11.5 机械效率 同步分层-2025-2026学年物理九年级上册苏科版（2024）

【第十一章简单机械和功】 五、机械效率 一、单选题 1．关于机械做功，下列说法正确的是（　　） A．机械做功越多，机械效率越高 B．功率越大，做功越快 C．所做有用功越多，机械效率越高 D．越省力的机械，机械效率越高 2．下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　　） A．物体做功越多，功率一定越大 B．额外功与总功之比越小，机械效率一定越大 C．功率不同的机器，做的功一定不相等 D．机器的功率越小，机械效率一定越低 3．下列关于功率与机械效率的说法中正确的是（　　） A．省力多的机械效率高 B．功率大的机械做功快 C．功率大的机械做功多 D．机械效率高的机械功率大 4． 如图所示，用滑轮组匀速提起1200N的重物，拉力大小为500N，物体向上移动的速度为1m/s，工人的质量为80kg，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（g＝10N/kg）（　　） A．此时拉力的功率为1200W B．此时该滑轮组的机械效率为80% C．当人提起另一个重物时，人对地面的压力恰好为零，此时被提升物体的重力为1920N D．利用这个滑轮组来提升物体时，滑轮组的最大机械效率为86% 5．如图所示，规格完全相同的滑轮，用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提起重为G1和G2的两个物体，不计摩擦与绳重，比较它们的省力情况和机械效率，下列说法正确的是（　　） A．若G1＝G2，则F1＜F2，甲的机械效率高 B．若G1＝G2，则F1＞F2，乙的机械效率高 C．若G1＜G2，则F1＜F2，甲、乙的机械效率相同 D．若G1＜G2，则F1＜F2，乙的机械效率高 6．分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组（不计绳重和摩擦，设每个滑轮质量相等），则下列选项中正确的是（　　） A．η组＜η动＜η定 B．η动＜η定＜η组 C．η定＜η动＜η组 D．η定＜η组＜η动 7．关于机械效率，下列说法中正确的是 (　　) A．机械做功越快，机械效率越高 B．机械做的有用功在总功中占的百分比越大，机械效率越高 C．机械所做的总功越少，机械效率越高 D．使用机械时，所用动力跟物重的比值越小，机械效率越高 8． 如图1所示，用甲、乙两个滑轮组分别将物体M、N匀速提升1m，所做有用功相同，拉力分别为，此过程相关数据如图2所示。已知将物体M、N匀速提升1m所用时间相等，下列有关此过程的说法中，正确的是（　　） A．提升物体时两拉力的功率大小关系为 B．甲、乙两个滑轮组中，绳子自由端移动的距离之比为2∶3 C．物体M、N的重力大小关系为 D．乙滑轮组的机械效率为40% 二、多选题 9．如图所示，体重为700N的工人用滑轮组将建材运送到高处。在某次运送中，工人在20s内将质量为40kg的建材竖直向上匀速提升了5m，滑轮组的机械效率为80%（不计绳重及摩擦）。下列说法中正确的是（　　） A．动滑轮重为10N B．绳子自由端移动的距离为10m C．此过程中工人拉力做功的功率为125W D．此过程中该工人对地面的压力的大小为450N 10．如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0.2m。已知G=18N，F=10N。这一过程中，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端上升0.2m B．拉力F做功2J C．动滑轮重为2N D．该动滑轮的机械效率为90％ 11．关于功、功率、机械效率，下列说法正确的是（　　） A．功率越大，做功就越快 B．有用功一定时，减小额外功，可以提高机械效率 C．机械效率越大，功率就越大 D．无论怎么优化设计，机械效率也不能达到100% 12．质量为60kg的工人站在水平地面上，利用如图滑轮组竖直向下拉动绳子自由端，将一质量为80kg的重物A以0.2m/s的速度匀速上升1m，不计摩擦力及绳重，此时该滑轮组的机械效率为80%（g取10N/kg）。对此工作过程及装置以下说法正确的是（　　） A．动滑轮重为200N B．拉力F的功率为100W C．工人对绳的拉力做功1000J D．工人对地面的压力为100N 13．如图，斜面长s为1.2m、高h为0.3m，现将重为16N的物体沿斜面向上从低端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，拉力的功率为3W，则（　　） A．斜面的机械效率为80% B．拉力做的总功为4.8J C．提升物体所做的有用功为4.8J D．物体由斜面底端运动到顶端用时3s 14．下列关于功、功率和机械效率的说法中，错误的是（　　） A．功率大的机械，做功一定多 B．做功快的机械，功率一定大 C．效率高的机械，功率一定大 D．做功多的机械，效率一定高 15． 如图所示，用滑轮组提升重物时，将重的物体在内匀速提升了，已知动滑轮重为（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中（　　） A．滑轮组对重物做的功为 B．滑轮组的机械效率为 C．绳子自由端拉力的功率为120W D．提升的重物变为时，滑轮组的机械效率将变小 三、填空题 16．用图示的滑轮组将重为的物体竖直向上匀速提升，拉力F的大小为，则该滑轮组的机械效率为　 　。 17．某高山顶峰要设一个旅游景点，需要开挖盘山公路，要求盘山公路对车的总阻力是车重的0.1倍，机械效率是50%，若山高2000m，则要开挖长　 　m的盘山公路． 18．如图所示，小明在3s内将一个重100N的物体从斜面底部向上匀速拉到斜面的顶端，沿斜面的拉力F为75N，物体沿斜面移动的距离s为5m，上升的高度h为3m，则人对物体做的功是　 　J，功率是　 　W；斜面的机械效率为　 　． 19．如图所示，滑轮组在竖直向上、大小为50N的拉力作用下，将重为120N的物体匀速提起，在10s时间内绳子自由端移动的距离为3m。滑轮组提升该重物时的有用功为　 　J，拉力做功的功率是　 　W，机械效率为　 　。 20．如图所示，分别用甲、乙两个滑轮将同一个物体G匀速提升相同的高度h，已知两次拉力之比F甲∶F乙＝5∶3，则这两个过程中有用功之比W甲∶W乙＝　 　，两个滑轮的机械效率之比η甲∶η乙＝　 　。 21．用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为　 　N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.4m，所以此过程使用此杠杆提升重物能　 　(选填“省力”或“省距离”或“省功”)，则杠杆的机械效率为　 　% ，请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：　 　 22．如图甲所示，利用滑轮组匀速提升重为240N的重物，不计绳重和摩擦，重物和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图象是　 　（选填“A”或“B”）， 若绳子自由端拉力为100N， 则动滑轮重　 　N，其机械效率为　 　%。 23．如图所示，站在水平地面上的工人师傅利用滑轮组将重为540N的物体在10s内匀速提升了2m，绳子自由端的拉力为200N，则克服物重力做功为　 　J，拉力做的总功为　 　，此时滑轮组的机械效率为　 　%。（不计绳重及摩擦） 四、综合题 24．2022年冬季奥林匹克运动会主办城市是北京，北京成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会三项国际赛事的城市。在某场馆建设中，有甲、乙、丙三种场景，回答下列问题： （1）在甲、乙两场景中，甲、乙两物体在F1、F2作用下匀速上升，若，不计摩擦及绳与滑轮的重，则G甲∶G乙=　 　； （2）在丙场景中，工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了lm。已知物体A重400N，动滑轮重为100N，不计摩擦及绳重，则拉力的功率为 　 　瓦，滑轮组的机械效率为 　 　。 25．如图是升降晾衣架的结构示意图，它由4个定滑轮和2个动滑轮组成，绳子的尾端绕在一个固定于墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架升降，若晾衣架上所挂衣物重量为40N，晾衣架横梁（含动滑轮）的总重是20N，在将晾衣架上的衣服匀速向上摇1m的过程中：（不计绳重和摩擦） （1）求摇柄端绳子上的拉力F；　 　 （2）升降衣架的机械效率（结果保留至0.1%）；　 　 （3）带摇柄的旋轮是一种　 　（选填“省力”或“省距离”）机械。 26．如图甲的强夯机是一种广泛应用于建筑工程中对松土进行压实处理的机器，图乙是强夯机的示意图，使用时夯锤从高处下落撞击地面，从而起到夯实地基的作用.已知夯锤的质量为2t，夯锤底面积为0.5 m²，某次作业中，卷扬机把夯锤匀速提升4m，所用时间为10s，在此提升过程中卷扬机的功率为1.2×104Ｗ，g取10 N/kg. （1）强夯机宽大的履带可以起到减小　 　的作用；使用时将夯锤提升到高处是为了增大夯锤的　 　能. （2）若夯锤下落打在地面的瞬时压力为1×10⁵N，求此时夯锤对地面的压强. （3）求提升夯锤过程中滑轮组的机械效率及钢绳上的拉力大小.(机械效率结果保留至0.1%) 五、计算题 27．如图所示，搬运工人用滑轮组提升重540N的物体，所用拉力F为200N，物体以0.2m/s的速度匀速上升了10秒，（不计绳重，绳与滑轮的摩擦）求： （1）物体上升的高度； （2）拉力F所做的功； （3）若物重只有240N，滑轮组的机械效率。 28．如图所示，物体A重200N，圆柱形容器底面积为400cm2，内盛有足够深的水。用图中的滑轮组（定滑轮用轻质细杆固定在水平地面上）将浸没在水中的物体A匀速提出水面，当物体A浸没在水中匀速上升时，滑轮组的机械效率为80%。不计绳重、摩擦及水的阻力，物体A不吸水、不沾水， ， ，g=10N/kg。求： （1）物体浸没在水中时受到的浮力； （2）物体完全提出水面后，水对容器底减小的压强； （3）物体完全提出水面后，滑轮组的机械效率。（小数点后保留一位数字） 六、作图题 29．小明正在探究“滑轮组的机械效率和绕线方式是否有关”时，请参照小明设计的图甲补全图乙完成探究实验。 30．已知小华使用某简单机械在20s内实际做了8000J的功，绘制图像如下；若此机械的机械效率为75%，请在同一个坐标轴里画出其有用功的图像。 七、实验探究题 31．小红在测量滑轮组机械效率的实验中，用图的装置匀速竖直向上提升重物，并记录了部分实验数据如表： 钩码总重G/N 钩码上升高度h/m 测力计拉力F/N 测力计拉绳端移动距离s/m 3 0.1 　 0.3 （1）上表中测力计拉力的示数如图所示，则此时拉力的测量值为　 　N。 （2）此次实验中滑轮组的机械效率为　 　。 32．在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其他条件一定时的实验数据。 实验序号 斜面的倾斜程度 物块的重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/m 机械效率 1 较缓 10 0.2 5.5 1 36.4% 2 较陡 10 0.4 7.0 1 57.1% 3 最陡 10 0.6 8.5 1 　 （1）表格中第三次实验的机械效率为　 　（结果保留一位小数），分析表中数据可得该实验是探究　 　（选填“小明”或“小聪”）的猜想，结论是∶在其他条件一定时，斜面　 　，机械效率越高； （2）另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤。 ①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面； ②用弹簧测力计沿斜面把一木块　 　拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率； ③保持斜面的　 　不变，改变斜面的　 　，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率； ④比较两次　 　的大小，即可验证猜想是否正确。 答案解析部分 1．【答案】B 2．【答案】B 3．【答案】B 【解答】A．机械效率等于有用功与总功的比值，与机械是否省力无关，A不符合题意； B．功率是描述物体做功快慢的物理量，功率大的机器做功一定快，B符合题意； C．功率大的机器做功一定快，但是不一定做功多，因为做功的多少不仅决定于功率的大小还决定于时间的长短，C不符合题意； D．机械效率等于有用功与总功的比值，与功率的大小无关，所以机械效率高的功率不一定大，D不符合题意． 故答案为：B 【分析】功率是描述物体做功快慢的物理量；机械效率等于有用功与总功的比值。 4．【答案】B 【解答】A．由图可知，绳子有效段数为n=3，拉力的功率为 故A错误； B．该滑轮组的机械效率为 故B正确； C．不计绳重和摩擦，由可知，动滑轮重为 G动＝nF﹣G＝3×500N﹣1200N＝300N 当人提起另一个重物时，人对地面的压力恰好为零，即 F'＝G人＝m人g＝80kg×10N/kg＝800N 被提升物体的重力为 G'＝nF'﹣G动＝3×800N﹣300N＝2100N 故C错误； D．当人对地面的压力恰好为零，此时滑轮组的机械效率最大，滑轮组的最大机械效率为 故D错误。 故选B。 【分析】 （1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用 求出拉力的功率； （2）根据 求出该滑轮组的机械效率； （3）不计绳重和摩擦，根据 求出动滑轮重；当人提起另一个重物时，人对地面的压力恰好为零，说明绳对人的拉力大小等于人的重力，根据 求出被提升物体的重力； （4）当人对地面的压力恰好为零，滑轮组提升物体的重力最大，此时滑轮组的机械效率最大，不计绳重和摩擦，根据 求出滑轮组的最大机械效率。 5．【答案】D 【解答】解：A、由于滑轮组相同，并且不计摩擦则额外功相等，若G1＝G2，则有用功也相同，所以机械效率相等，A不符合题意； B、甲图n＝3，F1＝ G1，乙图n＝2，F2＝ G2，若G1＝G2，则F1＜F2，提升相同的重物，其机械效率与绳子的绕法无关，即机械效率相同；B不符合题意； C、甲图n＝3，F1＝ G1，乙图n＝2，F2＝ G2，若G1＜G2，则F1＜F2，若G1＜G2，则乙图有用功多，机械效率高，C不符合题意； D、甲图n＝3，F1＝ G1，乙图n＝2，F2＝ G2，若G1＜G2，则F1＜F2；甲乙两图由于滑轮组相同，并且不计摩擦则额外功相等，若G1＜G2，由W＝Gh，可得，则乙图有用功多，机械效率高，D符合题意； 故答案为：D。 【分析】由于滑轮组相同，并且不计摩擦则额外功相等，若G1＝G2，则有用功也相同，所以机械效率相等，提升相同的重物，其机械效率与绳子的绕法无关，即机械效率相同，若G1＜G2，则乙图有用功多，机械效率高. 6．【答案】A 【解答】解： 匀速提升同一物体到同一高度处，由W有用=Gh可知，三种情况下做的有用功相同，大小都为W有用； 不计绳子质量和摩擦，所做的额外功：W额=G动h， 使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，动滑轮的个数分别为0、1、2， 使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，做的额外功：W额定＜W额动＜W额组， 由W总=W有用+W额可知三种情况下做的总功：W定＜W动＜W组， 由η= 可知，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的机械效率：η组＜η动＜η定． 故选A． 【分析】克服物体的重力所做的功是有用功，由题知匀速提升同一物体到同一高度处，可知做的有用功相同；不计绳子质量和摩擦，额外功W额=G轮h，知道使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的动滑轮的个数为0、1、2，可以得出做的额外功的大小关系，由于W总=W有用+W额，可以得出所做的总功的大小关系，再利用效率公式比较三种情况下机械效率的高低． 7．【答案】B 【解答】A、机械做功越快，功率越大，机械效率和做功快慢无关，A不符合题意； B、机械做的有用功在总功中占的百分比越大，机械效率越高，B符合题意； C、当有用功相等时，机械所做的总功越少，机械效率越高，C不符合题意； D、使用机械时，可能省力或费力，不能通过机械上的动力跟物重的比值，比较机械效率，D不符合题意。 故答案为：B. 【分析】机械效率是有用功和总功的比值，功率表示做功的快慢。 8．【答案】C 【解答】A.由图2可知，拉力F甲、F乙做的总功分别为：W总甲=1200J，W总乙=800J，即W总甲＞W总乙， 由将物体M、N匀速提升1m所用时间相等可知，拉力F甲、F乙做功的时间相等， 由可知，提升物体时两拉力的功率大小关系为PF甲＞PF乙，故A错误； B.由图1可知，两滑轮组中承担动滑轮绳子的股数分别为：n甲=3，n乙=2， 由题意可知，两物体被提升的高度相同，则甲、乙两个滑轮组中，绳子自由端移动的距离之比： ，故B错误； C.因为所做有用功和提升的高度相同，所以由W有=Gh可知，物体M、N的重力大小关系为GM=GN，故C正确； D.由图2可知，拉力F乙做的额外功为400J， 由W总=W有+W额可知，有用功：W有乙=W总乙-W额乙=800J-400J=400J， 则乙滑轮组的机械效率：，故D错误。 故选C。 【分析】A.根据图2可知拉力F甲、F乙做的总功，根据求出提升物体时两拉力的功率大小关系； B.根据图1可知两滑轮组中承担动滑轮绳子的股数，根据绳子自由端移动的距离s=nh求出甲、乙两个滑轮组中，绳子自由端移动的距离之比； C.根据W有=Gh求出物体M、N的重力大小关系； D.根据图2可知拉力F乙做的额外功，根据W总=W有+W额求出有用功，根据×100%求乙滑轮组的机械效率。 9．【答案】B,C,D 【解答】B．吊起动滑轮的绳子段数为2，所以绳子自由端移动的距离为 B符合题意； AC．物体的重力为 工人做的有用功为 工人做的总功为 此过程中工人拉力做功的功率为 绳子自由端的拉力为 动滑轮重为 A不符合题意，C符合题意； D．此过程中该工人对地面的压力的大小为 D符合题意。 故答案为：BCD。 【分析】求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率；用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。 10．【答案】C,D 【解答】A、动滑轮绳子端运动距离为重物移动距离的n倍，n为绳子数， 绳子自由端上升0.4m A错误； C、拉力，n为绳子数，解的滑轮重2N，C正确 B、拉力做功W=fs=10N*0.4m=4J，故B错误； D、重力做功为W=Gs=18N*0.2m=3.6J，所以滑轮的效率为3.6J/4J=90%，D正确 综上选CD 【分析】根据滑轮组的移动距离、拉力的计算、以及机械效率的计算判识选项。 1、滑轮组的移动距离、拉力的计算：动滑轮绳子端运动距离为重物移动距离的n倍，n为绳子数；拉力，n为绳子数； 2、机械效率的计算：η=W有/W总 11．【答案】A,B,D 【解答】A.功率表示物体做功快慢，因此功率越大，则做功越快，故A正确； B.有用功一定时，额外功越小，则总功越小，根据公式可知，机械效率越高，故B正确； C.机械效率表示机械性能好坏，功率表示做功快慢，二者没有任何联系，故C错误； D.无论怎样设计，都要克服摩擦做额外功，因此机械效率肯定低于100%，故D正确。 故选ABD。 【分析】根据对功率和机械效率的定义判断。 12．【答案】A,C,D 13．【答案】A,C 【解答】解：有用功为：W有=Gh=16N×0.3m=4.8J； 总功为：W总=Fs=5N×1.2m=6J； 斜面的机械效率为：η= = ×100%=80%； 由P= 可得运动时间：t= = =2s； 故AC正确；BD错误； 故选AC 【分析】根据功的计算公式W=Fs可求出拉力做的功，即总功；再根据W=Gh求出有用功；然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率；根据功率公式变形可求时间t． 14．【答案】A,C,D 15．【答案】A,C,D 【解答】A.滑轮组对重物做的功为W=Gh=500N×2m=1000J，A符合题意； B.滑轮组的机械效率为，B不符合题意； C.绳子自由端拉力的功率为，C符合题意； D.提升的重物变为400N时，物体重力减小，有用功减小，滑轮组的机械效率将变小，D符合题意。 故答案为：ACD. 【分析】根据W=Gh，计算对物体做功多少；根据，计算机械效率；结合，计算功率的大小；滑轮组的机械效率和物体重力有关。 16．【答案】80% 【解答】由图可知，滑轮组承担重物的绳子股数为n=3，则由 可知，该滑轮组的机械效率为 【分析】根据物体的重力和滑轮组绳子的拉力，可以计算滑轮组的机械效率的大小。 17．【答案】2×104 【解答】解：设汽车的重力为G，盘山公路的长度为s， 则汽车上坡时做的有用功：W有=Gh， 牵引力克服总阻力做的额外功：W额=fs=0.1G•s， 牵引力做的总功：W总=W有+W额=Gh+0.1G•s， 斜面的机械效率： η= ×100%= ×100%= ×100%= =50%， 解得：s=2×104m． 故答案为：2×104． 【分析】根据W=Gh表示出牵引力做的有用功，根据题意求出盘山公路对车的总阻力，利用W=fs求出牵引力克服总阻力做的额外功，有用功和额外功之和即为总功，根据η= ×100%表示出斜面的机械效率即可求出盘山公路的长度即要开挖的长度． 18．【答案】375；125；80% 19．【答案】120；15；80% 【解答】由图知，承担物重的绳子股数n=3，绳子自由端移动的距离s=3h，则物体上升的高度h= s= 3m=1m 提升物体做的有用功W有=Gh=120N 1m=120J 拉力做的总功W总=Fs=50N 3m=150J 拉力功率P= =15W 滑轮组的机械效率 100%= 100%=80% 【分析】根据物体的重力和高度的乘积，计算有用功；利用滑轮组绳子的拉力和距离的乘积，计算总功，根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。 20．【答案】1∶1；6∶5 【解答】物重相同，物体升高高度相同，由 可知W甲∶W乙=1∶1由 可得 【分析】根据重力和高度的乘积计算有用功；根据重力和拉力的比值计算机械效率。 21．【答案】0.5；省力；50%；克服杠杠自身的重力做额外功 【解答】由图可知，弹簧测力计的分度值是0.1N，所以它的示数是0.5N；由图可知此杠杆此使用过程的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，且动力F=0.5N，阻力G=1N，因此用此杠杆提升重物能省力；在实验过程中，有用功是： 总功是： 所以杠杆的机械效率是： 利用杠杆提升物体时，克服摩擦以及杠杆自重做的功是额外功。 【分析】根据测力计指针位置测量力的大小；使用杠杆时，若动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；根据物体重力和高度计算有用功，拉力和移动的距离计算总功，有用功和总功的比值计算机械效率；使用杠杆时，克服杠杆重力做了额外功。 22．【答案】A；60； 【解答】由图可知，动滑轮缠绕绳子数为3，所以绳子自由端移动的距离为物体移动距离的3倍，反映绳子自由端运动的图象是A。根据动滑轮拉力计算公式可知动滑轮重为 ；根据效率公式计算可知滑轮组的机械效率为 。 【分析】1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力； 2、拉力的计算， ，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍， 3、功的相关计算：W=Fs，距离为拉力的方向。总结：考虑滑轮重力的情况，定滑轮的机械效率要大于动滑轮，重物重力越大，机械效率越大。 23．【答案】1080；1200J；90 【解答】根据题意可知，物体的重力为540N，提升高度为2m， 则克服物体重力所做有用功： 根据图片可知，承担重力的绳子段数n=3， 则绳子自由端移动的距离为； 拉力做的功为； 滑轮组的机械效率为。 【分析】根据计算克服物体重力做的有用功，根据计算绳子自由端的移动的距离，根据计算拉力做的总功，最后根据计算滑轮组的机械效率。 24．【答案】1∶2；100；80% 25．【答案】15N；66.7%；省力 26．【答案】（1）压强；重力势 （2）根据对地面的压力和夯锤的受力面积，计算压强为： （3）夯锤的重力：G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N， 则有用功：W有=Gh=2×104N×4m=8×104J，由可知，拉力做的总功：W总=Pt=1.2×104W×10s=1.2×105J， 滑轮组的机械效率：； 由图可知n=3，绳子自由端移动的距离：s=nh=3×4m=12m， 由W总=Fs可知，钢绳上的拉力：。 【解答】（1）强夯机宽大的履带，增大了受力面积，可以起到减小压强的作用；夯锤的质量不变，将夯锤提升到高处，由重力势能大小的影响因素可知，此时是为了增大夯锤的重力势能； 【分析】（1）当压力一定时，增大受力面积，可以减小压强；质量一定时，物体的高度越高，重力势能越大； （2）根据压力和受力面积的比值，计算压强； （3）根据物体的质量计算重力，利用力和距离的乘积计算做功多少，根据有用功和总功间 比值，计算机械效率。 27．【答案】（1）解：由v=h/t可得，物体上升的高度h=vt=0.2m/s×10s=2m； 答：物体上升的高度为2m. （2）解：由图可知，重物由3段绳子承担，故s=3h=3×2m=6m， 则拉力F所做的功W总=Fs=200N×6m=1200J； 答：拉力F所做的功为1200J. （3）解：重物由3段绳子承担，所以F=1/3G总，即200N=1/3（540N+G动），解得：G动=60N，W有用=Gh=240N×2m=480J，F′=（G物′+G动）=（240N+60N）=100N，W总′=F′s=100N×6m=600J， η=W有用/W总′×100%=480J/600J×100%=80% 答：若物重只有240N，滑轮组的机械效率为80%. 【解析】【分析】（1）已知物体以的速度匀速上升了10秒，利用速度公式变形可求得物体上升的高度； （2）由图可知，重物由3段绳子承担，故s=3h，利用W=Fs可求得拉力F所做的功； （3）根据所用的拉力F，可求得动滑轮的重力，根据W=Gh可求得有用功，利用机械效率的计算公式可求得滑轮组的机械效率． 28．【答案】（1）解；根据密度公式可知物体的体积为 则根据阿基米德浮力公式，物体浸没在水中时受到的浮力为 答：物体浸没在水中时受到的浮力为40N （2）解；物体完全提出水面后，水位降低高度为 则水对容器底减小的压强为 答：物体完全提出水面后，水对容器底减小的压强为1000Pa （3）解：由图知，拉力端移动距离s=h ，不计绳重、摩擦及水的阻力， 当物体A浸没在水中匀速上升时，滑轮组的机械效率：=80% 解得：拉力F=600N 对上面的滑轮进行受力分析，滑轮受到向上的拉力F、三股绳子的向下的拉力(每一股绳子的拉力等于GA-F浮)、 重力， 则拉力：F=3 (GA-F浮) +G轮， 所以滑轮重力：G轮=F-3 ( GA-F浮) =600N-3×( 200N-40N) =120N， 物体完全提出水面后，滑轮受到向上的拉力F、三股绳子的向下的拉力(每一股绳子的拉力等于GA)、 重力， 拉力F’=3GA+ G轮=3×200N+ 120N=720N ， 拉力端移动距离s=h 滑轮组的机械效率为 答：物体完全提出水面后，滑轮组的机械效率为83.3%。 【解析】【分析】（1）阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法，F浮=ρ液gV排，ρ液是液体的密度，V排使物体排开水的体积； （2）求解液体内部的压强，利用公式p＝ρgh，其中ρ是液体的密度，h是深度； （3）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。 29．【答案】 30．【答案】 【解答】根据得到：； 解得：W有=6000J； 当时间为0时，总功为0J，则有用功也是0J； 根据W=Pt可知，有用功率一定，则有用功与时间成正比； 即图像为通过坐标原点的斜线，如下图所示： 【分析】首先根据计算出20s时做的有用功，再根据W=Pt分析图像的形状，进而画出图像即可。 31．【答案】（1）1.6 （2）62.5% 【解答】(1)测力计分度值为0.2N，则此时拉力的测量值为 1.6N。(2)此次实验中滑轮组的机械效率为：η= ≈62.5%。 【分析】观察弹簧测力计的量程和分度值，根据指针的位置读数即可；用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。 32．【答案】（1）70.6%；小聪；倾斜程度越大 （2）匀速；倾斜程度；粗糙程度；机械效率 【解答】(1)由 得第三次实验的机械效率 由表格数据分析可知，物重和斜面的粗糙程度不变，改变的是斜面的倾斜程度，机械效率也不相同，故探究是小聪的猜想。由表格数据分析知：在其他条件一定时，斜面倾斜程度越大，机械效率越高。(2)②用弹簧测力计沿斜面把一木块匀速拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率。③保持斜面的倾斜程度不变，改变斜面的粗糙程度，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率。④根据记录的数据，计算出机械效率的大小，比较机械效率的大小，即可验证猜想。 【分析】用斜面提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率；结合表格中的数据分析求解即可。 学科网（北京）股份有限公司 $