机械效率---5真题2模拟---2025年中考物理备考（湖北专用）

机械效率 一．选择题（共18小题） 1．（2024•夷陵区模拟）下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　　） A．越省力的机械，机械效率越高 B．做功越快的机械，所做的总功越大 C．所做有用功越多的机械，机械效率越高 D．使用机械可以省力或省距离，但不能省功 2．（2021•宜昌）下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（　　） A．效率越高的机械，功率越大 B．做功越多的机械，功率越大 C．做有用功越多的机械，效率越高 D．功率越大的机械，做功越快 3．（2020•黄石）如图，是一位同学组装的提升重物装置，他用100N的拉力F，在10s内把重150N的重物G提升4m，则此过程中（　　） A．该滑轮组的效率为75% B．他做的总功为1200J C．他做的有用功为800J D．他对滑轮组做功的功率为60W 4．（2024•武昌区模拟）如图所示，在斜面上将一个重为4.5N的物体在3s内匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，s为1.2m、h为0.3m。在物体上升0.3m过程中，下列说法正确的是（　　） A．物体受到斜面的摩擦力为1.8N B．此过程所做的有用功为5.4J C．拉力做功的功率为1.8W D．斜面的机械效率为62.5% 5．（2021•黄石）如图所示，重600N的物体在大小为100N的水平拉力F作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为60%。在此过程中下列选项正确的是（　　） A．物体与地面间的滑动摩擦力为100N B．拉力F做的功为100J C．额外功的功率是8W D．绳子自由端移动的速度为0.3m/s 6．（2020•随州）体重为60kg的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg的重物A匀速提升1m，此时该滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦，g取10N/kg），小明对此工作过程及装置作出了以下论断： ①动滑轮重为200N ②此过程中，工人对绳的拉力做功1000J ③重物匀速上升过程中，它的机械能增大 ④若增大重物A的质量，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90% 关于小明的以上论断（　　） A．只有①③正确 B．只有②③正确 C．只有①②③正确 D．①②③④都正确 7．（2020•宜昌）生产生活中常常会用到各种机械设备，下列说法中不正确的是（　　） A．任何机械设备的效率总小于1 B．减小机械内部摩擦可以提高其效率 C．提高机械设备的效率可以节能减排 D．使用机械设备做功越快，其效率越高 8．（2020•咸宁）用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体，每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（　　） A．动滑轮的重力为5N B．该滑轮组的机械效率可以达到100% C．滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少 D．每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J 9．（2024•荆州模拟）如图为荆州李埠长江公铁大桥施工现场，一台起重机在2min内消耗106J能量将重为30000N的混凝土预制件匀速提升了24m。g取10N/kg，下列说法正确的是（　　） A．在此过程中预制件的机械能不变 B．在此过程中起重机的功率为5×104W C．起重机对混凝土预制件做功为7.2×106J D．起重机的械效率为72% 10．（2023•荆州）一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500N的物体，使物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，已知物体与地面间的滑动摩擦力为150N，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中下列选项正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为3m B．拉力做的有用功为500J C．拉力做的额外功为150J D．拉力做功的功率为25W 11．（2023•鄂州）小刚用如图所示的滑轮组，将重为10N的物体匀速提升0.5m，已知动滑轮重2N，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　） A．拉力F为5N B．有用功为10J C．绳子自由端移动的距离为1.5m D．该滑轮组的机械效率为83.3% 12．（2022•荆州）如图所示，工人往车上装重物时，用长木板搭个斜面，工人用平行于斜面向上的力，把重物沿斜面从底端匀速推到顶端，下列说法正确的是（　　） A．用斜面可以省力也可以省功 B．匀速推动重物的速度越大，推力越大 C．匀速推动重物的速度越大，推力做功越多 D．匀速推动重物的速度越大，推力的功率越大 13．（2022•黄石）如图所示，分别用两种机械在相同时间内将相同的物体匀速提升相同的高度，则（　　）（不计绳重及摩擦） A．拉动绳端的速度之比是1：2 B．拉动绳端的力大小一定相同 C．有用功之比是1：2 D．机械效率相同 14．（2024•茅箭区校级模拟）如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮相同，用它们分别将质量相同的物体匀速竖直提升，在相等时间内绳子自由端A、B移动的距离相同（不计绳重和摩擦）。在此过程中，物体上升的速度分别为v1、v2，拉绳子的力分别为F1、F2，拉力做功分别为W1、W2，装置的机械效率分别为η1、η2。下列说法正确的是（　　） A．v1＝v2 B．F1＝F2 C．W1＝W2 D．η1＝η2 15．（2024•咸宁一模）如图所示，一台起重机在10秒钟内将重3600N的货物提高4m，做了9600J的额外功。下列说法正确的是（　　） A．起重机做的有用功是24000J B．起重机提起货物的机械效率是66.7% C．起重机提起货物的有用功率是960W D．起重机提起货物的总功率是2400W 16．（2023•保康县二模）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，作用在绳端的拉力F为1.2N。下列判断错误的是（　　） A．拉力的功率是0.48W B．动滑轮重力是0.4N C．拉力做的有用功是0.2J D．滑轮组的机械效率是83.3% 17．（2024•巴东县一模）如图甲所示，用动滑轮提升物体时，绳端需要施加的拉力F与物体重力G的关系图像如图乙所示，则提升G＝30N的物体使之以0.1m/s的速度上升时（绳重和摩擦忽略不计），下列说法正确的是（　　） A．动滑轮重为5N B．拉力F的功率为2W C．动滑轮的机械效率为75% D．动滑轮的机械效率与被提升物体的重力无关 18．（2020•荆州）荆州方特东方神画主题乐园于2019年9月盛大开园。乐园在修建过程中，如图所示，工人师傅在50s内用大小为500N的力F，将物体从斜面底端拉到顶端，若此装置的机械效率为80%．则下列说法正确的是（g＝10N/kg，不计绳轮摩擦）（　　） A．所拉物体的质量为800kg B．拉力的功率是40W C．物体在斜面上运动时受到的摩擦力是100N D．物体在斜面上运动时增加的内能大于800J 二．填空题（共8小题） 19．（2023•宜昌）如图为某景区的盘山公路，汽车行驶过程中遇到陡坡时司机常常要换用低速挡，这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大 　 　。一辆总重为1×105N的汽车经过某一长为200m的路段时，竖直高度上升了20m，如果汽车的牵引力恒为2.5×104N，此过程中盘山公路斜面的机械效率为 　 　。 20．（2023•湖北）如图是某电梯的工作原理图，A、B为滑轮，F为电动机对滑轮组施加的拉力。其中滑轮 　 　（选填“A”或“B”）能省力。某次电梯以1m/s速度将60kg的人匀速提升，电 动机输出功率为1960W，则人所受重力与 　 　力是一对平衡力，此次电梯的机械效率为 　 　。 21．（2024•新洲区模拟）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　 　。 22．（2022•荆门）小睿组装了如图所示的装置，其中物体的质量为48kg。当物体在空中保持静止时，与物体相连的绳子拉力为 　 　N；当物体以1m/s的速度向上做匀速直线运动时，经过10s，物体克服重力所做的功为 　 　J；此时人的拉力大小为320N，该装置的机械效率为 　 　%。 23．（2022•十堰）如图所示，斜面与水平地面夹角为30°，某快递员用500N的力，将重800N的货物沿斜面匀速推上车厢，不考虑斜面形变，货物所受摩擦力方向沿斜面向 　 　；斜面的机械效率为 　 　。不改变斜面与地面夹角和货物质量，采用 　 　的方法可以提高斜面的机械效率。 24．（2024•广水市一模）如图所示，小明用大小为5N的拉力竖直向上提升物体，重为7N的物体在1s内被匀速提升0.1m。这个过程中，拉力F的功率为 　 　W，该滑轮的机械效率为 　 　%。 25．（2024•咸丰县模拟）在斜面上将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F＝400N，拉动的距离s＝4.5m，提升高度h＝1.8m，所用时间t＝30s。则拉力F做功的功率为　 　W，此过程中物体受到的摩擦力为　 　N，斜面的机械效率为　 　。 26．（2024•仙桃校级模拟）如图所示，将一个重9N的物体从斜面底端匀速直线拉到斜面顶端，沿斜面向上的拉力为10N，在斜面上移动的距离s＝1m，物体升高的高度h＝0.5m，则物体所受的摩擦力为 　 　，斜面的机械效率为 　 　。 三．实验探究题（共2小题） 27．（2022•襄阳）某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中。 实验 次数 钩码重 G/N 钩码上升高度 h/cm 拉力 F/N 绳端移动距离 s/cm 机械效率 η 1 1.0 10 0.6 30 55.6% 2 2.0 10 1.0 30 3 4.0 10 1.6 30 83.3% （1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上 　 　拉动弹簧测力计； （2）第二次实验中，滑轮组的机械效率为 　 　； （3）分析1、2、3次实验数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物越 　 　（选填“重”或“轻”），滑轮组的机械效率越高； （4）小琪同学在仅改变提升物体速度的情况下，又做了上述第三次实验，结果会发现滑轮组的机械效率 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 28．（2024•孝感模拟）如图所示是某小组在研究动滑轮的使用特点时的装置图。 （1）为了探究使用动滑轮时是否省距离，还需要的测量工具是 　 　； （2）在探究使用动滑轮是否省力时，拉动弹簧测力计时需要满足两个条件：　 　、　 　； （3）实验时分别测量了滑轮和钩码所受的重力，并将相关数据记录在了表格中： 表一：G滑＝2N 实验序号 G钩/N F/N 1 1 1.5 2 2 2.0 3 4 3.0 表一：G滑＝4N 实验序号 G钩/N F/N 4 2 3.0 5 4 4.0 6 6 5.0 通过上述数据发现，与直接提起钩码相比，使用动滑轮不一定省力，省力时所对应的条件是：　 　； （4）仅用实验序号6的数据，也可以计算出动滑轮此时的机械效率：　 　。 四．解答题（共1小题） 29．（2023•恩施州）一桶沙总重200N，工人在高处用绳在30s内将其匀速提升了6m。求： （1）工人做功的功率为多大？ （2）若徒手提着这桶沙，沿着楼梯爬高6m，比较工人两次做功的机械效率大小，并简述理由。 五．计算题（共4小题） 30．（2023•襄阳）某建筑工地上一台升降机的厢体连同货物的总重为1.5×104N，在10s内货物被匀速提升了10m。求： （1）升降机在10s内做的总功是多少？ （2）升降机的总功率是多大？ （3）如果货物重为1.2×104N，则此过程中升降机的机械效率多大？ 31．（2024•仙桃校级模拟）如图所示，支架OB固定于竖直墙面O点，且可绕O点在竖直面内转动，细绳BC与支架连接于B点，另一端固定在墙上C点，此时支架水平，细绳与支架夹角为30°。滑轮组悬挂于支架A处，OA＝2AB，重500N的工人用300N竖直向下的拉力拉动绳子自由端，使重540N的物体M在10s内匀速上升了1米。工人与水平地面的接触面积为500cm2，两个滑轮的质量相等，不计支架和细绳重力，不计滑轮组的绳重和摩擦。求： （1）工人对地面的压强； （2）工人拉力做功的功率； （3）滑轮组的机械效率； （4）细绳BC对支架的拉力。 32．（2023•荆州）以“‘荆歌’铁马，奔向未来”为主题的2023荆州马拉松3月26日在荆州体育中心鸣枪起跑。在开赛场地建设过程中，工人利用长度L＝3m的斜面把质量为240kg的重物匀速推到h＝1m高处，如图所示，工人所用推力F＝1000N。g取10N/kg。求： （1）推力做的有用功； （2）斜面的机械效率； （3）工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，为了省力，换用长度为5m的斜面，此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6：5，共用时20s，工人推力做功的功率。 33．（2021•襄阳）如图所示，工人用300N的拉力，把一重为500N的货物G用滑轮组提升了3m（忽略摩擦及绳重）。求： （1）工人做的有用功； （2）滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）； （3）动滑轮重。 机械效率 参考答案与试题解析 一．选择题（共18小题） 1．（2024•夷陵区模拟）下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　　） A．越省力的机械，机械效率越高 B．做功越快的机械，所做的总功越大 C．所做有用功越多的机械，机械效率越高 D．使用机械可以省力或省距离，但不能省功 【分析】（1）有用功占总功的比值越大，机械效率越高。 （2）功率是表示物体做功快慢的物理量，物体的功率越大，做功越快。 （3）机械效率越高的机械，有用功在总功中所占的比值越大，使用任何机械，都不可避免的要做额外功。 （4）使用机械或省力，或省距离，但是就是不能省功。 【解答】解：A、机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率的高低与是否省力没有必然的联系，故A错误； B、功率是表示做功快慢的物理量，所以功率越大的机械，做功快，但是所做的总功不一定越大，故B错误； C、所做有用功越多的机械，但总功不确定，机械效率不一定越高，故C错误； D、使用机械如果省力了，根据功的原理可知，就一定费距离，使用机械时，如果省了距离，根据功的原理可知，就一定费了力，故D正确。 故选：D。 【点评】该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。 2．（2021•宜昌）下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（　　） A．效率越高的机械，功率越大 B．做功越多的机械，功率越大 C．做有用功越多的机械，效率越高 D．功率越大的机械，做功越快 【分析】（1）功率是单位时间内做的功，表示的是做功的快慢； （2）机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率高说明有用功与总功的比值大。 【解答】解：A、机械做功快慢与机械效率没有关系。故A错误； B、由P＝可以看出，功率大小决定于做功多少和所用时间。做功较多，时间不确定，功率大小不能确定。故B错误； C、机械效率是有用功与总功的比值，有用功较多，总功不确定，机械效率不能确定。故C错误； D、功率描述的是物体做功的快慢，所以功率越大的物体，做功越快。故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了我们对机械效率、功率的理解和应用，使用机械时省力情况、功率大小、效率高低之间没有必然联系。 3．（2020•黄石）如图，是一位同学组装的提升重物装置，他用100N的拉力F，在10s内把重150N的重物G提升4m，则此过程中（　　） A．该滑轮组的效率为75% B．他做的总功为1200J C．他做的有用功为800J D．他对滑轮组做功的功率为60W 【分析】（1）知道物重、升高的高度，利用W＝Gh求他做的有用功； （2）由图可知，n＝2，拉力端端移动的距离s＝nh，利用W＝Fs求他做的总功； （3）利用P＝求他对滑轮组做功的功率； （4）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。 【解答】解： （1）他做的有用功： W有用＝Gh＝150N×4m＝600J，故C错误； （2）由图可知，n＝2，拉力端端移动的距离： s＝nh＝2×4m＝8m， 他做的总功： W总＝Fs＝100N×8m＝800J，故B错误； （3）他对滑轮组做功的功率： P＝＝＝80W，故D错误； （4）滑轮组的机械效率： η＝＝×100%＝75%，故A正确。 故选：A。 【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，从图中确定承担物重的绳子股数、利用好s＝nh是关键。 4．（2024•武昌区模拟）如图所示，在斜面上将一个重为4.5N的物体在3s内匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，s为1.2m、h为0.3m。在物体上升0.3m过程中，下列说法正确的是（　　） A．物体受到斜面的摩擦力为1.8N B．此过程所做的有用功为5.4J C．拉力做功的功率为1.8W D．斜面的机械效率为62.5% 【分析】（1）利用W＝Gh求拉力做的有用功； （2）利用W＝Fs求拉力F对物体做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比； （3）克服摩擦力所做的额外功等于总功减去有用功，利用W额＝fs求摩擦力； （4）根据P＝计算功率。 【解答】解：已知物重G＝4.5N，拉力F＝1.8N，斜面长s＝1.2m，高h＝0.3m， B、拉力做的有用功为：W有用＝Gh＝4.5N×0.3m＝1.35J，故B错误； AD、拉力F对物体做的总功为：W总＝Fs＝1.8N×1.2m＝2.16J， 克服摩擦力所做的额外功：W额＝W总﹣W有＝2.16J﹣1.35J＝0.81J， 由W额＝fs得摩擦力f＝＝0.675N， 斜面的机械效率为：η＝＝×100%＝62.5%；故A错误，D正确； C、拉力的功率P＝＝＝0.72W，故C错误。 故选：D。 【点评】本题考查了使用斜面时功、机械效率和摩擦力的计算以及功率，明确有用功和总功、额外功之间的关系以及额外功为克服摩擦力所做的功是关键。 5．（2021•黄石）如图所示，重600N的物体在大小为100N的水平拉力F作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为60%。在此过程中下列选项正确的是（　　） A．物体与地面间的滑动摩擦力为100N B．拉力F做的功为100J C．额外功的功率是8W D．绳子自由端移动的速度为0.3m/s 【分析】B、n＝2，先根据速度公式得出物体移动的距离，再得出绳子自由端移动的距离，根据W总＝Fs绳得出拉力F做的功； A、物体与地面间的滑动摩擦力做的功为有用功，根据W有用＝W总η得出有用功。根据f＝得出物体与地面间的滑动摩擦力； C、根据W额＝W总﹣W有用得出额外功，根据P＝得出额外功的功率； D、根据速度公式得出绳子自由端移动的速度。 【解答】解：B、n＝2，物体移动的距离s物＝vt＝0.1m/s×10s＝1m，绳子自由端移动的距离s绳＝2×1m＝2m，拉力F做的功W总＝Fs绳＝100N×2m＝200J，故B错误； A、物体与地面间的滑动摩擦力做的功为有用功，W有用＝W总η＝200J×60%＝120J，物体与地面间的滑动摩擦力f＝＝＝120N，故A错误； C、额外功W额＝W总﹣W有用＝200J﹣120J＝80J，额外功的功率P＝＝＝8W，故C正确； D、绳子自由端移动的速度v′＝＝＝0.2m/s，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查滑轮组的功、功率和效率的有关计算，综合性强，难度适中。 6．（2020•随州）体重为60kg的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg的重物A匀速提升1m，此时该滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦，g取10N/kg），小明对此工作过程及装置作出了以下论断： ①动滑轮重为200N ②此过程中，工人对绳的拉力做功1000J ③重物匀速上升过程中，它的机械能增大 ④若增大重物A的质量，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90% 关于小明的以上论断（　　） A．只有①③正确 B．只有②③正确 C．只有①②③正确 D．①②③④都正确 【分析】（1）知道重物A的质量，利用G＝mg求其重力；不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝，据此求动滑轮重力； （2）利用W＝Gh求工人对重物A做的有用功，利用η＝求工人对绳的拉力做功（总功）； （3）重物匀速上升过程中，质量不变、速度不变、高度增大，据此分析机械能变化； （4）若增大重物A的质量，重物的重力增大，滑轮组的机械效率增大，同时工人的拉力增大，工人的最大拉力等于工人的重力，由图知，n＝3，不计绳重和摩擦，最大拉力F最大＝（G最大+G动），据此求提升的最大物重；不计绳重和摩擦，滑轮组的最大机械效率η＝＝＝，据此求最大机械效率。 【解答】解： （1）重物A的重力：GA＝mAg＝80kg×10N/kg＝800N 不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝80%，解得动滑轮重力：G动＝200N，故①正确； （2）工人对重物A做的有用功： W有用＝Gh＝800N×1m＝800J， 由η＝＝80%可得工人对绳的拉力做功（总功）： W总＝＝＝1000J，故②正确； （3）重物匀速上升过程中，质量不变、速度不变，动能不变；质量不变、高度增大，重力势能增大，它的机械能增大，故③正确； （4）若增大重物A的质量，重物的重力增大，滑轮组的机械效率增大，同时工人的拉力增大，工人的最大拉力： F最大＝G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N， 由图知，n＝3，不计绳重和摩擦，最大拉力F最大＝（G最大+G动）， 提升的最大物重： G最大＝3F最大﹣G动＝3×600N﹣200N＝1600N， 因为不计绳重和摩擦，滑轮组的最大机械效率η＝＝＝， 所以最大机械效率： η最大＝＝≈88.9%， 所以，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90%，故④正确。 故①②③④正确。 故选：D。 【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算，注意利用好关系式：不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝， 7．（2020•宜昌）生产生活中常常会用到各种机械设备，下列说法中不正确的是（　　） A．任何机械设备的效率总小于1 B．减小机械内部摩擦可以提高其效率 C．提高机械设备的效率可以节能减排 D．使用机械设备做功越快，其效率越高 【分析】（1）在使用机械时，人们为完成某项任务必须做的功叫有用功，对完成任务没有用但不得不做的功叫额外功，有用功与额外功之和叫总功，有用功与总功的比值叫机械效率； （2）为了节约能源，提高机械利用率往往要提高机械效率。 【解答】解： A、有用功和总功的比值叫做机械效率，只要使用机械，就必然会在机械上消耗一部分额外功，也就是说额外功总是存在的，所以有用功总是会小于总功，机械效率总是小于1，故A正确； B、在有用功一定时，减小机械内部摩擦可以少做额外功，也就是减少总功，所以机械效率会提高，故B正确； C、为了尽可能提高机械利用率，节约能源，往往要提高机械效率，达到机械利用的最佳效果，故C正确； D、机械效率是有用功与总功的比值，机械效率的大小与做功快慢无关，故D不正确。 故选：D。 【点评】本题主要考查机械效率这一知识点，解答此题的关键是全面理解机械效率的概念。 8．（2020•咸宁）用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体，每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（　　） A．动滑轮的重力为5N B．该滑轮组的机械效率可以达到100% C．滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少 D．每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J 【分析】（1）由图乙可知，提升物重G＝10N时，滑轮组的机械效率η＝50%，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝，据此求动滑轮重力； （2）使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，使得有用功小于总功，滑轮组的机械效率总小于100%； （3）滑轮组的机械效率越高，说明有用功与总功的比值越大； （4）不计绳重和摩擦，滑轮组提升动滑轮做的功为额外功。 【解答】解： A、由图乙可知，提升物重G＝10N时，滑轮组的机械效率η＝50%， 不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝50%， 解得动滑轮重力： G动＝10N，故A错误； B、使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，使得有用功小于总功，滑轮组的机械效率总小于100%，故B错误； C、滑轮组的机械效率越高，说明有用功与总功的比值越大，拉力做功不一定少，故C错误； D、由题知，利用滑轮组每次物体被提升的高度均为0.5m，提升动滑轮上升的高度也都是0.5m，则每次提升重物时，不计绳重和摩擦，滑轮组做的额外功都为：W额＝G动h＝10N×0.5m＝5J，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了使用滑轮组时动滑轮重力、额外功、机械效率的计算，明确有用功、额外功的含义是关键。 9．（2024•荆州模拟）如图为荆州李埠长江公铁大桥施工现场，一台起重机在2min内消耗106J能量将重为30000N的混凝土预制件匀速提升了24m。g取10N/kg，下列说法正确的是（　　） A．在此过程中预制件的机械能不变 B．在此过程中起重机的功率为5×104W C．起重机对混凝土预制件做功为7.2×106J D．起重机的械效率为72% 【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大；机械能＝动能+势能。 （2）利用P＝求得在此过程中起重机的功率。 （3）利用W＝Gh求得起重机对混凝土预制件做的功。 （4）利用η＝求得起重机的械效率。 【解答】解：A．在此过程中，预制件质量不变，速度不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，机械能＝动能+势能，机械能变大，故A错误； B．在此过程中起重机的功率 故B错误； C．起重机对混凝土预制件做功 W有＝Gh＝30000N×24m＝7.2×105J 故C错误； D．起重机的械效率 故D正确。 故选：D。 【点评】此题考查了功、功率、机械效率的计算及机械能变化，属于基础知识。 10．（2023•荆州）一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500N的物体，使物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，已知物体与地面间的滑动摩擦力为150N，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中下列选项正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为3m B．拉力做的有用功为500J C．拉力做的额外功为150J D．拉力做功的功率为25W 【分析】（1）根据v＝求出物体移动的距离，由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离s＝ns物； （2）利用W有＝fs物求有用功； （3）利用η＝×100%求总功，利用W总＝W有+W额求拉力做的额外功； （4）利用P＝求拉力做功的功率。 【解答】解：A、由v＝可知，物体移动的距离：s物＝v物t＝0.1m/s×10s＝1m， 由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝ns物＝2×1m＝2m，故A错误； B、拉力做的有用功：W有＝fs物＝150N×1m＝150J，故B错误； C、由η＝×100%可知，拉力做的总功：W总＝＝＝250J， 拉力做的额外功：W额＝W总﹣W有＝250J﹣150J＝100J，故C错误； D、拉力做功的功率：P＝＝＝25W，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查使用滑轮组时功、功率和机械效率公式的应用，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。 11．（2023•鄂州）小刚用如图所示的滑轮组，将重为10N的物体匀速提升0.5m，已知动滑轮重2N，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　） A．拉力F为5N B．有用功为10J C．绳子自由端移动的距离为1.5m D．该滑轮组的机械效率为83.3% 【分析】（1）图中使用的滑轮组承担物重的绳子股数n＝2，不计绳重和摩擦，利用F＝（G物+G动）求拉力大小； （2）根据W有用＝Gh求拉力做的有用功； （3）由图知，n＝2，则绳子自由端移动距离s＝2h； （4）利用W总＝Fs求拉力做的总功，利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率。 【解答】解：A、由图可知，n＝2；不计绳重和摩擦时，拉力F＝（G物+G动）＝×（10N+2N）＝6N，故A错误； B、拉力做的有用功：W有用＝Gh＝10N×0.5m＝5J，故B错误； C、绳子自由端移动距离s＝2h＝2×0.5m＝1m，故C错误； D、拉力做的总功：W总＝Fs＝6N×1m＝6J， 滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%≈83.3%，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了学生对有用功、总功、机械效率公式、滑轮组s＝nh的理解和运用，本题关键是利用好不计绳重和摩擦时拉力F＝（G物+G动）。 12．（2022•荆州）如图所示，工人往车上装重物时，用长木板搭个斜面，工人用平行于斜面向上的力，把重物沿斜面从底端匀速推到顶端，下列说法正确的是（　　） A．用斜面可以省力也可以省功 B．匀速推动重物的速度越大，推力越大 C．匀速推动重物的速度越大，推力做功越多 D．匀速推动重物的速度越大，推力的功率越大 【分析】（1）根据斜面的工作特点和功的原理解答； （2）沿斜面匀速推动物体时，物体处于平衡状态，根据力的平衡条件分析解答； （3）根据W＝Fs分析解答； （4）根据P＝＝＝Fv分析解答。 【解答】解： A、根据斜面的工作特点和功的原理可知，利用斜面提高物体可以省力，但不能省功，故A错误； B、沿斜面匀速推动物体时，物体在竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力、沿着斜面向下的摩擦力和沿着斜面向上的推力作用下处于平衡状态，因此推力大小只与物体的重力、斜面的支持力和斜面的摩擦力有关，与物体的速度无关，故B错误； C、由W＝Fs可知，推力做的功与物体在推力方向上移动的距离有关，与物体的速度无关，故C错误； D、由P＝＝＝Fv可知，推力的功率与物体的移动速度有关，在推力一定时，速度越大，推力的功率越大，故D正确。 故选：D。 【点评】此题考查斜面的工作特点和功的原理、同时考查功和功率的影响因素，是一道综合性很强的题目，关键是相关公式和原理的熟练运用。 13．（2022•黄石）如图所示，分别用两种机械在相同时间内将相同的物体匀速提升相同的高度，则（　　）（不计绳重及摩擦） A．拉动绳端的速度之比是1：2 B．拉动绳端的力大小一定相同 C．有用功之比是1：2 D．机械效率相同 【分析】（1）分别用两种机械在相同时间内将相同的物体匀速提升相同的高度，拉动绳子移动的速度：v1＝v物，v2＝2v物， （2）在不计绳重和摩擦的情况下，匀速提升物体时，拉力F1＝G物，F2＝，由此可比较拉力关系； （3）有用功就是提升重物所做的功，对动滑轮所做的功是额外功， （4）总功等于有用功和额外功之和，根据η＝×100%即可比较机械效率大小。 【解答】解：A、由左图可知，若不计绳重及摩擦，则拉动绳子移动的速度：v1＝v物， 由右图可知，两股绳子承担物重，v2＝2v物， 所以v1：v2＝1：2，故A正确； B、匀速提升物体时，拉力F1＝G物，F2＝，所以拉力不相等，故B错误； C、由W有用＝Gh可知，将相同的物体提升相同的高度，所做的有用功相同，C错误； D、在右图中，除对物体做功外，对动滑轮也要做功，额外功不相同，所以两滑轮组的机械效率也不相同，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查了拉力、机械效率的比较，明确有用功和总功是解题的关键。 14．（2024•茅箭区校级模拟）如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮相同，用它们分别将质量相同的物体匀速竖直提升，在相等时间内绳子自由端A、B移动的距离相同（不计绳重和摩擦）。在此过程中，物体上升的速度分别为v1、v2，拉绳子的力分别为F1、F2，拉力做功分别为W1、W2，装置的机械效率分别为η1、η2。下列说法正确的是（　　） A．v1＝v2 B．F1＝F2 C．W1＝W2 D．η1＝η2 【分析】（1）由动滑轮、滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，拉力端移动距离s＝nh，拉力端移动速度等于物体升高速度的n倍，据此分析两物体上升的速度大小关系； （2）不计绳重和摩擦，绳端拉力F＝（G+G动），据此比较动滑轮、滑轮组绳端的拉力大小关系； （3）在相等时间内绳端A、B移动相同的距离，知道拉力大小关系，利用W＝Fs比较总功大小关系； （4）不计绳重和摩擦，提升物体的质量相等、重力相等，动滑轮的质量相等、重力相等，利用η＝＝＝比较机械效率大小关系。 【解答】解： A、图甲使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n甲＝2；图乙使用的是滑轮组，承担物重的绳子股数n乙＝3； 因为拉力端移动的距离s＝nh，所以拉力端移动的速度等于物体升高速度的n倍， 已知在相等时间内绳端A、B移动相同的距离，则由速度公式v＝可知绳端A、B移动的速度相等，设其大小为v， 则由v绳＝nv物可知，物体上升的速度分别为：v1＝v，v2＝v， 所以两物体上升的速度：v1＞v2，故A错误； B、提升物体的质量相同、重力相同，且滑轮的质量相同、重力相同，不计绳重及摩擦，拉力F＝（G+G动），n甲＝2，n乙＝3， 所以绳端的拉力分别为：F1＝（G+G动），F2＝（G+G动），则绳端的拉力F1＞F2，故B错误； C、绳端拉力F1＞F2，绳端A、B移动相同的距离，由W＝Fs可知拉力做的总功W1＞W2，故C错误； D、不计绳重和摩擦，机械效率η＝＝＝， 因为提升钩码的质量相等、重力相等，动滑轮的质量相等、重力相等，所以动滑轮和滑轮组的机械效率相等，η1＝η2，故D正确。 故选：D。 【点评】此题考查了使用动滑轮、滑轮组时物体上升速度大小、拉力大小、拉力做功大小、机械效率大小比较，利用好关系式：不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝。 15．（2024•咸宁一模）如图所示，一台起重机在10秒钟内将重3600N的货物提高4m，做了9600J的额外功。下列说法正确的是（　　） A．起重机做的有用功是24000J B．起重机提起货物的机械效率是66.7% C．起重机提起货物的有用功率是960W D．起重机提起货物的总功率是2400W 【分析】根据W有＝Gh得出有用功，根据P＝得出有用功率；根据W总＝Fs得出拉力做的总功，根据η＝得出滑轮组的机械效率。 【解答】解：AC．一台起重机在10秒钟内将重3600N的货物提高4m，起重机做的有用功为 W有用＝Gh＝3600N×4m＝14400J，故A错误； 起重机做的有用功为 ，故C错误； B．起重机做的总功为 W总＝W有用+W额＝Gh＝14400J+9600J＝24000J， 起重机提起货物的机械效率为 ，故B错误； D．起重机提起货物的总功率为 ，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查有关滑轮组的功、功率和机械效率的计算，是一道综合题。 16．（2023•保康县二模）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，作用在绳端的拉力F为1.2N。下列判断错误的是（　　） A．拉力的功率是0.48W B．动滑轮重力是0.4N C．拉力做的有用功是0.2J D．滑轮组的机械效率是83.3% 【分析】（1）利用P＝Fv＝F×nv物求得拉力的功率； （2）若不计绳重和摩擦，根据图示滑轮组可知绳子的有效股数，根据F＝（G+G动）求出动滑轮的重力，进一步分析； （3）根据W＝Gh求出拉力做的有用功； （4）利用求出滑轮组的机械效率。 【解答】解：A．如图所示，有2段绳子承担重物， 则拉力的功率是P＝Fv＝F×nv物＝1.2N×2×0.2m/s＝0.48W，故A正确； B．如果不考虑绳重和摩擦，动滑轮重力是 G动＝nF﹣G物＝2×1.2N﹣2N＝0.4N， 由于实际情况下存在绳重和摩擦等因素，动滑轮的重小于0.4N，故B错误； C．拉力做的有用功是 W有＝G物h＝2N×0.1m＝0.2J，故C正确； D．滑轮组的机械效率是 ，故D正确。 故选：B。 【点评】本题考查了滑轮组绳子拉力公式和做功公式、功率公式、滑轮组机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。 17．（2024•巴东县一模）如图甲所示，用动滑轮提升物体时，绳端需要施加的拉力F与物体重力G的关系图像如图乙所示，则提升G＝30N的物体使之以0.1m/s的速度上升时（绳重和摩擦忽略不计），下列说法正确的是（　　） A．动滑轮重为5N B．拉力F的功率为2W C．动滑轮的机械效率为75% D．动滑轮的机械效率与被提升物体的重力无关 【分析】（1）根据图甲确定绳子股数，绳重和摩擦忽略不计，利用图乙和F＝（G+G动）求出动滑轮重； （2）根据v绳＝nv物求出绳子自由端的速度，利用图乙和P＝＝＝Fv求出拉力F的功率； （3）根据图乙结合η＝＝＝＝求出该滑轮组的机械效率； （4）绳重和摩擦忽略不计，根据η＝＝＝＝＝分析回答。 【解答】解：A、由图甲可知，n＝2，由图乙可知，当物重为0时，F＝5N，绳重和摩擦忽略不计，根据F＝（G+G动）可知，动滑轮重为： G动＝nF＝2×5N＝10N，故A错误； B、绳子自由端的速度为： v绳＝nv物＝2×0.1m/s＝0.2m/s， 由图乙可知，当物重为30N时，F＝20N， 则拉力F的功率为： P＝＝＝Fv绳＝20N×0.2m/s＝4W，故B错误； C、由图乙可知，当物重为30N时，F＝20N， 该滑轮组的机械效率为： η＝＝＝＝＝×100%＝75%，故C正确； D、绳重和摩擦忽略不计，根据η＝＝＝＝＝可知，被提升物体的重力越大，动滑轮的机械效率越高，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了功率公式和滑轮组拉力公式以及滑轮组机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。 18．（2020•荆州）荆州方特东方神画主题乐园于2019年9月盛大开园。乐园在修建过程中，如图所示，工人师傅在50s内用大小为500N的力F，将物体从斜面底端拉到顶端，若此装置的机械效率为80%．则下列说法正确的是（g＝10N/kg，不计绳轮摩擦）（　　） A．所拉物体的质量为800kg B．拉力的功率是40W C．物体在斜面上运动时受到的摩擦力是100N D．物体在斜面上运动时增加的内能大于800J 【分析】（1）根据直角三角形的角边关系求斜面的长度s，利用W总＝Fs求出拉力做的总功，利用机械效率公式求出有用功，再利用W＝Gh求出物体的重力，利用G＝mg求出其质量； （2）利用P＝求拉力的功率； （3）克服摩擦力做的功为额外功，等于总功减去有用功，再利用W额＝fs求摩擦力f的大小； （4）物体在斜面上运动时增加的内能来自于克服摩擦做的功，即额外功。 【解答】解： A、在直角三角形中，h＝s×sin30°＝s，斜面的长度为：s＝2h＝2×4m＝8m， 所做总功为：W总＝Fs＝500N×8m＝4000J， 由η＝得有用功为： W有＝ηW总＝80%×4000J＝3200J， 由W有＝Gh得物体重力为： G＝＝＝800N， 物体的质量为： m＝＝＝80kg，故A错误。 B、拉力的功率为： P＝＝＝80W，故B错误。 C、此过程所做的额外功为： W额＝W总﹣W有＝4000J﹣3200J＝800J， 由W额＝fs得摩擦力： f＝＝＝100N，故C正确。 D、此过程所做的额外功W额＝800J，物体在斜面上运动时增加的内能等于克服摩擦所做的额外功，即内能等于800J，故D错误。 故选：C。 【点评】熟练运用功、功率、机械效率的计算公式和变形公式，理解额外功与内能间的关系，是解答此题的关键。 二．填空题（共8小题） 19．（2023•宜昌）如图为某景区的盘山公路，汽车行驶过程中遇到陡坡时司机常常要换用低速挡，这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大 　牵引力　。一辆总重为1×105N的汽车经过某一长为200m的路段时，竖直高度上升了20m，如果汽车的牵引力恒为2.5×104N，此过程中盘山公路斜面的机械效率为 　40%　。 【分析】（1）根据P＝＝＝Fv分析解答。 （2）利用W＝Gh求出有用功，利用W＝Fs求出总功，然后利用η＝×100%计算此过程中盘山公路斜面的机械效率。 【解答】解：（1）由P＝＝＝Fv可知，当汽车的发动机的输出功率一定时，减小行驶速度时，可以增大牵引力。 （2）有用功：W＝Gh＝1×105N×20m＝2×106J， 总功：W＝Fs＝2.5×104N×200m＝5×106J， 则此过程中盘山公路斜面的机械效率：η＝×100%＝×100%＝40%。 故答案为：牵引力；40%。 【点评】此题考查使用斜面时机械效率的计算、功率推导公式的应用，属于常考题目，难度不大。 20．（2023•湖北）如图是某电梯的工作原理图，A、B为滑轮，F为电动机对滑轮组施加的拉力。其中滑轮 　A　（选填“A”或“B”）能省力。某次电梯以1m/s速度将60kg的人匀速提升，电 动机输出功率为1960W，则人所受重力与 　电梯对人的支持　力是一对平衡力，此次电梯的机械效率为 　30.6%　。 【分析】（1）根据定滑轮：轴心不随圆轮的转动而移动的滑轮，动滑轮：轴心随圆轮的转动而移动的滑轮可判断A、B滑轮的类型；根据定、动滑轮的特点可得出A滑轮能省力； （2）根据二力平衡的特点分析解答即可； （3）根据v绳＝nv计算出绳子自由端的速度，再利用P＝Fv计算出绳子自由端受到的拉力大小，根据机械效率的公式计算机械效率即可。 【解答】解： （1）图中B滑轮是定滑轮，不能省力，只能改变力的方向；A滑轮是动滑轮，能省力； （2）由题意知，人匀速提升时，人受到平衡力的作用，即人所受重力与电梯对人的支持力是一对平衡力； （3）由题意知，n＝2，则绳子自由端速度v绳＝nv＝2×1m/s＝2m/s； 由P＝Fv得绳子自由端受到的拉力F＝＝＝980N， 人的重力G人＝mg＝60kg×10N/kg＝600N， 则电梯的机械效率η＝＝＝＝×100%≈30.6%。 故答案为：（1）A；（2）电梯对人的支持；（3）30.6%。 【点评】本题考查了定、动滑轮的识别、平衡力的识别、机械效率的计算等，属于综合性习题，有一定难度。 21．（2024•新洲区模拟）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。 22．（2022•荆门）小睿组装了如图所示的装置，其中物体的质量为48kg。当物体在空中保持静止时，与物体相连的绳子拉力为 　480　N；当物体以1m/s的速度向上做匀速直线运动时，经过10s，物体克服重力所做的功为 　4800　J；此时人的拉力大小为320N，该装置的机械效率为 　75　%。 【分析】（1）处于平衡状态的物体受到的力是平衡力，据此根据F拉＝G＝mg计算与物体相连的绳子对物体的拉力； （2）利用速度公式求出10s物体上升的高度，然后利用W＝Gh计算物体克服重力所做的功； （3）确定滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳子自由端通过的距离，然后利用W＝Fs求出拉力做的功，再利用效率公式计算该装置的机械效率。 【解答】解：（1）当物体在空中保持静止时，处于平衡状态，与物体相连的绳子对物体的拉力与物体的重力是一对平衡力， 则：F拉＝G＝mg＝48kg×10N/kg＝480N。 （2）根据v＝可得，经过10s，物体上升的高度：h＝vt＝1m/s×10s＝10m， 则物体克服重力所做的功：W有用＝Gh＝480N×10m＝4800J； （3）由图可知，n＝2，则绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×10m＝20m， 则拉力做的功：W总＝Fs＝320N×20m＝6400J， 所以该装置的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝75%。 故答案为：480；4800；75。 【点评】此题考查力与运动的关系、使用滑轮组时功和机械效率的相关计算，难度中等，熟练掌握相关公式，并确定滑轮组绳子的有效股数是关键。 23．（2022•十堰）如图所示，斜面与水平地面夹角为30°，某快递员用500N的力，将重800N的货物沿斜面匀速推上车厢，不考虑斜面形变，货物所受摩擦力方向沿斜面向 　下　；斜面的机械效率为 　80%　。不改变斜面与地面夹角和货物质量，采用 　减小斜面粗糙程度　的方法可以提高斜面的机械效率。 【分析】（1）滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相反或与物体的运动趋势相反； （2）由于斜面与水平地面夹角为30°，由数学知识知s＝2h， 根据效率公式η＝＝＝＝算出斜面的效率； （3）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度有关，根据控制变量法分析出提高斜面的机械效率的方法。 【解答】解： （1）快递员用力将货物沿斜面匀速推上车厢时，摩擦力与推力的方向相反，所以摩擦力的方向是沿斜面向下； （2）由于斜面与水平地面夹角为30°，由数学知识知s＝2h， 斜面的效率为： η＝＝＝＝＝×100%＝80%； （3）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度有关，在不改变斜面与地面夹角和货物质量，采用减小斜面粗糙程度的方法可以提高斜面的机械效率。 故答案为：下；80%；减小斜面粗糙程度。 【点评】本题考查了摩擦力的方向、机械效率的计算以及提高机械效率的方法等知识，明确斜面长度与斜面高度的关系是解题的关键。 24．（2024•广水市一模）如图所示，小明用大小为5N的拉力竖直向上提升物体，重为7N的物体在1s内被匀速提升0.1m。这个过程中，拉力F的功率为 　1　W，该滑轮的机械效率为 　70　%。 【分析】（1）由图知，使用动滑轮时，n＝2，拉力端移动的距离s＝2h，利用W＝Fs求拉力做的总功，再利用P＝求拉力做功的功率； （2）利用W＝Gh求所做的有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。 【解答】解： （1）由图知，使用动滑轮时，n＝2，拉力端移动的距离s＝2h＝2×0.1m＝0.2m， 拉力做的总功： W总＝Fs＝5N×0.2m＝1J， 拉力做功的功率： P＝＝＝1W； （2）所做的有用功： W有用＝Gh＝7N×0.1m＝0.7J， 动滑轮的机械效率： η＝＝×100%＝70%。 故答案为：1；70%。 【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，属于基础题。 25．（2024•咸丰县模拟）在斜面上将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F＝400N，拉动的距离s＝4.5m，提升高度h＝1.8m，所用时间t＝30s。则拉力F做功的功率为　60　W，此过程中物体受到的摩擦力为　160　N，斜面的机械效率为　60%　。 【分析】（1）根据功的计算公式W总＝Fs可求出拉力做的功，即总功，再运用功率的计算公式P＝，代入数值后可求功率P。 （2）再根据W有＝Gh求出有用功，根据总功与有用功的差得出额外功，再根据W额＝fs，变形后可求摩擦力f。 （3）根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率η。 【解答】解：（1）拉力所做的总功W总＝Fs＝400N×4.5m＝1800J， 拉力做功的功率P＝＝＝60W； （2）拉力所做的有用功为：W有＝Gh＝600N×1.8m＝1080J， 克服摩擦力做的额外功W额＝W总﹣W有＝1800J﹣1080J＝720J， 由W额＝fs得，物体所受斜面的摩擦力f＝＝＝160N； （3）此斜面的机械效率η＝＝＝60%。 故答案为：60；160；60%。 【点评】熟练运用计算功、功率、机械效率的公式，明确额外功是用来克服斜面上的摩擦；是解答此题的关键。 26．（2024•仙桃校级模拟）如图所示，将一个重9N的物体从斜面底端匀速直线拉到斜面顶端，沿斜面向上的拉力为10N，在斜面上移动的距离s＝1m，物体升高的高度h＝0.5m，则物体所受的摩擦力为 　5.5N　，斜面的机械效率为 　45%　。 【分析】根据W＝Fs求拉力做的总功；根据W＝Gh求物体克服重力做的有用功，根据W总＝W有+W额求克服物体所受摩擦力做的额外功，根据W额＝fs求物体所受的摩擦力；根据η＝×100%求斜面的机械效率。 【解答】解：将物体拉上斜面顶端，所做的有用功：W有＝Gh＝9N×0.5m＝4.5J， 拉力所做的总功：W总＝Fs＝10N×1m＝10J， 所做额外功：W额＝W总−W有＝10J−4.5J＝5.5J， 物体所受的摩擦力：f＝＝＝5.5N； 斜面的机械效率：。 故答案为：5.5N；45%。 【点评】本题考查使用斜面时功、功率和机械效率的计算，注意摩擦力的计算，有一定难度。 三．实验探究题（共2小题） 27．（2022•襄阳）某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中。 实验 次数 钩码重 G/N 钩码上升高度 h/cm 拉力 F/N 绳端移动距离 s/cm 机械效率 η 1 1.0 10 0.6 30 55.6% 2 2.0 10 1.0 30 3 4.0 10 1.6 30 83.3% （1）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； （2）第二次实验中，滑轮组的机械效率为 　66.7%　； （3）分析1、2、3次实验数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物越 　重　（选填“重”或“轻”），滑轮组的机械效率越高； （4）小琪同学在仅改变提升物体速度的情况下，又做了上述第三次实验，结果会发现滑轮组的机械效率 　不变　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【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； （2）根据公式η＝＝可计算出机械效率； （3）分析1、2、3次实验的相同量和不同量，根据控制变量法分析解答，得出结论； （4）影响机械效率的只有摩擦力、绳子重力、动滑轮重力。 【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； （2）由表中数据可知，不计绳重与摩擦，滑轮组的机械效率： η2＝＝＝×100%≈66.7%； （3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高； （4）影响机械效率的只有摩擦力、绳子重力、动滑轮重力，仅改变提升物体速度的情况下，又做了上述第三次实验，结果会发现滑轮组的机械效率不变。 故答案为：（1）匀速；（2）66.7%；（3）重；（4）不变。 【点评】本题是测量滑轮组机械效率的实验，考查了实验注意事项、滑轮组的省力公式、功和机械效率的计算以及数据分析。 28．（2024•孝感模拟）如图所示是某小组在研究动滑轮的使用特点时的装置图。 （1）为了探究使用动滑轮时是否省距离，还需要的测量工具是 　刻度尺　； （2）在探究使用动滑轮是否省力时，拉动弹簧测力计时需要满足两个条件：　匀速直线　、　沿竖直方向　； （3）实验时分别测量了滑轮和钩码所受的重力，并将相关数据记录在了表格中： 表一：G滑＝2N 实验序号 G钩/N F/N 1 1 1.5 2 2 2.0 3 4 3.0 表一：G滑＝4N 实验序号 G钩/N F/N 4 2 3.0 5 4 4.0 6 6 5.0 通过上述数据发现，与直接提起钩码相比，使用动滑轮不一定省力，省力时所对应的条件是：　动滑轮重小于物重　； （4）仅用实验序号6的数据，也可以计算出动滑轮此时的机械效率：　60%　。 【分析】（1）为了测量物体上升的距离和绳端移动的距离，应选用刻度尺来测量； （2）要测量拉力的大小，应使弹簧测力计竖直向上做匀速直线运动，使测力计处于平衡状态； （3）分析表中数据得出结论； （4）由图可知，动滑轮上承担物重的有效绳子段数，根据求动滑轮的机械效率。 【解答】解：（1）为了探究使用动滑轮时是否省距离，还需要用刻度尺测量钩码上升的距离和绳子自由端移动的距离，比较两个距离的关系可知使用动滑轮时是否省距离； （2）拉动弹簧测力计时要匀速直线且沿竖直方向拉动，此时滑轮组处于动态平衡中，测力计示数才等于绳子的拉力。 （3）由表格数据可知，只有当动滑轮重小于物重时，绳子自由端拉力才小于钩码重力，即为省力。 （4）由图可知，动滑轮上承担物重的有效绳子段数n＝2，在第6次实验中， 动滑轮此时的机械效率：。 故答案为：（1）刻度尺；（2）匀速直线；沿竖直方向；（3）动滑轮重小于物重；（4）60%。 【点评】本题考查实验探究动滑轮的特点和机械效率的计算，会根据实验需要选择器材、根据分析表格数据是关键之一。 四．解答题（共1小题） 29．（2023•恩施州）一桶沙总重200N，工人在高处用绳在30s内将其匀速提升了6m。求： （1）工人做功的功率为多大？ （2）若徒手提着这桶沙，沿着楼梯爬高6m，比较工人两次做功的机械效率大小，并简述理由。 【分析】（1）根据W＝Gh求出工人做的功；利用P＝求出工人做功的功率； （2）在有用功相同的情况下，额外功越少的，其机械效率一定越高。 【解答】解：（1）工人做的功： W＝Gh＝200N×6m＝1200J； 工人做功的功率： P＝＝＝40W； （2）工人做功的目的是将沙子提高到相同高度，因此直接对沙子所做功是有用功，则两次做功的有用功相同；第一次做的额外功是克服桶重和绳重做的功，第二次做的额外功是克服人自身重力和桶重做的功，很明显，第一次做的额外功小，则总功小，由η＝可知，工人第一次做功的机械效率高。 答：（1）工人做功的功率为40W； （2）工人第一次做功的机械效率高；理由：工人做功的目的是将沙子提高到相同高度，因此直接对沙子所做功是有用功，则两次做功的有用功相同；第一次做的额外功是克服桶重和绳重做的功，第二次做的额外功是克服人自身重力和桶重做的功，很明显，第一次做的额外功小，则总功小，由η＝可知，工人第一次做功的机械效率高。 【点评】本题考查功率以及机械效率的有关知识，难度不大。 五．计算题（共4小题） 30．（2023•襄阳）某建筑工地上一台升降机的厢体连同货物的总重为1.5×104N，在10s内货物被匀速提升了10m。求： （1）升降机在10s内做的总功是多少？ （2）升降机的总功率是多大？ （3）如果货物重为1.2×104N，则此过程中升降机的机械效率多大？ 【分析】（1）根据公式W＝Gh来计算升降机的升降机做的功； （2）根据公式P＝即可计算升降机做功的功率； （3）根据公式W＝Gh计算有用功，根据机械效率公式求出机械效率的大小。 【解答】解：（1）升降机做的总功为：W总＝Gh＝1.5×104N×10m＝1.5×105J； （2）升降机的电动机做功的功率为：P＝＝＝1.5×104W； （3）该过程中所做的有用功为：W有＝G′h＝1.2×104N×10m＝1.2×105J； 升降机的机械效率为：η＝＝＝80%。 答：（1）升降机在10s内做的总功是1.5×105J； （2）升降机的总功率是1.5×104W； （3）升降机的机械效率为80%。 【点评】本题考查了有用功、总功、功率和机械效率的计算，属于简单的计算题。 31．（2024•仙桃校级模拟）如图所示，支架OB固定于竖直墙面O点，且可绕O点在竖直面内转动，细绳BC与支架连接于B点，另一端固定在墙上C点，此时支架水平，细绳与支架夹角为30°。滑轮组悬挂于支架A处，OA＝2AB，重500N的工人用300N竖直向下的拉力拉动绳子自由端，使重540N的物体M在10s内匀速上升了1米。工人与水平地面的接触面积为500cm2，两个滑轮的质量相等，不计支架和细绳重力，不计滑轮组的绳重和摩擦。求： （1）工人对地面的压强； （2）工人拉力做功的功率； （3）滑轮组的机械效率； （4）细绳BC对支架的拉力。 【分析】（1）人受到重力、拉力、支持力的作用，由力的平衡条件可得G人＝F支+F拉，根据物体间力的作用是相互的求得人对地面的压力；根据p＝求工人对地面的压强； （2）由图可知，承担重物的绳子段数n＝2，绳自由端移动距离为s＝nh，根据W＝Fs求工人拉力做功，根据P＝求工人拉力做功的功率； （3）根据W有＝Gh求工人做的有用功，根据求滑轮组的机械效率； （4）不计滑轮组的绳重和摩擦，由可得，动滑轮重，将滑轮组和重物视为一个整体，根据力的平衡条件求滑轮组对A点的拉力；将OAB视为一个杠杆，做OD垂直于BC，则OD就是BC对支架的拉力FB的力臂，因为细绳与支架夹角为30°，所以，因为OA＝2AB，则FA的力臂， 根据杠杆的平衡条件可得细绳BC对支架的拉力。 【解答】解：（1）人受到重力、拉力、支持力的作用，由力的平衡条件可得：G人＝F支+F拉， 根据物体间力的作用是相互的可知，人对地面的压力：F压＝F支＝G人﹣F拉＝500N﹣300N＝200N， 工人与水平地面的接触面积：S＝500cm2＝0.05m2， 工人对地面的压强：； （2）由图可知，动滑轮上的绳子段数n＝2， 绳自由端移动距离：s＝nh＝2×1m＝2m， 工人拉力做功：W总＝Fs＝300N×2m＝600J， 工人拉力做功的功率：； （3）工人做的有用功：W有＝Gh＝540N×1m＝540J， 滑轮组的机械效率：； （4）不计滑轮组的绳重和摩擦，由可得， 动滑轮重：G动＝nF﹣G＝2×300N﹣540N＝60N， 将滑轮组和重物视为一个整体，滑轮组对A点的拉力为FA，由力的平衡条件可得： FA＝G物+2G动+F拉＝540N+2×60N+300N＝960N， 将OAB视为一个杠杆，做OD垂直于BC，则OD就是BC对支架的拉力FB的力臂， 因为细绳与支架夹角为30°，由直角三角形知识可得：， 因为OA＝2AB，则FA的力臂：， 根据杠杆的平衡条件可得：FB×OD＝FA×OA， 即FB×OB＝FA×OB， 则细绳BC对支架的拉力：FB＝FA＝×960N＝1280N。 答：（1）工人对地面的压强4000Pa； （2）工人拉力做功的功率60W； （3）滑轮组的机械效率90%； （4）细绳BC对支架的拉力1280N。 【点评】本题考查压强和功、功率和机械效率的计算，以及杠杆平衡条件的应用，明确n的值和杠杆中各力的力臂是关键。 32．（2023•荆州）以“‘荆歌’铁马，奔向未来”为主题的2023荆州马拉松3月26日在荆州体育中心鸣枪起跑。在开赛场地建设过程中，工人利用长度L＝3m的斜面把质量为240kg的重物匀速推到h＝1m高处，如图所示，工人所用推力F＝1000N。g取10N/kg。求： （1）推力做的有用功； （2）斜面的机械效率； （3）工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，为了省力，换用长度为5m的斜面，此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6：5，共用时20s，工人推力做功的功率。 【分析】（1）利用W＝Gh＝mgh求出有用功； （2）利用W＝Fs可求出推力做的功，即总功，斜面的效率等于有用功与总功之比； （3）总功减去有用功，可得推力做的额外功，再根据W额＝fs求货物与斜面间的摩擦力，根据摩擦力之比计算第二次的摩擦力和额外功，利用W＝Gh求出有用功从而得出总功，根据功率的公式P＝计算推力做功的功率。 【解答】解：（1）提升货物时做的有用功： W有用＝Gh＝mgh＝240kg×10N/kg×1m＝2400J； （2）推力做的总功： W总＝Fs＝1000N×3m＝3000J， 斜面的机械效率： η＝＝×100%＝80%； （3）此过程的额外功： W额＝W总﹣W有用＝3000J﹣2400J＝600J， 由W额＝fs得货物与斜面间的摩擦力： f＝＝＝200N。 工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，为了省力，换用长度为5m的斜面，此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6：5，即f'＝×200N＝240N； 有用功：W'有用＝Gh＝mgh＝300kg×10N/kg×1m＝3000J； 额外功W'额＝fs＝240N×5m＝1200J； 则总功W总＝W有用+W额＝3000J+1200J＝4200J； 推力做功的功率P＝＝＝210W。 答：（1）提升货物做的有用功为2400J； （2）斜面的机械效率为80%； （3）推力做功的功率210W。 【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、额外功、机械效率、功率的计算，要知道使用斜面时克服货物与斜面间摩擦力做的功为额外功。 33．（2021•襄阳）如图所示，工人用300N的拉力，把一重为500N的货物G用滑轮组提升了3m（忽略摩擦及绳重）。求： （1）工人做的有用功； （2）滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）； （3）动滑轮重。 【分析】（1）知道物体的重力和提升的高度，根据W＝Gh求出工人做的有用功； （2）根据图示滑轮组可知绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳子自由端移动的距离，利用W＝Fs求出绳子自由端拉力做的功，利用η＝×100%求出滑轮组的机械效率； （3）忽略摩擦及绳重，根据F＝（G+G动）求出动滑轮重。 【解答】解：（1）工人做的有用功： W有＝Gh＝500N×3m＝1500J； （2）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，则绳子自由端移动的距离： s＝nh＝2×3m＝6m， 绳子自由端拉力做的功： W总＝Fs＝300N×6m＝1800J， 滑轮组的机械效率： η＝×100%＝×100%≈83.3%； （3）忽略摩擦及绳重，由F＝（G+G动）可得，动滑轮重： G动＝nF﹣G＝2×300N﹣500N＝100N。 答：（1）工人做的有用功为1500J； （2）滑轮组的机械效率为83.3%； （3）动滑轮重为100N。 【点评】本题考查了做功公式和滑轮组机械效率公式、滑轮组绳子拉力公式的应用，是一道较为简单的应用题。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/9/18 10:08:20；用户：组卷16；邮箱：zyb016@xyh.com；学号：41418979 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$