第5节 机械效率（分层作业）物理新教材沪科版（五四学制）八年级下册

第5节 机械效率 （分层作业） 目录 【A夯基础】 1 一、机械的三种功 1 二、机械效率的概念 2 三、计算滑轮的机械效率 5 四、计算斜面的机械效率 7 【B提能力】 8 【C链中考】 12 一、 机械的三种功 1. 如图是轱辘取水的装置，下列说法错误的是（　　） A．该装置能够省力 B．提水时克服摩擦做的功是额外功 C．该装置能够省功 D．提水时克服水的重力做的功是有用功 【答案】C 【详解】A．轱辘是一种变形的杠杆，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，所以该装置能够省力，A正确，故A不符合题意； B．提水时，目的是提水，所以对水做的功是有用功，克服摩擦做的功是无用但又不得不做的功，所以提水时克服摩擦做的功是额外功，B正确，故B不符合题意； C．使用任何机械都不省功，C错误，故C符合题意； D．提水时，目的是提水，所以对水做的功是有用功，D正确，故D不符合题意。故选C。 2. 一斜面长4.8m、高1.2m，把重为1200N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端，沿斜面的拉力为400N，则总功为 J，有用功为 J，额外功为 J。 【答案】 1920 1440 480 【详解】对物体做的总功W总=Fs=400N×4.8m=1920J 克服重力做的有用功为W有用=Gh=1200N×1.2m=1440J 故克服摩擦所做的额外功为 3. 如图所示，用不同的方法把同一个重物搬运到同样高度的车厢内。从做功的角度分析，两种方法 一定相同， 可能不同（均选填“有用功”或“总功”）。 【答案】 有用功 总功 【详解】两种方法中，物体重力相同、被提高的高度也相同，由W=Gh可知，两种方法有用功一定相同，而两种方法中，人对物体的作用力大小无法确定，所以所做的总功无法确定，所以总功可能不同。 二、机械效率的概念 4. 下列说法正确的是（　　） A．机械效率越高的机械做功越快 B．机械效率越高的机械做功越多 C．功率越大的机械做功越快 D．功率越大的机械做功越多 【答案】C 【详解】A．机械做功快慢是功率，与机械效率无关，故A错误； B．机械效率越高，有用功在总功中占比越高，与做功多少无关，故B错误； C．功率是指机械做功快慢的物理量，所以功率越大的机械做功越快，故C正确； D．功率是指机械做功快慢的物理量，与做功多少无关，故D错误。故选C。 5. 图显示的是甲、乙两机械的参数。甲、乙相比，甲的（　　） A．总功较大 B．有用功较小 C．额外功较大 D．机械效率较低 【答案】B 【详解】AB．由图可知，甲机械的有用功是1500J，所占的比例是75%，总功 W甲总==2000J 乙机械的额外功是900J，所占的比例是30%，总功 W乙总==3000J 甲的总功小， 乙机械的有用功W乙有=W乙总-W乙额=3000J-900J=2100J 甲的有用功小，故A不符合题意，B符合题意； C．甲机械的额外功W甲额=W甲总-W甲有=2000J-1500J=500J 乙机械的额外功是900J，甲的额外功较小，故C不符合题意； D．由图可知，甲的机械效率是75%，乙的机械效率是70%，甲的机械效率较大，故D不符合题意。 故选B。 6. 小明用如图所示的动滑轮提水，已知空桶重40N，水重100N，小明拉绳子的拉力80N，使水桶在4s内匀速上升4m。（不计绳重和摩擦）则下列说法正确的是（    ） A．小明做的有用功功率是70W B．小明做的功是320J C．动滑轮的机械效率为87.5% D．动滑轮的机械效率为62.5% 【答案】D 【详解】A．小明做有用功的功率是 故A错误； B．由题图可知，n=2，水桶在4s内匀速上升4m，则自由端的绳移动的距离为 小明做的功是 故B错误； CD．动滑轮的机械效率为 故C错误，D正确。故选D。 7. 用滑轮组提高重物，下述几种方法中能够提高机械效率的是（　　） A．改变绳子的缠绕方法 B．增加重物提升高度 C．增加动滑轮质量 D．增加重物质量 【答案】D 【详解】A．改变绳子的缠绕方法，对重物被拉升没有影响，即对有用功没影响；对动滑轮的拉升、动滑轮转动时的摩擦也没有影响，即不影响额外功。所以改变绕绳方式不影响机械效率。故A不符合题意； B．增加重物提升高度的时候，绳端被拉升的距离也变长了，根据 可知，机械效率并不受影响。故B不符合题意； C．增加动滑轮质量，对有用功没影响，额外功增加了，所以机械效率降低了，故C不符合题意； D．增加重物的质量，即增加了重物的重力，在动滑轮、摩擦不变的情况下，即额外功不变的情况下，有用功增加了，所以机械效率就提高了。故D符合题意。故选D。 8. 如图甲和乙所示为研究定滑轮和动滑轮特点的装置和实验操作；实验证明：使用定滑轮可以 ；使用动滑轮可以省力，但不改变力的方向；分析可知 的机械效率较高。 【答案】 改变力的方向，但不能省力 甲 【详解】[1]从甲图中可以看出，三次拉力的方向都不相同，在实验过程中不断改变拉力的方向，观察测力计的示数都为1N，等于物重，故可得出结论：定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。 [2]由甲图中数据可知，定滑轮的机械效率为 由乙图中数据可知，动滑轮的机械效率为 可知η定>η动，即甲的机械效率高。 9. 小华是马拉松运动爱好者，每天都会进行跑步锻炼。他查阅资料发现：跑步的能量消耗主要来自身体的上下起伏过程中，克服重力所做的功。如图（a）所示是小华跑步时的重心位置变化h=5cm，其所受重力为420N。 （1）如图（b）所示是小华用跑步软件记录自己跑步的情况，求整个过程中，小华克服重力做的功。 （2）小华还注意到软件给出了人体消耗总能量的预估值，这里的1千卡=4.2×103焦。求小华在跑步过程中的效率。 【答案】（1）3.15×105J；（2）12.5% 【详解】（1）小华每一步向上抬高的高度为h=5cm=0.05m 受重力为G=420N，总步数为n=15000。克服重力做的功 W = Ghn = 420N × 0.05m × 15000 = 3.15×105J （2）小华总能量消耗为600千卡，由题知1千卡=4.2×103焦，则小华消耗的总能量为 E = 600×4.2×103J = 2.52×106J 跑步过程中的效率η为克服重力做功与消耗总能量之比，小华在跑步过程中的效率 三、计算滑轮的机械效率 10．建筑工地上用滑轮匀速吊起建筑材料，如图所示，图中的滑轮是 （选填“动滑轮”或“定滑轮”），若建筑材料所受的重力为90N，在60N拉力的作用下上升了2米，此过程中，拉力所做的有用功为 J，机械效率为 %。 【答案】 动滑轮 180 75 【详解】[1]图中滑轮轴心未固定与物体上下移动，因此滑轮为动滑轮。 [2]拉力所做的有用功为W有=Gh=90N×2m=180J [3]机械效率为 11．如图所示，旗手利用旗杆顶部的定滑轮可以将重为30N的旗帜匀速竖直上升10m高，在此过程中，所做的额外功为50J。求： （1）需要做的有用功W有用。 （2）机械效率η。 （3）旗手对绳子的拉力F。 【答案】（1）300J；（2）85.7%；（3）35N 【详解】（1）有用功是克服国旗重力所做的功 （2）总功等于有用功和额外功的和 机械效率等于有用功与总功之比 （3）旗手对绳子的拉力所做的功为总功，由于旗杆顶端使用了定滑轮，因此国旗上升高度与绳子移动的距离相等s=h=10m 所以绳子拉力为 12．如图所示，用力F沿水平方向拉动物体，物体做匀速直线运动。已知物体受到的重力为40N，与水平面间的滑动摩擦力为20N，绳子的拉力F为12N。求： （1）若绳子自由端在拉力F的作用下10s内通过距离为6m。计算10s内拉力F做的功W和功率P； （2）求该过程的机械效率η。 【答案】（1）72J；7.2W；（2）83.3% 【详解】（1）拉力F做的功W总=Fs=12N×6m=72J，功率 （2）由图可知，该滑轮为动滑轮，物体移动的距离s'=s/2=6m /2=3m 克服水平面摩擦做的有用功为W有=fs'=20N×3m=60J 该过程的机械效率 13. 工人驾驶叉车，将货物A在2s内匀速提升了2m，如图所示。已知提升过程中，叉车工作时的功率为5kW，机械效率为60%。 （1）求提升货物过程中叉车对货物A做的功W。 （2）求货物A所受重力G。 【答案】（1）6000J；（2）3000N 【详解】（1）已知叉车工作时的功率P=5kW=5000W 工作时间2s，则叉车做的总功为 已知机械效率为60%，叉车对货物A做的功为有用功，提升货物过程中叉车对货物A做的功为 （2）因为货物被匀速提升，叉车对货物A做的功用于提升货物，即克服货物的重力做功。 货物A所受的重力为 四、计算斜面的机械效率 14．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。 15. 如图所示，斜面高为1m，长为2m，工人用600N沿斜面方向的力将重为900N的箱子匀速推到车上，在这个过程中工人推力做的功是 焦，箱子与斜面之间的摩擦力是 牛。若人推箱子的力的方向改为水平向右，要将箱子匀速推到车上，工人做的功会 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 1200 150 变大 【详解】在这个过程中工人推力做的功是W=Fs=600N×2m=1200J 箱子与斜面之间的摩擦力做的功为W额=W总-W有=1200J- 900N×1m= 300J 箱子与斜面之间的摩擦力是 若人推箱子的力的方向改为水平向右，压力变大，摩擦力变大，故工人做的功会变大。 16. 如图所示，利用动滑轮提升一个物块时，其机械效率为60%；提升两个相同物块时，机械效率为70%；则提升三个相同物块时，机械效率可能为（　　） A．75% B．80% C．85% D．90% 【答案】A 【详解】计算提一个物块时的效率为 计算可得提一个物块时的额外功为 ① 计算提两个物块时的效率为 计算可得提一个物块时的额外功为 ② 由①②可知提升的重物越多，额外功越多，原因是压力越大摩擦力越大，因此可得提升三个物块时额外功至少为，根据计算提一个物块时的效率为 故A正确，BCD错误。故选A。 17. 假期的校园里有多个工程动工，图中工人老张利用重10N的滑轮，拉动绳索吊起建材。 （1）该滑轮属于（　　） A．定滑轮 B．动滑轮 （2）老张用100N的拉力拉动绳索，在15s内建材被匀速竖直提升了6m，不计绳重及摩擦，求老张拉力做功的功率P ； （3）（论证）随后老张继续用相同的力使用该滑轮匀速提升了建材10m，比较两次提升过程中滑轮的机械效率和的大小关系，并说明理由 。 【答案】（1）B；（2）80W；（3）见解析 【详解】（1）在使用时，轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮，轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮。图中的滑轮轴的位置随被拉物体一起运动，为动滑轮。故选B。 （2）由图可知，承担物重的绳子股数为n=2 拉力做的总功为 拉力做功的功率 （3）两次提升过程中拉力相同，建材重力相同，承担物重的绳子股数相同，由 可知，两次提升过程中滑轮的机械效率 18. 如图所示，斜面长s=5m，高h=3m，用沿斜面方向大小为75N的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B求： （1）运动过程中物体克服摩擦力做的功； （2）斜面的机械效率。 【答案】（1）75J；（2）80% 【详解】（1）运动过程中物体克服摩擦力做的功为额外功。推力做的总功为 W总=Fs=75N×5m= 375J 克服物体重力做的有用功为W有=Gh=100N×3m=300J 则克服摩擦力所做的功为 W额外=W总-W有=375J-300J=75J （2）斜面的机械效率 19．小明同学想要利用滑轮将三只相同的箱子A、B和C从地面搬运至10米高的三楼楼面，已知每个箱子的质量为50千克，滑轮的重为30牛，所用绳子的重和摩擦忽略不计，小明的体重为800牛。小明同学设计的搬运方案如图所示。 （1）你认为小明同学设计的方案是否可行？理由是什么？ （2）请你帮他俩利用这些器材再设计两个可行的方案，将三只箱子搬运至三楼楼面； （3）针对你所设计的方案，求：搬运三个箱子所要做的总功W总为多少焦？并将这两个方案进行优劣比较。 【答案】（1）不可行，理由见解析；（2）见解析；（3）1.5×104，见解析 【详解】（1）箱子的总重G总=m总g=3mAg=3×50kg×9.8N/kg=1470N 小明的重力G小明=800N 由于小明将滑轮当做定滑轮来一起提升三个重物，它不能省力，因此需要的最小拉力 F最小=G总=1470N 而小明所能施加的最大拉力只有F′最大=G小明=800N 因为F′最大<F最小，所以，小明同学设计的方案不可行； （2）方案一：将滑轮当做定滑轮使用，将A、B和C三件重物一件一件匀速吊上去，这样小明的重力大于物体的重，可以完成工作；方案二：将滑轮当做动滑轮使用，将A、B和C三件重物一起匀速吊上去，这时拉力向上，只要小明对绳子施加足够大的力就可以完成工作。                         （3）方案一中对每个箱子做的功 WB=WC=WA=FAsA=GAhA=mAghA=50kg×9.8N/kg×10m=4.9×103J 总功W总1=3WA=3×4.9×103J =1.47×104J 方案二中阻力大小F阻=G′总=3GA+ G轮=3mAg+ G轮=3×50kg×9.8N/kg + 30N=1500N 因为使用动滑轮一起匀速提升三件重物，则绳子末端拉力 则总功W总2=Fs =F×2hA=750N×2×10m=1.5×104J 依据上述数据进行比较，可以发现： 方案一中，所需施加的动力比较小，提升时较省力，动力做的总功较少，但分三次吊运较费时间、费距离。 方案二中，所需施加的动力较大，提升时较费力，动力做的总功较多，要对动滑轮做额外功，吊运一次完成，较省时，省距离。 20. 小宝发现使用动滑轮竖直向上匀速提升重物时，有时可以省力，有时不能省力。为了探究上述问题，他重新进行了实验（如图所示），分别测量了滑轮的重力驰、重物的重力和拉力F，并将相关数据记录在下表中。 表1 实验序号 1 1.0 1.5 2 2.0 2.0 3 4.0 3.0 表2 实验序号 4 2.0 3.0 5 4.0 4.0 6 6.0 5.0 （1）分析表1和表2中的数据可知：在不能忽略滑轮所受重力的情况下，使用动滑轮竖直向上匀速提升重物时，“省力”的条件是 ； （2）在不能忽略滑轮所受重力的情况下，总结使用动滑轮匀速提升重物时，所需拉力F与滑轮的重力G轮和重物的重力G物之间关系的表达式： ； （3）计算实验序号6，匀速提升重物的机械效率η。 【答案】（1）动滑轮的重力小于物体的重力；（2）；（3）60% 【详解】（1）分析表1和表2中的数据，当动滑轮的重力小于物重时，施加的拉力小于物体的重力，否则不省力，因此“省力”的条件是动滑轮的重力小于物体的重力。 （2）表1和表2数据中，每组数据中物体的重力与动滑轮重力总和的一半为绳末端的拉力，因此所需拉力F与滑轮的重力G轮和重物的重力G物之间关系的表达式为 （3）动滑轮连接绳子的股数为2，验序号6，匀速提升重物的机械效率为 21．（2026·崇明·一模）《天工开物·作咸》中记录了井盐的生产过程。如图所示为古人从井中汲卤的示意图。 （1）架子上端的M属于___________。 A．定滑轮 B．动滑轮 （2）若盐卤重，桶重，工人用力将桶和盐卤匀速提升。在此过程中，提升盐卤做的有用功为 ，该装置的机械效率为 。不计绳重和摩擦。 【答案】（1）A；（2）160，80% 【详解】（1）架子上端的M的轴固定不动，相当于定滑轮，故选A。 （2）提升盐卤做的有用功为 不计绳重和摩擦，额外功为 该装置的机械效率为 22．（2026·徐汇·一模）如图（a）所示，用竖直向上的拉力F，通过滑轮匀速提起重为20N的物体M。 （1）（作图）在图（b）中，用力的示意图画出物体M受到的拉力F拉； （2）图（a）中的滑轮可以看作 杠杆，若不计摩擦和滑轮重力，力F的大小为 N，物体M所受合力的大小为 N； （3）若不计摩擦，物体M被竖直提升1m过程中，拉力F做的总功为25J，求该过程中滑轮提升物体M所做的有用功W有和滑轮的机械效率η。 【答案】（1）见下图；（2）省力，10，0；（3）20J，80% 【详解】（1）通过滑轮匀速提起重为20N的物体M，物体处于平衡状态，物体M在竖直方向受到拉力和重力作用，拉力的方向竖直向上，大小等于物体的重力为20N，作用点画在重心上，如图所示： （2）动滑轮的本质是动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。 动滑轮绳子股数为2，若不计摩擦和滑轮重力，力F的大小为 F= G /2 =20N/2=10N 因物体M匀速上升，处于平衡状态，物体M受到竖直向上的拉力与物体M的重力是一对平衡力，因此物体M所受合力的大小为0N。 （3）拉力做的有用功为W有=Gh=20N×1m=20J 滑轮的机械效率为 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5节 机械效率 （分层作业） 一、 机械的三种功 1. C。2. 1920，1440，480。3. 有用功，总功。 二、机械效率的概念 4. C；5. B；6. D；7. D； 8. 改变力的方向，但不能省力；甲 9.（1）3.15×105J；（2）12.5% 三、计算滑轮的机械效率 10．动滑轮，180，75 11．【答案】（1）300J；（2）85.7%；（3）35N 【详解】（1）有用功是克服国旗重力所做的功 （2）总功等于有用功和额外功的和 机械效率等于有用功与总功之比 （3）旗手对绳子的拉力所做的功为总功，由于旗杆顶端使用了定滑轮，因此国旗上升高度与绳子移动的距离相等s=h=10m 所以绳子拉力为 12．【答案】（1）72J；7.2W；（2）83.3% 【详解】（1）拉力F做的功W总=Fs=12N×6m=72J，功率 （2）由图可知，该滑轮为动滑轮，物体移动的距离s'=s/2=6m /2=3m 克服水平面摩擦做的有用功为W有=fs'=20N×3m=60J 该过程的机械效率 13. 【答案】（1）6000J；（2）3000N 【详解】（1）已知叉车工作时的功率P=5kW=5000W 工作时间2s，则叉车做的总功为 已知机械效率为60%，叉车对货物A做的功为有用功，提升货物过程中叉车对货物A做的功为 （2）因为货物被匀速提升，叉车对货物A做的功用于提升货物，即克服货物的重力做功。 货物A所受的重力为 四、计算斜面的机械效率 14．D；15. 1200，150，变大 16. A； 17.（1）B；（2）80W；（3）两次提升过程中拉力相同，建材重力相同，承担物重的绳子股数相同，由可知，两次提升过程中滑轮的机械效率 18. 【答案】（1）75J；（2）80% 【详解】（1）运动过程中物体克服摩擦力做的功为额外功。推力做的总功为 W总=Fs=75N×5m= 375J 克服物体重力做的有用功为W有=Gh=100N×3m=300J 则克服摩擦力所做的功为 W额外=W总-W有=375J-300J=75J （2）斜面的机械效率 19． 【答案】（1）不可行，理由见解析； （2）方案一：将滑轮当做定滑轮使用，将A、B和C三件重物一件一件匀速吊上去，这样小明的重力大于物体的重，可以完成工作；方案二：将滑轮当做动滑轮使用，将A、B和C三件重物一起匀速吊上去，这时拉力向上，只要小明对绳子施加足够大的力就可以完成工作。                         （3）方案一中对每个箱子做的功 WB=WC=WA=FAsA=GAhA=mAghA=50kg×9.8N/kg×10m=4.9×103J 总功W总1=3WA=3×4.9×103J =1.47×104J 方案二中阻力大小F阻=G′总=3GA+ G轮=3mAg+ G轮=3×50kg×9.8N/kg + 30N=1500N 因为使用动滑轮一起匀速提升三件重物，则绳子末端拉力 则总功W总2=Fs =F×2hA=750N×2×10m=1.5×104J 依据上述数据进行比较，可以发现： 方案一中，所需施加的动力比较小，提升时较省力，动力做的总功较少，但分三次吊运较费时间、费距离。 方案二中，所需施加的动力较大，提升时较费力，动力做的总功较多，要对动滑轮做额外功，吊运一次完成，较省时，省距离。 20.（1）动滑轮的重力小于物体的重力；（2）；（3）60% 21． 【答案】（1）A；（2）160，80% 【详解】（1）架子上端的M的轴固定不动，相当于定滑轮，故选A。 （2）提升盐卤做的有用功为 不计绳重和摩擦，额外功为 该装置的机械效率为 22．【答案】（1）见下图；（2）省力，10，0；（3）20J，80% 【详解】（1）通过滑轮匀速提起重为20N的物体M，物体处于平衡状态，物体M在竖直方向受到拉力和重力作用，拉力的方向竖直向上，大小等于物体的重力为20N，作用点画在重心上，如图所示： （2）动滑轮的本质是动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。 动滑轮绳子股数为2，若不计摩擦和滑轮重力，力F的大小为 F= G /2 =20N/2=10N 因物体M匀速上升，处于平衡状态，物体M受到竖直向上的拉力与物体M的重力是一对平衡力，因此物体M所受合力的大小为0N。 （3）拉力做的有用功为W有=Gh=20N×1m=20J 滑轮的机械效率为 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5节 机械效率 （分层作业） 目录 【A夯基础】 1 一、机械的三种功 1 二、机械效率的概念 1 三、计算滑轮的机械效率 3 四、计算斜面的机械效率 4 【B提能力】 4 【C链中考】 6 一、 机械的三种功 1. 如图是轱辘取水的装置，下列说法错误的是（　　） A．该装置能够省力 B．提水时克服摩擦做的功是额外功 C．该装置能够省功 D．提水时克服水的重力做的功是有用功 2. 一斜面长4.8m、高1.2m，把重为1200N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端，沿斜面的拉力为400N，则总功为 J，有用功为 J，额外功为 J。 3. 如图所示，用不同的方法把同一个重物搬运到同样高度的车厢内。从做功的角度分析，两种方法 一定相同， 可能不同（均选填“有用功”或“总功”）。 二、机械效率的概念 4. 下列说法正确的是（　　） A．机械效率越高的机械做功越快 B．机械效率越高的机械做功越多 C．功率越大的机械做功越快 D．功率越大的机械做功越多 5. 图显示的是甲、乙两机械的参数。甲、乙相比，甲的（　　） A．总功较大 B．有用功较小 C．额外功较大 D．机械效率较低 6. 小明用如图所示的动滑轮提水，已知空桶重40N，水重100N，小明拉绳子的拉力80N，使水桶在4s内匀速上升4m。（不计绳重和摩擦）则下列说法正确的是（    ） A．小明做的有用功功率是70W B．小明做的功是320J C．动滑轮的机械效率为87.5% D．动滑轮的机械效率为62.5% 7. 用滑轮组提高重物，下述几种方法中能够提高机械效率的是（　　） A．改变绳子的缠绕方法 B．增加重物提升高度 C．增加动滑轮质量 D．增加重物质量 8. 如图甲和乙所示为研究定滑轮和动滑轮特点的装置和实验操作；实验证明：使用定滑轮可以 ；使用动滑轮可以省力，但不改变力的方向；分析可知 的机械效率较高。 9. 小华是马拉松运动爱好者，每天都会进行跑步锻炼。他查阅资料发现：跑步的能量消耗主要来自身体的上下起伏过程中，克服重力所做的功。如图（a）所示是小华跑步时的重心位置变化h=5cm，其所受重力为420N。 （1）如图（b）所示是小华用跑步软件记录自己跑步的情况，求整个过程中，小华克服重力做的功。 （2）小华还注意到软件给出了人体消耗总能量的预估值，这里的1千卡=4.2×103焦。求小华在跑步过程中的效率。 三、计算滑轮的机械效率 10．建筑工地上用滑轮匀速吊起建筑材料，如图所示，图中的滑轮是 （选填“动滑轮”或“定滑轮”），若建筑材料所受的重力为90N，在60N拉力的作用下上升了2米，此过程中，拉力所做的有用功为 J，机械效率为 %。 11．如图所示，旗手利用旗杆顶部的定滑轮可以将重为30N的旗帜匀速竖直上升10m高，在此过程中，所做的额外功为50J。求： （1）需要做的有用功W有用。 （2）机械效率η。 （3）旗手对绳子的拉力F。 12．如图所示，用力F沿水平方向拉动物体，物体做匀速直线运动。已知物体受到的重力为40N，与水平面间的滑动摩擦力为20N，绳子的拉力F为12N。求： （1）若绳子自由端在拉力F的作用下10s内通过距离为6m。计算10s内拉力F做的功W和功率P； （2）求该过程的机械效率η。 13. 工人驾驶叉车，将货物A在2s内匀速提升了2m，如图所示。已知提升过程中，叉车工作时的功率为5kW，机械效率为60%。 （1）求提升货物过程中叉车对货物A做的功W。 （2）求货物A所受重力G。 四、计算斜面的机械效率 14．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% 15. 如图所示，斜面高为1m，长为2m，工人用600N沿斜面方向的力将重为900N的箱子匀速推到车上，在这个过程中工人推力做的功是 焦，箱子与斜面之间的摩擦力是 牛。若人推箱子的力的方向改为水平向右，要将箱子匀速推到车上，工人做的功会 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 16. 如图所示，利用动滑轮提升一个物块时，其机械效率为60%；提升两个相同物块时，机械效率为70%；则提升三个相同物块时，机械效率可能为（　　） A．75% B．80% C．85% D．90% 17. 假期的校园里有多个工程动工，图中工人老张利用重10N的滑轮，拉动绳索吊起建材。 （1）该滑轮属于（　　） A．定滑轮 B．动滑轮 （2）老张用100N的拉力拉动绳索，在15s内建材被匀速竖直提升了6m，不计绳重及摩擦，求老张拉力做功的功率P ； （3）（论证）随后老张继续用相同的力使用该滑轮匀速提升了建材10m，比较两次提升过程中滑轮的机械效率和的大小关系，并说明理由 。 18. 如图所示，斜面长s=5m，高h=3m，用沿斜面方向大小为75N的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B。求： （1）运动过程中物体克服摩擦力做的功； （2）斜面的机械效率。 19．小明同学想要利用滑轮将三只相同的箱子A、B和C从地面搬运至10米高的三楼楼面，已知每个箱子的质量为50千克，滑轮的重为30牛，所用绳子的重和摩擦忽略不计，小明的体重为800牛。小明同学设计的搬运方案如图所示。 （1）你认为小明同学设计的方案是否可行？理由是什么？ （2）请你帮他俩利用这些器材再设计两个可行的方案，将三只箱子搬运至三楼楼面； （3）针对你所设计的方案，求：搬运三个箱子所要做的总功W总为多少焦？并将这两个方案进行优劣比较。 20. 小宝发现使用动滑轮竖直向上匀速提升重物时，有时可以省力，有时不能省力。为了探究上述问题，他重新进行了实验（如图所示），分别测量了滑轮的重力驰、重物的重力和拉力F，并将相关数据记录在下表中。 表1 实验序号 1 1.0 1.5 2 2.0 2.0 3 4.0 3.0 表2 实验序号 4 2.0 3.0 5 4.0 4.0 6 6.0 5.0 （1）分析表1和表2中的数据可知：在不能忽略滑轮所受重力的情况下，使用动滑轮竖直向上匀速提升重物时，“省力”的条件是 ； （2）在不能忽略滑轮所受重力的情况下，总结使用动滑轮匀速提升重物时，所需拉力F与滑轮的重力G轮和重物的重力G物之间关系的表达式： ； （3）计算实验序号6，匀速提升重物的机械效率η。 21．（2026·崇明·一模）《天工开物·作咸》中记录了井盐的生产过程。如图所示为古人从井中汲卤的示意图。 （1）架子上端的M属于___________。 A．定滑轮 B．动滑轮 （2）若盐卤重，桶重，工人用力将桶和盐卤匀速提升。在此过程中，提升盐卤做的有用功为 ，该装置的机械效率为 。不计绳重和摩擦。 22．（2026·徐汇·一模）如图（a）所示，用竖直向上的拉力F，通过滑轮匀速提起重为20N的物体M。 （1）（作图）在图（b）中，用力的示意图画出物体M受到的拉力F拉； （2）图（a）中的滑轮可以看作 杠杆，若不计摩擦和滑轮重力，力F的大小为 N，物体M所受合力的大小为 N； （3）若不计摩擦，物体M被竖直提升1m过程中，拉力F做的总功为25J，求该过程中滑轮提升物体M所做的有用功W有和滑轮的机械效率η。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $