第4节 机械效率（高效培优讲义）物理新教材人教版八年级下册

第4节 机械效率 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 有用功和额外功 1 题型2 机械效率的概念 3 题型3 机械效率的计算和应用 6 题型4 有关机械效率的探究实验 11 【能力培优练】 19 【链接中考】 35 【重难题型讲解】 题型1 有用功和额外功 1、有用功：利用机械做功的时候，对人们有用的功就叫做有用功。 2、额外功：并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功。 3、总功：有用功与额外功的和叫总功；即动力所做的功。 4、总功的计算：W总=Fs；W总=W有用+W额外。 5、有用功的计算方法：W有用=Gh；W有用=W总-W额外。 6、额外功的计算方法：W额外=G′h，W额外=f摩s；W额外=W总-W有用。 7、功的原理 （1）使用任何机械时，人们所做的功，都不会少于（大于或等于）不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不省功，这个结论叫做功的原理。 （2）功的原理是人们经过长期的实验和研究得到的规律，是任何机械（不论是简单机械还是复杂的机器）都遵循的原理，它表明使用任何机械，能省力或省距离或改变力的方向，但都不能省功。 【探究归纳】有用功是对人们有用的功，额外功是不需要但不得不做的功，二者之和为总功，且使用任何机械都不省功。 【典例1-1】一种机械改进结构后，机械效率提高了，若用它将同一重物匀速提升相同的高度，则改进后与改进前相比（   ） A．做的总功没变，有用功也没变 B．做的有用功不变，总功比以前减少 C．做的总功没变，额外功比以前减少了 D．做的总功没变，有用功比以前增多了 【答案】B 【详解】将同一重物提升相同高度，所做有用功不变；机械效率提高，由可知，总功减小；额外功​，所以额外功也减少。故选B。 【典例1-2】如图所示，在用动滑轮提升钩码时，动滑轮对钩码做的功是______，弹簧测力计对绳子自由端做的功是______，提升动滑轮做的功是______。（三空均选填“有用功”、“额外功”和“总功”） 【答案】 有用功 总功 额外功 【详解】[1]将钩码提升一定的高度是我们的工作目的，动滑轮对钩码的拉力所做的功叫作有用功； [2]弹簧测力计的拉力所做的功，叫作总功； [3]用动滑轮提升钩码时，我们还不可避免地要克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫作额外功。 跟踪训练1如图，用同一滑轮组分别将物体和物体匀速提升相同的高度。与提升相比，提升的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响，则提升的过程（　　） A．额外功较小 B．额外功较大 C．总功较小 D．总功较大 【答案】D 【详解】提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，则克服动滑轮重力所做的功是额外功，由可知，提升A和B所做额外功相同；额外功相同，提升A物体时滑轮组的机械效率较大，所以提升A物体所做的有用功较大，故其总功较大，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 跟踪训练2 如图甲、乙两热机某次做功的部分参数。热机甲做的总功为，热机效率为；热机乙做的总功为，热机效率为，则_______，_______（均选填“>”“<”或“=”）。 【答案】 > < 【详解】[1]由图知 则＞。 [2] 热机效率为其输出有用功占总放出能量的百分比，从图中可以看出，甲的热机效率为 乙的热机效率为 由此可知。 题型2 机械效率的概念 1、机械效率的概念概念：有用功跟总功的比值叫做机械效率，通常用百分数表示。 2、机械效率的计算公式：用W总表示总功，用W有用表示有用功，用η表示机械效率，则：。 由于额外功不可避免，有用功只是总功的一部分，因而机械效率总小于1。 3、提高机械效率的主要办法 （1）在有用功一定时，尽量减少额外功，采用减轻机械自身的重力和加润滑油来减少摩擦的措施。 （2）在额外功一定时，增大有用功，在机械能够承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力，充分发挥机械的作用。 4、功、功率、机械效率的区别 （1）功率表示做功的快慢，功率大表示做功快。 （2）功率的大小与功和做功所用的时间都有关，因此做功多，不一定做功快。 （3）机械效率反映机械做功性能的好坏，它与功、功率之间没有直接的大小关系，即机械效率高的机械不代表做的功多，不代表做功快，只能说明机械的有用功和总功的比值大，能量的利用率高。 ★特别提醒 易错点：功率是表示物体做功快慢的物理量，与机械效率是两个完全不同的概念。 理解机械效率的定义，明确有用功、额外功和总功之间的关系是解决此类题目的关键。 【探究归纳】机械效率是有用功与总功的比值（），总小于 1，可通过减少额外功或增大有用功来提高。 【典例2-1】关于浮力、功、机械、效率下列叙述中正确的是（    ） A．一艘潜水艇完成任务后保持潜行，由河入海时所受的浮力会变大 B．人提着滑板在水平路面上前行，人提滑板的力做了功 C．斜面和轮轴也是可以省力的机械，同时还可以省距离 D．机械做功越快，机械效率就越高 【答案】A 【详解】A．一艘潜水艇完成任务后保持潜行，由河入海时，，排开液体的体积不变，液体密度变大，根据可知所受浮力变大，故A正确； B．用力提着滑板在水平路面上前行，人对滑板的拉力方向与滑板移动的方向垂直，人对滑板不做功，故B错误； C．任何简单机械都不能省功，即不能同时省力和省距离，故C错误； D．机械做功越快，功率越大．机械效率是有用功和总功的比值，与做功快慢无关，故D错误。 故选A。 【典例2-2】如图所示，人向下拉绳提升重物。已知物体重400N，动滑轮重100N，不计绳重及摩擦，将重物匀速提升0.5m，人需用的拉力为_______N，绳子自由端移动的距离为_______m，人利用该滑轮组提升重物的效率为_______。 【答案】 250 1 80% 【详解】[1]如图所示，一共2段绳子分担总重力，人需用的拉力为 [2]绳子自由端移动的距离为 [3]人利用该滑轮组提升重物的效率为 跟踪训练1下列说法中正确的是（　　） A．物体做的功越多，则功率就越大 B．越省力的机械，则功率越大 C．在相同的时间内做的功越多，功率越大 D．功率越大，则机械效率越高 【答案】C 【详解】A．功率是做功快慢的物理量，由公式决定，其中为所做的功， 为时间，物体做的功越多，若时间越长，则功率不一定越大，故A错误； B．功率与机械是否省力无关。省力的机械可能做功慢，也可能做功快，故B错误； C．根据功率公式，在相同时间内，做的功越多，功率 越大，故C正确； D．机械效率 ，表示有用功占比总功的比值，与功率无关，故D错误。 故选C。 跟踪训练2 图甲中拉力F平行于斜面，在10s内将重物从底端匀速拉到顶端。该过程中，克服重力及斜面摩擦力做功分布如图乙，斜面的机械效率为___________，有用功为___________J，拉力的功率为___________W。 【答案】 72% 360 50 【详解】[1]机械效率是有用功与总功的比值，有用功是克服重力做的功，由图乙知，克服重力做功占总功的72%，所以斜面的机械效率。 [2]由图乙知，克服摩擦力做功，且克服摩擦力做功占总功的比例为,设总功为，则，则 有用功 [3]拉力做的功为总功，时间。则拉力的功率 题型3 机械效率的计算和应用 1、机械效率表达式为，对于三种简单机械的机械效率的计算总结如下： 2、机械效率的大小比较 （1）机械效率由有用功和总功两个因素共同决定，不能理解成：“有用功多，机械效率高”或“总功大，机械效率低”。 （2）当总功一定时，机械做的有用功越多（或额外功越少），机械效率就越高； （3）当有用功一定时，机械所做的总功越少（或额外功越少），机械效率就越高； （4）当额外功一定时，机械所做的总功越多（或有用功越多），有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。 3、机械效率的应用 （1）有用功是由使用机械的目的所决定的，当用斜面提升物体时，克服物体重力做的功就是有用功，W有=Gh。   （2）额外功是克服相互接触物体间的摩擦阻力所做的功，对于斜面而言，W额=fs。   （3）总功是指动力对所做的功，一般情况下使用斜面时，动力做功W总=Fs。 （4）由功的原理：“动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功”，而机械克服阻力所做的功就包含了有用功和额外功，即：W总=W有+W额。   （5）机械效率是有用功与总功的比值，只能小于1（理想状态下可能等于1），并且无单位   斜面的机械效率，在同一斜面上，由于倾斜程度相同，即。 一定，故在同一斜面上拉同一物体（粗糙程度相同）时，在斜面上所移动的距离（或物体被提升的高度）不同时，机械效率是相同的。 （6）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度有关，斜面粗糙程度相同时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；斜面的倾斜程度一定时，斜面越粗糙，机械效率越低。 【探究归纳】机械效率等于有用功除以总功，滑轮组、斜面、杠杆都能用对应公式计算，可通过减小额外功提升效率。 【典例3-1】如图所示，重为60N的物体在水平拉力F=3N的作用下，沿水平面向左做匀速直线运动，物体受到水平地面的摩擦力是其重力的0.1倍，若物体在2s内向左移动了1m。下列有关说法错误的是（   ） A．拉力做的功为9J B．左边墙壁对滑轮组的拉力大小为6N C．滑轮组有用功的功率为2W D．滑轮组的机械效率为66.7% 【答案】C 【详解】摩擦力 由图可得动滑轮上绳子段数，拉力移动距离 A．拉力做的总功，故A正确，不符合题意； B．左侧定滑轮静止，受力平衡，定滑轮受到向右两段绳子的拉力，每段拉力都等于，总拉力为 因此墙壁对滑轮组的拉力大小等于，故B正确，不符合题意； C．水平滑轮组的有用功是克服摩擦力做的功，即 有用功的功率，不是，故C错误，符合题意； D．滑轮组的机械效率，故D正确，不符合题意。 故选C。 【典例3-2】小军把一个重为1200N的重物搬到2m高的车上，为了省力他用长5m的木板搭了一个斜面（如图），搬运过程中，他用沿斜面向上、大小为600N的力F，将物体以0.5m/s的速度匀速推到车上，斜面的机械效率为80%。则此过程中力F的功率为_______ W，物体受到斜面的摩擦力大小为_______N。 【答案】 300 120 【详解】[1]已知推力，物体速度，根据功率推导公式 ，推力功率为 [2]斜面的有用功是克服物体重力做功 推力做的总功 则额外功是克服摩擦力做的功 由得，摩擦力 【典例3-3】某山区修建上山公路，现有A（平缓的盘山公路）、B（陡峭的直路）两种方案，两种方案可简化为高度相同、粗糙程度相同、倾斜程度不同的斜面模型，如图所示。现将同一辆重的小车分别沿着两个斜面从底端匀速拉到顶端。A方案中，斜面长，拉力为；B方案中，斜面长，机械效率为。求： (1)拉力做的有用功； (2)方案A的机械效率； (3)方案B中小车受到的摩擦力； (4)综合对比两组数据，分析应选择哪种方案，并简单分析该方案的优点。 (4)应选择A方案（平缓盘山公路），优点是坡度平缓，更省力。 【详解】（1）由图可得，斜面的高度 拉力做的有用功 （2）先计算方案A的总功 方案A的机械效率 （3）B的有用功与A相同， B的总功 总功等于有用功加额外功，斜面的额外功为克服摩擦力做的功，因此 B中小车受到的摩擦力 （4）根据斜面的工作特点：倾斜程度越缓的斜面越省力。山区修建上山公路，核心需求是省力方便车辆通行，因此选择A方案，该方案的优点是坡度平缓，牵引力更小，更省力。 跟踪训练1神舟二十号舷窗出现裂纹，神舟二十二号仅用20天完成太空救援，重新定义了人类应对太空危机的效率标杆。回收返回舱时，用如图所示的柴油起重机将重约2.8t的返回舱在10s内匀速提升2m，起重机的输出功率为，g取10N/kg，以下分析正确的是（　　） A．起重机做的有用功为 B．钢缆A点处移动的距离为2m C．起重机的效率为80% D．返回舱在10s内上升的速度为0.8m/s 【答案】C 【详解】A．克服返回舱的重力所做的功为有用功，大小为 故A错误； B．由图可知，与动滑轮相连的绳子股数，返回舱提升2m，绳端移动的距离 故B错误； C．起重机所做的做功为 起重机的效率为 故C正确； D．返回舱在10s内匀速提升2m，所以返回舱的速度为 故D错误。 故选C。 跟踪训练2 如图所示是物理兴趣小组利用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，水瓶匀速直线下降8m，使人匀速升高0.4m，水瓶对绳a的拉力为，绳b对人的拉力为，此过程中滑轮组的机械效率为______；做功的功率______（选填“大于”、“小于”或“等于”）做功的功率。 【答案】 80% 大于 【详解】[1]提升人做的功是有用功 水瓶拉力做的功为总功 机械效率 [2]水瓶和人运动时间t相同，则F1​做功的功率 F2​做功的功率 因此，即F1​做功的功率大于F2​做功的功率。 跟踪训练3 李师傅在装修施工时，利用如图所示的滑轮组来提升装修材料。已知被提升的建筑材料的质量为200kg，动滑轮重力为500N，拉力F在10s内将重物匀速提升了10m，不计绳重及摩擦。（g=10N/kg）求： (1)提升装置所做的有用功； (2)拉力F的功率； (3)该装置的机械效率。 【详解】（1）建筑材料的重力为 有用功是克服物体重力做的功为 （2）绳子自由端移动的距离 不计绳重及摩擦，拉力大小 拉力做的总功 拉力的功率 （3）机械效率 题型4 有关机械效率的探究实验 一、滑轮（组）机械效率的测量实验 1、实验目的：测量滑轮组的机械效率。 2、实验原理：。 3、实验器材：滑轮组、相同的钩码若干、铁架台、细绳、弹簧测力计、刻度尺。 4、实验步骤： （1）用弹簧测力计测量出钩码的重力G。 （2）按装置图把滑轮组和刻度尺安装好，并记下钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置。 （3）竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升，读出其示数F，并从刻度尺上读出钩码上升的距离h和绳子末端移动的距离s。 （4）分别算出有用功W有、总功W总和机械效率η，将各项数据填入表格。 （5）增加被提升钩码的个数，重复步骤（2）（3）（4）。 5、实验结论：使用同一滑轮组提升不同的重物时，重物越重，滑轮组的机械效率越大。 ★特别提醒 （1）匀速拉动弹簧测力计，目的是保证弹簧测力计的示数F大小不变。 （2）为了便于读数，钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置最好取整数。 （2）多次测量的目的是进行一些必要的比较，利用不完全归纳法总结规律，而不是求平均值。 二、斜面机械效率的测量实验 1、实验目的：探究斜面的机械效率。 2、实验原理：。 3、实验器材：斜面（高度可调），木块，弹簧测力计，细线，刻度尺。 4、实验步骤： （1）用弹簧测力计测出小木块的重力。 （2）调节斜面的高度并测出斜面的高度。 （3）测出小木块在斜面上移动的距离，并读出拉力的大小。 （4）重复做3次，并把数据填入表格。 5、实验结论：斜面越陡机械效率越高，斜面越缓，机械效率越低。 三、杠杆机械效率的测量实验 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。 （1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为0.5N，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0.3m，则杠杆的机械效率为66.7%．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：由于使用杠杆时需要克服摩擦做功。 （2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据： 次数 钩码悬挂点 钩码总重G/N 钩码移动距离h/m 拉力F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η/% 1 A点 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4 2 B点 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3 根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：不能。 请简要说明两条理由：①两次实验时钩码没有挂在同一位置；②仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的。 【探究归纳】通过控制变量法，测量不同条件下机械的有用功和总功，计算并对比机械效率，探究影响机械效率的因素。 【典例4-1】用下图所示的动滑轮匀速提升重物，测量动滑轮的机械效率，表中已填入某次实验时测量出的数据。下列说法正确的是（　　） 物重G/N 提升高度h/m 绳自由端拉力F/N 绳自由端移动s/m 机械效率 2 0.1 1.2 0.2 A．实验中应在弹簧测力计保持静止时读数 B．本次实验中，动滑轮的机械效率为60% C．该动滑轮的机械效率不会改变 D．若只更换质量更大的物体，该动滑轮的机械效率会变大 【答案】D 【详解】A．实验中需要匀速竖直向上拉动弹簧测力计时读数，静止时读数没有考虑摩擦力，会导致拉力测量值偏小，故A 错误； B．机械效率计算：，故B错误； C．动滑轮的机械效率会随提升物重、动滑轮重力、摩擦等因素变化，不是固定不变的，故C错误； D．更换质量更大的物体时，有用功在总功中的占比会增大，因此动滑轮的机械效率会变大，故D正确。 故选D。 【典例4-2】如下图所示，小明用沿斜面向上的力，把一个重600N的木箱沿斜面推到1.8m高处，斜面长4.5m．斜面的机械效率为______。 【答案】60% 【详解】推力做的总功，推力做的有用功，斜面的机械效率。 【典例4-3】两位同学根据图示分别用自己的器材测量滑轮组的机械效率，下表是他们实验中的一组数据。请将表格中的数据补充完整并说明机械效率不同的原因可能是什么_______。 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 有用功W有用/J 总功W总/J 机械效率η 甲同学 1.0 0.1 0.5 0.3 __ __ __ 乙同学 3.0 0.1 1.2 0.3 __ __ __ 【答案】 机械效率不同的原因是提升物体的重力不同 0.1 0.15 66.7% 0.3 0.36 83.3% 【详解】根据可知，甲同学做的有用功 乙同学做的有用功 根据可知，甲同学做的总功 乙同学做的总功 根据可知，甲同学做功的机械效率 乙同学做功的机械效率 两个同学测得机械效率不同的原因是提升物体的重力不同，提升物体的重力越大，机械效率越高。 跟踪训练1小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，他将重为100N的物体挂在均匀杠杆的中点，在杠杆的另一端始终保持竖直方向拉动杠杆，使其绕O点缓慢转动，带动物体匀速上升了0.1m（不计绳重及摩擦），下列说法正确的是（　　） A．在物体上升过程中，拉力大小将变大 B．若杠杆机械效率为80%，则杠杆自重为50N C．仅将物体悬挂点向支点靠近一些，杠杆的机械效率将变大 D．仅将拉力F的作用点向支点靠近一些，杠杆的机械效率将不变 【答案】D 【详解】A．物体挂在杠杆中点，拉力的方向始终竖直向上，杆的重力的方向和物体通过绳对杆的拉力的方向始终竖直向下。假设拉力的力臂为l1，因为物体挂在均匀杠杆的中点，而力始终保持竖直，所以根据数学知识中的三角形相似，对应边成比例可知，阻力臂与动力臂之比等于杆的一半的长度与杆的全长之比，即物体对杆的拉力的力臂。假设杠杆自重为G杆，其重心在中点，则力臂也为。根据杠杆平衡条件可知， 化简得 因为杆的重力与物体的重力大小不变，则拉力大小不变，故A错误； B．机械效率，因为物体对杆的拉力的作用点和杆自身重力的作用点都在杠杆的中点，所以物体和杠杆上升高度相同，即。已知，，代入得 约去h后，解得，而非50N，故B错误； C．将物体悬挂点向支点靠近，物体上升高度h不变，有用功不变；额外功，由数学知识可知，h杆变大，额外功变大。机械效率 由于变大，会使η变小，故C错误； D．仅将拉力作用点向支点靠近，物体的重力G、杠杆自重G杆不变，因为物体和杠杆的上升高度比例由悬挂点和重心位置决定，与拉力作用点无关，所以h、h杆不变，则有用功和额外功也不变，因此机械效率不变，故D正确。 故选D。 跟踪训练2 如图甲是某小组的同学测量动滑轮的机械效率的示意图。用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子自由端，将重为3N的物体从A位置提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的位置上升到位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示，请你根据他们做的实验完成下列问题，实验过程中： (1)弹簧测力计______时读出弹簧测力计的示数会使实验结果更准确。（选填“竖直向上匀速拉动”或“静止”）。 (2)有用功是______J。 (3)动滑轮的机械效率是______。 【答案】(1)竖直向上匀速拉动 (2)0.3 (3)75% 【详解】（1）弹簧测力计竖直向上匀速拉动时，系统处于平衡状态，测力计示数稳定，读出弹簧测力计的示数会使实验结果更准确。 （2）由图甲可知，刻度尺的分度值为1cm，AB之间的距离为10.0cm，因此物体上升的高度 拉力的有用功 （3）由图甲可知承担动滑轮绳子的股数，由图乙可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2N，因此绳子自由端的拉力，绳子自由端移动的距离为 动滑轮的机械效率 跟踪训练3 实验小组用图示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如下表： 实验次数 物体种类 物重G/N 斜面高h/cm 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/cm 机械效率η/% 1 木块 4 15 1 90 66.7 2 小车 4 15 90 (1)沿斜面拉动物体时，为使测力计的示数稳定，应使物体做________运动，此时绳子对物体的拉力和斜面对物体的摩擦力________（选填“是”或“不是”）平衡力； (2)根据图中测力计的示数可算得，第2次实验的机械效率为________%（保留小数点后一位）；由实验可得初步结论：其他条件不变时，________越小，斜面的机械效率越大； (3)第1次实验中，木块所受摩擦力为________N（保留小数点后一位）。 【答案】(1) 匀速直线 不是 (2) 95.2 摩擦力 (3)0.3 【详解】（1）[1]沿斜面拉动物体时，为使弹簧测力计的示数稳定，便于读数，应使物体做匀速直线运动。 [2]沿斜面向上匀速拉动物体时，在斜面方向上物体受到沿斜面向上的拉力，沿斜面向下的摩擦力，竖直向下的重力，在这三个力作用下物体处于平衡状态，所以物体所受到的拉力和斜面对物体的摩擦力不是一对平衡力。 （2）[1]由图可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，测力计示数为0.7N；由表中数据可知，第2次实验中，斜面的机械效率为 [2]沿着斜面拉物体时，克服斜面对物体的摩擦力做的功为额外功，由表中1、2两次的数据可知，斜面高度和长度相同，即斜面的倾角相同，物体重力相同，木块和小车对斜面的压力相同，但接触面粗糙程度不同，所以木块和小车受到的摩擦力不同，故斜面的机械效率不同。第1次木块在斜面上滑动，第2次小车在斜面上滚动，在压力相同时，滚动摩擦力比滑动摩擦小得多，故第2次机械效率跟高。所以得出结论：其他条件不变时，摩擦力越小，斜面的机械效率越大。 （3）第1次实验中，总功为 有用功为 克服摩擦力所做的额外功为 木块所受摩擦力为 【能力培优练】 1．关于功率、机械效率说法正确的是（   ） A．功率表示物体做功的多少 B．功率表示物体做功的快慢 C．机械效率表示额外功占总功的百分比 D．机械效率表示物体做功的快慢 【答案】B 【详解】AB．功率等于物体所做的功与做功时间之比，表示做功的快慢。故A错误，B正确； CD．机械效率等于有用功与总功的比值，表示有用功在总功中的比例，不是表示做功的快慢。故CD错误。 故选B。 2．如图所示是古人拉绳从井中汲卤制盐的场景，使用装置顶端的简单机械是为了（   ） A．省力 B．改变力的方向 C．省距离 D．提高机械效率 【答案】B 【详解】装置顶端的简单机械轴心位置是保持不变的，是定滑轮；定滑轮既不省力也不省距离，只能改变力的方向，任何机械在使用过程中都会有额外功，特别是摩擦力做的功是无法避免的，因此该装置的主要目的不是提高机械效率，而是改变力的方向，更便于人们从井中汲卤。 故选B。 3．如图是东坡井口木制辘轳结构及侧面图。人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轮轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。以下分析正确的（　　） A．辘轳是定滑轮的应用，可改变力的方向 B．辘轳是动滑轮的应用，可省力 C．辘轳属于轮轴结构，轮半径越大越省力 D．提高机械效率的关键是增大提水桶上升的速度 【答案】C 【详解】ABC．定滑轮的轴是固定不动的，不随物体一起运动，动滑轮是轴随物体一起运动的滑轮，而辘轳在工作时，轮和轴一起转动，属于轮轴结构，不是定滑轮，也不是动滑轮；根据轮轴的原理，（ F1 是作用在轮上的力， R 是轮半径，F2是作用在轴上的力， r 是轴半径），在阻力和轴半径一定时，轮半径 R 越大，所需的动力F1越小，也就越省力，故 C 正确，AB错误； D．提高机械效率的关键是增大有用功在总功中的比例，比如减小额外功，如减小摩擦力、减轻机械自身重量等，而不是增大提水桶上升的速度，故D错误。 故选C。 4．工人用相同的滑轮以图甲、乙所示的两种方式，在相同时间内把同一物体竖直匀速提升相同高度，物体质量大于滑轮质量，忽略绳重，摩擦和空气阻力，对比两种方式，下列说法正确的是（　　） A．甲中工人所用拉力较小 B．甲中绳端拉力做的功较大 C．乙中工人拉力的功率较小 D．乙中滑轮的机械效率较小 【答案】D 【详解】A．由题意，忽略绳重、摩擦和空气阻力，甲是定滑轮，甲中工人所用拉力，乙是动滑轮，乙中工人所用拉力，已知物体质量大于滑轮质量，即，则，因此甲中工人所用拉力较大，故A错误； BC．甲、乙工人用相同的滑轮以图甲、乙所示的两种方式提升同一物体到相同高度，所做有用功相等，甲是定滑轮，忽略绳重，摩擦和空气阻力，则甲做额外功为0；乙是动滑轮，提升动滑轮会做一定的额外功。拉力做的总功。则甲中绳端拉力做的功较小，乙中绳端拉力做的功较大。提升物体所用时间相等，根据可知乙中工人拉力的功率较大 ，甲中工人拉力的功率较小。故BC错误； D．机械效率，甲、乙有用功相等，甲的额外功为0，乙的额外功不为0，，因此乙的机械效率较小，故D正确。 故选D。 5．小明用如图所示的滑轮拉着重100 N的物体A，使A以0.2  m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动5 s，作用在绳端的水平拉力，该滑轮的机械效率为80%。关于该过程，下列说法中（    ） ①物体A受到的重力所做的功是0 J ②绳端移动的距离是2 m ③拉力F做功的功率是1 W ④地面对物体A的摩擦力大小是8 N A．只有①②正确 B．只有②③正确 C．只有①②④正确 D．只有②③④正确 【答案】C 【详解】①做功需要两个必要因素：作用在物体上的力、物体在力的方向上移动距离；重力方向竖直向下，物体A沿水平方向运动，没有在重力方向移动距离，因此重力做功为，①正确； ②物体A移动的距离 图中是动滑轮，绳子段数，因此绳端移动距离，②正确； ③拉力F做的总功 拉力做功的功率，③错误； ④根据机械效率公式，有用功为 水平拉动物体时，有用功是克服摩擦力做的功，由得摩擦力，④正确。 综上，①②④正确。故选C。 6．某同学在家利用一模一样的两个衣架组装成简易滑轮组。如图所示，他将重为3N的矿泉水瓶匀速提升0.3m，绳端拉力大小为2N，不考虑绳子的自重和摩擦，下列说法正确的是（    ） A．乙衣架的作用是为了改变力的方向 B．乙衣架的重力为2N C．绳子自由端通过的距离为0.9m D．提升更重的矿泉水瓶，该装置的机械效率变大 【答案】D 【详解】首先明确装置：甲是固定不动的定滑轮，乙是随物体一起运动的动滑轮，由图可知承担总重的绳子段数，逐一分析选项： A．乙是动滑轮，作用是省力，改变力的方向是定滑轮（甲）的作用，故A错误； B．不考虑绳重和摩擦，拉力满足，代入，得 不是，故B错误。 C．绳子自由端移动距离 不是，故C错误。 D．装置的机械效率，同一装置不变，提升物体的重力越大，机械效率越大，因此提升更重的矿泉水瓶，机械效率变大，故D正确。 故选D。 7．用图所示的滑轮组拉着物体A在水平地面上沿直线匀速运动2 m，绳端拉力，物体A受到地面的摩擦力为30 N。忽略绳重和动滑轮重的影响，下列说法中正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为6 m B．滑轮组的机械效率为75% C．有用功是物体A所受重力做的功 D．额外功主要是克服地面对物体A的摩擦力所做的功 【答案】B 【详解】A．由图可知，拉动动滑轮的绳子段数，物体移动距离，则绳子自由端移动距离，故A错误； BC．水平拉动滑轮组时，物体没有沿重力方向移动距离，物体重力不做功，有用功为克服物体与地面摩擦力做的功，总功为拉力做的功，滑轮组的机械效率，故B正确，C错误； D．水平拉动滑轮组，忽略绳重和动滑轮重时，额外功主要是克服滑轮转轴处摩擦做的功，故D错误。 故选B。 8．建筑工地上，工人常运用简单机械提高工作效率。如图所示，用100N的拉力F向下拉轻绳，将重320N的物体从斜面底端匀速拉至顶端。不计空气阻力，忽略绳与滑轮间的摩擦，已知斜面长4m，高1m，则对于此过程，下列说法正确的是（　　） A．图中的滑轮可以省力 B．物体受到的摩擦力大小为20N C．有用功为1280J D．此装置的机械效率为83.3% 【答案】B 【详解】A．图中的滑轮为定滑轮，可以改变力的方向，但不能省力，故A错误； BC．已知，，根据有用功公式，得 根据总功公式，，，得 则 额外功用于克服斜面摩擦力，由得物体受到的摩擦力 故B正确，C错误； D．根据机械效率公式，代入数据得此装置的机械效率 故D错误。 故选B。 9．如图所示装置，由滑轮组和电动卷扬机组成。工人利用该装置在5s内使重为5000N的物体M在水平地面向右匀速移动了2m，电动卷扬机对滑轮组绳子自由端的拉力为F=300N，物体M在水平面上滑动过程中受到的阻力是其重力的0.1倍，动滑轮重50N，在此过程中，电动卷扬机的效率是80%。则下列说法正确的是（   ） A．电动卷扬机对物体M的功率为400W B．滑轮组的机械效率为80% C．克服绳重和摩擦做的功为50J D．电动卷扬机消耗的电能为1500J 【答案】D 【详解】A．有用功为 电动卷扬机对物体M的功率为 故A错误； B．滑轮组的，机械效率为 故B错误； C．滑轮组做的总功为 克服动滑轮的重做的功为 克服绳重和摩擦做的功为 故C错误； D．电动卷扬机的效率是80%，电动卷扬机消耗的电能为 故D正确。 故选D。 10．如图，在斜面上用大小为100N的力将一个重200N的物体匀速拉到顶端，已知斜面长10m，高4m。则斜面的机械效率为_______，物体所受摩擦力的大小为_______N。 【答案】 80% 20N 【详解】[1]克服物体重力做的功 拉力做的功 则斜面的机械效率 [2]克服摩擦力做的功 则物体所受摩擦力的大小为 11．如图所示，在100 N的水平拉力F作用下物体沿水平地面向左匀速直线运动了3 m，物体与地面间的滑动摩擦力为210 N，则滑动摩擦力做功大小为__________J；滑轮组的机械效率为__________。 【答案】 630 70% 【详解】[1]滑动摩擦力做功大小为 [2]由图中可知，动滑轮上有三股承重绳，绳子自由端移动的距离为 的总功为 滑轮组所做的有用功为 故滑轮组的机械效率为 12．工人利用图甲所示滑轮组提升重力为960 N的物体A，拉力F随时间t变化的关系图像如图乙所示，物体A上升的速度v随时间t变化的关系图像如图丙所示，不计绳重和机械部件之间的摩擦。则： (1)在0~1s内，拉力F的功率______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (2)动滑轮的重力为______N。 (3)在1~3s内，拉力F克服动滑轮重力做的功是______J，滑轮组的机械效率是_____。 【答案】(1)变大 (2)240/ (3) 480/ 80% 【详解】（1）由图丙可知在内物体速度逐渐变大，由图甲可知连在动滑轮上绳子段数，则有，所以在内绳子自由端速度也逐渐变大，由乙图可知，此过程中拉力F不变，由可知，拉力F的功率逐渐变大。 （2）由图丙可知，内，物体做匀速直线运动，此时物体受力平衡，由图乙可知，内，拉力为400N，因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力 （3）由图丙可知，内，物体的速度为1.0m/s，动滑轮与物体同步移动，内动滑轮上升的高度 在1~3s内，拉力F克服动滑轮重力做的功是 滑轮组的机械效率是 13．小明使用滑轮将一桶重200N的物体匀速提升至10m高的工作平台。 (1)如图（a）所示的滑轮相当于一个___________ （选填：A。省力杠杆B。费力杠杆C。等臂杠杆）； (2)将装置用力向上提升的过程中，绳子自由端上升时的s﹣t图像如图（b）所示，则桶的上升速度为___________ m/s； (3)若此过程中小明所做的额外功为500J，则机械效率为___________ 。 【答案】(1)A (2)0.1 (3)80%/0.8 【详解】（1）图（a）中的滑轮是动滑轮，其支点在绳子与滑轮的接触点，阻力作用在滑轮轴上，动力作用在绳子自由端，动力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。 （2）绳子自由端的速度 动滑轮中绳子自由端移动速度是物体上升速度的2倍，因此桶的上升速度 （3）有用功为 总功为有用功与额外功之和 机械效率为 14．如图所示，物理实践小组的同学设计出一种滑轮组（图中没有画出），利用一个大量程弹簧测力计测量电动车的质量。电动车被匀速拉起用时，绳子自由端的移动速度为。已知动滑轮总重为，不计绳重和摩擦，滑轮组中共有______段绳子承担物重，做的额外功为______J；若此过程中弹簧测力计示数为，则滑轮组的机械效率为______，电动车的质量为______。（g取，百分号前保留一位小数） 【答案】 30 30 88.9% 80 【详解】[1]电动车上升的速度为 承重绳子的股数为 [2]拉力做的额外功为 [3]拉力做的总功为 拉力做的有用功为 滑轮组的机械效率为 [4]电动车的重力为 电动车的质量为 15．根据小明“探究杠杆的平衡条件”的实验要求，完成下列各题： (1)实验开始时，杠杆静止时如图甲所示，杠杆处于______（选填“平衡”或“不平衡”）状态，小明通过调节杠杆右端的螺母向______移动（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡，其目的是：______，然后进行下面的实验探究； (2)当弹簧测力计由图乙的竖直地拉着变成倾斜地拉着，使杠杆在水平位置静止时，弹簧测力计的示数将______（选填“变大”、“不变”或“变小”）； (3)有人用轻质杠杆组装成如图，轻质杠杆可绕转动，在点始终受一垂直作用于杠杆的力，力将______。 A．变大 B．变小 C．不变 D．先变大，后变小 E．先变小，后变大 (4)小明将原来装置改装成丁图，质量分布均匀的杠杆自重是，和点分别是杠杆总长度的处和处，小明两次将重为的钩码分别挂在和点并提升相同高度，已知，两次机械效率分别是和，则______（不计摩擦）。 【答案】(1) 平衡 右 便于测量力臂，消除杠杆自身重力对实验的影响 (2)变大 (3)D (4) 【详解】（1）[1]杠杆静止就属于平衡状态，因此此时杠杆处于平衡状态。 [2][3]图甲中杠杆左端下沉、右端翘起，表明右端要轻一些，平衡螺母向右移动；使杠杆在水平位置平衡，既可以让杠杆自重的力臂为零，消除杠杆自重对实验的影响，又可以让力臂与杠杆重合，方便直接测量力臂。 （2）弹簧测力计倾斜拉动时，拉力的力臂会变小，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件，拉力会变大，因此弹簧测力计示数变大。 （3）力始终垂直于杠杆，因此的力臂大小始终不变；阻力为重物对杠杆的作用力，大小不变；杠杆从下端向上转动的过程中，阻力臂（支点到重力作用线的距离）先增大，杠杆水平时阻力臂达到最大，继续转动后阻力臂减小，根据杠杆平衡条件，力会先变大后变小，故选D。 （4）不计摩擦，额外功是克服杠杆自重做的功，机械效率： 设支点到A的距离为，则到杠杆中点（重心位置）的距离为，已知： 钩码挂在点，钩码提升高度为：，重心提升高度为，，因此 钩码挂在C点，钩码提升高度为：，重心提升高度为，，因此 因此比值： 16．在物理学中斜面是一个很重要的模型。初中物理的学习中与斜面有关的实验也多次使用。 (1)如图甲，利用斜面和小车测量平均速度，实验时应保持斜面的倾斜角较______，这是为了减小测量______时造成的误差。 (2)如图乙，让小车从斜面的同一高度自由下滑，这样操作的目的是控制小车到达不同水平面的______相同；实验中是通过观察小车在水平面通过的距离来反映______对物体运动的影响。 (3)如图丙，用F1的拉力直接将物体A匀速提升h，换用斜面把物体A匀速提升相同的高度，拉力为F2，物体沿斜面运动的距离为L，利用斜面工作过程中，对物体所做的有用功为______，克服物体受到的摩擦力做的额外功为______。 【答案】(1) 小 时间 (2) 速度 阻力 (3) 【详解】（1）实验时要选择倾斜角较小的斜面，小车在斜面上运行的速度慢，在坡上运行的时间长，方便计时，可以减小测量时间造成的误差。 （2）让小车从斜面的同一高度由静止下滑的目的是使小车到达水平面时的速度相同。 阻力对物体运动的影响不易观察，实验中，是通过观察小车在水平面上运动的距离来判断小车在水平面上受到阻力的大小。 （3）利用斜面工作过程中，对物体所做的有用功与用的拉力直接匀速提升物体所做的功相同，即 利用斜面工作过程中做的总功为 所以克服物体受到的摩擦力做的额外功为 17．小明和小组同学进行了“测量滑轮组的机械效率”的实验。 （1）利用如图所示的装置分别进行实验，将测得的实验数据记录在表中。 实验 序号 钩码重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 4 0.2 1.8 0.6 74% 4 8 0.1 3.2 0.3 83% 5 8 0.1 2.5 0.4 （2）根据表格数据可知，第5次实验是用__________图装置进行实验的，该装置的机械效率为__________%；通过分析第1、2两次实验，可得出结论：使用相同滑轮组提升同一物体时，滑轮组的机械效率与绕绳方式__________；通过比较第2、4两次实验数据可得出结论：使用相同滑轮组提升物体时，物体越重，滑轮组的机械效率越__________（选填“大”或“小”）； （3）为提高滑轮组机械效率，根据以上结论和生活经验，不可采取的措施有__________（填字母） A．减轻动滑轮重            B．增加所提物体            C．机械加润滑油            D．增加重物上升高度 【答案】 丁 80 无关 大 D 【详解】（2）[1]第5次实验中，根据滑轮组的绳子承重股数公式可得，承担物重的绳子段数 四个图中只有丁图的绳子段数为4段，因此第5次实验用丁图装置。 [2]第5次实验的机械效率为 [3]分析1、2两次实验结论可知，1、2两次实验提升物重、动滑轮重力都相同，仅绕绳方式不同，最终机械效率相同，因此可得：滑轮组的机械效率与绕绳方式无关。 [4]分析2、4两次实验结论可知，2、4两次实验使用相同滑轮组，提升物体重力越大，机械效率越高，因此可得：使用相同滑轮组提升物体时，物体越重，机械效率越大。 （3）[5]A．减轻动滑轮重力，可减少额外功，提高机械效率，故A不符合题意； B．增加提升物体重力，有用功占总功的比例增大，机械效率提高，故B不符合题意； C．加润滑油减小摩擦，减少额外功，可提高机械效率，故C不符合题意； D．根据可知，滑轮组机械效率和重物上升高度无关，增加重物上升高度不能提高机械效率，不可行。故D符合题意。 故选D。 18．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。 【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 所以绳子拉力为 19．在社会实践劳动活动中，同学们帮助喜获丰收的藕农将一筐筐藕装车。装车时，他们在地面与车厢间放置一斜木板，如图所示。一同学将装有45kg藕的筐（筐的质量忽略不计），从斜木板的底端匀速推上车厢，所用时间为20s，已知斜面长3m，高1m，斜面的机械效率为75%。g取10N/kg，求： (1)藕的重力； (2)推力做功的功率； (3)藕筐在斜面上运动时受到的摩擦力。 【详解】（1）藕的重力为 （2）克服重力做的有用功为 由，可得推力做的总功为 推力做功的功率为 （3）克服摩擦力做的额外功为 则藕筐在斜面上运动时受到的摩擦力为 20．如图1所示，滑轮组悬挂在水平支架上，重为1300N的卷扬机放置在水平地面上，卷扬机和地面的接触面积为。两次分别匀速提升物体A、B时，卷扬机的输出功率P随物体上升速度v的变化关系图线分别为图2中的a、b。已知物体A的质量为80 kg，绳子能够承受的最大拉力为1200N，动滑轮和定滑轮质量相同。（不计滑轮组的绳重和轮与轴之间的摩擦，g取10 N/kg）求： (1)卷扬机未连接滑轮组时对水平地面的压强。 (2)提升物体B时滑轮组的机械效率。 (3)若水平支架能承受的滑轮组对它的最大拉力为3500N，用此滑轮组提升物体时能达到的最大机械效率（结果保留一位小数）。 【详解】（1）卷扬机未连接滑轮组时，对水平地面的压力等于自身重力，即 卷扬机对水平地面的压强为 （2）由图1可知，承担物重的绳子股数；由图2可知，当物体上升速度时，提升A、B的功率分别为 ，；绳子自由端移动速度 提升A、B的拉力分别为， 物体A的重力 不计绳重和摩擦，由滑轮组拉力公式 ，变形得动滑轮重力 物体B的重力 由机械效率公式 得提升B的机械效率 （3）由题意，动滑轮和定滑轮质量相等，因此，水平支架受到的拉力为 ，当水平支架承受最大拉力为3500N时，绳子自由端最大拉力 （绳子能承受的最大拉力），因此绳子自由端最大拉力为。 提升的最大物重 滑轮组的最大机械效率 【链接中考】 1．（2025·四川绵阳·中考真题）持续提升农村幸福宜居品质是美丽乡村建设的任务之一。某乡村建设工地上，建筑工人准备利用如图所示的滑轮组（绳子未连接）匀速提升建筑材料，第一次需提升的建筑材料重1500N，第二次需提升的建筑材料重2000N，已知动滑轮组的总重量是200N，不计绳重和摩擦，则（   ） A．第一次提升，工人的拉力最小为340N B．第二次提升，工人的拉力最小为550N C．第一次提升，滑轮组的机械效率约为91% D．第二次提升，滑轮组的机械效率约为88% 【答案】B 【详解】A．该滑轮组由2个定滑轮和2个动滑轮组成。为了省力，绳子的有效段数n应尽可能多。对于该滑轮组，最省力的绕法是绳子从动滑轮的挂钩上开始缠绕，此时滑轮组的动滑轮绕绳子的段数，拉力方向向上；如果考虑工人站在地面上方便施工，拉力方向应向下，此时绳子从定滑轮的挂钩上开始缠绕，。第一次提升，物重，动滑轮重。不计绳重和摩擦，承重绳段数，则工人的拉力 故A错误； B．第二次提升，物重，动滑轮重。不计绳重和摩擦，承重绳段数，则工人的拉力 故B正确； C．第一次提升，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率 故C错误； D．第二次提升，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率 故D错误。 故选B。 2．（2025·青海西宁·中考真题）如图甲所示，快递员用推力将重为800N的快递，先沿水平面推行一段距离，再推至长4m、高2m的斜面顶端，推力始终与快递运动方向相同；快递在整个运动过程中，路程与时间变化关系和推力与时间变化关系分别如图乙、丙所示（g取），下列分析正确的是（　　） A．内快递所受的摩擦力为800N B．内推力的功率为800W C．内快递克服重力做的功为3200J D．内快递受到的摩擦力为100N 【答案】D 【详解】A．根据题意，由图乙可知，0~4s内快递在水平面做匀速直线运动，则所受的摩擦力与推力是一对平衡力，由图丙可知，0~4s内快递所受的摩擦力f=F=200N，故A错误； B．由图乙可知，0~4s内快递移动的距离为4m，则推力F的功率 故B错误； C．4~12s，快递从斜面底端运动到顶端，快递克服重力做的功W有=Gh=800N×2m=1600J 故C错误； D．由图乙可知，4~12s内快递在斜面上做匀速直线运动，由图丙可知，推力F'=500N，推力做的总功W总=F's'=500N×4m=2000J 克服快递重力做的有用功W有=1600J，则克服快递所受摩擦力做的额外功W额=W总-W有=2000J-1600J=400J 快递受到的摩擦力 故D正确。 故选D。 3．（2025·江苏淮安·中考真题）如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的物体，所用拉力F=100N，经过2s物体上升0.2m，拉力F做的功为______J，拉力F做功的功率为______W。此过程中定滑轮的机械效率为______。 【答案】 20 10 【详解】[1]图中为定滑轮，绳子自由端移动距离为 则拉力F做的功为 [2]拉力F做功的功率为 [3]有用功为 则定滑轮的机械效率为 4．（2025·青海·中考真题）塔吊是现代建筑业常见的一种机械设备，学完滑轮组的小文自制了一张塔吊简易图。如图所示，下方所挂物体的重力为1200N，动滑轮的自重为300N，不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦，则绳端的拉力F=______N，此装置的机械效率η=______。 【答案】 750 80% 【详解】[1]由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦，则绳端的拉力 [2]此装置的机械效率 5．（2025·四川资阳·中考真题）如图所示，某同学通过滑轮组将深井中的物体向上提升。提升过程中，该同学拉住绳的末端以速度v匀速向右移动，将质量的物体匀速提升了。动滑轮质量，不计绳重，不计绳与滑轮间、滑轮内部的摩擦，不计滑轮的大小，g取10N/kg。完成下列问题： (1)求上述提升过程中该同学向右移动的距离s； (2)求上述提升过程中该同学所受地面摩擦力的大小f； (3)求上述提升过程中滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。 【详解】（1）物体匀速提升的高度为，如图所示，一共有3段绳子分担动滑轮和物重，故该同学向右移动的距离 （2）绳子的拉力为 该同学匀速向右移动，同学与地面的摩擦力为 （3）提升过程中滑轮组做的有用功为 同学对滑轮组所做的总功 滑轮组的机械效率 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节 机械效率 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 有用功和额外功 1 题型2 机械效率的概念 2 题型3 机械效率的计算和应用 4 题型4 有关机械效率的探究实验 7 【能力培优练】 12 【链接中考】 19 【重难题型讲解】 题型1 有用功和额外功 1、有用功：利用机械做功的时候，对人们有用的功就叫做有用功。 2、额外功：并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功。 3、总功：有用功与额外功的和叫总功；即动力所做的功。 4、总功的计算：W总=Fs；W总=W有用+W额外。 5、有用功的计算方法：W有用=Gh；W有用=W总-W额外。 6、额外功的计算方法：W额外=G′h，W额外=f摩s；W额外=W总-W有用。 7、功的原理 （1）使用任何机械时，人们所做的功，都不会少于（大于或等于）不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不省功，这个结论叫做功的原理。 （2）功的原理是人们经过长期的实验和研究得到的规律，是任何机械（不论是简单机械还是复杂的机器）都遵循的原理，它表明使用任何机械，能省力或省距离或改变力的方向，但都不能省功。 【探究归纳】有用功是对人们有用的功，额外功是不需要但不得不做的功，二者之和为总功，且使用任何机械都不省功。 【典例1-1】一种机械改进结构后，机械效率提高了，若用它将同一重物匀速提升相同的高度，则改进后与改进前相比（   ） A．做的总功没变，有用功也没变 B．做的有用功不变，总功比以前减少 C．做的总功没变，额外功比以前减少了 D．做的总功没变，有用功比以前增多了 【典例1-2】如图所示，在用动滑轮提升钩码时，动滑轮对钩码做的功是______，弹簧测力计对绳子自由端做的功是______，提升动滑轮做的功是______。（三空均选填“有用功”、“额外功”和“总功”） 跟踪训练1如图，用同一滑轮组分别将物体和物体匀速提升相同的高度。与提升相比，提升的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响，则提升的过程（　　） A．额外功较小 B．额外功较大 C．总功较小 D．总功较大 跟踪训练2 如图甲、乙两热机某次做功的部分参数。热机甲做的总功为，热机效率为；热机乙做的总功为，热机效率为，则_______，_______（均选填“>”“<”或“=”）。 题型2 机械效率的概念 1、机械效率的概念概念：有用功跟总功的比值叫做机械效率，通常用百分数表示。 2、机械效率的计算公式：用W总表示总功，用W有用表示有用功，用η表示机械效率，则：。 由于额外功不可避免，有用功只是总功的一部分，因而机械效率总小于1。 3、提高机械效率的主要办法 （1）在有用功一定时，尽量减少额外功，采用减轻机械自身的重力和加润滑油来减少摩擦的措施。 （2）在额外功一定时，增大有用功，在机械能够承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力，充分发挥机械的作用。 4、功、功率、机械效率的区别 （1）功率表示做功的快慢，功率大表示做功快。 （2）功率的大小与功和做功所用的时间都有关，因此做功多，不一定做功快。 （3）机械效率反映机械做功性能的好坏，它与功、功率之间没有直接的大小关系，即机械效率高的机械不代表做的功多，不代表做功快，只能说明机械的有用功和总功的比值大，能量的利用率高。 ★特别提醒 易错点：功率是表示物体做功快慢的物理量，与机械效率是两个完全不同的概念。 理解机械效率的定义，明确有用功、额外功和总功之间的关系是解决此类题目的关键。 【探究归纳】机械效率是有用功与总功的比值（），总小于 1，可通过减少额外功或增大有用功来提高。 【典例2-1】关于浮力、功、机械、效率下列叙述中正确的是（    ） A．一艘潜水艇完成任务后保持潜行，由河入海时所受的浮力会变大 B．人提着滑板在水平路面上前行，人提滑板的力做了功 C．斜面和轮轴也是可以省力的机械，同时还可以省距离 D．机械做功越快，机械效率就越高 【典例2-2】如图所示，人向下拉绳提升重物。已知物体重400N，动滑轮重100N，不计绳重及摩擦，将重物匀速提升0.5m，人需用的拉力为_______N，绳子自由端移动的距离为_______m，人利用该滑轮组提升重物的效率为_______。 跟踪训练1下列说法中正确的是（　　） A．物体做的功越多，则功率就越大 B．越省力的机械，则功率越大 C．在相同的时间内做的功越多，功率越大 D．功率越大，则机械效率越高 跟踪训练2 图甲中拉力F平行于斜面，在10s内将重物从底端匀速拉到顶端。该过程中，克服重力及斜面摩擦力做功分布如图乙，斜面的机械效率为___________，有用功为___________J，拉力的功率为___________W。 题型3 机械效率的计算和应用 1、机械效率表达式为，对于三种简单机械的机械效率的计算总结如下： 2、机械效率的大小比较 （1）机械效率由有用功和总功两个因素共同决定，不能理解成：“有用功多，机械效率高”或“总功大，机械效率低”。 （2）当总功一定时，机械做的有用功越多（或额外功越少），机械效率就越高； （3）当有用功一定时，机械所做的总功越少（或额外功越少），机械效率就越高； （4）当额外功一定时，机械所做的总功越多（或有用功越多），有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。 3、机械效率的应用 （1）有用功是由使用机械的目的所决定的，当用斜面提升物体时，克服物体重力做的功就是有用功，W有=Gh。   （2）额外功是克服相互接触物体间的摩擦阻力所做的功，对于斜面而言，W额=fs。   （3）总功是指动力对所做的功，一般情况下使用斜面时，动力做功W总=Fs。 （4）由功的原理：“动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功”，而机械克服阻力所做的功就包含了有用功和额外功，即：W总=W有+W额。   （5）机械效率是有用功与总功的比值，只能小于1（理想状态下可能等于1），并且无单位   斜面的机械效率，在同一斜面上，由于倾斜程度相同，即。 一定，故在同一斜面上拉同一物体（粗糙程度相同）时，在斜面上所移动的距离（或物体被提升的高度）不同时，机械效率是相同的。 （6）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度有关，斜面粗糙程度相同时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；斜面的倾斜程度一定时，斜面越粗糙，机械效率越低。 【探究归纳】机械效率等于有用功除以总功，滑轮组、斜面、杠杆都能用对应公式计算，可通过减小额外功提升效率。 【典例3-1】如图所示，重为60N的物体在水平拉力F=3N的作用下，沿水平面向左做匀速直线运动，物体受到水平地面的摩擦力是其重力的0.1倍，若物体在2s内向左移动了1m。下列有关说法错误的是（   ） A．拉力做的功为9J B．左边墙壁对滑轮组的拉力大小为6N C．滑轮组有用功的功率为2W D．滑轮组的机械效率为66.7% 【典例3-2】小军把一个重为1200N的重物搬到2m高的车上，为了省力他用长5m的木板搭了一个斜面（如图），搬运过程中，他用沿斜面向上、大小为600N的力F，将物体以0.5m/s的速度匀速推到车上，斜面的机械效率为80%。则此过程中力F的功率为_______ W，物体受到斜面的摩擦力大小为_______N。 【典例3-3】某山区修建上山公路，现有A（平缓的盘山公路）、B（陡峭的直路）两种方案，两种方案可简化为高度相同、粗糙程度相同、倾斜程度不同的斜面模型，如图所示。现将同一辆重的小车分别沿着两个斜面从底端匀速拉到顶端。A方案中，斜面长，拉力为；B方案中，斜面长，机械效率为。求： (1)拉力做的有用功； (2)方案A的机械效率； (3)方案B中小车受到的摩擦力； (4)综合对比两组数据，分析应选择哪种方案，并简单分析该方案的优点。 跟踪训练1神舟二十号舷窗出现裂纹，神舟二十二号仅用20天完成太空救援，重新定义了人类应对太空危机的效率标杆。回收返回舱时，用如图所示的柴油起重机将重约2.8t的返回舱在10s内匀速提升2m，起重机的输出功率为，g取10N/kg，以下分析正确的是（　　） A．起重机做的有用功为 B．钢缆A点处移动的距离为2m C．起重机的效率为80% D．返回舱在10s内上升的速度为0.8m/s 跟踪训练2 如图所示是物理兴趣小组利用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，水瓶匀速直线下降8m，使人匀速升高0.4m，水瓶对绳a的拉力为，绳b对人的拉力为，此过程中滑轮组的机械效率为______；做功的功率______（选填“大于”、“小于”或“等于”）做功的功率。 跟踪训练3 李师傅在装修施工时，利用如图所示的滑轮组来提升装修材料。已知被提升的建筑材料的质量为200kg，动滑轮重力为500N，拉力F在10s内将重物匀速提升了10m，不计绳重及摩擦。（g=10N/kg）求： (1)提升装置所做的有用功； (2)拉力F的功率； (3)该装置的机械效率。 题型4 有关机械效率的探究实验 一、滑轮（组）机械效率的测量实验 1、实验目的：测量滑轮组的机械效率。 2、实验原理：。 3、实验器材：滑轮组、相同的钩码若干、铁架台、细绳、弹簧测力计、刻度尺。 4、实验步骤： （1）用弹簧测力计测量出钩码的重力G。 （2）按装置图把滑轮组和刻度尺安装好，并记下钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置。 （3）竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升，读出其示数F，并从刻度尺上读出钩码上升的距离h和绳子末端移动的距离s。 （4）分别算出有用功W有、总功W总和机械效率η，将各项数据填入表格。 （5）增加被提升钩码的个数，重复步骤（2）（3）（4）。 5、实验结论：使用同一滑轮组提升不同的重物时，重物越重，滑轮组的机械效率越大。 ★特别提醒 （1）匀速拉动弹簧测力计，目的是保证弹簧测力计的示数F大小不变。 （2）为了便于读数，钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置最好取整数。 （2）多次测量的目的是进行一些必要的比较，利用不完全归纳法总结规律，而不是求平均值。 二、斜面机械效率的测量实验 1、实验目的：探究斜面的机械效率。 2、实验原理：。 3、实验器材：斜面（高度可调），木块，弹簧测力计，细线，刻度尺。 4、实验步骤： （1）用弹簧测力计测出小木块的重力。 （2）调节斜面的高度并测出斜面的高度。 （3）测出小木块在斜面上移动的距离，并读出拉力的大小。 （4）重复做3次，并把数据填入表格。 5、实验结论：斜面越陡机械效率越高，斜面越缓，机械效率越低。 三、杠杆机械效率的测量实验 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。 （1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为0.5N，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0.3m，则杠杆的机械效率为66.7%．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：由于使用杠杆时需要克服摩擦做功。 （2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据： 次数 钩码悬挂点 钩码总重G/N 钩码移动距离h/m 拉力F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η/% 1 A点 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4 2 B点 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3 根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：不能。 请简要说明两条理由：①两次实验时钩码没有挂在同一位置；②仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的。 【探究归纳】通过控制变量法，测量不同条件下机械的有用功和总功，计算并对比机械效率，探究影响机械效率的因素。 【典例4-1】用下图所示的动滑轮匀速提升重物，测量动滑轮的机械效率，表中已填入某次实验时测量出的数据。下列说法正确的是（　　） 物重G/N 提升高度h/m 绳自由端拉力F/N 绳自由端移动s/m 机械效率 2 0.1 1.2 0.2 A．实验中应在弹簧测力计保持静止时读数 B．本次实验中，动滑轮的机械效率为60% C．该动滑轮的机械效率不会改变 D．若只更换质量更大的物体，该动滑轮的机械效率会变大 【典例4-2】如下图所示，小明用沿斜面向上的力，把一个重600N的木箱沿斜面推到1.8m高处，斜面长4.5m．斜面的机械效率为______。 【典例4-3】两位同学根据图示分别用自己的器材测量滑轮组的机械效率，下表是他们实验中的一组数据。请将表格中的数据补充完整并说明机械效率不同的原因可能是什么_______。 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 有用功W有用/J 总功W总/J 机械效率η 甲同学 1.0 0.1 0.5 0.3 __ __ __ 乙同学 3.0 0.1 1.2 0.3 __ __ __ 跟踪训练1小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，他将重为100N的物体挂在均匀杠杆的中点，在杠杆的另一端始终保持竖直方向拉动杠杆，使其绕O点缓慢转动，带动物体匀速上升了0.1m（不计绳重及摩擦），下列说法正确的是（　　） A．在物体上升过程中，拉力大小将变大 B．若杠杆机械效率为80%，则杠杆自重为50N C．仅将物体悬挂点向支点靠近一些，杠杆的机械效率将变大 D．仅将拉力F的作用点向支点靠近一些，杠杆的机械效率将不变 跟踪训练2 如图甲是某小组的同学测量动滑轮的机械效率的示意图。用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子自由端，将重为3N的物体从A位置提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的位置上升到位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示，请你根据他们做的实验完成下列问题，实验过程中： (1)弹簧测力计______时读出弹簧测力计的示数会使实验结果更准确。（选填“竖直向上匀速拉动”或“静止”）。 (2)有用功是______J。 (3)动滑轮的机械效率是______。 跟踪训练3 实验小组用图示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如下表： 实验次数 物体种类 物重G/N 斜面高h/cm 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/cm 机械效率η/% 1 木块 4 15 1 90 66.7 2 小车 4 15 90 (1)沿斜面拉动物体时，为使测力计的示数稳定，应使物体做________运动，此时绳子对物体的拉力和斜面对物体的摩擦力________（选填“是”或“不是”）平衡力； (2)根据图中测力计的示数可算得，第2次实验的机械效率为________%（保留小数点后一位）；由实验可得初步结论：其他条件不变时，________越小，斜面的机械效率越大； (3)第1次实验中，木块所受摩擦力为________N（保留小数点后一位）。 【能力培优练】 1．关于功率、机械效率说法正确的是（   ） A．功率表示物体做功的多少 B．功率表示物体做功的快慢 C．机械效率表示额外功占总功的百分比 D．机械效率表示物体做功的快慢 2．如图所示是古人拉绳从井中汲卤制盐的场景，使用装置顶端的简单机械是为了（   ） A．省力 B．改变力的方向 C．省距离 D．提高机械效率 3．如图是东坡井口木制辘轳结构及侧面图。人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轮轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。以下分析正确的（　　） A．辘轳是定滑轮的应用，可改变力的方向 B．辘轳是动滑轮的应用，可省力 C．辘轳属于轮轴结构，轮半径越大越省力 D．提高机械效率的关键是增大提水桶上升的速度 4．工人用相同的滑轮以图甲、乙所示的两种方式，在相同时间内把同一物体竖直匀速提升相同高度，物体质量大于滑轮质量，忽略绳重，摩擦和空气阻力，对比两种方式，下列说法正确的是（　　） A．甲中工人所用拉力较小 B．甲中绳端拉力做的功较大 C．乙中工人拉力的功率较小 D．乙中滑轮的机械效率较小 5．小明用如图所示的滑轮拉着重100 N的物体A，使A以0.2  m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动5 s，作用在绳端的水平拉力，该滑轮的机械效率为80%。关于该过程，下列说法中（    ） ①物体A受到的重力所做的功是0 J ②绳端移动的距离是2 m ③拉力F做功的功率是1 W ④地面对物体A的摩擦力大小是8 N A．只有①②正确 B．只有②③正确 C．只有①②④正确 D．只有②③④正确 6．某同学在家利用一模一样的两个衣架组装成简易滑轮组。如图所示，他将重为3N的矿泉水瓶匀速提升0.3m，绳端拉力大小为2N，不考虑绳子的自重和摩擦，下列说法正确的是（    ） A．乙衣架的作用是为了改变力的方向 B．乙衣架的重力为2N C．绳子自由端通过的距离为0.9m D．提升更重的矿泉水瓶，该装置的机械效率变大 7．用图所示的滑轮组拉着物体A在水平地面上沿直线匀速运动2 m，绳端拉力，物体A受到地面的摩擦力为30 N。忽略绳重和动滑轮重的影响，下列说法中正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为6 m B．滑轮组的机械效率为75% C．有用功是物体A所受重力做的功 D．额外功主要是克服地面对物体A的摩擦力所做的功 8．建筑工地上，工人常运用简单机械提高工作效率。如图所示，用100N的拉力F向下拉轻绳，将重320N的物体从斜面底端匀速拉至顶端。不计空气阻力，忽略绳与滑轮间的摩擦，已知斜面长4m，高1m，则对于此过程，下列说法正确的是（　　） A．图中的滑轮可以省力 B．物体受到的摩擦力大小为20N C．有用功为1280J D．此装置的机械效率为83.3% 9．如图所示装置，由滑轮组和电动卷扬机组成。工人利用该装置在5s内使重为5000N的物体M在水平地面向右匀速移动了2m，电动卷扬机对滑轮组绳子自由端的拉力为F=300N，物体M在水平面上滑动过程中受到的阻力是其重力的0.1倍，动滑轮重50N，在此过程中，电动卷扬机的效率是80%。则下列说法正确的是（   ） A．电动卷扬机对物体M的功率为400W B．滑轮组的机械效率为80% C．克服绳重和摩擦做的功为50J D．电动卷扬机消耗的电能为1500J 10．如图，在斜面上用大小为100N的力将一个重200N的物体匀速拉到顶端，已知斜面长10m，高4m。则斜面的机械效率为_______，物体所受摩擦力的大小为_______N。 11．如图所示，在100 N的水平拉力F作用下物体沿水平地面向左匀速直线运动了3 m，物体与地面间的滑动摩擦力为210 N，则滑动摩擦力做功大小为__________J；滑轮组的机械效率为__________。 12．工人利用图甲所示滑轮组提升重力为960 N的物体A，拉力F随时间t变化的关系图像如图乙所示，物体A上升的速度v随时间t变化的关系图像如图丙所示，不计绳重和机械部件之间的摩擦。则： (1)在0~1s内，拉力F的功率______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (2)动滑轮的重力为______N。 (3)在1~3s内，拉力F克服动滑轮重力做的功是______J，滑轮组的机械效率是_____。 13．小明使用滑轮将一桶重200N的物体匀速提升至10m高的工作平台。 (1)如图（a）所示的滑轮相当于一个___________ （选填：A。省力杠杆B。费力杠杆C。等臂杠杆）； (2)将装置用力向上提升的过程中，绳子自由端上升时的s﹣t图像如图（b）所示，则桶的上升速度为___________ m/s； (3)若此过程中小明所做的额外功为500J，则机械效率为___________ 。 14．如图所示，物理实践小组的同学设计出一种滑轮组（图中没有画出），利用一个大量程弹簧测力计测量电动车的质量。电动车被匀速拉起用时，绳子自由端的移动速度为。已知动滑轮总重为，不计绳重和摩擦，滑轮组中共有______段绳子承担物重，做的额外功为______J；若此过程中弹簧测力计示数为，则滑轮组的机械效率为______，电动车的质量为______。（g取，百分号前保留一位小数） 15．根据小明“探究杠杆的平衡条件”的实验要求，完成下列各题： (1)实验开始时，杠杆静止时如图甲所示，杠杆处于______（选填“平衡”或“不平衡”）状态，小明通过调节杠杆右端的螺母向______移动（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡，其目的是：______，然后进行下面的实验探究； (2)当弹簧测力计由图乙的竖直地拉着变成倾斜地拉着，使杠杆在水平位置静止时，弹簧测力计的示数将______（选填“变大”、“不变”或“变小”）； (3)有人用轻质杠杆组装成如图，轻质杠杆可绕转动，在点始终受一垂直作用于杠杆的力，力将______。 A．变大 B．变小 C．不变 D．先变大，后变小 E．先变小，后变大 (4)小明将原来装置改装成丁图，质量分布均匀的杠杆自重是，和点分别是杠杆总长度的处和处，小明两次将重为的钩码分别挂在和点并提升相同高度，已知，两次机械效率分别是和，则______（不计摩擦）。 16．在物理学中斜面是一个很重要的模型。初中物理的学习中与斜面有关的实验也多次使用。 (1)如图甲，利用斜面和小车测量平均速度，实验时应保持斜面的倾斜角较______，这是为了减小测量______时造成的误差。 (2)如图乙，让小车从斜面的同一高度自由下滑，这样操作的目的是控制小车到达不同水平面的______相同；实验中是通过观察小车在水平面通过的距离来反映______对物体运动的影响。 (3)如图丙，用F1的拉力直接将物体A匀速提升h，换用斜面把物体A匀速提升相同的高度，拉力为F2，物体沿斜面运动的距离为L，利用斜面工作过程中，对物体所做的有用功为______，克服物体受到的摩擦力做的额外功为______。 17．小明和小组同学进行了“测量滑轮组的机械效率”的实验。 （1）利用如图所示的装置分别进行实验，将测得的实验数据记录在表中。 实验 序号 钩码重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 4 0.2 1.8 0.6 74% 4 8 0.1 3.2 0.3 83% 5 8 0.1 2.5 0.4 （2）根据表格数据可知，第5次实验是用__________图装置进行实验的，该装置的机械效率为__________%；通过分析第1、2两次实验，可得出结论：使用相同滑轮组提升同一物体时，滑轮组的机械效率与绕绳方式__________；通过比较第2、4两次实验数据可得出结论：使用相同滑轮组提升物体时，物体越重，滑轮组的机械效率越__________（选填“大”或“小”）； （3）为提高滑轮组机械效率，根据以上结论和生活经验，不可采取的措施有__________（填字母） A．减轻动滑轮重            B．增加所提物体            C．机械加润滑油            D．增加重物上升高度 18．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。 19．在社会实践劳动活动中，同学们帮助喜获丰收的藕农将一筐筐藕装车。装车时，他们在地面与车厢间放置一斜木板，如图所示。一同学将装有45kg藕的筐（筐的质量忽略不计），从斜木板的底端匀速推上车厢，所用时间为20s，已知斜面长3m，高1m，斜面的机械效率为75%。g取10N/kg，求： (1)藕的重力； (2)推力做功的功率； (3)藕筐在斜面上运动时受到的摩擦力。 20．如图1所示，滑轮组悬挂在水平支架上，重为1300N的卷扬机放置在水平地面上，卷扬机和地面的接触面积为。两次分别匀速提升物体A、B时，卷扬机的输出功率P随物体上升速度v的变化关系图线分别为图2中的a、b。已知物体A的质量为80 kg，绳子能够承受的最大拉力为1200N，动滑轮和定滑轮质量相同。（不计滑轮组的绳重和轮与轴之间的摩擦，g取10 N/kg）求： (1)卷扬机未连接滑轮组时对水平地面的压强。 (2)提升物体B时滑轮组的机械效率。 (3)若水平支架能承受的滑轮组对它的最大拉力为3500N，用此滑轮组提升物体时能达到的最大机械效率（结果保留一位小数）。 【链接中考】 1．（2025·四川绵阳·中考真题）持续提升农村幸福宜居品质是美丽乡村建设的任务之一。某乡村建设工地上，建筑工人准备利用如图所示的滑轮组（绳子未连接）匀速提升建筑材料，第一次需提升的建筑材料重1500N，第二次需提升的建筑材料重2000N，已知动滑轮组的总重量是200N，不计绳重和摩擦，则（   ） A．第一次提升，工人的拉力最小为340N B．第二次提升，工人的拉力最小为550N C．第一次提升，滑轮组的机械效率约为91% D．第二次提升，滑轮组的机械效率约为88% 2．（2025·青海西宁·中考真题）如图甲所示，快递员用推力将重为800N的快递，先沿水平面推行一段距离，再推至长4m、高2m的斜面顶端，推力始终与快递运动方向相同；快递在整个运动过程中，路程与时间变化关系和推力与时间变化关系分别如图乙、丙所示（g取），下列分析正确的是（　　） A．内快递所受的摩擦力为800N B．内推力的功率为800W C．内快递克服重力做的功为3200J D．内快递受到的摩擦力为100N 3．（2025·江苏淮安·中考真题）如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的物体，所用拉力F=100N，经过2s物体上升0.2m，拉力F做的功为______J，拉力F做功的功率为______W。此过程中定滑轮的机械效率为______。 4．（2025·青海·中考真题）塔吊是现代建筑业常见的一种机械设备，学完滑轮组的小文自制了一张塔吊简易图。如图所示，下方所挂物体的重力为1200N，动滑轮的自重为300N，不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦，则绳端的拉力F=______N，此装置的机械效率η=______。 5．（2025·四川资阳·中考真题）如图所示，某同学通过滑轮组将深井中的物体向上提升。提升过程中，该同学拉住绳的末端以速度v匀速向右移动，将质量的物体匀速提升了。动滑轮质量，不计绳重，不计绳与滑轮间、滑轮内部的摩擦，不计滑轮的大小，g取10N/kg。完成下列问题： (1)求上述提升过程中该同学向右移动的距离s； (2)求上述提升过程中该同学所受地面摩擦力的大小f； (3)求上述提升过程中滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。 / 学科网（北京）股份有限公司 $