第三节 机械效率（分层作业）物理新教材鲁科版（五四学制）八年级下册

10.3 机械效率（分层练习）共43小题 ※※目录：——————— 模块一：明晰作业目标 训练有的放矢………………………………………………………………1 模块二：回顾整理课本 夯实基础知识（13小题）…………………………………………………1 模块三：巩固提高综合 训练思维方法（16小题）…………………………………………………5 模块四：中考真题演练 考场细心认真（13小题）…………………………………………………10 模块五：动手实验实践 提升综合能力（1小题） …………………………………………………16 ※※模块一：明晰作业目标 训练有的放矢———————— 1.知道机械效率，能认识有用功和总功； 2.知道机械效率总是小于１００％，能认识提高机械效率的意义和途径。 ※※模块二：回顾整理课本 夯实基础知识———————— 一、填空题 1．（22-23八年级下·淄博 ·期末）当你用桶从井中提水时，你对桶做的功是 ；如果桶掉进井里，从井捞桶时，桶里带着一些水，这时你对桶做的功是 ，对水做的功是 （均选填“总功”、“额外功”或“有用功”）。 2．（2023-2024 枣庄 期末）如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，请问对物体A做的有用功是 J，对物体B做的额外功是 J。    3．（21-22八年级下·山东德州·期末）如图所示，利用轻质滑轮组沿水平方向匀速拉动水平地面上的物体。已知物体重为300N，地面对它的摩擦力为45N，拉力F为30N，物体在10s内移动的距离为1.5m。则拉力F做的功是 J，拉力的功率是 W，滑轮组的机械效率是 。 4．（23-24八年级下·山东济南·期末）分别用如图所示的两种方式匀速提起相同的重物（不计绳重及摩擦，滑轮重小于物重），则F甲 F乙，机械效率η甲 η乙。（均选填“大于”“等于”或“小于”） 5．（2024·山东德州·一模）如图所示，用相同的滑轮和绳子分别组成甲、乙两个滑轮组，分别用甲、乙两个滑轮组在相同时间内将重为G的物体匀速提升相同的高度，不计绳重及摩擦，则绳自由端的拉力F甲 F乙，提升过程中绳子自由端移动的速度v甲 v乙，滑轮组的机械效率η甲 η乙。 6．（23-24八年级下·山东济宁·期末）用如图所示的滑轮组将重240N的重物竖直向上匀速提升，作用在绳端上的拉力为100N。不计绳重和摩擦，则动滑轮受到的重力为 N；增大重物的重力，滑轮组的机械效率将会 （选填“提高”“降低”或“不变”）。 7．（2024·山东菏泽·二模）小明测量斜面的机械效率实验，斜面与水平桌面夹角30°，物体B重为4N，用弹簧测力计沿斜面拉动B时，使B做 运动，实验中弹簧测力计示数如图所示，斜面的机械效率为 。 二、单选题 8．（2025·山东·模拟预测）工人师傅用如图所示的滑轮沿竖直方向提升物体，物体所受重力为540N。用300N的拉力将物体匀速提升3m，用时30s，下列分析正确的是（   ） A．绳自由端上升了3m B．拉力的功率为60W C．物体移动速度为0.2m/s D．仅增加提升高度，滑轮机械效率增大 9．（11-12九年级·江苏泰州·期中）小明用两个相同的滑轮，组成不同的滑轮组（如图），分别将同一物体以相同匀速提高到相同高度（忽略绳重及摩擦），下列关系正确的是（　　） A． B． C． D． 10．（20-21八年级下·广东深圳·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和分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（　　） A．力做功的功率小 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 11．（2024·山东德州·二模）北京冬奥会的场馆建设中，采用如图所示的装置提升重物，工人师傅站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，用200N的拉力刚好可以拉动一重为300N的物体A匀速上升，使物体A在5s内上升了2m，不计绳重与摩擦，则下列正确的是（　　） A．绳子自由端的移动速度是0.8m/s B．滑轮组的机械效率是66.7% C．动滑轮重为50N D．增加物体A的质量则滑轮组的机械效率不变 三、实验题 12．（24-25九年级上·山东德州·开学考试）某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。 次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 有用功 测力计拉力F/N 测力计移动距离s/m 总功 机械效率η 1 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1% 2 4 0.1 0.4 1.6 0.3 0.48 83.3% 3 4 0.1 1.1 0.5 0.55 (1)比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越 ； (2)第3次实验中所做的有用功是 J，机械效率是 ； (3)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功 （选填“增大”或“减小”），因而，由第2、3次实验可知：滑轮组的机械效率与 有关； (4)综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功， 额外功（选填“增大”或“减小”）。 四、计算题 13．（2024·山东枣庄·三模）小明使用如图所示的滑轮组提升货物，已知动滑轮重30N，货物重360N，拉力F保持不变，其功率为90W（不计绳重）；小明拉绳子的手距离定滑轮的高是3m，他从滑轮正下方起在3s内沿水平方向移动了4m，将物体匀速提升。求： (1)拉力F做的功。 (2)滑轮组的机械效率η（结果保留三个有效数字）。 (3)该过程中，克服摩擦力做的功。 ※※模块三：巩固提高综合 训练思维方法———————— 一、填空题 1．（23-24八年级下·山东淄博·期末）小虎同学站在自动扶梯上匀速上行，在整个过程中小虎的机械能 ；如果站在扶梯上的人数增多，扶梯的运行效率将 。（均选填“变大”“变小”或“不变”） 2．（23-24八年级下·山东济南·期中）如图是小明用三种不同的方式将100N的沙子运上三楼的情景。已知桶重20N，小明的体重400N，口袋重5N，动滑轮重10N。下列三种方式中， 做的额外功最多， 的机械效率最高。（两空均选填“甲”“乙”或“丙”） 3．（2024·山东济宁·二模）如图所示，工人用绳子把重力为的正方体木箱拉上卡车的车厢，沿斜面用的拉力，由底端匀速直线向上拉动到达车厢，斜面长为，斜面高度为（不计绳重）。那么拉力做功的功率为 W，物体在斜面上所受摩擦力为 N。 4．（23-24八年级下·山东潍坊·期末）起重机吊臂上的滑轮组如图所示。在匀速起吊重2.4×104 N的物体时，物体在5 s内上升了5m，若滑轮组的机械效率为80%，则拉力F等于 N；若克服绳重和摩擦所做的功为2.4×104J，则动滑轮重 N。 二、单选题 5．（24-25九年级上·山东德州·开学考试）要提高某一机械的效率，可取的途径是（    ） A．增加机械做功的时间 B．减少机械做功的时间 C．增加机械的功率 D．尽量采取措施减小额外功跟总功的比值 6．（2024·山东威海·一模）如图所示，工人分别用斜面和滑轮组将重为600N的货物匀速提升2m，所用时间都为10s。若沿斜面向上的拉力为，斜面长s为4m，滑轮组绳端的拉力为210N，不计绳重、斜面及滑轮轴的摩擦，下列说法正确的是 A．动滑轮重为30N B．拉力做的功大于做的功 C．拉力的功率为42W D．滑轮组的机械效率约为98％ 7．（2022·山东临沂·二模）如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，相同时间内分别将A、B两物体匀速向上提升1m，若所用拉力大小相等，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．两物体上升的速度相同 B．两种装置的机械效率相等 C．两次提升物体所做的有用功一定相等 D．两种装置中拉力做功的功率相等 8．（23-24八年级下·山东烟台·期末）如图所示，用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，已知水平拉力为F，物体受到地面对它的摩擦力为f，物体移动的距离为s，忽略绳重、动滑轮重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．拉力 B．拉力 C．克服重力做的功Gs为有用功 D．克服摩擦力做的功fs为额外功 9．（23-24八年级下·山东聊城·阶段练习）重为4000N的重物在与斜面平行的拉力作用下，匀速由斜面底端运动到顶端，斜面长5m，高2m，斜面的机械效率为80%，则（    ） A． B． C． D． 10．（22-23八年级下·山东临沂·期末）期末考试前，小明整理错题，梳理出几个结论，分析正确的是（　　） A．一个物体受两个力的作用，若这两个力的三要素完全相同，它们一定是平衡力 B．动滑轮省一半力，机械效率一定等于50% C．做功越少，功率越小，机械效率越小 D．功率越大，反映做功越快，与机械效率无关 11．（23-24八年级下·山东枣庄·阶段练习）如图所示，物体所受的重力为150N，挂在杠杆的中点。小刚用100N的竖直向上的拉力将物体提高0.5m。在此过程中，下列说法不正确的是（    ） A．小刚用的拉力所做的功为100J B．额外功为25J C．杠杆的机械效率为75% D．用杠杆提升物体所做的有用功为50J 12．（24-25九年级上·山东青岛·开学考试）用甲、乙两个滑轮组分别将两个物体在相同时间里匀速提升相同高度，拉力分别为，此过程相关数据如图丙所示，则下列说法正确的是（    ） A．比小 B．乙的机械效率更高 C．功率比的功率大 D．甲、乙装置中的两个物体质量比大 13．（2024·山东聊城·一模）周末假期，小明回到老家帮爷爷维修老屋。他采用如图所示的装置将200N的木料提高到3.5高的屋顶，所用拉力为130N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．小明所做总功为455J B．滑轮组的机械效率为76.9% C．机械效率和提升木料的多少无关 D．若采用更轻质的滑轮完成原任务，机械效率将变大 14．（23-24八年级下·山东济南·期末）如图所示的情景节选自我国古代科技著作《天工开物》，其中说法正确的是（　　） A．捣米工具—“舂”使用时，它相当于一个费力杠杆，脚离O点越远越省力 B．“赶稻及菽”牛拉石碾压土掩埋种子，石碾在水平地面运动过程中，牛对石碾做功 C．运载税银的“六桨课船”将税银卸下来后，所受浮力减小，船会上浮一些 D．“筒车引水”流水驱动带竹筒的轮子转动运水，筒车轮子越轻其机械效率就越大 四、实验题 15．（23-24八年级下·山东菏泽·期末）小明思考“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”。他在用同一木板做的斜面上，做匀速直线拉动物块的探究实验，如下图，并记录实验数据如下表： 实验次数 斜面倾斜程度 物重G/N 物体上升度高度h/m 拉力F/N 物体移动离距离S/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率 1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.5 0.50 0.8 63% 2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.5 0.75 1.1 68% 3 最陡 5.0 0.25 3.3 0.5 1.65 (1)将表格中的空白处数据填上 。 (2)通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越 。 (3)通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是： ； (4)如果小明还想要探究斜面的机械效率与物体重力的关系，请你与他一起来完成实验： ①实验时应控制不变的条件是： 、物体移动的距离； ②实验时需要的测量仪器有： 和刻度尺。 五、计算题 17．（24-25九年级上·山东德州·开学考试）小明利用如图所示的滑轮组将重为900N的物体从一楼匀速提升到六楼，所用的拉力为360N，绳子自由端移动的速度为。（已知每层楼高3m）求： (1)小明所用的时间； (2)拉力的功率； (3)所做的额外功； (4)在此基础上再加一个滑轮做动滑轮使用，组成一个新的滑轮组，提升相同的重物时，滑轮组的机械效率将如何改变？为什么。 ※※模块四：中考真题演练 考场有的放矢———————— 1．（2024·山东菏泽·中考真题）用如图所示的滑轮组将重540N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10m，绳端拉力为200N（不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦），则动滑轮重 N，此过程该滑轮组的机械效率为 。 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·山东聊城·中考真题）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 7．（2024·山东枣庄·中考真题）如图所示，小明用滑轮组将重为400N的货物在20s内匀速提升了2m，小明对绳子的拉力为250N，不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（    ） A．动滑轮的重力为50N B．滑轮组做的有用功为500J C．拉力F做功的功率为25W D．滑轮组的机械效率为80% 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·山东滨州·中考真题）如图所示装置，工人用250N的拉力，在30s内将重为400N的物体匀速提高了6m，在此过程中，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是0.2m/s B．拉力做的有用功为2400J C．拉力做功的功率为100W D．若用此滑轮提升重500N的物体，滑轮的机械效率为80% 11．（2024·山东烟台·中考真题）如图所示，小明用20N的拉力F将重为20N的物体匀速提高了10m，用时5s，忽略绳重和摩擦，在这个过程中，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为6m/s B．动滑轮所受的重力为20N C．小明所做的额外功为200J D．滑轮组的机械效率为75% 12．（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） 13．（2024·山东日照·中考真题）港口装载货物时，经常通过斜面将货物拉到甲板上。如图甲所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，体重为800N的工人用300N竖直向下的拉力将重500N的货物从斜面底端拉到顶端。货物沿着斜面运动的速度随时间变化的图像如图乙所示，工人的鞋底与地面的总接触面积约为，不计滑轮的摩擦和绳子的重力。求： (1)拉动货物时工人对地面的压强； (2)货物在0～10s内运动的平均速度； (3)货物运动时受到的摩擦力大小。 ※※模块五：动手实验实践 提升综合能力———————— 阅读短文，回答问题： 中国古代农具一桔槔（jie gao） 桔槔俗称“吊杆”“称杆”，是一种原始的汲水工具。桔槔的结构，相当于一个普通的杠杆。如图所示，其上端的横长杆相当于硬棒，横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，相当于支点。横杆的一端用绳子与汲器（提水的容器）相连，另一端绑上或悬上一块重石头。 当不提水时，横长杆的绑重石端位置较低，横长杆的汲器端位置较高； 当要提水时，人用力向下拉绳子使汲器下降到水面以下并让水流入汲器，与此同时另一端石头的位置则上升。当汲器装满水后，就让另一端石头下降，通过杠杆作用，就可将汲器提升。这样汲水过程的主要用力方向是向下，由于向下用力可以借助人的体重，因而给人以轻松的感觉，也就大大减少了人们提水的疲劳程度。这种提水工具，是中国古代社会的一种主要灌溉机械。 (1)杠杆在生活及生产中无处不在，有的能省力，有的能省距离。人用力向下拉绳子时，桔槔的结构相当于一个 （选填“省力”或“省距离”）杠杆； (2)当汲器在露出水面之前上升的过程中，它受到的浮力将 （选填“增大”“减小”或“不变”）； (3)当装满水的汲器在空中匀速上升时，它的机械能将 （选填“增加”或“减小”），此时对汲器做的功是 （选填“有用功”或“额外功”）。汲器最多能装20kg的水，提高约1.5米，此时克服水的重力所做的功约为 J；（g=10N/ kg） (4)汲器不慎落入水中，打捞时汲器中有水，此时对 做的功是有用功； (5)如何提高桔槔的机械效率，你的办法是 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 10.3 机械效率（分层练习）共43小题 ※※目录：——————— 模块一：明晰作业目标 训练有的放矢………………………………………………………………1 模块二：回顾整理课本 夯实基础知识（13小题）…………………………………………………1 模块三：巩固提高综合 训练思维方法（16小题）…………………………………………………8 模块四：中考真题演练 考场细心认真（13小题）…………………………………………………16 模块五：动手实验实践 提升综合能力（1小题） …………………………………………………23 ※※模块一：明晰作业目标 训练有的放矢———————— 1.知道机械效率，能认识有用功和总功； 2.知道机械效率总是小于１００％，能认识提高机械效率的意义和途径。 ※※模块二：回顾整理课本 夯实基础知识———————— 一、填空题 1．（22-23八年级下·淄博 ·期末）当你用桶从井中提水时，你对桶做的功是 ；如果桶掉进井里，从井捞桶时，桶里带着一些水，这时你对桶做的功是 ，对水做的功是 （均选填“总功”、“额外功”或“有用功”）。 【答案】 额外功 有用功 额外功 【详解】[1]用水桶从井中提水的时候，目的是提水，所以对水做的功是有用功，同时还要将水桶提起来，所以对桶做的功是额外功。 [2][3]从井捞桶时，目的是捞桶，所以对桶做的功是有用功，同时，还要将桶中的部分水提起来，所以对水做的功是额外功。 2．（2023-2024 枣庄 期末）如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，请问对物体A做的有用功是 J，对物体B做的额外功是 J。    【答案】 2 0.5 【详解】[1]由图乙可知，对物体A做的总功为3J，额外功为1J，故对物体A做的有用功 W有=WA总-WA额=3J-1J=2J [2] A、B是两个完全相同的物体，都拉到斜面顶端，故对物体B做的有用功和对物体A做的有用功相同；由图乙可知，对物体B做的总功为2.5J，故对物体B做的额外功 WB额=WB总-W有=2.5J-2J=0.5J 3．（21-22八年级下·山东德州·期末）如图所示，利用轻质滑轮组沿水平方向匀速拉动水平地面上的物体。已知物体重为300N，地面对它的摩擦力为45N，拉力F为30N，物体在10s内移动的距离为1.5m。则拉力F做的功是 J，拉力的功率是 W，滑轮组的机械效率是 。 【答案】 90 9 75% 【详解】[1]如图所示，一共有两段绳子分担动滑轮的所受的拉力，故拉力F做的功是 [2]拉力的功率是 [3]滑轮组的机械效率是 4．（23-24八年级下·山东济南·期末）分别用如图所示的两种方式匀速提起相同的重物（不计绳重及摩擦，滑轮重小于物重），则F甲 F乙，机械效率η甲 η乙。（均选填“大于”“等于”或“小于”） 【答案】 大于 大于 【详解】[1]由定滑轮的使用特点可知 F甲=G 由动滑轮的使用特点可知，不计绳子重和摩擦时 因为滑轮重小于物重，因此 F甲>F乙 [2]用定滑轮和动滑轮分别将同一物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则所做的有用功一样大，由于要克服动滑轮重力的作用，所以使用动滑轮做的总功多，由可知，定滑轮的机械效率高，所以η甲>η乙。 5．（2024·山东德州·一模）如图所示，用相同的滑轮和绳子分别组成甲、乙两个滑轮组，分别用甲、乙两个滑轮组在相同时间内将重为G的物体匀速提升相同的高度，不计绳重及摩擦，则绳自由端的拉力F甲 F乙，提升过程中绳子自由端移动的速度v甲 v乙，滑轮组的机械效率η甲 η乙。 【答案】 = 【详解】[1]由图可知，甲滑轮组有2段绳子承担物重，乙滑轮组有3段绳子承担物重，不计绳重及摩擦，则甲滑轮组绳子自由端的拉力 乙滑轮组绳子自由端的拉力 则。 [2]用甲、乙两个滑轮组在相同时间内将重为G的物体匀速提升相同的高度，则物体上升的速度相同，则甲滑轮组绳子自由端移动的速度，乙滑轮组绳子自由端移动的速度，故。 [3]因忽略绳重与摩擦时，克服物体重力做的功为有用功，且两滑轮组将物体提升相同高度，由可知，两滑轮组做的有用功相等。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，则两滑轮组拉力做的总功相等，由可知，滑轮组的机械效率相同，故。 6．（23-24八年级下·山东济宁·期末）用如图所示的滑轮组将重240N的重物竖直向上匀速提升，作用在绳端上的拉力为100N。不计绳重和摩擦，则动滑轮受到的重力为 N；增大重物的重力，滑轮组的机械效率将会 （选填“提高”“降低”或“不变”）。 【答案】 60 提高 【详解】[1]滑轮组不计绳重和摩擦，则有 解得 [2]增大重物的重力，则会增大滑轮组做的有用功，额外功不变，有用功的占比增大，则机械效率增大。 7．（2024·山东菏泽·二模）小明测量斜面的机械效率实验，斜面与水平桌面夹角30°，物体B重为4N，用弹簧测力计沿斜面拉动B时，使B做 运动，实验中弹簧测力计示数如图所示，斜面的机械效率为 。 【答案】 匀速直线 80% 【详解】[1]实验时要用弹簧测力计沿斜面拉动B做匀速直线运动，这样弹簧测力计示数稳定，方便读数。 [2]如图，弹簧测力计示数为2.5N，即拉力为2.5N；斜面与水平桌面夹角30°，斜面长是高的2倍，则斜面的机械效率为 二、单选题 8．（2025·山东·模拟预测）工人师傅用如图所示的滑轮沿竖直方向提升物体，物体所受重力为540N。用300N的拉力将物体匀速提升3m，用时30s，下列分析正确的是（   ） A．绳自由端上升了3m B．拉力的功率为60W C．物体移动速度为0.2m/s D．仅增加提升高度，滑轮机械效率增大 【答案】B 【详解】A．图中为动滑轮，有效绳子段数为2，则绳子自由端上升距离为 故A错误； BC．物体移动速度为 则绳子自由端移动速度为 则拉力的功率为 故B正确，C错误； D．滑轮机械效率为 所以滑轮机械效率与提升高度无关，故D错误。 故选B。 9．（11-12九年级·江苏泰州·期中）小明用两个相同的滑轮，组成不同的滑轮组（如图），分别将同一物体以相同匀速提高到相同高度（忽略绳重及摩擦），下列关系正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】忽略绳重及摩擦，根据可知，相同，F1中连接动滑轮绳子的股数是2，即；F2中连接动滑轮绳子的股数是3，即，则；提升过程中，提升相同的物重，且提升相同的高度，两个相同的滑轮，额外功相同，有用功相同，根据 可知，机械效率相同，即，故A正确，BCD错误。 故选A。 10．（20-21八年级下·广东深圳·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和分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（　　） A．力做功的功率小 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 【答案】C 【详解】A．由图可知，甲滑轮组由3段绳子承担物重，乙滑轮组由2段绳子承担物重，两物体上升的高度相同，所以甲绳自由端移动速度大于乙绳端移动速度，根据可知，拉力F1、F2相同，所以F1的功率大，故A不符合题意； C．甲滑轮组的机械效率为 乙滑轮组的机械效率为 和大小相同，所以乙滑轮组的效率高，故C符合题意； BD．已知滑轮组把质量相等的重物提升到相同的高度，两个滑轮组做的有用功相同；因为乙滑轮组的机械效率大，由可知相同时间，甲滑轮组做的总功较大，所以甲做的额外功较多，故BD不符合题意。 故选C。 11．（2024·山东德州·二模）北京冬奥会的场馆建设中，采用如图所示的装置提升重物，工人师傅站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，用200N的拉力刚好可以拉动一重为300N的物体A匀速上升，使物体A在5s内上升了2m，不计绳重与摩擦，则下列正确的是（　　） A．绳子自由端的移动速度是0.8m/s B．滑轮组的机械效率是66.7% C．动滑轮重为50N D．增加物体A的质量则滑轮组的机械效率不变 【答案】A 【详解】A．如图，由2段绳子吊着动滑轮，绳子自由端移动的距离为 绳子自由端的移动速度是 故A正确； B．拉力做的有用功为 拉力做的总功为 滑轮组的机械效率是 故B错误； C．不计绳重与摩擦，则动滑轮重为 故C错误； D．滑轮组的机械效率为 增加物体A的质量则滑轮组的机械效率变大，故D错误。 故选A。 三、实验题 12．（24-25九年级上·山东德州·开学考试）某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。 次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 有用功 测力计拉力F/N 测力计移动距离s/m 总功 机械效率η 1 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1% 2 4 0.1 0.4 1.6 0.3 0.48 83.3% 3 4 0.1 1.1 0.5 0.55 (1)比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越 ； (2)第3次实验中所做的有用功是 J，机械效率是 ； (3)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功 （选填“增大”或“减小”），因而，由第2、3次实验可知：滑轮组的机械效率与 有关； (4)综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功， 额外功（选填“增大”或“减小”）。 【答案】(1)高 (2) 0.4 72.7% (3) 增大 动滑轮的重力 (4)减小 【详解】（1）比较1、2两次实验，使用同样的滑轮组，做的额外功相同，提起的钩码越重，做的有用功越多，有用功占总功的比值越大，滑轮组的机械效率越高。 （2）[1][2]第3次实验中所做的有用功是 机械效率是 （3）[1][2]第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，对滑轮组所做的额外功增大、总功增多，有用功占总功的比值减小，机械效率降低。由此可知：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关。 （4）分析（1）（3）所得结论可以得出，提高机械效率的方法：一是在额外功相同时，增大有用功；二是在有用功相同时，减小额外功。综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，减小额外功。 四、计算题 13．（2024·山东枣庄·三模）小明使用如图所示的滑轮组提升货物，已知动滑轮重30N，货物重360N，拉力F保持不变，其功率为90W（不计绳重）；小明拉绳子的手距离定滑轮的高是3m，他从滑轮正下方起在3s内沿水平方向移动了4m，将物体匀速提升。求： (1)拉力F做的功。 (2)滑轮组的机械效率η（结果保留三个有效数字）。 (3)该过程中，克服摩擦力做的功。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）拉力F做的功为 （2）根据数学知识可知， 人移动后，滑轮组右侧绳子长度为 绳子自由端移动的距离为 由图可知，由3段绳子吊着动滑轮，物体升高的高度为 拉力做的有用功为 轮组的机械效率为 （3）该过程中，克服动滑轮重做的功为 克服摩擦力做的功为 ※※模块三：巩固提高综合 训练思维方法———————— 一、填空题 1．（23-24八年级下·山东淄博·期末）小虎同学站在自动扶梯上匀速上行，在整个过程中小虎的机械能 ；如果站在扶梯上的人数增多，扶梯的运行效率将 。（均选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】 变大 变大 【解析】【小题1】[1]小虎在自动扶梯上匀速上行时，质量、速度不变，高度增加，即动能不变，重力势能增大，故机械能变大。 [2]站在扶梯上的人数增多，重力增大，克服重力所做的功增大，即有用功增大，在额外功不变时，有用功在总功中所占的比例会变大，故机械效率会变大。 2．（23-24八年级下·山东济南·期中）如图是小明用三种不同的方式将100N的沙子运上三楼的情景。已知桶重20N，小明的体重400N，口袋重5N，动滑轮重10N。下列三种方式中， 做的额外功最多， 的机械效率最高。（两空均选填“甲”“乙”或“丙”） 【答案】 甲 丙 【详解】[1][2]三次运砂子的重相同，提升的高度相同 h=3m×2=6m 则三种方法所做的有用功相同；有用功 W有=G砂h=100N×6m=600J 1第①种方法 W额外1=G总1h=(G人+G桶)h=(400N+20N)×6m=2520J 第②种方法 W额外2=G总2h=(G动+G桶)h=(20N+10N)×6m=180J 第③种方法 W额外3=G总3h=(G袋+G动)h=(5N+10N)×6m=90J 由此可知，所做的额外功最多的是甲。因为三种方法中的有用功相同，第丙种方法的额外功最小，所以机械效率最高。 3．（2024·山东济宁·二模）如图所示，工人用绳子把重力为的正方体木箱拉上卡车的车厢，沿斜面用的拉力，由底端匀速直线向上拉动到达车厢，斜面长为，斜面高度为（不计绳重）。那么拉力做功的功率为 W，物体在斜面上所受摩擦力为 N。 【答案】 400 625 【详解】[1][2]拉力做功为 则拉力做功的功率为 有用功为 则额外功为 则物体在斜面上所受摩擦力为 4．（23-24八年级下·山东潍坊·期末）起重机吊臂上的滑轮组如图所示。在匀速起吊重2.4×104 N的物体时，物体在5 s内上升了5m，若滑轮组的机械效率为80%，则拉力F等于 N；若克服绳重和摩擦所做的功为2.4×104J，则动滑轮重 N。 【答案】 1×104 1200 【详解】[1]由图知n＝3，由 可知，拉力为 [2]有用功 总功 则额外功 克服绳重和摩擦所做的功为2.4×104 J，则克服动滑轮重做的功 则动滑轮重 二、单选题 5．（24-25九年级上·山东德州·开学考试）要提高某一机械的效率，可取的途径是（    ） A．增加机械做功的时间 B．减少机械做功的时间 C．增加机械的功率 D．尽量采取措施减小额外功跟总功的比值 【答案】D 【详解】根据 可知，要想增大机械效率，就是增加有用功和减小额外功，即减小额外功跟总功的比值，而做功的时间、机械的功率不会影响机械效率，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 6．（2024·山东威海·一模）如图所示，工人分别用斜面和滑轮组将重为600N的货物匀速提升2m，所用时间都为10s。若沿斜面向上的拉力为，斜面长s为4m，滑轮组绳端的拉力为210N，不计绳重、斜面及滑轮轴的摩擦，下列说法正确的是 A．动滑轮重为30N B．拉力做的功大于做的功 C．拉力的功率为42W D．滑轮组的机械效率约为98％ 【答案】A 【详解】A．已知图中滑轮组绳端的拉力为210N，将重为G=600N的货物匀速提升，不计绳重及滑轮轴的摩擦，由图可知，绳子承重段数n为3，则动滑轮重力 故A正确； B．工人分别用斜面和滑轮组将重为600N的货物匀速提升2m，则两装置做的有用功相同，不计绳重、斜面及滑轮轴的摩擦，使用滑轮组绳时需要客服动滑轮重力做额外功，所以拉力做的功小于做的功，故B错误； C．滑轮组绳端移动的距离 所用时间都为10s，则滑轮组绳端移动的速度 拉力的功率为 故C错误； D．使用滑轮组的总功 使用滑轮组的有用功 滑轮组的机械效率 故D错误。 故选A。 7．（2022·山东临沂·二模）如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，相同时间内分别将A、B两物体匀速向上提升1m，若所用拉力大小相等，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．两物体上升的速度相同 B．两种装置的机械效率相等 C．两次提升物体所做的有用功一定相等 D．两种装置中拉力做功的功率相等 【答案】A 【详解】A．由图可知，甲是定滑轮，乙是动滑轮，相同时间内分别将A、B两物体匀速向上提升1m，根据可知，两物体上升的速度相同，故A正确； B．不计绳重和摩擦，甲是定滑轮，因此没有额外功，机械效率为100%；而乙是动滑轮，提升物体的同时还需要将滑轮提升，因此有额外功，机械效率小于1，因此两种装置的机械效率不相等，故B错误； C．由于拉力大小相同，甲是定滑轮，拉力等于A的重力，乙是动滑轮，拉力等于B与动滑轮总重力的一半，由于不知道动滑轮的重力，因此无法判断B的重力，则无法判断A与B重力的大小，所以无法比较两次提升物体所做的有用功，故C错误； D．由A知，两物体上升的速度相同，则v甲=v物，v乙=2v物，由于拉力大小相同，根据P=Fv可得，乙装置中拉力做功的功率大于甲，故D错误。 故选A。 8．（23-24八年级下·山东烟台·期末）如图所示，用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，已知水平拉力为F，物体受到地面对它的摩擦力为f，物体移动的距离为s，忽略绳重、动滑轮重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．拉力 B．拉力 C．克服重力做的功Gs为有用功 D．克服摩擦力做的功fs为额外功 【答案】B 【详解】AB．用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，已知水平拉力为F，物体受到地面对它的摩擦力为f，根据二力平衡的条件，与物体直接相连的绳子的拉力等于摩擦力f，图中为动滑轮，故有拉力 故A错误，B正确； CD．物体受到地面对它的摩擦力为f，物体移动的距离为s，根据功的公式，克服摩擦力做的功fs为有用功，故CD错误。 故选B。 9．（23-24八年级下·山东聊城·阶段练习）重为4000N的重物在与斜面平行的拉力作用下，匀速由斜面底端运动到顶端，斜面长5m，高2m，斜面的机械效率为80%，则（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．拉力做的有用功为 故A不符合题意； B．拉力做的总功为 故B不符合题意； C．拉力做的额外功为 故C不符合题意； D．重物受到的摩擦力为 故D符合题意。 故选D。 10．（22-23八年级下·山东临沂·期末）期末考试前，小明整理错题，梳理出几个结论，分析正确的是（　　） A．一个物体受两个力的作用，若这两个力的三要素完全相同，它们一定是平衡力 B．动滑轮省一半力，机械效率一定等于50% C．做功越少，功率越小，机械效率越小 D．功率越大，反映做功越快，与机械效率无关 【答案】D 【详解】A．由于这两个力的三要素完全相同，即大小、方向、作用点都一样，那么这两个力作用在一个物体上时，不可能是平衡力，平衡力是指两个大小相等、方向相反、作用在同一条直线上的力，故A错误； B．使用动滑轮能省力；由于不能确定有用功和总功的大小，所以不能确定动滑轮的机械效率是多少，故B错误； C．做功多少与功率和机械效率没有直接关系，功率是指单位时间内做的功，机械效率是指有用功与总功的比值，故C错误； D．功率越大，表示做功的速度越快，功率与机械效率没有直接关系，故D正确。 故选D。 11．（23-24八年级下·山东枣庄·阶段练习）如图所示，物体所受的重力为150N，挂在杠杆的中点。小刚用100N的竖直向上的拉力将物体提高0.5m。在此过程中，下列说法不正确的是（    ） A．小刚用的拉力所做的功为100J B．额外功为25J C．杠杆的机械效率为75% D．用杠杆提升物体所做的有用功为50J 【答案】D 【详解】A．人用100N的力竖直向上将物体提高0.5m时，由相似三角形可知，拉力移动的距离 小刚用的拉力所做的功为 故A不符合题意； BD．由于物体所受的重力G为150N，提升的高度h为0.5m，所以用杠杆提升物体所做的有用功为 额外功是总功与有用功之差，即 故B不符合题意，D符合题意； C．杠杆的机械效率η定义为有用功与总功之比，即 故C不符合题意。 故选D。 12．（24-25九年级上·山东青岛·开学考试）用甲、乙两个滑轮组分别将两个物体在相同时间里匀速提升相同高度，拉力分别为，此过程相关数据如图丙所示，则下列说法正确的是（    ） A．比小 B．乙的机械效率更高 C．功率比的功率大 D．甲、乙装置中的两个物体质量比大 【答案】BC 【详解】AD．由图可知，甲滑轮组中的动滑轮绕绳子的段数n甲=3；乙滑轮组中的动滑轮绕绳子的段数n乙=2；由图丙可知，甲、乙滑轮组的总功和额外功分别为W总甲=1200J、W额甲=600J，W总乙=800J、W额乙=200J，甲、乙滑轮组做的有用功分别为 W有甲=W总甲-W额甲=1200J-600J=600J W有乙=W总乙-W额乙=800J-200J=600J W有甲=W有乙 由于物体上升的高度相同，由W有=Gh可知，物重G甲、G乙的大小关系为G甲=G乙，由G=mg可知，m甲=m乙，由s=nh可知，绳子自由端移动距离分别为 s甲=n甲h=3h s乙=n乙h=2h 由W总=Fs可知，两滑轮组中，绳端拉力分别为 所以 F甲=F乙 故AD错误； B．甲、乙滑轮组的机械效率分别为 所以 η甲<η乙 故B正确； C．甲、乙装置中拉力做功的功率分别为 所以 P甲>P乙 故C正确。 故选BC。 13．（2024·山东聊城·一模）周末假期，小明回到老家帮爷爷维修老屋。他采用如图所示的装置将200N的木料提高到3.5高的屋顶，所用拉力为130N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．小明所做总功为455J B．滑轮组的机械效率为76.9% C．机械效率和提升木料的多少无关 D．若采用更轻质的滑轮完成原任务，机械效率将变大 【答案】BD 【详解】A．由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，绳端移动的距离 s=nh=2×3.5m=7m 拉力做的总功 W总=Fs=130N×7m=910J 故A错误； B．克服木料做的有用功 W有=Gh=200N×3.5m=700J 滑轮组的机械效率 故B正确； C．不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，滑轮组的机械效率 动滑轮重力一定，当提升的木料越多，质量越大、重力越大，滑轮组的机械效率越高，故C错误； D．不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，滑轮组的机械效率 提升木料的重力一定，采用更轻质的滑轮，质量变小、重力变小，滑轮组的机械效率变大，故D正确。 故选BD。 14．（23-24八年级下·山东济南·期末）如图所示的情景节选自我国古代科技著作《天工开物》，其中说法正确的是（　　） A．捣米工具—“舂”使用时，它相当于一个费力杠杆，脚离O点越远越省力 B．“赶稻及菽”牛拉石碾压土掩埋种子，石碾在水平地面运动过程中，牛对石碾做功 C．运载税银的“六桨课船”将税银卸下来后，所受浮力减小，船会上浮一些 D．“筒车引水”流水驱动带竹筒的轮子转动运水，筒车轮子越轻其机械效率就越大 【答案】ABCD 【详解】A．捣米工具—“舂”使用时，动力臂小于阻力臂，它相当于一个费力杠杆，脚离O点越远，动力臂越长，阻力与阻力臂不变时，动力越小，越省力，故A正确； B．“赶稻及菽”牛拉石碾压土掩埋种子，石碾在水平地面运动过程中，石碾在力的作用下移动一定的距离，则牛对石碾做功，故B正确； C．运载税银的“六桨课船”漂浮在水面上，受到的浮力等于重力，将税银卸下来后，重力减小，所受浮力减小，由得，船排开水的体积减小，船会上浮一些，故C正确； D．“筒车引水”流水驱动带竹筒的轮子转动运水，筒车轮子越轻，所做的额外功越小，其机械效率就越大，故D正确。 故选ABCD。 四、实验题 15．（23-24八年级下·山东菏泽·期末）小明思考“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”。他在用同一木板做的斜面上，做匀速直线拉动物块的探究实验，如下图，并记录实验数据如下表： 实验次数 斜面倾斜程度 物重G/N 物体上升度高度h/m 拉力F/N 物体移动离距离S/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率 1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.5 0.50 0.8 63% 2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.5 0.75 1.1 68% 3 最陡 5.0 0.25 3.3 0.5 1.65 (1)将表格中的空白处数据填上 。 (2)通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越 。 (3)通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是： ； (4)如果小明还想要探究斜面的机械效率与物体重力的关系，请你与他一起来完成实验： ①实验时应控制不变的条件是： 、物体移动的距离； ②实验时需要的测量仪器有： 和刻度尺。 【答案】(1)1.25；76% (2)费力 (3)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，倾斜程度越大，机械效率越高 (4) 斜面的倾斜程度 弹簧测力计 【详解】（1）对于第三次实验，有用功W有​可以通过公式计算得出，其中G为物重，h为物体上升的高度。代入数据得有用功为 机械效率为 （2）从实验数据中可以看出，当斜面越陡时，所需的拉力F也越大。因此，我们可以得出结论：斜面越陡，越费力。 （3）通过对比三次实验的数据，可以发现，当斜面的倾斜程度增加时，虽然所需拉力增大，但机械效率也在增大。因此，可以初步得出结论：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，倾斜程度越大，机械效率越高。 （4）[1]要探究斜面的机械效率与物体重力的关系，他需要进行额外的实验。在实验时，他应该控制斜面的倾斜程度和物体移动的距离不变，以排除这两个因素对实验结果的影响。 [2]需要测量物重和物体上升的高度来计算有用功，以及测量拉力和物体移动的距离来计算总功。因此，他需要的测量仪器有弹簧测力计和刻度尺。 五、计算题 17．（24-25九年级上·山东德州·开学考试）小明利用如图所示的滑轮组将重为900N的物体从一楼匀速提升到六楼，所用的拉力为360N，绳子自由端移动的速度为。（已知每层楼高3m）求： (1)小明所用的时间； (2)拉力的功率； (3)所做的额外功； (4)在此基础上再加一个滑轮做动滑轮使用，组成一个新的滑轮组，提升相同的重物时，滑轮组的机械效率将如何改变？为什么。 【答案】(1)150s (2)108W (3)2700J (4)见解析 【详解】（1）由题图 ，滑轮组的绳子承重股数为n=3，物体上升的速度为 已知每层楼高3m，从一楼到六楼的高度为 根据可得，小明所用的时间为 （2）根据 可得，拉力的功率为 （3）滑轮组所做的有用功为 拉力做的总功为 则滑轮组所做的额外功为 （4）因为提升相同的重物，所以有用功保持不变，而由于增加动滑轮使得克服动滑轮的重力所做的额外功变多，根据 可知，η越小。 ※※模块四：中考真题演练 考场有的放矢———————— 1．（2024·山东菏泽·中考真题）用如图所示的滑轮组将重540N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10m，绳端拉力为200N（不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦），则动滑轮重 N，此过程该滑轮组的机械效率为 。 【答案】 60 90％ 【详解】[1]滑轮组绳子承重段数 不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦 则 [2]此过程该滑轮组的机械效率为 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·山东聊城·中考真题）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 【答案】C 【详解】A．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=2×8m=16m 工人做的总功 W总=Fs=170N×16m=2720J 故A错误； B．工人拉力的功率为 故B错误； C．工人做的有用功为克服建材重力做的功，有用功 W有=Gh=300N×8m=2400J 此过程中该装置的机械效率 故C正确； D．增加动滑轮的个数，可以增加动滑轮重，增大了额外功，所以会降低机械效率，故D错误。 故选C。 7．（2024·山东枣庄·中考真题）如图所示，小明用滑轮组将重为400N的货物在20s内匀速提升了2m，小明对绳子的拉力为250N，不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（    ） A．动滑轮的重力为50N B．滑轮组做的有用功为500J C．拉力F做功的功率为25W D．滑轮组的机械效率为80% 【答案】D 【详解】A．由图可知，n=2，由可知，动滑轮的重力为 G动=nF-G=2×250N-400N=100N 故A错误； B．滑轮组做的有用功为 W有=Gh=400N×2m=800J 故B错误； C．拉力F做功为 W总=Fs=Fnh=250N×2×2m=1000J 功率为 故C错误； D．滑轮组的机械效率为 故D正确。 故选D。 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·山东滨州·中考真题）如图所示装置，工人用250N的拉力，在30s内将重为400N的物体匀速提高了6m，在此过程中，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是0.2m/s B．拉力做的有用功为2400J C．拉力做功的功率为100W D．若用此滑轮提升重500N的物体，滑轮的机械效率为80% 【答案】BC 【详解】A．由图可知，承担物重绳子的股数是n=2，则绳子自由端移动的距离 s=nh=2×6m=12m 则绳子自由端移动的速度 故A错误； B．拉力做的有用功为 W有=Gh=400N×6m=2400J 故B正确； C．拉力所做的功 W总=Fs=250N×12m=3000J 功率为 故C正确； D．根据可知，动滑轮的重为 G动=nF-G=2×250N-400N=100N 当物体重500N时，拉力为 滑轮的机械效率为 故D错误。 故选BC。 11．（2024·山东烟台·中考真题）如图所示，小明用20N的拉力F将重为20N的物体匀速提高了10m，用时5s，忽略绳重和摩擦，在这个过程中，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为6m/s B．动滑轮所受的重力为20N C．小明所做的额外功为200J D．滑轮组的机械效率为75% 【答案】BC 【详解】A．绳子自由端移动的距离为 所以速度为 故A错误； B．由滑轮公式可得 故B正确； C．在该过程中额外功为动滑轮做功，所以额外功为 故C正确； D．滑轮组的机械效率为 故D错误。 故选BC 。 12．（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 13．（2024·山东日照·中考真题）港口装载货物时，经常通过斜面将货物拉到甲板上。如图甲所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，体重为800N的工人用300N竖直向下的拉力将重500N的货物从斜面底端拉到顶端。货物沿着斜面运动的速度随时间变化的图像如图乙所示，工人的鞋底与地面的总接触面积约为，不计滑轮的摩擦和绳子的重力。求： (1)拉动货物时工人对地面的压强； (2)货物在0～10s内运动的平均速度； (3)货物运动时受到的摩擦力大小。 【答案】(1) (2)1.2m/s (3)50N 【详解】（1）根据题意可知，地面对工人的支持力为 地面对工人的支持力和工人对地面的压力为相互作用力，大小相等，工人对地面的压力为 工人对地面的压强为 （2）根据图乙可知，货物0-5s通过的路程为 货物5-10s通过的路程为 货物0-10s运动的路程为 则货物0-10s运动的平均速度为 （3）根据题意可知，工人所做的有用功为 工人所做的总功为 货物运动时受到的摩擦力为 ※※模块五：动手实验实践 提升综合能力———————— 阅读短文，回答问题： 中国古代农具一桔槔（jie gao） 桔槔俗称“吊杆”“称杆”，是一种原始的汲水工具。桔槔的结构，相当于一个普通的杠杆。如图所示，其上端的横长杆相当于硬棒，横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，相当于支点。横杆的一端用绳子与汲器（提水的容器）相连，另一端绑上或悬上一块重石头。 当不提水时，横长杆的绑重石端位置较低，横长杆的汲器端位置较高； 当要提水时，人用力向下拉绳子使汲器下降到水面以下并让水流入汲器，与此同时另一端石头的位置则上升。当汲器装满水后，就让另一端石头下降，通过杠杆作用，就可将汲器提升。这样汲水过程的主要用力方向是向下，由于向下用力可以借助人的体重，因而给人以轻松的感觉，也就大大减少了人们提水的疲劳程度。这种提水工具，是中国古代社会的一种主要灌溉机械。 (1)杠杆在生活及生产中无处不在，有的能省力，有的能省距离。人用力向下拉绳子时，桔槔的结构相当于一个 （选填“省力”或“省距离”）杠杆； (2)当汲器在露出水面之前上升的过程中，它受到的浮力将 （选填“增大”“减小”或“不变”）； (3)当装满水的汲器在空中匀速上升时，它的机械能将 （选填“增加”或“减小”），此时对汲器做的功是 （选填“有用功”或“额外功”）。汲器最多能装20kg的水，提高约1.5米，此时克服水的重力所做的功约为 J；（g=10N/ kg） (4)汲器不慎落入水中，打捞时汲器中有水，此时对 做的功是有用功； (5)如何提高桔槔的机械效率，你的办法是 。 【答案】(1)省力 (2)不变 (3) 增加 额外功 300 (4)汲器 (5)减轻桔槔自身的重量 【详解】（1）人用力向下拉绳子时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，费距离。 （2）当汲器在露出水面之前上升的过程中，排开水的体积不变，由可知它受到的浮力不变。 （3）[1]当装满水的汲器在空中匀速上升时，速度不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，它的机械能将变大。 [2]此时对汲器做的功是不需要的，但不得不做的功，属于额外功。 [3]水的重力为 克服水的重力所做的功约为 （4）汲器不慎落入水中，打捞时汲器中有水，此时对汲器做的功为有用功，对水做的功为不需要的，是额外功。 （5）机械效率为有用功与总功的比值，总功等于有用功加额外功。可以通过减轻桔槔自身的重量，可以减少在提升重物时所需的额外功，从而提高机械效率；也可以在桔槔的各个运动部件之间加润滑油，减少摩擦，从而减小额外功，提高机械效率。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$