五、机械效率（培优考点练）物理新教材苏科版九年级上册

**基本信息** 聚焦机械效率核心考点，通过“基础巩固—综合应用—中考衔接—创新拓展”四层设计，实现从概念理解到问题解决的能力进阶，培养物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |题型培优练|机械效率概念、滑轮/杠杆/斜面效率计算与测量|基础题占比60%，如概念辨析题（第1题）、单一机械计算（第6题杠杆效率），强化物理观念| |拓展综合练|多机械综合应用、功率与效率结合|中档题占比70%，如起重机滑轮组（第2题）、斜面功率计算（第3题），培养科学推理| |中考真题练|中考高频考点（动滑轮/斜面效率）|真题复刻，如2025无锡中考题（第1题），适配阶段测评| |新题追踪练|新情境应用（龙骨水车、晾衣架）|情境化新题，如升降晾衣架效率分析（第3题），体现科学态度与责任|

五、机械效率 ————————————⏩目录⏪———————————— ✍题型培优练································································································01 题型01 机械效率的概念 题型02 滑轮机械效率大小的比较 题型03 杠杆机械效率的计算 题型04 滑轮组机械效率的计算 题型05 斜面机械效率的计算 题型06 机械效率的测量 题型07 机械效率的综合计算 ✍拓展综合练································································································6 ✍中考真题练································································································8 ✍新题追踪练································································································11 ✍题型培优练 ✏题型01 机械效率的概念 1．下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（　　） A．功率大的机械，做功一定多 B．功率大的机械，有用功与总功的比值一定大 C．机械效率高的机械，功率一定大 D．机械效率高的机械，额外功与总功的比值一定小 2．如图所示，小明用甲、乙两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上，下列说法正确的是（　　） A．甲种方法有用功多 B．乙种方法更加省力 C．两种方法总功相等 D．甲种方法机械效率低 ✏题型02 滑轮机械效率大小的比较 3．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．， 4．如图所示，用相同的滑轮组成甲、乙两个不同的滑轮组，分别将同一物体匀速提升相同高度，拉力分别为F甲、F乙，不计绳重及摩擦，则以下说法正确的是（   ） A．拉力F甲大于F乙 B．F甲的功率一定等于F乙的功率 C．甲、乙做的有用功一样多 D．甲的机械效率大于乙的机械效率 5．如图所示，滑轮组甲和乙的每个滑轮的质量相同，绳自由端拉力分别为F甲和F乙，相同时间内分别使物体匀速上升相同高度，物重分别为G甲和G乙，F甲和F乙所做功的功率分别为P甲和P乙，机械效率分别为η甲和η乙，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　） A．若G甲=G乙，则η甲<η乙，P甲=P乙 B．若G甲=G乙，则η甲=η乙，P甲>P乙 C．若F甲=F乙，则η甲<η乙，P甲<P乙 D．若F甲=F乙，则η甲>η乙，P甲>P乙 ✏题型03 杠杆机械效率的计算 6．如图所示，有一根质量均匀的杠杆OA，B是OA 的中点。在C处挂重为80N的物体，用25N的竖直向上拉力 F将物体匀速缓慢提升20cm，若拉力F移动的距离为80cm，杠杆的机械效率为______，杠杆的重为________N。（不计摩擦） 7．小明用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的物体缓缓上升（支点和杠杆的摩擦不计）。问： (1)重为5N的物体挂在A点时，人的拉力F为2.5N，物体上升0.15m时，动力作用点C上升0.5m，此时机械效率η1为_________； (2)小明为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，仅将物体移到B点，再次缓慢提升杠杆，使物体上升相同的高度，实验测得此时的机械效率为η2_________η1（选填“>”“<”或“=”），并简述理由：____________。 ✏题型04 滑轮组机械效率的计算 8．如图所示，小明用大小为6N的力沿竖直方向匀速拉动该装置，使物体上升10cm。已知物体质量为1.5kg，g取10N/kg，不计绳重和摩擦。则（     ） A．该同学所做的有用功等于15J B．动滑轮自身重力为2N C．绳子自由端移动的距离为20cm D．动滑轮的机械效率约为83.3% 9．小明同学在劳动实践基地用如图所示滑轮组将重力为400N的物体匀速提升12m，用时1min。图中所示动滑轮重力为100N，小明重力为600N，（空气阻力、摩擦力及绳重不计）该过程中下列说法正确的是（     ） A．小明对绳子的拉力为500N B．小明做功的功率为50W C．小明对地面压力为600N D．该滑轮组机械效率为80% 10．如图所示，一位同学用滑轮组拉着重45N，底面积为的物体A，使它5s内在水平地面上匀速前进1m，水平拉力，若物体与地面间的摩擦力是物重的0.2倍，求： (1)物体静止在水平地面上时对地面的压强； (2)该同学做的功及功率； (3)该滑轮组的机械效率。 11．北京冬奥会开幕式既展现当代中国形象又富有冬奥特色，给世界留下美好的奥运记忆。在北京冬奥会场馆建设过程中，某建筑工人使用了如图所示的装置运送建筑材料，这位建筑工人的重力为600N，当篮内的建筑材料质量为16kg时，人对绳子的拉力为110N。吊篮在拉力的作用下10s内匀速上升了3m，不计吊篮重、绳重和摩擦。求： (1)人的拉力做功的功率。 (2)动滑轮的重力。 (3)用此滑轮组运送建筑材料时，滑轮组的机械效率的最大值是多少？ ✏题型05 斜面机械效率的计算 12．如图所示的斜面高为，倾角，工人用400N平行于斜面的拉力，将的重物从斜面底端匀速拉到斜面顶端，则对物体所做有用功为______J，拉力做的功为______J，斜面的效率______%，物体所受滑动摩擦力为______N。 13．如图所示，工人在往车上搬运货物时，用长木板搭了一个3m长的斜面，在10s内用500N的推力把120kg的货物沿斜面匀速推到1m高的车厢里，g取10N/kg，求： (1)工人对货物做的有用功； (2)推力的功率； (3)斜面的机械效率。 ✏题型06 机械效率的测量 14．如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用图中甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如表。（钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大） 实验次数 钩码重力G/N 提升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率 1 4 0.1 1.8 0.3 74.1% 2 8 0.1 3.2 0.3 83.3% 3 8 0.1 2.0 (1)在实验中，应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计。如果在绳子静止时读数，会导致拉力测量值偏___________（选填“大”或“小”）。 (2)小华利用图丙装置进行了序号3的实验测量，由于粗心漏记了绳端移动距离，这个数据应该是___________，由此可以计算出本次机械效率是___________。 (3)小华通过乙丙两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低；小强认为以上存在不当之处，理由是____________________________________________。 15．如图，学习小组做探究“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木块，收集了表中的实验数据。 实验序号 斜面倾斜程度 物体重G/N 斜面高h/m 斜面长s/m 拉力F/N 机械效率η/% 1 较缓 5 0.2 1 2.0 ______ 2 较陡 5 0.5 1 3.5 71.4 3 最陡 5 0.7 1 4.3 81.4 (1)表中空格处的数据应为______。 (2)比较表中数据可知：斜面越陡，斜面的机械效率越______（选填“高”或“低”）。 (3)在第2次实验中，木块受到的摩擦力为______N。 (4)在第3次实验后，若仅将木块换成等质量的小车重复上述实验，机械效率将______（选填“变大”“不变”或“变小”）。 ✏题型07 机械效率的综合计算 16．利用如图甲所示的动滑轮将水中物体匀速提升至空中，所用拉力与绳子自由端移动的距离的关系图像如乙图所示。其中物体浸没在水中时受到的浮力为80N，物体在空中匀速上升过程中动滑轮的机械效率为80%，不计绳重和摩擦。求： (1)物体在空中上升2m，拉力做的功是多少？ (2)动滑轮的重力是多少？ (3)物体的密度是多少？ 17．质量为70kg的建筑工人，想利用如图甲所示的装置将水池底的长方体石料拉出水面。石料的质量为200kg，体积为，动滑轮的质量为5kg，石料上表面到水面的距离为1m，将石料从当前位置匀速拉升，直至石料上表面刚好抵达水面，全程用时4s，不考虑绳重、滑轮的摩擦和水的阻力。（本题g取10N/kg） (1)求绳子自由端移动的速度； (2)此过程中，求人手拉力的功率和滑轮组的机械效率； (3)建筑工人能把石料完全拉出水面吗？写出计算过程证明你的结论。 ✍拓展综合练 1．（25-26九年级上·江苏常州·阶段检测）小明到某山区旅游时，发现一种利用木棍和绳子组装的特殊机械（如图），当地人借助这种装置可以很轻松地将较重的物体搬运到二楼上面，这种装置组成的机械相当于___________；若借助该装置提升的重物，所用拉力为___________（不计装置自重和摩擦）。若增加重物的重力，则额外功与有用功的比值将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 2．（2026·江苏泰州·二模）地铁建设中用到了许多大型机械，图甲起重机就是其中之一。在图示状态下机械臂可视为_______（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，其优点是_______、图乙是在处安装的滑轮组，已知动滑轮重，货物重，货物上升速度是，拉力的功率是（不计绳重）。绳子自由端施加的拉力是_______N，滑轮组的机械效率为_______。 3．（25-26九年级上·江苏南通·阶段检测）斜面作为一种简单的机械，在生活中常有应用。如图所示，在沿斜面向上的拉力F作用下，质量为30kg的物体以0.5m/s的速度沿斜面向上匀速运动了1m，升高了30cm，斜面的机械效率为90%，则拉力做功的功率为________W，该物体所受摩擦力的大小为_______N。若以1m/s的速度匀速拉动该物体，则斜面机械效率_______90%（填“大于”、“小于”或“等于”），g取10N/kg。 4．（2026·江苏扬州·二模）华华在测定“滑轮组的机械效率”的实验中，用一根最大能承受3N拉力的细绳，绕制了一个最简单的滑轮组。实验中，用质量均为50g的钩码作为被提升的物体，不计绳重和摩擦。华华多次改变钩码的个数，根据测得的数据，作出了如图所示的图像，g取10N/kg，则下列说法中正确的是（　　） A．绳端一定是向下拉 B．当绳端测力计的示数为1.5N时，钩码的重可能为2.5N C．实验中，所用动滑轮的重为0.2N D．由图像可得：动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低 5．（25-26九年级上·江苏泰州·期末）如图所示，用甲、乙两个滑轮组在相同时间内分别将物体M、N匀速提升，拉力分别为、，此过程相关数据如图所示.下列有关此过程的说法中，正确的是（　　） A．甲、乙两滑轮组中，绳子自由端移动的距离关系为 B．甲、乙两滑轮组的机械效率关系为 C．物体M、N的重力大小关系为 D．提升物体时两拉力的功率大小关系为 6．（25-26九年级上·江苏扬州·阶段检测）重为500N的工人用如图所示的滑轮组提升重物，工人站在地面上向下拉动绳子，使重400N的物体G在10s内匀速上升2m。图中每个滑轮重均为100N，不计绳重和摩擦g=10N/kg。求： (1)滑轮组对物体做多少功？ (2)滑轮组的机械效率是多大？ (3)若绳子能承受的最大拉力为600N，站在地面上的工人用此滑轮组提升重物的最大机械效率是多少？ ✍中考真题练 1．（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 2．（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______。 3．（2025·江苏南京·中考真题）如图所示，用动滑轮将重180N的木箱在5s内沿竖直方向匀速提升2m，所用拉力为100N，不计绳重和摩擦。此过程中木箱上升的速度为________m/s，有用功是________J，拉力的功率是_______W；若用此装置沿竖直方向匀速提升380N重物时，机械效率为_______ %。 4．（2024·江苏淮安·中考真题）如图所示，小明用的拉力平行于斜坡将重的木箱从斜坡底端匀速拉到顶端，斜坡长，高，他做的总功为__________J，斜坡的机械效率为__________，木箱受到的摩擦力为__________N。 5．（2025·江苏镇江·中考真题）如图所示，用拉力F通过动滑轮将重为80N的货物匀速提升0.5m，动滑轮重为20N，不计绳重及摩擦。 (1)求上述过程中的有用功； (2)求上述过程中拉力所做的功； (3)求滑轮的机械效率。 ✍新题追踪练 1．（25-26八年级下·广东广州·期末）小明利用图甲所示的装置，把重48N的物体从地面匀速提升至10m高处，所用拉力F拉为30N。 (1)绳端移动的距离为____________m。 (2)计算：①装置做的有用功； ②做的总功； ③装置的机械效率。 (3)重3N的篮子装有重45N的水果，用同样的装置将篮子从地面匀速提升至10m高处，若本次做功的目的是提升水果。如图乙所示，所用拉力仍为30N。则：本次操作，装置的机械效率____________（选填“＞”“＝”或“＜”）。 2．（25-26八年级下·广东珠海·期末）如图所示，龙骨水车是东汉时期发明的农业灌溉机械，工作时将低处的水刮传至高处的农田。此过程中水车对水做的功为___________功（选填“有用”或“额外”）；若水车因磨损导致转动不畅，其机械效率会___________（选填“提高”“降低”或“不变”）；若___________（选填“增加”或“减小”）水槽的水量，其机械效率会提高。 3．（25-26八年级下·新疆乌鲁木齐·期末）如图所示为手摇升降晾衣架，用其匀速升起衣物时，晾衣杆和钢丝绳重不计，整个滑轮装置的机械效率始终不变。当在A位置悬挂一件9 N的衣物时，钢丝绳上的拉力为10 N，若钢丝绳能承受的最大拉力为100 N，则此晾衣杆上最多能悬挂的衣物的重力为（　　 ） A．200 N B．180 N C．100 N D．90 N 4．（25-26八年级下·贵州贵阳·期末）如图甲所示，用动滑轮将重为90 N的重物提高0.4 m，作用在绳子末端的动力F随物体上升高度h变化关系的图像如图乙所示，其中段，重物恰好匀速上升，则此过程滑轮的机械效率是__________；段和段，拉力克服重物重力做功的大小分别是和，则__________（选填“>”“<”或“=”）。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 五、机械效率 ————————————⏩目录⏪———————————— ✍题型培优练································································································01 题型01 机械效率的概念 题型02 滑轮机械效率大小的比较 题型03 杠杆机械效率的计算 题型04 滑轮组机械效率的计算 题型05 斜面机械效率的计算 题型06 机械效率的测量 题型07 机械效率的综合计算 ✍拓展综合练································································································6 ✍中考真题练································································································8 ✍新题追踪练································································································11 ✍题型培优练 ✏题型01 机械效率的概念 1．下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（　　） A．功率大的机械，做功一定多 B．功率大的机械，有用功与总功的比值一定大 C．机械效率高的机械，功率一定大 D．机械效率高的机械，额外功与总功的比值一定小 【答案】D 【详解】A．物体做功多少与功率和时间都有关系。功率大，时间不确定，因此机器做功多少不能确定，故A错误； BC．功率表示物体做功的快慢，有用功跟总功的比值叫做机械效率，两个不同的物理量无法比较大小，故BC错误； D．有用功跟总功的比值叫做机械效率，机械效率高的机械，有用功占总功比值大，则额外功占总功比值小，所以机械效率高的机械，额外功与总功的比值一定小，故D正确。 故选D。 2．如图所示，小明用甲、乙两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上，下列说法正确的是（　　） A．甲种方法有用功多 B．乙种方法更加省力 C．两种方法总功相等 D．甲种方法机械效率低 【答案】D 【详解】A．两种方法中克服货物重力所做的功为有用功，物重和上升的高度都相同，两种情况下克服货物的重力做功是相同的，故有用功相同，故A错误； B．乙图是直接搬重物，甲图是利用斜面来搬运重物，斜面可以省力，因此甲更省力，故B错误； CD．两种方法中有用功相同，图甲中沿斜面推货物，需要克服摩擦做一些额外功，图乙直接将货物搬到车上，做的额外功较少，所以甲的总功大于乙的总功，甲的机械效率小于乙的机械效率，故C错误，故D正确。 故选D。 ✏题型02 滑轮机械效率大小的比较 3．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。 4．如图所示，用相同的滑轮组成甲、乙两个不同的滑轮组，分别将同一物体匀速提升相同高度，拉力分别为F甲、F乙，不计绳重及摩擦，则以下说法正确的是（   ） A．拉力F甲大于F乙 B．F甲的功率一定等于F乙的功率 C．甲、乙做的有用功一样多 D．甲的机械效率大于乙的机械效率 【答案】C 【详解】A．滑轮组的省力情况要看挂动滑轮的绳子的段数，甲图为3段，乙图为2段，由于是相同的滑轮组且提升相同的物体，故此甲图更省力，拉力F甲小于F乙，故A错误； B．功率, 拉力F甲小于F乙, 两次提升的速度不知，则F甲的功率与F乙的功率大小无法比较，故B错误； C．有用功是克服重物重力提升一定的高度，根据题意“将同一物体匀速提升相同高度”，即甲、乙做的有用功一样多，故C正确； D．由于是相同的滑轮组且提升相同的物体相同高度，故此有用功相同，克服动滑轮重力所做的额外功也相同，即总功相同，机械效率是指有用功占总功的比值，所以甲的机械效率等于乙的机械效率，故D错误。 故选C。 5．如图所示，滑轮组甲和乙的每个滑轮的质量相同，绳自由端拉力分别为F甲和F乙，相同时间内分别使物体匀速上升相同高度，物重分别为G甲和G乙，F甲和F乙所做功的功率分别为P甲和P乙，机械效率分别为η甲和η乙，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　） A．若G甲=G乙，则η甲<η乙，P甲=P乙 B．若G甲=G乙，则η甲=η乙，P甲>P乙 C．若F甲=F乙，则η甲<η乙，P甲<P乙 D．若F甲=F乙，则η甲>η乙，P甲>P乙 【答案】D 【详解】AB．当时，因为不计绳重和摩擦，根据可知，当动滑轮重力相等，甲乙两物体的重力相同时，所以滑轮组的机械效率相等，即；相同时间内分别使物体匀速上升相同高度，拉力做功等于克服动滑轮重力做的额外功加上克服物体重力的有用功，两图中物体的重力相同，动滑轮的重力相同，物体和动滑轮上升高度相同，所以有用功和额外功都相同，即拉力所做的总功相同，做功时间相同，根据可得，拉力做功的功率相同，即，故AB错误； CD．当时，因为不计绳重和摩擦，根据可知，物重为 由图可知甲图中绳子段数为，乙图中绳子段数为，而拉力与动滑轮重均相等，则物重；根据可知，当，时，可得滑轮组的机械效率；相同时间内使物体匀速升高相同的高度，根据速度公式可知物体上升的速度相同；由图可知，绳子段数分别为，，则两滑轮组绳端移动的速度分别为，，而，则根据可知，拉力做功的功率关系为，故C错误，D正确。 故选D。 ✏题型03 杠杆机械效率的计算 6．如图所示，有一根质量均匀的杠杆OA，B是OA 的中点。在C处挂重为80N的物体，用25N的竖直向上拉力 F将物体匀速缓慢提升20cm，若拉力F移动的距离为80cm，杠杆的机械效率为______，杠杆的重为________N。（不计摩擦） 【答案】 80% 10 【详解】[1]根据题意，拉力为F做的有用功为 拉力为F做的总功为 杠杆的机械效率为 [2]不计摩擦，拉力做的总功等于克服物体重力做的有用功和克服杠杆自身重力做的额外功之和。所以额外功为 因为杠杆是质量均匀的，所以其重心在杠杆的中点B处。当杠杆绕O点转动时，杠杆上各点移动的竖直高度与其到支点O的距离成正比。由于B是OA的中点，所以B点移动的高度是A点移动高度的一半。即 克服杠杆重力做的额外功，所以，杠杆的重力大小为 7．小明用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的物体缓缓上升（支点和杠杆的摩擦不计）。问： (1)重为5N的物体挂在A点时，人的拉力F为2.5N，物体上升0.15m时，动力作用点C上升0.5m，此时机械效率η1为_________； (2)小明为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，仅将物体移到B点，再次缓慢提升杠杆，使物体上升相同的高度，实验测得此时的机械效率为η2_________η1（选填“>”“<”或“=”），并简述理由：____________。 【答案】(1)60% (2) > 两次对物体做的有用功相同，但后一次对杠杆做的额外功更少，所以机械效率变高 【详解】（1）重为5N的物体挂在A点时，人的拉力F为2.5N，物体上升0.15m时，动力作用点C上升0.5m，有用功 总功 机械效率 （2）[1][2]钩码的悬挂点在A点时，由于杠杆的重力会阻碍杠杆转动，则由杠杆的平衡条件得 钩码的悬挂点在B点时，则由杠杆的平衡条件得 观察比较可知，悬挂点移至B点时，OB大于OA，即钩码重力的力臂变大，所以拉力F也变大。此时杠杆的机械效率为 因为物体上升的高度不变，所以有用功不变，但杠杆上升的高度变低，故克服杠杆重力做的额外功变小，由上面的的表达式可得，不变，变小，所以分母变小，就变大；即，故理由为：两次对物体做的有用功相同，但后一次对杠杆做的额外功变少，所以机械效率变高。 ✏题型04 滑轮组机械效率的计算 8．如图所示，小明用大小为6N的力沿竖直方向匀速拉动该装置，使物体上升10cm。已知物体质量为1.5kg，g取10N/kg，不计绳重和摩擦。则（     ） A．该同学所做的有用功等于15J B．动滑轮自身重力为2N C．绳子自由端移动的距离为20cm D．动滑轮的机械效率约为83.3% 【答案】D 【详解】A．物体重力 物体上升高度 有用功 故A不符合题意； B．由图可知，承担物重的绳子段数 ，不计绳重和摩擦，根据滑轮组拉力公式 ，得动滑轮重力 故B不符合题意； C．绳子自由端移动距离 故C不符合题意； D．总功 机械效率 故D符合题意。 故选D。 9．小明同学在劳动实践基地用如图所示滑轮组将重力为400N的物体匀速提升12m，用时1min。图中所示动滑轮重力为100N，小明重力为600N，（空气阻力、摩擦力及绳重不计）该过程中下列说法正确的是（     ） A．小明对绳子的拉力为500N B．小明做功的功率为50W C．小明对地面压力为600N D．该滑轮组机械效率为80% 【答案】D 【详解】A．动滑轮重力为，小明重力为。由图可知，该滑轮组承担物重的绳子段数，不计绳重摩擦，拉力 故A错误。 B．绳子自由端移动距离 总功 时间，功率 故B错误。 C．小明站在地面上，受到向下的重力、向上的绳子拉力、向上的地面支持力，支持力 小明对地面的压力与地面对小明的支持力是相互作用力，大小相等，即压力为，不是600N，故C错误。 D．有用功 机械效率 故D正确。 故选 D。 10．如图所示，一位同学用滑轮组拉着重45N，底面积为的物体A，使它5s内在水平地面上匀速前进1m，水平拉力，若物体与地面间的摩擦力是物重的0.2倍，求： (1)物体静止在水平地面上时对地面的压强； (2)该同学做的功及功率； (3)该滑轮组的机械效率。 【答案】(1)4500Pa (2)3W (3)60% 【详解】（1）物体静止在水平地面上，对地面的压力等于自身重力，即 受力面积单位换算 物体对地面的压强 （2）由图可知，滑轮组动滑轮上的绳子段数 ，绳子自由端移动的距离 该同学做的总功 已知做功时间，拉力的功率 （3）根据题意，物体与地面的摩擦力 水平滑轮组的有用功为克服摩擦力做的功 滑轮组的机械效率 11．北京冬奥会开幕式既展现当代中国形象又富有冬奥特色，给世界留下美好的奥运记忆。在北京冬奥会场馆建设过程中，某建筑工人使用了如图所示的装置运送建筑材料，这位建筑工人的重力为600N，当篮内的建筑材料质量为16kg时，人对绳子的拉力为110N。吊篮在拉力的作用下10s内匀速上升了3m，不计吊篮重、绳重和摩擦。求： (1)人的拉力做功的功率。 (2)动滑轮的重力。 (3)用此滑轮组运送建筑材料时，滑轮组的机械效率的最大值是多少？ 【答案】(1)66W (2)60N (3)95% 【详解】（1）由图可知，滑轮组承担物重的绳子段数，绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 拉力做功的功率 （2）建筑材料的重力 不计吊篮重、绳重和摩擦，满足拉力关系 因此动滑轮重力 （3）工人站在地面拉绳子，能施加的最大拉力等于自身重力，即 滑轮组能提升的最大物重 滑轮组机械效率公式推导 代入数据得最大机械效率 ✏题型05 斜面机械效率的计算 12．如图所示的斜面高为，倾角，工人用400N平行于斜面的拉力，将的重物从斜面底端匀速拉到斜面顶端，则对物体所做有用功为______J，拉力做的功为______J，斜面的效率______%，物体所受滑动摩擦力为______N。 【答案】 3000 4000 75 100 【详解】有用功是克服物体重力做的功，公式为 ，代入 ，得 斜面倾角 ，由三角函数关系得斜面长 拉力总功 机械效率 额外功是克服滑动摩擦力做的功 物体所受滑动摩擦力为 13．如图所示，工人在往车上搬运货物时，用长木板搭了一个3m长的斜面，在10s内用500N的推力把120kg的货物沿斜面匀速推到1m高的车厢里，g取10N/kg，求： (1)工人对货物做的有用功； (2)推力的功率； (3)斜面的机械效率。 【答案】(1)1200J (2)150W (3)80% 【详解】（1）因为货物的重力为 所以工人对货物做的有用功（即为克服货物重力所做的功）为 （2）因为推力做的总功为 所以推力的功率为 （3）斜面的机械效率为 ✏题型06 机械效率的测量 14．如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用图中甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如表。（钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大） 实验次数 钩码重力G/N 提升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率 1 4 0.1 1.8 0.3 74.1% 2 8 0.1 3.2 0.3 83.3% 3 8 0.1 2.0 (1)在实验中，应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计。如果在绳子静止时读数，会导致拉力测量值偏___________（选填“大”或“小”）。 (2)小华利用图丙装置进行了序号3的实验测量，由于粗心漏记了绳端移动距离，这个数据应该是___________，由此可以计算出本次机械效率是___________。 (3)小华通过乙丙两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低；小强认为以上存在不当之处，理由是____________________________________________。 【答案】(1) 匀速 小 (2) 0.5 80% (3)没有控制滑轮组承担物重绳子段数相同 【详解】（1）实验中要沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；如果装置静止，则摩擦力无法体现出来，读数会偏小。 （2）图丙滑轮组绳子股数，则绳端移动距离 本次机械效率 （3）探究滑轮组的机械效率跟动滑轮的重力的关系时，由控制变量法可知，需要控制滑轮组段数相同，乙丙两次实验虽然改变了动滑轮的重力，但没有控制滑轮组承担物重绳子段数相同。 15．如图，学习小组做探究“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木块，收集了表中的实验数据。 实验序号 斜面倾斜程度 物体重G/N 斜面高h/m 斜面长s/m 拉力F/N 机械效率η/% 1 较缓 5 0.2 1 2.0 ______ 2 较陡 5 0.5 1 3.5 71.4 3 最陡 5 0.7 1 4.3 81.4 (1)表中空格处的数据应为______。 (2)比较表中数据可知：斜面越陡，斜面的机械效率越______（选填“高”或“低”）。 (3)在第2次实验中，木块受到的摩擦力为______N。 (4)在第3次实验后，若仅将木块换成等质量的小车重复上述实验，机械效率将______（选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】(1)50 (2)高 (3)1 (4)变大 【详解】（1）由表中数据可知，第1次实验斜面的机械效率为 （2）由表中数据可知，物重和斜面长一定时，斜面越高，斜面的机械效率越大，即斜面越陡，斜面的机械效率越高。 （3）第2次实验的有用功为 第2次实验的总功为 第2次实验的额外功为 克服摩擦力做的功为额外功，则木块受到的摩擦力为 （4）若将木块换成等质量的小车做实验，小车受到的摩擦力变小，同样条件下，拉力做的有用功不变，而额外功减小，总功变小，根据可知，斜面的机械效率变大。 ✏题型07 机械效率的综合计算 16．利用如图甲所示的动滑轮将水中物体匀速提升至空中，所用拉力与绳子自由端移动的距离的关系图像如乙图所示。其中物体浸没在水中时受到的浮力为80N，物体在空中匀速上升过程中动滑轮的机械效率为80%，不计绳重和摩擦。求： (1)物体在空中上升2m，拉力做的功是多少？ (2)动滑轮的重力是多少？ (3)物体的密度是多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）已知物体上升高度 绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 （2）物体在空中匀速上升时，机械效率 变形得物体重力 不计绳重和摩擦，拉力满足 因此动滑轮重力 （3）物体浸没在水中时，根据阿基米德原理，浸没时物体体积，因此 物体质量 物体密度 17．质量为70kg的建筑工人，想利用如图甲所示的装置将水池底的长方体石料拉出水面。石料的质量为200kg，体积为，动滑轮的质量为5kg，石料上表面到水面的距离为1m，将石料从当前位置匀速拉升，直至石料上表面刚好抵达水面，全程用时4s，不考虑绳重、滑轮的摩擦和水的阻力。（本题g取10N/kg） (1)求绳子自由端移动的速度； (2)此过程中，求人手拉力的功率和滑轮组的机械效率； (3)建筑工人能把石料完全拉出水面吗？写出计算过程证明你的结论。 【答案】(1)0.5m/s (2)312.5W，96% (3)不能 【详解】（1）由图可知，滑轮组承担物重的绳子段数 ，石料上升的高度h=1m，绳子自由端移动的距离： 绳子自由端移动的速度： （2）因为石料完全浸没， 石块所受浮力： 石料重力 动滑轮重力 不计绳重摩擦，此时绳端拉力 拉力功率 机械效率 （3）工人站在地面，能提供的最大拉力等于自身重力，即 石料完全拉出水面后，需要的拉力 因为 所以工人不能把石料完全拉出水面。 ✍拓展综合练 1．（25-26九年级上·江苏常州·阶段检测）小明到某山区旅游时，发现一种利用木棍和绳子组装的特殊机械（如图），当地人借助这种装置可以很轻松地将较重的物体搬运到二楼上面，这种装置组成的机械相当于___________；若借助该装置提升的重物，所用拉力为___________（不计装置自重和摩擦）。若增加重物的重力，则额外功与有用功的比值将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 滑轮组 200 变小 【详解】上面木棍相当于定滑轮，下面木棍相当于动滑轮，定滑轮和动滑轮组成滑轮组； 有5段绳子承担物重，不计摩擦和装置的自重，拉力 使用同一装置时，增大重物的重力，即在额外功不变的情况下增大有用功，因此则额外功与有用功比值变小。 2．（2026·江苏泰州·二模）地铁建设中用到了许多大型机械，图甲起重机就是其中之一。在图示状态下机械臂可视为_______（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，其优点是_______、图乙是在处安装的滑轮组，已知动滑轮重，货物重，货物上升速度是，拉力的功率是（不计绳重）。绳子自由端施加的拉力是_______N，滑轮组的机械效率为_______。 【答案】 费力 省距离 3000/ 60% 【详解】【小题1】[1][2]由图可知，图甲中的机械臂ABC，其支点在A点。使机械臂抬起的动力作用在B点（由液压杆提供），而机械臂需要克服的阻力作用在C点。从图中可以看出，动力臂小于阻力臂，即属于费力杠杆，其虽然费力但是省距离。 [3][4]由图乙可知，有3段绳子承担着动滑轮和货物的总重，所以绳子段数 由题可知，货物上升的速度 绳子自由端移动的速度 根据，可得拉力 根据 3．（25-26九年级上·江苏南通·阶段检测）斜面作为一种简单的机械，在生活中常有应用。如图所示，在沿斜面向上的拉力F作用下，质量为30kg的物体以0.5m/s的速度沿斜面向上匀速运动了1m，升高了30cm，斜面的机械效率为90%，则拉力做功的功率为________W，该物体所受摩擦力的大小为_______N。若以1m/s的速度匀速拉动该物体，则斜面机械效率_______90%（填“大于”、“小于”或“等于”），g取10N/kg。 【答案】 50 10 等于 【详解】[1]此过程中做的有用功 拉力做的功 拉力的大小 拉力做功的功率 [2]此过程中，克服摩擦力做的功 该物体所受摩擦力的大小 [3]因为滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、接触面受到的压力有关，与物体运动速度无关。若以1m/s的速度匀速拉动该物体时，因为接触面的粗糙程度、接触面受到的压力不变，故该物体受到的滑动摩擦力不变，则该物体上升相同高度时，物体所做的额外功不变，有用功不变，则总功不变，根据可知，此时斜面机械效率不变，仍等于90%。 4．（2026·江苏扬州·二模）华华在测定“滑轮组的机械效率”的实验中，用一根最大能承受3N拉力的细绳，绕制了一个最简单的滑轮组。实验中，用质量均为50g的钩码作为被提升的物体，不计绳重和摩擦。华华多次改变钩码的个数，根据测得的数据，作出了如图所示的图像，g取10N/kg，则下列说法中正确的是（　　） A．绳端一定是向下拉 B．当绳端测力计的示数为1.5N时，钩码的重可能为2.5N C．实验中，所用动滑轮的重为0.2N D．由图像可得：动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低 【答案】B 【详解】C．不计绳重和摩擦时，滑轮组机械效率 由图像可知时，，代入得 ，解得，故C错误； A．最简单的滑轮组由1个定滑轮和1个动滑轮组成，有两种绕法，时绳端向下拉，时绳端向上拉，两种都符合“最简单”（滑轮个数最少），因此绳端不是一定向下拉，故A错误； B．不计绳重摩擦，拉力满足，如果是的绕法，代入得： 因此钩码重可能为2.5N，故B正确； D．本实验中动滑轮重力始终不变，只改变了提升物体的重力，图像反映的是机械效率随物重的变化规律，没有改变动滑轮重力进行实验，无法得出该结论，故D错误。 故选B。 5．（25-26九年级上·江苏泰州·期末）如图所示，用甲、乙两个滑轮组在相同时间内分别将物体M、N匀速提升，拉力分别为、，此过程相关数据如图所示.下列有关此过程的说法中，正确的是（　　） A．甲、乙两滑轮组中，绳子自由端移动的距离关系为 B．甲、乙两滑轮组的机械效率关系为 C．物体M、N的重力大小关系为 D．提升物体时两拉力的功率大小关系为 【答案】C 【详解】A．由图可知，甲滑轮组中，动滑轮上绳子股数，绳子自由端移动的距离 乙滑轮组中，动滑轮上绳子股数，绳子自由端移动的距离 则，故A错误； B．由图可知，甲滑轮组中，拉力做的有用功 乙滑轮组中，拉力做的有用功 则甲滑轮组的机械效率 乙滑轮组的机械效率 则，故B错误； C．甲、乙滑轮组中，拉力做的有用功 提升高度相同，由可知，，故C正确； D．由图可知，甲、乙滑轮组中，拉力做的总功，提升的时间相同，由可知，两拉力的功率，故D错误。 故选C。 6．（25-26九年级上·江苏扬州·阶段检测）重为500N的工人用如图所示的滑轮组提升重物，工人站在地面上向下拉动绳子，使重400N的物体G在10s内匀速上升2m。图中每个滑轮重均为100N，不计绳重和摩擦g=10N/kg。求： (1)滑轮组对物体做多少功？ (2)滑轮组的机械效率是多大？ (3)若绳子能承受的最大拉力为600N，站在地面上的工人用此滑轮组提升重物的最大机械效率是多少？ 【答案】(1)800J (2)80% (3)90% 【详解】（1）滑轮组对物体做的功为 （2）由图可知，承担动滑轮和物体的绳子段数 。不计绳重和摩擦，绳子自由端的拉力为 绳子自由端移动的距离为 拉力做的总功为 滑轮组的机械效率为 （3）工人站在地面上，他对绳子的最大拉力应不大于自身重力，又因为绳子能承受的最大拉力为600N，所以工人能施加的最大拉力 不计绳重和摩擦，滑轮组能提升的最大物重 此时滑轮组的机械效率最大，为 ✍中考真题练 1．（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。 2．（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 3．（2025·江苏南京·中考真题）如图所示，用动滑轮将重180N的木箱在5s内沿竖直方向匀速提升2m，所用拉力为100N，不计绳重和摩擦。此过程中木箱上升的速度为________m/s，有用功是________J，拉力的功率是_______W；若用此装置沿竖直方向匀速提升380N重物时，机械效率为_______ %。 【答案】 0.4 360 80 95 【详解】[1]木箱在5s内沿竖直方向匀速提升2m，木箱上升的速度为 [2]有用功W有=Gh=180N×2m=360J [3]由图可知n=2，则绳子自由端移动的距离s=nh=2×2m=4m 拉力做的总功W总=Fs=100N×4m=400J 拉力做功的功率 [4]W额=W总﹣W有=400J﹣360J=40J 由于不计绳重和摩擦，则额外功就是克服动滑轮重力所做的功，即W额=G动h=40J 可得 由于不计绳重和摩擦，若用此装置沿竖直方向匀速提升380N重物时，滑轮组的机械效率 4．（2024·江苏淮安·中考真题）如图所示，小明用的拉力平行于斜坡将重的木箱从斜坡底端匀速拉到顶端，斜坡长，高，他做的总功为__________J，斜坡的机械效率为__________，木箱受到的摩擦力为__________N。 【答案】 800 75% 100 【详解】[1]拉力做的总功为 [2]有用功的大小为 斜坡的机械效率为 [3]额外功的大小为 摩擦力的大小为 5．（2025·江苏镇江·中考真题）如图所示，用拉力F通过动滑轮将重为80N的货物匀速提升0.5m，动滑轮重为20N，不计绳重及摩擦。 (1)求上述过程中的有用功； (2)求上述过程中拉力所做的功； (3)求滑轮的机械效率。 【答案】(1)40J (2)50J (3)80% 【详解】（1）将重为80N的货物匀速提升0.5m，有用功 （2）动滑轮重为20N，不计绳重及摩擦，额外功为 则拉力所做的功 （3）滑轮的机械效率 ✍新题追踪练 1．（25-26八年级下·广东广州·期末）小明利用图甲所示的装置，把重48N的物体从地面匀速提升至10m高处，所用拉力F拉为30N。 (1)绳端移动的距离为____________m。 (2)计算：①装置做的有用功； ②做的总功； ③装置的机械效率。 (3)重3N的篮子装有重45N的水果，用同样的装置将篮子从地面匀速提升至10m高处，若本次做功的目的是提升水果。如图乙所示，所用拉力仍为30N。则：本次操作，装置的机械效率____________（选填“＞”“＝”或“＜”）。 【答案】(1)20 (2)480J，600J， 80% (3)＜ 【详解】（1）甲图滑轮组匀速提升物体，承担物重的绳子段数 绳端移动距离 （2）有用功 拉力做的总功 装置的机械效率 （3）乙图用同一装置匀速提升装水果的篮子，拉力与提升高度均与甲相同。因，故绳端移动距离与甲相等，总功，与甲的总功相等。本次操作的目的是提升水果，有用功为克服水果重力做的功，，由可知，有用功小于甲的有用功。由可知，总功相同时，有用功越小，机械效率越低，故。 2．（25-26八年级下·广东珠海·期末）如图所示，龙骨水车是东汉时期发明的农业灌溉机械，工作时将低处的水刮传至高处的农田。此过程中水车对水做的功为___________功（选填“有用”或“额外”）；若水车因磨损导致转动不畅，其机械效率会___________（选填“提高”“降低”或“不变”）；若___________（选填“增加”或“减小”）水槽的水量，其机械效率会提高。 【答案】 有用 降低 增加 【详解】有用功是指为了达到特定目的而必须做的功。对于龙骨水车来说，其工作目的是将低处的水提升到高处的农田。因此，克服水的重力，将水提升到一定高度所做的功，就是有用功； 机械效率 。其中，是克服机械自身摩擦、重力等所做的功。当水车因磨损导致转动不畅时，意味着各部件之间的摩擦力增大了。为了克服增大的摩擦力，就需要做更多的额外功（ ）。在提升同样多的水（即 不变）的情况下，总功会增加。根据公式可知，机械效率会降低； 要提高机械效率，可以在额外功基本不变的情况下，增加有用功。有用功是提升水所做的功。增加水槽的水量，意味着每次提升的水的质量增大了，从而使得有用功增加。而克服水车自身重力和摩擦所做的额外功基本保持不变。根据公式 可知，有用功在总功中所占的比例会增大，因此机械效率会提高。 3．（25-26八年级下·新疆乌鲁木齐·期末）如图所示为手摇升降晾衣架，用其匀速升起衣物时，晾衣杆和钢丝绳重不计，整个滑轮装置的机械效率始终不变。当在A位置悬挂一件9 N的衣物时，钢丝绳上的拉力为10 N，若钢丝绳能承受的最大拉力为100 N，则此晾衣杆上最多能悬挂的衣物的重力为（　　 ） A．200 N B．180 N C．100 N D．90 N 【答案】B 【详解】A点在右侧钢丝绳的正下方，晾衣杆和钢丝绳重不计，此时，左侧钢丝绳不受力，只有右侧钢丝绳受力，定滑轮的机械效率为 两侧绳子所能承受的最大拉力相同，均为100N，所以，当把衣物挂在晾衣杆中点时，可挂衣物重力最大，此时，每侧绳子受到的拉力均为衣物重力的一半，整个滑轮装置的机械效率始终不变，所以，晾衣杆上最多能悬挂的衣物的重力为，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．（25-26八年级下·贵州贵阳·期末）如图甲所示，用动滑轮将重为90 N的重物提高0.4 m，作用在绳子末端的动力F随物体上升高度h变化关系的图像如图乙所示，其中段，重物恰好匀速上升，则此过程滑轮的机械效率是__________；段和段，拉力克服重物重力做功的大小分别是和，则__________（选填“>”“<”或“=”）。 【答案】 75% = 【详解】图甲是动滑轮，承担物重的绳子段数 ，段重物匀速上升时，拉力 ，物重 ，机械效率 克服重物重力做功公式为 ，重物重力 不变，段和段，物体上升的高度都是，因此可得 。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 五、机械效率 ✍题型专项练 1．【答案】D 2．【答案】D 3．【答案】B 4．【答案】C 5．【答案】D 6．【答案】80% 10 7．【答案】(1)60% (2) > 两次对物体做的有用功相同，但后一次对杠杆做的额外功更少，所以机械效率变高 8．【答案】D 9．【答案】D 10．【答案】(1)4500Pa (2)3W (3)60% 11．【答案】(1)66W (2)60N (3)95% 12．【答案】3000 4000 75 100 13．【答案】(1)1200J (2)150W (3)80% 14．【答案】(1) 匀速 小 (2) 0.5 80% (3)没有控制滑轮组承担物重绳子段数相同 15．【答案】(1)50 (2)高 (3)1 (4)变大 16．【答案】(1) (2) (3) 17．【答案】(1)0.5m/s (2)312.5W，96% (3)不能 ✍拓展综合练 1．【答案】滑轮组 200 变小 2．【答案】费力 省距离 3000/ 60% 3．【答案】50 10 等于 4．【答案】B 5．【答案】C 6．【答案】(1)800J (2)80% (3)90% ✍中考真题练 1．【答案】B 2．【答案】20 10 3．【答案】0.4 360 80 95 4．【答案】800 75% 100 5．【答案】(1)40J (2)50J (3)80% ✍新题追踪练 1．【答案】(1)20 (2)480J，600J， 80% (3)＜ 2．【答案】有用 降低 增加 3．【答案】B 4．【答案】75% = 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $