专题15 机械效率的理解与计算【四大题型】-【好题汇编】备战2023-2024学年八年级物理下学期期末真题分类汇编（人教版）

专题15 机械效率的理解与计算【四大题型】 【题型一 机械效率的大小比较】 1．（2023•深圳期末）如图所示甲、乙两套装置所用的滑轮规格相同，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度．若G1＝G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η1和η2（忽略绳重和摩擦），则下列选项正确的是（　　） A．F1＞F2 η1＝η2 P1＝P2 B．F1＞F2 η1＝η2 P1＜P2 C．F1＜F2 η1＝η2 P1＞P2 D．F1＜F2 η1＞η2 P1＞P2 2．（2023•德州期末）利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力F1和F2分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（　　） A．力F1做功的功率小 B．甲、乙两个滑轮组的额外功相同 C．乙滑轮组的机械效率高 D．甲、乙两个滑轮组的总功相同 3．（2023•沈阳期末）如图所示的甲，乙两套装置，每个滑轮的质量均相等，用它们分别将重力为G1和G2的重物匀速提升一定高度，所用竖直向上的拉力大小分别为F1和F2，忽略绳重和摩擦。若F1＝F2，则G1　 　G2；若G1＝G2，则它们的机械效率η1　 　η2．（两空均填“＞”、“＝”或“＜”） 4．（2023•太原期末）如图所示，工人们用同一滑轮组，根据需要有两种方式来提起等重的建筑材料，若不计摩擦和绳重，则F1　 　F2，机械效率ηA　 　ηB．（填“＞”“＝”或“＜”） 【题型二 增大或减小机械效率的方法】 5．（2023•西安期末）《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 6．（2023•成都期末）如图所示是中国古代提升重物的一种工具。当使用此工具匀速提升重物时（　　） A．不能改变人的用力方向 B．可以节省人的拉动距离 C．若增大物重，此工具的机械效率变高 D．若增大物重，此工具的机械效率变低 7．（2023•南通期末）如图所示，用滑轮组匀速竖直向上提升重物，不计绳重和摩擦，下列措施能提高滑轮组机械效率的是（　　） A．减小定滑轮的重力 B．减小动滑轮的重力 C．增大重物上升的速度 D．增大重物上升的高度 8．（2023•黄冈期末）某次施工中，工人师傅用运料桶、滑轮和绳子等器材组装了一个如图所示的起吊装置，用来运送沙石。下列做法能提高该装置机械效率的是（　　） A．增大动滑轮受到的重力 B．增大运料桶受到的重力 C．增大沙石受到的重力 D．增大绳子受到的重力 9．（2023•长春期末）如图所示的修枝剪刀属于 　 　杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”），若在轴上加润滑油，则可以 　 　（选填“提高”或“降低”）杠杆的机械效率。 10．（2023•宁夏期末）用一个动滑轮将重为150N的物体匀速提升3m，则提升重物的过程中做的有用功是 　 　，请写出一条增大机械效率的方法 　 　。 【题型三 机械效率的计算】 11．（2023•南通期末）如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓慢上升，动滑轮的重力不可忽略，现改变物体的重力G，不计绳重与摩擦，则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的（　　） A． B． C． D． 12．（2023•昆明期末）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。 13．（2023•衡水期末）如图所示，某人用滑轮组将重为600N的物体匀速提高2m，绳子自由端的拉力为400N．不计绳重和摩擦力，求这次提升物体过程中： （1）滑轮组的机械效率； （2）动滑轮的重力； （3）当所挂物体重为500N时，绳子自由端的拉力是多少？ 14．（2023•南京期末）有人用斜面滑轮组合在一起来提升重600N的木箱，如图所示，动滑轮重20N，用160N的拉力F使木箱沿着斜面滑动5m，同时木箱也升高了3m，此过程中由于绳、滑轮间摩擦而需做的额外功为40J。求： （1）拉力做的有用功； （2）整个装置的机械效率； （3）斜面对木箱的摩擦力大小。 15．（2023•济南期末）2022年12月30日10时38分，全国首条市域高铁——济南至莱芜高速铁路正式开通运营。济南至莱芜最快运行时间42分钟，济南市菜芜区、钢城区结束不通高铁的历史。如图所示是在莱芜北某工地施工时，用吊车将重为2×104N的钢构件匀速提升6m，用时1min。请通过计算回答： （1）吊车对钢构件所做的功； （2）吊车对钢构件做功的功率； （3）若吊车在此过程中牵引力做的总功W总＝4×105J，该吊车的机械效率。 16．（2023•太原期末）某建设工地上，工人用如图所示的滑轮组将重2000N的物体A以0.4m/s的速度沿水平方向匀速向前拉动2m．拉力F大小为250N，物体A与地面间的滑动摩擦力大小是物体A重力的0.2倍。求： （1）物体A与地面间的滑动摩擦力大小是多少？ （2）该滑轮组的机械效率是多少？ （3）拉力F做功的功率是多少？ 【题型四 斜面的机械效率】 17．（2023•南充期末）将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示），斜面长1.2m,高0.4m,斜面对物体的摩擦力为0.3N（物体大小可忽略）。则下列说法正确的是（　　） A．沿斜面向上的拉力0.3N B．有用功0.36J，机械效率20% C．有用功1.8J，机械效率20% D．总功2.16J，机械效率83.3% 18．（2023•绵阳期末）如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F＝50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．利用此装置既可以省力，也可以省功 B．物体受到的摩擦力为50N C．对物体所做的有用功为500J D．该斜面的机械效率为80% 19．（2023•茂名期末）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（斜面）．沿通道上台阶和直接上台阶比较，可以　 　（选填“省力”、“省距离”或“省功”），若将重700N的小车沿8m长的斜面推上1.2m高的平台，沿斜面所用的推力为150N，在此过程中斜面的机械效率为　 　。 20．（2023•郑州期末）如图所示，沿斜面向上匀速拉一个重5N的物体到斜面顶端，斜面长1.0m，高0.3m，拉力做功为2J，则使用该斜面所做的额外功为 　 　J，这个斜面的机械效率是 　 　。匀速拉动过程中拉力大小 　 　摩擦力（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 21．（2023•潍坊期末）如图是为了上山方便而修建的盘山公路。我们把盘山公路简化为一个斜面模型。一辆重为6.3×104N的小型货车以10m/s的速度匀速行驶，经过6min从山脚到达竖直高度为500m的山顶。已知从山脚开上山顶，货车受的牵引力和摩擦力保持不变，且牵引力大小为2.5×104N。求： （1）小货车从山脚开到山顶的过程中，牵引力所做的功； （2）该盘山公路的机械效率； （3）行驶过程中汽车所受摩擦力的大小。 22．（2023•洛阳期末）一物块重2.5N，在拉力F的作用下从底部沿斜面匀速运动到如图甲所示的位置，用时6s。此过程F做的功W和时间t的关系图像如图乙所示，物块运动的速度和时间的关系图像如图丙所示。求： （1）图甲中，拉力F对物体所做的有用功是多少？ （2）拉力F做的总功是多少？ （3）斜面的机械效率是多少？（百分号前保留一位小数） （4）拉力F是多少？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题15 机械效率的理解与计算【四大题型】 【题型一 机械效率的大小比较】 1．（2023•深圳期末）如图所示甲、乙两套装置所用的滑轮规格相同，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度．若G1＝G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η1和η2（忽略绳重和摩擦），则下列选项正确的是（　　） A．F1＞F2 η1＝η2 P1＝P2 B．F1＞F2 η1＝η2 P1＜P2 C．F1＜F2 η1＝η2 P1＞P2 D．F1＜F2 η1＞η2 P1＞P2 解：由图可知n1＝2，n2＝3，已知每个滑轮的质量相同，且两滑轮组均只有一个动滑轮，则动滑轮重相同； 不计绳重及摩擦，则绳子受到的拉力分别为：F1（G1+G动），F2（G2+G动），因G1＝G2，故F1＞F2； 因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度都相同，且W额＝G动h，W有用＝G物h， 所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功相同； 由η可知，两滑轮组的机械效率相同，即η1＝η2； 又因为所用时间相同、总功相同，所以由P可知，拉力做功的功率P1＝P2，故A正确。 答案：A。 2．（2023•德州期末）利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力F1和F2分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（　　） A．力F1做功的功率小 B．甲、乙两个滑轮组的额外功相同 C．乙滑轮组的机械效率高 D．甲、乙两个滑轮组的总功相同 解：由题意可知，两滑轮组的拉力关系为F1＝F2，运动时间t、重物的重力G、重物上升的高度h均相同。 AD.由图可知，两滑轮组绳子的有效股数分别为n甲＝3，n乙＝2，即n甲＞n乙， 由s＝nh可知，两滑轮组绳子自由端移动的距离关系为s甲＞s乙， 因两滑轮组的拉力相等， 所以，由W＝Fs可得，甲、乙两个滑轮组的总功关系为W总甲＞W总乙，故D错误； 又因所用的时间相等，且W总甲＞W总乙， 所以，由P可知，力F1做功的功率大，故A错误； BC.因两重物G的重力和上升的高度h均相等， 所以，由W有＝Gh可知，甲、乙两个滑轮组的有用功相等， 又因额外功等于总功减去有用功，且W总甲＞W总乙， 所以，甲滑轮组的额外功较大，故B错误； 有用功相等，甲滑轮组的总功较大，由η100%可知，η甲＜η乙，即乙滑轮组的机械效率高，故C正确。 答案：C。 3．（2023•沈阳期末）如图所示的甲，乙两套装置，每个滑轮的质量均相等，用它们分别将重力为G1和G2的重物匀速提升一定高度，所用竖直向上的拉力大小分别为F1和F2，忽略绳重和摩擦。若F1＝F2，则G1　＜　G2；若G1＝G2，则它们的机械效率η1　＝　η2．（两空均填“＞”、“＝”或“＜”） 解：（1）由图可知，甲图中滑轮组绳子的有效股数为n1＝2；乙图中滑轮组绳子的有效股数为n2＝3， 因为每个滑轮的质量均相等，所以每个滑轮的重力相等， 忽略绳重和摩擦，由F（G物+G动），可得， G1＝2F1﹣G动，G2＝3F2﹣G动， 因为F1＝F2，所以，G1＜G2； （2）比较甲、乙两个滑轮组可知，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， 根据η可知，两个滑轮组的机械效率相同，即：η甲＝η乙。 答案：＜；＝。 4．（2023•太原期末）如图所示，工人们用同一滑轮组，根据需要有两种方式来提起等重的建筑材料，若不计摩擦和绳重，则F1　＜　F2，机械效率ηA　＝　ηB．（填“＞”“＝”或“＜”） 解： 工人们用同一滑轮组，根据需要有两种方式来提起等重的建筑材料，由图知n分别为3、2， 不计摩擦及绳重，提升等重的建筑材料时拉力分别为： F1（G物+G动），F2（G物+G动）， 比较可知F1＜F2； 因不计摩擦及绳重，额外功的来源是克服动滑轮自重做的功， 滑轮组的机械效率η， 因动滑轮的重力不变、提起物体的重力相同，故ηA＝ηB。 答案：＜；＝。 【题型二 增大或减小机械效率的方法】 5．（2023•西安期末）《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 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可知，机械效率会变小，故B错误； CD、根据η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。 答案：A。 6．（2023•成都期末）如图所示是中国古代提升重物的一种工具。当使用此工具匀速提升重物时（　　） A．不能改变人的用力方向 B．可以节省人的拉动距离 C．若增大物重，此工具的机械效率变高 D．若增大物重，此工具的机械效率变低 解： A、由图知，绳子自由端作用在定滑轮上，所以能改变人的用力方向，故A错误； B、该滑轮组用4段绳子吊着物体，用该滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费了距离，故B错误； CD、增大物重，在提升高度一定时，有用功增大，而额外功几乎不变，有用功在总功中所占的比例增大，所以此工具的机械效率变高，故C正确，D错误。 答案：C。 7．（2023•南通期末）如图所示，用滑轮组匀速竖直向上提升重物，不计绳重和摩擦，下列措施能提高滑轮组机械效率的是（　　） A．减小定滑轮的重力 B．减小动滑轮的重力 C．增大重物上升的速度 D．增大重物上升的高度 解：用滑轮组竖直向上提升重物时，有用功：W有＝G物h， 不计绳重和摩擦，额外功：W额＝G动h， 总功：W总＝W有+W额＝G物h+G动h； 则滑轮组的机械效率：η； 由此可知，滑轮组机械效率的高低与重物上升的速度、重物上升的高度、定滑轮的重力无关，故ABC错误； 由上式可知，减小动滑轮的重力，可减小额外功，能提高滑轮组的机械效率，故B正确； 答案：B。 8．（2023•黄冈期末）某次施工中，工人师傅用运料桶、滑轮和绳子等器材组装了一个如图所示的起吊装置，用来运送沙石。下列做法能提高该装置机械效率的是（　　） A．增大动滑轮受到的重力 B．增大运料桶受到的重力 C．增大沙石受到的重力 D．增大绳子受到的重力 解： 用该装置运送沙石时，克服沙石重力做的功为有用功，在额外功不变的情况下，增大沙石受到的重力，可增大有用功，有用功在总功中所占的比例增大，则该装置机械效率将提高，故C正确； 克服动滑轮、运料桶和绳子的重力做的功为额外功，在有用功不变的情况下，增大动滑轮、运料桶或绳子受到的重力，额外功将增大，根据η可知该装置机械效率将降低，故ABD错误。 答案：C。 【题型三 机械效率的计算】 9．（2023•长春期末）如图所示的修枝剪刀属于 　省力　杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”），若在轴上加润滑油，则可以 　提高　（选填“提高”或“降低”）杠杆的机械效率。 解：读图可知，手握修枝剪刀把手的末端，可以轻松地剪断树枝；这时修枝剪刀的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆； 使用该剪刀时，若在轴上加润滑油，减小了摩擦力，在有用功不变的情况下，减小了额外功、减小了总功，由机械效率的公式可知能提高杠杆的机械效率。 答案：省力；提高。 10．（2023•宁夏期末）用一个动滑轮将重为150N的物体匀速提升3m，则提升重物的过程中做的有用功是 　450J　，请写出一条增大机械效率的方法 　减小动滑轮的重力　。 解：（1）对物体所做的有用功：W有＝Gh＝150N×3m＝450J； （2）增大机械效率的方法：减小动滑轮的重力。 答案：450J；减小动滑轮的重力。 11．（2023•南通期末）如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓慢上升，动滑轮的重力不可忽略，现改变物体的重力G，不计绳重与摩擦，则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的（　　） A． B． C． D． 解：动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重所做的功为额外功，η， 可见，当物重增大时，机械效率增大，但机械效率η与物体重力G的关系并不成正比，故B正确符合题意。 答案：B。 12．（2023•昆明期末）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　70%　；工人对绳子拉力的功率为　200　W。 解：（1）有两段绳子承担总重，绳子自由端移动的距离S＝2h＝2×4m＝8m， 滑轮组机械效率的公式η100%100%100%＝70%； （2）拉力做的功：W＝FS＝500N×8m＝4000J， 拉力的功率：P200W。 答案：70%；200。 13．（2023•衡水期末）如图所示，某人用滑轮组将重为600N的物体匀速提高2m，绳子自由端的拉力为400N．不计绳重和摩擦力，求这次提升物体过程中： （1）滑轮组的机械效率； （2）动滑轮的重力； （3）当所挂物体重为500N时，绳子自由端的拉力是多少？ 解： （1） （2）因为不计摩擦和绳重，由F（G物+G动）可得G动＝2F﹣G物＝2×400N﹣600N＝200N （3）当所挂物体重为500N时，可得拉力F（G物+G动）（500N+200N）＝350N 答：（1）机械效率75%；（2）动滑轮重200N；（3）拉力350N。 14．（2023•南京期末）有人用斜面滑轮组合在一起来提升重600N的木箱，如图所示，动滑轮重20N，用160N的拉力F使木箱沿着斜面滑动5m，同时木箱也升高了3m，此过程中由于绳、滑轮间摩擦而需做的额外功为40J。求： （1）拉力做的有用功； （2）整个装置的机械效率； （3）斜面对木箱的摩擦力大小。 解：（1）拉力做的有用功为： W有＝Gh＝600N×3m＝1800J； （2）由图可知，动滑轮上绳子的段数n＝3，则绳子自由端移动的距离： s＝3L＝3×5m＝15m， 则拉力做的总功为： W总＝Fs＝160N×15m＝2400J， 整个装置的机械效率为： η100%100%＝75%； （3）克服动滑轮重所做的额外功为： W动＝G动h＝20N×3m＝60J， 由题知，由于绳、滑轮间摩擦而需做的额外功为40J， 则克服木箱与斜面间摩擦力所做的额外功： Wf′＝W总﹣W有﹣Wf﹣W动＝2400J﹣1800J﹣40J﹣60J＝500J， 由Wf′＝fL可得，斜面对木箱的摩擦力为： f100N。 答：（1）拉力做的有用功为1800J； （2）整个装置的机械效率为75%； （3）斜面对木箱的摩擦力大小为100N。 15．（2023•济南期末）2022年12月30日10时38分，全国首条市域高铁——济南至莱芜高速铁路正式开通运营。济南至莱芜最快运行时间42分钟，济南市菜芜区、钢城区结束不通高铁的历史。如图所示是在莱芜北某工地施工时，用吊车将重为2×104N的钢构件匀速提升6m，用时1min。请通过计算回答： （1）吊车对钢构件所做的功； （2）吊车对钢构件做功的功率； （3）若吊车在此过程中牵引力做的总功W总＝4×105J，该吊车的机械效率。 解： （1）因为构件匀速提升，所以牵引力F＝G＝2×104N， 吊车对钢构件所做的功W＝Gh＝2×104N×6m＝1.2×105J； （2）吊车对钢构件做功的功率； P2×103W； （3）滑轮组的机械效率： η100%100%＝30%。 答：（1）吊车对钢构件所做的功为1.2×105J； （2）吊车对钢构件做功的功率为2×103W； （3）该吊车的机械效率为30%。 16．（2023•太原期末）某建设工地上，工人用如图所示的滑轮组将重2000N的物体A以0.4m/s的速度沿水平方向匀速向前拉动2m．拉力F大小为250N，物体A与地面间的滑动摩擦力大小是物体A重力的0.2倍。求： （1）物体A与地面间的滑动摩擦力大小是多少？ （2）该滑轮组的机械效率是多少？ （3）拉力F做功的功率是多少？ 解： （1）因为物体M与地面间的滑动摩擦力大小是物体M重力的0.2倍， 所以f＝0.2G＝0.2×2000N＝400N； （2）滑轮组的机械效率： η100%＝80%； （3）拉力F的速度： v＝2v物＝2×0.4m/s＝0.8m/s； 拉力F做功的功率： PFv＝250N×0.8m/s＝200W。 答： （1）物体M与地面间的滑动摩擦力大小是400N； （2）滑轮组的机械效率是80%； （3）拉力F做功的功率是200W。 【题型四 斜面的机械效率】 17．（2023•南充期末）将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示），斜面长1.2m,高0.4m,斜面对物体的摩擦力为0.3N（物体大小可忽略）。则下列说法正确的是（　　） A．沿斜面向上的拉力0.3N B．有用功0.36J，机械效率20% C．有用功1.8J，机械效率20% D．总功2.16J，机械效率83.3% 解：此过程所做额外功为：； 有用功为：； 所做总功为：； 由可得拉力：； 斜面的机械效率为：； 故ABC错误，D正确； 答案：D。 18．（2023•绵阳期末）如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F＝50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．利用此装置既可以省力，也可以省功 B．物体受到的摩擦力为50N C．对物体所做的有用功为500J D．该斜面的机械效率为80% 解：A、此装置为斜面，可以省力，根据功的原理可知，使用任何机械都不省功，故使用此装置不省功，故A错误； BCD、对物体所做的有用功W有用＝Gh＝100N×4m＝400J，故C错误； 总功W总＝Fs＝50N×10m＝500J，机械效率η100%＝80%，故D正确； 额外功W额外＝W总﹣W有用＝500J﹣400J＝100J， 物体受到的摩擦力f10N，故B错误。 答案：D。 19．（2023•茂名期末）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（斜面）．沿通道上台阶和直接上台阶比较，可以　省力　（选填“省力”、“省距离”或“省功”），若将重700N的小车沿8m长的斜面推上1.2m高的平台，沿斜面所用的推力为150N，在此过程中斜面的机械效率为　70%　。 解：斜面加长了距离，并且做功也由于要克服摩擦力做功所以也增加了功，但是可以省力。 将小车推向斜面时，有用功为：W有＝Gh＝700N×1.2m＝840J， 总功：W总＝FL＝150N×8m＝1200J。 机械效率为：η。 答案：省力，70% 20．（2023•郑州期末）如图所示，沿斜面向上匀速拉一个重5N的物体到斜面顶端，斜面长1.0m，高0.3m，拉力做功为2J，则使用该斜面所做的额外功为 　0.5　J，这个斜面的机械效率是 　75%　。匀速拉动过程中拉力大小 　大于　摩擦力（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 解： （1）拉力做的有用功 W有＝Gh＝5N×0.3m＝1.5J 拉力做的额外功 W额＝W总﹣W有＝2J﹣1.5J＝0.5J （2）拉力做的功W总＝2J， 斜面的机械效率： η100%＝75%； （3）拉力做的额外功：W额＝W总﹣W有用＝2J﹣1.5J＝0.5J； 因为W总＝Fs，W额＝fs，而W总＞W额， 所以，Fs＞fs，则F＞f， 即：匀速拉动过程中拉力大于摩擦力。 答案：0.5；75%；大于。 21．（2023•潍坊期末）如图是为了上山方便而修建的盘山公路。我们把盘山公路简化为一个斜面模型。一辆重为6.3×104N的小型货车以10m/s的速度匀速行驶，经过6min从山脚到达竖直高度为500m的山顶。已知从山脚开上山顶，货车受的牵引力和摩擦力保持不变，且牵引力大小为2.5×104N。求： （1）小货车从山脚开到山顶的过程中，牵引力所做的功； （2）该盘山公路的机械效率； （3）行驶过程中汽车所受摩擦力的大小。 解：（1）由v可得货车行驶的距离： s＝vt＝10m/s×6×60s＝3600m， 牵引力做的功（总功）： W总＝Fs＝2.5×104N×3600m＝9×107J； （2）牵引力做的有用功： W有＝Gh＝6.3×104N×500m＝3.15×107J； 该盘山公路的机械效率： η100%100%＝35%； （3）牵引力做的额外功： W额＝W总﹣W有＝9×107J﹣3.15×107J＝5.85×107J， 由W额＝fs得货车行驶过程中汽车所受摩擦力的大小： f1.625×104N。 答：（1）小货车从山脚开到山顶的过程中，牵引力所做的功为9×107J； （2）该盘山公路的机械效率为35%； （3）行驶过程中汽车所受摩擦力的大小为1.625×104N。 22．（2023•洛阳期末）一物块重2.5N，在拉力F的作用下从底部沿斜面匀速运动到如图甲所示的位置，用时6s。此过程F做的功W和时间t的关系图像如图乙所示，物块运动的速度和时间的关系图像如图丙所示。求： （1）图甲中，拉力F对物体所做的有用功是多少？ （2）拉力F做的总功是多少？ （3）斜面的机械效率是多少？（百分号前保留一位小数） （4）拉力F是多少？ 解：（1）由图甲知，物体上升的高度h＝1.1m，对物体做的有用功： W有＝Gh＝2.5N×1.1m＝2.75J； （2）由题知，将物块从底部沿斜面匀速运动到如图甲所示的位置，用时6s， 则由图乙可知，6s内拉力做的总功为W总＝3.6J； （3）斜面的机械效率： ； （4）拉力F所做功的功率：， 由图丙知，物体做匀速直线运动，且v＝0.3m/s，由P＝Fv可得拉力： 。 答：（1）图甲中，拉力F对物体所做的有用功是2.75J； （2）拉力F做的总功是3.6J； （3）斜面的机械效率约是76.4%； （4）拉力F是2N。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$