12.4机械效率（专题训练）【十大题型】-2024-2025学年八年级下册物理同步知识解读与专题训练（人教版2024）

12.4机械效率（专题训练）【十大题型】 一．有用功和额外功（共7小题） 二．机械效率的概念（共5小题） 三．机械效率的大小比较（共5小题） 四．机械效率的计算（共9小题） 五．影响机械效率大小的因素（共5小题） 六．滑轮（组）机械效率的测量实验（共3小题） 七．斜面机械效率的测量实验（共3小题） 八．杠杆机械效率的测量实验（共2小题） 九．滑轮（组）的机械效率计算（共7小题） 十．斜面和杠杆的机械效率计算（共6小题） 一．有用功和额外功（共7小题） 1．一个滑轮组经改进提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比较（　　） A．总功不变，有用功增加了 B．总功不变，额外功减小了 C．有用功不变，总功减小了 D．以上说法都不对 2．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 3．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 4．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 5．工人用滑轮组提升重物，在内绳端匀速移动，重物上升，动滑轮总重，不计绳重与摩擦。此过程中，绳端移动速度为 ，工人做的有用功为 J，拉力做功的功率为 W。 6．如图所示，小明用重2N的动滑轮将重为10N的物体竖直匀速提升0.1m高度，则动滑轮自由端绳子移动的距离为 m，该过程中有用功为 J。小明根据所学物理知识认为可以求出自由端的拉力F的大小，请你判断： （选填“能”或“不能”）根据上述信息求出自由端拉力F的大小，理由是： 。 7．建筑工人用如图所示的滑轮组提升物料，使用A滑轮的好处是 。若不计绳重和摩擦，滑轮重均为100N，将物料匀速竖直提升3m过程中，滑轮组的机械效率为80%，则工人做的有用功是 ，物料重为 N。 二．机械效率的概念（共5小题） 8．甲、乙两个机械工作时，甲的机械效率为70%，乙的机械效率为50%，则（    ） A．乙机械更省力 B．乙机械做功更少 C．乙机械做功更慢 D．乙机械做功时有用功占总功的比例更少 9．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．越省力的机械，其功率就越大 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 10．用一个滑轮组把同一个物体匀速提升同样的高度，经过改进提高机械效率后，则（　　） A．有用功减少，总功增多 B．有用功不变，总功减少 C．功率变大，机械做功更多 D．机械做功加快 11．机械效率 (1)定义： 跟 的比值叫作机械效率，用字母 表示。 (2)公式： 。 (3)大小：使用任何机械都不可避免地要做额外功，因此机械效率总 1。 12．在实际生产劳动中使用机械时，总要做一些额外功，原因是任何机械本身都有重力，并且机械零件与零件之间在发生相对运动时还存在着摩擦，所以任何机械的机械效率总 （选填“大于”或“小于”）100%。 三．机械效率的大小比较（共5小题） 13．分别用图中所示的装置甲和乙把同一重物吊到同一高度，（不计绳重及摩擦）以下说法正确的是（　　） A．两装置机械效率相等 B．用装置甲吊起重物比用装置乙省力 C．用装置甲吊起重物拉力做功比装置乙小 D．用装置乙吊起重物，绳端移动的距离比用装置甲小 14．如图所示，用简单机械分别提起同一重物G，滑轮重20N，均质杠杆（OB=2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，不计绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　） A．如图甲，该装置不省力，不省距离，也不省功 B．如图乙，该装置的机械效率是三者中最低的 C．如图丙，匀速拉动物体上升的过程中，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 15．如图，小明分别用甲、乙滑轮把同一桶沙提升相同高度。用甲滑轮所做的有用功为W1，机械效率；用乙滑轮所做的有用功为W2，机械效率为，若不计绳重与摩擦，则（　　） A． B． C． D． 16．如图所示，甲、乙两个滑轮组由四个相同的滑轮组成。两滑轮组分别在F甲和F乙的作用下，用相同时间将质量相等的物体匀速提升相同的高度（忽略绳重和一切摩擦），则F甲和F乙做功的功率P甲 P乙，甲、乙两个滑轮组的机械效率 。（选填“>”、“=”、“<”） 17．如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式竖直匀速提升同一物体，不计绳子重和摩擦，甲、乙滑轮的机械效率分别为、，则它们的大小关系应是 。（不计绳重和摩擦） 四．机械效率的计算（共9小题） 18．小刚用如图所示滑轮组匀速提升一个重为400N的物体，提升0.4m所用时间为2s，人拉绳的力F为150N，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（　　） ①绳子自由端移动的速度为； ②动滑轮总重为200N； ③人拉绳做功的功率为120W ④拉力做的总功为240J ⑤滑轮组的机械效率为 A．②③④ B．①②⑤ C．②③⑤ D．①②④ 19．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．重物端的功率为 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% 20．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5m的高处，所用时间为20s。已知动滑轮重为100N，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1500J B．工人拉力的功率为75W C．此过程中该装置的机械效率约为75% 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 21．工人利用图示滑轮组匀速提升450N的建筑材料，在20秒内绳子自由端被拉下6m，动滑轮重力为50N。不计绳重和摩擦，工人做的有用功是 J，工人拉力的功率是 W，此过程中滑轮组的机械效率是 %。 22．如图所示，用大小为的水平拉力通过滑轮组拉动重为的物体。若在时间内使水平向左移动了距离，地面对的摩擦力为，则绳子端点的速度大小是 ；滑轮组所做的有用功是 ，滑轮组的机械效率是 。 23．如图所示，粗细均匀的杠杆，在水平位置平衡，，，物重，作用在A点竖直向上的拉力为 N，属于 杠杆；不计摩擦，将拉力分别作用在点A和杠杆的中点，先后将重物提升同样的高度时，杠杆的机械效率将 。 24．如图所示，建筑工人用150N的拉力F，将重为240N的物体从地面匀速提升到距地面3m高处，用时10s。求： (1)物体上升的速度； (2)工人利用滑轮组做的有用功； (3)工人所用拉力F做功的功率。 25．如图所示，小华用一滑轮组匀速拉起较重的小明。小华手中绳子向下移动4m，小明上升，左右两测力计示数分别为125N和800N，求： (1)小明的体重G ； (2)小华做的功W ； (3)该滑轮组的机械效率。 26．如图所示，是某打捞船所用起重装置的示意图。在某次湖中打捞作业中，物体在不可伸长的轻绳作用下，从水底以0.5m/s的速度竖直向上匀速运动至离开水面高度3m的位置。已知物体的体积为0.1m3，密度为4.8×103kg/m3；水的深度为5m。在物体离开水面后匀速上升的过程中，与电动机连接的绳子的拉力功率P=3×103W。水的密度为1×103kg/m3；取g=10N/kg，不计水和空气的阻力。求： (1)物体浸没在水中所受的浮力； (2)水对水底的压强； (3)物体离开水面后匀速上升3m的过程中，滑轮组的机械效率。 五．影响机械效率大小的因素（共5小题） 27．明代科学家宋应星的著作《天工开物》中详细描述了各种机械装置的工作原理和应用，其中就包括了滑轮的使用，如图所示的是古代的一个木质滑轮，下列说法正确的是（    ） A．使用此滑轮一定可以省力 B．此滑轮若当作动滑轮使用则是为了改变力的方向 C．减小滑轮与轴之间的摩擦力可以提高滑轮的机械效率 D．使用木质滑轮的机械效率一定高于铁质滑轮 28．小明在开展“再探动滑轮”的活动中，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动动滑轮，使重为2N的钩码上升高度10cm，测得弹簧测力计示数为1.2N。下列说法中正确的是（　　） A．绳端移动的距离为10cm B．拉力做的功为0.12J C．此过程中，该动滑轮的机械效率为83.3% D．若增加钩码的个数，该动滑轮的机械效率不变 29．小明用滑轮组把一箱货物从一楼提升到三楼，感到很“吃力”，他在滑轮组的轴上加润滑油后，感觉好多了。则加上润滑油后，小明做功的（　　） A．有用功减小，总功不变 B．有用功增加，总功增加 C．有用功减小，总功减小 D．有用功不变，总功减小 30．用如图所示的滑轮组，将质量为6kg的重物匀速提升1m，作用在绳端上的拉力为40N。不计绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率为 。此时若增大物体重力，该滑轮组的机械效率将 。  （选填“增大”“减小”或“不变”） （g取10N/ kg） 31．影响滑轮组机械效率高低的主要因素 (1)动滑轮越重，个数越多则 相对就多； (2)提升重物越重，做的 相对就多； (3)各种摩擦越大，做的 就越多； (4)绕线方法和重物提升高度 滑轮组机械效率。 六．滑轮（组）机械效率的测量实验（共3小题） 32．测量滑轮组的机械效率 （1）实验原理： 。 （2）实验装置 （3）测量的物理量： 、钩码提升的高度h、拉力F、 。 （4）测量工具： 和 。 （5）操作说明：实验中应沿 方向 拉动弹簧测力计使钩码升高。 （6）实验结论：同一滑轮组，提升的重物越重，机械效率越 。提升相同重物，动滑轮个数越多，机械效率越 ，但越 力。 33．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小慧同学用下图所示的滑轮组分别做了三次实验，第一次使用塑料滑轮，第二次使用铝制滑轮，第三次使用铁制滑轮，实验数据记录如下表： 实验次数 物重 物体上升的高度 弹簧测力计的示数 弹簧测力计上升的距离 机械效率 1 3 10 1.6 30 62.5% 2 3 10 2.0 30 50.0% 3 3 10 2.5 30 (1)这个实验使用的测量工具是弹簧测力计和 。 (2)在实验操作中，小慧应 并匀速拉动弹簧测力计。 (3)在表中的空格处第三次实验的机械效率为 。 (4)从实验数据分析可知：提升同一物体，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 （选填“高”或“低”）。 (5)若不计摩擦和绳重，用图中所示铝制滑轮装置提起6N的物体时，弹簧测力计的示数为3N，则铝制滑轮的重力是 N；此时用该装置提起重力小于或等于 N的物体，不会省力。 34．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，小雨用如图所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示。 实验序号 物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 1 1 0.2 0.7 0.4 71.4% 2 2 0.2 1.3 0.4 76.9% 3 3 0.2 1.8 0.4 83.3% (1)小雨是用图中的 （选填“甲”或“乙”）滑轮组完成实验的； (2)实验中用到的测量工具有弹簧测力计和 ； (3)分析数据可得结论：使用同一滑轮组，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率与物重的关系可能是__________（选填字母）； A． B． C． D． (4)小明同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法是 （选填“正确”或“错误”）的，如果这样做，测得的机械效率将 （选填“偏大”、“偏小”或“更准确”）。 七．斜面机械效率的测量实验（共3小题） 35．在“测量提升物体所做的功”的实验中，小李所在的实验小组利用长木板、木块组装，进行下图所示的实验，并将实验数据填入下表中。 斜面长度s/m 沿斜面的拉力F/N 小车重力G/N 斜面高度h/m 0.8 0.6 2.0 0.2 (1)该实验的主要目的是 ； (2)根据实验目的，分析测量结果，你认为最合理的结论是（　　）； A．利用斜面提升物体可以省力 B．利用斜面提升物体既可以省力，也可以省功 C．利用斜面提升物体可以省力，但费距离，不省功 D．斜面越陡越不省力，斜面越陡，可以省距离 (3)生活中常见的斜面有 （写出一个）。 36．实验小组的同学们在做“探究斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，如图所示，收集了表中的实验数据。 实验次数 斜面长度s/m 斜面高度h/m 物块重力G/N 拉力F/N 机械效率η 1 1 0.2 5 2.5 40.0% 2 1 0.4 5 3.4 58.8% 3 1 0.6 5 4.2 71.4% 4 1 0.6 5 5.0 (1)分析表中实验1、2、3的数据可得出：斜面倾斜程度越小越 （选填“省”或“费”）力。 (2)该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上毛巾，目的是 ；保持斜面高度和长度与第3次实验相同，他们测得这种情况下斜面的机械效率为 。 (3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与 和 有关。 (4)当用弹簧测力计通过细线沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力 （选填“大于”“小于”或“等于”）物块所受的摩擦力。 37．小明乘坐汽车沿盘山公路上山，联想到，盘山公路就是一个大斜面。对此小明 猜想：“沿斜面匀速直线向上拉小车，如果小车越重，斜面的机械效率就越高”。请你设计实验验证小明的猜想。 (1)探究问题： 。 (2)除图所示的器材以外，还需要的实验器材有 ； (3)设计实验数据表格 ，并用测量的物理量写出斜面效率的表达式 。 八．杠杆机械效率的测量实验（共2小题） 38．小明在“探究杠杆的平衡条件”实验中： (1)挂钩码前，杠杆在如图甲所示位置静止，此时杠杆 （选填“处于”或“不处于”）平衡状态，接下来应调节杠杆两端的螺母使杠杆在水平位置平衡，此时杠杆自重的力臂为 cm； (2)图乙中，杠杆恰好处于水平平衡状态，若在A处下方拿走1个钩码，则B处所挂钩码须向左移动 格，使杠杆在水平位置再次平衡，这样做的好处是 ； (3)接着，小明又提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立呢？”于是小明利用如图丙所示装置进行探究，在杠杆D点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在C点处竖直向上拉使杠杆在水平位置处于平衡状态，此时弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计的拉力是 N。以弹簧测力计的拉力为动力F1，以钩码所受重力大小为阻力F2，多次调整力和力臂的大小进行测量，发现：F1、L1的乘积总是大于F2、L2的乘积，其原因主要是 ； (4)如图丁所示，小明将弹簧测力计拉力的作用点从C点移到E点，两次均缓慢匀速转动杠杆，使钩码上升相同的高度，则机械效率 。 39．如图甲所示，小明在探究“杠杆的平衡条件实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。 (1)实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，此时，应把杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或者“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时能在 位置平衡； (2)杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码，杠杆恰好在原位置平衡，在这个位置平衡的好处是 。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为： （用字母表示）。他这样得出的结论不合理原因是： ； (3)实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，其原因是： ； (4)小明接着利用杠杆研究机械效率，如图丙所示。实验的主要步骤如下： a.用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平； b.竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2； 请你帮小明完成下列问题： 杠杆机械效率的表达式为η＝ （用已知或测量的物理量符号表示）。 九．滑轮（组）的机械效率计算（共7小题） 40．如右下图是建筑工人用卷扬机和滑轮组提升建筑材料A的场景，在15s的时间内，工人师傅开动卷扬机将建筑材料A匀速提升了3m，已知绳子自由端的拉力F为600N，建筑材料A的重力为1000N。在这个过程中（　　） A．卷扬机带动绳子自由端移动的距离是3m B．拉力F的功率为240W C．滑轮组的有用功为1800J D．此滑轮组的机械效率为 41．如图所示，工人用A、B两个相同的滑轮组成的滑轮组提升重540N的物体，所用的拉力F为200N，物体以0.2m/s的速度匀速上升了10s。不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．拉力F所做功的功率为1200W B．C处天花板受到的拉力为46N C．若匀速提升240N的物体，滑轮组的机械效率为90% D．动滑轮重为60N 42．如图所示的滑轮组中，能够省力的是滑轮 （选填“A”或“B”）；已知物重，动滑轮重60N，滑轮组能保持平衡，则物重G1= N；取下，用手拉动绳子将匀速提升，滑轮组的机械效率为 （不计摩擦及绳重）。 43．小明用动滑轮和弹簧测力计将静止在桌面上的笔袋慢慢匀速向上提高10cm，如图甲所示，弹簧测力计的读数随时间的变化如图乙所示，已知动滑轮的重力为1N，不计绳重和摩擦，则此动滑轮的机械效率为 。 44．如图甲所示，小荣同学站在高台上竖直向上匀速拉动绳子，现改变G物，计算并绘出机械效率η与G物的关系图象如图乙所示，不计绳重和摩擦，求： (1)动滑轮的重力G动； (2)当G物＝120N时，若此时人在10s内将物体提升了2m，则此时拉力的功率。 45．在一次车辆故障处理过程中，拖车所用装置简化如图。为了尽快疏通道路，交警只用了30s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量为1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是1m/s，绳子自由端的拉力F是500N，故障车被匀速拖离时受到的阻力是车重的0.08。（g取10N/kg） 求： (1)A处拉力的大小。 (2)拉力F在30s内所做的功。 (3)该装置的机械效率。 46．如图所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深10m，用时10s，物体重为4×103N（不计绳重与摩擦），汽车质量为3×103kg，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.05倍，将井中物体拉至井口的过程中，求： (1)汽车所受阻力大小 (2)拉力的功率 (3)滑轮组的机械效率（保留一位小数） 十．斜面和杠杆的机械效率计算（共6小题） 47．如图所示，工人在斜面上将一个重为400N的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上的拉力F＝200N，斜面长s=5m、高h=2m，关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．有用功为1000J B．额外功为400J C．物体受到的摩擦力为200N D．斜面的机械效率为80% 48．如图所示，利用斜面将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力，拉动的距离，物体提升的高度。下面说法错误的是（　　） A．拉力做的功大小为1500J B．斜面的机械效率是80% C．物体受到的摩擦力为60N D．拉力大小和摩擦力大小相等 49．如图所示，为方便残疾人上下台阶，一些公共场所设计了专用通道（斜面）。若将重的小车沿长的斜面推上高的平台，沿斜面所用的推力为，在此过程中有用功为 ，斜面的机械效率为 。 50．如图所示，用始终竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重的物体缓慢升高，拉力大小为，拉力移动的距离为。将物体从该位置拉到水平位置时，杠杆的机械效率为 。若将物体移到B点，用同样大小的力把物体提升到相同的高度，机械效率 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 51．因为杠杆在使用时的摩擦非常小，所以杠杆是一种机械效率非常高的简单机械。如图所示，大石块重720N。 (1)若手对杠杆向下的力为200N，则杠杆的动力臂与阻力臂的比值为多少? (2)若用一根机械效率为90%的杠杆将该石块提升5cm，则有用功为多少?需要做多少总功? 52．如图所示，用力F将G=100N的物体以v=1m/s的速度从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面与水平面夹角为30°，此时斜面的机械效率为80%。求： (1)拉力F的大小； (2)拉力F功率。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 12.4机械效率（专题训练）【十大题型】 一．有用功和额外功（共7小题） 二．机械效率的概念（共5小题） 三．机械效率的大小比较（共5小题） 四．机械效率的计算（共9小题） 五．影响机械效率大小的因素（共5小题） 六．滑轮（组）机械效率的测量实验（共3小题） 七．斜面机械效率的测量实验（共3小题） 八．杠杆机械效率的测量实验（共2小题） 九．滑轮（组）的机械效率计算（共7小题） 十．斜面和杠杆的机械效率计算（共6小题） 一．有用功和额外功（共7小题） 1．一个滑轮组经改进提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比较（　　） A．总功不变，有用功增加了 B．总功不变，额外功减小了 C．有用功不变，总功减小了 D．以上说法都不对 【答案】C 【详解】由于把同一物体匀速提升同样的高度，则利用滑轮组做的有用功相同，由于改装后的机械效率高，根据可知，改装后利用滑轮组做的总功减少；根据W总=W有+W额 可得W额=W总-W有 所以改装后利用滑轮组做的额外功减少，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．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。 3．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。 4．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。 5．工人用滑轮组提升重物，在内绳端匀速移动，重物上升，动滑轮总重，不计绳重与摩擦。此过程中，绳端移动速度为 ，工人做的有用功为 J，拉力做功的功率为 W。 【答案】 0.8 3200 180 【详解】[1]绳端移动速度为 [2]工人做的有用功为 [3]绳子段数为 因为不计绳重与摩擦，所以绳端拉力为 拉力做功的功率为 6．如图所示，小明用重2N的动滑轮将重为10N的物体竖直匀速提升0.1m高度，则动滑轮自由端绳子移动的距离为 m，该过程中有用功为 J。小明根据所学物理知识认为可以求出自由端的拉力F的大小，请你判断： （选填“能”或“不能”）根据上述信息求出自由端拉力F的大小，理由是： 。 【答案】 0.2 1 不能 绳有自重、绳与滑轮间存在摩擦（答出一点即可） 【详解】[1]小明用重2N的动滑轮将重为10N的物体竖直匀速提升0.1m高度，则动滑轮自由端绳子移动的距离为 [2]该过程中有用功为 [3][4]由于绳有自重、绳与滑轮间存在摩擦，靠题干给的已知条件不能求出自由端拉力F的大小。 7．建筑工人用如图所示的滑轮组提升物料，使用A滑轮的好处是 。若不计绳重和摩擦，滑轮重均为100N，将物料匀速竖直提升3m过程中，滑轮组的机械效率为80%，则工人做的有用功是 ，物料重为 N。 【答案】 可以改变力的方向 1200 400 【详解】[1]图中A滑轮的轴固定不动，是定滑轮。定滑轮的实质是等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向 ，方便工人施力。 [2][3]不计绳重和摩擦，由滑轮组机械效率可知，物料重 工人做的有用功 二．机械效率的概念（共5小题） 8．甲、乙两个机械工作时，甲的机械效率为70%，乙的机械效率为50%，则（    ） A．乙机械更省力 B．乙机械做功更少 C．乙机械做功更慢 D．乙机械做功时有用功占总功的比例更少 【答案】D 【详解】机械效率的高低是指机械在做功时有用功占总功的比例的高低，机械效率与是否省力、做功多少和做功快慢无关，故ABC不符合题意；D符合题意。 故选D。 9．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．越省力的机械，其功率就越大 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 【答案】D 【详解】A．机械效率与功率无关，功率越大的机械，机械效率不一定越高，故A错误； B．功率是描述物体做功快慢的物理量，功率与机械的省力情况无关，故B错误； C．总功大小未知，做有用功越多的机械，机械效率不一定越高，故C错误； D．功率是反映做功快慢的物理量，做功越快的机械，功率越大，故D正确。 故选D。 10．用一个滑轮组把同一个物体匀速提升同样的高度，经过改进提高机械效率后，则（　　） A．有用功减少，总功增多 B．有用功不变，总功减少 C．功率变大，机械做功更多 D．机械做功加快 【答案】B 【详解】AB．把同一物体匀速提升同样的高度，由可知，前后两次做的有用功不变，一个滑轮组经改进后提高了机械效率，是因为额外功减少了，总功减少了，故A不符合题意，B符合题意； C．功率大指机械做功快，功率大、机械做功多少都跟机械效率没有直接的关系，故C不符合题意； D．机械效率高指有用功在总功中占的比值大，机械做功快指机械功率大，机械效率和机械功率没有直接的关系，故D不符合题意。 故选B。 11．机械效率 (1)定义： 跟 的比值叫作机械效率，用字母 表示。 (2)公式： 。 (3)大小：使用任何机械都不可避免地要做额外功，因此机械效率总 1。 【答案】(1) 有用功 总功 (2) (3)小于 【详解】（1）[1][2][3]根据机械效率的定义，机械效率是有用功跟总功的比值，用η表示。 （2）根据机械效率的定义，机械效率的计算公式是 （3）机械做功就要做额外功，额外功主要包括机械自身的重力和零件的摩擦，有用功总是小于总功，故机械效率总小于1。 12．在实际生产劳动中使用机械时，总要做一些额外功，原因是任何机械本身都有重力，并且机械零件与零件之间在发生相对运动时还存在着摩擦，所以任何机械的机械效率总 （选填“大于”或“小于”）100%。 【答案】小于 【详解】因为在实际生产劳动中使用机械时，总要做一些额外功，且总功等于有用功与额外功之和，所以总功总大于有用功，而机械效率，所以任何机械的机械效率总小于100%。 三．机械效率的大小比较（共5小题） 13．分别用图中所示的装置甲和乙把同一重物吊到同一高度，（不计绳重及摩擦）以下说法正确的是（　　） A．两装置机械效率相等 B．用装置甲吊起重物比用装置乙省力 C．用装置甲吊起重物拉力做功比装置乙小 D．用装置乙吊起重物，绳端移动的距离比用装置甲小 【答案】A 【详解】AC．把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同，不计绳重及摩擦，相同的滑轮组装置、提升相同的高度，做的额外功相同，总功等于有用功加上额外功，所以滑轮组做的总功相同，由机械效率可知两装置机械效率相等，故A正确，C错误； BD．由图可知，甲有效绳子段数，乙有效绳子段数，则甲自由端拉力，乙自由端拉力，，则用装置甲吊起重物比用装置乙费力；甲绳端移动的距离，乙绳端移动的距离，，所以用装置乙吊起重物，绳端移动的距离比用装置甲大，故BD错误。 故选A。 14．如图所示，用简单机械分别提起同一重物G，滑轮重20N，均质杠杆（OB=2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，不计绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　） A．如图甲，该装置不省力，不省距离，也不省功 B．如图乙，该装置的机械效率是三者中最低的 C．如图丙，匀速拉动物体上升的过程中，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也不省功，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．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，结合数学知识可知，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，由可知，机械效率就会越高，故D正确，不符合题意。 故选C。 15．如图，小明分别用甲、乙滑轮把同一桶沙提升相同高度。用甲滑轮所做的有用功为W1，机械效率；用乙滑轮所做的有用功为W2，机械效率为，若不计绳重与摩擦，则（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】如图甲乙所示，把同一桶沙提升相同高度，有用功为W=Gh，因此W1=W2。图乙中要克服动滑轮重做功，也为额外功，即在有用功相同情况下，乙图中额外功更多，则机械效率更小，即。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 16．如图所示，甲、乙两个滑轮组由四个相同的滑轮组成。两滑轮组分别在F甲和F乙的作用下，用相同时间将质量相等的物体匀速提升相同的高度（忽略绳重和一切摩擦），则F甲和F乙做功的功率P甲 P乙，甲、乙两个滑轮组的机械效率 。（选填“>”、“=”、“<”） 【答案】 = = 【详解】[1][2]物体的质量相等，由G=mg可知物体的重力相等，提升相同的高度，根据W有=G物h可知有用功相同，不计绳重与摩擦，动滑轮重相同，根据W额=G动h可知做的额外功相同，由W总=W有+W额可知，拉力做的总功相等，时间相同，根据可知拉力做功的功率相同，即P甲=P乙；根据可知，两滑轮组的机械效率相等，即η甲=η乙。 17．如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式竖直匀速提升同一物体，不计绳子重和摩擦，甲、乙滑轮的机械效率分别为、，则它们的大小关系应是 。（不计绳重和摩擦） 【答案】< 【详解】甲图滑轮的机械效率 乙图滑轮的机械效率 所以 < 四．机械效率的计算（共9小题） 18．小刚用如图所示滑轮组匀速提升一个重为400N的物体，提升0.4m所用时间为2s，人拉绳的力F为150N，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（　　） ①绳子自由端移动的速度为； ②动滑轮总重为200N； ③人拉绳做功的功率为120W ④拉力做的总功为240J ⑤滑轮组的机械效率为 A．②③④ B．①②⑤ C．②③⑤ D．①②④ 【答案】A 【详解】①由图可知，绳子的有效段数n=4，绳子自由端移动的距离s=4h=4×0.4m=1.6m 绳子自由端移动的速度 故①错误； ②动滑轮重力为 故②正确； ③人拉绳做功的功率 故③正确； ④拉力做的总功为 故④正确； ⑤滑轮组的机械效率为 故⑤错误。故A正确，BCD错误。 故选A。 19．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．重物端的功率为 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】C 【详解】A．此过程中，对重物做功 则重物端的功率为 故A错误； B．由图可知，此过程所做总功为4×103J，则额外功为 故B错误； C．由得，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C。 20．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5m的高处，所用时间为20s。已知动滑轮重为100N，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1500J B．工人拉力的功率为75W C．此过程中该装置的机械效率约为75% 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．不计滑轮组的绳重和摩擦，此时的拉力为 拉力方向上移动的距离为 工人做的总功为 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，有用功不变，额外功增加，则机械效率会减小，故D错误。 故选C。 21．工人利用图示滑轮组匀速提升450N的建筑材料，在20秒内绳子自由端被拉下6m，动滑轮重力为50N。不计绳重和摩擦，工人做的有用功是 J，工人拉力的功率是 W，此过程中滑轮组的机械效率是 %。 【答案】 1350 75 90 【详解】[1]由图可知，n=2，建筑材料上升的高度为 工人做的有用功为W有=Gh=450N×3m=1350J [2]不计绳重和摩擦，绳子的拉力为 工人做的总功为W总=Fs=250N×6m=1500J 工人拉力的功率是[3]此过程中滑轮组的机械效率为 22．如图所示，用大小为的水平拉力通过滑轮组拉动重为的物体。若在时间内使水平向左移动了距离，地面对的摩擦力为，则绳子端点的速度大小是 ；滑轮组所做的有用功是 ，滑轮组的机械效率是 。 【答案】 【详解】[1][2][3]由图知，滑轮组绳子承重股数为，绳子端点B移动距离，绳子端点B的速度 滑轮组做的有用功 拉力做的总功 滑轮组的机械效率 23．如图所示，粗细均匀的杠杆，在水平位置平衡，，，物重，作用在A点竖直向上的拉力为 N，属于 杠杆；不计摩擦，将拉力分别作用在点A和杠杆的中点，先后将重物提升同样的高度时，杠杆的机械效率将 。 【答案】 40 费力 不变 【详解】[1][2]根据杠杆平衡的条件可得 带入数据为 解得F=40N，由于动力大于阻力，因此该杠杆为费力杠杆。 [3]将重物提升同样的高度时，则有用功相同，杠杆提升的高度相同，则额外功相，总功相同，根据机械效率公式可知，机械效率相同。 24．如图所示，建筑工人用150N的拉力F，将重为240N的物体从地面匀速提升到距地面3m高处，用时10s。求： (1)物体上升的速度； (2)工人利用滑轮组做的有用功； (3)工人所用拉力F做功的功率。 【答案】(1)0.3m/s (2)720J (3)90W 【详解】（1）物体从地面匀速提升到距地面3m高处，用时10s，物体上升的速度 （2）重为240N的物体从地面匀速提升到距地面3m高处，工人利用滑轮组做的有用功 （3）动滑轮绳子股数n=2，绳子自由端移动距离 建筑工人用150N的拉力F，拉力做的功 工人所用拉力F做功的功率。 25．如图所示，小华用一滑轮组匀速拉起较重的小明。小华手中绳子向下移动4m，小明上升，左右两测力计示数分别为125N和800N，求： (1)小明的体重G ； (2)小华做的功W ； (3)该滑轮组的机械效率。 【答案】(1)800N (2)500J (3) 【详解】（1）右边测力计的示数，小华是用一滑轮组匀速拉起较重的小明，小明的重力 （2）左边测力计的示数，小华的拉力 小华做的功 （3）使用滑轮组做的有用功，即克服小明重力做的功 该滑轮组的机械效率为 26．如图所示，是某打捞船所用起重装置的示意图。在某次湖中打捞作业中，物体在不可伸长的轻绳作用下，从水底以0.5m/s的速度竖直向上匀速运动至离开水面高度3m的位置。已知物体的体积为0.1m3，密度为4.8×103kg/m3；水的深度为5m。在物体离开水面后匀速上升的过程中，与电动机连接的绳子的拉力功率P=3×103W。水的密度为1×103kg/m3；取g=10N/kg，不计水和空气的阻力。求： (1)物体浸没在水中所受的浮力； (2)水对水底的压强； (3)物体离开水面后匀速上升3m的过程中，滑轮组的机械效率。 【答案】(1)1000N (2)5×104Pa (3)80% 【详解】（1）根据阿基米德原理可知，物体浸没在水中所受的浮力为 （2）水对水底的压强为 （3）物体的重力为 物体离开水面后匀速上升的过程中滑轮组做的有用功为 物体上升的时间为 总功为 机械效率为 五．影响机械效率大小的因素（共5小题） 27．明代科学家宋应星的著作《天工开物》中详细描述了各种机械装置的工作原理和应用，其中就包括了滑轮的使用，如图所示的是古代的一个木质滑轮，下列说法正确的是（    ） A．使用此滑轮一定可以省力 B．此滑轮若当作动滑轮使用则是为了改变力的方向 C．减小滑轮与轴之间的摩擦力可以提高滑轮的机械效率 D．使用木质滑轮的机械效率一定高于铁质滑轮 【答案】C 【详解】AB．定滑轮可以改变力的方向，但不能省力，动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。题干中图片中是一个滑轮，此滑轮若当作动滑轮使用则是为了省力，但不能改变力的方向，若当作定滑轮使用则可以改变力的方向，但不能省力，故AB错误； C．减小滑轮与轮轴间的摩擦，可以减少额外功，可以提高机械效率，故C正确； D．滑轮的机械效率与滑轮的材料无关，使用木质滑轮的机械效率不一定高于铁质滑轮，故D错误。 故选C。 28．小明在开展“再探动滑轮”的活动中，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动动滑轮，使重为2N的钩码上升高度10cm，测得弹簧测力计示数为1.2N。下列说法中正确的是（　　） A．绳端移动的距离为10cm B．拉力做的功为0.12J C．此过程中，该动滑轮的机械效率为83.3% D．若增加钩码的个数，该动滑轮的机械效率不变 【答案】C 【详解】A．由图可知，动滑轮上的绳子段数n＝2，绳端移动的距离为 故A错误； B．拉力做的功，即总功 故B错误； C．克服钩码重力做的有用功 该动滑轮的机械效率 故C正确； D．增加钩码的个数，即增大物重，有用功会增大，额外功几乎不变，则机械效率会增大，故D错误。 故选C。 29．小明用滑轮组把一箱货物从一楼提升到三楼，感到很“吃力”，他在滑轮组的轴上加润滑油后，感觉好多了。则加上润滑油后，小明做功的（　　） A．有用功减小，总功不变 B．有用功增加，总功增加 C．有用功减小，总功减小 D．有用功不变，总功减小 【答案】D 【详解】给滑轮组的轴上加润滑油可以减小摩擦力从而减小额外功，但货物的重力未发生改变，所以有用功不变，总功变小，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 30．用如图所示的滑轮组，将质量为6kg的重物匀速提升1m，作用在绳端上的拉力为40N。不计绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率为 。此时若增大物体重力，该滑轮组的机械效率将 。  （选填“增大”“减小”或“不变”） （g取10N/ kg） 【答案】 75% 增大 【详解】[1]由图可知，n=2 该滑轮组的机械效率为 [2]当提升重物的重力增加，做的有用功就变大，而额外功不变，故机械效率变大。 31．影响滑轮组机械效率高低的主要因素 (1)动滑轮越重，个数越多则 相对就多； (2)提升重物越重，做的 相对就多； (3)各种摩擦越大，做的 就越多； (4)绕线方法和重物提升高度 滑轮组机械效率。 【答案】(1)额外功 (2)有用功 (3)额外功 (4)不影响 【详解】（1）对动滑轮做的功为额外功，动滑轮越重，额外功越多。 （2）对物体做的功为有用功，提升的物体越重，有用功越多。 （3）克服各种摩擦力做的功属于额外功，各种摩擦越大，做的额外功越多。 （4）绕绳方法和重物提升高度对机械效率没有影响，物体重，动滑轮重，绳子重和摩擦对机械效率有影响。 六．滑轮（组）机械效率的测量实验（共3小题） 32．测量滑轮组的机械效率 （1）实验原理： 。 （2）实验装置 （3）测量的物理量： 、钩码提升的高度h、拉力F、 。 （4）测量工具： 和 。 （5）操作说明：实验中应沿 方向 拉动弹簧测力计使钩码升高。 （6）实验结论：同一滑轮组，提升的重物越重，机械效率越 。提升相同重物，动滑轮个数越多，机械效率越 ，但越 力。 【答案】 钩码重力G 绳端移动的距离s 弹簧测力计 刻度尺 竖直 匀速 高 低 省 【详解】[1]有用功与总功的比值叫做机械效率，所以测量滑轮组的机械效率的实验原理为。 [2][3]根据测量滑轮组的机械效率的实验原理可知，需要测量：钩码重力G、钩码提升的高度h来计算有用功；拉力F、绳端移动的距离s来计算总功。 [4][5]测量重力和拉力需要用弹簧测力计，测量上升的高度和绳端移动的距离需要刻度尺。 [6][7]为了准确的测量绳端的拉力，应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码升高。 [8]同一滑轮组，提升重物时额外功不变，增大提升的钩码的重力，有用功会增大，有用功在总功中所占的比例增大，故机械效率将变高。 [9][10]提升相同重物，有用功一定，动滑轮个数越多，额外功越大，则有用功在总功中所占的比例减小，机械效率越低；动滑轮个数越多，可知动滑轮上绳子的股数越多，根据可知，越省力。 33．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小慧同学用下图所示的滑轮组分别做了三次实验，第一次使用塑料滑轮，第二次使用铝制滑轮，第三次使用铁制滑轮，实验数据记录如下表： 实验次数 物重 物体上升的高度 弹簧测力计的示数 弹簧测力计上升的距离 机械效率 1 3 10 1.6 30 62.5% 2 3 10 2.0 30 50.0% 3 3 10 2.5 30 (1)这个实验使用的测量工具是弹簧测力计和 。 (2)在实验操作中，小慧应 并匀速拉动弹簧测力计。 (3)在表中的空格处第三次实验的机械效率为 。 (4)从实验数据分析可知：提升同一物体，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 （选填“高”或“低”）。 (5)若不计摩擦和绳重，用图中所示铝制滑轮装置提起6N的物体时，弹簧测力计的示数为3N，则铝制滑轮的重力是 N；此时用该装置提起重力小于或等于 N的物体，不会省力。 【答案】(1)刻度尺 (2)竖直向上 (3)40.0% (4)低 (5) 3 1.5 【详解】（1）由表格中数据得，实验中要测量力与长度，则这个实验使用的测量工具是弹簧测力计和测量长度的刻度尺。 （2）在实验操作中，为了确保拉力不变，小慧应并匀速拉动弹簧测力计。 （3）在表中的空格处第三次实验的机械效率为 （4）从实验数据分析可知：提升同一物体，物体上升高度相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 （5）[1]由图得，铝制滑轮组的 若不计摩擦和绳重，用图中所示铝制滑轮装置提起6N的物体时，弹簧测力计的示数为3N，由得，铝制滑轮的重力是 [2]当滑轮组不省力时，滑轮组的拉力大于或者等于物体的重力，由得 则 则 即此时用该装置提起重力小于或等于1.5N的物体，不会省力。 34．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，小雨用如图所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示。 实验序号 物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 1 1 0.2 0.7 0.4 71.4% 2 2 0.2 1.3 0.4 76.9% 3 3 0.2 1.8 0.4 83.3% (1)小雨是用图中的 （选填“甲”或“乙”）滑轮组完成实验的； (2)实验中用到的测量工具有弹簧测力计和 ； (3)分析数据可得结论：使用同一滑轮组，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率与物重的关系可能是__________（选填字母）； A． B． C． D． (4)小明同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法是 （选填“正确”或“错误”）的，如果这样做，测得的机械效率将 （选填“偏大”、“偏小”或“更准确”）。 【答案】(1)乙 (2)刻度尺 (3)A (4) 错误 偏大 【详解】（1）由表中数据可知，绳子的有效段数为 所以是利用图中的乙滑轮组完成实验的。 （2）因表中要测量长度和绳子自由端拉力，故实验中用到的测量工具有弹簧测力计和刻度尺。 （3）动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重所做的功为额外功，物重增大，有用功逐渐增大，有用功占总功的比值在增大，所以机械效率逐渐增大，但机械效率不能大于1，故滑轮组的机械效率与物重的关系可能比较符合的图是A，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 （4）[1][2]实验中应匀速缓慢竖直拉动测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于作用在绳子自由端的拉力大小。若静止读数，没有测量出机械之间的摩擦力，绳子自由端拉力测量值偏小，求出的总功偏小，测得的机械效率将偏大，因此他的想法是错误的。 七．斜面机械效率的测量实验（共3小题） 35．在“测量提升物体所做的功”的实验中，小李所在的实验小组利用长木板、木块组装，进行下图所示的实验，并将实验数据填入下表中。 斜面长度s/m 沿斜面的拉力F/N 小车重力G/N 斜面高度h/m 0.8 0.6 2.0 0.2 (1)该实验的主要目的是 ； (2)根据实验目的，分析测量结果，你认为最合理的结论是（　　）； A．利用斜面提升物体可以省力 B．利用斜面提升物体既可以省力，也可以省功 C．利用斜面提升物体可以省力，但费距离，不省功 D．斜面越陡越不省力，斜面越陡，可以省距离 (3)生活中常见的斜面有 （写出一个）。 【答案】(1)探究利用斜面提升物体是否省功 (2)C (3)见解析 【详解】（1）由表中实验数据可以算出沿斜面提升小车做功和竖直提升小车做的功，可以通过比较，得出利用斜面提升物体是否可以省功，即该实验的主要目的是探究利用斜面提升物体是否省功。 （2）ABC．实验中沿斜面提升小车做功为 竖直提升小车做的功为 由表格数据和以上计算可知，利用斜面提升物体可以省力，但费距离，不省功，故C符合题意，AB不符合题意；   D．虽然斜面越陡越不省力，斜面越陡，可以省距离，但不符合实验目的，不是最合理的结论，故D不符合题意。 故选C。 （3）生活中常见的斜面有盘山公路、螺丝的斜纹等等。 36．实验小组的同学们在做“探究斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，如图所示，收集了表中的实验数据。 实验次数 斜面长度s/m 斜面高度h/m 物块重力G/N 拉力F/N 机械效率η 1 1 0.2 5 2.5 40.0% 2 1 0.4 5 3.4 58.8% 3 1 0.6 5 4.2 71.4% 4 1 0.6 5 5.0 (1)分析表中实验1、2、3的数据可得出：斜面倾斜程度越小越 （选填“省”或“费”）力。 (2)该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上毛巾，目的是 ；保持斜面高度和长度与第3次实验相同，他们测得这种情况下斜面的机械效率为 。 (3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与 和 有关。 (4)当用弹簧测力计通过细线沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力 （选填“大于”“小于”或“等于”）物块所受的摩擦力。 【答案】(1)省 (2) 增大阻力 60.0% (3) 斜面的倾斜程度 斜面的粗糙程度 (4)大于 【详解】（1）由表格数据可知，斜面的倾斜程度越小，拉力F越小，即越省力。 （2）[1] 在斜面上铺上毛巾，增大物体与斜面接粗面的粗糙程度，会增大阻力，所以目的是为了增大阻力。 [2] 机械效率为 （3）[1]分析表格的第二列和第七列数据可知，斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关； [2]分析第二次和第四次的实验数据可知，斜面的机械效率和接触面的粗糙程度有关。 （4）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，拉力不仅要克服摩擦力还要克服一部分物体的重力，所以拉力要大于物体所受的摩擦力。 37．小明乘坐汽车沿盘山公路上山，联想到，盘山公路就是一个大斜面。对此小明 猜想：“沿斜面匀速直线向上拉小车，如果小车越重，斜面的机械效率就越高”。请你设计实验验证小明的猜想。 (1)探究问题： 。 (2)除图所示的器材以外，还需要的实验器材有 ； (3)设计实验数据表格 ，并用测量的物理量写出斜面效率的表达式 。 【答案】(1)探究斜面机械效率与小车重力的关系 (2)弹簧测力计、刻度尺 (3) 实验次数 弹簧测力计拉力F/ N 小车通过的距离s/m 小车的重力G/N 小车提升的高度h/m 斜面机械效率η/% 1 2 3 【详解】（1）根据小明的猜想“沿斜面匀速直线向上拉小车，如果小车越重，斜面的机械效率就越高”，可知探究问题为：斜面机械效率与小车重力的关系。 （2）在探究斜面机械效率与小车重力的关系实验中，需要测量小车移动的距离、斜面的高度、小车的重力以及沿斜面拉小车的力。已知已有小车和木板等器材，要测量小车移动的距离和斜面的高度，需要用到刻度尺；要测量小车的重力和沿斜面拉小车的力，需要用到弹簧测力计。 （3）[1]为了验证猜想，需要测量不同小车重力下斜面的机械效率，需要记录小车重力G、斜面高度h、斜面长度s、沿斜面拉小车的力F以及根据公式计算出的机械效率。实验数据表格设计如下： 实验次数 弹簧测力计拉力F/ N 小车通过的距离s/m 小车的重力G/N 小车提升的高度h/m 斜面机械效率η/% 1 2 3 [2]在沿斜面拉小车的实验中，有用功，总功。斜面效率的表达式为 八．杠杆机械效率的测量实验（共2小题） 38．小明在“探究杠杆的平衡条件”实验中： (1)挂钩码前，杠杆在如图甲所示位置静止，此时杠杆 （选填“处于”或“不处于”）平衡状态，接下来应调节杠杆两端的螺母使杠杆在水平位置平衡，此时杠杆自重的力臂为 cm； (2)图乙中，杠杆恰好处于水平平衡状态，若在A处下方拿走1个钩码，则B处所挂钩码须向左移动 格，使杠杆在水平位置再次平衡，这样做的好处是 ； (3)接着，小明又提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立呢？”于是小明利用如图丙所示装置进行探究，在杠杆D点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在C点处竖直向上拉使杠杆在水平位置处于平衡状态，此时弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计的拉力是 N。以弹簧测力计的拉力为动力F1，以钩码所受重力大小为阻力F2，多次调整力和力臂的大小进行测量，发现：F1、L1的乘积总是大于F2、L2的乘积，其原因主要是 ； (4)如图丁所示，小明将弹簧测力计拉力的作用点从C点移到E点，两次均缓慢匀速转动杠杆，使钩码上升相同的高度，则机械效率 。 【答案】(1) 处于 0 (2) 4 便于测量力臂 (3) 3.3 杠杆自重的影响 (4)不变 【详解】（1）[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆处于平衡状态，杠杆保持静止，此时杠杆处于静止状态，达到平衡。 [2]当杠杆在水平位置平衡时，杠杆的支点在重心处，杠杆自重的力臂为0。 （2）[1]设一个钩码的重力为G，一格的长度为L，在A处下方拿走1个钩码；根据杠杆的平衡条件G×4L=G×nL 解得n=4，故应该将B处所挂钩码须向左移动8-4=4格。 [2]实验过程中始终保持杠杆水平平衡，力臂在杠杆上，这样做的目的是便于测量力臂。 （3）[1]由图丙可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，示数为3.3N。 [2]用如图丙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响。 （4）钩码上升相同的高度，则有用功大小不变，不计摩擦，用杠杆提升钩码时，克服杠杆自身重力做的功为额外功；如果仅将拉力作用点由C移至E，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆重心上升的高度h不变，根据W额=G杠h可知，所做的额外功不变，根据W总=W有+W额可知，总功不变，由公式可知，杠杆的机械效率不变。 39．如图甲所示，小明在探究“杠杆的平衡条件实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。 (1)实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，此时，应把杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或者“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时能在 位置平衡； (2)杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码，杠杆恰好在原位置平衡，在这个位置平衡的好处是 。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为： （用字母表示）。他这样得出的结论不合理原因是： ； (3)实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，其原因是： ； (4)小明接着利用杠杆研究机械效率，如图丙所示。实验的主要步骤如下： a.用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平； b.竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2； 请你帮小明完成下列问题： 杠杆机械效率的表达式为η＝ （用已知或测量的物理量符号表示）。 【答案】(1) 左 水平 (2) 便于测量力臂 F1l1=F2l2 实验次数太少，结论不具有普遍性 (3)杠杆自重对实验有影响 (4) 【详解】（1）[1][2]杠杆右端下沉，则左端上翘，应将平衡螺母向左调节，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。 （2）[1]小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码，此时力臂在杠杆上，这样做的好处是：便于在杠杆上直接测量力臂。 [2]设一个钩码重为G，杠杆上一个小格长为L，杠杆平衡，由杠杆平衡条件知道 解得n=6，即在B点挂6个钩码恰好使杠杆平衡，符合题意，由此得出杠杆平衡条件为动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，即 [3]只通过一组实验数据便得出结论，是不合理的，一次实验很具有偶然性，要多进行几次实验，避免偶然性。 （3）用如图乙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的重对杠杆平衡有影响，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。 （4）根据题意知道，有用功为 总功 则机械效率的表达式 九．滑轮（组）的机械效率计算（共7小题） 40．如右下图是建筑工人用卷扬机和滑轮组提升建筑材料A的场景，在15s的时间内，工人师傅开动卷扬机将建筑材料A匀速提升了3m，已知绳子自由端的拉力F为600N，建筑材料A的重力为1000N。在这个过程中（　　） A．卷扬机带动绳子自由端移动的距离是3m B．拉力F的功率为240W C．滑轮组的有用功为1800J D．此滑轮组的机械效率为 【答案】B 【详解】A．由图可知，承担物重的绳子段数n=2。 已知建筑材料A被匀速提升了h=3m，根据滑轮组的特点，绳子自由端移动的距离s=nh=2×3m=6m 故A不符合题意； B．拉力F做的总功W总=Fs=600N×6m=3600J 拉力F的功率 故B符合题意； C．滑轮组做的有用功W有=Gh=1000N×3m=3000J 故C不符合题意； D．滑轮组的机械效率 故D不符合题意。 故选B。 41．如图所示，工人用A、B两个相同的滑轮组成的滑轮组提升重540N的物体，所用的拉力F为200N，物体以0.2m/s的速度匀速上升了10s。不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．拉力F所做功的功率为1200W B．C处天花板受到的拉力为46N C．若匀速提升240N的物体，滑轮组的机械效率为90% D．动滑轮重为60N 【答案】D 【详解】A．由图知道，承担物重绳子的股数为n=3，则绳端移动的速度为 拉力F所做功的功率为 故A错误； BD．因为不计绳重及摩擦时，所以动滑轮重力为 根据题意得C处天花板受到的拉力为 故B错误，D正确； C．因为不计绳重及摩擦时，机械效率为 若匀速提升240N的物体，滑轮组的机械效率为 故C错误。 故选D。 42．如图所示的滑轮组中，能够省力的是滑轮 （选填“A”或“B”）；已知物重，动滑轮重60N，滑轮组能保持平衡，则物重G1= N；取下，用手拉动绳子将匀速提升，滑轮组的机械效率为 （不计摩擦及绳重）。 【答案】 B 200 85 【详解】[1]由图可知，滑轮B随物体一起移动，是动滑轮，使用动滑轮能省力，但费距离。 [2]由图可知，，不计绳重及摩擦，物重为 [3]滑轮组的机械效率为 43．小明用动滑轮和弹簧测力计将静止在桌面上的笔袋慢慢匀速向上提高10cm，如图甲所示，弹簧测力计的读数随时间的变化如图乙所示，已知动滑轮的重力为1N，不计绳重和摩擦，则此动滑轮的机械效率为 。 【答案】75% 【详解】动滑轮由两段绳承担，由图乙知道，匀速拉动时弹簧测力计的读数为2N，不计绳重和摩擦，根据知道，笔袋的重力为 不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率为 44．如图甲所示，小荣同学站在高台上竖直向上匀速拉动绳子，现改变G物，计算并绘出机械效率η与G物的关系图象如图乙所示，不计绳重和摩擦，求： (1)动滑轮的重力G动； (2)当G物＝120N时，若此时人在10s内将物体提升了2m，则此时拉力的功率。 【答案】(1)30N (2)30W 【详解】（1）由图乙可知，提升重力为120N的物体时的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η 则动滑轮的重力 （2）由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离s＝nh＝3×2m＝6m 因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力 拉力做的总功W总＝Fs＝50N×6m＝300J 拉力做功的功率 45．在一次车辆故障处理过程中，拖车所用装置简化如图。为了尽快疏通道路，交警只用了30s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量为1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是1m/s，绳子自由端的拉力F是500N，故障车被匀速拖离时受到的阻力是车重的0.08。（g取10N/kg） 求： (1)A处拉力的大小。 (2)拉力F在30s内所做的功。 (3)该装置的机械效率。 【答案】(1)1200N (2)4.5×10⁴J (3)80% 【详解】（1）A处拉力的大小 （2）故障车在30s内移动的距离 绳子自由端移动的距离 拉力F在30s内所做的功 （3）有用功 该装置的机械效率 46．如图所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深10m，用时10s，物体重为4×103N（不计绳重与摩擦），汽车质量为3×103kg，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.05倍，将井中物体拉至井口的过程中，求： (1)汽车所受阻力大小 (2)拉力的功率 (3)滑轮组的机械效率（保留一位小数） 【答案】(1)1.5×103N (2)6×103w (3)66.7% 【详解】（1）汽车所受重力G车=m车g=3×103kg×10N/m=3×104N 汽车所受阻力f=0.05G车=0.05×3×104N=1.5×103N （2）绳子段数n=3，物体上升高度h=10m，则绳子自由端移动距离s=nh=3×10m=30m 拉力做功W总=Fs=2×103N×30m=6×104J 拉力的功率 （3）有用功W有=Gh=4×103N×10m=4×104J 滑轮组的机械效率 十．斜面和杠杆的机械效率计算（共6小题） 47．如图所示，工人在斜面上将一个重为400N的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上的拉力F＝200N，斜面长s=5m、高h=2m，关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．有用功为1000J B．额外功为400J C．物体受到的摩擦力为200N D．斜面的机械效率为80% 【答案】D 【详解】A．克服物体重力做的有用功为W有=Gh=400N×2m=800J 故A错误； BCD．工人拉力做的总功为W总=Fs=200N×5m=1000J 克服摩擦力做的额外功为W额=W总-W有=1000J-800J=200J 物体受到斜面的摩擦力为 斜面的机械效率为 故BC错误，D正确。 故选D。 48．如图所示，利用斜面将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力，拉动的距离，物体提升的高度。下面说法错误的是（　　） A．拉力做的功大小为1500J B．斜面的机械效率是80% C．物体受到的摩擦力为60N D．拉力大小和摩擦力大小相等 【答案】D 【详解】A．拉力做的功大小为 故A正确，不符合题意； B．提升物体过程中做的有用功为 斜面的机械效率是 故B正确，不符合题意； CD．提升物体的过程中做的额外功为 物体受到的摩擦力为 故C正确，不符合题意，D错误，D符合题意。 故选D。 49．如图所示，为方便残疾人上下台阶，一些公共场所设计了专用通道（斜面）。若将重的小车沿长的斜面推上高的平台，沿斜面所用的推力为，在此过程中有用功为 ，斜面的机械效率为 。 【答案】 840 70% 【详解】[1][2]将小车推向斜面时，有用功为 总功为 机械效率为 50．如图所示，用始终竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重的物体缓慢升高，拉力大小为，拉力移动的距离为。将物体从该位置拉到水平位置时，杠杆的机械效率为 。若将物体移到B点，用同样大小的力把物体提升到相同的高度，机械效率 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 90% 变大 【详解】[1]拉力所做的总功为 克服物体重力做的有用功为 所以杠杆的机械效率为 [2]物体从A点移动到B点，用同样大小的力提升到相同的高度，即物体重心还升高相同的高度，有用功不变，而杠杆上旋的角度减小，拉力F上升的高度变小，则总功变小，根据可知，机械效率变大。 51．因为杠杆在使用时的摩擦非常小，所以杠杆是一种机械效率非常高的简单机械。如图所示，大石块重720N。 (1)若手对杠杆向下的力为200N，则杠杆的动力臂与阻力臂的比值为多少? (2)若用一根机械效率为90%的杠杆将该石块提升5cm，则有用功为多少?需要做多少总功? 【答案】(1) (2)36J，40J 【详解】（1）由题知，杠杆受到的阻力为N 动力N，由杠杆的平衡条件可得，杠杆的动力臂与阻力臂的比值 （2）使用杠杆做的有用功为 由得，使用杠杆做的总功为 52．如图所示，用力F将G=100N的物体以v=1m/s的速度从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面与水平面夹角为30°，此时斜面的机械效率为80%。求： (1)拉力F的大小； (2)拉力F功率。 【答案】(1)62.5N (2) 【详解】（1）假设斜面的长度为L，由30°所对的直角边等于斜边的一半可知，物体上升到顶端时上升的高度为，有用功等于克服物体的重力做的功为 总功为 由可得 解得，拉力的大小为 （2）拉力F功率是 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$