2025年中考物理二轮专题复习：机械效率

2025年中考物理二轮专题复习：机械效率 【知识梳理】 1．有用功：对人们有用的功，等于直接用手对重物所做的功（Gh）。 公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总。 2．额外功：并非我们需要但又不得不做的功。 公式：W额=W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）。 3．总功：有用功加额外功或动力所做的功。 公式：W总=W有用＋W额=Fs=W有用／η。 4．机械效率：有用功和总功之比，公式η=W有/W总。机械效率无单位，并且总小于1。 5．机械的有用功、总功、机械效率计算 有用功 总功 额外功 机械效率 杠杆 W有用=Gh W总=Fs W额=W总－W有用 滑轮组 W有用=Gh W总=Fs W总=Gh+G动h（不计绳重和摩擦） W额=W总－W有用 W额=G动h（不计绳重和摩擦） 斜面 W有用=Gh W总=Fl W总=Gh+fl （f为摩擦力） W额=W总－W有用 W额=fl （f为摩擦力） 6．减小或增大机械效率的方法 根据机械效率的公式η==可知： 法一：在有用功一定时，尽量减小额外功W额。采取减小机械自重、减小机件间的摩擦。 法二：当额外功W额一定时，提高有用功W有。在机械承受范围内尽可能增加每次提起的重物的重力，充分发挥机械的作用。 【直击中考】 一．选择题（共14小题） 1．（2024•聊城）建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为300N的建材从地面匀速运送到离地面8m的高处，所用时间为40s。已知动滑轮重为40N，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．工人做的总功为2400J B．工人拉力的功率为60W C．此过程中该装置的机械效率约为88% D．可以通过增加动滑轮个数的方法提高该装置的机械效率 2．（2024•内蒙古）如图所示，固定的斜面长s＝2m，高h＝0.5m，沿斜面向上用50N的拉力在4s内把一个重60N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，这一过程中（　　） A．对物体做的有用功为120J B．物体受的摩擦力为50N C．拉力做功的功率为25W D．斜面的机械效率为70% 3．（2024•宿迁）如图所示的小型起重机，某次吊起重为6×103N的物体，电动机的拉力为4×103N，用时20s，使物体上升了5m。则通过动滑轮（　　） A．做的有用功为6×104J B．拉力功率为2×103W C．做的总功为2×104J D．机械效率为66.7% 4．（2024•眉山）如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置。斜面粗糙程度相同。先用平行斜面向上的恒定拉力F，将重6N的物体以1m/s的速度匀速拉到斜面顶端，测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是（　　） A．拉力做功为3J B．物体受到摩擦力为1.5N C．在匀速拉动过程中，物体的机械能不变 D．若以2m/s的速度匀速拉动物体，斜面机械效率仍为75% 5．（2024•东营）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（OB＝2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　） A．甲图：该装置不省力也不省距离 B．乙图：该装置的机械效率是三者中最低的 C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小 D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高 6．（2024•德州）如图甲所示，虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高3m，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，已知动滑轮重120N，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0.5m/s B．工人做的有用功为360J C．该滑轮组的机械效率为80% D．拉力F的功率为100W 7．（2024•泰安）如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为3×103kg，牵引力F1为4000N，对绳子的拉力F2为2500N；物体的重力为6000N，物体匀速上升的速度始终为0.5m/s，汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，g取10N/kg。下列说法中（　　） ①滑轮组的机械效率为80% ②汽车受到的摩擦力为150N ③汽车牵引力在4s内做的功为8×103J ④汽车牵引力的功率为6000W A．只有①正确 B．只有①④正确 C．只有①②正确 D．只有③④正确 8．（2024•河南）如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．甲做的有用功多 B．乙做的总功多 C．甲做总功的功率大 D．乙所用装置的机械效率小 9．（2024•无锡）如图所示，用滑轮组匀速提升重为200N的物体，拉力F为125N，物体升高的高度为4m，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．总功为800J B．动滑轮重为5N C．绳端移动的距离为4m D．滑轮组的机械效率为80% 10．（2024•哈尔滨）小聪想搬起地面上重350N的石块，但未搬起；小明用重50N的动滑轮在6s内将此石块匀速竖直提升3m，如图所示（不计绳重和滑轮摩擦），下列说法不正确的是（　　） A．搬石块时，小聪没有对石块做功 B．绳子自由端的拉力为200N C．动滑轮的机械效率为87.5% D．拉力的功率为100W 11．（2024•大庆）如图所示，在75N的拉力F作用下，用滑轮组将重为100N的货物匀速提升，在10s内货物竖直上升了2m。下列说法正确的是（　　） A．滑轮组做的有用功为150J B．拉力F的功率为30W C．滑轮组的机械效率为75% D．此滑轮组提升的货物越轻，机械效率越大 12．（2024•兰州）如图所示是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重为1×103N的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重200N，重物在8s内上升了10m，不计绳重与摩擦，下列说法中不正确的是（　　） A．拉力F大小为400N B．拉力F的功率为1250W C．克服动滑轮重力做功2000J D．滑轮组的机械效率约为83.3% 13．（2024•重庆）建筑工人通过如图所示的装置将一桶质量为45kg的涂料从地面提起，桶离开地面后在4s内缓慢上升0.8m，工人所用的拉力为500N。下列说法中正确的是（　　） A．该装置做的有用功为400J B．该装置的机械效率为90% C．绳子自由端移动的平均速度为0.4m/s D．桶离开地面前，工人拉力逐渐增大，桶对地面的压强不变 14．（2024•淄博）在“观察滑轮的使用”实验中，用如图所示的两种方式将同一物体匀速提升20cm（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（　　） A．物体所受的重力是3.6N B．图乙中弹簧测力计上升20cm C．图乙中弹簧测力计的示数是物重的一半 D．图甲中滑轮的机械效率比图乙中的高 二．填空题（共10小题） 15．（2024•自贡）如图所示，把重为40N的物体从斜面底端匀速推到斜面顶端，斜面长2m，高0.6m，沿斜面的推力F为20N。那么，此过程中有用功是 　 　J，斜面的机械效率是 　 　。 16．（2024•常州）如图所示，工人利用动滑轮匀速提升重物，已知物重400N，施加在绳端竖直向上的拉力F为250N，在100s内将物体提升10m。不计绳重与摩擦，此过程中动滑轮的机械效率为 　 　，绳端拉力做功的功率为 　 　W。 17．（2024•淮安）如图所示，小明用400N的拉力平行于斜坡将重600N的木箱从斜坡底端匀速拉到顶端，斜坡长L＝2m，高h＝1m，他做的总功为 　 　J，斜坡的机械效率为 　 　，木箱受到的摩擦力为 　 　N。 18．（2024•徐州）如图所示，工人用动滑轮提起木箱，使用动滑轮可以 　 　。如果木箱重600N，工人用400N的力，将木箱匀速提高3m，则有用功为 　 　J，动滑轮的机械效率为 　 　。 19．（2024•黑龙江）如图所示，是一位同学组装的提升重物的装置。他用400N的力在30s内把重1000N的物体匀速提升6m（不计绳重及摩擦），则动滑轮的重力 　 　N，滑轮组的机械效率 　 　（保留一位小数）。 20．（2024•无锡）如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为O1、O2，A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上。若空桶质量为10kg，轮轴质量为10kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置，O1A长为0.6m，O1O2长为1m，O2B长为0.8m，硬棒及绳索质量忽略不计。（g取10N/kg） （1）人对辘轳不施加力。桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多为 　 　kg；若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装 　 　kg的水。 （2）若桶内水的质量为40kg，人用时20s将桶匀速提升3m，此时辘轳提水的机械效率为50%，则桶对水做的功为 　 　J，人做功的功率为 　 　W。 21．（2024•泸州）如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力F＝100N，滑轮组绳子自由端受到的拉力为F绳。当绳子自由端的拉力F绳为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，则动滑轮的重力为 　 　N；当绳子自由端拉力F1为90N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为 　 　N；撤去水平向左的恒力F，改变绳子自由端拉力F1的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，滑轮组的机械效率为 　 　。 22．（2024•广元）假期间，小明随爸爸去建筑工地劳动体验。用如图所示的滑轮组来提升材料，当提升的材料重力为300N时，滑轮组机械效率为75%，则动滑轮的重力为 　 　N；若绳子能承受的最大拉力为500N，则该滑轮组能提起材料的最大质量为 　 　kg。（空气阻力、摩擦力及绳重不计，g取10N/kg） 23．（2024•南充）用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，将重450N的货物匀速吊起2m高。每只滑轮重为50N，绳自由端的拉力的大小分别为F1和F2，若不计绳重和摩擦，F1　 　F2（选填“大于”“等于”“小于”），甲滑轮组的机械效率为 　 　。 24．（2024•陕西）工人利用如图所示装置提升物料，该装置中的滑轮为 　 　滑轮。已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦。工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为 　 　N。若绳子能承受的最大拉力为520N，每根钢条重100N，该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率为 　 　。 三．计算题（共3小题） 25．（2024•扬州）如图所示，工人用动滑轮匀速提升重为400N的窗玻璃，所用的竖直拉力为250N，窗玻璃上升的高度为10m，用时50s。求： （1）所做的有用功W有； （2）工人所用拉力的功率P； （3）动滑轮的机械效率η。 26．（2024•西藏）建筑工地上工人用如图所示的装置提升重为760N的物体。在拉力F作用下，物体在8s内竖直匀速上升了2m。如果动滑轮重为240N，不计绳重和摩擦。求： （1）物体上升的速度； （2）滑轮组的有用功； （3）滑轮组的机械效率。 27．（2024•苏州）某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为5t。起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦，g取10N/kg。求： （1）克服钢板重力做的功W有用； （2）钢丝绳的拉力F； （3）滑轮组满载时的机械效率（保留一位小数）。 机械效率 参考答案与试题解析 一．选择题（共14小题） 1．（2024•聊城）建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为300N的建材从地面匀速运送到离地面8m的高处，所用时间为40s。已知动滑轮重为40N，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．工人做的总功为2400J B．工人拉力的功率为60W C．此过程中该装置的机械效率约为88% D．可以通过增加动滑轮个数的方法提高该装置的机械效率 【分析】（1）拉力所做的功是总功。 （2）根据功率的公式进行计算。 （3）根据机械效率的公式进行计算。 （4）滑轮组的机械效率与提升物体的重力等有关。 【解答】解：A、不计滑轮组的绳重和摩擦，滑轮组是由两段绳子组成的，此时的拉力为；拉力方向上移动的距离为s＝2h＝2×8m＝16m； 工人做的总功为：W总＝Fs＝170N×16m＝2720J，故A错误； B、工人拉力的功率为；故B错误； C、此过程中该装置的机械效率约为，故C正确； D、增加动滑轮个数，所做的额外功会增加，该装置的机械效率会减小，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查的是机械效率、功、功率的计算；知道影响滑轮组机械效率的方法。 2．（2024•内蒙古）如图所示，固定的斜面长s＝2m，高h＝0.5m，沿斜面向上用50N的拉力在4s内把一个重60N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，这一过程中（　　） A．对物体做的有用功为120J B．物体受的摩擦力为50N C．拉力做功的功率为25W D．斜面的机械效率为70% 【分析】（2）已知物体的重力和斜面的高度，根据公式W＝Gh可求拉力所做的有用功； （2）利用W＝Fs求出总功，物体克服摩擦力所做的功（额外功）等于总功与有用功的差，再利用W额＝fs求出物体受到的摩擦力； （3）根据P＝计算功率。 （4）斜面的机械效率等于有用功与总功之比。 【解答】解：A、提升物体做的有用功：W有＝Gh＝60N×0.5m＝30J，故A错误； B、拉力做的总功：W总＝Fs＝50N×2m＝100J，克服摩擦力做功：W额＝W总﹣W有＝100J﹣30J＝70J， 由W额＝fs得物体受到的摩擦力：f＝＝＝35N，故B错误； C、拉力的功率P＝＝＝25W，故C正确； D、斜面的机械效率：η＝＝×100%＝30%；故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了使用斜面时有用功（克服物体重力做功）、额外功（克服摩擦力做功）、总功（推力做功）与功率、机械效率的计算，知道克服摩擦力做的功是额外功是本题的关键。 3．（2024•宿迁）如图所示的小型起重机，某次吊起重为6×103N的物体，电动机的拉力为4×103N，用时20s，使物体上升了5m。则通过动滑轮（　　） A．做的有用功为6×104J B．拉力功率为2×103W C．做的总功为2×104J D．机械效率为66.7% 【分析】（1）根据W＝Gh求克服物重做的有用功； （2）由图知，在动滑轮上承担物重的绳子股数n＝2，根据W＝Fs＝Fnh求拉力做的总功，根据P＝求拉力的功率； （3）根据×100%求机械效率。 【解答】解：A、克服物重做的有用功：W有＝Gh＝6×103N×5m＝3×104J，故A错误； BC、由图知，在动滑轮上承担物重的绳子股数n＝2， 则拉力做的总功：W总＝Fs＝Fnh＝4×103N×2×5m＝4×104J， 拉力的功率：P＝＝＝2×103W，故B正确、C错误； 机械效率：，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查功、功率和机械效率的计算，知道n的大小是关键之一，难度适中。 4．（2024•眉山）如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置。斜面粗糙程度相同。先用平行斜面向上的恒定拉力F，将重6N的物体以1m/s的速度匀速拉到斜面顶端，测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是（　　） A．拉力做功为3J B．物体受到摩擦力为1.5N C．在匀速拉动过程中，物体的机械能不变 D．若以2m/s的速度匀速拉动物体，斜面机械效率仍为75% 【分析】（1）根据W＝Gh求出有用功；然后根据机械效率的计算公式变形可求出总功； （2）根据几何知识求出斜面的长度；额外功等于克服摩擦阻力做的功，根据W总＝W有+W额求出额外功，根据W额＝fL求出摩擦力； （3）动能与物体的质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，机械能是动能和势能的总和； （4）若以2m/s的速度匀速拉动物体，拉力、摩擦力、物体的重力均不变。 【解答】解：A、此过程所做的有用功为：W有＝Gh＝6N×0.5m＝3J， 根据η＝变形得，拉力做功为：W总＝＝4J，故A错误； B、由图可知，斜面的夹角为30°，高为0.5m，所以斜面的长度L＝1m； 拉力做的额外功为： W额＝W总﹣W有＝4J﹣3J＝1J； 物体所受的摩擦力为：f＝＝1N，故B错误； C、在匀速拉动过程中，物体的质量不变，速度不变，高度增加，动能不变，重力势能增加，机械能变大，故C错误； D、若以2m/s的速度匀速拉动物体，拉力、摩擦力、物体的重力均不变，斜面的机械效率不变，仍为75%，故D正确。 故选：D。 【点评】熟练运用功、机械效率的计算公式，准确分析物体的受力情况，理解影响斜面机械效率的因素，是解答此题的关键。 5．（2024•东营）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（OB＝2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　） A．甲图：该装置不省力也不省距离 B．乙图：该装置的机械效率是三者中最低的 C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小 D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高 【分析】（1）定滑轮实质上是等臂杠杆：定滑轮在力学原理上等同于一个等臂杠杆，其动力臂和阻力臂长度相等，因此不能省力。 ‌（2）当有用功一定时，机械所做的总功越少（或额外功越少），由η＝可知，机械效率就越高； （3）根据杠杆平衡条件，重点是要分析在杠杆匀速拉动物体上升过程中，动力臂总是阻力臂的2倍，就可以判断出拉力的变化情况了。 （4）若提升的物体越重，提升相同的高度，所做的有用功越大，而额外功不变，由η＝＝可知，机械效率如何变化。 【解答】解：A、甲图是定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆，使用定滑轮不省力也不省距离，故A正确，不符合题意； B、利用三个装置，将同一重物提升相同的高度，即做相同的有用功，已知滑轮重20N，杠杆（OB＝2OA）重10N，即乙图滑轮比丙图杠杆重，乙克服机械重力所做的额外功最大，由η＝可知，乙的机械效率最低，故B正确，不符合题意； C、若始终保持拉力F3的方向竖直向上，则在杠杆匀速拉动物体上升过程中，动力臂总是阻力臂的2倍，由杠杆平衡条件可知，拉力F3保持不变，故C错误，符合题意； D、若提升的物体越重，提升相同的高度，所做的有用功越大，而额外功不变，由η＝＝可知，机械效率就会越高，故D正确，不符合题意。 故选：C。 【点评】本题考查滑轮、杠杆机械效率的相关计算；杠杆平衡条件的应用，属于中等题。 6．（2024•德州）如图甲所示，虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高3m，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，已知动滑轮重120N，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0.5m/s B．工人做的有用功为360J C．该滑轮组的机械效率为80% D．拉力F的功率为100W 【分析】（1）根据绳子自由端移动的距离s＝nh结合图乙可知，绳子自由端移动的距离和物体上升的高度，根据v＝求出绳端移动的速度； （2）根据图乙分析出绳子的股数，根据F＝（G+G动），计算出物体的重力，再根据W有用＝Gh计算出有用功； （3）利用W总＝Fs求拉力做的总功，利用η＝×100%求该滑轮组的机械效率； （4）根据P＝计算功率。 【解答】解：A、由绳子自由端移动的距离s＝nh可知，绳子自由端移动的距离大于物体上升的高度， 由图乙可知，时间为6s时，绳子自由端移动的距离为9m，物体上升的高度为3m，所以绳子的股数n＝＝3，则绳端移动的速度：v＝＝＝1.5m/s，故A错误； B、不计绳重和摩擦，则F＝，可得G ＝nF﹣G动 ＝3×200 N﹣120 N＝480 N，工人做的有用功W有用＝Gh＝480 N×3 m＝1440J，故B错误； C、工人做的总功W＝Fs＝200N×9 m＝1800J，该滑轮组的机械效率η＝＝80%，故C正确。 D、D.拉力F的功率P＝＝＝300W，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查使用滑轮组时功和机械效率公式的应用，关键是图像分析判断出绳子自由端移动的距离和物体上升的高度。 7．（2024•泰安）如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为3×103kg，牵引力F1为4000N，对绳子的拉力F2为2500N；物体的重力为6000N，物体匀速上升的速度始终为0.5m/s，汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，g取10N/kg。下列说法中（　　） ①滑轮组的机械效率为80% ②汽车受到的摩擦力为150N ③汽车牵引力在4s内做的功为8×103J ④汽车牵引力的功率为6000W A．只有①正确 B．只有①④正确 C．只有①②正确 D．只有③④正确 【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用η＝＝＝＝求出滑轮组的机械效率； （2）汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，根据f＝0.05G车＝0.05m车g求出汽车受到的摩擦力； （3）根据W＝F2s＝F2nvt求出汽车牵引力在4s内做的功； （4）根据P＝求出汽车牵引力的功率。 【解答】解：①由图可知，n＝3，滑轮组的机械效率为： η＝＝＝＝＝×100%＝80%，故①正确； ②汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，则汽车受到的摩擦力为： f＝0.05G车＝0.05m车g＝0.05×3×103kg×10N/kg＝1.5×103N，故②错误； ③汽车牵引力在4s内做的功为： W＝F1s＝F1nvt＝4000N×3×0.5m/s×4s＝24000J，故③错误； ④汽车牵引力的功率为： P＝＝＝6000W，故④正确。 故选：B。 【点评】本题考查了做功公式、功率公式和机械效率公式的综合应用。 8．（2024•河南）如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．甲做的有用功多 B．乙做的总功多 C．甲做总功的功率大 D．乙所用装置的机械效率小 【分析】（1）利用W＝Gh比较拉力做的有用功的大小关系； （2）两物体的质量相等、重力相等，不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，拉力F＝G；使用动滑轮，拉力F＝（G+G动），据此确定拉力大小关系，利用W＝Fs比较拉力做的功的大小关系； 由P＝可知两次提升物体所做有用功的功率的大小关系； （3）不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，额外功为0J，机械效率为100%；使用动滑轮时，要提升动滑轮做额外功，机械效率小于100%。 【解答】解： A、提升物体的重力相等，在相同的时间内物体升高了相同的距离，由W有用＝Gh可知两次提升物体所做的有用功相等，故A错误； BC、图甲使用的是动滑轮，拉力端移动距离s甲＝2h，不计绳重和摩擦； 使用甲动滑轮时，拉力F甲＝（G+G动）；所以拉力做功W甲＝F甲s甲＝（G+G动）×2h＝（G+G动）h＞Gh； 使用乙定滑轮时，拉力F乙＝G，拉力做功W乙＝F乙s乙＝Gh，所以乙装置中拉力F做的总功少，由P＝知乙装置中拉力F做的总功率小，甲做总功的功率大，故B错误，C正确； D、不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，额外功为0J，机械效率为100%；使用动滑轮时，要提升动滑轮做额外功，机械效率小于100%；所以两种装置的机械效率η乙＞η甲，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了使用定滑轮、动滑轮时拉力端移动速度大小、拉力做功的大小、机械效率大小和功率大小的比较，利用好关系式：不计绳重和摩擦时拉力F＝（G+G动）。 9．（2024•无锡）如图所示，用滑轮组匀速提升重为200N的物体，拉力F为125N，物体升高的高度为4m，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．总功为800J B．动滑轮重为5N C．绳端移动的距离为4m D．滑轮组的机械效率为80% 【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用W总＝Fs＝Fnh求出总功； （2）不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）求出动滑轮重； （3）根据s＝nh求出绳端移动的距离； （4）根据η＝＝＝＝求出该滑轮组的机械效率。 【解答】解：A、由图可知，n＝2，滑轮组做的总功为： W总＝Fs＝Fnh＝125N×2×4m＝1000J，故A错误； B、不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）可知，动滑轮重为： G动＝nF﹣G＝2×125N﹣200N＝50N，故B错误； C、绳端移动的距离为： s＝nh＝2×4m＝8m，故C错误； D、该滑轮组的机械效率为： η＝＝＝＝＝×100%＝80%。故D正确。 故选：D。 【点评】本题主要考查的是滑轮组的机械效率，关键是会根据题目的条件进行简单的计算。 10．（2024•哈尔滨）小聪想搬起地面上重350N的石块，但未搬起；小明用重50N的动滑轮在6s内将此石块匀速竖直提升3m，如图所示（不计绳重和滑轮摩擦），下列说法不正确的是（　　） A．搬石块时，小聪没有对石块做功 B．绳子自由端的拉力为200N C．动滑轮的机械效率为87.5% D．拉力的功率为100W 【分析】（1）力做功的条件：有力作用在物体上；物体在力的方向上移动一段距离，二者缺一不可； （2）如图，动滑轮上的绳子股数为n＝2，不计绳重和滑轮摩擦，根据F＝（G+G动）求绳子自由端的拉力；根据W＝Fs＝Fnh求拉力做的功，根据P＝求拉力的功率；根据η＝＝＝＝求动滑轮的机械效率。 【解答】解：A、搬石块时，小聪用了力，但没有搬动石块，有力、无距离，故小聪没有对石块做功，故A正确； BCD、如图，动滑轮上的绳子股数为n＝2，不计绳重和滑轮摩擦， 绳子自由端的拉力：F＝（G+G动）＝×（350N+50N）＝200N，故B正确； 拉力做的功：W＝Fs＝Fnh＝200N×2×3m＝1200J， 拉力的功率：P＝＝＝200W，故D错误； 动滑轮的机械效率：η＝＝＝＝＝＝87.5%，故C正确。 故选：D。 【点评】本题考查做功的条件以及使用动滑轮时有关力、功、功率和机械效率的计算，难度适中。 11．（2024•大庆）如图所示，在75N的拉力F作用下，用滑轮组将重为100N的货物匀速提升，在10s内货物竖直上升了2m。下列说法正确的是（　　） A．滑轮组做的有用功为150J B．拉力F的功率为30W C．滑轮组的机械效率为75% D．此滑轮组提升的货物越轻，机械效率越大 【分析】（1）根据W有＝Gh求出滑轮组做的有用功； （2）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用W总＝Fs＝Fnh求出拉力F做的总功，根据P＝求出拉力F的功率； （3）根据η＝求出滑轮组的机械效率； （4）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：A、滑轮组做的有用功为： W有＝Gh＝100N×2m＝200J，故A错误； B、由图可知，n＝2，拉力F做的总功为： W总＝Fs＝Fnh＝75N×2×2m＝300J， 则拉力F的功率为： P＝＝＝30W，故B正确； C、滑轮组的机械效率为： η＝＝×100%≈66.7%，故C错误； D、当提升货物越轻，做的有用功就变小，而额外功几乎不变，因此机械效率变小，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查了做功公式和功率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。 12．（2024•兰州）如图所示是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重为1×103N的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重200N，重物在8s内上升了10m，不计绳重与摩擦，下列说法中不正确的是（　　） A．拉力F大小为400N B．拉力F的功率为1250W C．克服动滑轮重力做功2000J D．滑轮组的机械效率约为83.3% 【分析】（1）由图知，n＝3，不计绳重与摩擦，根据F＝（G+G动）求拉力F的大小； （2）根据W＝Fs＝Fnh求拉力F做的功，根据P＝求拉力F的功率； （3）根据W＝Gh求克服动滑轮重力做的功； （4）根据求滑轮组的机械效率。 【解答】解：A、由图知，n＝3，不计绳重与摩擦，拉力F的大小： F＝（G+G动）＝×（1×103N+200N）＝400N，故A正确； B、拉力F做的功：W＝Fs＝Fnh＝400N×3×10m＝12000J， 拉力F的功率：P＝＝＝1500W，故B错误； C、克服动滑轮重力做的功：W动＝G动h＝200N×10m＝2000J，故C正确； D、滑轮组的机械效率：＝≈83.3%，故D正确。 故选：B。 【点评】本题考查滑轮组中有关力、功、功率和机械效率的计算，知道n的值是关键。 13．（2024•重庆）建筑工人通过如图所示的装置将一桶质量为45kg的涂料从地面提起，桶离开地面后在4s内缓慢上升0.8m，工人所用的拉力为500N。下列说法中正确的是（　　） A．该装置做的有用功为400J B．该装置的机械效率为90% C．绳子自由端移动的平均速度为0.4m/s D．桶离开地面前，工人拉力逐渐增大，桶对地面的压强不变 【分析】（1）根据W＝Gh＝mgh计算该装置做的有用功； （2）如图所示滑轮为定滑轮，绳子自由端移动的距离等于桶上升的高度，根据W＝Fs计算该装置做的总功；根据η＝×100%计算该装置的机械效率； （3）根据速度公式计算绳子自由端移动的平均速度； （4）桶离开地面前，工人拉力逐渐增大时，桶受到的竖直向上的拉力增大，则桶对地面的压力减小，受力面积一定时，根据p＝可知桶对地面的压强变化情况。 【解答】解：A、该装置做的有用功：W有＝Gh＝mgh＝45kg×10N/kg×0.8m＝360J，故A错误； B、如图所示滑轮为定滑轮，绳子自由端移动的距离等于桶上升的高度，即：s＝h＝0.8m， 该装置做的总功：W总＝Fs＝500N×0.8m＝400J， 该装置的机械效率：η＝×100%＝×100%＝90%，故B正确； C、绳子自由端移动的平均速度：v＝＝＝0.2m/s，故C错误； D、桶离开地面前，工人拉力逐渐增大时，桶受到的竖直向上的拉力增大，则桶对地面的压力减小，受力面积一定时，根据p＝可知桶对地面的压强变小，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查速度、功、机械效率和压强公式的应用，正确判断滑轮的类型是关键之一。 14．（2024•淄博）在“观察滑轮的使用”实验中，用如图所示的两种方式将同一物体匀速提升20cm（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（　　） A．物体所受的重力是3.6N B．图乙中弹簧测力计上升20cm C．图乙中弹簧测力计的示数是物重的一半 D．图甲中滑轮的机械效率比图乙中的高 【分析】先分析甲、乙图中滑轮的种类，确定使用滑轮组的特点。忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦。 【解答】解： A．由图甲可知，该滑轮的轴固定不动，该滑轮是定滑轮，不计绳重和摩擦，则弹簧测力计的示数等于物体所受的重力，其中弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N，则物体所受的重力是2.4N，故A错误； BC．由图乙可知，该滑轮的轴随物体一起运动，该滑轮是动滑轮，n＝2，将物体上升20cm，则弹簧测力计上升20cm×2＝40cm，不计绳重和摩擦，则弹簧测力计的示数为物体和动滑轮总重的一半，故BC错误； D．不计绳重和摩擦，图甲中滑轮的机械效率为η甲＝100%，图乙中滑轮的机械效率为η乙＝，则η甲＞η乙，即甲中滑轮的机械效率比图乙中的高，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了使用滑轮组绳子拉力、机械效率大小的比较，分析题图确定滑轮组的特点是关键。 二．填空题（共10小题） 15．（2024•自贡）如图所示，把重为40N的物体从斜面底端匀速推到斜面顶端，斜面长2m，高0.6m，沿斜面的推力F为20N。那么，此过程中有用功是 　24　J，斜面的机械效率是 　60%　。 【分析】（1）利用W＝Gh求克服物体重力做的有用功； （2）利用W＝Fs求推力做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功的比值。 【解答】解：（1）克服物体重力做的有用功： W有用＝Gh＝40N×0.6m＝24J； （2）推力做的总功： W总＝Fs＝20N×2m＝40J， 斜面的机械效率： η＝×100%＝×100%＝60%。 故答案为：24；60%。 【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、机械效率的计算，属于基础题目。 16．（2024•常州）如图所示，工人利用动滑轮匀速提升重物，已知物重400N，施加在绳端竖直向上的拉力F为250N，在100s内将物体提升10m。不计绳重与摩擦，此过程中动滑轮的机械效率为 　80%　，绳端拉力做功的功率为 　50　W。 【分析】（1）使用动滑轮时，n＝2，拉力端移动的距离s＝nh，利用W＝Fs求出拉力做的功，根据W＝Gh求出克服物体重力做的有用功，动滑轮的机械效率等于有用功与总功的比值； （2）利用P＝计算拉力做功的功率。 【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＝2×10m＝20m， 拉力做的总功： W总＝Fs＝250N×20m＝5000J， 克服物体重力做的有用功： W有用＝Gh＝400N×10m＝4000J， 动滑轮的机械效率： η＝×100%＝×100%＝80%； （2）拉力做功的功率： P＝＝＝50W。 故答案为：80%；50。 【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，属于基础题目。 17．（2024•淮安）如图所示，小明用400N的拉力平行于斜坡将重600N的木箱从斜坡底端匀速拉到顶端，斜坡长L＝2m，高h＝1m，他做的总功为 　600　J，斜坡的机械效率为 　75%　，木箱受到的摩擦力为 　100　N。 【分析】（1）知道斜坡高、木箱重，利用W有＝Gh求拉力做的有用功；知道拉力大小、斜面长，利用W＝Fs求拉力F做的总功；斜面的机械效率等于有用功与总功的比值； （2）利用W额＝W总﹣W有求出额外功，再利用W额＝fs计算木箱受到的摩擦力大小。 【解答】解：拉力做的有用功：W有用＝Gh＝600N×1m＝600J； 拉力F做的总功：W总＝Fs＝400N×2m＝800J； 斜坡的机械效率：η＝×100%＝×100%＝75%； 拉力做的额外功：W额＝W总﹣W有用＝600J﹣400J＝200J； 由W额＝fs可得，木箱受到的摩擦力：f＝＝＝100N。 故答案为：600；75%；100。 【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、额外功、机械效率的计算，计算时注意摩擦力不等于拉力，需要利用W额＝fs计算。 18．（2024•徐州）如图所示，工人用动滑轮提起木箱，使用动滑轮可以 　省力　。如果木箱重600N，工人用400N的力，将木箱匀速提高3m，则有用功为 　1800　J，动滑轮的机械效率为 　75%　。 【分析】（1）轴随物体一起运动的滑轮是动滑轮，动滑轮可以省力，但不能改变力的方向； （2）使用滑轮或滑轮组提升重物时，克服物体重力做的功为有用功，则根据W＝Gh可求出有用功； 动滑轮上绳子的有效股数n＝2，根据s＝nh求出绳子自由端移动的距离，再根据W＝Fs求出拉力做的总功，最后利用η＝×100%求出该动滑轮的机械效率。 【解答】解：动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂两倍的杠杆，所以动滑轮可以省力，但不能改变力的方向； 将木箱匀速提高3m，则有用功为：W有＝Gh＝600N×3m＝1800J； 动滑轮上绳子的有效股数n＝2，则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×3m＝6m， 拉力做的总功：W总＝Fs＝400N×6m＝2400J， 该动滑轮的机械效率： η＝×100%＝×100%＝75%。 故答案为：省力；1800；75%。 【点评】本题考查了动滑轮的特点和做功公式、机械效率公式的应用，明确有用功和总功的含义是关键。 19．（2024•黑龙江）如图所示，是一位同学组装的提升重物的装置。他用400N的力在30s内把重1000N的物体匀速提升6m（不计绳重及摩擦），则动滑轮的重力 　200　N，滑轮组的机械效率 　83.3%　（保留一位小数）。 【分析】（1）由图可知n＝3，利用不计绳重和摩擦时F＝（G+G动）求动滑轮的重力。 （2）利用η＝＝＝＝求滑轮组的机械效率。 【解答】解：（1）由图可知n＝3，因为不计绳重和摩擦时F＝（G+G动），所以动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝3×400N﹣1000N＝200N。 （2）滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%≈83.3%。 故答案为：200；83.3%。 【点评】本题考查了使用滑轮组时绳子自由端拉力、功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。 20．（2024•无锡）如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为O1、O2，A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上。若空桶质量为10kg，轮轴质量为10kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置，O1A长为0.6m，O1O2长为1m，O2B长为0.8m，硬棒及绳索质量忽略不计。（g取10N/kg） （1）人对辘轳不施加力。桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多为 　60　kg；若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装 　60　kg的水。 （2）若桶内水的质量为40kg，人用时20s将桶匀速提升3m，此时辘轳提水的机械效率为50%，则桶对水做的功为 　1200　J，人做功的功率为 　120　W。 【分析】（1）以O1为支点，A点力的力臂最小，B点力的力臂最大，此时杠杆A点受力最大，根据杠杆的平衡条件求石块的最大质量；以O2为支点，B点力的力臂最小，A点力的力臂最大，此时杠杆B点受力最大，根据杠杆的平衡条件求桶中水的最大质量； （2）根据W＝Gh＝mgh求桶对水做的功，即有用功；根据η＝求人做的功，即总功，根据P＝求人做功的功率。 【解答】解（1）以O1为支点，A点力的力臂最小，B点力的力臂最大，此时杠杆A点受力最大， 根据杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2可得， m石g•O1A＝（m桶+m轮）g•O1B， 即：m石×0.6m＝（10kg+10kg）×（1m+0.8m）， 解得，石块质量最多为：m石＝60kg； 以O2为支点，B点力的力臂最小，A点力的力臂最大，此时杠杆B点受力最大， 根据杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2可得， m石′g•O2A＝（m桶+m水+m轮）g•O2B， 即：40kg×（1m+0.6m）＝（10kg+m水+10kg）×0.8m， 解得，水的质量最多为：m水＝60kg； （2）桶对水做的功：W有＝Gh＝mgh＝40kg×10N/kg×3m＝1200J， 人做的功：W总＝＝＝2400J， 人做功的功率：P＝＝＝120W。 故答案为：（1）60；60；（2）1200；120。 【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用和功、功率的计算，正确确定杠杆的支点是关键之一。 21．（2024•泸州）如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力F＝100N，滑轮组绳子自由端受到的拉力为F绳。当绳子自由端的拉力F绳为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，则动滑轮的重力为 　20　N；当绳子自由端拉力F1为90N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为 　60　N；撤去水平向左的恒力F，改变绳子自由端拉力F1的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，滑轮组的机械效率为 　75%　。 【分析】（1）当绳子自由端的拉力F绳＝60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，由图知，n＝2，忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，F绳＝（F+G动），据此求动滑轮的重力； （2）当绳子自由端拉力F1为90N时，物体水平向右匀速运动，滑轮组受到的拉力F拉＝F+f，忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，F1＝（F拉+G动）＝（F+f+G动），据此求物体与桌面之间的滑动摩擦力； （3）撤去水平向左的恒力F，仍使物体水平向右匀速运动时，使用滑轮组做的有用功等于克服物体受到摩擦力做的功，忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，滑轮组的机械效率： η＝＝＝＝。 【解答】解：（1）当绳子自由端的拉力F绳＝60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0， 由图知，n＝2，忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，F绳＝（F+G动）， 则动滑轮的重力：G动＝nF绳﹣F＝2×60N﹣100N＝20N； （2）当绳子自由端拉力F1为90N时，物体水平向右匀速运动，滑轮组受到的拉力：F拉＝F+f， 忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，F1＝（F拉+G动）＝（F+f+G动）， 物体与桌面之间的滑动摩擦力： f＝nF1﹣F﹣G动＝2×90N﹣100N﹣20N＝60N； （3）撤去水平向左的恒力F，仍使物体水平向右匀速运动时，使用滑轮组做的有用功等于克服物体受到摩擦力做的功，忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功， 滑轮组的机械效率： η＝＝＝＝＝×100%＝75%。 故答案为：20；60；75%。 【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、额外功、机械效率的计算，注意水平使用滑轮组时，绳子自由端受到拉力大小与滑轮组下端受到拉力的大小关系是关键。 22．（2024•广元）假期间，小明随爸爸去建筑工地劳动体验。用如图所示的滑轮组来提升材料，当提升的材料重力为300N时，滑轮组机械效率为75%，则动滑轮的重力为 　100　N；若绳子能承受的最大拉力为500N，则该滑轮组能提起材料的最大质量为 　90　kg。（空气阻力、摩擦力及绳重不计，g取10N/kg） 【分析】由图知，n＝2，根据η＝＝＝＝求绳子的拉力，空气阻力、摩擦力及绳重不计，根据F＝（G+G动）求动滑轮的重力； 若绳子能承受的最大拉力为500N，根据F＝（G+G动）求滑轮组能提起材料的最大重力，根据G＝mg求材料的最大质量。 【解答】解：由图知，n＝2，根据η＝＝＝＝可得， 绳子的拉力：F＝＝＝200N， 空气阻力、摩擦力及绳重不计，根据F＝（G+G动）可得， 动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×200N﹣300N＝100N； 若绳子能承受的最大拉力为500N，根据F＝（G+G动）可得， 滑轮组能提起材料的最大重力：G大＝nF大﹣G动＝2×500N﹣100N＝900N， 则材料的最大质量：m大＝＝＝90kg。 故答案为：100；90。 【点评】本题考查滑轮组中有关力的计算，涉及机械效率和重力公式的应用，知道n的值，并理利用相关推导公式是关键。 23．（2024•南充）用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，将重450N的货物匀速吊起2m高。每只滑轮重为50N，绳自由端的拉力的大小分别为F1和F2，若不计绳重和摩擦，F1　大于　F2（选填“大于”“等于”“小于”），甲滑轮组的机械效率为 　90%　。 【分析】（1）由甲乙两图可知承担重物绳子的段数，再由条件不计绳重和魔法，可得到两个滑轮组所用的拉力，最后比较得出结论； （2）利用滑轮组机械效率的计算公式求出甲的机械效率。 【解答】解：（1）由图甲可知，甲滑轮组承担重物绳子的段数n＝2，若不计绳重和摩擦，根据F＝可得：F1＝（G物+G动）＝×（450N+50N）＝250N，由图乙可知，n＝3，所以F2的大小为： F2＝（G物+G动）＝（450N+50N）＝N，所以F1＞F2； （2）由题意知，物体上升的高度h＝2m，不计绳重和摩擦，图甲滑轮组的机械效率η＝＝×100%＝×100%＝×100%＝90% 故答案为：大于；90% 【点评】本题考查了绕绳方式不同的滑轮组拉力的比较及如何计算滑轮组的机械效率。 24．（2024•陕西）工人利用如图所示装置提升物料，该装置中的滑轮为 　动　滑轮。已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦。工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为 　100　N。若绳子能承受的最大拉力为520N，每根钢条重100N，该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率为 　80%　。 【分析】（1）观察试题插图中的滑轮，随物体一块运动的滑轮是动滑轮； （2）先确定承担动滑轮绳子的股数，再根据F＝计算； （3）先根据F＝计算机械能够提升的最大物重，再根据每根钢条重确定实际提升的最大物重，最后根据η＝×100%＝×100%＝×100%计算。 【解答】解：（1）滑轮随物体一块运动的是动滑轮； （2）由图可知n＝2，F＝＝＝100N； （3）由F＝可得该机械能提升的最大物重： G物＝2F′﹣G动﹣G篮＝2×520N﹣80N﹣120N＝840N， 又因为每根钢条重100N，所以最多能提起钢条的数量n′＝≈8根，则实际提升的最大物重为G物′＝8×100N＝800N， 最大机械效率为：η＝×100%＝×100%＝×100%＝80%。 故答案为：（1）动；（2）100N；（3）80%。 【点评】本题考查动滑轮的机械效率，易错点是第3空。 三．计算题（共3小题） 25．（2024•扬州）如图所示，工人用动滑轮匀速提升重为400N的窗玻璃，所用的竖直拉力为250N，窗玻璃上升的高度为10m，用时50s。求： （1）所做的有用功W有； （2）工人所用拉力的功率P； （3）动滑轮的机械效率η。 【分析】（1）根据有用功的公式可计算； （2）根据功率的公式可计算出拉力的功率； （3）根据机械效率的公式可计算出动滑轮的机械效率。 【解答】解：（1）由题意可知，克服窗玻璃的重力做的功即为有用功： W有＝G物h＝400N×10m＝4000J； （2）由图可知，该动滑轮有2段绳子，所以拉力方向绳子自由端移动的距离为：s＝10m×2＝20m 所以工人所用拉力做的功为： W总＝Fs＝250N×20m＝5000J， 拉力的功率为： P＝＝＝100W； （3）由机械效率公式可得动滑轮的机械效率为： η＝×100%＝×100%＝80%。 答：（1）所做的有用功W有为4000J； （2）工人所用拉力的功率P为100W； （3）动滑轮的机械效率η为80%。 【点评】本题考查了有关滑轮组的功、功率及机械效率的计算。 26．（2024•西藏）建筑工地上工人用如图所示的装置提升重为760N的物体。在拉力F作用下，物体在8s内竖直匀速上升了2m。如果动滑轮重为240N，不计绳重和摩擦。求： （1）物体上升的速度； （2）滑轮组的有用功； （3）滑轮组的机械效率。 【分析】（1）根据速度公式求出物体A上升的速度； （2）根据W有＝Gh求出滑轮组的有用功； （3）根据η＝＝＝＝计算机械效率的大小。 【解答】解：（1）物体在8s内竖直匀速上升了2m，则物体上升的速度为：v＝＝＝0.25m/s； （2）滑轮组的有用功为：W有＝Gh＝760N×2m＝1520J； （3）不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为：η＝＝＝＝＝＝76%。 答：（1）物体上升的速度为0.25m/s； （2）滑轮组的有用功为1520J； （3）滑轮组的机械效率为76%。 【点评】本题考查了做功公式、速度公式以及滑轮组机械效率公式的应用，难度不大。 27．（2024•苏州）某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为5t。起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦，g取10N/kg。求： （1）克服钢板重力做的功W有用； （2）钢丝绳的拉力F； （3）滑轮组满载时的机械效率（保留一位小数）。 【分析】（1）利用物重和提升高度乘积即可得到有用功；（2）利用有用功和机械效率反求总功，再根据移动距离算出拉力大小；（3）由于不计绳重和摩擦，那么额外功全部来自于动滑轮重，求出动滑轮重后，再根据满载时的物重算出此时机械效率即可。 【解答】解： （1）钢板重力为G钢板＝m钢板g＝3600kg×10N/kg＝3.6×104N； 提升钢板的有用功为W有用＝G钢板•h＝3.6×104N×10m＝3.6×105J。 （2）滑轮组共有4段绳子拉着动滑轮，故拉力移动距离为物体提升高度的4倍，即s＝40m； 拉力做的功为：； 拉力大小为：。 （3）； 动滑轮重为； 当载重最大时，质量为5t＝5000kg，G最大＝mg＝50000N； 则此时机械效率。 答：（1）克服钢板重力做的功W有用为3.6×105J；（2）钢丝绳的拉力F为1.125×104N；（3）滑轮组满载时的机械效率为84.7%。 【点评】此题为功和功率、机械效率的综合计算，结合滑轮组的绳子段数分析，易错点是拉力移动距离与物体提升高度不相等，保证计算不出错即可解决，属于正常难度的题。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$