专题04 功、功率和机械效率（核心要点+易错点+专项训练）2026年中考物理第三轮冲刺专题训练

**基本信息** 以“概念辨析-公式应用-真题实战”为主线，系统构建功、功率和机械效率的知识网络，通过易错点提炼与分层训练实现专项突破。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |核心知识速览|3个核心概念+5个易错点|概念辨析技巧（定义+做功条件判断）、公式应用策略（W=Fs/P=Fv/η=W有/W总推导）|功→功率（做功快慢）→机械效率（有用功占比）递进，形成“概念-公式-应用”闭环| |巩固提升训练|16道分层题（选择/填空/计算）|机械效率计算模型（滑轮组/斜面/杠杆的W有/W额/W总分析）、图像问题处理方法|针对不同机械类型（竖直/水平滑轮组、斜面）设计计算，强化公式迁移能力| |真题实战演练|9道中考真题|综合应用技巧（结合功率图像/多机械组合问题）|对接中考高频考点，突出科学推理与模型建构，提升应试能力|

专题04 功、功率和机械效率 目录 01核心知识速览 1.功 2.功率 3.机械效率 02巩固提升训练 1.功、功率和机械效率概念辨析 2.功和功率的比较和计算 3.机械效率的计算 03真题实战演练 一、功 内容 要点 定义 力与在力的方向上移动距离的乘积 公式 W=Fs（F 与 s 方向一致） 单位 焦耳（J），1 J = 1 N·m 做功条件 ①有力作用在物体上；②物体在力的方向上移动了距离 不做功情况 有力无距（推而未动）、有距无力（惯性运动）、力距垂直（水平提水） 二、功率 定义 功与做功所用时间之比，表示做功快慢 公式 P=W/t；推论 P=Fv（v 为速度，F 与 v 同向） 单位 瓦特（W），1 W = 1 J/s；常用 kW（1 kW = 1000 W） 物理意义 功率大 → 做功快；但不一定做功多（还需时间） 三、机械效率 1. 机械效率 内容 要点 定义 有用功与总功的比值 公式 η=W有/W总×100% 特点 η < 1（理想情况 η=1，但实际不可能） 三大功 W有：对人们有用的功（克服有用阻力做功） W额：额外功（克服机械自重、摩擦等） W总：W总功 = W有 + W额 2. 常见机械的 W有、W额、W总 机械 W有 W额 W总 滑轮组（竖直提升） G物h G动h+fs（忽略f则为 G动h） Fs（s为绳子自由端移动距离） 滑轮组（水平拉物） fs物（f为物体受的摩擦力） 滑轮轴摩擦等 Fs绳Fs绳​ 斜面 Gh fL（f 为摩擦力，L 为斜面长） FL 杠杆 Gh 克服杠杆自重、摩擦做功 Fs（s为动力作用点移动距离） 易错点1：功率大则做功多 功率大表示做功快，但做功多少还与时间有关。W=Pt 易错点2：机械效率与功率混淆 效率是有用功占比，功率是做功快慢，两者无关。机械效率高不代表功率大（如起重机效率可能低但功率大） 易错点3：不计绳重和摩擦时，额外功只等于 G动h 竖直滑轮组中，若不计绳重和摩擦，额外功就是提升动滑轮做的功。但有时题目说“不计摩擦，考虑动滑轮重”，则使用该式 易错点4：认为“同一滑轮组，提升重物越重，机械效率不变” 同一滑轮组，提升重物越重，有用功占比越大，机械效率越高（因为额外功基本不变） 易错点5：误认为“省力的机械一定效率高” 省力机械往往需要移动更长距离（费距离），且额外功可能更大，效率不一定高。例如斜面越长越省力，但额外功（摩擦力做功）可能增多，效率不一定高 训练一 功、功率和机械效率概念辨析 1．（2026·陕西西安·一模）老旧小区的外墙开裂、脱落，不仅会影响美观，更会危及行人安全。如图所示吊车正在辅助工人进行墙体修复、粉刷、下列说法正确的是（　　） A．人站在悬停的吊车上，吊车对人持续做功 B．使用吊车辅助可以省功 C．吊车运行时功率越大，做功越快 D．吊车空载运行时，机械效率最高 【答案】C 【详解】A．人站在悬停的吊车上，吊车对人有支持力，但人没有在力的方向上移动距离，吊车对人不做功，故A错误； B．根据功的原理，使用任何机械都不省功，吊车作为机械也不例外，故B错误； C．功率是表示物体做功快慢的物理量，功率越大，说明做功越快，故C正确； D．机械效率，空载运行时，有用功为0，机械效率为0，故D错误。 故选C。 2．（2026·湖南长沙·二模）如图所示，在四川凉山海拔3300米的高寒山区，太阳能除冰机器人正高效清理电网结冰。当机器人的机械臂以1500W的功率水平匀速碾压冰层时，下列说法正确的是（    ） A．功率1500 W表示机器人在1秒内做功1500W B．机器人除冰速度越快，做的功就越多 C．机械臂对冰层做的功越多，其功率就越大 D．若增大机器人除冰时的功率，则在相同时间内它做的功越多 【答案】D 【详解】A．由得，功率1500W表示机器人在1秒内做功为，故A错误； B．机器人除冰速度快意味着做功快，功率大，但做功的多少还与时间有关，所以速度快不一定做功多，故B错误； C．机械臂对冰层做的功越多，由于做功时间不确定，则无法比较功率大小，故C错误； D．若增大机器人除冰时的功率，由得，在相同时间内它做的功越多，故D正确。 故选D。 训练二 功和功率的比较和计算 3．（2026·天津北辰·一模）把几百块砖从地面送到房顶，工人搬运需要几个小时，如果用起重机搬运，仅需要几分钟。工人对砖做的功和功率为、，起重机对砖做的功和功率为、。下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．根据功的计算公式，砖的总重力相同，被提升到房顶的高度相同，因此工人和起重机对砖做的功相等，即，故AB错误； CD．根据功率公式，二者对砖做的功相同，工人搬运的时间远大于起重机搬运的时间，当一定时，做功时间越长，功率越小，因此，故C正确，故D错误。 故选C。 4．（2026·安徽六安·二模）如图甲所示，同一水平地面上的物体在水平推力的作用下做直线运动。当水平推力为时，物体运动的路程与时间的关系如图乙所示；当水平推力为时，物体运动的速度与时间的关系如图丙所示。若，两次推力做的功分别为，两次推力做功的功率分别为，则（    ） A． B． C．当水平推力为时，物体受到的摩擦力 D．当水平推力为时，物体受到的摩擦力 【答案】A 【详解】由图像可知，物体在水平推力和的作用下，都是做匀速直线运动，物体均处于平衡状态，摩擦力均等于推力，即，由于同一物体在同一个水平面上匀速运动，摩擦力不变，故；水平推力为时物体的速度为 物体运动的距离为 水平推力为时物体的速度为，物体运动的距离为 由，可知两次推力做的功关系为；由，可知两次推力做功的功率关系为，故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 5．（2026·福建厦门·模拟预测）用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的图像如图所示。其对应的弹簧测力计示数分别为、，功率分别为、，则它们的关系正确的是（    ） A．， B．， C．， D．， 【答案】D 【详解】由图像可知，木块两次都进行匀速直线运动，根据二力平衡可知，拉力等于滑动摩擦力，又因为两次拉着同一物体在同一水平面上运动，所以滑动摩擦力相等，即两次弹簧测力计示数；根据可知，相同时间内运动的路程越小，速度越小，由图像可知，第②次的运动速度v较小，由可知，在拉力相等时，速度越大，拉力的功率越大，所以。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 训练三 机械效率的计算 6．（2026·黑龙江齐齐哈尔·二模）图所示，将一个重为的物体，沿倾角为、高度为的斜面由底端匀速向上拉到顶端，已知沿斜面向上的拉力大小为，此斜面的机械效率为________（精确到0.1%），物体所受斜面的滑动摩擦力为___________。 【答案】 83.3% 100 【详解】根据三角函数关系，斜面的长度 物体从斜面底端被匀速拉到顶端，拉力所做的总功 克服物体的重力所做的有用功 则斜面的机械效率 同时，克服物体与斜面间的滑动摩擦力所做的额外功 于是，滑动摩擦力 7．（2026·江苏·一模）小明在20s内，用如图所示的滑轮将质量为20kg的物体匀速提升2m，所用拉力F为220N，则在此过程中，小明做的有用功为_____J，拉力F的功率为____W，该滑轮的机械效率为________。（g取10N/kg） 【答案】 400 22 90.9% 【详解】由题意知，物体重力为 有用功是提升物体做的功，有用功为 图中是定滑轮，绳子自由端移动距离为 拉力做的总功为 拉力做功的功率为 机械效率为 8．（2026·北京东城·一模）用如图甲所示的滑轮组提升物体M。卷扬机在绳子自由端施加拉力F，使物体M匀速上升，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，物体M移动的距离h随时间t的变化图像如图丙所示。已知物体M所受重力为240N，每个滑轮所受的重力相等，忽略绳重及轮与轴之间的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为3m/s B．拉力F为300N C．滑轮组的机械效率为75% D．天花板对定滑轮的拉力为360N 【答案】D 【详解】A．由图甲可知，滑轮组承担物重的绳子段数，由丙图得，物体上升速度 绳子自由端移动速度，故A错误； B．由乙图得，时拉力总功，绳子自由端移动距离 由得拉力 ，故B错误； C． 提升物体做的有用功 滑轮组机械效率 ，故C错误； D．忽略绳重和摩擦，由得，动滑轮重力 每个滑轮重力相等，因此定滑轮重力 定滑轮静止，受力平衡，天花板对定滑轮的拉力为，故D正确。 故选D。 9．（25-26九年级下·湖北鄂州·期中）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。 10．（2026·河南周口·模拟预测）如图是某电梯的工作原理图，A、B为滑轮，F为电动机对滑轮组施加的拉力。某次电梯以的速度将重的人匀速提升，电动机的输出功率为，关于该过程下列说法正确的是（   ） A．滑轮B能省力 B．人对电梯的压力与电梯对人的支持力是一对平衡力 C．拉力F为 D．此次电梯的机械效率约为 【答案】D 【详解】A．由图可知，滑轮B的轴固定不动，属于定滑轮，定滑轮只能改变力的方向，不能省力，故A错误； B．平衡力要求两个力作用在同一物体上，人对电梯的压力受力物体是电梯，电梯对人的支持力受力物体是人，两个力作用在不同物体上，是一对相互作用力，不是平衡力，故B错误； C．由图可知，动滑轮A的承重绳子段数，绳子自由端的速度为 根据功率公式，可得拉力，故C错误； D．电梯的机械效率为，故D正确。 故选D。 11．（2026·山东烟台·一模）（多选）假期小华设计了如图所示的滑轮组搬运装修材料。他用的拉力通过滑轮组将水平地面上重为的装修材料匀速提升（不计绳重和摩擦），小华重力为，脚与地面的总接触面积为。下列说法正确的是（　　） A．小华做的有用功为 B．滑轮组的机械效率为80% C．小华对地面的压强为 D．提起的物体越重，此滑轮组的机械效率越低 【答案】ABC 【详解】由图可得，滑轮组承担物重的绳子段数； A.小华做的有用功为 故A正确； B.滑轮组的机械效率为 故B正确； C.小华对地面的压力为 由得，小华对地面的压强为 故C正确； D.不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为 可知提起的物体越重，滑轮组的机械效率越高，故D错误。 故选ABC。 12．（2026·北京·模拟预测）（多选）工人利用如图甲所示的滑轮组提升质量为、边长为10cm的正方体物体，两个定滑轮分别固定在天花板的点。他用拉力F拉绳，F随时间变化的图像如图乙所示，物体的速度随时间变化的关系图像如图丙所示，绕在滑轮组的每段绳子能承受的最大拉力为200N，若每个定滑轮的质量都是动滑轮质量的一半，且不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，g取。以下说法正确的是（　　） A．在内物体对地面的压强为3000Pa B．使用此滑轮组能匀速拉动重为590N的物体 C．在内定滑轮对天花板A点的拉力为90N D．若匀速提升另一物体时机械效率为，则提升的物体重力为100N 【答案】AC 【详解】A．物体的重力为 由图甲可知，承担重物绳子段数，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，在2~3s内，物体做匀速运动，由图乙可知，此时绳端拉力，动滑轮重力 由图乙知，在0~1s内，拉力，把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到竖直向下的总重力、竖直向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态，所以 所以，地面对重物的支持力 重物对地面的压力 重物对地面的压强 故A正确； B．使用此滑轮组能匀速提起物体的最大重力为 故B错误； C．每个定滑轮的质量都是动滑轮质量的一半，定滑轮的重力 在2~3s内，重物做匀速运动，拉力大小是40N，定滑轮对天花板A点的拉力 故C正确； D．不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，滑轮组的机械效率 当机械效率为80%时提升物体的重力为 故D错误。 故选AC。 13．（2026·四川内江·二模）工人师傅采用同一滑轮组用如图所示两种方式提升同一建材，使建材以相同的速度匀速直线上升相同高度，若不计绳重及摩擦，则下列相关说法正确的是（　　） A．甲、乙滑轮组中绳子自由端的拉力相等 B．甲、乙滑轮组绳子自由端移动速度相等 C．甲、乙滑轮组绳子自由端移动的距离s甲>s乙 D．甲、乙滑轮组的机械效率相等 【答案】D 【详解】A．甲、乙两滑轮组中动滑轮重力相同，且提起的建材重力相同，不计绳重和摩擦，绳端拉力，则，，，故A错误； BC．绳端移动距离，则，，故，根据“建材以相同的速度匀速直线上升相同高度”可知，它们工作的时间相同，则甲滑轮组绳子自由端移动速度小于乙滑轮组绳子自由端移动速度，故B、C错误； D．根据动滑轮组机械效率，可知，故D正确。 故选D。 14．（2026·北京朝阳·一模）（多选）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，两个滑轮重均相等，小阳站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.25m/s的速度匀速上升，人对绳子的拉力F所做的功W与时间t的关系如图乙所示。已知物体A重300N，小阳重500 N，他双脚站立时与地面的接触面积为。下列说法正确的是（　　） A．滑轮组的有用功率为100W B．滑轮组的机械效率为75% C．小阳对地面的压强7500Pa D．若物体离开水平地面之前，小阳用100N的力竖直向下拉绳端，则地面对物体A的支持力为200N 【答案】BCD 【详解】A．有用功率是对物体A做功的功率 故A错误； B．由图甲可知，滑轮组的绳子段数，则绳子自由端的速度 由图乙可知，当时，，则总功率 机械效率 故B正确； C．因为，则小阳对绳子的拉力 根据力的作用是相互的，绳子对小阳的拉力也为200N。 小阳对地面的压力   接触面积S=400cm2=0.04m2，则压强   故C正确。 D．由动滑轮组公式可得， 当用拉绳端时，对动滑轮和物体A整体受力分析 可得 故D正确。 故选 BCD。 15．（2026·江苏南京·二模）为了将放置在水平地面上重G=800N的重物提升到高处，小明同学设计了如图所示的滑轮组装置，在重物匀速上升2m的过程中拉力F的功率为200W，整个装置的机械效率为80%，（不计绳重和摩擦）。求： (1)滑轮组做的有用功； (2)拉力F所做的总功； (3)若滑轮组上的绳子能承受的最大拉力500N，该滑轮组最大能提升多重的物体？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）提升重物时滑轮组做的有用功为克服物体重力做功 （2）根据机械效率公式 可得拉力F所做的总功 （3）由图可知，承担物重的绳子段数 在不计绳重和摩擦的条件下，克服动滑轮重力所做的额外功 由此求得动滑轮的重力 当滑轮组绳子承受最大拉力，根据滑轮组受力平衡公式，可得最大提升物重 16．（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 1．（2025·四川·中考真题）小勇同学利用如图所示的滑轮，将重10N的物体在竖直方向上匀速提升了0.1m，则滑轮对物体做的功为______J；被提升的物体越重，滑轮的机械效率越______（选填“高”或“低”）。 【答案】 1 高 【详解】[1]滑轮对物体做的功是克服物体重力做的功，所以滑轮对物体所做的有用功为 [2]对同一个滑轮来说，提升重物时，克服滑轮自重、摩擦产生的额外功基本不变；被提升物体越重，有用功越大，有用功在总功中的占比越大，因此滑轮的机械效率越高。 2．（2025·四川德阳·中考真题）塔吊是工程建设中常用的装置，其起吊部分的结构可简化为如图所示的滑轮组。用的拉力，将的重物在内竖直匀速提升，则拉力的功率为___________，该滑轮组的机械效率为___________。 【答案】 120 80% 【详解】[1]由图可知，承担物重的绳子段数n=3。根据滑轮组的特点，绳子自由端移动的距离s与重物上升的高度h的关系为s=nh，已知重物上升的高度h=2m，则绳子自由端移动的距离为s=nh=3×2m=6m 拉力F做的功W总​=Fs=200N×6m=1200J 拉力F的功率 [2]滑轮组做的有用功W有用​=Gh=480N×2m=960J 该滑轮组的机械效率 3．（2025·四川内江·中考真题）如下图所示，用沿斜面向上、大小为400N的力，把质量为50kg的木箱沿斜面从底端推到车厢上。已知斜面长3m，斜面高1.8m，则斜面的机械效率为_______，箱子在斜面上运动所受摩擦力为_______N。（g取10N/kg） 【答案】 75% 100/ 【详解】木箱的重力 克服木箱重力做的有用功 推力做的总功 斜面的机械效率 额外功即克服摩擦力做的功 摩擦力 4．（2025·四川南充·中考真题）新学期，老师组织同学们进行了一场有意义的劳动——搬新书，在下列过程中，同学们对书不做功的是（　　） A．甲图中将书从地面提起的过程 B．乙图中在水平路面推车的过程 C．丙图中将书搬上教学楼的过程 D．丁图中将书堆放在桌面的过程 【答案】B 【详解】A．甲图中将书从地面提起的过程中书在拉力的方向上移动了距离，同学们对书做了功，故A不符合题意； B．乙图中在水平路面推车的过程书不受同学们的力，同学们对书不做功，故B符合题意； C．丙图中将书搬上教学楼的过程中书在手的支持力的方向上移动了距离，同学们对书做了功，故C不符合题意； D．丁图中将书堆放在桌面的过程中书在手的力的方向上移动了距离，同学们对书做了功，故D不符合题意。 故选B。 5．（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，用动滑轮将重380N的物体在10s内匀速竖直提升了1m，拉力F为200N，不计绳重和摩擦。则在此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．有用功为200J B．额外功为20J C．动滑轮的机械效率为80% D．拉力F的功率为20W 【答案】B 【详解】用动滑轮将重380N的物体在10s内匀速竖直提升了1m，拉力F为200N，有用功为 总功为 拉力F的功率为 额外功为 动滑轮的机械效率为 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 6．（2025·江苏宿迁·中考真题）如图所示，某同学用大小为0.6N的力沿竖直方向匀速拉动一个动滑轮，使钩码上升10cm。已知每个钩码质量为50g，g取10N/kg，不计绳重和摩擦。则（　　） A．该同学所做的有用功等于0.2J B．动滑轮自身重力为0.2N C．绳子自由端移动的距离为40cm D．动滑轮的机械效率约为66.7% 【答案】B 【详解】A．两个钩码的重力 有用功 故A错误； B．不计绳重和摩擦，对动滑轮进行受力分析，可得 故B正确； C．如图，与动滑轮连接的绳子数为2，绳子自由端移动的距离 故C错误； D．总功 机械效率 故D错误。 故选B。 7．（2025·四川自贡·中考真题）如图，质量为60kg的工人将重为500N的彩灯组件竖直向上匀速提升了6m，用时12s，绳子自由端拉力为300N。不计绳重和摩擦，g取10N／kg。下列说法正确的是（　　） A．拉力的功率是150W B．绳子末端移动的速度是 C．滑轮组的机械效率是 D．若工人的脚与地面接触的总面积为，则他对地面的压强是 【答案】D 【详解】A．图中滑轮组的动滑轮绕2段绳，拉力移动的距离s=2h=2×6m=12m 拉力做的功W总=Fs=300N×12m=3600J 拉力的功率 故A错误； B．绳子末端移动的速度 故B错误； C．有用功W有=Gh=500N×6m=3000J 滑轮组的机械效率 故C错误； D．工人的重力G人=m人g=60kg×10N/kg=600N 工人受到重力、支持力和拉力的作用，地面对工人的支持力F支=G人-F=600N-300N=300N 工人对地面的压力和地面对工人的支持力是相互作用力，大小相等，他对地面的压力F压=F支=300N 他对地面的压强 故D正确。 故选D。 8．（2025·四川内江·中考真题）近年来，无人机的广泛应用推动了空中出行、应急救援、物流配送等多个领域的相继变革。如图是某滑雪场内用无人机通过竖直向下的缆绳吊着物资（包括货物和货箱）从山脚运往山顶的示意图。已知物资总质量为50kg，无人机以10m/s的速度沿倾斜直线向右上方做匀速直线运动，倾斜直线与竖直方向的夹角为60°，经过3min后到达山顶。在此过程中，不计空气阻力，g取10N/kg，求： (1)无人机飞行的倾斜距离是多少m？ (2)无人机对物资做的功是多少J？ 【答案】(1)1800m (2) 【详解】（1）无人机飞行的倾斜距离为 （2）物资重力为 物资上升的高度为 则无人机对物资做的功为 9．（2025·安徽·中考真题）图示为某工人利用一滑轮提升物体的示意图。若该工人将质量为的物体沿竖直方向匀速提升，此过程中滑轮的机械效率为80%，取。求： (1)物体受到的重力大小； (2)工人所做的有用功； (3)工人所做的总功。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）物体受到的重力大小 （2）工人所做的有用功 （3）根据机械效率的计算公式，可得工人所做的总功 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 功、功率和机械效率 目录 01核心知识速览 1.功 2.功率 3.机械效率 02巩固提升训练 1.功、功率和机械效率概念辨析 2.功和功率的比较和计算 3.机械效率的计算 03真题实战演练 一、功 内容 要点 定义 力与在力的方向上移动距离的乘积 公式 W=Fs（F 与 s 方向一致） 单位 焦耳（J），1 J = 1 N·m 做功条件 ①有力作用在物体上；②物体在力的方向上移动了距离 不做功情况 有力无距（推而未动）、有距无力（惯性运动）、力距垂直（水平提水） 二、功率 定义 功与做功所用时间之比，表示做功快慢 公式 P=W/t；推论 P=Fv（v 为速度，F 与 v 同向） 单位 瓦特（W），1 W = 1 J/s；常用 kW（1 kW = 1000 W） 物理意义 功率大 → 做功快；但不一定做功多（还需时间） 三、机械效率 1. 机械效率 内容 要点 定义 有用功与总功的比值 公式 η=W有/W总×100% 特点 η < 1（理想情况 η=1，但实际不可能） 三大功 W有：对人们有用的功（克服有用阻力做功） W额：额外功（克服机械自重、摩擦等） W总：W总功 = W有 + W额 2. 常见机械的 W有、W额、W总 机械 W有 W额 W总 滑轮组（竖直提升） G物h G动h+fs（忽略f则为 G动h） Fs（s为绳子自由端移动距离） 滑轮组（水平拉物） fs物（f为物体受的摩擦力） 滑轮轴摩擦等 Fs绳Fs绳​ 斜面 Gh fL（f 为摩擦力，L 为斜面长） FL 杠杆 Gh 克服杠杆自重、摩擦做功 Fs（s为动力作用点移动距离） 易错点1：功率大则做功多 功率大表示做功快，但做功多少还与时间有关。W=Pt 易错点2：机械效率与功率混淆 效率是有用功占比，功率是做功快慢，两者无关。机械效率高不代表功率大（如起重机效率可能低但功率大） 易错点3：不计绳重和摩擦时，额外功只等于 G动h 竖直滑轮组中，若不计绳重和摩擦，额外功就是提升动滑轮做的功。但有时题目说“不计摩擦，考虑动滑轮重”，则使用该式 易错点4：认为“同一滑轮组，提升重物越重，机械效率不变” 同一滑轮组，提升重物越重，有用功占比越大，机械效率越高（因为额外功基本不变） 易错点5：误认为“省力的机械一定效率高” 省力机械往往需要移动更长距离（费距离），且额外功可能更大，效率不一定高。例如斜面越长越省力，但额外功（摩擦力做功）可能增多，效率不一定高 训练一 功、功率和机械效率概念辨析 1．（2026·陕西西安·一模）老旧小区的外墙开裂、脱落，不仅会影响美观，更会危及行人安全。如图所示吊车正在辅助工人进行墙体修复、粉刷、下列说法正确的是（　　） A．人站在悬停的吊车上，吊车对人持续做功 B．使用吊车辅助可以省功 C．吊车运行时功率越大，做功越快 D．吊车空载运行时，机械效率最高 2．（2026·湖南长沙·二模）如图所示，在四川凉山海拔3300米的高寒山区，太阳能除冰机器人正高效清理电网结冰。当机器人的机械臂以1500W的功率水平匀速碾压冰层时，下列说法正确的是（    ） A．功率1500 W表示机器人在1秒内做功1500W B．机器人除冰速度越快，做的功就越多 C．机械臂对冰层做的功越多，其功率就越大 D．若增大机器人除冰时的功率，则在相同时间内它做的功越多 训练二 功和功率的比较和计算 3．（2026·天津北辰·一模）把几百块砖从地面送到房顶，工人搬运需要几个小时，如果用起重机搬运，仅需要几分钟。工人对砖做的功和功率为、，起重机对砖做的功和功率为、。下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 4．（2026·安徽六安·二模）如图甲所示，同一水平地面上的物体在水平推力的作用下做直线运动。当水平推力为时，物体运动的路程与时间的关系如图乙所示；当水平推力为时，物体运动的速度与时间的关系如图丙所示。若，两次推力做的功分别为，两次推力做功的功率分别为，则（    ） A． B． C．当水平推力为时，物体受到的摩擦力 D．当水平推力为时，物体受到的摩擦力 5．（2026·福建厦门·模拟预测）用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的图像如图所示。其对应的弹簧测力计示数分别为、，功率分别为、，则它们的关系正确的是（    ） A．， B．， C．， D．， 训练三 机械效率的计算 6．（2026·黑龙江齐齐哈尔·二模）图所示，将一个重为的物体，沿倾角为、高度为的斜面由底端匀速向上拉到顶端，已知沿斜面向上的拉力大小为，此斜面的机械效率为________（精确到0.1%），物体所受斜面的滑动摩擦力为___________。 7．（2026·江苏·一模）小明在20s内，用如图所示的滑轮将质量为20kg的物体匀速提升2m，所用拉力F为220N，则在此过程中，小明做的有用功为_____J，拉力F的功率为____W，该滑轮的机械效率为________。（g取10N/kg） 8．（2026·北京东城·一模）用如图甲所示的滑轮组提升物体M。卷扬机在绳子自由端施加拉力F，使物体M匀速上升，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，物体M移动的距离h随时间t的变化图像如图丙所示。已知物体M所受重力为240N，每个滑轮所受的重力相等，忽略绳重及轮与轴之间的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为3m/s B．拉力F为300N C．滑轮组的机械效率为75% D．天花板对定滑轮的拉力为360N 9．（25-26九年级下·湖北鄂州·期中）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% 10．（2026·河南周口·模拟预测）如图是某电梯的工作原理图，A、B为滑轮，F为电动机对滑轮组施加的拉力。某次电梯以的速度将重的人匀速提升，电动机的输出功率为，关于该过程下列说法正确的是（   ） A．滑轮B能省力 B．人对电梯的压力与电梯对人的支持力是一对平衡力 C．拉力F为 D．此次电梯的机械效率约为 11．（2026·山东烟台·一模）（多选）假期小华设计了如图所示的滑轮组搬运装修材料。他用的拉力通过滑轮组将水平地面上重为的装修材料匀速提升（不计绳重和摩擦），小华重力为，脚与地面的总接触面积为。下列说法正确的是（　　） A．小华做的有用功为 B．滑轮组的机械效率为80% C．小华对地面的压强为 D．提起的物体越重，此滑轮组的机械效率越低 12．（2026·北京·模拟预测）（多选）工人利用如图甲所示的滑轮组提升质量为、边长为10cm的正方体物体，两个定滑轮分别固定在天花板的点。他用拉力F拉绳，F随时间变化的图像如图乙所示，物体的速度随时间变化的关系图像如图丙所示，绕在滑轮组的每段绳子能承受的最大拉力为200N，若每个定滑轮的质量都是动滑轮质量的一半，且不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，g取。以下说法正确的是（　　） A．在内物体对地面的压强为3000Pa B．使用此滑轮组能匀速拉动重为590N的物体 C．在内定滑轮对天花板A点的拉力为90N D．若匀速提升另一物体时机械效率为，则提升的物体重力为100N 13．（2026·四川内江·二模）工人师傅采用同一滑轮组用如图所示两种方式提升同一建材，使建材以相同的速度匀速直线上升相同高度，若不计绳重及摩擦，则下列相关说法正确的是（　　） A．甲、乙滑轮组中绳子自由端的拉力相等 B．甲、乙滑轮组绳子自由端移动速度相等 C．甲、乙滑轮组绳子自由端移动的距离s甲>s乙 D．甲、乙滑轮组的机械效率相等 14．（2026·北京朝阳·一模）（多选）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，两个滑轮重均相等，小阳站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.25m/s的速度匀速上升，人对绳子的拉力F所做的功W与时间t的关系如图乙所示。已知物体A重300N，小阳重500 N，他双脚站立时与地面的接触面积为。下列说法正确的是（　　） A．滑轮组的有用功率为100W B．滑轮组的机械效率为75% C．小阳对地面的压强7500Pa D．若物体离开水平地面之前，小阳用100N的力竖直向下拉绳端，则地面对物体A的支持力为200N 15．（2026·江苏南京·二模）为了将放置在水平地面上重G=800N的重物提升到高处，小明同学设计了如图所示的滑轮组装置，在重物匀速上升2m的过程中拉力F的功率为200W，整个装置的机械效率为80%，（不计绳重和摩擦）。求： (1)滑轮组做的有用功； (2)拉力F所做的总功； (3)若滑轮组上的绳子能承受的最大拉力500N，该滑轮组最大能提升多重的物体？ 16．（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）。 1．（2025·四川·中考真题）小勇同学利用如图所示的滑轮，将重10N的物体在竖直方向上匀速提升了0.1m，则滑轮对物体做的功为______J；被提升的物体越重，滑轮的机械效率越______（选填“高”或“低”）。 2．（2025·四川德阳·中考真题）塔吊是工程建设中常用的装置，其起吊部分的结构可简化为如图所示的滑轮组。用的拉力，将的重物在内竖直匀速提升，则拉力的功率为___________，该滑轮组的机械效率为___________。 3．（2025·四川内江·中考真题）如下图所示，用沿斜面向上、大小为400N的力，把质量为50kg的木箱沿斜面从底端推到车厢上。已知斜面长3m，斜面高1.8m，则斜面的机械效率为_______，箱子在斜面上运动所受摩擦力为_______N。（g取10N/kg） 4．（2025·四川南充·中考真题）新学期，老师组织同学们进行了一场有意义的劳动——搬新书，在下列过程中，同学们对书不做功的是（　　） A．甲图中将书从地面提起的过程 B．乙图中在水平路面推车的过程 C．丙图中将书搬上教学楼的过程 D．丁图中将书堆放在桌面的过程 5．（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，用动滑轮将重380N的物体在10s内匀速竖直提升了1m，拉力F为200N，不计绳重和摩擦。则在此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．有用功为200J B．额外功为20J C．动滑轮的机械效率为80% D．拉力F的功率为20W 6．（2025·江苏宿迁·中考真题）如图所示，某同学用大小为0.6N的力沿竖直方向匀速拉动一个动滑轮，使钩码上升10cm。已知每个钩码质量为50g，g取10N/kg，不计绳重和摩擦。则（　　） A．该同学所做的有用功等于0.2J B．动滑轮自身重力为0.2N C．绳子自由端移动的距离为40cm D．动滑轮的机械效率约为66.7% 7．（2025·四川自贡·中考真题）如图，质量为60kg的工人将重为500N的彩灯组件竖直向上匀速提升了6m，用时12s，绳子自由端拉力为300N。不计绳重和摩擦，g取10N／kg。下列说法正确的是（　　） A．拉力的功率是150W B．绳子末端移动的速度是 C．滑轮组的机械效率是 D．若工人的脚与地面接触的总面积为，则他对地面的压强是 8．（2025·四川内江·中考真题）近年来，无人机的广泛应用推动了空中出行、应急救援、物流配送等多个领域的相继变革。如图是某滑雪场内用无人机通过竖直向下的缆绳吊着物资（包括货物和货箱）从山脚运往山顶的示意图。已知物资总质量为50kg，无人机以10m/s的速度沿倾斜直线向右上方做匀速直线运动，倾斜直线与竖直方向的夹角为60°，经过3min后到达山顶。在此过程中，不计空气阻力，g取10N/kg，求： (1)无人机飞行的倾斜距离是多少m？ (2)无人机对物资做的功是多少J？ 9．（2025·安徽·中考真题）图示为某工人利用一滑轮提升物体的示意图。若该工人将质量为的物体沿竖直方向匀速提升，此过程中滑轮的机械效率为80%，取。求： (1)物体受到的重力大小； (2)工人所做的有用功； (3)工人所做的总功。 1 学科网（北京）股份有限公司 $