专题16 机械效率（10大考点）2025-2026学年物理新教材人教版八年级下册

**基本信息** 以“概念-计算-实验-综合”为逻辑主线，系统覆盖机械效率全考点，通过分层题型构建从基础理解到压轴突破的完整训练体系，培养能量观念与科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |培优专练|10题型（约50题）|选择/填空/计算/实验，含《墨经》等传统文化情境题|从有用功/额外功概念切入，通过定义理解→大小比较→简单计算→影响因素分析，逐步延伸到滑轮组、斜面、杠杆的机械效率计算与测量实验，形成“概念-公式-应用”递进链条| |压轴突破|综合题（约13题）|多机械组合计算、效率提升分析、实验误差讨论|整合不同机械模型，结合功率、摩擦力等跨知识点，通过复杂情境考查机械效率公式灵活应用与科学论证能力，呼应中考压轴命题趋势|

专题16 机械效率 【全国通用】 目录 第一部分 培优专练 【题型1 有用功和额外功】 1 【题型2 机械效率的定义】 8 【题型3 机械效率的大小比较】 11 【题型4 机械效率的简单计算】 14 【题型5 影响机械效率大小的因素】 22 【题型6 测量滑轮组的机械效率】 28 【题型7 测量斜面的机械效率】 36 【题型8 杠杆机械效率的计算】 39 【题型9 滑轮、滑轮组机械效率的计算】 43 9 第二部分 压轴突破 【题型1 】 1．用如图所示的滑轮，分别将两个不同重物在相同时间内沿竖直方向匀速提升相同高度，不计绳重和摩擦，两次提升重物的过程中（    ） A．额外功相同 B．有用功相同 C．机械效率相同 D．拉力的功率相同 【答案】A 【详解】A．不计绳重和摩擦，额外功只由动滑轮自重产生，两次使用的是同一个动滑轮，不变；提升高度h也相同，因此两次的额外功相等。故A符合题意。 B．有用功，两次提升的是不同重物，不同，而h相同，所以有用功不同。故B不符合题意。 C．机械效率 两次提升不同重物，额外功相等，有用功不等，所以机械效率不同。故C不符合题意。 D．拉力所做的功即为总功 拉力的功率 所以两次拉力的功率不同。故D不符合题意。 故选A。 2．《墨经》中记载的车梯是先秦墨家巧夺天工的智慧结晶，如图是车梯的示意图，筐内土的质量为80kg，人的拉力为500N，筐被匀速提升2m，g取10N/kg，下列说法正确的是（     ） A．图中A 滑轮的作用是改变力的方向 B．该过程中人做的有用功为1600J C．该过程中装置的机械效率为90% D．增大提升筐的高度，装置的机械效率会变大 【答案】B 【详解】筐内土的质量，拉力，提升高度，，由图可知该滑轮组承担物重的绳子段数，逐个分析选项： A．图中A滑轮是动滑轮，动滑轮的作用是省力，不能改变力的方向，故A错误； B．土的重力 提升土做的有用功 故B正确。 C．绳子自由端移动距离 总功 机械效率 故C错误。 D．推导机械效率公式，可知机械效率和提升高度无关，增大提升高度，机械效率不变，故D错误。 故选B。 3．用图甲所示的动滑轮，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乙所示。不计绳重和摩擦，则（    ） A．第二次做的有用功比第一次多 B．第二次做的额外功比第一次多 C．第一次做的总功比第二次多 D．先后两次提升重物的总功率相等 【答案】C 【详解】B．同一动滑轮，不计绳重和摩擦时，额外功来自克服动滑轮自重做的功，即 两次提升高度h相同，动滑轮重力G动不变，因此两次的额外功大小相等，故B错误； C．由图乙可知，第一次额外功占总功的25%，即 可得 第二次额外功占总功的30%，可得 因此 即第一次总功比第二次多，C正确； A．有用功 计算得， 即第一次有用功更多，故A错误； D．总功率，两次提升时间相同，总功不同，因此总功率不相等，故D错误。 故选C。 4．如图所示，这是《墨经》中记载的斜面引重车。绳子一端紧系在后轮上，另一端绕过斜面顶端的定滑轮与重物相连，若绳子拉着物体沿斜面运动2m，物体重力为3000N，斜面高为0.8m，后轮施加在绳子上的拉力大小为2000N，不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦，该车提升重物的机械效率为______。 【答案】 【详解】提升重物克服重力做的有用功 拉力做的总功 该车提升重物的机械效率 5．建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G=900N，不计绳重和摩擦，当绳子自由端的拉力F=400N时，可将重物匀速提升2m。在此过程中，拉力F做功_______J，若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升_______N的重物。 【答案】 2400 1200 【详解】由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，则绳子自由端移动的距离s=nh=3×2m=6m 拉力F做功W总=Fs=400N×6m=2400J 有用功 滑轮组的机械效率 不计绳重和摩擦，由 可得，动滑轮的重力 将该滑轮组的机械效率提高5%时，其机械效率为，设提升重物的重力为，因克服重物重力所做的功为有用功，克服重物重力和动滑轮重力做的功为总功，所以滑轮组的机械效率 解得 6．A、B两物体质量相等，均为90kg，在平行于斜面的推力F作用下，若只将A物体从底部匀速推至顶部时，机械效率为60%；若只将B物体从底部匀速推至顶部时，机械效率为90%。（g取10N/kg） (1)将A物体从底部推至顶部做的有用功为_____J； (2)在斜面上运动时受到的摩擦力更小的是物体_____； (3)如图所示，将A、B一起从底部推到顶部，所需要的推力为_____N，机械效率为_____。 【答案】(1)1800/ (2)B (3) 1250/ 72% 【详解】（1）由题意可知，A和B的质量相等，重力相等，A和B的重力均为 将A物体从底部推至顶部做的有用功为 （2）因为A和B的质量相等，重力相等，从斜面底部匀速推至顶部时，物体上升的高度相等，根据可知，有用功相等；根据可知，推A时的机械效率小，所以推A时的额外功多，而沿斜面向上推时，克服摩擦力做的功是额外功，大小等于，斜面长度一定，所以A受到的摩擦力更大，B受到的摩擦力更小。 （3）[1][2]只推A时的总功为 此时额外功为 只推B时的有用功为 总功为 此时额外功为 一起推动时，因为斜面和物体的接触面的粗糙程度不变，压力大小不变，所以摩擦力大小不变，斜面长度不变，所以额外功不变，总额外功 此时的有用功为 总功为 所需要的推力为 机械效率为 7．中国是世界基建强国，塔吊是基建的常用设备，图甲是塔吊的简化模型，图乙是塔吊中滑轮组的局部放大图。用该塔吊将重为的物体匀速提升10m，滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，求： (1)吊起物体所做的有用功； (2)电动机对钢绳的拉力大小。 【详解】（1）滑轮组吊起物体所做的有用功为 （2）滑轮组吊起物体所做的总功为 电动机对钢绳的拉力为 8．如图，某同学用一个动滑轮用时10s将质量为25kg的重物匀速向上提起3m，动滑轮重50N，不计摩擦和绳重，g=10N/kg，求： (1)重物受到的重力G的大小； (2)绳子自由端受到的拉力F的大小； (3)有用功； (4)动滑轮的机械效率。（结果保留一位小数） 【详解】（1）重物受到的重力 （2）由图可知，动滑轮承担总重的绳子段数，动滑轮重，不计摩擦和绳重，绳子自由端受到的拉力 （3）有用功 （4）绳子自由端移动距离 拉力做的总功 动滑轮的机械效率 【题型2 】 9．小明在《天工开物画册》中看到了“桔槔”汲水装置，小明自制了一个“桔槔”模型，左侧下端为水桶，右侧下端为石块，如图所示。下列关于此模型说法正确的是（　　） A．该装置利用了杠杆模型 B．该装置可以省功 C．提水时，绑重石的一端受到的力是阻力 D．减轻水桶重量，该装置的机械效率会降低 【答案】A 【详解】A．由图可知，桔槔是一个在力的作用下绕着固定点转动的硬棒，所以桔槔本质上是一种杠杆，故A正确； B．任何机械都不能省功，甚至还要做额外功，故B错误； C．提水时，绑重石的一端受到的力是动力，有助于将水桶从井中提出，故C错误； D．使用桔槔时，要克服水桶重力做额外功，所以减轻水桶重量，额外功减少，该装置的机械效率会提高，故D错误。 故选A。 10．仓储物流作为经济发展的“大动脉”，高效运转离不开各类搬运设备的助力。叉车常用于货物的搬运，如图所示是工人师傅用叉车运送货物的情景，下列说法正确的是（　　） A．举高货物的过程中，叉车对货物做了功 B．叉车举起的货物越重，所做的功越多 C．叉车举起货物越快，机械效率越高 D．叉车举起同一批货物用时越短，做功的功率越小 【答案】A 【详解】A．举高货物的过程中，货物在叉车的力的作用下移动了距离，叉车对货物做了功，故A正确； B．由得，叉车举起的货物越重，当货物被提升的高度很小时，叉车对货物做的功小，故B错误； C．当叉车举起货物的重物与提升高度一定时，叉车举起货物越快，叉车做功的功率越大，机械效率是有用功与总功的比值，叉车举起货物越快，有用功与总功的比值不一定越大，则机械效率不一定越高，故C错误； D．叉车举起同一批货物用时越短，由得，叉车做功的功率越大，故D错误。 故选A。 11．下列关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是（　　） A．机械做功的功率越大，做功一定越快 B．做功越多的机械，机械效率一定越高 C．功率越大的机械做功一定越多 D．站在匀速上升电梯中的人没有力对其做功 【答案】A 【详解】A．功率表示物体做功的快慢，物体做功越快，功率越大，故A正确； B．根据可知，做功的多少与时间和功率有关，只要时间长功率大，做功就多，与机械效率无关。故B错误； C．根据可知，做功的多少与时间和功率有关，若只是功率大，但时间短做功也不一定多，故C错误； D．站在匀速上升电梯中的人受到重力和支持力的作用，且沿力的方向移动一段距离，因此重力、支持力均做功，故D错误。 故选A。 12．如图，滑轮组1min内将重为N的重物匀速吊起2m。动滑轮重1000N，滑轮组的机械效率为80%，绳端的拉力的功率为______W，若增加重物的重力，则额外功与有用功的比值将______。 【答案】 1000 变小 【详解】[1]提升重物做的有用功 拉力做的总功 拉力的功率 [2]增加重物的重力，将重物提升相同的高度，则有用功增大，额外功不变，额外功与有用功的比值将变小。 13．如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA的长3米，OB的长4米，B点处挂一个重力为30牛的物体G，A点处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则物体G的力臂大小为______米，力F大小为______牛。使用任何机械都不能省______（选填“力”、“距离”或“功”）。 【答案】 4 40 功 【详解】[1]力臂是支点到力的作用线的距离。由图可知物体G的力臂为OB的长，即物体G的力臂大小为4m。 [2]根据杠杆平衡条件得，代入数据得，解得。 [3]根据功的原理，使用任何机械时，人们所做的功都不会少于不用机械时所做的功，即使用任何机械都不省功。 【题型3 】 14．甲、乙两人分别用如图所示的滑轮，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．甲做功的功率比乙大 B．甲装置可以省距离 C．乙装置的机械效率低 D．乙做的总功比甲多 【答案】A 【详解】由图可知，甲使用的是动滑轮，乙使用的是定滑轮。设货物重力为，提升高度为，动滑轮重力为，提升时间为； AD．货物质量相等、提升高度相同，根据，可得甲乙做的有用功相等；不计绳重及摩擦，甲做的总功需要克服货物和动滑轮重力做功，即 乙做的总功只需要克服货物重力做功，额外功为0，即，因此。相同时间内，根据功率公式，可得，故A正确，D错误； B．动滑轮的特点是省力费距离，绳子自由端移动距离，因此甲装置费距离，故B错误； C．机械效率，相同，，因此，乙装置的机械效率更高，故C错误。 故选A。 15．如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力和绳重忽略不计。在物体匀速上升过程中，甲、乙两图的拉力及机械效率的关系分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】B 【详解】由图可知，甲滑轮组有效绳子段数，乙滑轮组有效绳子段数，则甲图绳子自由端的拉力 乙图绳子自由端的拉力 所以。摩擦力和绳重忽略不计，滑轮组机械效率 所以。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 16．如图所示，现有四种可以帮助搬运重物的机械，其内部结构均未知。小红对它们分别进行测试，用水平拉力拉动机械前端绳子沿水平方向匀速移动，移动距离；机械与重物连接的绳子的水平拉力为，重物沿水平方向匀速移动距离为。各机械的详细数据如下图所示，其中机械效率最高的是（　　） A．机械① B．机械② C．机械③ D．机械④ 【答案】C 【详解】由可知，机械①所做的有用功为 由可知，机械①所做的总功为 由可知，机械①的机械效率为 由可知，机械②所做的有用功为 由可知，机械②所做的总功为 由可知，机械②的机械效率为 由可知，机械③所做的有用功为 由可知，机械③所做的总功为 由可知，机械③的机械效率为 由可知，机械④所做的有用功为 由可知，机械④所做的总功为 由可知，机械④的机械效率为 比较四个机械的效率可知，机械③的效率最高，故C正确，ABD错误。 故选C。 17．如图甲，用大小为2N的拉力F通过滑轮组将重为3N的物体匀速提升0.2m，绳子自由端下拉_________m，甲滑轮组的机械效率是_________%。甲乙两滑轮组的钩码相同，滑轮也相同，不计绳重与摩擦，甲滑轮组的机械效率_________（选填“大于”、“小于”或者“等于”）乙的效率。 【答案】 0.4 75 等于 【详解】[1]由图甲可知，，物体匀速提升，绳子自由端下拉的距离为 [2]甲滑轮组的机械效率为 [3]不计绳重与摩擦，甲、乙两滑轮组的钩码相同，即克服钩码重力做的相同，滑轮也相同，即克服动滑轮重力做的相同，根据可知，甲滑轮组的机械效率等于乙的效率。 18．如图所示，建筑工人采用甲、乙两种方式将重的物体匀速提高了，都用时，每个动滑轮重均为。不计绳重及摩擦，采用甲方式时，人的拉力是________，改用乙方式后，机械效率________（选填“变大”“不变”或“变小”）。随着科技的发展，滑轮组的机械效率________（选填“能”或“不能”）提高至100%。 【答案】 不变 不能 【详解】[1]由图甲可知，承担物重的绳子段数为，不计绳重及摩擦，采用甲方式时，人的拉力 [2]不计绳重及摩擦时，克服动滑轮重做的功为额外功，改用乙方式后，物体和动滑轮的重不变,根据可知，机械效率不变。 [3]无论科技如何发展，都需要克服机械自重及摩擦等做额外功，有用功始终小于总功，因此机械效率永远小于，无法提高至。 【题型4 】 19．如图甲所示，将重为6N的物体放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平直线匀速拉动它，弹簧测力计的示数为1.8N，若改用一滑轮组在原来的水平桌面上沿水平直线匀速拉动该物体，使物体向左移动3cm。所用拉力F为1.2N，如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．图乙中滑轮组拉动物体做的有用功为0.036J B．图乙中拉力F做的总功为0.108J C．图乙中克服物体与水平桌面之间的摩擦力做的功是额外功 D．图乙中滑轮组的机械效率为 75% 【答案】D 【详解】AC．由图甲可知，物体沿水平直线匀速运动时，物体所受的摩擦力与弹簧测力计的拉力为一对平衡力，大小相等，即，图乙中，滑轮组拉动物体做匀速运动时，克服物体与桌面之间的摩擦力做的功为有用功，其 故AC错误； B．图乙中拉力 F 做的总功 故B错误； D．图乙中滑轮组的机械效率 故 D正确。 故选D。 20．用甲图中的滑轮组将物体提高2m，用时5秒。滑轮组的机械效率与物体的重力关系如图乙所示。不计绳重和摩擦，下列判断正确的是（　　） A．绳端移动的速度为1.2m/s B．动滑轮的重力为5N C．当物重为30N时，滑轮组机械效率为75% D．提升物体越重时，滑轮组的机械效率更低 【答案】C 【详解】由图甲可知，滑轮组承担物重的绳子段数 A．物体上升高度，绳端移动距离 用时，则绳端速度 故A错误； B．不计绳重和摩擦，滑轮组机械效率可表示为 由图乙可知，当时，，代入得 解得，故B错误； C．当物重为30N时，机械效率为 故C正确； D．机械效率 由此可知：动滑轮重力不变时，提升物体的重力越大，机械效率越高，故D错误。 故选C。 21．小涵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6N的矿泉水瓶在5s内匀速提升了1m，绳端拉力大小为2N（不考虑绳子的自重和摩擦，g取10N/kg），下列说法正确的是（　　） A．乙衣架的质量为4kg B．甲衣架与天花板之间那段绳子的拉力为14N C．自由端的拉力做功的功率为0.4W D．情境中滑轮组的机械效率为60% 【答案】D 【详解】A．首先由图可知，动滑轮（乙衣架）上承担物重的绳子段数 ，结合已知条件 ，，不考虑绳重和摩擦，根据滑轮组拉力公式 ，可得乙衣架（动滑轮）的重力 乙的质量 ，故A错误； B．两个衣架完全相同，因此甲衣架重力 。对衣架甲来说，绳子的股数为6，天花板对甲向上的拉力等于甲的重力和甲受到向下的拉力之和，即 ，故B错误； C．绳端移动距离 拉力做的总功 拉力的功率 ，故C错误； D．有用功 机械效率 ，故D正确。 故选D。 22．使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍，克服绳重和轮与轴间摩擦做功20J。（不计绳子与滑轮之间的摩擦）下列说法不正确的是（　　） A．该滑轮组中有两个定滑轮和一个动滑轮 B．绳子自由端拉力的速度0.2m/s C．动滑轮重力为80N D．该滑轮组的机械效率为66.7% 【答案】D 【详解】A．从图中可以看出，该装置由三个滑轮组成，地面上的滑轮和最上方的滑轮，其轴的位置是固定不动的，属于定滑轮，中间的滑轮，其轴随物体一起运动，属于动滑轮，因此，该滑轮组中有两个定滑轮和一个动滑轮，故A正确，不符合题意； B．由图可知，承担动滑轮的绳子段数，物体在10s内移动1m，则绳子自由端移动的距离为 绳子自由端拉力的速度为，故B正确，不符合题意； C．拉力做的总功为 物体的重力为 物体所受的摩擦力为 物体克服摩擦力做的功为有用功 即克服动滑轮重力做的额外功为 动滑轮移动的距离等于物体移动的距离，即动滑轮的重力为 故C正确，不符合题意； D．该滑轮组的机械效率为，故D错误，符合题意。 故选D。 23．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 24．如图所示是古代著名的水利灌溉机械—龙骨水车，可以利用人力驱动水车，将低处的水提到高处。若某次工作时木链旋转一周，刮水板将20kg的水提升到距离水面2m高的位置用时25s，人做功的平均功率为40W，该过程龙骨水车的机械效率为_______%（g取10N/kg）。 【答案】40 【详解】由题意可知，提升水克服重力所做的有用功 人做的功是总功，所以总功 由此求得龙骨水车的机械效率 25．地铁建设中用到了许多大型机械，履带起重机就是其中之一。 (1)如图甲是某型号履带起重机，在图示状态下机械臂ABC可视为___________杠杆。 (2)货物沿直线匀速上升的过程中，其机械能___________。 (3)在C处安装有滑轮组（如图乙所示），已知动滑轮重60N，货物重540N，货物匀速上升的速度是0.3m/s，拉力F的功率是270W。则拉力F为___________N，滑轮组的机械效率为___________。 【答案】(1)费力 (2)变大 (3) 300 60% 【详解】（1）履带起重机的机械臂工作时，动力臂小于阻力臂，因此属于费力杠杆。 （2）货物匀速上升时，质量不变、速度不变，动能不变；高度增加，重力势能增大；机械能等于动能与势能之和，因此机械能增大。 （3）[1]由图乙可知，滑轮组承担物重的绳子段数，拉力端移动速度 由功率公式，可得拉力 [2]滑轮组的机械效率 26．深圳某建筑集团采用了先进的模块化集成建筑技术。在建筑现场，一台总功率为的起重机在内将一个底面积为，重的混凝土模块提升了。求： (1)混凝土模块摆放在水平地面上时，对地面的压强； (2)起重机克服混凝土模块重力所做的功； (3)起重机提升混凝土模块的效率。 【详解】（1）混凝土模块摆放在水平地面上时，对地面的压力等于自身重力，即 混凝土对水平地面的压强 （2）起重机克服混凝土模块重力做的有用功 （3）起重机做的总功 起重机提升混凝土模块的效率 27．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？ 【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 28．电动汽车正在走进千家万户。如图是一款智能电动车。电动车静止在水平地面上，对地面的压强为，车胎与地面接触总面积为。最高时速可达，此时车的功率为。求： (1)电动车的质量； (2)若电动车以最高时速在平直公路上进行测试，匀速行驶时所受的阻力； (3)在（2）的条件下，车的电动机效率为90%，匀速行驶4.6km，消耗的电能为多少？ 【详解】（1）静止在水平地面上的电动车对地面的压力等于其重力大小，由公式可得，电动车的重力 电动车的质量 （2）由题意可知，电动车的最高时速 由公式 可得，电动车以最高时速匀速行驶时，所受的阻力 （3）电动车以最高时速匀速行驶时，牵引力做的功 已知车的电动机效率为90%，则由公式可得，电动车以最高时速匀速行驶所消耗的电能 【题型5 】 29．如图，装修工人正在利用动滑轮和塑料桶匀速向上搬运水泥。若要提高动滑轮机械效率，以下做法合理的是（　　） A．换用更粗的绳子 B．减少桶中水泥的质量 C．提高拉动绳子的速度 D．换用质量更小的滑轮 【答案】D 【详解】A．换用更粗的绳子，质量更大，会增大额外功，机械效率降低，故A不符合题意。 B．减少桶中水泥的质量，减小了有用功，有用功占比降低，机械效率降低，故B不符合题意。 C．提高拉动绳子的速度，机械效率与做功快慢（速度）无关，只与有用功和额外功的比例有关，故C不符合题意。 D．换用质量更小的滑轮，减小了动滑轮的重力，额外功减少，有用功占比增大，机械效率提高，故D符合题意。 故选D。 30．小明设计了如图所示的滑轮组帮助工人搬运建筑材料。一名工人12s内用400N的拉力通过滑轮组将水平地面上重为1150N的建筑材料匀速提升3m（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为12m B．滑轮组的机械效率为83.3% C．拉力的功率为300W D．若增加物体的重力机械效率保持不变 【答案】C 【详解】A．绳子自由端移动距离 ，故A错误； B．有用功 总功 机械效率 ，不是，故B错误； C．拉力的功率 ，故C正确； D．不计绳重和摩擦，，动滑轮重力不变，增加物体重力，机械效率会增大，故D错误。 故选C。 31．如图，工业北高架东延工程工地上，一台起重机正在吊装材料，其吊臂前端的滑轮组如图乙所示。为提高起吊设备中滑轮组的机械效率，下列措施可行的是（    ） A．增大提升重物的速度 B．增大提升重物的高度 C．减小被提升重物质量 D．减小动滑轮自身质量 【答案】D 【详解】A．增大提升重物的速度，对有用功和总功没有影响，不能提高滑轮组的机械效率，故A不符合题意； B．根据 可知，吊车起吊设备中滑轮组的机械效率与重物被提升的高度无关，故B不符合题意； C．减小被提升重物的质量，重物受到的重力变小，有用功变小，额外功不变，根据 可知，滑轮组的机械效率变小，故C不符合题意； D．减小动滑轮自身的质量，动滑轮受到的重力变小，额外功变小，有用功不变，根据 可知，滑轮组的机械效率变大，故D符合题意。 故选D。 32．搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢，常使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速拉上顶端，已知斜面长5m，高2m，物体重1000N，沿斜面向上的拉力为500N，则斜面对物体的支持力对物体______（选填“做功”或“不做功”），斜面的机械效率为______，要提高该斜面的机械效率，请说出一种方法：______。 【答案】 不做功 80% 减小斜面的粗糙程度 【详解】[1]物体没有在斜面对物体的支持力的方向上移动距离，所以斜面对物体的支持力对物体不做功。 [2]斜面的机械效率为 [3]要提高该斜面的机械效率，可以减小斜面的粗糙程度，从而减少额外功。 33．如图所示，用重为15N的动滑轮将80N的重物匀速提升2m，拉力F为50N，用时5s，则此过程中有用功为______J，额外功为______J，机械效率为______%，拉力F的功率为______W，若用该动滑轮匀速提升重100N的物体，机械效率将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 160 40 80 40 变大 【详解】[1]由题可知，动滑轮绳子的段数，有用功是对重物所做的功，为 [2]滑轮做的总功 则额外功 [3]机械效率 [4]由可知，拉力的功率 [5]动滑轮的额外功主要来自动滑轮自重，当提升的物体重力增大时，有用功在总功中的占比会变大，因此机械效率变大。 34．如图所示是家用手摇升降晾衣架的结构示意图，其中属于定滑轮的是________（选填“A”或“B”），该滑轮的作用是改变施力的________（选填“大小”或“方向”）。增加晾衣架上的衣物质量，该装置提升衣物的机械效率将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 A 方向 变大 【详解】[1]图示中，A滑轮的轴不随物体一起运动，是定滑轮。 [2]定滑轮不能省力，但能改变力的方向。 [3]此题滑轮组没有发生变化，不计摩擦，所以在此过程中所做的额外功不变，由于衣服的重力增加，所以有用功增大，由公式可知，有用功在总功中所占的比值将增大，所以机械效率变大。 35．如图是第一小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置，测得的实验数据如下表： 实验次数 物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 1 1 0.1 0.6 0.3 55.6% 2 2 0.1 1.0 0.3 66.7% 3 4 0.1 1.8 0.3 74.1% (1)分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重________，滑轮组的机械效率越高。 (2)若在第三次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，则拉力F的功率为________W。 (3)第二小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验，每次测得的机械效率均大于第一小组的测量值，则第二小组测量值偏大的原因可能是________（填字母）。 A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方 B．弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升 C．所使用的动滑轮的重力小于第一小组 (4)机械效率是机械性能好坏的重要标志，结合生产生活实际，分析实验数据可知，下列提高机械效率的措施不可行的是________（填字母）。 A．增加所提物重 B．减轻机械自重 C．机械加润滑油 D．增加重物上升高度 【答案】(1)越高 (2)0.54 (3)C (4)D 【详解】（1）纵向分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率越高。 （2）由图可知，若在第三次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，绳子有效段数为3段，则绳子自由端上升的速度 则根据可知，拉力F的功率 （3）A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方，则测得的拉力偏大，总功偏大，在有用功一定时，测得滑轮组的机械效率将偏小，故A不符合题意。 B．弹簧测力计每次拉动钩码时匀加速上升，测得的拉力变大，总功偏大，在有用功一定时，滑轮组的机械效率将偏小，故B不符合题意。 C．使用的动滑轮的重力小于第一小组，克服动滑轮重力做的功变小，即额外功变小，在有用功一定时，总功较小，则滑轮组的机械效率更大，故C符合题意。 故选C。 （4）A．由1、2或3、4两组数据可知，用相同的装置提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越大，故A可行。 B．由1、3或2、4两组数据可知，用不同的状态提升相同的物体上升相同的高度时，机械自重越小，滑轮组机械效率越大，故B可行。 C．机械加润滑油，降低了摩擦力，即提升重物时减小了额外功，则根据 滑轮组的机械效率将增大，故C可行。 D．绳子有效段数为n，滑轮组的机械效率 说明滑轮组的机械效率与重物上升高度无关，故D不可行。 故选D。 【题型6 】 36．为测量动滑轮的机械效率，某同学用如图所示的动滑轮匀速提升重物，实验时测量出的有关数据如下表所示。下列分析正确的是（　　） 物重 2 重物上升高度 0.1 绳自由端拉力 1.2 重物上升时间 2 A．应在弹簧测力计保持静止时读数 B．本实验动滑轮的机械效率为60% C．本实验中弹簧测力计拉力功率为0.12 W D．若只更换质量更大的物体，该动滑轮的机械效率不变 【答案】C 【详解】A．测动滑轮的机械效率时，需要匀速拉动弹簧测力计读数，若静止时读数，此时没有克服轮与轴之间的摩擦，测得的拉力偏小，故A错误； B．动滑轮的绳子段数，货物匀速提升做的有用功为 总功为 该滑轮组的机械效率为，故B错误； C．本实验中弹簧测力计拉力功率为，故C正确； D．动滑轮的机械效率与物重有关，物重越大，有用功占总功的比例越大，机械效率越高。 所以只更换质量更大的物体，机械效率会变大，故D错误。 故选C。 37．某小组利用如图所示的实验装置甲乙丙进行了三次实验，“测量滑轮组机械效率”，并得到数据如表所示。 实验组数 钩码重力 钩码上升的高度 绳端的拉力 绳端移动的距离 机械效率 甲 4 0.1 2.7 0.2 乙 4 0.1 1.8 0.3 丙 8 0.1 3.1 0.3 (1)实验中用弹簧测力计拉着绳端运动，弹簧测力计应沿竖直方向________拉动； (2)有小组成员发现实验过程中边拉动弹簧测力计边读数，示数不稳定，不便于读数，他认为应该静止时读数，他的想法不正确的原因是：没有考虑到________对滑轮组机械效率的影响； (3)第丙组实验数据中，机械效率应该为________； (4)通过比较乙、丙两组实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升重物时，所提重物越重，滑轮组的机械效率越________。 【答案】(1)匀速缓慢 (2)摩擦力 (3) (4)大 【详解】（1）实验中用弹簧测力计拉着绳端运动时，若拉动速度不均匀，会导致弹簧测力计示数不稳定，无法准确测量绳端拉力。只有让弹簧测力计沿竖直方向匀速缓慢拉动，才能使钩码处于平衡状态，此时绳端拉力大小稳定，且等于弹簧测力计的示数，从而保证测量的拉力准确，为后续计算机械效率提供可靠数据，故应填匀速缓慢。 （2）滑轮组在实际工作过程中，动滑轮与绳子之间、滑轮的轴与滑轮之间都会存在摩擦力，这些摩擦力会额外消耗一部分拉力，影响滑轮组的机械效率。当弹簧测力计静止读数时，滑轮组各部件之间没有相对运动，摩擦力几乎为零，此时测量的拉力会比实际工作时（有相对运动、存在摩擦力）的拉力偏小。若用静止时的拉力计算机械效率，会使计算出的有用功与总功的比值偏大，不能真实反映滑轮组在工作状态下的机械效率，所以该想法不正确的原因是没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响。 （3）机械效率为 （4）分析乙、丙两组实验数据可知，两组实验使用的是同一滑轮组（从绳端移动距离与钩码上升高度的比值可判断，乙、丙组s=3h，滑轮组绕线方式相同），即动滑轮重力、绳重及摩擦力等额外功的影响因素基本相同。乙组实验中，钩码重力为4N，机械效率约为74%；丙组实验中，钩码重力为8N，其机械效率约为86%，明显高于乙组。故得出结论：使用同一滑轮组提升重物时，所提重物越重，滑轮组的机械效率越大。 38．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示）， 实验数据记录如表： 次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm ① 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率/% 1 2 10 0.8 30 83.3 2 4 10 1.5 30 ② 3 6 10 2.2 30 90.9 (1)表格中①处应填写的内容为________，②处数据应为________（结果保留一位小数）； (2)分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与________有关； (3)同组的小华发现边拉动弹簧测力计边读数时，弹簧测力计示数不稳定，她认为应在弹簧测力计静止时读数，小明认为她的想法________（选填“合理”或“不合理”），理由是________； (4)另一实验小组的同学改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图像。分析图像中的A点可知，此时被提升物体所受的重力________。 A．大于8N B．等于8N C．小于8N 【答案】(1) 拉力/N（或弹簧测力计示数F/N） 88.9 (2)被提升物体的重力（物重） (3) 不合理 没有考虑到摩擦力的影响 (4)A 【详解】（1）[1]测量滑轮组机械效率时，需要测量的物理量有：钩码重、钩码上升距离、拉力、弹簧测力计上升距离，因此①处应为拉力（弹簧测力计示数），单位为N。 [2]第2次实验，有用功 总功 机械效率 因此②处为88.9。 （2）实验数据显示：同一滑轮组，提升的物体重力越大，机械效率越高，因此同一滑轮组的机械效率与被提升物体的重力（物重）有关。 （3）[1][2]该想法不合理，因为实验时应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，绳子与滑轮间存在动摩擦力；静止时弹簧测力计不会克服摩擦力做功，测得的拉力偏小（没有机械之间的摩擦力），会影响滑轮组的机械效率，因此不能静止读数。 （4）若不计绳重和摩擦，机械效率 代入A点数据，解得：； 但由于绳重和摩擦力使得额外功变大，根据 在机械效率不变时，额外功增大，有用功也增大，若提升相同的高度，物体的重力会大于8N，故选A。 39．小明用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表：（若忽略绳重和摩擦） 次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率/% 1 2 10 0.8 30 83.3 2 4 10 1.5 30         ____ 3 6 10 2.2 30 90.0 (1)表格中空格处数据应为__________ （结果保留一位小数）； (2)分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与_______ 有关； (3)根据实验结论推测，使用该滑轮组将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能是______； A．71.6% B．82.4% C．92.1% D．100% (4)小明进一步研究，测出动滑轮的重力为0.1N，再计算出每一次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值（）发现钩码的重力越大，_______ （越大/越小/不变）； (5)另一实验小组改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象.分析可知：分析图像中的A点可知，此时被提升物体所受的重力为_______ N。 【答案】(1)88.9% (2)物重 (3)C (4)越大 (5)18 【详解】（1）第2次实验的机械效率 （2）三次实验使用同一滑轮组，动滑轮重力不变，仅改变钩码重力，机械效率随钩码重力增大而提高。故同一滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关。 （3）从实验数据看，钩码的重力越大，机械效率越高，钩码的重力为6N时，效率为，则当钩码的重力为8N时，机械效率应高于，故选C。 （4），主要是克服绳重和摩擦做的额外功。钩码重力越大，绳子对滑轮的拉力越大，摩擦力也越大，因此越大。 （5）动滑轮重力为时，，忽略绳重和摩擦时，机械效率公式为： 则物体重力 40．(1)小明在家里用粗细均匀的木棒、细线、几个相同的橡皮擦和钢卷尺等物品，探究“杠杆的平衡条件”。 ①小明将细线系在木棒上，木棒静止后如图甲所示，此时木棒处于___________（填“平衡”或“非平衡”）状态。接下来他应该将木棒上的细线向___________（填“左”或“右”）移动适当距离，让木棒在水平位置平衡，这样做除了可以消除木棒所受重力对实验的影响外，还具有便于测量___________的优点。 ②调节木棒在水平位置平衡后，小明把数量不等的橡皮擦分别挂在木棒两侧并调节其位置，使木棒在水平位置再次平衡，然后用钢卷尺测出橡皮擦悬挂点距支点的距离，如图乙所示，实验数据记录在下表中。在第3次实验中___________时木棒才能在水平位置平衡；若在第2次实验中，将两侧的橡皮擦均向远离支点的方向移动1cm，则木棒将___________（填“左侧下沉”“右侧下沉”或“仍然水平平衡”）。 实验次数 左侧橡皮擦个数个 左侧橡皮擦悬挂点距支点的距离cm 右侧橡皮擦个数个 右侧橡皮擦悬挂点距支点的距离cm 1 3 3.0 1 9.0 2 3 5.0 2 7.5 3 4 3.5 7.0 ③小明利用橡皮擦和木棒等器材制作了一把“杆秤”，如图丙所示，他想增大“杆秤”测量的范围，应将木棒上的细线向___________（填“左”或“右”）移动一定的距离。 (2)小明和小强在做“测量滑轮组机械效率”的实验中，他们组装好如图所示的实验装置，并分别记下了钩码和绳端的位置。（每个钩码重均为0.5N） ①实验时，小明竖直向上___________拉动弹簧测力计，使钩码升高，弹簧测力计的读数为0.5N；同时小强用刻度尺测出钩码被提升的高度为10cm，以上测量结果准确无误。相关实验数据及计算结果记录如表： 钩码重/N 绳子自由端移动的距离/m 有用功/J 总功/J 机械效率 1 0.2 0.1 0.1 100% ②小明和小强通过计算得出该滑轮组机械效率为100%，他们意识到出现了错误，请你帮他俩找出错误的原因：___________。 ③此次实验中该滑轮组的机械效率实际为___________。（结果保留到0.1%） ④在实验中，若将钩码的重增加到3N，则该滑轮组的机械效率将___________（填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】(1) 平衡 左 力臂 2 左端下沉 左 (2) 匀速 绳子自由端移动的距离计算错误 66.7% 变大 【详解】（1）[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆处于平衡状态，所以平衡。 [2]左端下沉，若想调节水平平衡，应将支点向左移动，即细线向左移动。 [3]调节水平平衡可以消除重力对实验的影响，同时可从杠杆上直接读取力臂的大小。 [4]设每个橡皮重力为，根据杠杆平衡条件得 解得。 [5]在第二次实验中，将两侧的橡皮擦向远离支点的方向移动1cm，左边为，右边为，因为所以木棒将左端下沉。 [6]增加“杆秤”的量程，即可称量的物重增大，根据杠杆平衡条件可知，左边的力臂减小，细线向左移动一些。 （2）[1]实验时需竖直向上匀速拉动弹簧测力计，根据二力平衡，滑轮组自由端的拉力等于弹簧测力计示数。 [2]错误的原因是绳子自由端移动的距离应该为，他们错误计算为0.2m。 [3]该滑轮组的机械效率实际为 [4]若将钩码的重增加到3N，滑轮组做的有用功将会增加，所以滑轮组的机械效率也将会变大。 41．提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。小明根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想： 猜想I：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关； 猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关； 猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关。 他根据猜想，运用如图（a）（b）（c）所示的装置进行了实验探究。他将测得的实验数据填入下表： 实验序号 钩码的重力G/N 钩码上升 高度h/m 绳端拉 力F/N 绳端移动 的距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 0.90 0.3 74.1% 2 4 0.1 1.50 0.3 88.9% 3 4 0.1 1.25 0.4 4 4 0.2 1.50 0.6 88.9% (1)实验时应沿竖直方向____缓慢向上拉动弹簧测力计。 (2)分析表中数据可知：第3次实验是利用了图______装置完成的，它的机械效率η=____。 (3)通过比较________（填实验序号）两次实验数据得出结论∶同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。 (4)通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率_______ 。 【答案】(1)匀速 (2) c 80% (3)1、2 (4)越低 【详解】（1）实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时滑轮组受力平衡，弹簧测力计示数稳定，测量的拉力才准确。 （2）[1]根据滑轮组距离关系s=nh，可得第3次实验的绳子段数 即动滑轮上有4段绳子，只有图c的滑轮组满足这个条件； [2]机械效率计算 （3）要得出“同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高”的结论，需要控制滑轮组不变，改变提升的物重，实验1、2满足控制变量的要求，因此选1、2两次数据。 （4）实验2、3中，提升物体重力相同，动滑轮更重的第3次机械效率更低，因此可得结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 【题型7 】 42．物理兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究斜面的机械效率，同学们对实验过程和装置发表了下列不同的看法，其中正确的是（　　） A．斜面是一种可以省功的机械 B．匀速拉动木块的过程中，木块的机械能是不变的 C．匀速拉动木块时，木块所受拉力与摩擦力是一对平衡力 D．本实验中，用质量相同的小车替代木块，可提高斜面的机械效率 【答案】D 【详解】A．任何机械都不能省功，使用斜面可以省力，但必然要移动更长的距离，功不会减少，实际上由于摩擦的存在，总功比有用功还多，故A错误； B．在斜面上匀速拉动木块的过程中，木块的重力势能在增加（因为高度上升），动能不变，所以机械能（动能加势能）是增加的，故B错误； C．在斜面上，木块受的力有：沿斜面向上的拉力、沿斜面向下的摩擦力、斜面的支持力。匀速运动时，虽然物体处于平衡状态，但拉力与摩擦力不是一对平衡力，因为它们方向并不相反且大小不等，故C错误； D．用小车（带轮子）代替木块滑动，滚动摩擦小于滑动摩擦，额外功减少，在有用功相同情况下，机械效率提高，故D正确。 故选D。 43．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。 44．学习了简单机械后，小明了解到斜面也是一种机械，于是他想探究这种机械的特点。 斜面倾斜程度 较缓 较陡 最陡 木块重力 5 5 5 斜面高度 0.2 0.3 0.4 斜面长 1 1 1 沿斜面拉力 2 2.6 3.2 （1）小明用弹簧测力计测木块的重力，如图甲所示； （2）他将木块放在如图乙所示的斜面上，并用弹簧测力计沿斜面__________向上拉木块，收集到上表中的实验数据。 ①比较表中木块重力和拉力的大小，得出：使用斜面时__________（选填“能”或“不能”）省力；斜面长度相同时，斜面高度越小越__________（选填“省力”或“费力”）。 ②实验时，可以通过移动木块A来改变斜面的倾斜程度，要减小斜面的倾斜程度，木块A要向__________（选填“左”或“右”）移。 【答案】 匀速 能 省力 右 【详解】（2）[1]只有用弹簧测力计沿着斜面方向把木块匀速拉上去时，弹簧测力计的指针稳定，才能得到比较准确的拉力。 ①[2]由表中数据可知，拉力小于重力，可以得到使用斜面时能省力。 [3]由表中数据可知，斜面的倾角变大，则沿斜面拉力F的数值也随之变大，但始终小于物体的重力，因此使用斜面可以省力，并且斜面长度相同时，斜面高度越小越省力。 ②[4]木块离得斜面底端越远则斜面倾斜程度越小，所以要减小斜面的倾斜程度，木块A要向右移动。 45．如图所示，某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块A，收集了表中的实验数据： 次数 斜面的倾斜程度 物块重力G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% (1)分析表中的数据可得出：斜面越缓越________力（选填“省”或“费”），斜面的机械效率越________； (2)该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.0N，与第二次实验相比，斜面的机械效率将__________（选填“变大”或“变小”）； (3)实验中，若物重、斜面长度不变，且斜面光滑，以下能正确表示拉力F与斜面高度h的关系的是________。 A． B． C． D． 【答案】(1) 省 低 (2)变小 (3)C 【详解】（1）[1]分析表中斜面的倾斜程度与拉力的关系可知，斜面越缓越省力。 [2]对比斜面的倾斜程度与机械效率的数据可知，斜面越缓，斜面的机械效率越低。 （2）第4次实验与第2次实验相比，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，两次实验做的有用功为，即两次实验有用功相同；与第2次实验相比拉力变大，由可知，拉力做的总功变大；有用功相同，总功变大，由可知，斜面的机械效率将变小。 （3）物重、斜面长度不变，且斜面光滑，有用功与总功相等，即，，F与h成正比，即图像为过原点的直线；故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【题型8 】 46．如图所示，用手沿竖直方向匀速拉动一均匀杠杆提升一个重为G的物体缓缓上升，不计支点处摩擦。若使物体悬挂位置从O向A移动，则杠杆的机械效率与支点O到悬挂点B的距离L的关系可能符合下列图中的（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】如图所示： 由三角形的知识可知 杠杆的机械效率 使物体悬挂位置从O向A移动，G不变，物体上升的高度不变，有用功不变，则L1不变，G杠不变，L变大，杠杆的机械效率变大，但不是正比关系，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 47．如图所示，重力的物体挂在粗细均匀的杠杆的中点处。在力作用下使物体匀速上升，已知点沿竖直方向上升，此杠杆的机械效率___________。 【答案】62.5% 【详解】克服物体重力所做的有用功W有​=Gh=5N×0.6m=3J 拉力F所做的总功W总​=Fs=4N×1.2m=4.8J 杠杆的机械效率 48．如图甲是利用桔槔在井中汲水的情景，图乙是桔槔的杠杆模型。O为支点。A端系水桶（含水和桶），B端固定配重石。已知，，配重的重力为，水桶的重力为，人对水桶施加的竖直向上拉力，当提升水桶上升，配重下降了的过程中，杠杆的机械效率为__________；若人不施加拉力，则要使杠杆在水平位置静止，配重到支点的力臂为__________m。 【答案】 80% 2.4 【详解】[1]以A点为研究对象，A点受到向下的力FA=G桶-F拉=160N-40N=120N A点上升的距离h=0.6m，因此有用功为W有=FAh=120N×0.6m=72J B点受到向下的力FB=G配=120N B点下降的距离s=0.75m，则总功为W总=FBs=120N×0.75m=90J 则杠杆的机械效率为 [2]当人不施加拉力时，A点受到向下的力FA'=G桶=160N 设配重到支点的力臂为OB'，根据杠杆平衡的条件可得FA'×OA=G配×OB' 即160N×1.8m=120N×OB' 解得OB'=2.4m 49．因为杠杆在使用时的摩擦非常小，所以杠杆是一种机械效率非常高的简单机械。如图所示，大石块重720N。 (1)若手对杠杆向下的力为200N，则杠杆的动力臂与阻力臂的比值为多少? (2)若用一根机械效率为90%的杠杆将该石块提升5cm，则有用功为多少?需要做多少总功? 【详解】（1）由题知，杠杆受到的阻力为N 动力N，由杠杆的平衡条件可得，杠杆的动力臂与阻力臂的比值 （2）使用杠杆做的有用功为 由得，使用杠杆做的总功为 50．如图所示，OA是一个质量分布均匀的杠杆，，O是支点，B是OA的中点，在B点悬挂一个重为的重物。将杠杆从如图甲位置匀速提升到乙位置，重物上升的高度为，拉力。试求： (1)力F做的有用功是多大？ (2)将重物匀速提升时，杠杆的机械效率是多大？ (3)若不计绳重和摩擦，杠杆自身的重力G杆是多少N？ 【详解】（1）力F做的有用功 W有=Gh1=40N×0.3m=12J （2）由三角形相似可知力F移动的距离 s=2h1=2c×0.3m=0.6m 总功 W总=Fs=25N×0.6m=15J 杠杆的机械效率 （3）若不计绳重和摩擦，克服杠杆自身的重力做的功是额外功，额外功为 W额= W总- W有=15J-12J=3J 杠杆重心上升的高度与重物上升高度相同，杠杆自身的重力 【题型9 】 51．物流配送站内，工人利用如图所示的滑轮组，用300N的拉力将重为540 N的货物在10s内沿竖直方向匀速提升2m，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　） A．上端的滑轮能省力 B．动滑轮的重力为 C．工人拉力做功的功率为60 W D．该过程中滑轮组的机械效率为90% 【答案】D 【详解】A．上端的滑轮是定滑轮，不能省力，只能改变力的方向，故A错误； B．由图可知，动滑轮上有两段绳，人对绳子的拉力为 动滑轮的重力为 故B错误； C．绳子自由端移动的距离为 此时拉力做功为 拉力做功的功率为 故C错误； D．该过程中克服货物重力所做的有用功 拉力做功为总功 滑轮组的机械效率为 故D正确。 故选D。 52．如图所示，重300N的物体在30N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了5s，此过程滑轮组的机械效率为80%，则下列说法正确的是（　　） A．有用功为60J B．拉力F的功率为12W C．绳子自由端移动的距离为1m D．物体所受的滑动摩擦力为60N 【答案】B 【详解】 物体移动距离 由图可知，动滑轮上承担力的绳子段数，因此绳子自由端移动距离 拉力做的总功 拉力的功率 有用功 水平拉动物体时，有用功是克服滑动摩擦力做的功，因此滑动摩擦力 故选B。 53．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。 54．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，滑轮组绳子自由端受到的拉力为。当绳子自由端的拉力为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；当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动；撤去水平向左的恒力，改变绳子自由端拉力的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，滑轮组的机械效率为_______。 【答案】 20 75% 【详解】[1]由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，当绳子自由端的拉力为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，所以绳子自由端拉力 代入数据可得 解得G动=20N。 [2]当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动，物体受到向右的拉力 物体受到水平向左的恒力，物体水平方向受到向左的摩擦力、向左的拉力和向右的拉力是平衡力，物体与桌面之间的滑动摩擦力 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 55．建筑工地常使用塔式起重机（塔吊）吊运建筑材料。塔吊的起重臂可视为杠杆，下图是塔吊中用到的滑轮组。 (1)若起重臂所受阻力大小为6000N，动力臂是阻力臂的一半，则动力大小为________N； (2)图中，使用B滑轮的优点是________；若塔吊将重力大小为5000N的水泥板匀速提升10m，用时25s，此时右侧绳子拉力为4000N，提升过程中，对水泥板做功的功率为________W，滑轮组的机械效率为________。 【答案】(1)12000 (2) 可以省一半的力 2000 62.5% 【详解】（1）已知杠杆平衡条件是 题干中给出阻力，动力臂和阻力臂关系 则动力大小 （2）图中B滑轮是动滑轮，优点是可以省一半的力；对水泥板做的有用功 对水泥板做功的功率 由图知滑轮组绳子段数，滑轮组总功 滑轮组的机械效率 56．如图甲是人们利用杠杆抬起木材的情景．以地面为参照物，木材是_______的；已知木材所受的重力为700 N，AO：OB=1：4，为使木材被抬起，工人在B点施加的拉力F至少为_______N；若改用图乙所示装置匀速提起木材，绳子自由端所用拉力为500 N，那么该装置的机械效率为_______；当加速拉动绳子时，拉力的功率将_______。 【答案】 运动 175 70％ 变大 【详解】抬起木材的过程中，木材相对于地面的位置发生变化，木材是运动的；根据杠杆平衡条件得，拉力为 图乙为动滑轮，承担物重的绳子段数，机械效率 加速拉动绳子时，绳子自由端速度增大，且拉力大于匀速拉动时的拉力，根据功率公式，拉力的功率将变大。 57．工人用如图所示的起吊装置提升建筑材料，在1min内将质量为540kg的材料匀速提升10m。若电动机输出功率恒为1200W，不计绳重和摩擦，g取10N/kg，求此过程中： (1)提升材料所做的有用功； (2)电动机对绳子的拉力； (3)该滑轮组的机械效率。 【详解】（1）提升材料受到的重力 提升材料所做的有用功 （2）拉动绳子的拉力做的总功 电动机对绳子的拉力大小 （3）该滑轮组的机械效率 58．2025年洋浦港集装箱吞吐量突破330万标准箱，国际航运枢纽功能持续增强。如图1为港口起重机吊装集装箱的场景，图2为起重机滑轮组结构示意图（不计绳重及摩擦）。已知动滑轮自重。起重机将质量为的集装箱从A点匀速提升6m至B点，用时10s；再水平匀速移动6m至C点，用时12s。（） (1)图2中滑轮甲的作用是_____________； (2)求将集装箱从A点吊起到B点的过程中的速度； (3)求从A点到C点过程，克服集装箱重力做的功； (4)从A点到B点过程中，求起重机滑轮组的机械效率；为提高起重机吊装集装箱时的机械效率，请提出至少一条合理的改进措施。 【分析】根据滑轮特点先判断滑轮甲的类型并明确作用，再根据速度计算公式计算物体运动的速度；根据功的计算公式分别计算有用功、额外功和总功，最后根据机械效率计算公式计算滑轮组的机械效率，最后结合机械效率影响因素提改进措施。 【详解】（1）由图2可知，滑轮甲的轴随物体一起运动，属于动滑轮，动滑轮的作用是省力。 （2）集装箱从A点吊起到B点的过程中的速度 （3）集装箱的重力 从A点到C点过程，只有从A点到B点过程克服重力做功，B到C点没有克服重力做功 从A点到C点过程，克服重力做功 （4）克服集装箱重力做功为有用功，克服动滑轮做功为额外功 起重机总功 起重机的机械效率为 在安全范围内可以通过增大吊装的物重或选用较轻的动滑轮或选用较轻的绳子或给滑轮转轴加润滑油等措施提高滑轮组的机械效率。 59．如图所示，工人体重600N，用由A、B两个滑轮组成的滑轮组向上提升800N的重物C，提升的过程中，用大小为500N且竖直向下的力拉动绳子，使重物C以0.4m/s的速度匀速上升，若不计绳重及轮与轴的摩擦。求： (1)本次提升重物时人对地面的压力； (2)本次提升重物时拉力的功率； (3)本次提升重物时滑轮组的机械效率； (4)工人使用该滑轮组能够提起的最大物重。 【分析】（1）拉物体的过程中，工人对地面的压力等于工人的重力与绳的拉力之差； （2）由图可知动滑轮上的绳子段数，求绳子拉力端的移动速度，根据求提升重物时拉力的功率； （3）不计绳重及轮与轴的摩擦，根据求提升重物时滑轮组的机械效率； （4）不计绳重及轮与轴的摩擦，根据求动滑轮的重；工人对绳的最大拉力等于工人的体重，再求工人使用该滑轮组能够提起的最大物重。 【详解】（1）对静止在地面的工人进行竖直方向受力分析，工人受向下的重力、绳子向上的拉力、地面向上的支持力，受力平衡。 绳子对工人的拉力与工人对绳子的拉力是相互作用力，大小相等，即 根据受力平衡可知，绳子对人的拉力与地面对人的支持力之和等于人的重力，即 则地面对人的支持力为 人对地面的压力与地面对人的支持力是相互作用力，大小相等，因此 （2）由图可知，绳子的段数为，则绳子自由端移动的速度为 所以拉力的功率为 （3）由题意可知，滑轮组机械效率为 （4）不计绳重及轮与轴摩擦，由得动滑轮重力为 工人站在地面拉绳子，绳子最大拉力等于工人重力，即 因此最大物重 【题型10 】 60．如图所示，甲、乙两斜面的斜面长和高均相等。用沿斜面上的力将同一重物分别沿两斜面从底端匀速推至顶端，不计空气阻力，两斜面的机械效率分别为、，则重物在甲、乙斜面上受到的摩擦力之比为（　　） A．3∶4 B．4∶3 C．4∶5 D．5∶4 【答案】A 【详解】 斜面的有用功是提升重物做的功， 不计空气阻力，额外功是克服摩擦力做的功，机械效率公式 整理得 本题中同一重物G相同、甲、乙斜面高h相同，斜面长s相等，因此摩擦力之比为 故选A。 61．有一斜面长、高，用弹簧测力计把一物块沿斜面从底部匀速拉到顶部，弹簧测力计的示数如图所示。若该斜面的机械效率为80%，则以下说法不正确的是（　　） A．物体的重力为7.2N B．物体受到斜面的摩擦力为0.72N C．使用斜面可以省力 D．使用斜面可以省功 【答案】D 【详解】A．由图知，弹簧测力计示数为3.6N，总功 有用功 由得物体重力 故A正确，不符合题意。 B．额外功 额外功用来克服摩擦力做功，由得摩擦力 故B正确，不符合题意。 C．拉力，因此使用斜面可以省力，故C正确，不符合题意。 D．根据功的原理，使用任何机械都不省功，斜面省力但费距离，因此不能省功，故D错误，符合题意。 故选D。 62．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 63．如图为道路救援车对故障车辆拖移时的模型，其中定滑轮的作用是_____________，已知斜面高3 m，长5 m，钢绳对车辆施加沿斜面的拉力为2×104 N，在100 s内将重为1.2×104 N的小车A沿斜面底端匀速拉至斜面顶端。则此过程中，拉力做功的功率为_________W，此装置的机械效率为_______%。 【答案】 改变力的方向 1000 36 【详解】[1]定滑轮的实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变力的方向，让施力更方便。 [2]拉力做的总功 拉力做功的功率 [3]克服物体重力做的有用功 机械效率 64．如图所示，一斜面放在水平桌面边缘且与水平面的夹角为，斜面高度为2m。斜面顶端有一定滑轮，细绳绕过定滑轮连接在物体A和物体B上，物体B从斜面的顶端由静止释放，此时物体A从斜面的底端匀速运动到顶端用时10s。已知物体B的质量为2kg，斜面的机械效率为75%。（不计绳重及绳子与滑轮之间的摩擦）求： (1)物体B的重力大小； (2)物体B对细绳拉力所做功的功率； (3)物体A受到的摩擦力。 【详解】（1）物体B的重力 （2）物体B下降高度为4m，物体B对绳子的拉力所做功 功率 （3）绳子对A物体所做的总功 斜面的有用功 额外功 物体A所受的摩擦力 65．工人师傅常用斜面把重物搬运到更高的平台上，如图甲所示，重为400N、底面积为0.2的箱子放在水平地面上。现沿一块直木板将该箱子匀速拉上平台，如图乙所示。已知拉力大小为200N，箱子沿直木板移动了2.5m，升高了1m。求： (1)箱子静止在水平地面上时，对水平地面的压强； (2)该斜面的机械效率。 【详解】（1）箱子静止在水平地面上，对地面的压力等于自身重力，即 箱子对水平地面的压强 （2）箱子上升高度，克服箱子重力做的有用功为 拉力，箱子沿斜面移动距离，拉力做的总功为 该斜面的机械效率 1．如图所示的滑轮组中，甲、乙两个完全相同的滑轮悬挂在天花板上，滑轮丙与货物之间通过轻绳连接，工人站在水平地面上用该滑轮组提货物。工人第一次竖直向下用恒定不变的力拉绳子时，货物未离开水平地面，此时货物对地面的压力为，工人对地面的压力为；工人第二次竖直向下拉动绳子，使货物以的速度匀速上升。已知工人所受重力为，工人双脚与地面接触的总面积为，货物所受重力为。不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法错误的是（　　） A．第一次拉绳子时，甲、乙滑轮对天花板的拉力大小相等 B．第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为 C．第二次拉绳子的过程中，工人对地面的压强为 D．第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率约为95.2% 【答案】B 【详解】第一次拉绳子时，工人对绳子的拉力： 工人重力，工人对地面压力为，因此拉力 货物重力，货物对地面压力为，因此动滑轮对货物的拉力为 该滑轮组动滑轮上有段绳子，不计绳重摩擦，得 解得动滑轮重力，甲、乙和丙完全相同，因此 A．第一次拉绳子时，甲、乙都是定滑轮，绳子各段拉力均为，两个滑轮自重相同，都受到自身重力+两段向下的绳子拉力，总向下力均为 因此对天花板的拉力大小相等，故A正确； B．第二次匀速拉货物，拉力 绳子自由端速度 工人拉力的功率，故B错误； C．第二次拉绳子时，工人对地面压力 受力面积 压强 ，故C正确； D．滑轮组机械效率 ，故D正确。 本题选择错误描述的，故选B。 2．新考法·比较机械效率 小明用如图所示的装置测量杠杆的机械效率。已知制作杠杆的材料质量分布均匀，杠杆的重力为，图中，所用钩码相同，弹簧测力计均保持在竖直方向上拉杠杆，使钩码均竖直上升高度，杠杆的三次机械效率分别为、、。以下判断正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【分析】因为，弹簧测力计均保持在竖直方向上拉杠杆，使钩码均竖直上升高度，根据数学知识可知，从左到右三个图中杠杆的重心上升的高度；根据可知有用功相同，根据可知机械效率大小关系。 【详解】因，弹簧测力计均保持在竖直方向上拉杠杆，使钩码均竖直上升高度，根据数学知识可知，从左到右三个图中杠杆的重心上升的高度分别为，，； 根据可知有用功相同，根据，可知、所做的额外功相同，大于所做的额外功，根据 可知，故A正确，BCD错误。 故选A。 3．小明用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”时，将总重为的钩码挂在铁质杠杆上，不计转轴处的摩擦，弹簧测力计作用于点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使杠杆从水平位置开始逐渐上升，带动钩码上升的高度为，弹簧测力计的示数为，其移动的距离为（钩码重不变），则下列说法正确的是（    ） A．此时杠杆的机械效率为 B．实验过程中测力计拉力的力臂长短不变 C．若将弹簧测力计移动到点，测力计的示数将增大 D．若增加钩码的重力，重复实验，则杠杆的机械效率不变 【答案】C 【详解】A.根据题意可得，杠杆的机械效率：，故A错误； B．根据题图可知，杠杆在水平位置时，拉力与OP垂直，则此时的力臂最长，当竖直向上匀速拉动弹簧测力计时，拉力不再与OP垂直，则力臂会减小，故B错误； C．根据原图示可知，若钩码的重量不变，将弹簧测力计移动到点时，阻力和阻力臂都不变，动力臂减小，由杠杆平衡条件可知，动力将增大，故C正确； D．若增加钩码的重量，重复实验，因不计转轴处的摩擦，克服铁质杠杆重力做的功为额外功，则有用功增大，额外功不变，根据可知，杠杆的机械效率将变大，故D错误。 故选C。 4．如图甲所示，小明用的力，将一个木箱沿斜面匀速拉到平台上，木箱由底端运动到顶端用时10s，此过程中的总功、额外功如图乙所示。则该过程中（　　） A．木箱与斜面间的摩擦力为80N B．木箱在斜面上通过的距离为2.5m C．斜面的机械效率为80% D．拉力做功的功率为200W 【答案】B 【详解】AB．由题意可得，拉力做功为总功，由公式可得，物体沿斜面移动的距离为 拉动木箱的过程中额外功为克服摩擦力所做的功，即 木箱受到斜面的摩擦力，故A不符合题意，B符合题意； C．斜面的机械效率为，故C不符合题意； D．拉力F做的功为总功，即拉力F的功率为，故D不符合题意。 故选B。 5．如图所示，用同一个滑轮的两种方式分别拉物体匀速上升，两物体上升高度相同，不计绳重和摩擦力，下列选项中正确的是（　　） A．若拉力F2和F1做的功相同，则 B．若，则拉力F1做的功大于F2做的功 C．若拉力F2做的功大于F1做的功，则G乙一定大于G甲 D．若，则 【答案】A 【详解】A．若，则，因为上升高度相同，则，所以，故A正确； B．若，，，做的功不一定大于做的功，故B错误； C．若，则，只能推出，但无法确定，故C错误； D．若，则有用功相同。总功，，所以，，即，故D错误。 故选A。 6．重300N的货物静止在水平地面时，与水平地面的接触面积为，此时货物对水平地面的压强为______Pa。如图所示，工人用滑轮组将该货物匀速提升了4m，提升过程中，工人对绳子自由端的拉力始终为200N，不计绳与滑轮之间的摩擦，此次提升货物过程中，滑轮组的机械效率为______；仍用该滑轮组提升另一货物，滑轮组的效率提高了5%，则所提货物的重力为______N。 【答案】 400 【详解】[1]货物静止在水平地面时，对水平地面的压强为 [2]由图可知，滑轮组的有效绳子段数。滑轮组的机械效率为 [3]不计绳与滑轮之间的摩擦，动滑轮重力为 用该滑轮组提升另一货物时，滑轮组的机械效率为 滑轮组的机械效率 则有，解得所提货物的重力。 7．图所示为倾角 的固定斜面，用平行于斜面的拉力 F，将一重为20N的物体从斜面底端匀速拉上斜面，已知物体上升的高度h=2m，若该过程中斜面的机械效率为80%，则物体沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小为___________N。 【答案】2.5 【详解】有用功是克服物体重力所做的功， 根据机械效率的公式，可以求出总功 额外功是克服摩擦力所做的功，等于总功减去有用功 根据直角三角形的几何关系，斜面长度s、高度h和倾角θ满足， 额外功是克服摩擦力做的功，即 ， 8．图甲所示的是农民捣谷用的“舂”，图乙是其结构示意图。AOB为碓（duì）杆，O为支点，AO长1.5m，OB长0.3m，舂相当于简单机械中的________杠杆。A处连接着碓头，脚踏碓杆的B处可使碓头升高，抬起脚，碓头会落下去击打稻谷。若碓头的重力为30N，每踩一次碓头上升的高度为60cm，则每踩一次克服碓头重力做的功是________J。若1min将B处踩下30次，舂的机械效率为60％，则人做功的功率是________W。 【答案】 费力 18 15 【详解】[1][2][3]由图乙可知，动力臂，阻力臂，因为动力臂小于阻力臂，所以舂相当于简单机械中的费力杠杆；已知碓头的重力，碓头上升的高度，则每踩一次克服碓头重力做的功；将B处踩下30次，克服碓头重力做的有用功为，已知舂的机械效率为60％，则人做的总功，人做功的功率为。 9．在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验中，小海用同一动滑轮进行了三次实验，实验装置如图所示，在正确操作的情况下，测得的实验数据见下表： 实验序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/ cm 机械效率η/% 1 1.0 10 1.1 20 45.5 2 2.0 10 1.7 20 3 3.0 10 2.3 20 65.2 (1)实验中要竖直向上____拉动弹簧测力计。 (2)第②次实验中，提升钩码所做的有用功为____J。动滑轮的机械效率为____%（结果保留一位小数）。 (3)分析表中数据可知：对于同一动滑轮，增加____，动滑轮的机械效率变大。 (4)进一步分析表中数据可知：①随着物重的增大，额外功____（选填“变小”“不变”或“变大”），原因是____________。②所用动滑轮的重一定小于____N。 (5)在第3次实验中，若用手竖直向上提弹簧测力计使钩码处于静止状态时，读出拉力数值，会导致测得的机械效率____（选填“偏大”“不变”或“偏小”）。 【答案】(1)匀速 (2) 0.2 58.8 (3)被提升物体的重力 (4) 变大 克服摩擦做功更多 1.2 (5)偏大 【详解】（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时动滑轮处于动态平衡，拉力才等于测力计示数。 （2）[1][2]由图表所示，第②次实验中，提升钩码所做的有用功 动滑轮的机械效率为 （3）[1][2]根据三次的机械效率及物重的变化可得；在使用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时，若增加被提升物体的重力，动滑轮的机械效率将增大。 （4）[1][2][3]①根据表格中的数据分析可知滑轮组做的额外功为克服动滑轮重力和绳子间的摩擦力做的功；随着物重的增大，动滑轮的重力不变，物重越大，摩擦力越大，所以额外功变大。 ②假设不计摩擦，动滑轮的重 小海所用动滑轮的重一定小于1.2N。 （5）若弹簧测力计处于静止状态时才读数，则没有测量出机械之间的摩擦，该读数与运动时相比偏小；由可知， 求出的总功变小，而有用功不变，根据可知，测得机械效率偏大。 10．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她年迈的母亲缓缓上行，图乙是该通道斜面的示意图。为了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。 (1)使刻度尺的“0”刻度线与水平地面对齐，正确测量B点的高度，结果如图乙所示，为________cm。 (2)选用车轮与轮椅的车轮材质、花纹相同的小车为研究对象，进行了如下操作： ①正确使用弹簧测力计，测出小车的重力为2.0N，则小车的质量是________g。（g取） ②将弹簧测力计与斜面平行放置并重新调零，然后沿斜面方向匀速拉动小车，如图乙所示，弹簧测力计的示数为________N。 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，计算出将小车从A点拉到B点所做的功；计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功。以功为纵坐标，以小车的总重为横坐标，建立平面直角坐标系，作出和与小车的总重G的关系图像，分别如图丙中的图线a和b所示。 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56kg，所坐的轮椅的质量为20kg，则该中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，推力的大小为________N。（g取） 【答案】(1)9.00 (2) 200 0.3 0.3 60％ (3) 无关 114 【详解】（1）图乙中刻度尺的分度值为1mm，故B点的高度为9.00cm。 （2）[1]小车重2.0N，则其质量。 [2]图乙中弹簧测力计的分度值为0.02N，故其示数为0.3N。 [3][4]拉力所做的功，有用功，则机械效率。 （3）[1]由图像可知，当小车的总重G增大到5N时，将小车从A点拉到B点所做的功，竖直向上将小车从水平地面提升到B点时做的功，则机械效率。由此可知，用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重无关。 [2]人和轮椅的总重力，上升过程做的有用功，由于机械效率不变，仍为60％，所以总功，则推力。 11．如图所示的装置，圆柱体B的密度为，底面积为，高为10cm。B在水中匀速下沉时，通过滑轮组拉着物体A在水平面上向左匀速运动，此过程滑轮组的机械效率为。若将物体B换成与物体B外形完全相同的物体C后，用水平向右的力拉物体A，在4s内使物体C在水中匀速上升，此时物体C上表面恰好露出水面，此过程滑轮组的机械效率为，不计绳重、滑轮轴处摩擦及水的阻力，取，求： (1)水平面对物体A的摩擦力； (2)物体C刚开始匀速向上运动时，水对物体C底部的压强； (3)拉力的功率。 【分析】先计算出物体B受到的浮力，再根据机械效率公式求出绳子自由端拉力，从而得到水平面对物体A的摩擦力；根据公式求液体压强；求出动滑轮重力后，根据机械效率公式求出提升物体C时绳子自由端拉力，再受力分析，得到拉力F的大小，最后根据计算功率。 【详解】（1）圆柱体B的重力为 圆柱体B浸没时受到水的浮力为 则B在水中匀速下沉时，圆柱体B受到绳子的拉力为 由图可知，滑轮组有效绳子段数，此过程滑轮组的机械效率为，则有 解得绳子自由端拉力，物体A在水平面上向左匀速运动，根据二力平衡条件，水平面对物体A的摩擦力 （2）物体C在水中匀速上升，上表面恰好露出水面，则物体C刚开始匀速向上运动时，物体C底部深度为 则水对物体C底部的压强 （3）动滑轮重力为 物体C与物体B外形完全相同，则排开水的体积相同，受到的浮力相同。物体C在水中匀速上升时，滑轮组的机械效率为，不计绳重、滑轮轴处摩擦及水的阻力，则有 解得物体C重力。则绳子自由端拉力 物体A此时水平向右做匀速直线运动，受到的滑动摩擦力大小不变，则物体A受到水平向右的拉力 物体C上升的速度为 则物体A移动的速度为 则拉力的功率 12．为了进一步理解所学知识，某物理兴趣小组组装了如图所示的装置。一辆质量为3kg的玩具电动小车放置在粗糙水平桌面上，其与桌面间的滚动摩擦力为20N，一根不可伸长的细绳一端固定在小车尾部，另一端依次跨过定滑轮、动滑轮后固定在O点，两滑轮质量都为0.5kg。当小车向右运动，借助细绳、滑轮带动质量为2kg的物体以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升，不计细绳与两滑轮之间的摩擦，不考虑空气阻力，求： (1)滑轮组在5秒内对物体做的有用功。 (2)细绳的拉力F。 (3)滑轮组的机械效率。 (4)玩具电动小车牵引力的功率P。 【分析】根据滑轮组的工作原理，计算细绳的拉力、滑轮组对物体做的有用功、滑轮组的机械效率以及玩具电动小车牵引力的功率。 【详解】（1）由题意可知，物体5s内上升的高度 物体的重力 滑轮组在5s内做的有用功 （2）由题意可知，动滑轮的重力 由图可知，动滑轮由2段绳子承担，即，不计绳与滑轮间的摩擦，可得绳子的拉力 （3）由题图可知，绳子自由端移动的距离 总功 滑轮组的机械效率 （4）由题意可知，玩具电动小车的速度 小车做匀速直线运动，牵引力等于绳子拉力与滚动摩擦力之和，即 玩具电动小车牵引力的功率 13．如图甲是某中学科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图。DB是以O点为转轴的水平杠杆，杠杆可以绕O点在竖直平面内转动，OD的长度为2m。水平地面上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D端，配重E的质量mE为250kg。安装在杠杆DB上的行走装置由支架、动滑轮X、提升电动机、定滑轮K构成，行走装置的质量m为20kg。电动机Q可以通过定滑轮S和动滑轮X拉动行走装置沿BO水平滑动。固定在提升电动机下的定滑轮K和动滑轮M组成滑轮组Y，当行走装置处于杠杆DB上C点的位置时，提升电动机拉动绳子H端，通过滑轮组Y竖直提升水中的圆柱体A。圆柱体A完全在水中，以0.1m/s匀速上升的过程中，滑轮组Y的机械效率为η1，配重E对地面的压强为p1；物体A以原来的速度匀速竖直上升，全部露出水面后，最终停在空中某高度时，配重E对地面的压强为p2。滑轮组Y提升物体A的过程中，行走装置受到的水平拉力始终为零，杠杆DB在水平位置保持平衡。电动机H处绳子拉力的功率随时间变化的情况如图乙所示。已知圆柱体A的质量mA为60kg，底面积为30dm2，p1与p2之比为4∶1。物体A被打捞出水面后，停留在一定高度，电动机Q开始拉动行走装置。在行走装置以0.05m/s的速度水平匀速移动的过程中，电动机Q处拉力T的功率为5W，行走装置受到的水平拉力为F。细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计，g取10N/kg。求： (1)动滑轮M所受的重力； (2)机械效率η1； (3)OC的长度； (4)拉力F。 【详解】（1）对滑轮组，忽略摩擦，电动机H处绳子拉力的功率 因此，A完全在水中时 ① A完全出水后 ② 圆柱体A所受的重力为 则动滑轮M所受的重力 （2）由①式得 圆柱体A完全在水中时滑轮组机械效率 代入数据得 （3）行走装置的重力 当A在水中时，杠杆C端总向下压力 根据杠杆平衡条件 得D端拉力 配重E的重力 配重E对地面的压力 当A出水后，杠杆C端总向下压力 同理得D端拉力 配重E对地面的压力 压强，配重底面积不变，因此 代入得 解得 （4）行走装置由动滑轮X拉动，行走装置速度，拉力的速度 已知的功率，由得 行走装置受到的拉力 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题16 机械效率 【全国通用】 目录 第一部分 培优专练 【题型1 有用功和额外功】 1 【题型2 机械效率的定义】 4 【题型3 机械效率的大小比较】 6 【题型4 机械效率的简单计算】 7 【题型5 影响机械效率大小的因素】 11 【题型6 测量滑轮组的机械效率】 13 【题型7 测量斜面的机械效率】 18 【题型8 杠杆机械效率的计算】 20 【题型9 滑轮、滑轮组机械效率的计算】 22 5 第二部分 压轴突破 【题型1 】 1．用如图所示的滑轮，分别将两个不同重物在相同时间内沿竖直方向匀速提升相同高度，不计绳重和摩擦，两次提升重物的过程中（    ） A．额外功相同 B．有用功相同 C．机械效率相同 D．拉力的功率相同 2．《墨经》中记载的车梯是先秦墨家巧夺天工的智慧结晶，如图是车梯的示意图，筐内土的质量为80kg，人的拉力为500N，筐被匀速提升2m，g取10N/kg，下列说法正确的是（     ） A．图中A 滑轮的作用是改变力的方向 B．该过程中人做的有用功为1600J C．该过程中装置的机械效率为90% D．增大提升筐的高度，装置的机械效率会变大 3．用图甲所示的动滑轮，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乙所示。不计绳重和摩擦，则（    ） A．第二次做的有用功比第一次多 B．第二次做的额外功比第一次多 C．第一次做的总功比第二次多 D．先后两次提升重物的总功率相等 4．如图所示，这是《墨经》中记载的斜面引重车。绳子一端紧系在后轮上，另一端绕过斜面顶端的定滑轮与重物相连，若绳子拉着物体沿斜面运动2m，物体重力为3000N，斜面高为0.8m，后轮施加在绳子上的拉力大小为2000N，不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦，该车提升重物的机械效率为______。 5．建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G=900N，不计绳重和摩擦，当绳子自由端的拉力F=400N时，可将重物匀速提升2m。在此过程中，拉力F做功_______J，若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升_______N的重物。 6．A、B两物体质量相等，均为90kg，在平行于斜面的推力F作用下，若只将A物体从底部匀速推至顶部时，机械效率为60%；若只将B物体从底部匀速推至顶部时，机械效率为90%。（g取10N/kg） (1)将A物体从底部推至顶部做的有用功为_____J； (2)在斜面上运动时受到的摩擦力更小的是物体_____； (3)如图所示，将A、B一起从底部推到顶部，所需要的推力为_____N，机械效率为_____。 7．中国是世界基建强国，塔吊是基建的常用设备，图甲是塔吊的简化模型，图乙是塔吊中滑轮组的局部放大图。用该塔吊将重为的物体匀速提升10m，滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，求： (1)吊起物体所做的有用功； (2)电动机对钢绳的拉力大小。 8．如图，某同学用一个动滑轮用时10s将质量为25kg的重物匀速向上提起3m，动滑轮重50N，不计摩擦和绳重，g=10N/kg，求： (1)重物受到的重力G的大小； (2)绳子自由端受到的拉力F的大小； (3)有用功； (4)动滑轮的机械效率。（结果保留一位小数） 【题型2 】 9．小明在《天工开物画册》中看到了“桔槔”汲水装置，小明自制了一个“桔槔”模型，左侧下端为水桶，右侧下端为石块，如图所示。下列关于此模型说法正确的是（　　） A．该装置利用了杠杆模型 B．该装置可以省功 C．提水时，绑重石的一端受到的力是阻力 D．减轻水桶重量，该装置的机械效率会降低 10．仓储物流作为经济发展的“大动脉”，高效运转离不开各类搬运设备的助力。叉车常用于货物的搬运，如图所示是工人师傅用叉车运送货物的情景，下列说法正确的是（　　） A．举高货物的过程中，叉车对货物做了功 B．叉车举起的货物越重，所做的功越多 C．叉车举起货物越快，机械效率越高 D．叉车举起同一批货物用时越短，做功的功率越小 11．下列关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是（　　） A．机械做功的功率越大，做功一定越快 B．做功越多的机械，机械效率一定越高 C．功率越大的机械做功一定越多 D．站在匀速上升电梯中的人没有力对其做功 12．如图，滑轮组1min内将重为N的重物匀速吊起2m。动滑轮重1000N，滑轮组的机械效率为80%，绳端的拉力的功率为______W，若增加重物的重力，则额外功与有用功的比值将______。 13．如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA的长3米，OB的长4米，B点处挂一个重力为30牛的物体G，A点处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则物体G的力臂大小为______米，力F大小为______牛。使用任何机械都不能省______（选填“力”、“距离”或“功”）。 【题型3 】 14．甲、乙两人分别用如图所示的滑轮，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．甲做功的功率比乙大 B．甲装置可以省距离 C．乙装置的机械效率低 D．乙做的总功比甲多 15．如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力和绳重忽略不计。在物体匀速上升过程中，甲、乙两图的拉力及机械效率的关系分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 16．如图所示，现有四种可以帮助搬运重物的机械，其内部结构均未知。小红对它们分别进行测试，用水平拉力拉动机械前端绳子沿水平方向匀速移动，移动距离；机械与重物连接的绳子的水平拉力为，重物沿水平方向匀速移动距离为。各机械的详细数据如下图所示，其中机械效率最高的是（　　） A．机械① B．机械② C．机械③ D．机械④ 17．如图甲，用大小为2N的拉力F通过滑轮组将重为3N的物体匀速提升0.2m，绳子自由端下拉_________m，甲滑轮组的机械效率是_________%。甲乙两滑轮组的钩码相同，滑轮也相同，不计绳重与摩擦，甲滑轮组的机械效率_________（选填“大于”、“小于”或者“等于”）乙的效率。 18．如图所示，建筑工人采用甲、乙两种方式将重的物体匀速提高了，都用时，每个动滑轮重均为。不计绳重及摩擦，采用甲方式时，人的拉力是________，改用乙方式后，机械效率________（选填“变大”“不变”或“变小”）。随着科技的发展，滑轮组的机械效率________（选填“能”或“不能”）提高至100%。 【题型4 】 19．如图甲所示，将重为6N的物体放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平直线匀速拉动它，弹簧测力计的示数为1.8N，若改用一滑轮组在原来的水平桌面上沿水平直线匀速拉动该物体，使物体向左移动3cm。所用拉力F为1.2N，如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．图乙中滑轮组拉动物体做的有用功为0.036J B．图乙中拉力F做的总功为0.108J C．图乙中克服物体与水平桌面之间的摩擦力做的功是额外功 D．图乙中滑轮组的机械效率为 75% 20．用甲图中的滑轮组将物体提高2m，用时5秒。滑轮组的机械效率与物体的重力关系如图乙所示。不计绳重和摩擦，下列判断正确的是（　　） A．绳端移动的速度为1.2m/s B．动滑轮的重力为5N C．当物重为30N时，滑轮组机械效率为75% D．提升物体越重时，滑轮组的机械效率更低 21．小涵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6N的矿泉水瓶在5s内匀速提升了1m，绳端拉力大小为2N（不考虑绳子的自重和摩擦，g取10N/kg），下列说法正确的是（　　） A．乙衣架的质量为4kg B．甲衣架与天花板之间那段绳子的拉力为14N C．自由端的拉力做功的功率为0.4W D．情境中滑轮组的机械效率为60% 22．使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍，克服绳重和轮与轴间摩擦做功20J。（不计绳子与滑轮之间的摩擦）下列说法不正确的是（　　） A．该滑轮组中有两个定滑轮和一个动滑轮 B．绳子自由端拉力的速度0.2m/s C．动滑轮重力为80N D．该滑轮组的机械效率为66.7% 23．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） 24．如图所示是古代著名的水利灌溉机械—龙骨水车，可以利用人力驱动水车，将低处的水提到高处。若某次工作时木链旋转一周，刮水板将20kg的水提升到距离水面2m高的位置用时25s，人做功的平均功率为40W，该过程龙骨水车的机械效率为_______%（g取10N/kg）。 25．地铁建设中用到了许多大型机械，履带起重机就是其中之一。 (1)如图甲是某型号履带起重机，在图示状态下机械臂ABC可视为___________杠杆。 (2)货物沿直线匀速上升的过程中，其机械能___________。 (3)在C处安装有滑轮组（如图乙所示），已知动滑轮重60N，货物重540N，货物匀速上升的速度是0.3m/s，拉力F的功率是270W。则拉力F为___________N，滑轮组的机械效率为___________。 26．深圳某建筑集团采用了先进的模块化集成建筑技术。在建筑现场，一台总功率为的起重机在内将一个底面积为，重的混凝土模块提升了。求： (1)混凝土模块摆放在水平地面上时，对地面的压强； (2)起重机克服混凝土模块重力所做的功； (3)起重机提升混凝土模块的效率。 27．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？ 28．电动汽车正在走进千家万户。如图是一款智能电动车。电动车静止在水平地面上，对地面的压强为，车胎与地面接触总面积为。最高时速可达，此时车的功率为。求： (1)电动车的质量； (2)若电动车以最高时速在平直公路上进行测试，匀速行驶时所受的阻力； (3)在（2）的条件下，车的电动机效率为90%，匀速行驶4.6km，消耗的电能为多少？ 【题型5 】 29．如图，装修工人正在利用动滑轮和塑料桶匀速向上搬运水泥。若要提高动滑轮机械效率，以下做法合理的是（　　） A．换用更粗的绳子 B．减少桶中水泥的质量 C．提高拉动绳子的速度 D．换用质量更小的滑轮 30．小明设计了如图所示的滑轮组帮助工人搬运建筑材料。一名工人12s内用400N的拉力通过滑轮组将水平地面上重为1150N的建筑材料匀速提升3m（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为12m B．滑轮组的机械效率为83.3% C．拉力的功率为300W D．若增加物体的重力机械效率保持不变 31．如图，工业北高架东延工程工地上，一台起重机正在吊装材料，其吊臂前端的滑轮组如图乙所示。为提高起吊设备中滑轮组的机械效率，下列措施可行的是（    ） A．增大提升重物的速度 B．增大提升重物的高度 C．减小被提升重物质量 D．减小动滑轮自身质量 32．搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢，常使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速拉上顶端，已知斜面长5m，高2m，物体重1000N，沿斜面向上的拉力为500N，则斜面对物体的支持力对物体______（选填“做功”或“不做功”），斜面的机械效率为______，要提高该斜面的机械效率，请说出一种方法：______。 33．如图所示，用重为15N的动滑轮将80N的重物匀速提升2m，拉力F为50N，用时5s，则此过程中有用功为______J，额外功为______J，机械效率为______%，拉力F的功率为______W，若用该动滑轮匀速提升重100N的物体，机械效率将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 34．如图所示是家用手摇升降晾衣架的结构示意图，其中属于定滑轮的是________（选填“A”或“B”），该滑轮的作用是改变施力的________（选填“大小”或“方向”）。增加晾衣架上的衣物质量，该装置提升衣物的机械效率将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 35．如图是第一小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置，测得的实验数据如下表： 实验次数 物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 1 1 0.1 0.6 0.3 55.6% 2 2 0.1 1.0 0.3 66.7% 3 4 0.1 1.8 0.3 74.1% (1)分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重________，滑轮组的机械效率越高。 (2)若在第三次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，则拉力F的功率为________W。 (3)第二小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验，每次测得的机械效率均大于第一小组的测量值，则第二小组测量值偏大的原因可能是________（填字母）。 A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方 B．弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升 C．所使用的动滑轮的重力小于第一小组 (4)机械效率是机械性能好坏的重要标志，结合生产生活实际，分析实验数据可知，下列提高机械效率的措施不可行的是________（填字母）。 A．增加所提物重 B．减轻机械自重 C．机械加润滑油 D．增加重物上升高度 【题型6 】 36．为测量动滑轮的机械效率，某同学用如图所示的动滑轮匀速提升重物，实验时测量出的有关数据如下表所示。下列分析正确的是（　　） 物重 2 重物上升高度 0.1 绳自由端拉力 1.2 重物上升时间 2 A．应在弹簧测力计保持静止时读数 B．本实验动滑轮的机械效率为60% C．本实验中弹簧测力计拉力功率为0.12 W D．若只更换质量更大的物体，该动滑轮的机械效率不变 37．某小组利用如图所示的实验装置甲乙丙进行了三次实验，“测量滑轮组机械效率”，并得到数据如表所示。 实验组数 钩码重力 钩码上升的高度 绳端的拉力 绳端移动的距离 机械效率 甲 4 0.1 2.7 0.2 乙 4 0.1 1.8 0.3 丙 8 0.1 3.1 0.3 (1)实验中用弹簧测力计拉着绳端运动，弹簧测力计应沿竖直方向________拉动； (2)有小组成员发现实验过程中边拉动弹簧测力计边读数，示数不稳定，不便于读数，他认为应该静止时读数，他的想法不正确的原因是：没有考虑到________对滑轮组机械效率的影响； (3)第丙组实验数据中，机械效率应该为________； (4)通过比较乙、丙两组实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升重物时，所提重物越重，滑轮组的机械效率越________。 38．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示）， 实验数据记录如表： 次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm ① 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率/% 1 2 10 0.8 30 83.3 2 4 10 1.5 30 ② 3 6 10 2.2 30 90.9 (1)表格中①处应填写的内容为________，②处数据应为________（结果保留一位小数）； (2)分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与________有关； (3)同组的小华发现边拉动弹簧测力计边读数时，弹簧测力计示数不稳定，她认为应在弹簧测力计静止时读数，小明认为她的想法________（选填“合理”或“不合理”），理由是________； (4)另一实验小组的同学改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图像。分析图像中的A点可知，此时被提升物体所受的重力________。 A．大于8N B．等于8N C．小于8N 39．小明用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表：（若忽略绳重和摩擦） 次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率/% 1 2 10 0.8 30 83.3 2 4 10 1.5 30 ____ 3 6 10 2.2 30 90.0 (1)表格中空格处数据应为__________ （结果保留一位小数）； (2)分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与_______ 有关； (3)根据实验结论推测，使用该滑轮组将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能是______； A．71.6% B．82.4% C．92.1% D．100% (4)小明进一步研究，测出动滑轮的重力为0.1N，再计算出每一次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值（）发现钩码的重力越大，_______ （越大/越小/不变）； (5)另一实验小组改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象.分析可知：分析图像中的A点可知，此时被提升物体所受的重力为_______ N。 40．(1)小明在家里用粗细均匀的木棒、细线、几个相同的橡皮擦和钢卷尺等物品，探究“杠杆的平衡条件”。 ①小明将细线系在木棒上，木棒静止后如图甲所示，此时木棒处于___________（填“平衡”或“非平衡”）状态。接下来他应该将木棒上的细线向___________（填“左”或“右”）移动适当距离，让木棒在水平位置平衡，这样做除了可以消除木棒所受重力对实验的影响外，还具有便于测量___________的优点。 ②调节木棒在水平位置平衡后，小明把数量不等的橡皮擦分别挂在木棒两侧并调节其位置，使木棒在水平位置再次平衡，然后用钢卷尺测出橡皮擦悬挂点距支点的距离，如图乙所示，实验数据记录在下表中。在第3次实验中___________时木棒才能在水平位置平衡；若在第2次实验中，将两侧的橡皮擦均向远离支点的方向移动1cm，则木棒将___________（填“左侧下沉”“右侧下沉”或“仍然水平平衡”）。 实验次数 左侧橡皮擦个数个 左侧橡皮擦悬挂点距支点的距离cm 右侧橡皮擦个数个 右侧橡皮擦悬挂点距支点的距离cm 1 3 3.0 1 9.0 2 3 5.0 2 7.5 3 4 3.5 7.0 ③小明利用橡皮擦和木棒等器材制作了一把“杆秤”，如图丙所示，他想增大“杆秤”测量的范围，应将木棒上的细线向___________（填“左”或“右”）移动一定的距离。 (2)小明和小强在做“测量滑轮组机械效率”的实验中，他们组装好如图所示的实验装置，并分别记下了钩码和绳端的位置。（每个钩码重均为0.5N） ①实验时，小明竖直向上___________拉动弹簧测力计，使钩码升高，弹簧测力计的读数为0.5N；同时小强用刻度尺测出钩码被提升的高度为10cm，以上测量结果准确无误。相关实验数据及计算结果记录如表： 钩码重/N 绳子自由端移动的距离/m 有用功/J 总功/J 机械效率 1 0.2 0.1 0.1 100% ②小明和小强通过计算得出该滑轮组机械效率为100%，他们意识到出现了错误，请你帮他俩找出错误的原因：___________。 ③此次实验中该滑轮组的机械效率实际为___________。（结果保留到0.1%） ④在实验中，若将钩码的重增加到3N，则该滑轮组的机械效率将_________（填“变大”“变小”或“不变”）。 41．提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。小明根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想： 猜想I：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关； 猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关； 猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关。 他根据猜想，运用如图（a）（b）（c）所示的装置进行了实验探究。他将测得的实验数据填入下表： 实验序号 钩码的重力G/N 钩码上升 高度h/m 绳端拉 力F/N 绳端移动 的距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 0.90 0.3 74.1% 2 4 0.1 1.50 0.3 88.9% 3 4 0.1 1.25 0.4 4 4 0.2 1.50 0.6 88.9% (1)实验时应沿竖直方向____缓慢向上拉动弹簧测力计。 (2)分析表中数据可知：第3次实验是利用了图______装置完成的，它的机械效率η=____。 (3)通过比较________（填实验序号）两次实验数据得出结论∶同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。 (4)通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率_______ 。 【题型7 】 42．物理兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究斜面的机械效率，同学们对实验过程和装置发表了下列不同的看法，其中正确的是（　　） A．斜面是一种可以省功的机械 B．匀速拉动木块的过程中，木块的机械能是不变的 C．匀速拉动木块时，木块所受拉力与摩擦力是一对平衡力 D．本实验中，用质量相同的小车替代木块，可提高斜面的机械效率 43．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______。 44．学习了简单机械后，小明了解到斜面也是一种机械，于是他想探究这种机械的特点。 斜面倾斜程度 较缓 较陡 最陡 木块重力 5 5 5 斜面高度 0.2 0.3 0.4 斜面长 1 1 1 沿斜面拉力 2 2.6 3.2 （1）小明用弹簧测力计测木块的重力，如图甲所示； （2）他将木块放在如图乙所示的斜面上，并用弹簧测力计沿斜面__________向上拉木块，收集到上表中的实验数据。 ①比较表中木块重力和拉力的大小，得出：使用斜面时__________（选填“能”或“不能”）省力；斜面长度相同时，斜面高度越小越__________（选填“省力”或“费力”）。 ②实验时，可以通过移动木块A来改变斜面的倾斜程度，要减小斜面的倾斜程度，木块A要向__________（选填“左”或“右”）移。 45．如图所示，某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块A，收集了表中的实验数据： 次数 斜面的倾斜程度 物块重力G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% (1)分析表中的数据可得出：斜面越缓越________力（选填“省”或“费”），斜面的机械效率越________； (2)该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.0N，与第二次实验相比，斜面的机械效率将__________（选填“变大”或“变小”）； (3)实验中，若物重、斜面长度不变，且斜面光滑，以下能正确表示拉力F与斜面高度h的关系的是________。 A． B． C． D． 【题型8 】 46．如图所示，用手沿竖直方向匀速拉动一均匀杠杆提升一个重为G的物体缓缓上升，不计支点处摩擦。若使物体悬挂位置从O向A移动，则杠杆的机械效率与支点O到悬挂点B的距离L的关系可能符合下列图中的（    ） A． B． C． D． 47．如图所示，重力的物体挂在粗细均匀的杠杆的中点处。在力作用下使物体匀速上升，已知点沿竖直方向上升，此杠杆的机械效率___________。 48．如图甲是利用桔槔在井中汲水的情景，图乙是桔槔的杠杆模型。O为支点。A端系水桶（含水和桶），B端固定配重石。已知，，配重的重力为，水桶的重力为，人对水桶施加的竖直向上拉力，当提升水桶上升，配重下降了的过程中，杠杆的机械效率为__________；若人不施加拉力，则要使杠杆在水平位置静止，配重到支点的力臂为__________m。 49．因为杠杆在使用时的摩擦非常小，所以杠杆是一种机械效率非常高的简单机械。如图所示，大石块重720N。 (1)若手对杠杆向下的力为200N，则杠杆的动力臂与阻力臂的比值为多少? (2)若用一根机械效率为90%的杠杆将该石块提升5cm，则有用功为多少?需要做多少总功? 50．如图所示，OA是一个质量分布均匀的杠杆，，O是支点，B是OA的中点，在B点悬挂一个重为的重物。将杠杆从如图甲位置匀速提升到乙位置，重物上升的高度为，拉力。试求： (1)力F做的有用功是多大？ (2)将重物匀速提升时，杠杆的机械效率是多大？ (3)若不计绳重和摩擦，杠杆自身的重力G杆是多少N？ 【题型9 】 51．物流配送站内，工人利用如图所示的滑轮组，用300N的拉力将重为540 N的货物在10s内沿竖直方向匀速提升2m，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　） A．上端的滑轮能省力 B．动滑轮的重力为 C．工人拉力做功的功率为60 W D．该过程中滑轮组的机械效率为90% 52．如图所示，重300N的物体在30N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了5s，此过程滑轮组的机械效率为80%，则下列说法正确的是（　　） A．有用功为60J B．拉力F的功率为12W C．绳子自由端移动的距离为1m D．物体所受的滑动摩擦力为60N 53．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 54．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，滑轮组绳子自由端受到的拉力为。当绳子自由端的拉力为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；当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动；撤去水平向左的恒力，改变绳子自由端拉力的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，滑轮组的机械效率为_______。 55．建筑工地常使用塔式起重机（塔吊）吊运建筑材料。塔吊的起重臂可视为杠杆，下图是塔吊中用到的滑轮组。 (1)若起重臂所受阻力大小为6000N，动力臂是阻力臂的一半，则动力大小为________N； (2)图中，使用B滑轮的优点是________；若塔吊将重力大小为5000N的水泥板匀速提升10m，用时25s，此时右侧绳子拉力为4000N，提升过程中，对水泥板做功的功率为_____W，滑轮组的机械效率为______。 56．如图甲是人们利用杠杆抬起木材的情景．以地面为参照物，木材是_______的；已知木材所受的重力为700 N，AO：OB=1：4，为使木材被抬起，工人在B点施加的拉力F至少为_______N；若改用图乙所示装置匀速提起木材，绳子自由端所用拉力为500 N，那么该装置的机械效率为_______；当加速拉动绳子时，拉力的功率将_______。 57．工人用如图所示的起吊装置提升建筑材料，在1min内将质量为540kg的材料匀速提升10m。若电动机输出功率恒为1200W，不计绳重和摩擦，g取10N/kg，求此过程中： (1)提升材料所做的有用功； (2)电动机对绳子的拉力； (3)该滑轮组的机械效率。 58．2025年洋浦港集装箱吞吐量突破330万标准箱，国际航运枢纽功能持续增强。如图1为港口起重机吊装集装箱的场景，图2为起重机滑轮组结构示意图（不计绳重及摩擦）。已知动滑轮自重。起重机将质量为的集装箱从A点匀速提升6m至B点，用时10s；再水平匀速移动6m至C点，用时12s。（） (1)图2中滑轮甲的作用是_____________； (2)求将集装箱从A点吊起到B点的过程中的速度； (3)求从A点到C点过程，克服集装箱重力做的功； (4)从A点到B点过程中，求起重机滑轮组的机械效率；为提高起重机吊装集装箱时的机械效率，请提出至少一条合理的改进措施。 59．如图所示，工人体重600N，用由A、B两个滑轮组成的滑轮组向上提升800N的重物C，提升的过程中，用大小为500N且竖直向下的力拉动绳子，使重物C以0.4m/s的速度匀速上升，若不计绳重及轮与轴的摩擦。求： (1)本次提升重物时人对地面的压力； (2)本次提升重物时拉力的功率； (3)本次提升重物时滑轮组的机械效率； (4)工人使用该滑轮组能够提起的最大物重。 【题型10 】 60．如图所示，甲、乙两斜面的斜面长和高均相等。用沿斜面上的力将同一重物分别沿两斜面从底端匀速推至顶端，不计空气阻力，两斜面的机械效率分别为、，则重物在甲、乙斜面上受到的摩擦力之比为（　　） A．3∶4 B．4∶3 C．4∶5 D．5∶4 61．有一斜面长、高，用弹簧测力计把一物块沿斜面从底部匀速拉到顶部，弹簧测力计的示数如图所示。若该斜面的机械效率为80%，则以下说法不正确的是（　　） A．物体的重力为7.2N B．物体受到斜面的摩擦力为0.72N C．使用斜面可以省力 D．使用斜面可以省功 62．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） 63．如图为道路救援车对故障车辆拖移时的模型，其中定滑轮的作用是_____________，已知斜面高3 m，长5 m，钢绳对车辆施加沿斜面的拉力为2×104 N，在100 s内将重为1.2×104 N的小车A沿斜面底端匀速拉至斜面顶端。则此过程中，拉力做功的功率为_________W，此装置的机械效率为_______%。 64．如图所示，一斜面放在水平桌面边缘且与水平面的夹角为，斜面高度为2m。斜面顶端有一定滑轮，细绳绕过定滑轮连接在物体A和物体B上，物体B从斜面的顶端由静止释放，此时物体A从斜面的底端匀速运动到顶端用时10s。已知物体B的质量为2kg，斜面的机械效率为75%。（不计绳重及绳子与滑轮之间的摩擦）求： (1)物体B的重力大小； (2)物体B对细绳拉力所做功的功率； (3)物体A受到的摩擦力。 65．工人师傅常用斜面把重物搬运到更高的平台上，如图甲所示，重为400N、底面积为0.2的箱子放在水平地面上。现沿一块直木板将该箱子匀速拉上平台，如图乙所示。已知拉力大小为200N，箱子沿直木板移动了2.5m，升高了1m。求： (1)箱子静止在水平地面上时，对水平地面的压强； (2)该斜面的机械效率。 1．如图所示的滑轮组中，甲、乙两个完全相同的滑轮悬挂在天花板上，滑轮丙与货物之间通过轻绳连接，工人站在水平地面上用该滑轮组提货物。工人第一次竖直向下用恒定不变的力拉绳子时，货物未离开水平地面，此时货物对地面的压力为，工人对地面的压力为；工人第二次竖直向下拉动绳子，使货物以的速度匀速上升。已知工人所受重力为，工人双脚与地面接触的总面积为，货物所受重力为。不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法错误的是（　　） A．第一次拉绳子时，甲、乙滑轮对天花板的拉力大小相等 B．第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为 C．第二次拉绳子的过程中，工人对地面的压强为 D．第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率约为95.2% 2．新考法·比较机械效率 小明用如图所示的装置测量杠杆的机械效率。已知制作杠杆的材料质量分布均匀，杠杆的重力为，图中，所用钩码相同，弹簧测力计均保持在竖直方向上拉杠杆，使钩码均竖直上升高度，杠杆的三次机械效率分别为、、。以下判断正确的是（    ） A． B． C． D． 3．小明用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”时，将总重为的钩码挂在铁质杠杆上，不计转轴处的摩擦，弹簧测力计作用于点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使杠杆从水平位置开始逐渐上升，带动钩码上升的高度为，弹簧测力计的示数为，其移动的距离为（钩码重不变），则下列说法正确的是（    ） A．此时杠杆的机械效率为 B．实验过程中测力计拉力的力臂长短不变 C．若将弹簧测力计移动到点，测力计的示数将增大 D．若增加钩码的重力，重复实验，则杠杆的机械效率不变 4．如图甲所示，小明用的力，将一个木箱沿斜面匀速拉到平台上，木箱由底端运动到顶端用时10s，此过程中的总功、额外功如图乙所示。则该过程中（　　） A．木箱与斜面间的摩擦力为80N B．木箱在斜面上通过的距离为2.5m C．斜面的机械效率为80% D．拉力做功的功率为200W 5．如图所示，用同一个滑轮的两种方式分别拉物体匀速上升，两物体上升高度相同，不计绳重和摩擦力，下列选项中正确的是（　　） A．若拉力F2和F1做的功相同，则 B．若，则拉力F1做的功大于F2做的功 C．若拉力F2做的功大于F1做的功，则G乙一定大于G甲 D．若，则 6．重300N的货物静止在水平地面时，与水平地面的接触面积为，此时货物对水平地面的压强为______Pa。如图所示，工人用滑轮组将该货物匀速提升了4m，提升过程中，工人对绳子自由端的拉力始终为200N，不计绳与滑轮之间的摩擦，此次提升货物过程中，滑轮组的机械效率为______；仍用该滑轮组提升另一货物，滑轮组的效率提高了5%，则所提货物的重力为______N。 7．图所示为倾角 的固定斜面，用平行于斜面的拉力 F，将一重为20N的物体从斜面底端匀速拉上斜面，已知物体上升的高度h=2m，若该过程中斜面的机械效率为80%，则物体沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小为___________N。 8．图甲所示的是农民捣谷用的“舂”，图乙是其结构示意图。AOB为碓（duì）杆，O为支点，AO长1.5m，OB长0.3m，舂相当于简单机械中的________杠杆。A处连接着碓头，脚踏碓杆的B处可使碓头升高，抬起脚，碓头会落下去击打稻谷。若碓头的重力为30N，每踩一次碓头上升的高度为60cm，则每踩一次克服碓头重力做的功是________J。若1min将B处踩下30次，舂的机械效率为60％，则人做功的功率是________W。 9．在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验中，小海用同一动滑轮进行了三次实验，实验装置如图所示，在正确操作的情况下，测得的实验数据见下表： 实验序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/ cm 机械效率η/% 1 1.0 10 1.1 20 45.5 2 2.0 10 1.7 20 3 3.0 10 2.3 20 65.2 (1)实验中要竖直向上____拉动弹簧测力计。 (2)第②次实验中，提升钩码所做的有用功为____J。动滑轮的机械效率为____%（结果保留一位小数）。 (3)分析表中数据可知：对于同一动滑轮，增加____，动滑轮的机械效率变大。 (4)进一步分析表中数据可知：①随着物重的增大，额外功____（选填“变小”“不变”或“变大”），原因是____________。②所用动滑轮的重一定小于____N。 (5)在第3次实验中，若用手竖直向上提弹簧测力计使钩码处于静止状态时，读出拉力数值，会导致测得的机械效率____（选填“偏大”“不变”或“偏小”）。 10．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她年迈的母亲缓缓上行，图乙是该通道斜面的示意图。为了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。 (1)使刻度尺的“0”刻度线与水平地面对齐，正确测量B点的高度，结果如图乙所示，为________cm。 (2)选用车轮与轮椅的车轮材质、花纹相同的小车为研究对象，进行了如下操作： ①正确使用弹簧测力计，测出小车的重力为2.0N，则小车的质量是________g。（g取） ②将弹簧测力计与斜面平行放置并重新调零，然后沿斜面方向匀速拉动小车，如图乙所示，弹簧测力计的示数为________N。 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，计算出将小车从A点拉到B点所做的功；计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功。以功为纵坐标，以小车的总重为横坐标，建立平面直角坐标系，作出和与小车的总重G的关系图像，分别如图丙中的图线a和b所示。 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56kg，所坐的轮椅的质量为20kg，则该中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，推力的大小为________N。（g取） 11．如图所示的装置，圆柱体B的密度为，底面积为，高为10cm。B在水中匀速下沉时，通过滑轮组拉着物体A在水平面上向左匀速运动，此过程滑轮组的机械效率为。若将物体B换成与物体B外形完全相同的物体C后，用水平向右的力拉物体A，在4s内使物体C在水中匀速上升，此时物体C上表面恰好露出水面，此过程滑轮组的机械效率为，不计绳重、滑轮轴处摩擦及水的阻力，取，求： (1)水平面对物体A的摩擦力； (2)物体C刚开始匀速向上运动时，水对物体C底部的压强； (3)拉力的功率。 12．为了进一步理解所学知识，某物理兴趣小组组装了如图所示的装置。一辆质量为3kg的玩具电动小车放置在粗糙水平桌面上，其与桌面间的滚动摩擦力为20N，一根不可伸长的细绳一端固定在小车尾部，另一端依次跨过定滑轮、动滑轮后固定在O点，两滑轮质量都为0.5kg。当小车向右运动，借助细绳、滑轮带动质量为2kg的物体以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升，不计细绳与两滑轮之间的摩擦，不考虑空气阻力，求： (1)滑轮组在5秒内对物体做的有用功。 (2)细绳的拉力F。 (3)滑轮组的机械效率。 (4)玩具电动小车牵引力的功率P。 13．如图甲是某中学科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图。DB是以O点为转轴的水平杠杆，杠杆可以绕O点在竖直平面内转动，OD的长度为2m。水平地面上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D端，配重E的质量mE为250kg。安装在杠杆DB上的行走装置由支架、动滑轮X、提升电动机、定滑轮K构成，行走装置的质量m为20kg。电动机Q可以通过定滑轮S和动滑轮X拉动行走装置沿BO水平滑动。固定在提升电动机下的定滑轮K和动滑轮M组成滑轮组Y，当行走装置处于杠杆DB上C点的位置时，提升电动机拉动绳子H端，通过滑轮组Y竖直提升水中的圆柱体A。圆柱体A完全在水中，以0.1m/s匀速上升的过程中，滑轮组Y的机械效率为η1，配重E对地面的压强为p1；物体A以原来的速度匀速竖直上升，全部露出水面后，最终停在空中某高度时，配重E对地面的压强为p2。滑轮组Y提升物体A的过程中，行走装置受到的水平拉力始终为零，杠杆DB在水平位置保持平衡。电动机H处绳子拉力的功率随时间变化的情况如图乙所示。已知圆柱体A的质量mA为60kg，底面积为30dm2，p1与p2之比为4∶1。物体A被打捞出水面后，停留在一定高度，电动机Q开始拉动行走装置。在行走装置以0.05m/s的速度水平匀速移动的过程中，电动机Q处拉力T的功率为5W，行走装置受到的水平拉力为F。细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计，g取10N/kg。求： (1)动滑轮M所受的重力； (2)机械效率η1； (3)OC的长度； (4)拉力F。 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $