压轴02 功和功率、机械效率（压轴题专练）（安徽专用）2026年中考物理终极冲刺讲练测

压轴02 功和功率、机械效率3大核心考向 命题预测 题型固定：以计算题、综合实验题为主，选择填空侧重基础辨析，压轴题分值稳定在6——9 分。 考向聚焦：功与功率计算、滑轮组机械效率、斜面机械效率、机械效率综合变化分析为高频压轴方向。 情景创新：结合滑轮组、起重机、电梯、斜面等生活或工程装置，强调受力分析、有用功和总功区分、公式联立。 难度梯度：基础计算→机械效率定性分析→多状态、多装置综合计算，是区分高分段的核心题型。 高频考法 1．功和功率：W=Fs、、P=Fv 的直接与综合计算 2．机械效率：，区分有用功、额外功、总功 3．滑轮组：绕线、绳子段数 n、拉力 F、速度、功率、效率联动 4．综合压轴：滑轮组+浮力、压强、密度结合，多过程效率变化 知识·技法·思维 一、核心知识点清单 （一）功 公式：W=Fs（其中W表示功，单位为焦耳（J）；F表示作用在物体上的力，单位为牛顿（N）；s表示物体沿力的方向移动的距离，单位为米（m））。 条件：做功的两个必要因素，一是作用在物体上的力，二是物体沿力的方向移动的距离，二者缺一不可，若力的方向与移动距离垂直，则不做功。 单位：焦耳（J），1J = 1N·m，即1牛顿的力使物体沿力的方向移动1米所做的功为1焦耳。 （二）功率 定义式：（其中 P 表示功率，单位为瓦特（W）；W 表示所做的功，单位为焦耳（J）；t 表示做功所用的时间，单位为秒（s）），反映物体做功的快慢。 推导式：P=Fv（适用于物体做匀速直线运动的情景，其中 F 表示作用在物体上的力，单位为N；v 表示物体运动的速度，单位为m/s），可快速求解匀速运动时的功率。 单位：瓦特（W），常用单位还有千瓦（kW），1kW = 1000W，功率越大，说明物体做功越快，与做功的多少无关。 （三）机械效率 定义：有用功与总功的比值，公式为×100%，用于反映机械性能的好坏，效率越高，机械的有用功占比越高，性能越好。 总功：动力对机械所做的功，等于有用功与额外功之和，即W总 = W有用 + W额外，是机械实际消耗的总能量。 特点：由于额外功不可避免（如克服摩擦、动滑轮重力做功等），所以有用功一定小于总功，因此η<1，机械效率无单位，常用百分数表示，取值范围为0<η<100%。 （四）滑轮组核心 拉力：不计绳重和摩擦时，拉力大小等于物重与动滑轮重力之和的n分之一，即（n 为承担物重的绳子段数）；若考虑摩擦，拉力需大于该值。 绳端距离：绳端移动的距离等于物体上升高度的n倍，即s=nh（h为物体上升的高度，单位为m），与滑轮组的绕线方式相关。 绳端速度：绳端移动的速度等于物体上升速度的n倍，即v绳 = nv物，反映了滑轮组的省力与费距离的特点。 效率：不计绳重和摩擦时，机械效率等于物重与物重、动滑轮重力之和的比值，即，此时效率与绳子段数n无关，只与物重和动滑轮重有关。竖直方向；水平方向。 二、解题技法 先定 n：解决滑轮组相关问题时，首先准确数出承担物重的绳子段数n，数法技巧：从动滑轮上端的挂钩开始数，绕过动滑轮的绳子算一段，绕过定滑轮的绳子不算，最终数出的段数即为n。 三功分清：这是解决机械效率问题的核心，避免因混淆三功导致解题错误： 有用功：对我们有用的功，即达到实验或使用目的所做的功，如提升物体时，对目的物体做的功（提升物体：W有用=Gh）；水平拉动物体时，有用功为克服物体摩擦力做的功。 额外功：对我们无用但不得不做的功，主要包括克服动滑轮重力、克服绳子与滑轮间的摩擦、克服容器自重所做的功，额外功是影响机械效率的主要因素。 总功：动力（拉力）对机械所做的总功，等于有用功与额外功之和，计算式为拉力或动力做的功 W总=Fs（F 为拉力，s 为绳端移动的距离）。 匀速优先用 P=Fv：当题目中给出物体做匀速直线运动，且已知力F和速度v时，优先使用推导式P=Fv计算功率，无需先计算功和时间，可快速简化计算过程，提高解题效率。 效率只与物重和动滑轮重有关：在不计绳重和摩擦的理想情况下，机械效率仅由物重G和动滑轮重G动决定，物重越重、动滑轮越轻，机械效率越高；与绳子段数n、提升速度、提升高度无关，可据此快速判断效率的变化。 三、思维模板 审题→找n或找运动状态→分清三功→选公式→代入数据→统一单位→验结果。具体解题步骤：先仔细审题，明确题目情景（如滑轮组、斜面）、已知条件和所求问题；再根据情景找出滑轮组的绳子段数n，或判断物体的运动状态（匀速或变速）；接着准确区分有用功、额外功、总功，明确各功的计算方法；然后根据已知条件和所求量，选取合适的公式（优先选用简便公式）；代入数据进行计算时，务必注意单位统一（如距离单位换算为m，时间换算为s）；最后验算单位是否正确、计算结果是否合理，确保解题准确无误。 典例·靶向·突破 题型01 功和功率基础计算 1．【结合实际情景考查功和功率的综合计算】（2026·安徽阜阳·一模）某次建筑施工中，起重机将质量为2t的构件竖直匀速提升至25m高的楼层，用时50s。求：（取） （1）构件上升的速度； （2）起重机对构件做功的功率。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）构件上升的速度为 （2）构件的质量为 构件的重力为 构件竖直匀速上升，拉力与重力是一对平衡力，因此起重机对构件的拉力 起重机对构件做功为 起重机对构件做功的功率为 题型02 滑轮组机械效率计算 2．【斜面与定滑轮组合机械效率综合计算】（2026·安徽合肥·一模）在某次建筑施工过程中，工人需要将重为420N的材料箱M运到10m高的水平台上，现用斜面和滑轮搭建了如图所示的装置。已知斜面长为16m，工人在绳子的末端施加的拉力大小恒为300N，材料箱在绳子拉力作用下由斜面底端匀速运动至顶端用时2min，此过程中，不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦且拉材料箱的绳子始终与斜面平行，同时忽略材料箱的体积大小。求： （1）工人所施加的拉力做功的功率； （2）上述过程中，该装置的机械效率（计算结果用百分数表示）。 【答案】（1）40W；（2） 【详解】（1）图中均为定滑轮，不改变力的大小，则工人拉力所做的功为 运动时间 则工人所施加的拉力做功的功率为 （2）提升材料箱做的有用功为 则装置的机械效率 题型03 功、功率、效率综合压轴 3．【滑轮组机械效率与功率综合计算】（2026·安徽阜阳·一模）如图所示，小华用滑轮组将小亮匀速提升。已知小亮质量（含座椅）为50kg，小华用F=200N的拉力在30s内将小亮提升2m，求：（g取10N/ kg） （1）拉力F做功的功率； （2）该滑轮组的机械效率。（百分号前保留一位小数） 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）由图可知，滑轮组承担物重的绳子段数，绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 根据功率公式计算拉力功率 （2）先计算小亮（含座椅）的重力 再计算提升物体的有用功 根据机械效率公式计算 一、填空题 1．（2026·安徽芜湖·一模）斜面是人们为了省力而设计的一种简单机械，某斜面高为1m，长为2m，用100N沿平行于斜面方向的力将重150N的箱子从斜面底端匀速缓慢推到顶端，则箱子在移动过程中所受到斜面的摩擦力是________N。 【答案】25 【详解】已知斜面高，斜面长，推力，物重。由得总功 根据有用功公式，可得 由 可得 额外功全部用于克服摩擦力做功，即，变形得摩擦力 2．（2026·安徽芜湖·一模）某单缸柴油机的转速为1800r/min，做功冲程推动活塞一次做功1500J，这台柴油机每秒做功________J。 【答案】 【详解】飞轮转速为1800r/min，因为一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，所以该柴油机1min对外做功900次，每秒对外做功15次，每秒做功为 3．（2026·安徽淮北·模拟预测）如图所示为小理用迷你电动机制成的升降机模型。用它提升重为10N的物体，当电源电压为12V时，闭合开关，电动机正常工作，电流表示数为0.3A，电动机同时以0.3m/s的速度匀速提升物体，电动机正常工作时的效率是_________（保留到小数点后一位）。 【答案】83.3% 【详解】根据电功率公式得电动机的输入功率 物体匀速上升，电动机对物体的拉力等于物体重力，输出功率（机械功率） 效率。 4．（2026·安徽马鞍山·三模）如图所示，物体A在拉力F的作用下以3.6km/h的速度匀速上升，弹簧测力计的示数为5N，动滑轮的自重为2N，则拉力做功的功率为______W。（不计绳重及摩擦） 【答案】6 【详解】弹簧测力计的示数为5N，则绳子对A的拉力的大小也为5N；如图，不计绳重及摩擦，拉力F的大小为 由两段绳子拉着动滑轮，物体A在拉力F的作用下以3.6km/h的速度匀速上升，则绳端移动的速度为 拉力的功率为 5．（2026·安徽滁州·一模）为了将重为的物体A水平向右匀速拉动1m，小聪和小明分别采用如下方法：小聪直接对A施加水平向右的拉力；小明利用滑轮组，拉细线的力为；用滑轮组拉动物体的过程中，滑轮组的机械效率为_____。 【答案】60% 【详解】小明使用滑轮组做的有用功与小聪直接拉动物体做的功相等，因此有用功 由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数，绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 滑轮组的机械效率 二、单选题 6．（2026·安徽阜阳·一模）如图甲所示，放在水平地面上的物体受到水平向右拉力F的作用，拉力随时间变化关系如图乙所示，物体运动速度随时间变化关系如图丙所示。下列判断正确的是（　　） A．0~3s物体受到的摩擦力大小为0N B．3~6s物体做匀速直线运动 C．3~6s物体受到的摩擦力大小为6N D．6~9s物体运动时做功的功率为4W 【答案】D 【详解】A．由乙图和丙图可知，0~3s物体处于静止状态，受力平衡，摩擦力与拉力的大小相等即为2N，故A错误； BC．3∼6s物体在做加速直线运动，此时物体受到的拉力大于摩擦力，摩擦力的大小仍与匀速运动时滑动摩擦力大小相等为4N，故BC错误； D．6∼9s物体做匀速直线运动，拉力做功的功率，故D正确。 故选D。 7．（2026·安徽合肥·二模）图甲是《墨经》中记载的我国古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效图。若利用此“车梯”使50kg的重物在10s内沿直线匀速竖直上升2m，所用的拉力为200N，则此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．使用“车梯”时做的有用功为1600J B．使用“车梯”时人做功的功率为100W C．使用“车梯”时人拉绳的速度为1m/s D．“车梯”的机械效率为62.5% 【答案】D 【详解】A．使用“车梯”时做的有用功为，故A错误； B．由图乙可知，绳子承重段数n=4，绳子自由端移动的距离为 使用“车梯”时人做功（拉力做的总功）为 做功的功率为，故B错误； C．根据可得，使用“车梯”时人拉绳的速度为，故C错误； D．“车梯”的机械效率，故D正确。 故选D。 8．（2026·安徽合肥·一模）小明同学在劳动实践基地用如图所示滑轮组将重力为400N的物体匀速提升12m，用时1min。图中所示动滑轮重力为100N，小明重力为600N，（空气阻力、摩擦力及绳重不计）该过程中下列说法正确的是（　　） A．小明对绳子的拉力为500N B．物体上升速度为0.4m/s C．小明对地面压力为600N D．该滑轮组机械效率为80% 【答案】D 【详解】A．物体重力，动滑轮重力，且空气阻力、摩擦及绳重不计。 小明对绳子的拉力 故A错误； B．物体上升高度，用时 则物体上升的速度 故B错误； C．小明受到重力，绳子对他的拉力 小明对地面的压力 故C错误； D．有用功 总功 机械效率 故D正确。 故选D。 9．（2026·安徽六安·三模）如图是塔吊吊起重物的情景，某次吊起重为N的物体，电动机的拉力为N，物体上升了5m。下列分析正确的是（   ） A．拉力做的总功为J B．拉力做的额外功为J C．塔吊的机械效率为87.5% D．可以通过增加动滑轮个数的方法提高塔吊的机械效率 【答案】B 【详解】A．由图可知，滑轮组绳子的股数，拉力做的总功，故A错误； B．拉力做的有用功 拉力做的额外功，故B正确； C．塔吊的机械效率，故C错误； D．增加动滑轮个数会使额外功增加，降低塔吊的机械效率，故D错误。 故选B。 三、实验题 10．（2026·安徽阜阳·一模）用如图所示的装置探究“斜面机械效率与哪些因素有关”，实验记录如下表所示： 实验次序 物体种类 物重G/N 斜面高h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/m 机械效率η 1 木块 4 0.15 1.1 0.90 60.6% 2 木块 4 0.3 1.1 1.8 60.6% 3 小车 4 0.15 0.8 0.90 83.3% 4 小车 4 0.3 0.8 1.8 83.3% （1）第1次实验中，木块所受摩擦力约为___________N（结果保留两位小数）； （2）根据测算的实验数据，可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，___________越小，机械效率越大。 【答案】（1）0.43；（2）摩擦力 【详解】（1）使用斜面时，总功，有用功，额外功是克服摩擦力做的功，即 代入第1次实验数据可得，有用功 总功 额外功 摩擦力 （2）对比实验1和3（或实验2和4）可知，物重、斜面倾斜程度都相同，木块滑动摩擦力更大，机械效率更低；小车滚动摩擦力更小，机械效率更高，因此可得结论：斜面倾斜程度相同时，摩擦力越小，机械效率越大。 四、计算题 11．（2026·安徽淮北·一模）如图所示，将物体以的速度从A点匀速拉到B点的过程中，的功率，。求： （1）的大小； （2）滑轮组的机械效率。（结果精确到0.1%） 【答案】（1）50N；（2）83.3% 【详解】（1）已知物体匀速运动的速度为1m/s，拉力F甲的功率P甲=50W，根据功率公式 可得作用在物体上的拉力 （2）该滑轮组用于水平拉动物体，有用功是克服物体与地面间的摩擦力做功；与动滑轮相连的绳子段数n=3，拉力F乙作用在绳子自由端，其移动速度v乙与物体移动速度v的关系为v乙=nv=3×1m/s=3m/s 由于有用功是指克服摩擦力所做的功，其功率P有用等于拉力F甲对物体做功的功率，即P有用 =P甲= 50W 总功是指拉力F乙所做的功，其功率P总=F乙v乙=20N×3m/s=60W 则滑轮组的机械效率 12．（2026·安徽阜阳·二模）如图甲所示的龙门吊是一种门式起重机，主要由主梁和支架构成，可以提升和平移重物，图乙是其工作示意图，g取10 N/ kg。求： （1）龙门吊将重物从地面提升至9m高处，用时6min，重物移动的平均速度； （2）龙门吊用 的拉力将重物从地面提升至9m高处后，再水平向左移动6m到工作台，整个过程拉力对重物做的功； （3）已知重物的重力为G重，主梁总长为L，主梁与单个支架的接触面积为S，主梁重力忽略不计，重物由主梁最右侧向左侧移动，当移动的距离为时，右支架对主梁压强p的表达式（用所给字母表示）。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）将重物从地面提升至9m高处，用时6min，则重物移动的平均速度 （2）水平方向移动时拉力对重物没有做功，则整个过程中拉力对重物做功 （3）重物由主梁最右端向左移动，以主梁左端点为支点，右支架对主梁的支持力F为动力，重物对主梁的拉力为阻力，大小等于重物的重力G重，动力臂为整个主梁的长度，阻力臂为，根据杠杆平衡条件得 解得右支架对主梁的支持力为 右支架对主梁的压强 13．（2026·安徽安庆·三模）如图所示，一台小型液压起重吊车正在起吊货物，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动，OA长为1m，假设伸缩撑杆对吊臂的支持力始终垂直于吊臂。起重吊车的重力为，吊起的货物质量为。 （1）起重吊车吊起货物在如图所示位置静止时，伸缩撑杆对吊臂的支持力为，不计摩擦，求吊臂自身所受的重力；（假设吊臂的重心在吊臂中心位置） （2）起重吊车匀速将货物吊起3m的过程中，吊臂对货物做功的效率是多少？ 【答案】（1）；（2）83.3% 【详解】（1）货物的重力 吊臂可以看作一个以O点为支点的杠杆。根据杠杆平衡条件可得 支持力 其力臂 货物重力的力臂 吊臂重力的作用点在吊臂的中心，因此其力臂 代入数据可得 解得 （2）有用功 吊臂重心升高的距离 额外功 总功 吊臂对货物做功的效率 14．（2026·安徽·一模）如图甲所示，斜面长s，高h，重为G的物块在倾角为的斜面上能匀速下滑，若不计空气阻力。在图乙中，用一个沿斜面向上的力F拉物体，把物体从相同斜面底端沿着斜面匀速拉至顶端，忽略物体大小的影响，整个过程中斜面相对地面处于静止状态。 （1）在甲图中画出物体受到的摩擦力f和物体受到其它力的合力的示意图，并简要说明f，大小和方向关系。 （2）如图乙所示，把物体从底端沿着斜面匀速拉至顶端，请推导并证明， （3）若斜面长s=5m，高h=3m，重为G=10N，求甲图中物体受摩擦力大小是多少？ 【答案】（1）；物体受到其它力的合力F合与摩擦力f大小相等、方向相反。（2）见解析；（3）6N 【详解】（1）物体在斜面上匀速下滑时，受到平衡力的作用，此时物块受到平行于斜面向上的摩擦力f，根据二力平衡条件可知，物体受到其它力的合力F合与摩擦力f大小相等、方向相反，所以物体受到其它力的合力F合平行于斜面向下，受力示意图如图所示： （2）图乙中，把物体从底端沿着斜面匀速拉至顶端时，总功为，有用功为，额外功为，根据可得 由数学知识可得 则有 化简可得。 （3）若斜面长s=5m，高h=3m，则 甲图中物体在斜面上匀速下滑时，动能不变，减小的重力势能转化为内能，则重力做的功等于物体克服摩擦力做的功，可得，所以物体受到的摩擦力。 15．（2026·安徽芜湖·模拟预测）用如图所示的装置，在绳端用的拉力F将重的物体，沿长，高的斜面，从底端匀速拉到顶端，用时。求： （1）拉力F移动的速度； （2）拉力的功率； （3）该装置的机械效率。 【答案】（1）2m/s；（2）10W；（3）80% 【详解】解：（1）绳端移动的距离s1=2s=2×5m=10m 拉力F移动的速度 （2）拉力做的总功W总=Fs1=5N×10m=50J 拉力的功率 （3）拉动物体做的有用功W有用=Gh=20N×2m=40J 该装置的机械效率 16．（2026·安徽蚌埠·一模）如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为G的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向匀速直线运动了1m，物体在运动时受到地面的摩擦力为200N，由绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦而产生的额外功为40J。求： （1）工人师傅拉力的功率； （2）动滑轮的重力。 【答案】（1）60W；（2）60N 【详解】（1）由图可知，连接动滑轮的有效绳子段数，则绳子自由端移动的距离 已知物体运动速度，可得物体运动的时间 已知拉力，拉力做的总功 拉力的功率 （2）水平拉动物体时，克服摩擦力做的功为有用功，已知摩擦力，则有用功 总功等于有用功与所有额外功之和，已知绳重及摩擦产生的额外功，则克服动滑轮重力做的额外功 动滑轮移动距离等于物体移动距离，因此动滑轮的重力 17．（2026·安徽阜阳·一模）如图所示的滑轮组，悬挂的重物。用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子自由端，弹簧测力计的示数为50N，重物以0.1m/s的速度匀速上升。 （1）求拉力做功的功率； （2）若此次重物上升过程中动滑轮恰好转过1圈，动滑轮周边凹槽的周长，求滑轮组做的有用功； （3）第（2）问中滑轮组的机械效率。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）如图，绳子段数为，绳子自由端移动的速度 拉力做功的功率 （2）与定滑轮连接的两股绳子减少的长度就是动滑轮转过一周的周长，所以物体上升的高度 滑轮组做的有用功 （3）绳子自由端上升的距离 滑轮组做的总功 滑轮组的机械效率 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 压轴02 功和功率、机械效率3大核心考向 命题预测 题型固定：以计算题、综合实验题为主，选择填空侧重基础辨析，压轴题分值稳定在6——9 分。 考向聚焦：功与功率计算、滑轮组机械效率、斜面机械效率、机械效率综合变化分析为高频压轴方向。 情景创新：结合滑轮组、起重机、电梯、斜面等生活或工程装置，强调受力分析、有用功和总功区分、公式联立。 难度梯度：基础计算→机械效率定性分析→多状态、多装置综合计算，是区分高分段的核心题型。 高频考法 1．功和功率：W=Fs、、P=Fv 的直接与综合计算 2．机械效率：，区分有用功、额外功、总功 3．滑轮组：绕线、绳子段数 n、拉力 F、速度、功率、效率联动 4．综合压轴：滑轮组+浮力、压强、密度结合，多过程效率变化 知识·技法·思维 一、核心知识点清单 （一）功 公式：W=Fs（其中W表示功，单位为焦耳（J）；F表示作用在物体上的力，单位为牛顿（N）；s表示物体沿力的方向移动的距离，单位为米（m））。 条件：做功的两个必要因素，一是作用在物体上的力，二是物体沿力的方向移动的距离，二者缺一不可，若力的方向与移动距离垂直，则不做功。 单位：焦耳（J），1J = 1N·m，即1牛顿的力使物体沿力的方向移动1米所做的功为1焦耳。 （二）功率 定义式：（其中 P 表示功率，单位为瓦特（W）；W 表示所做的功，单位为焦耳（J）；t 表示做功所用的时间，单位为秒（s）），反映物体做功的快慢。 推导式：P=Fv（适用于物体做匀速直线运动的情景，其中 F 表示作用在物体上的力，单位为N；v 表示物体运动的速度，单位为m/s），可快速求解匀速运动时的功率。 单位：瓦特（W），常用单位还有千瓦（kW），1kW = 1000W，功率越大，说明物体做功越快，与做功的多少无关。 （三）机械效率 定义：有用功与总功的比值，公式为×100%，用于反映机械性能的好坏，效率越高，机械的有用功占比越高，性能越好。 总功：动力对机械所做的功，等于有用功与额外功之和，即W总 = W有用 + W额外，是机械实际消耗的总能量。 特点：由于额外功不可避免（如克服摩擦、动滑轮重力做功等），所以有用功一定小于总功，因此η<1，机械效率无单位，常用百分数表示，取值范围为0<η<100%。 （四）滑轮组核心 拉力：不计绳重和摩擦时，拉力大小等于物重与动滑轮重力之和的n分之一，即（n 为承担物重的绳子段数）；若考虑摩擦，拉力需大于该值。 绳端距离：绳端移动的距离等于物体上升高度的n倍，即s=nh（h为物体上升的高度，单位为m），与滑轮组的绕线方式相关。 绳端速度：绳端移动的速度等于物体上升速度的n倍，即v绳 = nv物，反映了滑轮组的省力与费距离的特点。 效率：不计绳重和摩擦时，机械效率等于物重与物重、动滑轮重力之和的比值，即，此时效率与绳子段数n无关，只与物重和动滑轮重有关。竖直方向；水平方向。 二、解题技法 先定 n：解决滑轮组相关问题时，首先准确数出承担物重的绳子段数n，数法技巧：从动滑轮上端的挂钩开始数，绕过动滑轮的绳子算一段，绕过定滑轮的绳子不算，最终数出的段数即为n。 三功分清：这是解决机械效率问题的核心，避免因混淆三功导致解题错误： 有用功：对我们有用的功，即达到实验或使用目的所做的功，如提升物体时，对目的物体做的功（提升物体：W有用=Gh）；水平拉动物体时，有用功为克服物体摩擦力做的功。 额外功：对我们无用但不得不做的功，主要包括克服动滑轮重力、克服绳子与滑轮间的摩擦、克服容器自重所做的功，额外功是影响机械效率的主要因素。 总功：动力（拉力）对机械所做的总功，等于有用功与额外功之和，计算式为拉力或动力做的功 W总=Fs（F 为拉力，s 为绳端移动的距离）。 匀速优先用 P=Fv：当题目中给出物体做匀速直线运动，且已知力F和速度v时，优先使用推导式P=Fv计算功率，无需先计算功和时间，可快速简化计算过程，提高解题效率。 效率只与物重和动滑轮重有关：在不计绳重和摩擦的理想情况下，机械效率仅由物重G和动滑轮重G动决定，物重越重、动滑轮越轻，机械效率越高；与绳子段数n、提升速度、提升高度无关，可据此快速判断效率的变化。 三、思维模板 审题→找n或找运动状态→分清三功→选公式→代入数据→统一单位→验结果。具体解题步骤：先仔细审题，明确题目情景（如滑轮组、斜面）、已知条件和所求问题；再根据情景找出滑轮组的绳子段数n，或判断物体的运动状态（匀速或变速）；接着准确区分有用功、额外功、总功，明确各功的计算方法；然后根据已知条件和所求量，选取合适的公式（优先选用简便公式）；代入数据进行计算时，务必注意单位统一（如距离单位换算为m，时间换算为s）；最后验算单位是否正确、计算结果是否合理，确保解题准确无误。 典例·靶向·突破 题型01 功和功率基础计算 1．【结合实际情景考查功和功率的综合计算】（2026·安徽阜阳·一模）某次建筑施工中，起重机将质量为2t的构件竖直匀速提升至25m高的楼层，用时50s。求：（取） （1）构件上升的速度； （2）起重机对构件做功的功率。 题型02 滑轮组机械效率计算 2．【斜面与定滑轮组合机械效率综合计算】（2026·安徽合肥·一模）在某次建筑施工过程中，工人需要将重为420N的材料箱M运到10m高的水平台上，现用斜面和滑轮搭建了如图所示的装置。已知斜面长为16m，工人在绳子的末端施加的拉力大小恒为300N，材料箱在绳子拉力作用下由斜面底端匀速运动至顶端用时2min，此过程中，不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦且拉材料箱的绳子始终与斜面平行，同时忽略材料箱的体积大小。求： （1）工人所施加的拉力做功的功率； （2）上述过程中，该装置的机械效率（计算结果用百分数表示）。 题型03 功、功率、效率综合压轴 3．【滑轮组机械效率与功率综合计算】（2026·安徽阜阳·一模）如图所示，小华用滑轮组将小亮匀速提升。已知小亮质量（含座椅）为50kg，小华用F=200N的拉力在30s内将小亮提升2m，求：（g取10N/ kg） （1）拉力F做功的功率； （2）该滑轮组的机械效率。（百分号前保留一位小数） 一、填空题 1．（2026·安徽芜湖·一模）斜面是人们为了省力而设计的一种简单机械，某斜面高为1m，长为2m，用100N沿平行于斜面方向的力将重150N的箱子从斜面底端匀速缓慢推到顶端，则箱子在移动过程中所受到斜面的摩擦力是________N。 2．（2026·安徽芜湖·一模）某单缸柴油机的转速为1800r/min，做功冲程推动活塞一次做功1500J，这台柴油机每秒做功________J。 3．（2026·安徽淮北·模拟预测）如图所示为小理用迷你电动机制成的升降机模型。用它提升重为10N的物体，当电源电压为12V时，闭合开关，电动机正常工作，电流表示数为0.3A，电动机同时以0.3m/s的速度匀速提升物体，电动机正常工作时的效率是_________（保留到小数点后一位）。 4．（2026·安徽马鞍山·三模）如图所示，物体A在拉力F的作用下以3.6km/h的速度匀速上升，弹簧测力计的示数为5N，动滑轮的自重为2N，则拉力做功的功率为______W。（不计绳重及摩擦） 5．（2026·安徽滁州·一模）为了将重为的物体A水平向右匀速拉动1m，小聪和小明分别采用如下方法：小聪直接对A施加水平向右的拉力；小明利用滑轮组，拉细线的力为；用滑轮组拉动物体的过程中，滑轮组的机械效率为_____。 二、单选题 6．（2026·安徽阜阳·一模）如图甲所示，放在水平地面上的物体受到水平向右拉力F的作用，拉力随时间变化关系如图乙所示，物体运动速度随时间变化关系如图丙所示。下列判断正确的是（　　） A．0~3s物体受到的摩擦力大小为0N B．3~6s物体做匀速直线运动 C．3~6s物体受到的摩擦力大小为6N D．6~9s物体运动时做功的功率为4W 7．（2026·安徽合肥·二模）图甲是《墨经》中记载的我国古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效图。若利用此“车梯”使50kg的重物在10s内沿直线匀速竖直上升2m，所用的拉力为200N，则此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．使用“车梯”时做的有用功为1600J B．使用“车梯”时人做功的功率为100W C．使用“车梯”时人拉绳的速度为1m/s D．“车梯”的机械效率为62.5% 8．（2026·安徽合肥·一模）小明同学在劳动实践基地用如图所示滑轮组将重力为400N的物体匀速提升12m，用时1min。图中所示动滑轮重力为100N，小明重力为600N，（空气阻力、摩擦力及绳重不计）该过程中下列说法正确的是（　　） A．小明对绳子的拉力为500N B．物体上升速度为0.4m/s C．小明对地面压力为600N D．该滑轮组机械效率为80% 9．（2026·安徽六安·三模）如图是塔吊吊起重物的情景，某次吊起重为N的物体，电动机的拉力为N，物体上升了5m。下列分析正确的是（   ） A．拉力做的总功为J B．拉力做的额外功为J C．塔吊的机械效率为87.5% D．可以通过增加动滑轮个数的方法提高塔吊的机械效率 三、实验题 10．（2026·安徽阜阳·一模）用如图所示的装置探究“斜面机械效率与哪些因素有关”，实验记录如下表所示： 实验次序 物体种类 物重G/N 斜面高h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/m 机械效率η 1 木块 4 0.15 1.1 0.90 60.6% 2 木块 4 0.3 1.1 1.8 60.6% 3 小车 4 0.15 0.8 0.90 83.3% 4 小车 4 0.3 0.8 1.8 83.3% （1）第1次实验中，木块所受摩擦力约为___________N（结果保留两位小数）； （2）根据测算的实验数据，可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，___________越小，机械效率越大。 四、计算题 11．（2026·安徽淮北·一模）如图所示，将物体以的速度从A点匀速拉到B点的过程中，的功率，。求： （1）的大小； （2）滑轮组的机械效率。（结果精确到0.1%） 12．（2026·安徽阜阳·二模）如图甲所示的龙门吊是一种门式起重机，主要由主梁和支架构成，可以提升和平移重物，图乙是其工作示意图，g取10 N/ kg。求： （1）龙门吊将重物从地面提升至9m高处，用时6min，重物移动的平均速度； （2）龙门吊用 的拉力将重物从地面提升至9m高处后，再水平向左移动6m到工作台，整个过程拉力对重物做的功； （3）已知重物的重力为G重，主梁总长为L，主梁与单个支架的接触面积为S，主梁重力忽略不计，重物由主梁最右侧向左侧移动，当移动的距离为时，右支架对主梁压强p的表达式（用所给字母表示）。 13．（2026·安徽安庆·三模）如图所示，一台小型液压起重吊车正在起吊货物，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动，OA长为1m，假设伸缩撑杆对吊臂的支持力始终垂直于吊臂。起重吊车的重力为，吊起的货物质量为。 （1）起重吊车吊起货物在如图所示位置静止时，伸缩撑杆对吊臂的支持力为，不计摩擦，求吊臂自身所受的重力；（假设吊臂的重心在吊臂中心位置） （2）起重吊车匀速将货物吊起3m的过程中，吊臂对货物做功的效率是多少？ 14．（2026·安徽·一模）如图甲所示，斜面长s，高h，重为G的物块在倾角为的斜面上能匀速下滑，若不计空气阻力。在图乙中，用一个沿斜面向上的力F拉物体，把物体从相同斜面底端沿着斜面匀速拉至顶端，忽略物体大小的影响，整个过程中斜面相对地面处于静止状态。 （1）在甲图中画出物体受到的摩擦力f和物体受到其它力的合力的示意图，并简要说明f，大小和方向关系。 （2）如图乙所示，把物体从底端沿着斜面匀速拉至顶端，请推导并证明， （3）若斜面长s=5m，高h=3m，重为G=10N，求甲图中物体受摩擦力大小是多少？ 15．（2026·安徽芜湖·模拟预测）用如图所示的装置，在绳端用的拉力F将重的物体，沿长，高的斜面，从底端匀速拉到顶端，用时。求： （1）拉力F移动的速度； （2）拉力的功率； （3）该装置的机械效率。 16．（2026·安徽蚌埠·一模）如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为G的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向匀速直线运动了1m，物体在运动时受到地面的摩擦力为200N，由绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦而产生的额外功为40J。求： （1）工人师傅拉力的功率； （2）动滑轮的重力。 17．（2026·安徽阜阳·一模）如图所示的滑轮组，悬挂的重物。用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子自由端，弹簧测力计的示数为50N，重物以0.1m/s的速度匀速上升。 （1）求拉力做功的功率； （2）若此次重物上升过程中动滑轮恰好转过1圈，动滑轮周边凹槽的周长，求滑轮组做的有用功； （3）第（2）问中滑轮组的机械效率。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 压轴02 功和功率、机械效率3大核心考向 典例·靶向·突破 1．（1）；（2） 解：（1）构件上升的速度为 （2）构件的质量为 构件的重力为 构件竖直匀速上升，拉力与重力是一对平衡力，因此起重机对构件的拉力 起重机对构件做功为 起重机对构件做功的功率为 2．（1）40W；（2） 解：（1）图中均为定滑轮，不改变力的大小，则工人拉力所做的功为 运动时间 则工人所施加的拉力做功的功率为 （2）提升材料箱做的有用功为 则装置的机械效率 3．（1）；（2） 解：（1）由图可知，滑轮组承担物重的绳子段数，绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 根据功率公式计算拉力功率 （2）先计算小亮（含座椅）的重力 再计算提升物体的有用功 根据机械效率公式计算 一、填空题 1．25 2． 3．83.3% 4．6 5．60%　　　　 二、单选题 6．D 7．D 8．D 三、实验题 10．（1）0.43；（2）摩擦力 四、计算题 11．（1）50N；（2）83.3% 解：（1）已知物体匀速运动的速度为1m/s，拉力F甲的功率P甲=50W，根据功率公式 可得作用在物体上的拉力 （2）该滑轮组用于水平拉动物体，有用功是克服物体与地面间的摩擦力做功；与动滑轮相连的绳子段数n=3，拉力F乙作用在绳子自由端，其移动速度v乙与物体移动速度v的关系为v乙=nv=3×1m/s=3m/s 由于有用功是指克服摩擦力所做的功，其功率P有用等于拉力F甲对物体做功的功率，即P有用 =P甲= 50W 总功是指拉力F乙所做的功，其功率P总=F乙v乙=20N×3m/s=60W 则滑轮组的机械效率 12．（1）；（2）；（3） 解：（1）将重物从地面提升至9m高处，用时6min，则重物移动的平均速度 （2）水平方向移动时拉力对重物没有做功，则整个过程中拉力对重物做功 （3）重物由主梁最右端向左移动，以主梁左端点为支点，右支架对主梁的支持力F为动力，重物对主梁的拉力为阻力，大小等于重物的重力G重，动力臂为整个主梁的长度，阻力臂为，根据杠杆平衡条件得 解得右支架对主梁的支持力为 右支架对主梁的压强 13．（1）；（2）83.3% 解：（1）货物的重力 吊臂可以看作一个以O点为支点的杠杆。根据杠杆平衡条件可得 支持力 其力臂 货物重力的力臂 吊臂重力的作用点在吊臂的中心，因此其力臂 代入数据可得 解得 （2）有用功 吊臂重心升高的距离 额外功 总功 吊臂对货物做功的效率 14．（1）；物体受到其它力的合力F合与摩擦力f大小相等、方向相反。（2）见解析；（3）6N 解：（1）物体在斜面上匀速下滑时，受到平衡力的作用，此时物块受到平行于斜面向上的摩擦力f，根据二力平衡条件可知，物体受到其它力的合力F合与摩擦力f大小相等、方向相反，所以物体受到其它力的合力F合平行于斜面向下，受力示意图如图所示： （2）图乙中，把物体从底端沿着斜面匀速拉至顶端时，总功为，有用功为，额外功为，根据可得 由数学知识可得 则有 化简可得。 （3）若斜面长s=5m，高h=3m，则 甲图中物体在斜面上匀速下滑时，动能不变，减小的重力势能转化为内能，则重力做的功等于物体克服摩擦力做的功，可得，所以物体受到的摩擦力。 15．（1）2m/s；（2）10W；（3）80% 解：解：（1）绳端移动的距离s1=2s=2×5m=10m 拉力F移动的速度 （2）拉力做的总功W总=Fs1=5N×10m=50J 拉力的功率 （3）拉动物体做的有用功W有用=Gh=20N×2m=40J 该装置的机械效率 16．（1）60W；（2）60N 解：（1）由图可知，连接动滑轮的有效绳子段数，则绳子自由端移动的距离 已知物体运动速度，可得物体运动的时间 已知拉力，拉力做的总功 拉力的功率 （2）水平拉动物体时，克服摩擦力做的功为有用功，已知摩擦力，则有用功 总功等于有用功与所有额外功之和，已知绳重及摩擦产生的额外功，则克服动滑轮重力做的额外功 动滑轮移动距离等于物体移动距离，因此动滑轮的重力 17．（1）；（2）；（3） 解：（1）如图，绳子段数为，绳子自由端移动的速度 拉力做功的功率 （2）与定滑轮连接的两股绳子减少的长度就是动滑轮转过一周的周长，所以物体上升的高度 滑轮组做的有用功 （3）绳子自由端上升的距离 滑轮组做的总功 滑轮组的机械效率 / 学科网（北京）股份有限公司 $