12.4 机械效率（分层练习）-【上好课】2024-2025学年八年级物理下册同步精品课堂（人教版2024）

第4节 机械效率 目录 2 考点01 有用功和额外功 2 考点02 机械效率 3 考点03 杠杆机械效率的计算 7 考点04 滑轮机械效率的计算 10 考点05 其它机械效率的计算 12 25 30 考点01 有用功和额外功 1．《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。下列说法正确的是（　　） A．该装置相当于简单机械中的斜面 B．该装置既可以省力，又可以省功 C．打水时克服水重和桶重做的功是有用功 D．使用更轻的桶可以提高该装置的机械效率 2．小明家刚买的新房，需要装修。装修师傅用如图所示的装置，将重为的建材从地面匀速运送到离地的高处，所用时间为。已知动滑轮重为，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（       ） A．工人做的额外功是 B．工人做的总功是 C．工人的功率是 D．减小提升物体的重力，可以提高滑轮组的机械效率 3．图甲，A、B是两个完全相同的物体，分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，拉动A和B到斜面顶端时斜面的机械效率分别用ηA、ηB表示，则下列判断正确的是（　　） A．拉动A和B到斜面顶端时ηA>ηB B．拉动B到斜面顶端时ηB=80% C．对A做的有用功小于额外功 D．对B做的总功等于有用功 4．如图甲所示的履带式起重机可以用来吊装重型材料，其前端滑轮组的放大图如图乙所示。某次作业中，起重机将的物体匀速吊起高，绳端拉力F为，下列说法正确的是（    ） A．绳端移动的距离为 B．起重机做的有用功为 C．滑轮组的机械效率为 D．若只让起重机做功的功率变大，其机械效率将变大 5．有两个形状、大小相同的铁桶和塑料桶，用它们分别从井里提起满满一桶水到井口。则人用铁桶提水时所做的有用功 用塑料桶提水时所做的有用功，人用铁桶提水时所做的额外功 用塑料桶提水时所做的额外功。（均选填“大于”“小于”或“等于”） 6．往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用500N的力沿3m长的斜面，把120kg的重物提高1m，重物受到的摩擦力为 N。（g取10N/kg） 考点02 机械效率 1．下列的说法中，正确的是（　　） A．做功越多，功率越大 B．功率越大，机械效率越高 C．速度越大的物体，动能越大 D．做功越快，功率越大 2．学习了第11章“简单机械”后，小红整理了下列笔记，其中存在错误的是（  ） A．使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向 B．物体做功越快，功率一定越大 C．功率大，机械效率不一定高 D．使用斜面可以省力，也可以省功 3．某同学总结了机械的几条“规律”，其中总结正确的是（　　） A．克服摩擦力做的功一定是额外功 B．机械效率大的机械，做的有用功一定越多 C．使用任何机械都一定不能省功 D．机械的功率越大，机械效率也一定越大 4．下列关于功、功率、机械效率的说法中正确的是（　　） A．做功多的机器机械效率一定高 B．功率大的机器做功时间一定短 C．功率越小的机器做功越慢 D．机械效率高的机器功率一定大 5．下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是（　　） A．做功多的机械，功率一定大 B．功率大的机械，做功一定快 C．做功快的机械，机械效率一定高 D．做有用功多的机械，机械效率一定高 6．下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　　） A．做功越快的机械，功率越大 B．做功越快的机械，机械效率越高 C．所做有用功越多的机械，机械效率越高 D．功率越大的机械，做功越多 7．机器甲、乙的功率分别为100W、80W，则下列说法中正确的是（   ） A．机器甲的机械效率比乙大 B．机器甲的做功比乙快 C．机器甲做功比乙多 D．机器甲做功时间比乙多短 考点03 杠杆机械效率的计算 1．如图所示，用手沿竖直方向匀速拉动一均匀杠杆提升一个重为G的物体缓缓上升，不计支点处摩擦。若使物体悬挂位置从O向A移动，则杠杆的机械效率与支点O到悬挂点B的距离L的关系可能符合下列图中的（    ） A． B． C． D． 二、填空题 2．如图所示，用竖直向上的力F匀速拉动杠杆的右端，使重力为50N的物体缓慢升高0.1m，测得拉力大小F=24N，A端移动的距离为0.25m，在这一过程中，有用功为 J，额外功为 J，机械效率为 。（保留小数点后1位） 3．如图所示OB是一杠杆，O为支点，将重30N的物体悬挂在B点，当杠杆在水平位置平衡时，若A点施加的动力使重物向上移动了10cm，此时的杠杆机械效率为（不计摩擦），保持重物悬挂点不变，如果动力作用点由A点向支点O靠近一些后再把该物体提升10cm，此时机械效率为。则 。（选填“＞”“＜”或“=”）。 4．如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为180N的物体缓慢升高0.1m，拉力大小，拉力移动的距离为0.25m。拉力所做的功为 J，有用功为 J，杠杆的机械效率为 。 5．如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，弹簧测力计示数 （选填“先变小后变大”、“先变大后变小”或“不变”）。如果使重为36N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为25cm。拉力所做的功为 J，杠杆的机械效率为 ，若将重物的悬挂点A向右移动到B点，将重物提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）（不考虑摩擦）。 6．如图所示，为质量分布均匀的金属杆，O端通过铰链固定在墙上，A端可以绕O点无摩擦的转动，C点为金属杆的中点，D点为段的中点，将一重物悬挂于C点，在A端施加竖直向上的力，使金属杆绕O点缓慢向上转动一小段距离，该过程中，机械效率为70%；则重物和金属杆的质量之比为 。若将重物悬挂于D点，仍然在A端施加竖直向上的力，使金属杆绕O点缓慢向上转动同样的距离，则金属杆的机械效率为 。（保留一位小数） 7．如图所示，OA是一个质量分布均匀的杠杆，，O是支点，B是OA的中点，在B点悬挂一个重为的重物。将杠杆从如图甲位置匀速提升到乙位置，重物上升的高度为，拉力。试求： (1)力F做的有用功是多大？ (2)将重物匀速提升时，杠杆的机械效率是多大？ (3)若不计绳重和摩擦，杠杆自身的重力G杆是多少N？ 考点04 滑轮机械效率的计算 1．如图，塔式起重机上的滑轮组用的力将重为的重物匀速吊起，动滑轮的重力为，下列说法正确的是（　　） A．提升重物做的有用功为 B．滑轮组的额外功为 C．滑轮组的额外功为 D．滑轮组的机械效率为 2．如图甲所示，小欢用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面上匀速移动，地面ab、bc粗糙程度不同。物体M的重力为400N，动滑轮的重力为5N，，。物体M从a点到c点的过程中，拉力F与M移动距离s的关系图像如图乙所示，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及机械之间的摩擦。下列结论正确的是（    ） A．绳子自由端移动的距离为15m B．拉力F做的功为840J C．拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功 D．物体从ab段运动到bc段，滑轮组的机械效率变小 3．工人用如图所示的滑轮组将重为450N的物体匀速提升2m时，做了300J的额外功，则此过程中（　　） A．使用滑轮组省功 B．做的有用功为1800J C．滑轮组的机械效率为66.7% D．拉力F的大小为200N 4．如图甲所示，一位同学用滑轮组拉着重700N的物体A，在水平地面上匀速前进，全过程滑轮组的部分数据如图乙所示，物体A受到阻力为其重力的0.1倍，下列说法正确的是（　　） A．拉力F做功700J B．物体A移动的距离为1m C．只增大物体的重力，机械效率不变 D．该滑轮组的机械效率是70% 5．用如图所示的滑轮组将重为120N的物体用50N的力在3s内竖直匀速提升5m，则此过程中有用功为 J，机械效率为 ，拉力所做的功率为 W。 6．如图所示，是安装在某种塔式起重机吊臂一侧的滑轮组，某次匀速起吊300kg的物体时，上升10m，用时15s，此时滑轮组的机械效率是80%，则所做有用功是 J，拉力F的功率是 W。（g取10N/kg） 7．工人通过如图甲所示的滑轮组将水中物体匀速提升至空中，他所用拉力F与绳子自由端移动的距离s的关系图像如图乙所示。其中物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为85%。每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力。 (1)物体在空中上升1m，工人做的功是多少？ (2)每个滑轮的重力是多少？ (3)物体完全在水中时滑轮组的机械效率是多少？ 8．如图所示，工地上用该装置从竖直深井中提取泥土。某次，将一筐重为900N的泥土匀速竖直向上提升至平台的过程中，用时15s，卷扬机将绳自由端竖直向下拉动8m，拉力F做功的功率为300W。筐的重量忽略不计，问： (1)该装置中的A滑轮的作用是改变力的 ；泥土被提升的高度为 m； (2)拉力F做的功是多少？ (3)该装置中滑轮组的机械效率是多少？ 9．如图所示是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图，己知货物的质量为600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75%。若货物以0.25m/s的速度匀速前行，经100s将货物拉出仓库，g取10N/kg，求在此过程中： (1)人做的有用功为多大？ (2)人的拉力为多大？ (3)人拉力的功率为多大？ 考点05 其它机械效率的计算 1．如图所示，小伟同学通过斜面用平行于斜面的推力，将质量为30kg的物体在4s时间内匀速推到1m高的平台上，斜面长。（g取10N/kg）则（　　） A．斜面对物体的支持力做了功 B．推力F对物体做功的功率为100W C．小伟做的有用功为400J D．斜面的机械效率为80% 2．搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢，常使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速推上顶端，已知斜面长5m，高2m，物体重1000N，沿斜面向上的推力为500N，则下列判定不正确的是（　　） A．物体在斜面上运动的过程中受3个力的作用 B．推力所做的功是2500J C．斜面的机械效率为80% D．物体受到斜面的摩擦力为100N 二、填空题 3．如图，是《墨经·经下》里记载的斜面引重车，将绳一端紧系在后轮轴上，另一端绕过车尾圆轮与斜板上的重物相连，人向前推车即可将重物拉到高处。车尾圆轮的作用是 。已知斜板长2m、高0.8m，若用该车将重2000N的木箱从斜板底端匀速拉到顶端，后轮轴对绳子的拉力为1000N，不计绳重及圆轮处的摩擦，该斜板的机械效率为 。使用该斜面引重车，可以省力， （选填“能”或“不能”）省功。 4．如图所示，小明用沿斜面向上150N的推力，将总重为500N的小车匀速推到长5m、高1.2m的斜面顶端，用时20s。此过程中，小车受到的支持力对小车 （选填“做功”或“不做功”）；小明的推力做功的功率为 W；该斜面的机械效率为 。 5．如图甲是用来提升重物的轮轴，它是一种变形杠杆，图乙是它的杠杆示意图。若图乙中R=4r，被提升的重物重为G=300N，作用在A点的动力为F=100N，则轮轴的机械效率为η= 。 三、计算题 6．装货时，工人用斜面将质量为60kg的物体由地面匀速推到斜面顶端（如下图所示），所用时间为10s。已知斜面长2m，高1m，斜面的机械效率为75%，g取10N/kg，求： (1)物体所受重力； (2)工人所用的推力； (3)推力做功的功率； (4)物体在斜面上受到的摩擦力的大小。 一、单选题 1．（2024·青海西宁·中考真题）如图所示，虚线框内是由两个滑轮安装成的滑轮组，利用该滑轮组拉动重960N的物体M在水平面上做匀速直线运动。物体所受的摩擦力是物重的0.1倍，绳子自由端的水平拉力为40N，物体M移动的距离为4m（不计绳重和滑轮重）。则（   ） A．物体M所受的拉力为960N B．绳子自由端移动的距离是8m C．滑轮组拉动物体M做的有用功是160J D．滑轮组的机械效率是80% 2．（2024·山东东营·中考真题）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 3．（2024·山东淄博·中考真题）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 4．（2024·山东德州·中考真题）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 5．（2024·山东泰安·中考真题）如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为，牵引力为，对绳子的拉力为；物体的重力为，物体匀速上升的速度始终为，汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，取。下列说法中（    ） ①滑轮组的机械效率为    ②汽车受到的摩擦力为 ③汽车牵引力在4s内做的功为    ④汽车牵引力的功率为 A．只有①正确 B．只有①④正确 C．只有①②正确 D．只有③④正确 6．（2024·内蒙古·中考真题）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% 7．（2024·江苏宿迁·中考真题）如图所示的小型起重机，某次吊起重为的物体，电动机的拉力为，用时，使物体上升了。则通过动滑轮（　　） A．做的有用功为 B．拉力功率为 C．做的总功为 D．机械效率为 二、多选题 8．（2024·山东日照·中考真题）某起重车提升货物时，起重臂上滑轮组的示意图如图所示，货物在钢丝绳的拉力F作用下匀速上升。货物所受的重力为，钢丝绳的拉力F为，货物上升的速度为0.25m/s。在提升货物的过程中，下列说法正确的是（　　） A．拉力F的功率为 B．有用功的功率为 C．动滑轮所受的重力为 D．滑轮组的机械效率约为83.3% 9．（2024·山东青岛·中考真题）如图所示，小明用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别匀速提升两个质量相同的物体，绳端在相同时间内移动的距离相等．在提升过程中，若绳端拉力，下列说法正确的是（　　） A．物体的速度之比 B．有用功之比 C．总功之比 D．机械效率之比 10．（2024·北京·中考真题）用某滑轮组提升重物时，绳子自由端拉力做功随时间变化的关系如图所示，在20s内绳子自由端竖直匀速移动16m，重物竖直匀速上升4m。已知动滑轮总重100N，提升的物体重800N。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端拉力的功率为200W B．额外功为400J C．绳子自由端拉力的大小为250N D．滑轮组的机械效率约为88.9% 三、填空题 11．（2024·江苏淮安·中考真题）如图所示，小明用的拉力平行于斜坡将重的木箱从斜坡底端匀速拉到顶端，斜坡长，高，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。 12．（2024·江苏徐州·中考真题）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 。 13．（2024·江苏常州·中考真题）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。 四、实验题 14．（2024·山东济宁·中考真题）小明将木板一端置于水平桌面上，另一端与量角器组装成斜面（如图所示），按以下步骤进行了实验： ①选3个物体A、B和C，分别测出它们的重力大小； ②将斜面倾角（木板与桌面夹角）调成5°，分别将物体A、B、C放置在斜面上保持静止，用压力传感器分别测出它们对木板的压力大小； ③将斜面倾角先后调成10°和15°，重复步骤②。 实验数据记录如下表： 斜面倾角 5° 10° 15° 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 物体 A B C A B C A B C 重力大小/N 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0 压力大小/N 9.96 19.92 29.88 9.85 19.70 29.55 9.66 19.32 28.98 结合以上信息，按要求回答下列问题： (1)请在图中画出物体A对木板（斜面倾角为15°）压力的示意图，要求包含力的三要素 ； (2)若研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系，可选择实验序号 中的数据进行分析； (3)分析比较实验数据可知：不同物体静止在同一斜面上时，物体对木板的压力与该物体重力的比值 ； (4)分析比较实验数据可知，同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力与该物体重力的比值 （选填“越大”、“越小”或“不变”）； (5)斜面作为一种简单的机械，在生活中常有应用。在沿斜面向上的拉力F作用下，质量为的物体沿斜面向上匀速运动了，升高了，斜面的机械效率为90%，则该物体所受摩擦力的大小为 N。（取） 五、计算题 15．（2024·西藏·中考真题）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。 16．（2024·四川巴中·中考真题）图甲所示的塔吊是施工建设中最常见的设备，其结构可简化为图乙所示的滑轮组模型。已知物体质量为300kg，在绳子自由端施加1250N拉力，物体以0.5m/s的速度匀速上升10s。求： (1)绳子拉力端移动的距离； (2)拉力的功率； (3)在此过程中滑轮组的机械效率。 17．（2024·内蒙古呼和浩特·中考真题）杠杆是一种让人类突破自身力量极限的简单机械。如图所示，OA长20cm，OB长120cm，张宇同学竖直下压B端，重物被竖直匀速顶起10cm，已知重物质量为270kg，求： (1)若不计杆重和摩擦，上述过程在B端施加多大的力； (2)若实际使用600N的力，则这个过程的机械效率。 18．（2024·江苏南通·中考真题）如图，工人用330N的拉力，使用定滑轮将质量为30kg的物体6s内匀速吊起3m，g取10N/kg。求： (1)物体上升的速度； (2)工人做功的功率； (3)定滑轮的机械效率。 19．（2024·江苏镇江·中考真题）如图1所示，用动滑轮将重力为的木块匀速提升，所用拉力F为。      (1)求此过程中的有用功。 (2)求该动滑轮的机械效率。 (3)将木块取下放置于水平地面上，如图2所示，木块底面积为，求木块对地面的压强。 1．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为30N，滑轮组下端挂有质量为30kg的物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动：用水平向左的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为6cm/s。若不计绳重及滑轮的摩擦，则下列说法中正确的是（    ） A．物体A所受滑动摩擦力大小为110N B．F的大小为210N C．F做功的功率为42W D．提升物体B时的机械效率约为83% 2．如图所示，甲、乙两装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将重为G1和G2的两物体匀速提升相同的高度。所用竖直方向上的拉力分别为F1和F2，两装置的机械效率分别为η1和η2（不计绳重和一切摩擦），则下列选项正确的是（　　） A．若G1=G2，则η1<η2 B．若G1<G2，则η1=η2 C．若F1=F2，则一定有η1>η2 D．若F1<F2，则一定有η1<η2 3．如图所示，杠杆DE可绕O点在竖直平面内转动，OD：OE=1：2，小轩的质量为55kg，他通过细绳在E点施加竖直向下的拉力T1为150N时，杠杆在水平位置平衡，小轩对地面的压力为F1，物体A对地面的压强p1为3×103Pa。当小轩施加竖直向下的拉力为T2时，物体A恰好匀速上升。已知：物体A的质量为100kg，其底面积为5×10-2m2，杠杆DE和细绳的质量及滑轮轴的摩擦力均忽略不计，g取10N/kg。下列分析正确的是（　　） A．小轩对地面的压力F1为400N B．动滑轮B受到的重力为40N C．小轩施加竖直向下拉力为175N时，物体A对地面的压强恰好为零 D．当小轩施加竖直向下的拉力为T2时，滑轮组的机械效率为85% / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第4节 机械效率 目录 2 考点01 有用功和额外功 2 考点02 机械效率 3 考点03 杠杆机械效率的计算 7 考点04 滑轮机械效率的计算 10 考点05 其它机械效率的计算 12 25 30 考点01 有用功和额外功 1．《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。下列说法正确的是（　　） A．该装置相当于简单机械中的斜面 B．该装置既可以省力，又可以省功 C．打水时克服水重和桶重做的功是有用功 D．使用更轻的桶可以提高该装置的机械效率 【答案】D 【详解】A．该装置是轮轴，属于杠杆，会省力，斜面不是杠杆，故该装置不能相当于简单机械中的斜面，故A错误； B．该装置可以省力，但是要多做额外功，不可以省功，故B错误； C．打水时的目的是打水，克服水重做的功是有用功，克服桶重做的功是额外功，故C错误； D．使用更轻的桶可以减少额外功，当有用功相同时，总功减小，由得，装置的机械效率变大，则使用更轻的桶可以提高该装置的机械效率，故D正确。 故选D。 2．小明家刚买的新房，需要装修。装修师傅用如图所示的装置，将重为的建材从地面匀速运送到离地的高处，所用时间为。已知动滑轮重为，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（       ） A．工人做的额外功是 B．工人做的总功是 C．工人的功率是 D．减小提升物体的重力，可以提高滑轮组的机械效率 【答案】C 【详解】AB．由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，不计滑轮组的绳重和摩擦，拉力 绳子自由端移动的距离s=nh=2×12m=24m 工人做的总功W总=Fs=100N×24m=2400J 有用功W有=Gh=150N×12m=1800J 额外功W额=W总-W有=2400J-1800J=600J 故AB错误； C．工人拉力的功率为 故C正确； D．由得，减小提升物体的重力，会降低机械效率，故D错误。 故选C。 3．图甲，A、B是两个完全相同的物体，分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，拉动A和B到斜面顶端时斜面的机械效率分别用ηA、ηB表示，则下列判断正确的是（　　） A．拉动A和B到斜面顶端时ηA>ηB B．拉动B到斜面顶端时ηB=80% C．对A做的有用功小于额外功 D．对B做的总功等于有用功 【答案】B 【详解】由图可知，A做的有用功WA有用=WA总-WA额外=3J-1J=2J A、B两物体的重力相同，移动的高度也相同，所以A、B两物体做的有用功也相同，即WB有用=WA有用=2J 则右侧斜面机械效率 则左侧斜面机械效率 故ACD错误，B正确； 故选B。 4．如图甲所示的履带式起重机可以用来吊装重型材料，其前端滑轮组的放大图如图乙所示。某次作业中，起重机将的物体匀速吊起高，绳端拉力F为，下列说法正确的是（    ） A．绳端移动的距离为 B．起重机做的有用功为 C．滑轮组的机械效率为 D．若只让起重机做功的功率变大，其机械效率将变大 【答案】C 【详解】A．由图乙知，滑轮组承重绳子为3根，物体被匀速吊起5m高时，绳端移动的距离，故A错误； B．起重机做的有用功，故B错误； C．绳端拉力做的总功，滑轮组的机械效率，故C正确； D．机械效率与功率无关；只让起重机做功的功率变大，其机械效率不变。故D错误。 故选C。 5．有两个形状、大小相同的铁桶和塑料桶，用它们分别从井里提起满满一桶水到井口。则人用铁桶提水时所做的有用功 用塑料桶提水时所做的有用功，人用铁桶提水时所做的额外功 用塑料桶提水时所做的额外功。（均选填“大于”“小于”或“等于”） 【答案】 等于 大于 【详解】[1]有用功是指为了达到目的而必须做的功。由于铁桶和塑料桶的形状、大小相同，且都装满了水，所以它们提上来的水的质量是相等的。又因为它们都是把一桶水提到井口，上升的高度也相同，根据功的计算公式可知，它们所做的有用功是相等的。 [2]额外功是指并非需要但又不得不做的功。在提水过程中，额外功主要来自于提起桶本身所做的功。由于铁的密度大于塑料的密度，且铁桶和塑料桶的体积相同，所以铁桶的质量大于塑料桶的质量。因此，在提起铁桶时，克服铁桶的重力做的额外功更多。 6．往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用500N的力沿3m长的斜面，把120kg的重物提高1m，重物受到的摩擦力为 N。（g取10N/kg） 【答案】100 【详解】工人做的有用功W有用=Gh=mgh=120kg×10N/kg×1m=1200J 人所做的总功W总=Fs=500N×3m=1500J 工人做的额外功W额=W总﹣W有用=1500J﹣1200J=300J 由W额=fs得摩擦力 考点02 机械效率 1．下列的说法中，正确的是（　　） A．做功越多，功率越大 B．功率越大，机械效率越高 C．速度越大的物体，动能越大 D．做功越快，功率越大 【答案】D 【详解】A．由可知，做功越多，时间不确定，功率不一定越大，故A错误； B．机械效率是有用功与总功的比值，功率表示做功快慢的物理量，功率越大，机械效率不一定越高，故B错误； C．动能的大小与质量和速度有关，速度越大的物体，动能不一定越大，故C错误； D．功率是表示做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，故D正确。 故选D。 2．学习了第11章“简单机械”后，小红整理了下列笔记，其中存在错误的是（  ） A．使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向 B．物体做功越快，功率一定越大 C．功率大，机械效率不一定高 D．使用斜面可以省力，也可以省功 【答案】D 【详解】A．动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半的力，但费距离，不能改变力的方向，故A正确，不符合题意； B．功率是表示做功快慢的物理量，物体做功越快，功率一定越大，故B正确，不符合题意； C．功率是表示做功快慢的物理量，机械效率是指有用功与总功的比值，与功率大小无关，故C正确，不符合题意； D．使用任何机械都不能省功，斜面是一种省力机械，但不能省功，故D错误，符合题意。 故选D。 3．某同学总结了机械的几条“规律”，其中总结正确的是（　　） A．克服摩擦力做的功一定是额外功 B．机械效率大的机械，做的有用功一定越多 C．使用任何机械都一定不能省功 D．机械的功率越大，机械效率也一定越大 【答案】C 【详解】A．在传送带上，靠的是摩擦力前进，此时摩擦力做功就是有用功，故A错误； B．机械效率大的机械，做的有用功的占比比较大，由于总功未知，故有用功的大小未知，故B错误； C．任何机械都不省功，都不可能避免的需要做额外功，故C正确； D．机械的功率越大，指的是做功越快，而机械效率大，指的是有用功的占比，这两个是不同的概念，不能等同，故D错误。 故选C。 4．下列关于功、功率、机械效率的说法中正确的是（　　） A．做功多的机器机械效率一定高 B．功率大的机器做功时间一定短 C．功率越小的机器做功越慢 D．机械效率高的机器功率一定大 【答案】C 【详解】A．有用功与总功的比值叫机械效率，故机械效率与做功的多少无关，故A错误； B．功率等于功和做功时间的比值，功率大，功多少不确定，时间不确定，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．机械效率与机械功率大小没有直接关系，机械效率高的机器功率不一定大，故D错误。 故选C。 5．下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是（　　） A．做功多的机械，功率一定大 B．功率大的机械，做功一定快 C．做功快的机械，机械效率一定高 D．做有用功多的机械，机械效率一定高 【答案】B 【详解】A．根据可知，只有在时间相同时，做的功越多，功率才越大。故A错误； B．功率是表示做功快慢的物理量，功率越大，说明做功越快。故B正确； C．根据、可知，功率与机械效率没有必然联系。故C错误； D．根据可知，只有在总功相同时，有用功越多，机械效率才越大。故D错误。 故选B。 6．下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　　） A．做功越快的机械，功率越大 B．做功越快的机械，机械效率越高 C．所做有用功越多的机械，机械效率越高 D．功率越大的机械，做功越多 【答案】A 【详解】A．功率指的是做功快慢，功率大，指的是做功快，故A正确； B．机械效率是有用功占总功的比值，而功率是做功快慢的物理量，两个物理量之间没有必然的联系，故B错误； C．所做有用功越多的机械，但是总功未知，机械效率的大小未知，故C错误； D．功率越大的机械，做功快，做功时间未知，则做功多少未知，故D错误。 故选A。 7．机器甲、乙的功率分别为100W、80W，则下列说法中正确的是（   ） A．机器甲的机械效率比乙大 B．机器甲的做功比乙快 C．机器甲做功比乙多 D．机器甲做功时间比乙多短 【答案】B 【详解】功率是表示做功快慢的物理量，功率越大，表示做功越快，功率的大小与机械效率的大小、做功的多少以及做功时间长短无关，故ACD错误，B正确。 故选B。 考点03 杠杆机械效率的计算 1．如图所示，用手沿竖直方向匀速拉动一均匀杠杆提升一个重为G的物体缓缓上升，不计支点处摩擦。若使物体悬挂位置从O向A移动，则杠杆的机械效率与支点O到悬挂点B的距离L的关系可能符合下列图中的（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】如图所示： 由三角形的知识可知 杠杆的机械效率 使物体悬挂位置从O向A移动，G不变，物体上升的高度不变，有用功不变，则L1不变，G杠不变，L变大，杠杆的机械效率变大，但不是正比关系，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 二、填空题 2．如图所示，用竖直向上的力F匀速拉动杠杆的右端，使重力为50N的物体缓慢升高0.1m，测得拉力大小F=24N，A端移动的距离为0.25m，在这一过程中，有用功为 J，额外功为 J，机械效率为 。（保留小数点后1位） 【答案】 5 1 83.3% 【详解】[1]该过程中做的有用功是克服物体的重力做功，则有用功为 [2]该过程中做的总功为 则做的额外功为 [3]机械效率为 3．如图所示OB是一杠杆，O为支点，将重30N的物体悬挂在B点，当杠杆在水平位置平衡时，若A点施加的动力使重物向上移动了10cm，此时的杠杆机械效率为（不计摩擦），保持重物悬挂点不变，如果动力作用点由A点向支点O靠近一些后再把该物体提升10cm，此时机械效率为。则 。（选填“＞”“＜”或“=”）。 【答案】= 【详解】假设 则 由杠杆平衡条件可知 则 若A点施加的动力使重物向上移动了10cm，如图所示： 则由三角形知识可知 则 故 机械效率 如果动力作用点由A点向支点O靠近一些后，假设 同理由上述分析可知，改变作用点的位置不影响机械效率的大小，即 因此。 4．如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为180N的物体缓慢升高0.1m，拉力大小，拉力移动的距离为0.25m。拉力所做的功为 J，有用功为 J，杠杆的机械效率为 。 【答案】 20 18 90% 【详解】[1]拉力所做的功为 W总=Fs=80N×0.25m=20J [2]有用功 W有=Gh=180N×0.1m=18J [3]杠杆的机械效率为 5．如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，弹簧测力计示数 （选填“先变小后变大”、“先变大后变小”或“不变”）。如果使重为36N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为25cm。拉力所做的功为 J，杠杆的机械效率为 ，若将重物的悬挂点A向右移动到B点，将重物提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）（不考虑摩擦）。 【答案】 不变 4 90% 变大 【详解】[1]杠杆的示意图如图所示： 由杠杆的平衡条件有：F×L1=G×L2，根据相似三角形相似比关系有 G、OA、OC均为定值，所以移动过程中拉力F的大小不变。 [2]拉力所做的功为 W总＝Fs＝16N×25×10-2m＝4J [3]有用功为 W有＝Gh＝36N×10×10-2m＝3.6J 杠杆的机械效率为 [4]此装置的额外功来自于克服杠杆自重所做的功，提升相同的高度，悬挂点B相比A点，杠杆重心上升的高度要小，所做额外功小，而有用功相同，则总功小，由知，将重物的悬挂点A向右移动到B点，杠杆的机械效率变大。 6．如图所示，为质量分布均匀的金属杆，O端通过铰链固定在墙上，A端可以绕O点无摩擦的转动，C点为金属杆的中点，D点为段的中点，将一重物悬挂于C点，在A端施加竖直向上的力，使金属杆绕O点缓慢向上转动一小段距离，该过程中，机械效率为70%；则重物和金属杆的质量之比为 。若将重物悬挂于D点，仍然在A端施加竖直向上的力，使金属杆绕O点缓慢向上转动同样的距离，则金属杆的机械效率为 。（保留一位小数） 【答案】 7∶3 77.8% 【详解】[1] OA为质量分布均匀的金属杆，重心在中点C，将一重物悬挂于C点时，假设物体上升h，则杠杆重心上升高度为h，有用功 W有用=Gh 额外功 W额外=G0h 总功 W总=W有用+W额外=G0h+Gh 机械效率 重物和金属杆的质量之比 G∶G0=7∶3 [2]当将重物悬挂于D点时，物体上升h，根据数学关系知，重心C上升的高度为，此时机械效率 7．如图所示，OA是一个质量分布均匀的杠杆，，O是支点，B是OA的中点，在B点悬挂一个重为的重物。将杠杆从如图甲位置匀速提升到乙位置，重物上升的高度为，拉力。试求： (1)力F做的有用功是多大？ (2)将重物匀速提升时，杠杆的机械效率是多大？ (3)若不计绳重和摩擦，杠杆自身的重力G杆是多少N？ 【答案】(1)12J (2)80% (3)10N 【详解】（1）力F做的有用功 W有=Gh1=40N×0.3m=12J （2）由三角形相似可知力F移动的距离 s=2h1=2c×0.3m=0.6m 总功 W总=Fs=25N×0.6m=15J 杠杆的机械效率 （3）若不计绳重和摩擦，克服杠杆自身的重力做的功是额外功，额外功为 W额= W总- W有=15J-12J=3J 杠杆重心上升的高度与重物上升高度相同，杠杆自身的重力 考点04 滑轮机械效率的计算 1．如图，塔式起重机上的滑轮组用的力将重为的重物匀速吊起，动滑轮的重力为，下列说法正确的是（　　） A．提升重物做的有用功为 B．滑轮组的额外功为 C．滑轮组的额外功为 D．滑轮组的机械效率为 【答案】C 【详解】A．提升重物做的有用功为 故A错误； BC．图中连接动滑轮绳子的股数是3股，则绳末端拉力移动的距离为 拉力做的总功为 滑轮组的额外功为 故B错误，C正确； D．滑轮组的机械效率为 故D错误。 故选C。 2．如图甲所示，小欢用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面上匀速移动，地面ab、bc粗糙程度不同。物体M的重力为400N，动滑轮的重力为5N，，。物体M从a点到c点的过程中，拉力F与M移动距离s的关系图像如图乙所示，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及机械之间的摩擦。下列结论正确的是（    ） A．绳子自由端移动的距离为15m B．拉力F做的功为840J C．拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功 D．物体从ab段运动到bc段，滑轮组的机械效率变小 【答案】B 【详解】AB．物体M从a点到c点过程中，通过的距离为2m+3m=5m，滑轮组绳子的有效段数为2，故绳子自由端移动的距离s=2s物=2×5m=10m sab=2m，sbc=3m，绳子自由端移动的距离分别为s1=2×2m=4m，s2=2×3m=6m 由图乙知，绳子的拉力分别为60N和100N，拉力做的总功为W=W1+W2=F1s1+F2s2=60N×4m+100N×6m=840J 故A错误，B正确； C．本题中，克服摩擦力做的功为有用功。忽略绳子重力及机械之间的摩擦，克服动滑轮的重力做的功为额外功，ab段和bc段动滑轮提升的高度不同，根据W=Gh可知，拉力F在ab段做的额外功小于在bc段做的额外功，故C错误； D．使物体M在水平地面匀速移动，根据二力平衡，物体受到的滑动摩擦力等于水平方向上绳子拉力的大小，因绳端拉力100N大于60N，由f=F水平=nF绳-G动可知，bc段物体受到的滑动摩擦力大。滑轮组的机效率为 动滑轮的重力不变，物体从ab段到bc段，滑动摩擦力变大，所以滑轮组的机械效率变大，故D错误。 故选B。 3．工人用如图所示的滑轮组将重为450N的物体匀速提升2m时，做了300J的额外功，则此过程中（　　） A．使用滑轮组省功 B．做的有用功为1800J C．滑轮组的机械效率为66.7% D．拉力F的大小为200N 【答案】D 【详解】A．根据功的原理，使用任何机械都不省功，使用滑轮组可以省力或改变力的方向，但不能省功，故A不符合题意； B．已知物体重力G=450N，提升高度h=2m，有用功 故B不符合题意； C．已知额外功额W额=300J，由B选项可知W有=900J，则总功 机械效率 故C不符合题意； D．由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，绳子自由端移动的距离 由W总=Fs可知，拉力F的大小为 故D符合题意。 故选D。 4．如图甲所示，一位同学用滑轮组拉着重700N的物体A，在水平地面上匀速前进，全过程滑轮组的部分数据如图乙所示，物体A受到阻力为其重力的0.1倍，下列说法正确的是（　　） A．拉力F做功700J B．物体A移动的距离为1m C．只增大物体的重力，机械效率不变 D．该滑轮组的机械效率是70% 【答案】D 【详解】A．拉力做的功为总功，由图可知，总功为 则拉力F做功为1000J，故A错误； B．物体的重力为G=700N，物体A受到阻力为其重力的0.1倍，即 由可知，物体A移动的距离为 故B错误； C．增大物体的重力，则物体对地面的压力增大，物体与地面之间的摩擦力增大，则有用功增大，由可知，机械效率增大，故C错误； D．该滑轮组的机械效率是 故D正确。 故选D。 5．用如图所示的滑轮组将重为120N的物体用50N的力在3s内竖直匀速提升5m，则此过程中有用功为 J，机械效率为 ，拉力所做的功率为 W。 【答案】 600 80% 250 【详解】[1]拉力做的有用功为W有=Gh=120N×5m=600J [2]由图可知，n=3，拉力做的总功为W总=Fs=Fnh=50N×3×5m=750J 机械效率为 [3]拉力所做的功率为 6．如图所示，是安装在某种塔式起重机吊臂一侧的滑轮组，某次匀速起吊300kg的物体时，上升10m，用时15s，此时滑轮组的机械效率是80%，则所做有用功是 J，拉力F的功率是 W。（g取10N/kg） 【答案】 【详解】[1]有用功 [2]滑轮组的机械效率是80%，根据可知，总功 拉力F的功率 7．工人通过如图甲所示的滑轮组将水中物体匀速提升至空中，他所用拉力F与绳子自由端移动的距离s的关系图像如图乙所示。其中物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为85%。每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力。 (1)物体在空中上升1m，工人做的功是多少？ (2)每个滑轮的重力是多少？ (3)物体完全在水中时滑轮组的机械效率是多少？ 【答案】(1)800J (2)60N (3)70% 【详解】（1）由图甲可知，绳子的有效段数，则绳端移动的距离 由图乙知，物体在空中上升时，绳子自由端的拉力，则工人做功 （2）物体在空中上升1m时，做的有用功 物体的重力 不计绳重及摩擦，由可得，2个动滑轮的重力为 则每个滑轮的重力为 （3）物体全部浸在水中时，绳子的拉力，则物体受到的拉力为 则滑轮组的机械效率 8．如图所示，工地上用该装置从竖直深井中提取泥土。某次，将一筐重为900N的泥土匀速竖直向上提升至平台的过程中，用时15s，卷扬机将绳自由端竖直向下拉动8m，拉力F做功的功率为300W。筐的重量忽略不计，问： (1)该装置中的A滑轮的作用是改变力的 ；泥土被提升的高度为 m； (2)拉力F做的功是多少？ (3)该装置中滑轮组的机械效率是多少？ 【答案】(1) 方向 4 (2)4500J (3)80% 【详解】（1）[1]图中A滑轮是定滑轮，根据定滑的特点可知，A滑轮的作用是改变力的方向。 [2]图中连接动滑轮绳子的股数是2股，已知绳自由端竖直向下拉动8m，则泥土被提升的高度为 （2）已知拉力F做功的功率为300W，时间为15s，则拉力做的功为 （3）拉力做的有用功为 该装置中滑轮组的机械效率为 9．如图所示是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图，己知货物的质量为600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75%。若货物以0.25m/s的速度匀速前行，经100s将货物拉出仓库，g取10N/kg，求在此过程中： (1)人做的有用功为多大？ (2)人的拉力为多大？ (3)人拉力的功率为多大？ 【答案】(1)1.5×104J (2)400N (3)200W 【详解】（1）货物的重力G=mg=600kg×10N/kg=6000N 物体所受轨道的摩擦力f=0.1G=0.1×6000N=600N 货物移动的距离s物=v物t=0.25m/s×100s=25m 人做的有用功W有=fs物=600N×25m=1.5×104J （2）由图可知，动滑轮绕绳子的段数是2段，拉力移动的距离s=2s物=2×25m=50m 总功 拉力的大小 （3）人拉力的功率为 考点05 其它机械效率的计算 1．如图所示，小伟同学通过斜面用平行于斜面的推力，将质量为30kg的物体在4s时间内匀速推到1m高的平台上，斜面长。（g取10N/kg）则（　　） A．斜面对物体的支持力做了功 B．推力F对物体做功的功率为100W C．小伟做的有用功为400J D．斜面的机械效率为80% 【答案】B 【详解】A．物体没有在斜面对物体的支持力的方向上移动距离，所以斜面对物体的支持力没有做功，故A不符合题意； B．推力F对物体做功为 则推力F对物体做功的功率为 故B符合题意； C．小伟做的有用功为 故C不符合题意； D．斜面的机械效率为 故D不符合题意。 故选B。 2．搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢，常使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速推上顶端，已知斜面长5m，高2m，物体重1000N，沿斜面向上的推力为500N，则下列判定不正确的是（　　） A．物体在斜面上运动的过程中受3个力的作用 B．推力所做的功是2500J C．斜面的机械效率为80% D．物体受到斜面的摩擦力为100N 【答案】A 【详解】A．物体在斜面上运动的过程中，受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力、沿斜面向上的推力、沿斜面向下的摩擦力，共4个力的作用，故A错误，符合题意； B．推力所做的功是 故B正确，不符合题意； C．推动物体在斜面运动的过程中做的有用功为 斜面的机械效率为 故C正确，不符合题意； D．物体在斜面上运动过程中克服摩擦力做的功是额外功，则额外功为 物体受到斜面的摩擦力为 故D正确，不符合题意。 故选A。 二、填空题 3．如图，是《墨经·经下》里记载的斜面引重车，将绳一端紧系在后轮轴上，另一端绕过车尾圆轮与斜板上的重物相连，人向前推车即可将重物拉到高处。车尾圆轮的作用是 。已知斜板长2m、高0.8m，若用该车将重2000N的木箱从斜板底端匀速拉到顶端，后轮轴对绳子的拉力为1000N，不计绳重及圆轮处的摩擦，该斜板的机械效率为 。使用该斜面引重车，可以省力， （选填“能”或“不能”）省功。 【答案】 改变力的方向 80% 不能 【详解】[1]车尾圆轮在此装置中相当于一个定滑轮，其主要作用是改变绳子拉力的方向，使人推车前行时能够拉动重物上升。 [2]拉力做的总功W总=Fs=1000N×2m=2000J 拉力做的有用功为W有=Gh=2000N×0.8m=1600J 此装置的机械效率为 [3]由能量守恒可知，由于能量损失不可避免，总功一定大于有用功，则使用任何省力机械都不能省功。 4．如图所示，小明用沿斜面向上150N的推力，将总重为500N的小车匀速推到长5m、高1.2m的斜面顶端，用时20s。此过程中，小车受到的支持力对小车 （选填“做功”或“不做功”）；小明的推力做功的功率为 W；该斜面的机械效率为 。 【答案】 不做功 37.5 80% 【详解】[1]由于支持力与斜面垂直，而小车沿着斜面移动，即小车没有在支持力的方向上移动距离，因此此过程中，小车受到的支持力对小车不做功。 [2]推力做的总功 W总=Fs=150N×5m=750J 推力做功的功率 [3]推力做的有用功 W有=Gh=500N×1.2m=600J 斜面的机械效率 5．如图甲是用来提升重物的轮轴，它是一种变形杠杆，图乙是它的杠杆示意图。若图乙中R=4r，被提升的重物重为G=300N，作用在A点的动力为F=100N，则轮轴的机械效率为η= 。 【答案】 【详解】利用轮轴提升重物时，物体升高的高度和绳子自由端移动距离的比值等于轴半径与轮半径的比值 轮轴的机械效率为 三、计算题 6．装货时，工人用斜面将质量为60kg的物体由地面匀速推到斜面顶端（如下图所示），所用时间为10s。已知斜面长2m，高1m，斜面的机械效率为75%，g取10N/kg，求： (1)物体所受重力； (2)工人所用的推力； (3)推力做功的功率； (4)物体在斜面上受到的摩擦力的大小。 【答案】(1)600N (2)400N (3)80W (4)100N 【详解】（1）物体所受的重力 （2）推动物体做的有用功 推力做功 工人所用的推力 （3）推力做功的功率 （4）将物体推上斜面做的额外功 物体在斜面上受到的摩擦力 一、单选题 1．（2024·青海西宁·中考真题）如图所示，虚线框内是由两个滑轮安装成的滑轮组，利用该滑轮组拉动重960N的物体M在水平面上做匀速直线运动。物体所受的摩擦力是物重的0.1倍，绳子自由端的水平拉力为40N，物体M移动的距离为4m（不计绳重和滑轮重）。则（   ） A．物体M所受的拉力为960N B．绳子自由端移动的距离是8m C．滑轮组拉动物体M做的有用功是160J D．滑轮组的机械效率是80% 【答案】D 【详解】A．物体M做匀速直线运动，受力平衡，则所受的拉力为 故A不符合题意； B．绳子自由端的水平拉力为40N，物体M所受的拉力为96N，若动滑轮上绳子有效段数为2，则有 可知由两个滑轮安装成的滑轮组有效绳子段数，则绳子自由端移动的距离为 故B不符合题意； C．滑轮组拉动物体M做的有用功为 故C不符合题意； D．总功为 则滑轮组的机械效率为 故D符合题意。 故选D。 2．（2024·山东东营·中考真题）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 【答案】C 【详解】A．甲图中，该滑轮的位置是固定的，是定滑轮，使用定滑轮时不省力也不省距离，但可以改变力的方向，故A正确，不符合题意； B．根据 可知，忽略绳重及摩擦，甲图中不用克服摩擦和滑轮做额外功，该装置的机械效率最高；乙图中克服动滑轮的重力做的功为额外功，机械效率为 丙图中，克服杠杆的重力做的功为额外功，当物体被提升h时，根据数学的相似三角形知识可知，拉力端移动2h，杠杆的重心上升h，则该装置的机械效率为 可知，可得：乙装置的机械效率是三者中最低的，故B正确，不符合题意； C．丙图中，根据杠杆平衡条件可得 则 在匀速拉动物体上升的过程中，物重和杠杆重不变，阻力臂变小，动力臂也变小，根据数学的相似三角形知识可知，阻力臂与动力臂的比值是一个定值，所以拉力F3不变，故C错误，符合题意； D．若提升的物体越重，根据 以及 可知，乙、丙的机械效率就会越高，故D正确，不符合题意。 故选C。 3．（2024·山东淄博·中考真题）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 【答案】D 【详解】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，由图甲可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为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，将物体匀速提升20cm，则弹簧测力计上升 s=nh=2×20cm=40cm 不计绳重和摩擦，弹簧测力计的示数 由于不知道动滑轮的重，因此无法判断弹簧测力计的示数与物重的关系，故BC错误； D．不计绳重和摩擦，图甲中滑轮的机械效率 图乙中滑轮的机械效率 则 故D正确。 故选D。 4．（2024·山东德州·中考真题）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 【答案】C 【详解】A．滑轮组省力费距离，由图乙可知，内，物体匀速提高，绳子自由端匀速移动，则绳子自由端移动的速度 故A错误； B．物体提高，绳子自由端移动，则动滑轮上承担物重的绳子段数 不计绳重和摩擦，由可得，物体的重力 工人做的有用功 故B错误； C．工人做的总功 该滑轮组的机械效率 故C正确； D．拉力的功率 故D错误。 故选C。 5．（2024·山东泰安·中考真题）如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为，牵引力为，对绳子的拉力为；物体的重力为，物体匀速上升的速度始终为，汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，取。下列说法中（    ） ①滑轮组的机械效率为    ②汽车受到的摩擦力为 ③汽车牵引力在4s内做的功为    ④汽车牵引力的功率为 A．只有①正确 B．只有①④正确 C．只有①②正确 D．只有③④正确 【答案】B 【详解】②汽车受到的摩擦力为 ①由图可知，滑轮组有效绳子段数，则滑轮组的机械效率为 ④汽车速度为 汽车牵引力的功率为 ③汽车牵引力在4s内做的功为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6．（2024·内蒙古·中考真题）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% 【答案】C 【详解】A．根据题意，对物体做的有用功为 故A不符合题意； B．总功为 则额外功为 则物体受的摩擦力为 故B不符合题意； C．拉力做功的功率为 故C符合题意； D．斜面的机械效率为 故D不符合题意。 故选C。 7．（2024·江苏宿迁·中考真题）如图所示的小型起重机，某次吊起重为的物体，电动机的拉力为，用时，使物体上升了。则通过动滑轮（　　） A．做的有用功为 B．拉力功率为 C．做的总功为 D．机械效率为 【答案】B 【详解】ACD．拉力做的有用功为 拉力做的总功为 动滑轮的机械效率为 故ACD不符合题意； B．拉力功率为 故B符合题意。 故选B。 二、多选题 8．（2024·山东日照·中考真题）某起重车提升货物时，起重臂上滑轮组的示意图如图所示，货物在钢丝绳的拉力F作用下匀速上升。货物所受的重力为，钢丝绳的拉力F为，货物上升的速度为0.25m/s。在提升货物的过程中，下列说法正确的是（　　） A．拉力F的功率为 B．有用功的功率为 C．动滑轮所受的重力为 D．滑轮组的机械效率约为83.3% 【答案】ABD 【详解】A．由图可知，货物和动滑轮由3段绳子承担，n=3，拉力F做功的功率 故A正确； B．有用功的功率 故B正确； C．若不计绳重和摩擦 动滑轮的重力 但题中绳重和摩擦不可忽略，故动滑轮重应小于3×103N，故C错误； D．滑轮组的机械效率 故D正确。 故选ABD。 9．（2024·山东青岛·中考真题）如图所示，小明用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别匀速提升两个质量相同的物体，绳端在相同时间内移动的距离相等．在提升过程中，若绳端拉力，下列说法正确的是（　　） A．物体的速度之比 B．有用功之比 C．总功之比 D．机械效率之比 【答案】BCD 【详解】 A．由图可知，甲为定滑轮，，乙为动滑轮，动滑轮上有效绳子段数为2。则。绳端在相同时间内移动的距离相等，即，则，根据可知， 故A错误； B．物体质量相等，则有用功之比为 故B正确； C．总功之比为 故C正确； D．机械效率之比为 故D正确。 故选BCD。 10．（2024·北京·中考真题）用某滑轮组提升重物时，绳子自由端拉力做功随时间变化的关系如图所示，在20s内绳子自由端竖直匀速移动16m，重物竖直匀速上升4m。已知动滑轮总重100N，提升的物体重800N。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端拉力的功率为200W B．额外功为400J C．绳子自由端拉力的大小为250N D．滑轮组的机械效率约为88.9% 【答案】AC 【详解】A．由图像可知，当时间为20s时，拉力做功为，则绳子自由端拉力的功率为 故A正确； B．有用功 额外功 故B错误； C．由可得，绳子自由端拉力的大小为 故C正确； D．滑轮组的机械效率约为 故D错误。 故选AC。 三、填空题 11．（2024·江苏淮安·中考真题）如图所示，小明用的拉力平行于斜坡将重的木箱从斜坡底端匀速拉到顶端，斜坡长，高，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。 【答案】 800 75% 100 【详解】[1]拉力做的总功为 [2]有用功的大小为 斜坡的机械效率为 [3]额外功的大小为 摩擦力的大小为 12．（2024·江苏徐州·中考真题）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 。 【答案】 省力 1800 75% 【详解】[1]图中所示的动滑轮相当于一个省力杠杆，可以省力但是费距离。 [2]因为木箱提升了3m，所以可知做的有用功为 W有用=Gh=600N×3m=1800J 由图可知绳子段数为2，则木箱提高3m时，绳子自由端提高的距离为 s=2×3m=6m 则可得拉力做的功为 W=Fs=400N×6m=2400J 该动滑轮的机械效率为 13．（2024·江苏常州·中考真题）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。 【答案】 80% 50 【详解】[1]有用功 W有=Gh=400N×10m=4000J 总功 W总=Fs=F×2h=250N×2×10m=5000J 此过程中动滑轮的机械效率为 [2]绳端拉力做功的功率为 四、实验题 14．（2024·山东济宁·中考真题）小明将木板一端置于水平桌面上，另一端与量角器组装成斜面（如图所示），按以下步骤进行了实验： ①选3个物体A、B和C，分别测出它们的重力大小； ②将斜面倾角（木板与桌面夹角）调成5°，分别将物体A、B、C放置在斜面上保持静止，用压力传感器分别测出它们对木板的压力大小； ③将斜面倾角先后调成10°和15°，重复步骤②。 实验数据记录如下表： 斜面倾角 5° 10° 15° 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 物体 A B C A B C A B C 重力大小/N 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0 压力大小/N 9.96 19.92 29.88 9.85 19.70 29.55 9.66 19.32 28.98 结合以上信息，按要求回答下列问题： (1)请在图中画出物体A对木板（斜面倾角为15°）压力的示意图，要求包含力的三要素 ； (2)若研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系，可选择实验序号 中的数据进行分析； (3)分析比较实验数据可知：不同物体静止在同一斜面上时，物体对木板的压力与该物体重力的比值 ； (4)分析比较实验数据可知，同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力与该物体重力的比值 （选填“越大”、“越小”或“不变”）； (5)斜面作为一种简单的机械，在生活中常有应用。在沿斜面向上的拉力F作用下，质量为的物体沿斜面向上匀速运动了，升高了，斜面的机械效率为90%，则该物体所受摩擦力的大小为 N。（取） 【答案】(1) (2)1、4、7（2、5、8或3、6、9） (3)都相等 (4)越小 (5)10 【详解】（1）物体A对斜面的压力作用点在接触面，与接触面垂直并指向斜面；由表格中数据可知，当斜面倾角为15°，A对斜面的压力大小为9.66N。如图所示： （2）研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系，应选择同一物体放在同一斜面上，改变斜面倾角，测出压力大小进行比较，所以可选择实验序号1、4、7或2、5、8、或3、6、9中的数据进行分析。 （3）分析比较1、2、3（4、5、6或7、8、9）三组数据，A、B、C三个不同物体静止在同一斜面上，物体对木板的压力与该物体重力的比值都相等。 （4）分析比较序号1、4、7（2、5、8、或3、6、9）中的实验数据可知，同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力越小，由于重力不变，则物体对木板的压力与该物体重力的比值越小。 （5）拉力F做的有用功为 总功为 额外功为 则该物体所受摩擦力的大小为 五、计算题 15．（2024·西藏·中考真题）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。 【答案】(1)0.25m/s (2)1520J (3)76% 【详解】（1）由于物体在8s内竖直匀速上升了2m，所以物体上升的速度 （2）滑轮组的有用功 （3）滑轮组的额外功 滑轮组的机械效率 16．（2024·四川巴中·中考真题）图甲所示的塔吊是施工建设中最常见的设备，其结构可简化为图乙所示的滑轮组模型。已知物体质量为300kg，在绳子自由端施加1250N拉力，物体以0.5m/s的速度匀速上升10s。求： (1)绳子拉力端移动的距离； (2)拉力的功率； (3)在此过程中滑轮组的机械效率。 【答案】(1)15m (2)1875W (3)80% 【详解】（1）图中绳子股数n=3，绳子拉力端移动的速度 移动的距离 （2）拉力F的功率 （3）拉力所做的功 有用功为 机械效率 17．（2024·内蒙古呼和浩特·中考真题）杠杆是一种让人类突破自身力量极限的简单机械。如图所示，OA长20cm，OB长120cm，张宇同学竖直下压B端，重物被竖直匀速顶起10cm，已知重物质量为270kg，求： (1)若不计杆重和摩擦，上述过程在B端施加多大的力； (2)若实际使用600N的力，则这个过程的机械效率。 【答案】(1)450N (2)75% 【详解】（1）重物的重力为 G=mg=270kg×10N/kg=2700N 过支点画出动力和阻力的力臂，如图所示： 由图可知，O点为支点，不计杆重和摩擦，根据杠杆平衡的原理可得 G×L1=F×L2 根据三角形关系，可得 （2）由题意知，重物被竖直匀速顶起10cm即0.1m，根据三角形关系可知，力F移动的距离为0.6m，因此这个过程的机械效率为 18．（2024·江苏南通·中考真题）如图，工人用330N的拉力，使用定滑轮将质量为30kg的物体6s内匀速吊起3m，g取10N/kg。求： (1)物体上升的速度； (2)工人做功的功率； (3)定滑轮的机械效率。 【答案】(1)0.5m/s (2)165W (3)90.9% 【详解】（1）物体上升的速度为 （2）绳子自由端移动的距离为 工人做功的功率为 （3）定滑轮的机械效率为 19．（2024·江苏镇江·中考真题）如图1所示，用动滑轮将重力为的木块匀速提升，所用拉力F为。      (1)求此过程中的有用功。 (2)求该动滑轮的机械效率。 (3)将木块取下放置于水平地面上，如图2所示，木块底面积为，求木块对地面的压强。 【答案】(1)5J (2)62.5% (3)500Pa 【详解】（1）有用功 （2）拉力做的总功 该动滑轮的机械效率 （3）木块对地面的压力 木块对地面的压强 1．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为30N，滑轮组下端挂有质量为30kg的物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动：用水平向左的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为6cm/s。若不计绳重及滑轮的摩擦，则下列说法中正确的是（    ） A．物体A所受滑动摩擦力大小为110N B．F的大小为210N C．F做功的功率为42W D．提升物体B时的机械效率约为83% 【答案】A 【详解】A．物体B的重力为 由图可知，n=3，不计绳重和滑轮的摩擦，A对滑轮组的拉力为 因A物体向右做匀速直线运动，则由二力平衡条件可知A物体所受的滑动摩擦力为 故A正确； B．用水平向左的力F拉动A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，因A对桌面的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A受到的摩擦力大小不变，由力的平衡条件可得，此时水平向左的拉力 故B错误； C．拉力端移动速度 拉力做功的功率为 故C错误； D．匀速提升物体B时，A对滑轮组的拉力 因为滑轮组的机械效率计算公式为 所以此时滑轮组的机械效率为 故D错误。 故选A。 2．如图所示，甲、乙两装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将重为G1和G2的两物体匀速提升相同的高度。所用竖直方向上的拉力分别为F1和F2，两装置的机械效率分别为η1和η2（不计绳重和一切摩擦），则下列选项正确的是（　　） A．若G1=G2，则η1<η2 B．若G1<G2，则η1=η2 C．若F1=F2，则一定有η1>η2 D．若F1<F2，则一定有η1<η2 【答案】C 【详解】AB．不计绳重和一切摩擦 又甲、乙两装置所用滑轮质量均相等，所以若G1=G2，则η1=η2，若G1＜G2，则η1＜η2，故AB错误； C．据图可知，甲乙两滑轮组绳子承担重物的段数分别为3、2段，则 推理可得 G1=3F1﹣G动，G2=2F2﹣G动 因此若F1=F2，则G1>G2，那么一定有η1>η2，故C正确； D．据C中等式可知，若F1＜F2，G1、G2关系不确定，所以有可能η1＜η2，但不一定有η1＜η2，故D错误。 故选C。 3．如图所示，杠杆DE可绕O点在竖直平面内转动，OD：OE=1：2，小轩的质量为55kg，他通过细绳在E点施加竖直向下的拉力T1为150N时，杠杆在水平位置平衡，小轩对地面的压力为F1，物体A对地面的压强p1为3×103Pa。当小轩施加竖直向下的拉力为T2时，物体A恰好匀速上升。已知：物体A的质量为100kg，其底面积为5×10-2m2，杠杆DE和细绳的质量及滑轮轴的摩擦力均忽略不计，g取10N/kg。下列分析正确的是（　　） A．小轩对地面的压力F1为400N B．动滑轮B受到的重力为40N C．小轩施加竖直向下拉力为175N时，物体A对地面的压强恰好为零 D．当小轩施加竖直向下的拉力为T2时，滑轮组的机械效率为85% 【答案】AC 【详解】A．小轩对地面的压力和地面对小轩的支持力是一对相互作用力，这两个力大小相等，对人进行受力分析，人受到竖直向上的支持力和拉力，竖直向下的重力，故人对地面的压力为 故A正确； B．物体A受到地面的支持力和物体A对地面的压力是相互作用力，大小相等，物体A受到地面的支持力为 物体A的重力为 动滑轮受到物体的拉力和物体受到动滑轮的拉力使相互作用力，大小相等，动滑轮受到的拉力为 根据杠杆平衡的条件可得杠杆左端所受的拉力为 通过对动滑轮受力分析可得动滑轮的重力为 故B错误； C．物体A对地面的压强恰好为零时，压力为零，物体A所受的支持力为0，此时绳子自由端的拉力为 根据杠杆平衡的条件可得，人施加的拉力为 故C正确； D．当小轩施加竖直向下的拉力为T2时，滑轮组的机械效率为 故D错误。 故选AC。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$