11.3 机械效率 同步练习-2025-2026学年沪科版物理八年级全一册

**基本信息** 本分层作业通过基础概念辨析、综合计算应用及实验探究设计，实现机械效率知识从单一理解到核心素养的递进，适配新授课巩固与能力提升需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|机械效率概念及公式（如选择3、填空8）|以选择填空为主，强化物理观念| |综合应用|不同机械（滑轮组、斜面）效率计算（如选择4、填空10）|结合生活情境，培养科学思维| |探究拓展|实验探究影响因素及误差分析（如实验14、15）|通过数据处理，提升科学探究能力|

【核心素养】11.3 机械效率分层作业 1．如图显示的是甲、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 2．如图1，小明分别使用甲、乙两种机械匀速提升物体M（绳长不变），做功情况如图2，则（　　） A．甲的总功大于乙 B．甲的机械效率大于乙 C．甲提升M的高度小于乙 D．甲的机械效率等于乙 3．理解物理概念是学好物理的关键。下列关于功、功率和机械效率的说法，正确的是（　　） A．功率越大，做功就越快，机械效率也越大 B．做功所花时间越短，功率就越大 C．有用功一定，减小额外功，可以提高机械效率 D．机械效率越高的机械，表明它做的有用功越多 4．现用动滑轮、滑轮组分别将同一物体用相同的速度v匀速提升相同的高度，如图甲、乙所示，使用的动滑轮A和动滑轮B质量相等，忽略轮轴摩擦和绳的重力，图甲所示情景中绳子自由端拉力大小为F1、移动的距离为s1、速度大小为v1，机械效率为η1；图乙所示情景中绳子自由端拉力大小为F2、移动的距离为s2、速度大小为v2，机械效率为η2。下列判断正确的是（　　） A．F1＞F2 B．v1＞v2 C．s1＜s2 D．η1＝η2 5．如图所示，小明用桶把一些沙子运上三楼。在此过程中（　　） A．小明克服自身重力所做的功是总功 B．小明克服沙子重力所做的功是有用功 C．小明克服沙子重力所做的功是额外功 D．小明克服桶的重力所做的功是有用功 （多选）6．建筑工人运送建筑材料到楼顶，一个滑轮有甲、乙两种连接方式，若运送相同的材料，对比两种方式，评估正确的是（　　）（忽略摩擦力） A．甲方式所做有用功较多，机械效率更高 B．甲方式所做额外功较多，机械效率更低 C．乙方式所做总功较少，机械效率更高 D．乙方式所做额外功较少，机械效率更低 7．用如图所示的滑轮组将重为10N的物体匀速提升2m，所用绳子自由端拉力F＝4N，所做的有用功为 　 　 J，额外功为 　 　 J，总功为 　 　 J。 8．使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是 　 　 总功，机械效率总是 　 　 1（两空均选填“大于”、“等于”或“小于”），机械效率通常用百分数表示。机械效率是指 　 　 在总功中占的比例，与功率没有必然联系。 9．根据功的原理，使用省力杠杆可以省 　 　 ，但要费距离；使用费力杠杆，则可以省 　 　 ，既省力又省功的杠杆是 　 　 的。 10．人在绳子自由端用拉力F通过图甲所示的滑轮组，将重900N的物体匀速提升6m，用时15s，则所做的有用功为 　 　 J，拉力做的功W随时间t变化的图象如图乙所示（忽略绳重和摩擦），滑轮组的机械效率是 　 　 。 11．如图所示，用滑轮组将重为60N的物体在5s内沿水平方向匀速拉动4m，拉力F＝15N，物体受到地面的摩擦力为重力的0.4，则拉力的功率为 　 　 W，滑轮组的机械效率为 　 　 。 12．如图所示，现将一G1＝8100N的实心铝块在水中匀速上提h＝2m（未露出水面），已知每个滑轮重G2＝900N，不计绳重和各种摩擦，不计水的阻力．已知铝的密度ρ铝＝2.7×103kg/m3，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg．则铝块所受的浮力是 　 　 N，滑轮组的机械效率是 　 　 ． 13．如图所示是某建筑公司的电动高空升降作业平台，其宽大的平台和较高的承载能力使高空作业范围更大。但是工作人员反应此类机器机械效率较低，主要原因是 　 　 ，若要提高该平台的机械效率，你认为可以采取什么措施？　 　 。 14．斜面也是一种简单机械。不同斜面的倾斜程度不同，它们的机械效率是否相同呢？如图是小爱同学设计的实验装置，实验数据记录在如表中，请根据所学物理知识进行回答。 斜面的倾斜程度 物块重/N 斜面高/m 沿斜面的拉力/N 斜面长/m 机械效率 较缓 10 0.1 5.0 1 20% 较陡 10 0.3 6.7 1 45% 最陡 10 0.5 8.4 1 （1）实验时，用弹簧测力计拉动木块使木块做匀速直线运动，此时拉力和摩擦力 　 　 （选填“是”或“不是”）一对平衡力。 （2）比较表中“　 　 ”和“　 　 ”两栏对应的数据，可知斜面是一种 　 　 （选填“省力”或“费力”）的简单机械。 （3）第三次实验的机械效率是 　 　 。 （4）分析表中数据，可以得出的正确探究结论是 　 　 。 15．如图所示，小明用几个质量相同的滑轮组成不同的滑轮组，进行“测量滑轮组的机械效率”的实验。 实验次数 物重G物/N 物体上升的高度h/m 拉力F/N 拉力作用点移动的距离s/m 滑轮组的机械效率η 1 2 0.1 1.8 0.2 55.6% 2 2 0.1 1.2 0.3 55.6% 3 4 0.1 2.2 0.3 60.6% 4 4 0.1 1.6 0.4 （1）实验中应沿竖直方向 　 　 拉动弹簧测力计（图中未画出）。 （2）分析第2、3次实验数据可知：使用同一滑轮组，滑轮组的机械效率与 　 　 有关。 （3）分析表中数据可知，第4次实验数据是通过图 　 　 （填“丙”或“丁”）所示装置得到的，所做的有用功是 　 　 J，此时的机械效率为 　 　 。 （4）小明在实验中发现：一边拉动弹簧测力计一边读数，由于弹簧测力计示数不稳定，非常不方便。为了方便读数，小明在弹簧测力计保持静止时读数，则测出的滑轮组的机械效率与真实值相比 　 　 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 16．如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1s内，将重为9×103N的建筑材料沿竖直方向匀速提升1m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为5×103N。 （1）支腿做成“”形而非“”形的作用是：　 　 ； （2）求钢丝绳自由端的移动速度； （3）求拉力F的功率和滑轮组的机械效率。 17．如图甲所示是某品牌扫地机器人，与地面接触有四个万向轮，机器人整体质量为3kg。机器人在水平地面运动时，所受推力F与速度v关系如图乙所示。g取10N/kg，求： （1）机器人每个轮子与地面接触面积为2.5cm2，当机器人静止在水平地面上时，对地面的压强； （2）该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速运动时，水平推力的功率； （3）若该机器人的总功率恒为100W，当机器人所提供的水平推力为120N时，在水平地面上匀速直线运动3m，此时机器人的机械效率。 18．早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J。g取10N/kg。求此次取水的过程中： （1）人做的有用功为多少？ （2）辘轳的机械效率多大？ （3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？ 1．将图甲中A、B两个相同的物体从粗糙程度相同的斜面底端匀速拉到顶端，做功情况如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．右侧斜面机械效率为66.7% B．左侧给A的拉力等于A受到的摩擦力 C．对B做的有用功为2J D．斜面可省功且倾斜程度越大，省功越多 2．如图甲所示，小明利用滑轮组拉动物体M，使其在水平拉力的作用下，在水平地面上的ab段和bc段分别做匀速直线运动。已知ab段和bc段的粗糙程度不同，长度分别为2m和3m。物体M重为400N，动滑轮重为40N，与天花板相连的定滑轮重为50N。物体M从a点运动到c点的过程中，小明对绳的拉力F与物体移动距离l的关系如图乙所示。物体的体积、绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计，下列说法正确的是（　　） A．物体在ab段运动时，天花板受到的拉力为550N B．物体在bc段运动时，滑轮组的机械效率为80% C．物体在ab段运动时滑轮组的机械效率大于物体在bc段运动时滑轮组的机械效率 D．物体从a点运动到c点的过程中，拉力F做的功为420J 3．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，则下列说法正确的是（　　） A．绳自由端的拉力F甲＜F乙 B．拉力所做的功W甲＞W乙 C．拉力的功率P甲＞P乙 D．滑轮组的机械效率η甲＝η乙 4．下列说法中正确的是（　　） A．用同一水桶从井中提水时，提一桶水比提半桶水的机械效率高 B．水桶掉到井里，把水桶捞上来时，对桶做的功是额外功 C．用动滑轮提升重物时，绳子自由端拉力做的功是有用功 D．使用机械过程中，额外功越少，则机械效率就越高 5．如图所示，一辆质量为1×103kg的汽车爬上一段长为100m，高为10m的斜坡，若汽车牵引力为3×103N，牵引力的功率为3×104W（g取10N/kg）。下列说法正确的是（　　） A．有用功为1×104J B．牵引力做的功为3×105J C．额外功为1×105J D．斜坡的机械效率为60% （多选）6．电梯是高层住宅必备的工具。如图所示是某种升降电梯的工作原理图，它由轿厢M、配重m、电动机、钢丝绳、定滑轮AB、动滑轮C等部件连接组成，电梯的最大载重量指的是除开箱体质量外能承载的最大质量。配重的质量m＝1200kg（配重看作整个系统动力的一部分），电梯箱体的质量为1000kg，动滑轮C质量为100kg，电动机的最大功率为43.5kW，电梯在运行过程中总是以1.5m/s的速度做匀速直线运动。此时电梯向上运动，载人后总质量为3900kg。不计一切摩擦和绳重，g＝10N/kg，以下结论正确的是（　　） A．电动机此时的拉力大小为1.4×104N B．电动机此时的功率为2.1×104W C．该电梯的最大载重量为4000kg D．该电梯此时的机械效率为72.5% 7．如图为某景区的盘山公路，汽车行驶过程中遇到陡坡时司机常常要换用低速挡，这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大 　 　 。一辆总重为1×105N的汽车经过某一长为200m的路段时，竖直高度上升了20m，如果汽车的牵引力恒为2.5×104N，此过程中盘山公路斜面的机械效率为 　 　 。 8．为了方便残疾人上下台阶，很多公共场所设计了如图所示的专用通道.沿专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以 　 　 （选填“省力”、“省功”或“省距离”）。若将重600N的小车沿8m长的斜面推至2m高的入口处，沿斜面所用的推力为300N，在此过程中所受斜面摩擦力大小为 　 　 N，斜面的机械效率为 　 　 。 9．如图所示，利用滑轮组匀速拉动A物体，使它向右移动一段距离s，要求人对滑轮组绳端施加的拉力向左，请在图中画出符合要求的最省力的绕线方式。已知A物体重为G，拉动过程中绳a对物体的拉力为F1，滑轮组的绳端处所受人的拉力为F2，此过程滑轮组所做的总功是 　 　 ，额外功是 　 　 ，滑轮组的机械效率是 　 　 。（三个空均用题中符号表示） 10．如图所示，工人师傅利用滑轮将沙发运上楼，该滑轮是 　 　 滑轮，若工人师傅用1000N的拉力，将重为800N的沙发匀速提升5m，则工人师傅做的有用功为 　 　 J，该滑轮的机械效率为 　 　 %。 11．工人利用如图所示装置提升物料，该装置中的滑轮为 　 　 滑轮。已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦。工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为 　 　 N。若绳子能承受的最大拉力为520N，每根钢条重100N，该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率为 　 　 。 12．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如表： 实验次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 2 0.05 1.0 0.15 66.7% 2 2 0.10 1.0 0.30 66.7% 3 4 0.10 1.7 0.30 78.4% 4 6 0.10 ① 0.30 ② （1）实验中要竖直向上 　 　 拉动弹簧测力计，使钩码升高。 （2）表格中编号①处数据应为 　 　 ，编号②处数据应为 　 　 。 （3）比较 　 　 两次实验，小组同学发现：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度 　 　 ；（选填“有关”或“无关”） （4）分析以上实验数据可以得出如下结论：同一滑轮组的机械效率主要与 　 　 有关。 （5）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率 　 　 （选填“变大”、“变小””或“不变”）。 13．图甲是某居民楼前的无障碍通道，一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行，图乙是该通道斜面示意图。为了解中年人推轮椅时所用力的大小，小红和小华进行了探究。她们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。（g取10N/kg） （1）使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐，正确测量B点高度。 （2）选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象，进行了如下操作： ①正确使用弹簧测力计，测出小车重为2.0N； ②将弹簧测力计与斜面平行放置并校零，然后沿斜面方向匀速拉动小车，如图乙所示，弹簧测力计示数为 　 　 N，可见使用斜面可以省 　 　 （选填“力”、“距离”或“功”）； ③计算出将小车从A点拉到B点的过程中，拉力所做的功为 　 　 J；利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为 　 　 。 （3）在小车上逐渐添加重物，测出小车的总重G，测出沿斜面匀速拉动小车需要的力，计算出拉小车从A点到B点所做的功W1；计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2。以功为纵坐标，以小车总重为横坐标，建立平面直角坐标系，作出W1和W2与小车总重G的关系图像，分别如图丙中的线段a和b； ①由图像可知：用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重 　 　 （选填“有关”或“无关”）； ②若这位母亲的质量为60kg，所坐的轮椅质量为20kg，则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，力的大小为 　 　 N。 14．质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计。（g取10N/kg） （1）影响滑轮组机械效率的因素之一是 　 　 。 （2）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，求拉力的功率。 （3）求动滑轮的重力。 （4）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组所能提起的货物的最大重力是多少？ 15．一辆小汽车出现了故障停在路中间，司机取来一套滑轮组将汽车拉向墙边，如图所示。若小汽车重为1.2×104N，运动时所受阻力为车重的，司机用800N的水平拉力经过30s拉着滑轮组自由端匀速前进了6m。求：（不计空气阻力） （1）司机做功的功率； （2）司机拉动该滑轮组所做的有用功及克服汽车重力所做的功； （3）该滑轮组的机械效率η。 16．某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为5t。起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦，g取10N/kg。求： （1）克服钢板重力做的功W有用； （2）钢丝绳的拉力F； （3）滑轮组满载时的机械效率（保留一位小数）。 1．（2024•聊城）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 2．（2024•呼伦贝尔）如图所示，固定的斜面长s＝2m，高h＝0.5m，沿斜面向上用50N的拉力在4s内把一个重60N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，这一过程中（　　） A．对物体做的有用功为120J B．物体受的摩擦力为50N C．拉力做功的功率为25W D．斜面的机械效率为70% 3．（2024•德州）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 4．（2024•无锡）如图所示，用滑轮组匀速提升重为200N的物体，拉力F为125N，物体升高的高度为4m，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．总功为800J B．动滑轮重为5N C．绳端移动的距离为4m D．滑轮组的机械效率为80% 5．（2024•河南）如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．甲做的有用功多 B．乙做的总功多 C．甲做总功的功率大 D．乙所用装置的机械效率小 （多选）6．（2025•天津）用如图1所示的动滑轮，先后将两个不同重物在相同时间内匀速提升相同高度，两次做功的情况如图2所示。第一次的额外功为900J，不计绳重和摩擦，则（　　） A．第一次提升重物时机械效率较高 B．第二次提升重物时的额外功较大 C．先后两次提升重物的重力之比为7：9 D．先后两次提升重物的总功率之比为6：5 （多选）7．（2024•滨州）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% （多选）8．（2024•青岛）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F1：F2＝3：2，下列说法正确的是（　　） A．物体的速度之比v1：v2＝1：2 B．有用功之比W有1：W有2＝2：1 C．总功之比W总1：W总2＝3：2 D．机械效率之比η1：η2＝4：3 （多选）9．（2024•北京）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．绳子自由端拉力的功率为200W 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% 10．（2024•广安）房屋装修时，工人利用滑轮组提升物体。如图所示，已知物体的重力为800N，在绳子自由端用500N的力拉着物体在竖直方向上做匀速直线运动，物体被提升了3m，该滑轮组的机械效率为 　 　 。如果要提高滑轮组的机械效率，可采用的措施有：　 　 （填写序号）。 ①增加物体的重力； ②增加提升物体的高度； ③减小动滑轮的重力。 11．（2024•南充）用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，将重450N的货物匀速吊起2m高。每只滑轮重为50N，绳自由端的拉力的大小分别为F1和F2，若不计绳重和摩擦，F1　 　 F2（选填“大于”“等于”“小于”），甲滑轮组的机械效率为 　 　 。 12．（2024•泸州）如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力F＝100N，滑轮组绳子自由端受到的拉力为F绳。当绳子自由端的拉力F绳为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，则动滑轮的重力为 　 　 N；当绳子自由端拉力F1为90N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为 　 　 N；撤去水平向左的恒力F，改变绳子自由端拉力F1的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，滑轮组的机械效率为 　 　 。 13．（2024•陕西）工人利用如图所示装置提升物料，该装置中的滑轮为 　 　 滑轮。已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦。工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为 　 　 N。若绳子能承受的最大拉力为520N，每根钢条重100N，该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率为 　 　 。 14．（2024•无锡）如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为O1、O2，A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上。若空桶质量为10kg，轮轴质量为10kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置，O1A长为0.6m，O1O2长为1m，O2B长为0.8m，硬棒及绳索质量忽略不计。（g取10N/kg） （1）人对辘轳不施加力。桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多为 　 　 kg；若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装 　 　 kg的水。 （2）若桶内水的质量为40kg，人用时20s将桶匀速提升3m，此时辘轳提水的机械效率为50%，则桶对水做的功为 　 　 J，人做功的功率为 　 　 W。 15．（2024•绥化）如图甲，质量为40kg的货物静止在水平地面上，与地面的接触面积是800cm2，如图乙，工人用250N的拉力F，将货物用滑轮组匀速提升到3m高的二楼，此过程中货物上升的速度是0.2m/s，求： （1）货物静止在水平地面上时，对地面的压强； （2）工人用滑轮组提升货物时做功的功率； （3）滑轮组的机械效率； （4）为提高该滑轮组的机械效率，请你提出一条合理建议。 16．（2024•广州）如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1s内，将重为9×103N的建筑材料沿竖直方向匀速提升1m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为5×103N。 （1）支腿做成“”形而非“”形的作用是：　 　 ； （2）求钢丝绳自由端的移动速度； （3）求拉力F的功率和滑轮组的机械效率。 17．（2025•常州）如图所示，工人利用滑轮提升重物。在40s内，质量为27kg的重物被匀速竖直提升10m，此过程中，工人对绳端做功的功率为75W。不计绳重与摩擦，g取10N/kg，求： （1）工人对绳端施加的拉力。 （2）滑轮受到的重力。 （3）此过程中，滑轮的机械效率。 18．（2025•淄博）家电“国补”政策拉动了消费，给市民带来了实惠。某小区业主购买了一台100英寸电视机，由于楼梯、电梯空间不足，工人师傅采取室外吊装方式上楼。已知电视机及包装箱总重720N，竖放时与水平地面的接触面积为6×103cm2。吊装时工人师傅用滑轮组在100s内将包装箱匀速提高20m，示意图如图所示。每个滑轮重80N，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。求： （1）拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强。 （2）拉力F的功率。 （3）滑轮组的机械效率。 【参考答案】 1．【答案】B 【解析】AD.由图可知，W甲有＝1500J，W乙额＝900J，η甲＝75%，η乙＝70%， 由η可得，W甲总2000J，W乙总3000J，故AD错误； BC.由W有+W额＝W总可得，W甲额＝W甲总﹣W甲有＝2000J﹣1500J＝500J，W乙有＝W乙总﹣W乙额＝3000J﹣900J＝2100J，故B正确、C错误。 故选：B。 2．【答案】B 【解析】A、由图2可知，甲、乙两种机械做的有用功：W甲有＝W乙有，额外功：W甲额＜W乙额，所以总功：W甲总＜W乙总，故A错误； BD、由η可知，甲的机械效率高于乙，故B正确，D错误； C、根据W＝Gh可知，有用功相同，则物体上升的高度相同，故C错误。 故选：B。 3．【答案】C 【解析】A、功率越大，做功就越快，机械效率与功率无关，故A错误； B、完成相同的功，所用的时间越短，功率越大，故B错误； C、有用功一定，减小额外功，则总功减小，根据η可知，可以提高机械效率，故C正确； D、机械效率越高的机械，有用功在总功中所占的比值越大，但有用功不一定多，故D错误。 故选：C。 4．【答案】D 【解析】A、不计绳重及摩擦，使用动滑轮省一半力，即绳子自由端的拉力为F（m物g+m动g）；使用滑轮组时，因为绳子自由端的拉力F（m物g+m动g），由图乙知动滑轮上绳的段数n为2，且拉动的为同一物体，使用的动滑轮A和动滑轮B质量相等，所以F1＝F2，故A错误； B、使用动滑轮时，费一倍距离即绳子自由端移动的距离s1＝2h，绳子移动的速度v1＝2v物；使用如图所示的滑轮组时，知道承担物重的绳子股数n，则绳子自由端移动的距离s2＝nh；绳子移动的速度v2＝nv物；由图乙知动滑轮上绳的段数n为2，又已知两图中物体以相同速度提升相同高度，所以物体知绳子自由端移动的距离s2＝2h；绳子移动的速度v2＝2v物；得到v1＝v2，s1＝s2，故B、C错误； D、因为动滑轮A和B质量相同，提升同一物体到相同高度，W额＝m动gh，W有用＝m物gh，所以利用动滑轮和滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功相同；因为η，所以动滑轮和滑轮组的机械效率相同，故D正确。 故选：D。 5．【答案】B 【解析】 小明用桶把一些沙子运上三楼，对克服沙子重力做的功为有用功；为了提升沙子不得不克服自身重力、克服桶的重力所做的功为额外功； 克服沙子重力做的功、克服自身重力、克服桶的重力所做的功之和为总功。 可见，B正确、ACD错。 故选：B。 6．【答案】BC 【解析】因为分别用甲、乙两滑轮运送相同的材料，升高高度相等，所以两种情况的有用功一定相等； 当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功就越少，由η100%可知，机械效率就越高； 又因为甲是动滑轮，甲中所做的总功还要加上对动滑轮所做的功，在不计摩擦力时，利用甲滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低。 即W1＜W2，η1＞η2；综上分析可知，AD错误，BC正确。 故选：BC。 7．【答案】20；4；24 【解析】 ①滑轮组做的有用功为W有用＝Gh＝10N×2m＝20J； ②滑轮组做的总功为W总＝Fs＝F•3h＝4N×3×2m＝24J； ③滑轮组做的额外功为W额＝W总﹣W有用＝24J﹣20J＝4J。 故答案为：20；4；24。 8．【答案】小于；小于；有用功。 【解析】机械工作时，因为额外功是不可避免的，而W总＝W有+W额，故有用功总是小于总功；由机械效率公式η可以看出：机械效率总是小于1。 机械效率通常用百分数表示。机械效率是指有用功在总功中占的比例。 故答案为：小于；小于；有用功。 9．【答案】力；距离；不存在。 【解析】由功的原理知，使用任何机械都不能省功，省力杠杆可以省力，但要费距离；使用费力杠杆，可以省距离，但费力；既省力又省功的杠杆是不存在的。 故答案为：力；距离；不存在。 10．【答案】5400；90% 【解析】 将重900N的物体匀速提升6m，所做的有用功： W有＝Gh＝900N×6m＝5400J， 由图象知，15s拉力所做的功（总功）W总＝6000J， 则滑轮组的机械效率： η90%。 故答案为：5400；90%。 11．【答案】24；80%。 【解析】 （1）拉力F通过的距离：s＝2h＝2×4m＝8m； 拉力F所做的功为：W总＝Fs＝15N×8m＝120J； 拉力做功的功率为： P24W； （2）地面对物体的摩擦阻力为：f＝0.4G＝0.4×60N＝24N； 克服摩擦力所做的功：W有用＝fh＝24N×4m＝96J； 滑轮组的机械效率为：η100%100%＝80%。 故答案为：24；80%。 12．【答案】3000；85% 【解析】（1）由G＝mg＝ρVg得实心铝块的体积： V0.3m3， 铝块受到的浮力： F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1×103kg/m3×10N/kg×0.3m3＝3000N， （2）铝块在水中被匀速提升时，动滑轮下挂钩上绳子的拉力： F拉＝G1﹣F浮＝8100N﹣3000N＝5100N， 由图知，n＝3，不计绳重和摩擦，忽略水对物体阻力，绳子自由端的拉力： F（F拉+G2）（5100N+900N）＝2000N， 滑轮组的机械效率： η100%＝85%。 故答案为：3000；85%。 13．【答案】机器提升起升架所做额外功较多；增加工人及工具的重力（或加润滑油）。 【解析】此类机器的起升架笨重，机器提升起升架所做额外功较多，根据η100%知，机器的机械效率一般较低； 提高该平台的机械效率的措施：由于平台各器材不可替换，因此可以通过增加工人及工具的重力（或加润滑油）来提高该平台使用时的机械效率。 故答案为：机器提升起升架所做额外功较多；增加工人及工具的重力（或加润滑油）。 14．【答案】（1）不是；（2）物块重；沿斜面的拉力；省力；（3）60%；（4）沿斜面拉同一物体，斜面的倾斜程度越大，拉力越大，机械效率也越大。 【解析】（1）斜面上的物块受到重力，支持力、拉力和摩擦力四个力的作用，故拉力和摩擦力不是一对平衡力； （2）简单机械是否省力，主要比较物块重和拉力进行比较，由表中数据可知拉力大小均小于物块重力，故斜面属于省力的机械； （3）第3次实验，有用功W有＝Gh＝10N×0.5m＝5J，总功W总＝Fs＝8.4N×1m＝8.4J，则机械效率η100%100%≈60%； （4）分析表中数据，变量变量为斜面的倾斜程度，控制物重相同，斜面高度相同，则斜面倾斜程度越大，机械效率越大，故结论是：沿斜面拉同一物体，斜面的倾斜程度越大，拉力越大，机械效率也越大。 故答案为：（1）不是；（2）物块重；沿斜面的拉力；省力；（3）60%；（4）沿斜面拉同一物体，斜面的倾斜程度越大，拉力越大，机械效率也越大。 15．【答案】（1）匀速；（2）提升重物的重力；（3）丁；0.4；62.5%；（4）偏大。 【解析】（1）实验为了使装置除以平衡状态，拉力等于弹簧测力计的示数，应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计； （2）第2、3次实验数据可知：使用同一滑轮组提升重物到相同的高度，提升重物的重力越大，机械效率越高，故滑轮组的机械效率与提升重物的重力有关； （3）第4次实验绳子拉动的距离s＝0.4m，物体提升高度h＝0.1m，s＝4h，故实验数据时通过图丁所示的装置得到的， 此时机械效率η4； （4）弹出测力计静止读数时，没有摩擦力，测量的拉力偏大，总功变小，有用功不变，由η可知测量的滑轮组的机械效率与比真实值的偏大。 故答案为：（1）匀速；（2）提升重物的重力；（3）丁；0.4；62.5%；（4）偏大。 16．【答案】（1）增大受力面积，减小压强； （2）钢丝绳自由端的移动速度3m/s； （3）拉力F的功率和滑轮组的机械效率分别为1.5×104W、60%。 【解析】（1）支腿做成“”形而非“”形的作用是增大受力面积，减小压强； （2）在1s内，竖直方向匀速提升1m，由图可知有三段绳子承担物重，s＝3h＝3×1m＝3m，钢丝绳自由端的移动速度v3m/s； （3）①钢丝绳自由端移动的速度：v＝3m/s， 拉力做功的功率：P＝Fv＝5×103N×3m/s＝1.5×104W； ②滑轮组的机械效率：η60%。 答：（1）增大受力面积，减小压强； （2）钢丝绳自由端的移动速度3m/s； （3）拉力F的功率和滑轮组的机械效率分别为1.5×104W、60%。 17．【答案】（1）当机器人静止在水平地面上时，对地面的压强3×104Pa； （2）该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速运动时，水平推力的功率30W； （3）此时机器人的机械效率72%。 【解析】（1）机器人静止在水平地面上时，压力等于重力，而四个万向轮，对地面的压强 ； （2）该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速运动时，由图乙可知推力为60N，则水平推力的功率 PFv＝60N×0.5m/s＝30W； （3）当机器人所提供的水平推力为120N时，由图乙可知机器人的v＝0.6m/s， 速度公式v知； 机器人行驶的时间为 ； 此时机器人的效率为 。 答：（1）当机器人静止在水平地面上时，对地面的压强3×104Pa； （2）该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速运动时，水平推力的功率30W； （3）此时机器人的机械效率72%。 18．【答案】（1）人做的有用功为400J； （2）辘轳的机械效率80%； （3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是60J。 【解析】（1）拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水的重力 G水＝m水g＝10kg×10N/kg＝100N， 做的有用功：W有用＝G水h水＝100N×4m＝400J； （2）辘轳的机械效率η100%＝80%； （3）此过程的额外功W额＝W总﹣W有用＝500J﹣400J＝100J； 额外功包含克服水桶重力做功和克服摩擦力做功， 对水桶做的额外功：W额桶＝G桶h桶＝m桶gh桶＝1kg×10N/kg×4m＝40J； 克服井绳重力与摩擦阻力做的功：W额余＝W额﹣W额桶＝100J﹣40J＝60J。 答：（1）人做的有用功为400J； （2）辘轳的机械效率80%； （3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是60J。 1．【答案】C 【解析】AC、由题知，A、B是完全相同的物体，则A、B的重力相同，上升的高度相同，由W＝Gh可知，拉力做的有用功相同，拉力对B物体做的有用功： W有B＝W有A＝W总A﹣W额A＝3J﹣1J＝2J，拉力对B物体做的有用功为2J，故C正确； 右侧斜面机械效率： ηB100%100%＝80%，故A错误； B、由图乙知A的总功大于额外功，由于W总＝Fs、W额＝fs，所以左侧给A的拉力大于A受到的摩擦力，故B错误； D、由图乙知由于额外功的存在，所以有用功会小于总功，所以使用斜面不能省功，故D错误。 故选：C。 2．【答案】B 【解析】A、物体在ab段运动时，由图乙可知，F＝60N，天花板受到的拉力等于三股绳子的拉力加上定滑轮的重力，即F拉＝3F+G定＝3×60N+50N＝230N，故A错误； B、由图甲可知，n＝2，由图乙可知，bc段拉力F为100N，绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计，根据F（f+G动）可知，物体M在bc段的摩擦力为： fc＝nF'﹣G动＝2×100N﹣40N＝160N， 该滑轮组的机械效率为： η100%＝80%，故B正确； C、绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计，根据F（f+G动）可知，物体M在ab段的摩擦力为： fa＝nF﹣G动＝2×60N﹣40N＝80N，即fa＜fc，根据η可知，动滑轮的重力不变，物体从ab段到bc段，滑动摩擦力变大，因此滑轮组的机械效率变大，故C错误； D、拉力在ab段做的功为： W总1＝Fs'＝Fnsab＝60N×2×2m＝240J， 拉力在bc段做的功为： W总2＝F's''＝F'nsbc＝100N×2×3m＝600J， 则物体从a点运动到c点的过程中，拉力F做的功为： W＝W总1+W总2＝240J+600J＝840J，故D错误。 故选：B。 3．【答案】D 【解析】A、甲滑轮组有两段绳子承担物重，乙滑轮组有三段绳子承担物重，不计绳重及摩擦，F甲（G+G动），F乙（G+G动），则F甲＞F乙，A错误； B、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W有＝Gh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，即W甲＝W乙，B错误； C、两滑轮组拉力所做功相同，做功时间相同，所以两个滑轮组拉力的功率相同，即P甲＝P乙，C错误； D、两滑轮组做的有用功即为克服物重所做的功，因此有用功相同、总功相同，故两滑轮组的机械效率相同，D正确。 故选：D。 4．【答案】A 【解析】A、额外功等于水桶重力乘以提水高度，水桶重力和提水高度都相等，所以额外功相等； 第一次取半桶水，第二次取满桶水，根据W有用＝Gh知：第二次所做有用功要多； 在额外功相等的情况下，有用功多的机械效率高，所以提一桶水比提半桶水的机械效率高，故A正确； B、从井里捞桶时，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，故B错误； C、用动滑轮提升重物时，绳子自由端拉力做的功是总功，故C错误； D、机械效率高的机械，说明所做有用功占总功的比值大，额外功所占总功的比值小，不是做的额外功越少，故D错误。 故选：A。 5．【答案】B 【解析】A、汽车重力： G＝mg＝1×103kg×10N/kg＝1×104N； 克服重力做的有用功： W有＝Gh＝1×104N×10m＝1×105J，故A错误； B、牵引力做的功： ，故B正确； C、额外功：，故C错误； D，斜坡的机械效率：，故D错误。 故选：B。 6．【答案】AD 【解析】A、整个装置中，配重拉着动滑轮的轴，与动滑轮同步运动，有三段绳子承担动滑轮与轿厢及载重的总重，则有2F拉+G配＝G总， 电动机此时的拉力大小为： ，故A正确； B、由图可知，n＝2，则电动机所拉绳子移动速度v绳与轿厢上升速度v厢的关系为v绳＝nv厢＝2×1.5m/s＝3m/s， 电动机此时的功率为： ，故B错误； C、电动机的最大功率为43.5kW，电动机所拉绳子移动速度一定，为3m/s，根据PFv可知，电动机对绳子的最大拉力为： ， 能提升的最大总重为： ， 该电梯的最大载重量为： m大，故C错误； D、电梯向上运动，载人后总质量为3900kg，人的总质量为m人＝m总﹣m箱＝3900kg﹣1000kg＝2900kg，该电梯此时的机械效率为： ，故D正确。 故选：AD。 7．【答案】牵引力；40% 【解析】由PFv可知，当汽车的发动机的输出功率一定时，减小行驶速度时，可以增大牵引力。 有用功：W＝Gh＝1×105N×20m＝2×106J， 总功：W＝Fs＝2.5×104N×200m＝5×106J， 则此过程中盘山公路斜面的机械效率： η100%100%＝40%。 故答案为：牵引力；40%。 8．【答案】省力；150；50%。 【解析】专用通道相当于斜面，而使用斜面能够省力，所以沿专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以省力，但要多移动距离，且使用任何机械都不能省功； 所做有用功为：W有＝Gh＝600N×2m＝1200J； 总功为：W总＝Fs＝300N×8m＝2400J； 额外功为：W额＝W总﹣W有＝2400J﹣1200J＝1200J； 由W额＝fs得，摩擦力为：f150N； 机械效率为：η50%。 故答案为：省力；150；50%。 9．【答案】见上图；2F2s；2F2s﹣F1s；。 【解析】（1）由题知，人对滑轮组绳端施加的拉力向左，据此由外向内画出滑轮组的绕线如图所示： ； （2）拉力F1做的有用功：W有＝F1s； 由图知，通过动滑轮绳子的段数n＝2，绳端移动距离s绳＝2s， 利用滑轮组拉物体时，绳端拉力F2做的总功：W总＝F2s绳＝2F2s； 额外功W 额外＝W总﹣W有＝2F2s﹣F1s； 滑轮组的机械效率η。 故答案为：见上图；2F2s；2F2s﹣F1s；。 10．【答案】定；4000；80。 【解析】由图可知，该滑轮不随重物一起移动，故该滑轮为定滑轮； 工人师傅做的有用功为： W有＝Gh＝800N×5m＝4000J； 工人师傅做的总功为： W总＝Fh＝1000N×5m＝5000J， 则该滑轮的机械效率为： η100%＝80%。 故答案为：定；4000；80。 11．【答案】（1）动；（2）100N；（3）80%。 【解析】（1）滑轮随物体一块运动的是动滑轮； （2）由图可知n＝2，F100N； （3）由F可得该机械能提升的最大物重： G物＝2F′﹣G动﹣G篮＝2×520N﹣80N﹣120N＝840N， 又因为每根钢条重100N，所以最多能提起钢条的数量n′8根，则实际提升的最大物重为G物′＝8×100N＝800N， 最大机械效率为：η100%100%100%＝80%。 故答案为：（1）动；（2）100N；（3）80%。 12．【答案】（1）匀速；（2）2.4；83.3%；（3）1、2；无关；（4）提升物体的重力； （5）不变。 【解析】（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小； （2）图中测力计分度值为0.2N，示数为2.4N，即绳端的拉力F＝2.4N； 第3次实验的机械效率： η100%≈83.3%； 故表格中编号①处数据应为2.4，编号②处数据应为83.3%； （3）研究同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度的关系，要控制提升物体的重力相同，比较1、2两次实验，提升高度不同，但机械效率相同，故同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关； （4）由表中数据可知，使用同一滑轮组提升物体的重力越大，机械效率越高，即同一滑轮组的机械效率主要与提升物体的重力有关； （5）不计摩擦及绳重，额外功为克服动滑轮重做的功，滑轮组的机械效率η，若将此滑轮组换一种绕绳方法，因物重和动滑轮重不变，所以滑轮组的机械效率不变。 故答案为：（1）匀速；（2）2.4；83.3%；（3）1、2；无关；（4）提升物体的重力； （5）不变。 13．【答案】（2）②0.3；力；③0.3；60%；（3）①无关；②120。 【解析】（2）②由图可知，弹簧测力计的分度值是0.02N，弹簧测力计的示数为0.3N＜2.0N，说明使用斜面可以省力； ③刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm＝1mm，即此刻度尺的分度值为1mm，使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐，B点所处高度为9.00cm； 将小车从A点拉到B点的过程中，拉力做的功为：W总＝Fs＝0.3N×1m＝0.3J； 利用斜面将小车从水平地面提升到B点时所做的有用功为：W有用＝Gh＝2.0N×9.00×10﹣2m＝0.18J； 机械效率为：η100%100%＝60%； （3）从图像读出当小车的总重G增大到5N时，拉小车从A点到B点所做的功W1＝0.75J， 竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2＝0.45J， 利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为：η′100%100%＝60%， η′＝η，所以由图像可知：用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重无关； ②这位母亲和所坐的轮椅总重力为： G总＝m总g＝（60kg+20kg）×10N/kg＝800N， 中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，从A点到B点所做的有用功为： ， 由知道，中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，从A点到B点所做的总功为： ， 由W＝Fs得，力的大小为： 。 故答案为：（2）②0.3；力；③0.3；60%；（3）①无关；②120。 14．【答案】（1）物重（或动滑轮重）； （2）拉力的功率为120W； （3）动滑轮的重力为200N； （4）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组所能提起的货物的最大重力是1600N。 【解析】（1）已知机械中摩擦力及绳重忽略不计，则影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重； （2）由图可知，n＝3，则绳端移动的距离： s＝nh＝3×6m＝18m， 拉力做的功： W＝Fs＝400N×18m＝7200J， 拉力的功率： P120W； （3）由图乙可知，物重G＝300N时，滑轮组的机械效率η＝60%， 因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率： η60%， 解得：G动＝200N； （4）已知工人的质量为60kg， 则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力： F大＝G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N， 由F（G+G动）可得，提升的最大物重： G大＝nF大﹣G动＝3×600N﹣200N＝1600N。 答：（1）物重（或动滑轮重）； （2）拉力的功率为120W； （3）动滑轮的重力为200N； （4）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组所能提起的货物的最大重力是1600N。 15．【答案】（1）司机做功的功率为160W； （2）司机拉动该滑轮组所做的有用功为3.6×103J，克服汽车重力所做的功为0； （3）该滑轮组的机械效率为75%。 【解析】（1）由W总＝Fs可得，拉力做的总功为： ， 司机做功的功率为： ； （2）由题意可知，小汽车所受的阻力为车重的，被拉动时所受阻力为： ， 由图可知，n＝3，根据s＝ns车可知，小汽车移动的距离为： s车s6m＝2m， 克服阻力做的有用功为： W有用＝fs车＝1.8×103N×2m＝3.6×103J； 由于此过程中，重力的方向与小汽车的运动方向垂直，所以重力做功为零； （3）滑轮组的机械效率为： 。 答：（1）司机做功的功率为160W； （2）司机拉动该滑轮组所做的有用功为3.6×103J，克服汽车重力所做的功为0； （3）该滑轮组的机械效率为75%。 16．【答案】（1）克服钢板重力做的功W有用为3.6×105J；（2）钢丝绳的拉力F为1.125×104N；（3）滑轮组满载时的机械效率为84.7%。 【解析】 （1）钢板重力为G钢板＝m钢板g＝3600kg×10N/kg＝3.6×104N； 提升钢板的有用功为W有用＝G钢板•h＝3.6×104N×10m＝3.6×105J。 （2）滑轮组共有4段绳子拉着动滑轮，故拉力移动距离为物体提升高度的4倍，即s＝40m； 拉力做的功为：； 拉力大小为：。 （3）； 动滑轮重为； 当载重最大时，质量为5t＝5000kg，G最大＝mg＝50000N； 则此时机械效率。 答：（1）克服钢板重力做的功W有用为3.6×105J；（2）钢丝绳的拉力F为1.125×104N；（3）滑轮组满载时的机械效率为84.7%。 1．【答案】C 【解析】A、不计滑轮组的绳重和摩擦，滑轮组是由两段绳子组成的，此时的拉力为；拉力方向上移动的距离为s＝2h＝2×8m＝16m； 工人做的总功为：W总＝Fs＝170N×16m＝2720J，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，所做的额外功会增加，该装置的机械效率会减小，故D错误。 故选：C。 2．【答案】C 【解析】A、提升物体做的有用功：W有＝Gh＝60N×0.5m＝30J，故A错误； B、拉力做的总功：W总＝Fs＝50N×2m＝100J，克服摩擦力做功：W额＝W总﹣W有＝100J﹣30J＝70J， 由W额＝fs得物体受到的摩擦力：f35N，故B错误； C、拉力的功率P25W，故C正确； D、斜面的机械效率：η100%＝30%；故D错误。 故选：C。 3．【答案】C 【解析】A、由绳子自由端移动的距离s＝nh可知，绳子自由端移动的距离大于物体上升的高度， 由图乙可知，时间为6s时，绳子自由端移动的距离为9m，物体上升的高度为3m，所以绳子的股数n3，则绳端移动的速度：v1.5m/s，故A错误； B、不计绳重和摩擦，则F，可得G ＝nF﹣G动 ＝3×200 N﹣120 N＝480 N，工人做的有用功W有用＝Gh＝480 N×3 m＝1440J，故B错误； C、工人做的总功W＝Fs＝200N×9 m＝1800J，该滑轮组的机械效率η80%，故C正确。 D、D.拉力F的功率P300W，故D错误。 故选：C。 4．【答案】D 【解析】A、由图可知，n＝2，滑轮组做的总功为： W总＝Fs＝Fnh＝125N×2×4m＝1000J，故A错误； B、不计绳重和摩擦，根据F（G+G动）可知，动滑轮重为： G动＝nF﹣G＝2×125N﹣200N＝50N，故B错误； C、绳端移动的距离为： s＝nh＝2×4m＝8m，故C错误； D、该滑轮组的机械效率为： η100%＝80%。故D正确。 故选：D。 5．【答案】C 【解析】 A、提升物体的重力相等，在相同的时间内物体升高了相同的距离，由W有用＝Gh可知两次提升物体所做的有用功相等，故A错误； BC、图甲使用的是动滑轮，拉力端移动距离s甲＝2h，不计绳重和摩擦； 使用甲动滑轮时，拉力F甲（G+G动）；所以拉力做功W甲＝F甲s甲（G+G动）×2h＝（G+G动）h＞Gh； 使用乙定滑轮时，拉力F乙＝G，拉力做功W乙＝F乙s乙＝Gh，所以乙装置中拉力F做的总功少，由P知乙装置中拉力F做的总功率小，甲做总功的功率大，故B错误，C正确； D、不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，额外功为0J，机械效率为100%；使用动滑轮时，要提升动滑轮做额外功，机械效率小于100%；所以两种装置的机械效率η乙＞η甲，故D错误。 故选：C。 6．【答案】AD 【解析】A、由图2可知，第一次机械效率η1＝75%，第二次机械效率η2＝70%，所以第一次提升重物时机械效率较高，故A正确。 B、不计绳重和摩擦，使用动滑轮时额外功W额＝G动h，因为动滑轮重力不变，提升高度相同，所以两次额外功相同，W额1＝W额2＝900J，故B错误。 C、根据η有： 第一次：η1＝75%，解得G1＝3G动。 第二次：η2＝70%，解得G2G动。 则，故C错误。 D、总功W总，W总13600J，W总23000J。 时间相同，根据P，有，故D正确。 故选：AD。 7．【答案】BC 【解析】A、动滑轮绳子股数为2，绳子自由端的速度为： v绳＝2v物0.4m/s，故A错误； B、拉力做的有用功为： W有＝Gh＝400N×6m＝2400J，故B正确； C、拉力做功的功率为： P100W，故B正确； D、不计绳重和摩擦，根据F（G+G动）可知，动滑轮重为： G动＝2F﹣G＝2×250N﹣400N＝100N， 若用此滑轮提升重500N的物体，滑轮的机械效率为： η100%≈83.3%，故D错误。 故选：BC。 8．【答案】BCD 【解析】 已知两种装置提升物体的质量相同，绳端在相同时间内移动的距离相等，绳端拉力F1：F2＝3：2， 设物体的质量为m，绳端移动的距离为s，运动时间t， 甲图中滑轮为定滑轮，由定滑轮的特点可知物体上升的高度h1＝s； 乙图中滑轮为动滑轮，由动滑轮的特点可知此时物体上升的高度h2； A．物体的速度之比：，故A错误； B．有用功之比：，故B正确； C．总功之比：，故C正确； D．机械效率之比η1：η2：4：3，故D正确。 故选：BCD。 9．【答案】AC 【解析】A、由图可知，20s内绳子拉力做的功为：W总＝4×103J，则绳子自由端拉力的功率为： P200W，故A正确； B、拉力做的有用功为： W有＝Gh＝800N×4m＝3200J， 根据W总＝W有+W额可知，额外功为： W额＝W总﹣W有＝4×103J﹣3200J＝800J，故B错误； C、根据W总＝Fs可知，绳子自由端拉力的大小为： F250N，故C正确； D、滑轮组的机械效率为： η100%＝80%，故D错误。 故选：AC。 10．【答案】80%；①③。 【解析】由图可知，n＝2，该滑轮组的机械效率为： η100%＝80%； 增大机械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是减小额外功，如减小摩擦、减轻动滑轮重，故选：①③。 故答案为：80%；①③。 11．【答案】大于；90% 【解析】（1）由图甲可知，甲滑轮组承担重物绳子的段数n＝2，若不计绳重和摩擦，根据F可得：F1（G物+G动）（450N+50N）＝250N，由图乙可知，n＝3，所以F2的大小为： F2（G物+G动）（450N+50N）N，所以F1＞F2； （2）由题意知，物体上升的高度h＝2m，不计绳重和摩擦，图甲滑轮组的机械效率η100%100%100%＝90% 故答案为：大于；90% 12．【答案】20；60；75% 【解析】（1）当绳子自由端的拉力F绳＝60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0， 由图知，n＝2，忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，F绳（F+G动）， 则动滑轮的重力：G动＝nF绳﹣F＝2×60N﹣100N＝20N； （2）当绳子自由端拉力F1为90N时，物体水平向右匀速运动，滑轮组受到的拉力：F拉＝F+f， 忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，F1（F拉+G动）（F+f+G动）， 物体与桌面之间的滑动摩擦力： f＝nF1﹣F﹣G动＝2×90N﹣100N﹣20N＝60N； （3）撤去水平向左的恒力F，仍使物体水平向右匀速运动时，使用滑轮组做的有用功等于克服物体受到摩擦力做的功，忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功， 滑轮组的机械效率： η100%＝75%。 故答案为：20；60；75%。 13．【答案】（1）动；（2）100N；（3）80%。 【解析】（1）滑轮随物体一块运动的是动滑轮； （2）由图可知n＝2，F100N； （3）由F可得该机械能提升的最大物重： G物＝2F′﹣G动﹣G篮＝2×520N﹣80N﹣120N＝840N， 又因为每根钢条重100N，所以最多能提起钢条的数量n′8根，则实际提升的最大物重为G物′＝8×100N＝800N， 最大机械效率为：η100%100%100%＝80%。 故答案为：（1）动；（2）100N；（3）80%。 14．【答案】（1）60；60；（2）1200；120 【解析】解（1）以O1为支点，A点力的力臂最小，B点力的力臂最大，此时杠杆A点受力最大， 根据杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2可得， m石g•O1A＝（m桶+m轮）g•O1B， 即：m石×0.6m＝（10kg+10kg）×（1m+0.8m）， 解得，石块质量最多为：m石＝60kg； 以O2为支点，B点力的力臂最小，A点力的力臂最大，此时杠杆B点受力最大， 根据杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2可得， m石′g•O2A＝（m桶+m水+m轮）g•O2B， 即：40kg×（1m+0.6m）＝（10kg+m水+10kg）×0.8m， 解得，水的质量最多为：m水＝60kg； （2）桶对水做的功：W有＝Gh＝mgh＝40kg×10N/kg×3m＝1200J， 人做的功：W总2400J， 人做功的功率：P120W。 故答案为：（1）60；60；（2）1200；120。 15．【答案】（1）货物静止在水平地面上时，对地面的压强为5000Pa； （2）工人用滑轮组提升货物时做功的功率为100W； （3）滑轮组的机械效率为80%； （4）为提高该滑轮组的机械效率，可增大提升货物的重力。 【解析】（1）货物静止在水平地面上时，对地面的压力：F压＝G＝mg＝40kg×10N/kg＝400N， 对地面的压强：p5000Pa； （2）由图乙可知，n＝2，绳端的速度：v＝nv物＝2×0.2m/s＝0.4m/s， 工人用滑轮组提升货物时做功的功率：PFv＝250N×0.4m/s＝100W； （3）滑轮组的机械效率：80%； （4）为提高该滑轮组的机械效率，可增大提升货物的重力。 答：（1）货物静止在水平地面上时，对地面的压强为5000Pa； （2）工人用滑轮组提升货物时做功的功率为100W； （3）滑轮组的机械效率为80%； （4）为提高该滑轮组的机械效率，可增大提升货物的重力。 16．【答案】（1）增大受力面积，减小压强； （2）钢丝绳自由端的移动速度3m/s； （3）拉力F的功率和滑轮组的机械效率分别为1.5×104W、60%。 【解析】（1）支腿做成“”形而非“”形的作用是增大受力面积，减小压强； （2）在1s内，竖直方向匀速提升1m，由图可知有三段绳子承担物重，s＝3h＝3×1m＝3m，钢丝绳自由端的移动速度v3m/s； （3）①钢丝绳自由端移动的速度：v＝3m/s， 拉力做功的功率：P＝Fv＝5×103N×3m/s＝1.5×104W； ②滑轮组的机械效率：η60%。 答：（1）增大受力面积，减小压强； （2）钢丝绳自由端的移动速度3m/s； （3）拉力F的功率和滑轮组的机械效率分别为1.5×104W、60%。 17．【答案】（1）工人对绳端施加的拉力为150N； （2）滑轮受到的重力为30N； （3）此过程中，滑轮的机械效率为90%。 【解析】（1）工人拉力做的总功：W总＝Pt＝75W×40s＝3000J， 由图可知，该动滑轮上的绳子段数为n＝2， 绳端移动的距离：s＝nh＝2×10m＝20m， 工人对绳端施加的拉力：； （2）重物的重力：G＝mg＝27kg×10N/kg＝270N， 不计绳重与摩擦，根据F（G+G动）可得，滑轮受到的重力： G动＝nF﹣G＝2×150N﹣270N＝30N； （3）克服物重做的有用功：W有＝Gh＝270N×10m＝2700J， 此过程中，滑轮的机械效率： 。 答：（1）工人对绳端施加的拉力为150N； （2）滑轮受到的重力为30N； （3）此过程中，滑轮的机械效率为90%。 18．【答案】（1）拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强为1.2×103Pa。 （2）拉力F的功率为160W。 （3）滑轮组的机械效率为90%。 【解析】（1）拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强为： p1.2×103Pa； （2）由图可知，动滑轮由两段绳子承担，所以拉力为： ， 包装箱上升的速度v0.2m/s， 则绳端的速度va＝2v＝2×0.2m/s＝0.4m/s， 拉力F的功率PFva＝400N×0.4m/s＝160W； （3）滑轮组的机械效率为： 。 答：（1）拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强为1.2×103Pa。 （2）拉力F的功率为160W。 （3）滑轮组的机械效率为90%。 学科网（北京）股份有限公司 $