从A位置匀速提升至B位置，同时弹

簧测力计从图中的A′位置匀速竖直上升至B′位置，在此过程中，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，请根据所做实验进行分析（g=10N/kg）；

（1）弹簧测力计的示数为　   　N：拉力F所做的功为　   　J。

（2）动滑轮的机械效率约为　   　。（结果保留一位小数）

31．（2018•德州）测量滑轮组的机械效率：

32．（2018•泰安）图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上　   　拉动绳子自由端，将重为4.5N的物体从A位置提升到A′位置，同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B′位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题：

（1）物体提升的高度是　   　cm，拉力是　   　N，该滑轮组的机械效率η=　   　；

（2）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，则滑轮组的机械效率　   　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

33．（2018•黔南州）如图为某同学测动滑轮机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将质量为200g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，这个过程用时2秒，弹簧测力计对绳的拉力为F．请你根据这个同学做的实验完成下列问题：

（1）准备了下列器材：钩码、天平、滑轮组、细绳、弹簧测力计和刻度尺，其中多余的器材是　   　；

（2）如图，由刻度尺的读数可知，钩码上升的距离是　   　cm。

（3）若弹簧测力计的读数为1.2N，则这个动滑轮的机械效率是　   　，拉力F做功的功率是　   　W。

34．（2018•西宁）小马和小李设计了如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物，在讨论滑轮组机械效率时两人产生了分歧，小马认为：“甲滑轮组的动滑轮个数少，机械效率高”；小李却认为：“乙滑轮组更省力，机械效率高”。两人谁也说服不了谁，于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确。

（所用每个滑轮的重相同，绳重和摩擦忽略不计），他们在实验中得到的数据如下表所示：

（1）根据所测数据，请计算一个动滑轮的重力是　   　N，甲滑轮组的机械效率是　   　；

（2）由计结果可以确定　   　的说法是正确的，这个实验说明了影响滑轮组机械效率的因素是　   　，由此可知，可采用　   　的方法来提高滑轮组的机械效率。

（3）随后小马又设计了一个方案，如图丙所示，你认为和图甲装置对比，在提升同一重物时，装置丙的机械效率　   　（选填“大于”“等于”或“小于”）装置的机械效率。

35．（2018•绵阳）某小组同学测量滑轮组的机械效率。实验步骤有：

（i）按照如图所示安装滑轮组，测钩码重力G并记钩码和绳端的位置

（ii）用弹簧测力计缓慢拉动绳端，使钩码上升，读出拉力F的值，并测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s；

（iii）记录实验数据填入表格中（表格略）；

（iv）多次改变钩码的数量，重复上述实验；

（v）用动滑轮质量不同的两个滑轮组吊相同的钩码，分别测机械效率；

（vi）分析测量结果，讨论影响机械效率的因素

回答以下问题：

（1）除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的器材是　   　。

（2）滑轮组机械效率的计算公式是η=　   　（用直接测得的物理量符号表示）。

（3）关于影响滑轮组机械效率的因素，该小组同学讨论后得到以下认识，你认为正确的有　   　（填序号，可能不止一项正确）。

A．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越小

B．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越大

C．忽略摩擦，定滑轮质量相同，则机械效率相同

D．忽略摩擦，动滑轮质量相同，则机械效率相同

E．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越大

F．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越小

36．（2018•南通）小华用图示装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如下：

（1）实验中应竖直向上　   　拉动弹簧测力计，绳端移动距离为　   　m。

（2）第3次实验的机械效率为　   　%。

（3）分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是　   　；小华所用动滑轮的重一定小于　   　N。

四．计算题（共4小题）

37．（2018•北京）如图是用动滑轮提升货物A的示意图。在竖直向上的拉力F的作用下，使重450N的货物A在50s的时间里，匀速竖直上升了10m。在这个过程中，拉力F做的功为5000J．求：

（1）有用功W有；

（2）拉力F的功率P；

（3）动滑轮的机械效率η。

38．（2018•德阳）如图所示为一吊运设备的简化模型图，图中虚线框里是滑轮组（未画出）。滑轮组绳子自由端由电动机拉动，现用该设备先后搬运水平地面上的物体A和B，已知两物体重GA=1.75GB。

当对A施以竖直向上的拉力TA=1500N时，物体A静止，受到地面支持力是NA；

当对B施以竖直向上的拉力FB=1000N时，物体B也静止，受到地面支持力是NB；且NA=2NB

求：（1）物体A的重力GA和地面支持力NA大小；

（2）当电动机对滑轮组绳子的自由端施以F=625N的拉力时，物体B恰好以速度v被匀速提升，已知此时拉力F功率为500W，滑轮组机械效率力80%，不计各种摩擦和绳子质量，物体B的速度v为多少？

39．（2018•桂林）小熊在课外实践活动中，用如图甲所示的滑轮组匀速拉动放在树下一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从100N开始逐渐增加，每次物体被拉动的距离均为1m。根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图象，如图乙所示。若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，求：

（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是多大？

（2）当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是多大？

（3）当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳，还能用此滑轮组拉动物体吗？用计算结果说明。

40．（2018•南充）如图是工人将重160N的物体匀速放下的过程，已知物体下降的距离为3m，用时3s，工人的拉力为50N，工人质量为50kg。（物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦）

（1）求工人放绳的速度。

（2）求滑轮组的效率η1

（3）如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2，已知η1：η2=4：3（物体在水中仍匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g=10N/kg）。求当物体完全浸没水中后，工人对地面的压力。

参考答案与试题解析

一．选择题（共12小题）

1．

【分析】（1）利用公式W=Gh可计算有用功；

（2）不计绳重和摩擦，动滑轮的重力为：G动=nF﹣G物；

（3）利用W=Fs可计算总功；利用公式η=可计算机械效率；

（4）利用公式P=可求功率的大小。

【解答】解：A、动滑轮的有用功：W=Gh=1000N×1m=1000J，故A错误；

B、不计绳重和摩擦，动滑轮的重力为：G动=nF﹣G物=2×600N﹣1000N=200N，故B错误；

C、绳端移动的距离：s=nh=2×1m=2m，总功：W=Fs=600N×2m=1200J，η==×100%≈83.3%，故C正确；

D、拉力F的功率为：P===240W，故D错误。

故选：C。

【点评】本题主要考查了动滑轮有用功、总功、机械效率的计算，以及功率公式的运用，有一定综合性，难度不大。

2．

【分析】（1）机械效率反映了机械的性能优劣，是有用功与总功的比值，与做功快慢没有关系；使用任何机械不可避免地做额外功，所以机械效率一定小于100%；

（2）功率是描述物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内所做的功，功率大则做功快。

【解答】解：A、使用任何机械都要做额外功，所以总功一定大于有用功，即有用功与总功的比值一定小于1，也就是机械效率小于100%．故A错误；

B、功率是做功多少与所用时间的比值。做功多，时间不确定，功率大小不能确定。故B错误；

C、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小，则做功慢。故C正确；

D、机械效率与做功快慢没有关系。故D错误。

故选：C。

【点评】正确理解功率和机械效率的概念是解决此题的关键；还要充分考虑选项中的条件，必要时可运用公式分析。

3．

【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：

AB、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A、B错误；

CD、不计绳重与摩擦的影响，滑轮组的机械效率：η==，额外功相同，提升A物体时滑轮组的机械效率较大，所以提升A物体所做的有用功较大，其总功较大，故C错误、D正确。

故选：D。

【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。

4．

【分析】①使用滑轮组时，手拉绳子自由端做的功是总功；总功与所用时间之比是拉力做功的功率；

②根据已知条件判断省力情况；利用公式η====比较滑轮组机械效率。

【解答】解：

由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n=4。

AB、若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为：s甲=3h，s乙=4h；

甲滑轮组中拉力做的总功为W甲总=F1•3h，乙滑轮组中拉力做的总功为W乙总=F2•4h，

已知F1=F2，所以W甲总＜W乙总，故B错误；

已知时间相同，由公式P=知，P甲总＜P乙总．故A错误；

CD、已知F1=F2，所以省力情况相同，故C错误；

甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，设一个动滑轮的重为G动，

不计绳重及摩擦，则甲滑轮组的机械效率为：η甲====，

乙滑轮组中有2个动滑轮，同理可得，乙滑轮组的机械效率为：η乙=，

所以η甲＞η乙，故C错误，D正确。

故选：D。

【点评】本题考查了使用滑轮组时n的确定方法，总功、机械效率、功率的计算方法，本题关键在于确定总功大小关系。

5．

【分析】（1）（3）已知拉力大小，由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2，则s=2h，求出拉力端移动距离，利用W=Fs可求总功；

（2）知道做功时间，利用P=求出拉力F的功率；

（4）已知物重和物体被提升高度，根据公式W=Gh可计算出有用功；利用效率公式η=求滑轮组的机械效率。

【解答】解：

AC、由图知，n=2，则绳子自由端移动的距离：s=2h=2×1m=2m，故C错误；

拉力做的总功：W总=Fs=250N×2m=500J，故A错误；

B、拉力F的功率：P===50W，故B错误；

D、有用功：W有用=Gh=400N×1m=400J，

滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%，故D正确。

故选：D。

【点评】本题考查了学生对功率的公式、机械效率公式、滑轮组s=nh、有用功、总功的理解和运用，因条件已给出，难度不大。

6．

【分析】（1）由图可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2，绳自由端移动的速度等于物体升高速度的2倍；

（2）由题知使用滑轮组时拉力F、提升的物重，比较二者大小可得是省力机械还是费力机械；

（3）利用W=Gh求拉力做的有用功，拉力端移动距离s=2h，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：

A、由图可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2，绳自由端移动的速度v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s，故A错；

B、由题知拉力F=1.2N，G=2N，因为F＜G，所以这个滑轮组是省力机械，故B错；

CD、拉力做的有用功W有用=Gh=2N×0.1m=0.2J，

拉力端移动距离s=2h=2×0.1m=0.2m，

拉力做的总功W总=Fs=1.2N×0.2m=0.24J，

滑轮组的机械效率：

η==×100%≈83.3%，故C正确、D错。

故选：C。

【点评】本题考查了使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算，确定使用滑轮组承担物重的绳子股数是突破口，明确有用功、总功的含义是关键。

7．

【分析】（1）机械效率是有用功与总功的比值。

（2）增加物重，其他条件不变，有用功增多，有用功在总功中所占的比例增大，机械效率升高；

（3）机械效率高的机械，说明所做有用功占总功的比值大，额外功所占总功的比值小，不是做的额外功越少，

（4）机械做功的快慢指功率，机械效率大小与功率大小没有关系。

【解答】解：A、机械效率是有用功与总功的比值，由于总功的多少不确定，所以无法判断有用功与总功比值的大小，即机械做的有用功越多，其机械效率不一定高，故A错误；

B、起重机提起的货物越重，所做的额外功基本不变，有用功在总功中所占的比重越大，所以它的机械效率越大，故B正确；

C、机械效率越高，说明所做有用功占总功的比值大，额外功所占总功的比值小，不是做的额外功越少，故C错误；

D、使用滑轮组做功越快，说明功率越大，但机械效率与功率没有关系，故D错误。

故选：B。

【点评】此题考查学生对机械效率的理解，特别要注意功率与机械效率是两个不同的物理量，它们之间没有任何关系，功率由功和时间共同决定，机械效率由有用功和总功共同决定。

8．

【分析】（1）利用W=Fs计算该过程拉力F做的功；利用W有=Gh求出有用功，利用W额=W总﹣W有求出额外功，然后利用W额=fs计算货物箱在斜面上受的摩擦力大小；

（2）利用P=求拉力做功功率；

（3）斜面的机械效率等于有用功与总功之比。

【解答】解：

（1）拉力F做的功：W总=Fs=150N×3m=450J；

有用功：W有用=Gh=500N×0.6m=300J，

额外功：W额=W总﹣W有用=450J﹣300J=150J，

由W额=fs可得，物体在斜面上受到的摩擦力：

f===50N，故A正确、C错；

（2）拉力的功率：P===75W，故B错；

（3）斜面的机械效率：

η==×100%≈66.7%，故D错。

故选：A。

【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，知道使用斜面克服摩擦做的功为额外功是关键。

9．

【分析】（1）先确定弹簧测力计的分度值，再根据指针位置读数；

（2）利用速度公式求物体上升速度；

（3）由图知，n=3，重物上升h，则拉力端移动的距离s=3h，利用W总=Fs求出拉力做的功；利用P=求拉力做功功率；

（4）知道物体重，利用W=Gh求出有用功，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，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为2.4N，故A正确；

B、物体上升速度v===0.05m/s，故B正确；

C、由图知，n=3，拉力端移动距离s=3h=3×0.1m=0.3m，

拉力做功W总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J，

拉力做功的功率：

P===0.36W，故C错误；

D、有用功W有=Gh=6N×0.1m=0.6J；

滑轮组的机械效率：

η==×100%≈83.3%，故D正确。

故选：C。

【点评】滑轮组做的有用功是提升物体重力做的功，额外功是克服动滑轮重力和绳子重力及摩擦做的功，总功是拉力做的功，机械效率等于有用功和总功的比值。

10．

【分析】由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，则绳子自由端移动的距离s=nh；把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；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；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系。

【解答】解：（1）不计绳重及摩擦，

∵拉力F=（G物+G轮），n1=2，n2=3，

∴绳子受的拉力：

F1=（G物+G轮），F2=（G物+G轮），

∴F1≠F2，

∵动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G轮h，W有用=G物h，

∴利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，

∵η=，

∴滑轮组的机械效率相同，故C、D错；

（2）∵绳子自由端移动的距离s=nh，n1=2，n2=3，提升物体的高度h相同，

∴s1=2h，s2=3h，

∴s1≠s2，

拉力做的功：

W1=F1s1=（G物+G轮）×2h=（G物+G轮）h

W2=F2s2=（G物+G轮）×3h=（G物+G轮）h

∴，W1=W2，

故A正确、B错误。

故选：A。

【点评】本题考查了使用滑轮组时n的确定方法，有用功、额外功、总功的计算方法，不计摩擦和绳重时拉力的求法；本题关键在于确定额外功相等。

11．

【分析】由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n=3，则拉力F移动的距离s=3h．克服物体的重力所做的功是有用功，利用W=Gh计算；拉力F与拉力移动距离的乘积为总功；总功等于有用功加上额外功；有用功与总功的比值是机械效率。

【解答】解：提升重物所做的有用功：W有=Gh=600N×2m=1200J；

由图可知n=3，则绳子自由端移动的距离：s=3h=3×2m=6m；

拉力F所做的总功：W总=Fs=250N×6m=1500J；

滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%。

因为W总=W有+W额，

所以拉力F所做的额外功：W额=W总﹣W有=1500J﹣1200J=300J；故A正确，BCD错误。

故选：A。

【点评】本题是一个选择题，实质上是一个小综合题，最好的做法就是将每一个量计算出来进行判断。本题的关键有二：一是n的确定（直接从动滑轮上引出的绳子股数），二是有用功、额外功、总功的区别和联系，W额=W总﹣W有。

12．

【分析】认真观察图中滑轮组的组成，并根据所提供的机械效率的大小，可分析出绳子绕法、物重大小等对滑轮组机械效率的影响。用不同的装置通过多次实验得出结论，以使结论其更具普遍性，这是我们进行实验研究时常用的做法。

【解答】解：A、①、②两次实验中绳子绕法不同，提升物重相同，机械效率都是70%，因此，说明滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关，是正确的；

B、②、③两次实验是同一滑轮组，提升的物重不同，②的机械效率小于③，说明同一滑轮组提起物重越大，机械效率越高，因此，B是错误的，符合题意；

C、通过比较②、③两次实验可以看出，适当增大物重可提高机械效率，是正确的；

D、为使实验的结论更具可靠性，应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律，这种做法是值得提倡的，是正确的。

故选：B。

【点评】此题中，明确滑轮组的机械效率与绕绳方法无关，与提升的物重有关，是正确判断的关键。同时，要知道，如何进行实验才能使其结论更具可靠性。

二．填空题（共17小题）

13．

【分析】已知拉力、物重，利用η=可计算滑轮组机械效率。

【解答】解：

由图可知，滑轮组承担物重的绳子段数：n=2，

由η====得，滑轮组的机械效率：

η=×100%=×100%=85%。

故答案为：85%。

【点评】本题考查机械效率的计算，关键是公式及其变形的灵活应用，相对比较简单。

14．

【分析】知道物体重和提升的高度，利用W=Gh求有用功，又知道总功，利用效率公式求滑轮组的机械效率；用同一个滑轮组提升物体时，物重越大，效率越高。

【解答】解：

有用功：W有用=Gh=720N×10m=7200J；

已知所做的总功：W总=12000J；

则滑轮组的机械效率为：η==×100%=60%；

用该滑轮组提升更重的物体，在提升高度相同时，由于物重增大，则有用功增大，而额外功几乎不变，所以有用功在总功中所占的比例变大，机械效率会变大。

故答案为：60%；变大。

【点评】本题考查了学生对有用功、总功、机械效率的了解与掌握，属于基础题目。

15．

【分析】（1）知道物体质量，利用G=mg求其重力，再利用W=Gh求拉力做的有用功；由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h，利用W=Fs求总功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。

（2）不计绳重和摩擦，拉力F=（G+G动），据此求动滑轮重力。

【解答】解：

（1）物体的重力：G=mg=80kg×10N/kg=800N，

做的有用功：W有用=Gh=800N×3m=2400J，

由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×3m=6m，

拉力做的总功：W总=Fs=500N×6m=3000J，

滑轮组的机械效率：

η==×100%=80%；

（2）不计绳重和摩擦，拉力F=（G+G动），则动滑轮重力：

G动=2F﹣G=2×500N﹣800N=200N。

故答案为：80%；200。

【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率和动滑轮重力的计算，利用好关系式：不计绳重和摩擦，拉力F=（G+G动）。

16．

【分析】由表格数据，重力G每增大1N，绳子自由端的拉力F增大0.5N，所以F与G成一次函数关系，由此解答；根据物体的重力求出拉力的大小，然后根据机械效率公式求出机械效率。

【解答】解：

由表格数据可知，重力G每增大1N，绳子自由端的拉力F增大0.5N，所以F与G成一次函数关系，

设F与G关系的表达式为F=kG+b，

由表格第一组数据，当G=1N，F=0.8N，

则：0.8N=k×1N+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

由表格第二组数据，当G=2N，F=1.3N，

则：1.3N=k×2N+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

②﹣①可得k=0.5，

将k=0.5代入①解得b=0.3N，

所以拉力F与物体所受重力G的关系式：F=0.5G+0.3N；

当物体重力G=10N时，此时的拉力：F=0.5×10N+0.3N=5.3N；

由图可知，有两段绳子拉着动滑轮；

滑轮组的机械效率为：η=====≈94.3%。

故答案为：0.5G+0.3N；94.3%。

【点评】此题考查分析数据能力，分析比较F随G的变化特点，借助数学方法可以解题。本题还可以通过F与G的数据特点判断出通过动滑轮绳子段数n后，由表格中每组数据关系总结出F与G的关系式。

17．

【分析】（1）利用W=Gh求起重机做的有用功；

（2）总功等于有用功与额外功的和，机械效率等于有用功与总功之比；

（3）利用P=求起重机的总功率。

【解答】解：

（1）起重机做的有用功：

W有用=Gh=3600N×4m=1.44×104J，

（2）起重机做的总功：

W总=W有+W外=1.44×104J+9.6×103J=2.4×104J；

则机械效率：

η==×100%=60%；

（3）起重机的总功率：

P===2400W。

故答案为：1.44×104J；60%；2400。

【点评】本题考查了有用功、总功、机械效率、功率的计算，关键要理解有用功和总功的定义、灵活应用相关公式。

18．

【分析】①知道拉力大小，利用W=Fs求出总功，利用W=Gh求出有用功，利用效率公式求出斜面的机械效率。

②克服摩擦力做的功即为额外功，根据W=fs求出摩擦力的大小。

【解答】解：

（1）有用功：W有=Gh=mgh=12kg×10N/kg×1m=120J；

拉力做的总功：W总=Fs=100N×2m=200J；

斜面的机械效率：η==×100%=60%；

（2）额外功：W额=W总﹣W有=200J﹣120J=80J，

由W额=fs可得，物体所受的摩擦力：

f===40N。

故答案为：60；40。

【点评】本题考查了使用斜面时功、机械效率和摩擦力的计算等，关键是知道克服摩擦力做的功即为额外功。

19．

【分析】（1）根据图中滑轮组中线的绕法，有两段绳子承担总重，绳子自由端移动距离s=2h，利用滑轮组机械效率的公式η==计算出滑轮组的机械效率；

（2）已知绳子自由端被拉下的距离，根据公式W=Fs可求出拉力所做的功；根据P=计算出拉力的功率。

【解答】解：（1）由图可知n=2，则绳子自由端移动的距离s=2h=2×4m=8m，

工人所用装置的机械效率：η=×100%=×100%=×100%=70%。

（2）拉力做的功：W=Fs=500N×8m=4000J，

拉力的功率：P===200W。

故答案为：70%，200。

【点评】本题考查了滑轮组机械效率、功率的计算，注意绳子自由端移动的距离和物体被提升高度的关系。

20．

【分析】不计绳重和摩擦，人拉绳子自由端的拉力F=（G+G动）；用同一个滑轮组提升物体时，物重越大，效率越高。

【解答】解：由图可知，该滑轮为动滑轮，有两段绳子拉着动滑轮，

不计绳重和摩擦，则拉绳子的动力：F=（G+G动）=（140N+20N）=80N；

使用同一滑轮组，在提升高度相同时，所做的额外功不变，增加水的重力，增大了有用功，所以有用功在总功中所占的比例变大，机械效率会变大。

故答案为：80；变大。

【点评】本题考查了滑轮组绳子拉力的计算、机械效率的变化，属于基础知识。

21．

【分析】（1）利用W=Gh求拉力做的有用功；

（2）由图可知，n=2，拉力端移动的距离s=2h，利用W=Fs求拉力做的总功；

（3）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比；

（4）①使用滑轮组提升重物时，由于动滑轮和物体一起运动，动滑轮上升的高度等于物体上升的高度；

②不计摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮）；

③额外功等于总功减去有用功；

④拉力的功率等于拉力做的功与做功时间之比。

【解答】解：

（1）拉力做的有用功：W有=Gh=85N×2m=170J；

（2）由图可知，n=2，拉力端移动的距离：s=2h=2×2m=4m，

拉力做的总功：W总=Fs=50N×4m=200J；

（3）滑轮组的机械效率：

η==×100%=75%；

（4）①因为动滑轮和物体一起运动，动滑轮上升的高度等于物体上升的高度，大小为2m；

②不计摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮），据此可求动滑轮重力，但题目没有提高“不计摩擦和绳重”这个条件，无法计算动滑轮的重力；

③额外功等于总功减去有用功，W额=W总﹣W有用=200J﹣170J=30J；

④因为不知道做功时间，所以无法计算拉力的功率。

可见，还能求出的有①、③。

故答案为：170；200；85%；①；③。

【点评】本题考查了使用动滑轮时有用功、总功、功率、机械效率的计算，关键是明确有用功、总功的含义，注意：不计摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮）。

22．

【分析】提升的物体质量越大（即提升物体的重力越大），在提升高度相同时，所做有用功越大；用同一个滑轮组提升物体，克服绳重、摩擦和动滑轮重力所做的额外功变化不大；根据有用功在总功中所占的比例可判断机械效率的变化情况。

【解答】解：

使用同一个滑轮组提升物体，提升的物体质量越大（即提升物体的重力越大），在提升高度相同时，所做有用功越大，而所做的额外功变化不大，则有用功在总功中所占的比例越大，即滑轮组的机械效率越高。

故答案为：越高。

【点评】本题考查了滑轮组的机械效率与提升物重的关系，是一道基础题。

23．

【分析】（1）知道物重和上升的高度，利用W=Gh求有用功；

（2）由图可知，有两股绳子在拉重物，即n=2，拉力端移动距离s=2h，利用W=Fs求总功，再利用效率公式求滑轮组的机械效率；

（3）增大机械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是减小额外功，如减小摩擦、减轻动滑轮重。

【解答】解：

（1）有用功为：

W有用=Gh=mgh=30kg×10N/kg×1m=300J；

（2）由图可知，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×1m=2m。

拉力做的总功为：W总=Fs=200N×2m=400J，

则滑轮组的机械效率：

η==×100%=75%；

（3）增加所提物体的重力时，有用功增大，不计绳重和摩擦，动滑轮重不变，额外功不变，这样有用功在总功中所占的比例增大，滑轮组的机械效率将变大。

故答案为：300； 75%； 变大。

【点评】本题考查使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算以及增大机械效率的方法，关键是承担物重的绳子股数的确定（直接从动滑轮上引出的绳子股数）。

24．

【分析】根据W=Gh求出有用功；根据机械效率的公式求出总功，然后求出额外功；根据P=求出功率。

【解答】解：

此过程中有用功：W有用=Gh=100N×2m=200J；

根据η=可知，总功为：W总===250J；

额外功为：W额=W总﹣W有用=250J﹣200J=50J；

小明做功的功率：P===50W。

故答案为：200；50；50。

【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、额外功、功率的计算，属于基础题目。

25．

【分析】（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，根据η=×100%=×100%=×100%结合GA＞GB比较两滑轮组的机械效率关系；

（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据F=（G+G动）结合FA=FB得出提升物体的重力关系。

【解答】解：（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，

则滑轮组的机械效率：

η=×100%=×100%=×100%=×100%，

因物体的重力G越大，1+越小，越大，且动滑轮的重力相等，

所以，GA＞GB时，η甲＞η乙；

（2）由图可知，n甲=2，n乙=3，

由F=（G+G动）可得，提升物体的重力：

G=nF﹣G动，

则FA=FB时，提升物体的重力关系为GA＜GB。

故答案为：＞；＜。

【点评】本题考查了滑轮组机械效率公式和绳子拉力公式的应用，明确有用功和总功以及滑轮组绳子的有效股数是关键。

26．

【分析】（1）根据η==可求出滑轮的机械效率，据此分析需要补充的物理量；

（2）根据速度公式v=求出A的速度。

【解答】解：

（1）根据η==可知，要求出滑轮的机械效率，补充的物理量为：摩擦力f；

测量摩擦力时应水平匀速拉动木块，使木块做匀速直线运动，木块处于平衡状态，由二力平衡条件可知，滑动摩擦力等于拉力；

作用在动滑轮上有两段绳子，所以拉力F通过的距离为物体A移动距离的2倍，

滑轮的机械效率为：η====×100%；

（2）物体A的速度为：v===0.4m/s。

故答案为：（1）不能；η=×100%；（2）0.4m/s。

【点评】此题主要考查的是学生对滑轮组机械效率计算公式的理解和掌握，注意变形公式的熟练运用。

27．

【分析】由图可知，摩擦力的大小由3股绳子承担，s=3s物，克服摩擦力做的功为有用功，利用W有用=fs求解；拉力做的功为总功，利用W总=Fs求总功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。

【解答】解：由图可知，承担摩擦力大小的绳子股数n=3，

因为物体移动距离s物=0.2m，

所以绳子自由端移动的距离：s=3s物=3×0.2m=0.6m，

所做的有用功（克服摩擦力做功）：

W有用=fs物=9N×0.2m=1.8J；

拉力做的功（总功）：

W总=Fs=4N×0.6m=2.4J；

滑轮组的机械效率：

η==×100%=75%。

故答案为：0.6；1.8；75%。

【点评】本题考查了使用滑轮组时承担物重绳子股数的确定方法、有用功、总功、机械效率的计算方法，确定克服摩擦力做功为有用功是本题的关键。

28．

【分析】（1）先对装置中每个动滑轮进行受力分析，然后根据二力平衡条件和滑轮特点求出动滑轮重力；

（2）根据作用在动滑轮省力费距离的特点求出自由端移动的距离，最后根据η==求装置的机械效率

【解答】解：图中最上面的滑轮为定滑轮，下面2个滑轮为动滑轮，对2个动滑轮受力分析如下：

（1）不计绳的重力及一切摩擦，根据图1和二力平衡条件可得：2F′=G+G动﹣﹣﹣﹣①

因为定滑轮不省力，所以根据图2和二力平衡条件可得：2F=F′+G动﹣﹣﹣﹣②

联立①②可得：

2F=（G+G动）+G动，

则动滑轮重力：

G动=（4F﹣G）=（4×125N﹣470N）=10N；

（2）在图1中，因为动滑轮省一半力，所以当物体上升5m时，右端F′处移动的距离为2×5m=10m；

在图2中，因为动滑轮省一半力，所以F′处移动10m时，F处移动的距离：s=2×10m=20m；

滑轮组的机械效率：

η===×100%=94%。

故答案为：10；94%。

【点评】本题考查二力平衡条件的应用、机械效率的计算，关键会对动滑轮进行正确受力分析，同时能利用s=nh求出自由端移动的距离。

29．

【分析】（1）由题知，使用动滑轮，n=2，拉力端移动的距离s=2h；利用W=Fs求拉力所做的功；利用W=Gh求拉力做的有用功；动滑轮的机械效率等于有用功与总功之比；

（2）若不计绳重和摩擦，拉力F=（G+G轮），据此求动滑轮重力；

（3）若不计绳重和摩擦，使用动滑轮时，增加重物的重、减小机械重，都可以增大动滑轮的机械效率。

【解答】解：

（1）由题知，使用动滑轮，n=2，拉力端移动的距离s=2h=2×5m=10m；

拉力所做的功：

W总=Fs=60N×10m=600J；

拉力做的有用功：

W有用=Gh=100N×5m=500J；

动滑轮的机械效率：

η==×100%≈83.3%；

（2）不考虑摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮），则动滑轮重力：

G轮=2F﹣G=2×60N﹣100N=20N；

（3）若不考虑摩擦和绳重，使用动滑轮时，提升的重物重力大于100N（即增加了物重），增大了有用功，做的额外功不变，则有用功在总功中占的比例增大，也就是机械效率变大。

故答案为：83.3%；20；变大。

【点评】本题考查了使用动滑轮时有用功、总功、机械效率的计算以及影响机械效率的因素。记住增大滑轮组机械效率的方法：减小机械重、增大提升物重。

三．实验探究题（共7小题）

30．

【分析】（1）由乙图根据测力计分度值读数；由甲图知，绳子自由端移动的距离，根据W总=Fs求拉力F所做的功；

（2）由图甲知，物体A上升的高度，根据G=mg求物体的重力；

根据W有=Gh求做的有用功；根据η=×100%求动滑轮的机械效率。

【解答】解：（1）由乙图知，测力计分度值为0.2N，示数为1.2N，由甲图知，绳子自由端移动的距离为：

s=45.00cm﹣25.00cm=20.00cm，拉力F所做的功为：

W总=Fs=1.2N×0.2m=0.24J；

（2）由图甲知，物体A上升的高度h=2.00cm，物体的重力：

G=mg=0.2kg×10N/kg=2N，

做的有用功：

W有=Gh=2N×0.02m=0.04J，

动滑轮的机械效率约为：η==×100%≈83.3%。

故答案为：（1）1.2；0.24；（2）83.3%。

【点评】本题考查长度的测量、功及机械效率的计算。为基础题。

31．

【分析】（1）②根据绳子自由端移动的距离s与提升物体的高度h的关系，s=nh，求出实验1中绳子的有效段数分析；

求出实验2中绳子的有效段数分析；

③根据η==×100%求第3次实验的机械效率：

（2）根据控制变量法，要探究滑轮组的机械效率与物重的关系，需要控制绳子的段数相同，改变物体的重力，找出合适的次数；

比较实验2和3的相同条件和不同条件得出结论；

（3）在测力计静止时，不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦考虑。

【解答】解：（1）②根据绳子自由端移动的距离s与提升物体的高度h的关系，s=nh，故实验1中绳子的有效段数：

n===3；

实验2中绳子的有效段数：

n===3；

由表格数据知：第1次实验物体的重力为4N，第2次物体的重力为8N，故第1次是用甲图做的实验，第2次是用乙图做的：

③第3次实验的机械效率：

η3===×100%=80%；

（2）根据控制变量法，要探究滑轮组的机械效率与物重的关系，需要控制绳子的段数相同，改变物体的重力，表格中1、2两次实验符合要求，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。

比较实验2和3可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低；

（3）在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服绳与轮之间的摩擦，所以测得的拉力偏小，她的想法是不正确的，因为她没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。

故答案为：②乙；③80%；1、2；越低；不正确；摩擦力。

【点评】本题测量滑轮组的机械效率，考查注意事项、绳子自由端移动的距离s与提升物体的高度h的关系、机械效率的计算、数据分析及摩擦力的知识。

32．

【分析】（1）读出BB'之间的距离，根据滑轮组的特点求出物体上升的高度；根据测力计的分度值读出测力计示数；知道物体重力和物体升高的距离，求出绳子自由端移动的距离，读出弹簧测力计的示数；根据η=求出机械效率。

（2）根据额外功的变化判定机械效率的变化。

【解答】解：

实验中应用弹簧测力计竖直向上匀速缓慢拉动绳子自由端，

（1）测力计B位置匀速提升到B'位置，测力计上升的高度为：s=15.0cm；由图可知，有3段绳子拉着动滑轮，则物体上的高度为：h=s=×15.0cm=5.0cm；

由图可知，测力计的示数为2N；

该动滑轮的机械效率：η====75%；

（3）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，此时有用功不变，克服动滑轮重力所做的额外功变大，故机械效率变小。

故答案为：（1）5.0； 2；75%；（2）变小。

【点评】学生进行实验时，只知道要竖直向上匀速拉动绳子，但是不知道为什么这样做，其目的是：保证拉力大小不变，绳子自由端移动距离是物体升高距离的n倍（n是指承担物体和动滑轮绳子的段数）。

33．

【分析】（1）实验中不需要测出钩码的质量；

（2）根据刻度尺的分度值读数；

（3）读出测力计移动的距离，根据机械效率公式求出效率，根据功率公式求出功率。

【解答】解：（1）实验中不需要测出钩码的质量，故多余的器材是天平；

（2）由图可知，刻度尺的分度值是1cm，则钩码上升的距离为10.0cm；

（3）弹簧测力计从25cm开始上升，上升到45cm处，绳子末端移动的距离s=20.0cm=0.2m；

拉力做的功即总功为：W总=FS=1.2N×0.2m=0.24J；

有用功为：W有=Gh=mgh=0.2kg×10N/kg×0.1m=0.2J；

机械效率为：η===83.3%；

拉力F做功的功率是：P===0.12W。

故答案为：（1）天平；（2）10.0；（3）83.3%；0.12。

【点评】解答此题的关键是绳子末端拉力所做功的计算，我们要能够根据拉力，根据刻度尺读出绳子末端移动的距离，然后根据W=Fs求出拉力所做的功。

34．

【分析】（1）根据W有用=Gh和W总=Fs算出有用功和总功，W额=W总﹣W有用算出额外功，根据W额=G动h算出动滑轮的重力；

η=×100%求出装置甲的机械效率；

（2）分析表格中甲乙两装置的拉力、动滑轮的个数与机械效率之间的关系，然后得出结论和影响滑轮组机械效率的因素，最后针对这个问题提出提高滑轮组机械效率的方法；

（3）由甲装置和丙装置可知，绳子的有效股数相同、动滑轮的个数相同、物体的重力相等，绳子的缠绕方式不同，分析两装置中有用功和总功的关系，然后根据η=×100%分析两者之间的关系。

【解答】解：（1）甲装置的有用功：W有用=Gh=4N×0.1m=0.4J；

总功：W总=Fs=1.6N×0.3m=0.48J；

额外功：W额=W总﹣W有用=0.48J﹣0.4J=0.08J；

根据W额=G动h知，

动滑轮的重力：G动===0.8N；

装置甲的机械效率：η=×100%=×100%≈83.3%；

（2）由表格数据可知，甲乙装置中，甲的拉力较大，动滑轮的个数较少，动滑轮重力小，额外功少，滑轮组的机械效率较高，故小马的说法正确；

这个实验说明了影响滑轮组机械效率的因素有动滑轮的个数，尽可能的减小动滑轮的个数可以提高滑轮组的机械效率；

（3）由甲装置和丙装置可知，绳子的有效股数相同、动滑轮的个数相同、物体的重力相等，绳子的缠绕方式不同，

两装置中，提升相同的物体上升相同的高度时所做的有用功相同，动滑轮的个数和摩擦力的大小相同所做的额外功相等，

由η=×100%可知两者的机械效率相同。

故答案为：（1）0.8；83.3%；

（2）小马；动滑轮的个数；尽可能的减小动滑轮的个数；

（3）等于。

【点评】本题考查了滑轮组机械效率的计算和分析实验数据得出结论、分析实验装置进行合理的猜想及验证，分析好三个实验装置的特点是关键。

35．

【分析】（1）（2）滑轮组是用绳子把定滑轮和动滑轮组装而成的机械装置，根据滑轮组的机械效率公式η====分析探究所需要测量的工具以及测量的量、表达式；

（3）滑轮组机械效率与物体重力、动滑轮的重力，以及摩擦力的大小有关，在有用功不变的情况下，所做的额外功越多，滑轮组的机械效率越低。

【解答】解：（1）由图可知，除了滑轮，弹簧测力计外，还需要测量高度的刻度尺；

（2）由滑轮组的图上可知，n=3

滑轮组做的有用功为W有=Gh，总功为W总=Fs，

机械效率的表达式为η==；

（3）AB、在相同情况下，摩擦越大，所做的额外公功越多，机械效率越小，故A正确，B错误；

CD、忽略摩擦，滑轮组的机械效率，与定滑轮的质量无关，动滑轮质量相同，重力相同，额外功相同，则机械效率相同，故C错误、D正确；

EF、忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，所做的有用功越多，则机械效率越大。故E正确、F错误。

故选ADE。

故答案为：（1）刻度尺；（2）；（3）ADE。

【点评】本题考查了实验探究滑轮组的机械效率，要学会依据公式（原理）确定实验器材、实验所要测量的物理量、实验步骤、实验数据表格的设计等能力。

36．

【分析】（1）只有匀速竖直向上拉动弹簧测力计，拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定；重物和动滑轮有三段绳子承担，绳子移动的距离物体升高距离的3倍；

（2）根据公式η==可计算出机械效率；

（3）根据1、2、3次实验中使用同样的滑轮组，做的额外功相同；提起的物体越重，做的有用功越多，有用功占总功的比值越大，机械效率越大。

当物体越重时，对滑轮的压力越大，摩擦力越大，所以第一次实验受摩擦力的影响最小，根据G动=nF﹣G物算出动滑轮的重力。

【解答】解：（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定；

由图示可知，滑轮组承重绳子有效股数n=3，弹簧测力计移动的距离s=3h=3×0.10m=0.3m；

（2）第3次测量中，

有用功：W有用=Gh=6N×0.10m=0.60J；

做功：W总=Fs=2.5N×0.30m=0.75J；

机械效率为：

η3=×100%=×100%=80%；

（3）由1、2、3次数据知，同一滑轮组，物体越重，机械效率越高，故增加物重可以提高同一滑轮组的机械效率；

当物体越重时，对滑轮的压力越大，摩擦力越大，所以第一次实验受摩擦力的影响最小，此时滑轮的重力为：G动=nF﹣G物=3×1N﹣2N=1N。

故答案为：（1）匀速；0.3；（2）80；（3）增加物重；1。

【点评】滑轮组的机械效率跟提起的物重有关，跟物体升高的距离、移动的速度、绳子的绕法无关。通过增加提起的物重来提高机械效率。本题关键：一是知道改变机械效率的方法（增大提升重物的重、减少摩擦机械重），二是承担物重的绳子股数的确定。

四．计算题（共4小题）

37．

【分析】（1）利用W=Gh求有用功；

（2）知道拉力做的总功，利用P=求拉力做功功率；

（3）动滑轮的机械效率等于有用功与总功之比。

【解答】解：

（1）有用功：

W有=Gh=450N×10m=4500J；

（2）已知拉力F做的功为5000J，即W总=5000J，

拉力做功的功率：

P===100W；

（3）动滑轮的机械效率：

η==×100%=90%。

答：（1）有用功为4500J；

（2）拉力F的功率为100W；

（3）动滑轮的机械效率为90%。

【点评】本题考查了使用动滑轮时功、功率、机械效率的计算，属于基础题目。

38．

【分析】（1）对A、B进行受力分析，FA+NA=GA，FB+NB=GB，已知两物体重GA=1.75GB，且NA=2NB，列式可解；

（2）知道提升重物B时滑轮组的机械效率和绳子自由端的拉力，可利用公式η===计算出吊着物体的绳子的段数。

知道拉力F的大小和拉力F做功的功率，可利用公式P=FV计算出绳子自由端运动的速度，从而可以计算出物体B匀速上升的速度v。

【解答】解：

（1）当对A施以竖直向上的拉力FA=1500N时，物体A静止，受到地面支持力是NA；

对A，由力的平衡条件可得：FA+NA=GA，即：1500N+NA=GA ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

已知两物体重GA=1.75GB，且NA=2NB，

所以①式可写为：1500N+2NB=1.75GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

当对B施以竖直向上的拉力FB=1000N时，物体B静止，受到地面支持力是NB；

对B，由力的平衡条件可得：FB+NB=GB，即：1000N+NB=GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③

②﹣③得，500N+NB=0.75GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④

③﹣④得，500N=0.25GB，解得GB=2000N，

代入解得：NB=1000N，GA=3500N；NA=2000N；

（2）已知绳子自由端的拉力F=625N，η=80%，物体B重为2000N，设承担物重的绳子段数为n，

则η=====80%，

解得：n=4。

又因为拉力F做功的功率P=500W，

由P=Fv得，绳子自由端运动的速度为：

v绳===0.8m/s，

则物体B匀速上升的速度为：v=v绳=×0.8m/s=0.2m/s。

答：（1）物体A的重力GA是3500N；地面支持力NA大小是2000N；

（2）物体B的速度v为0.2m/s。

【点评】本题综合性较强而且难度较大，基本涵盖了滑轮组和机械效率的所有知识点，所以要解答本题，需要基础相当的扎实。本题考查物体的重力、动滑轮重力、功率和距离的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是对物体进行受力分析，判断出动滑轮上绳子的段数，找出其中的等量关系。

39．

【分析】（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率；

（2）当f1=100N时，η1=50%，通过滑轮组拉动水平面上的物体，有用功W有用=fs；由题知，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，额外功W额外=G动s，总功等于有用功加上额外功，滑轮组的机械效率η1===，据此求动滑轮重；

当η2=75%时，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，机械效率η2===，据此求此时摩擦力；滑轮组的有用功率P有=f2v；

（3）不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，拉力F=（f+G动），和小熊的重力大小比较得出能否用此滑轮组拉动物体。

【解答】解：

（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是50%；

（2）当f1=100N时，η1=50%，

通过滑轮组拉动水平面上的物体，则有用功：W有用1=f1s，

由题知，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，则额外功：W额外=G动s，

则总功：W总1=W有用1+W额外=f1s+G动s，

所以，η1=====50%，

解得动滑轮重：G动=100N；

当η2=75%时，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，此时滑轮组的机械效率：

η2=====75%，

解得此时的摩擦力：f2=300N；

则滑轮组的有用功率：

P有===f2v=300N×0.1m/s=30W；

（3）由图可知，n=3，

不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，当f3=1500N时，拉动物体需要的拉力：

F3=（f3+G动）=（1500N+100N）≈533N，

小熊的重力为500N，根据力的作用是相互的，所以小熊给绳子的最大拉力等于其重力为500N，小于533N，故不能用此滑轮组拉动物体。

答：（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是50%；

（2）当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是30W；

（3）当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳，不能用此滑轮组拉动物体。

【点评】本题是一道力学综合题，考查了滑轮组的特点、功率、机械效率的计算，考查角度新颖，利用好机械效率的推导公式η===是关键，是一道创新题。

40．

【分析】（1）根据v=算出物体的速度，根据绳子段数算出工人放绳的速度；

（2）根据W有用=Gh算出有用功，根据W总=Fs算出总功；根据η=×100%算出机械效率；

（3）根据入水前的拉力和物体的重力，根据F=（G动+G）算出动滑轮重力；根据η1：η2=4：3算出物体完全浸没水中后滑轮的机械效率η2

根据η=×100%表示出对物体的拉力；根据G=mg算出人的重力，对人受力分析得出人对地面的压力。

【解答】解：

（1）物体下降速度为：v===1m/s；

因为有4段绳子，所以绳子上升的速度为：v绳=4v物=4×1m/s=4m/s；

（2）因为有4段绳子，所以绳子运动距离s=4h=4×3m=12m；

放绳子的有用功：W有用=Gh=160N×3m=480J；

放绳子的总功：W总=Fs=50N×12m=600J；

滑轮组的效率：η1=×100%=×100%=80%；

（3）物体未浸入水中时，不计绳重及摩擦，动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力，

由F=（G动+G）可得，动滑轮重力：G动=4F﹣G=4×50N﹣160N=40N；

已知η1：η2=4：3，

则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为：η2=η1=×80%=60%；

物体完全浸没水中后，滑轮组对物体的拉力做的功为有用功，不计绳重及摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，

则此时滑轮组的机械效率：η2====60%，

解得F拉物=60N；

完全入水后，动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、4段绳子向上的拉力，

由力的平衡条件可得：4F绳=F拉物+G动，

则人对绳子的拉力：F绳=（F拉物+G动）=（60N+40N）=25N，

因为物体间力的作用是相互的，所以绳子对人的拉力也为25N；

人的重力为：G人=m人g=50kg×10N/kg=500N，

对人进行受力分析可知，人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力，

则人受到竖直向上的支持力：F支=G人+F绳=500N+25N=525N。

因为物体间力的作用是相互的，则人对地面的压力为525N。

答：（1）工人放绳的速度为4m/s。

（2）滑轮组的效率η1为80%；

（3）求当物体完全浸没水中后，工入对地面的压力为525N。

【点评】本题考查了速度、有用功、总功、机械效率公式的应用，滑轮组拉力的计算，其中动滑轮重力不变是解题的关键，是一道难题。