专题03 机械效率（9大题型）2026-2027学年九年级物理上册同步培优训练（新教材，苏科版）

专题03 机械效率 【苏科版（2024）： 九年级上册】 题型归纳 【题型1 有用功和额外功】 1 【题型2 机械效率的定义】 5 【题型3 机械效率的大小比较】 7 【题型4 机械效率的简单计算】 10 【题型5 影响机械效率大小的因素】 16 【题型6 测量滑轮组的机械效率】 19 【题型7 测量斜面/杠杆的机械效率】 27 【题型8 滑轮、滑轮组机械效率的计算】 32 【题型9 斜面机械效率的计算】 38 【题型1 】 1．小明要将两箱书搬上楼，有图示两种方法：一是把两箱书一起搬上楼；二是先搬一箱书上楼，再搬剩下的一箱。假设他上楼的速度相同，则用这两种方法搬书的过程中（　　） A．人做的有用功相同 B．人做的额外功相同 C．人做的总功相同 D．第一种方法比第二种方法机械效率低 2．下列说法中正确的是（     ） A．机械效率越大，说明做功越快 B．机械效率是反映机械性能的物理量 C．所做的有用功越大，机械效率越大 D．有用功与额外功的比值越大，功率越大 3．如图所示，工人把一块长4m的木板搭在高1.2m的车尾（衔接部分忽略不计），把重500N的木箱从底端匀速推到车厢，所施加推力为200N，下列说法正确的是（     ） A．使用斜面的目的是省功 B．工人做的总功为600 J C．工人做的额外功为200 J D．若工人将木箱加速推上车，则所做的有用功变大 4．为方便残疾人上下台阶，一些公共场所设计了专用通道（斜面）；沿通道上台阶和直接上台阶比较，可以___________（选填“省力”或“省功”），若将重600N的小车沿8m长的斜面推上1.2m高的平台，沿斜面所用的推力为150N，在此过程中有用功为___________J；斜面的机械效率为___________。小车与斜面之间的摩擦力大小为___________N。 5．用如图1所示的动滑轮，先后将两个不同重物在相同时间内匀速提升相同高度，两次做功的情况如图2所示。不计绳重和摩擦，则先后两次提升重物的重力之比G1：G2=________；先后两次提升重物的总功率之比P1：P2=________。 6．如图所示，斜面长，高，工人用沿斜面方向的力把重的木箱匀速推到车上，求： (1)推力对木箱做的功； (2)斜面的机械效率； (3)斜面对木箱的摩擦力。 7．建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为200N的建材从地面匀速送到6m高处，所用拉力为125N，时间为10s，不计绳重和摩擦。求： (1)工人做的有用功； (2)工人做的额外功； (3)工人做功的功率。 (4)此过程中该装置的机械效率； (5)现在工人用该装置拉重为450N的建材，此时该装置的机械效率。 【题型2 】 8．关于机械效率，下列说法中正确的是（     ） A．机械效率越高，做功就越快 B．机械做功越多，机械效率就越高 C．额外功越少，机械效率越高 D．总功一定时，额外功越少，机械效率越高 9．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．做功快的机械，功率一定大 C．效率高的机械，有用功一定大 D．做功多的机械，机械效率一定高 10．在一次搬运训练中，甲和乙分别用不同方法搬相同的重物。已知甲的机械效率比乙高，下列说法正确的是（     ） A．甲在相同时间内输出的总功比乙多 B．甲做的有用功比乙做的有用功多 C．甲做的额外功比乙做的额外功少 D．甲做的有用功在总功中所占的比例比乙做的有用功在总功中所占的比例大 11．如图所示，超市购物时，小明用沿斜面向上150N的推力，将总重为500N的小车匀速推到斜面顶端。已知斜面高1.2m，长5m。此过程中小明推力做功为___________J；该斜面的机械效率为___________；日常生活中人们利用斜面___________（选填“可以”或“不可以”）省功。 12．如图所示是加油站里常见的“静电释放器”，这属于_______（选填“利用静电”或“防止静电的危害”），静电在生活中也有有用的地方，举出一个应用静电的例子______；未来由于科技的发展，机械效率______（选填“可以”或“不可以”）达到100%。 【题型3 】 13．小明用如图所示的滑轮组将同一物体匀速提高到相同高度，若所有滑轮均相同，绳重及摩擦忽略不计，绳子自由端的拉力分别为、，滑轮组的机械效率分别为、、下列关系正确的是（     ） A．， B．， C．， D．， 14．下列关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是（     ） A．做功快的机械，其功率一定大 B．省力的机械比费力的机械效率大 C．功率大的机械比功率小的机械做功多 D．机械做功时，做的有用功越多，机械效率越大 15．某人将一箱书搬上楼，可以有两种方法：一是把所有的书一起搬上楼；二是先搬一部分上楼，再搬剩下的部分。假设他上楼的速度相同，第一种方法搬书的功率为P1，效率为η1，第二种方法搬书的功率为P2，效率为η2，用这两种方法搬书的有用功分别为W1、W2，则（　　） A．W1＝W2，η1＞η2 B．P1＞P2，W1＜W2 C．P1＜P2，η1＜η2 D．P1＞P2，η1＝η2 16．如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知，则施加的力_________，拉力做功的功率_________，斜面的机械效率_________（均选填“>”、“<”或“=”）。 17．如图，甲、乙分别表示A、B两机械某次工作时的有用功和额外功的关系，则A的机械效率为________；A、B的机械效率大小关系为________；总功的大小关系为________（后面两空选填“<”、“>”或“=”）。 【题型4 】 18．某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图线b所示，已知物体的质量为，所用动滑轮的质量为，绳子自由端的拉力F为，g取。在0～2 s的过程中，下列说法中正确的是（     ） A．拉力F的功率为 B．额外功为 C．滑轮组的机械效率小于90% D．绳子自由端移动速度为物体上升速度的3倍 19．某起重机提升重为3000 N的物体，图为起重机做功的能量分配图。下列说法正确的是（　　 ） A．物体被提升了 B．起重机的机械效率为30% C．起重机做的有用功为 D．按照技术规程保养起重机，机械效率不变 20．如图所示，用滑轮组将一个重为90 N的物体从地面匀速提升到9 m高的楼上，所用拉力F为50 N，用时10 s，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（     ） A．动滑轮的重力为60 N B．拉力F做功的功率为45 W C．该次提升，滑轮组的机械效率为90% D．利用该滑轮组提升重物，只改变重物质量，滑轮组的机械效率不变 21．如图甲，遛遛用动滑轮将重物匀速提升1m，滑轮重40N。整个过程中，有用功和额外功的大小如图乙，则物重为______N，绳端的拉力大小为______N，克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的______%。 22．如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是____________；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为1200N，滑轮组的机械效率为75%，则汽车受到的摩擦力为______N。 23．一辆无人驾驶汽车在平直的公路上开展测试，匀速行驶了一段距离，该过程用时368 s，汽车动力系统做的总功为，动力系统的机械效率为36%。汽车匀速直线行驶过程中受到的阻力为900 N。求： (1)汽车牵引力做的有用功和功率； (2)汽车行驶的距离； (3)若其他条件不变，汽车动力系统的机械效率提高到40%，行驶相同距离时，可以节省的总功。 24．如图所示，工人师傅要将重为1000N的木箱拉到1.5m高的车厢里，他将一块5m长的木板搁在地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用的拉力将物体从斜面底端匀速拉到车厢里，用时。求： (1)斜面对木箱的摩擦力； (2)该斜面的机械效率； (3)若工人想更省力，换用了一块长的木板搭成斜面（车厢高度不变）。当他用的拉力也能将木箱匀速拉到车厢时，求此时斜面的机械效率。 25．港口装载货物时，经常通过斜面将货物拉到甲板上。如图所示，长为6m的斜面固定在水平地面上，工人用250N竖直向下的拉力，10s内将重400N的货物从斜面底端匀速拉到顶端。顶端到地面的高度为3m，不计滑轮的摩擦和绳子的重力。求： (1)拉动货物时所做的有用功； (2)该工人拉动货物时拉力F做功的功率； (3)该机械的机械效率 (4)货物运动时受到的摩擦力大小 【题型5 】 26．如图所示，人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。借助辘轳汲水时，下列有关说法正确的是（     ） A．该辘轳是一个费力的杠杆 B．汲水时克服水重做的功是有用功 C．增大转动摇把的速度能提高装置的机械效率 D．使用更重的桶可以提高该装置提水的机械效率 27．理解物理概念是学好物理的关键。下列关于功、功率和机械效率的说法，正确的是（     ） A．机械效率越高的机械，表明它做的有用功越多 B．功率越大，做功就越快，机械效率也越大 C．有用功一定，减小额外功，可以提高机械效率 D．做功所花时间越短，功率就越大 28．如图甲所示，用滑轮组将重为90N的物体匀速提起，图乙是拉力F与绳子自由端移动距离s的关系图像，不计绳重和摩擦。则图乙中阴影部分的面积表示的物理量是______（填“总功”“有用功”或“额外功”），该滑轮组的机械效率为______。将物块质量增大，滑轮组的机械效率将______（填“增大”“减小”或“不变”）。 29．如图甲，小军用一个动滑轮提着重物向上做匀速直线运动。若不计绳重及摩擦，小军用此装置拉动不同物体匀速上升时，测出拉力和物重的大小后画出二者的关系图像，如图乙，则物重为时，此滑轮的机械效率是_____。当物重一定时，请提出一条提高此滑轮机械效率的措施：__________________________________________________。 30．小明实验小组做“测量滑轮组的机械效率”的实验，实验装置如图所示。 (1)小明使用如图装置向上用力使钩码从A处升高到A′处，按照需求完成绕线。 (2)实验时拉力应尽量保持________方向。 (3)请把实验数据记录表填写完整； 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/m 拉力F/N ① 机械效率 1 0.5 ② 表中第一行缺失的数据内容是________。根据实验装置图中信息可知钩码从A处升高到A′处，上升高度h为________m。 (4)根据图甲和实验数据记录表中的数据计算出有用功、总功和机械效率。（写出计算过程，答案保留一位小数） (5)同一套装置，如果要提升机械效率，可采取的方法是：________________________________。 【题型6 】 31．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，实验小组用如图所示的装置进行了实验，实验数据记录如表所示。下列有关此次实验的说法错误的是（     ） 次数 钩码所受的重力G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳自由端移动的距离s/cm 1 2 10 0.8 30 2 4 10 1.5 30 3 6 10 2.2 30 A．实验过程中，应匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上运动 B．提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高 C．提升重物时，对动滑轮做的功是额外功 D．减轻动滑轮重，可以使滑轮组的机械效率达到100% 32．如图所示是“测量滑轮组机械效率”的实验装置，钩码总重，实验时要竖直向上匀速拉动测力计，由图可知拉力大小为_______N，若钩码上升的高度为，则测力计向上移动______，该滑轮组的机械效率为______。（结果保留一位小数） 33．第一小组用几个相同的滑轮来探究定滑轮、动滑轮和滑轮组的机械效率，实验装置如图所示。他们将测得的钩码重、拉力、钩码上升的高度、测力计移动的距离，以及计算出的有用功、总功和机械效率数据一并记入表中： 次序 G/N F/N h/m s/m W有/J W总/J η 1 2 2.1 0.1 0.1 0.2 0.21 95.2% 2 2 1.2 0.1 0.2 0.2 0.24 83.3% 3 2 0.9 0.1 0.3 0.2 0.27 ★ (1)在实验操作中，应沿________方向匀速拉动弹簧测力计； (2)比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是需要克服________多做额外功； (3)表格中数据________，比较实验2、3，这两次实验机械效率不同的主要原因是________不同；（与动滑轮相连绳子的股数/摩擦） (4)在实验2的装置下再加挂一只相同的钩码，装置的机械效率将________（变大/变小/不变）； (5)在实验3中，第二小组的同学用不同的滑轮也组装了如图所示的滑轮组，利用2N的钩码进行多次实验，每次测得的机械效率均大于第一组同学的测量值，不可能的原因有________（选填选项符号）。 A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线上方 B．弹簧测力计每次拉动钩码时均加速上升 C．第二组所使用的动滑轮的重力小于第一组 34．某实验小组利用如图装置测算滑轮组的机械效率，所测实验数据如下表。 实验次数 钩码重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 1 2.0 0.1 1.0 0.3 66.7% 2 4.0 0.1 1.8 0.3 74.1% 3 4.0 0.1 1.1 0.5 72.7% 4 6.0 0.1 1.5 0.5 已知图中每个滑轮的重相同，试根据表中实验数据完成下列问题： (1)表中第4次实验所测的机械效率是________。 (2)分析表中第1和第2次实验的数据，可以得到的初步结论是：用同一个滑轮组提升不同的重物时，重物的质量越大，滑轮组的机械效率越________（填“大”或“小”）。 (3)分析表中第2和第3次实验的数据，可知：用不同滑轮组提升相同的重物时，可以通过________（填“增大”或“减小”）动滑轮重的方法，增大滑轮组的机械效率。 35．同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图所示，实验数据记录如表所示： 实验 序号 钩码重 G/N 钩码上升 高度h/cm 绳端拉力 F/N 绳端移动 距离s/cm 机械效率 1 2 10 1.2 30 55.6% 2 2 20 1.2 60 3 4 10 1.9 30 70.2% 4 4 10 1.3 50 61.5% (1)本实验用到的测量工具有弹簧测力计和___________ ；实验中应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计，第2次实验过程中有用功为___________J，机械效率约为___________（结果精确到0.1%）； (2)分析表中数据可知：第4次实验是用图___________所示装置来完成的； (3)通过比较1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与___________无关 (4)通过比较___________（填序号）两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高； (5)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率___________； (6)根据以上结论和生活经验，不能提高滑轮组的机械效率的是___________ A．使用轻质动滑轮 B．增加所提物体重力 C．给机械加润滑油 D．增加重物上升高度 (7)若实验过程中加速拉动绳子并读出弹簧测力计示数，则测得的机械效率___________ （偏大/准确/偏小）。 36．在“探究定滑轮和动滑轮特点”实验中。 实验 序号 钩码重 G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm 1 1.0 20.0 0.7 40.0 2 2.0 20.0 1.2 40.0 3 3.0 20.0 1.7 ▲ 4 3.0 40.0 1.7 80.0 (1)图甲中，绳子末端在虚线框中选用________（选填“a”或“b”）的方式进行实验。 (2)图乙中，利用动滑轮提升钩码，正确操作应尽量沿竖直方向________缓慢拉动弹簧测力计，实验数据记录如表格： ①由表中实验数据分析可知，使用动滑轮可以________；第三次实验中，绳自由端移动的距离应该是________cm。 ②根据表中数据推测仅用________（填器材名称），即可完成动滑轮机械效率的测量；4次实验中，该动滑轮机械效率最大值为________（结果精确到0.1％），以下三种提高效率的方法中与此同理的是________ A：鼓励人们拼车出行；B：用新材料减轻汽车重力；C：汽车保持良好润滑 【题型7 】 37．用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.2m，测力计移动的距离为0.6m，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，则下列说法正确的是（     ） A．拉力对杠杆做的额外功为0.2J B．匀速竖直拉动过程中弹簧测力计示数先变小后变大 C．若将钩码从A点移到B点，用同样的方式将钩码提升0.2m，则机械效率降低 D．若将弹簧测力计从端点移到B点，用同样的方式将钩码提升0.2m，则机械效率不变 38．某科技小组测量斜面的机械效率，如图所示。在斜面上将一个重的物体拉到高处，物体沿斜面向上匀速直线运动时受到的摩擦力为，已知为，为，则沿斜面向上的拉力大小是________N，克服物体重力做的功是________J，斜面的机械效率是________。 39．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； 小明用弹簧测力计测木块的重力，如图甲所示； 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匀速向上拉木块，收集到表中的实验数据： 斜面倾斜程度 木块重力G/N 斜面高度h/m 斜面长s/m 沿斜面拉力F/N 较缓 5 0.2 1 2 较陡 5 0.3 1 2.6 (1)比较表中木块重力G和拉力F的大小，得出使用斜面时________（填“能”或“不能”）省力；斜面长度相同时，斜面高度越小越________（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________（填“左”或“右”）移； (3)从收集的实验数据可以推断，斜面机械工作时，额外功是克服________（选填“重力”“摩擦力”或“压力”）所做的功；斜面倾斜程度越________，机械效率越高。 40．小明在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关”的活动中，提出了以下猜想： A．同一个斜面，所推的物体越重，机械效率越高； B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。 为了验证猜想，小明用木板搭成了如图所示的装置进行探究，记录数据如下表： 实验次数 斜面倾角 物重G物/N 拉力 斜面高度 斜面长度 有用功 总功 斜面机械效率 1 3 2.5 0.6 1.2 1.8 3 60% 2 5 3.8 0.6 1.2 3 4.56 3 3 2.8 0.8 1.2 2.4 3.36 71% (1)在实验过程中，应沿斜面向上______拉动木块； (2)第2次实验中斜面的机械效率_______（结果保留整数）； (3)对比实验1、2的数据可以用来验证猜想______（填字母序号）；细心的小明发现第2次实验中的额外功大于第1次实验中的额外功，你认为可能的原因是______；第1次实验中物块与斜面间的摩擦力是______N； (4)对比实验______的数据可以用来验证小明提出的另一个猜想。 41．某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。 (1)本次实验中，若提升的钩码重一定，不计装置的摩擦，则影响杠杆机械效率的主要因素是_________。 (2)该杠杆机械效率的表达式是______________________。（用题中给出的字母表示） (3)若将钩码的悬挂点由A点移至C点，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则有用功___________额外功___________，杠杆的机械效率将___________。（均填“变大”“变小”或“不变”） (4)将三个相同的钩码悬挂在A点匀速提高相同高度时，该杠杆的机械效率为，则___________（选填“>”、“＜”或“=”）。 【题型8 】 42．某同学用滑轮组提升4N的物体，绳子自由端竖直移动的距离和物体上升的高度随时间变化的关系分别如图线a、b所示。已知动滑轮重0.8N，滑轮组的机械效率为80%，则在0~3s的时间内（     ） A．绳子自由端移动的速度为0.1m/s B．滑轮组的有用功为2.4J C．滑轮组的额外功为0.24J D．该同学对绳子自由端的拉力为2.5N 43．如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，内使物体匀速上升，提升过程中拉力的功率为。已知物体重，该工人重。关于该过程，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（     ） A．动滑轮重 B．工人做的有用功为 C．绳子自由端移动的距离为 D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为93.3% 44．重的工人用如图甲所示的滑轮组和箱子将建材匀速运送到一定高度，该滑轮组的机械效率与所提升建材的重力的关系如图乙所示，已知箱子的重力为。若忽略绳子的重力和摩擦力，绳子不会断，则下列有关说法中不正确的是（     ） A．该滑轮组中动滑轮的重力为 B．当该滑轮组的机械效率为60%时，所提升建材的重力为 C．工人用该滑轮组最多可提升的建材 D．工人用该滑轮组提升重物时，机械效率最高可达65.2% 45．如图，小明在劳动实践基地使用动滑轮搬运重为1000N的物体A，使物体A在水平地面上向左匀速直线运动1m，若作用在绳端的水平拉力F=50N，地面对物体A的摩擦力为80N，则利用动滑轮做的有用功为__________J、总功为__________J，动滑轮的机械效率为__________。 46．如图所示，用拉力将物体A匀速提升0.5 m，做功为3 J；若借助滑轮组，用拉力把物体A匀速提升相同高度，滑轮组的机械效率为75%，不计绳重和摩擦，物体A的重为__________N，拉力做的功为__________J，因使用滑轮组产生的额外功为__________J，动滑轮的重为__________N。 47．使用如图所示的滑轮组，匀速提升质量为700kg的物体。（g取10N/kg）求： (1)若绳的自由端向下拉动6m，滑轮组做的有用功； (2)若滑轮组的机械效率为70%，对滑轮组做功的总功率是5kW，重物上升的速度多大； (3)在（2）的条件下，若克服摩擦和绳重做的额外功为总功的，求动滑轮的总重。 48．如图所示，重550N的工人站在水平地面上用滑轮组提起重760N的货物，货物匀速上升2m用的时间为10s，提升过程中工人的拉力为400N，提升过程中不计绳重和摩擦。求： (1)在这次提升过程中，工人的拉力的功率； (2)在这次提升过程中，滑轮组的机械效率； (3)该工人用这个滑轮组能提升的最大物重。 49．【2026世界机器人大赛·“具身智能挑战赛——太空探索”赛项】某参赛队设计了一套“月面物资提升装置”，其原理如图所示。一辆质量为6kg的电动月球车停在粗糙的水平月面模拟场上，车轮与地面间的滚动摩擦力恒为40N；质量为4kg的物资舱悬挂在动滑轮下方。比赛开始后，月球车在牵引力作用下向右匀速行驶，物资舱以0.2m/s的速度沿竖直方向匀速上升。已知定滑轮、动滑轮的质量均为1kg，不计绳重及细绳与滑轮间的摩擦，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)滑轮组的机械效率； (3)玩具电动月球车牵引力的功率P。 【题型9 】 50．斜面底端A点到斜面上B点的距离L为120cm，B点距水平地面高度h为30cm。沿斜面向上用0.8N的拉力F将重为2N的木块从A点匀速拉到B点，用时3s。这段过程中拉力F做的功为W，功率为P，斜面的机械效率为η，木块在该斜面上受到的滑动摩擦力为f。下列说法中（　　 ） ①W=0.8J  ②P=0.32W  ③η=62.5%  ④f=0.8N A．只有②③正确 B．只有①②④正确 C．只有③④正确 D．只有①③④正确 51．如图甲所示，工人用推力F将重为1000 N的箱子沿斜面推至水平车厢中，斜面长3 m、高1.5 m，F始终与箱子运动方向相同。箱子运动路程随时间变化关系如图乙所示，推力F随时间变化关系如图丙所示。下列分析正确的是（　　） A．0~10 s内，推力做的功为1500 J B．0~10 s内，箱子所受摩擦力为100 N C．斜面的机械效率为75% D．10~20 s内，重力做功且功率为80 W 52．如图所示，工人把重为200N带轮子的箱子推到平台高处，A、C、H分别是箱子在三段路面的起点，箱子经过AB、CF、HK路段时均做匀速直线运动，且所受推力方向与所在路面平行。下表记录了箱子在三个路段所受推力大小和运动时间的数据。已知：AB＝CF，BC＝FH，HK＝2m，FG＝1.3m，忽略箱子体积。下列说法正确的是（　　） 路段 AB CF HK 推力/N 10 117 10 时间/s 13 20 12 A．工人推力在AB段做功20J B．工人推力在AB段与HK段做功的功率之比为3∶6 C．工人推箱子在CF段做功过程的机械效率为82.5% D．箱子在CF段运动时所受摩擦力为17N 53．如图所示是两个粗糙程度完全相同的斜面，AB长5 m，斜面高2 m。用大小为400 N的拉力沿斜面AB将重600 N的物体匀速拉至顶端，则有用功为___________J，机械效率为___________%，物体在斜面AB匀速运动时受到的摩擦力为___________N。如果用拉力沿斜面AC将同一物体匀速拉至斜面顶端，则___________（选填“>“”=”或“<”）。 54．如图所示，某装卸工人利用斜面将一个重600N的物体匀速拉到货车上，物体受到斜面的摩擦力为160N，拉动的距离s为4.5m，提升高度h为1.8m，则此过程中有用功为___________J，拉力做的功为____________J，拉力大小为____________N。根据以上数据可知，斜面是一个____________（选填“省力”“省距离”或“省功”）的机械。 55．一辆质量为3000kg的汽车沿着长5.4km的盘山公路匀速行驶，当它从山脚行驶到高为0.5km的山顶时，耗时15min，汽车发动机的牵引力为4000N。求： (1)盘山公路相当于简单机械中的______，使用它的好处是______。 (2)汽车发动机牵引力做功的功率； (3)汽车发动机的机械效率。（取） 56．斜面是一种简单机械，盘山公路通过延长路程把陡坡分解为多个缓坡段，让汽车爬坡更省力。可将盘山公路近似作为斜面处理。如图所示，小明驾车以10m/s的速度匀速向上行驶，汽车的总质量为1.2×103kg，汽车行驶时的功率恒为40kW，经过10分钟后上升的竖直高度为600m。（）求： (1)汽车所受的重力。 (2)该过程汽车的有用功。 (3)该过程汽车的总功。 (4)斜面的机械效率。 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03 机械效率 【苏科版（2024）： 九年级上册】 题型归纳 【题型1 有用功和额外功】 1 【题型2 机械效率的定义】 5 【题型3 机械效率的大小比较】 7 【题型4 机械效率的简单计算】 10 【题型5 影响机械效率大小的因素】 16 【题型6 测量滑轮组的机械效率】 19 【题型7 测量斜面/杠杆的机械效率】 27 【题型8 滑轮、滑轮组机械效率的计算】 32 【题型9 斜面机械效率的计算】 38 【题型1 】 1．小明要将两箱书搬上楼，有图示两种方法：一是把两箱书一起搬上楼；二是先搬一箱书上楼，再搬剩下的一箱。假设他上楼的速度相同，则用这两种方法搬书的过程中（　　） A．人做的有用功相同 B．人做的额外功相同 C．人做的总功相同 D．第一种方法比第二种方法机械效率低 【答案】A 【详解】有用功是克服书的重力做功，根据公式可知两种方法人做的有用功是相同的；这里的额外功是克服人自身重力做的功，第一种方法人只上楼1次，第二种方法人需要上楼2次，楼的高度相同，根据可知，第二种方法的额外功是第一种的2倍；总功是有用功加额外功，因此第二种方法总功更大；根据机械效率公式可知，第一种方法的机械效率更高。故选A。 2．下列说法中正确的是（     ） A．机械效率越大，说明做功越快 B．机械效率是反映机械性能的物理量 C．所做的有用功越大，机械效率越大 D．有用功与额外功的比值越大，功率越大 【答案】B 【详解】A．机械效率描述的是能量利用率，做功快慢是功率的物理意义，二者没有必然联系，故A错误； B．机械效率体现了机械工作时有用功的占比高低，是反映机械性能优劣的重要物理量，故B正确； C．机械效率由有用功和总功共同决定，仅知道有用功大，若总功也很大，则机械效率不一定大，故C错误； D．有用功与额外功的比值越大，只能说明有用功在总功中占比越高，机械效率越大，和描述做功快慢的功率没有关联，故D错误。 故选B。 3．如图所示，工人把一块长4m的木板搭在高1.2m的车尾（衔接部分忽略不计），把重500N的木箱从底端匀速推到车厢，所施加推力为200N，下列说法正确的是（     ） A．使用斜面的目的是省功 B．工人做的总功为600 J C．工人做的额外功为200 J D．若工人将木箱加速推上车，则所做的有用功变大 【答案】C 【详解】木箱上升时克服重力所做的有用功 推力沿斜面移动所做的总功 克服摩擦等阻力所做的额外功 A．根据功的原理，使用斜面可以省力，但不能省功，故A错误； B．由上述计算可知，总功为800J，600J是有用功，故B错误； C．额外功为总功与有用功之差，计算结果为200J，故C正确； D．木箱的重力和上升高度不变，即使加速推上车，有用功仍为600J，故D错误。 故选C。 4．为方便残疾人上下台阶，一些公共场所设计了专用通道（斜面）；沿通道上台阶和直接上台阶比较，可以___________（选填“省力”或“省功”），若将重600N的小车沿8m长的斜面推上1.2m高的平台，沿斜面所用的推力为150N，在此过程中有用功为___________J；斜面的机械效率为___________。小车与斜面之间的摩擦力大小为___________N。 【答案】 省力 720 60% 60 【详解】根据功的原理，使用任何机械都不能省功，斜面是省力机械，费距离但可以省力； 有用功是克服物体重力做的功 推力做的总功 机械效率 额外功是克服斜面摩擦力做的功 则摩擦力 5．用如图1所示的动滑轮，先后将两个不同重物在相同时间内匀速提升相同高度，两次做功的情况如图2所示。不计绳重和摩擦，则先后两次提升重物的重力之比G1：G2=________；先后两次提升重物的总功率之比P1：P2=________。 【答案】 9：7 6：5 【详解】不计绳重和摩擦，第一次提升重物的机械效率为 解得； 第二次提升重物的机械效率为 解得； 则先后两次提升重物的重力之比 提升重物的机械效率为，则提升重物所做的总功为， 则第一次提升重物所做的总功为 则第二次提升重物所做的总功为 不计绳重和摩擦，提升重物时克服动滑轮重所做的功相同，即额外功相同，先后两次提升重物的时间相同，根据可得，先后两次提升重物的总功率之比 6．如图所示，斜面长，高，工人用沿斜面方向的力把重的木箱匀速推到车上，求： (1)推力对木箱做的功； (2)斜面的机械效率； (3)斜面对木箱的摩擦力。 【详解】（1）推力做的总功 （2）克服重力做的有用功 斜面的机械效率 （3）克服摩擦力做的额外功 由得斜面对木箱的摩擦力 7．建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为200N的建材从地面匀速送到6m高处，所用拉力为125N，时间为10s，不计绳重和摩擦。求： (1)工人做的有用功； (2)工人做的额外功； (3)工人做功的功率。 (4)此过程中该装置的机械效率； (5)现在工人用该装置拉重为450N的建材，此时该装置的机械效率。 【详解】（1）建材匀速上升，有用功为克服建材重力做的功，工人做的有用功 （2）由图可知，承担物重的绳子段数，绳子自由端移动距离 工人做的总功为 额外功为 （3）工人做功的功率 （4）该过程的机械效率 （5）不计绳重和摩擦，由拉力可得，动滑轮重力为 改拉建材，机械效率 【题型2 】 8．关于机械效率，下列说法中正确的是（     ） A．机械效率越高，做功就越快 B．机械做功越多，机械效率就越高 C．额外功越少，机械效率越高 D．总功一定时，额外功越少，机械效率越高 【答案】D 【详解】A．机械效率高低代表能量利用比例，和做功快慢（功率）无关，故A错误； B．做功多，即总功大，但不知道有用功多少，效率不一定高；若有用功占总功的比例很低，机械效率也会很低，故B错误； C．额外功少，但如果有用功也很小，有用功占总功的比值不一定高，机械效率不一定高，故C错误； D．总功一定，额外功越少，则有用功越多，有用功占总功的比值越高，机械效率就越高，故D正确。 故选D。 9．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．做功快的机械，功率一定大 C．效率高的机械，有用功一定大 D．做功多的机械，机械效率一定高 【答案】B 【详解】A．由公式可知，做功多少由功率和做功时间共同决定，仅功率大无法确定做功一定多，故A错误； B．功率是表示做功快慢的物理量，做功快的机械功率一定大，故B正确； C．由可知，有用功大小由机械效率和总功共同决定，仅效率高无法确定有用功一定大，故C错误； D．机械效率是有用功和总功的比值，做功多如果其中额外功占比很高，有用功占比反而低，机械效率也会很低，故D错误。 故选B。 10．在一次搬运训练中，甲和乙分别用不同方法搬相同的重物。已知甲的机械效率比乙高，下列说法正确的是（     ） A．甲在相同时间内输出的总功比乙多 B．甲做的有用功比乙做的有用功多 C．甲做的额外功比乙做的额外功少 D．甲做的有用功在总功中所占的比例比乙做的有用功在总功中所占的比例大 【答案】D 【详解】A．甲的机械效率高，说明甲所做的有用功与总功更接近，但总功不一定更大，故A错误； B．有用功的大小由重物重力和提升高度共同决定，没有限定总功或做功的具体情境，仅靠机械效率高无法得出甲的有用功更多的结论，故B错误； C．额外功，总功大小未知，无法比较额外功多少，故C错误； D．机械效率的物理意义就是有用功占总功的比例，甲的机械效率更高，因此甲的有用功在总功中占比更大，故D正确。 故选D。 11．如图所示，超市购物时，小明用沿斜面向上150N的推力，将总重为500N的小车匀速推到斜面顶端。已知斜面高1.2m，长5m。此过程中小明推力做功为___________J；该斜面的机械效率为___________；日常生活中人们利用斜面___________（选填“可以”或“不可以”）省功。 【答案】 750 80% 不可以 【详解】推力做的总功为 克服小车重力做的有用功为 斜面的机械效率为 由功的原理可知，使用任何机械都不省功，故利用斜面不可以省功。 12．如图所示是加油站里常见的“静电释放器”，这属于_______（选填“利用静电”或“防止静电的危害”），静电在生活中也有有用的地方，举出一个应用静电的例子______；未来由于科技的发展，机械效率______（选填“可以”或“不可以”）达到100%。 【答案】 防止静电的危害 静电除尘 不可以 【详解】[1]人体与衣物摩擦会积累静电，加油站环境中存在易燃易爆的汽油蒸气，静电放电可能引发爆炸。静电释放器的作用是将人体携带的静电导走，避免静电引发危险，因此属于防止静电的危害。 [2]静电可以被人类利用，常见的应用例子有静电除尘、静电复印、静电喷涂等。 [3]使用任何机械时，都不可避免要克服机械自重、机械部件间的摩擦等做额外功，总功一定大于有用功，因此机械效率一定小于100%。因此机械效率不可以达到100%。 【题型3 】 13．小明用如图所示的滑轮组将同一物体匀速提高到相同高度，若所有滑轮均相同，绳重及摩擦忽略不计，绳子自由端的拉力分别为、，滑轮组的机械效率分别为、、下列关系正确的是（     ） A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【详解】所有滑轮均相同，绳重及摩擦忽略不计，由图可知，甲图承担物重的绳子股数，乙图承担物重的绳子股数；设物重为，动滑轮重为，由可得，，故。 机械效率 因和相同，故。故选A。 14．下列关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是（     ） A．做功快的机械，其功率一定大 B．省力的机械比费力的机械效率大 C．功率大的机械比功率小的机械做功多 D．机械做功时，做的有用功越多，机械效率越大 【答案】A 【详解】A．功率是表示做功快慢的物理量，做功快的机械功率一定大，故A正确； B．机械效率公式为，其大小与机械是否省力无关联，故B错误； C．由功的计算公式可知，做功总量由功率和做功时间共同决定，仅功率大无法确定做功更多，故C错误； D．由可知，机械效率由有用功与总功的比值决定，仅有用功多无法确定机械效率更大，故D错误。 故选A。 15．某人将一箱书搬上楼，可以有两种方法：一是把所有的书一起搬上楼；二是先搬一部分上楼，再搬剩下的部分。假设他上楼的速度相同，第一种方法搬书的功率为P1，效率为η1，第二种方法搬书的功率为P2，效率为η2，用这两种方法搬书的有用功分别为W1、W2，则（　　） A．W1＝W2，η1＞η2 B．P1＞P2，W1＜W2 C．P1＜P2，η1＜η2 D．P1＞P2，η1＝η2 【答案】A 【详解】两种方法的目的都是把同一箱书搬到楼上，书的总重力不变，上升的高度h不变，由可知，两种方法搬书的有用功相等，即 额外功是克服人自身重力做的功，第一种方法搬书时，人只上一次楼，额外功 第二种方法搬书时，人上两次楼，额外功 所以 又，所以两种方法搬书的总功 由机械效率可知，相同，，所以 因上楼的速度相同，第一次搬书多，用的向上的力大，由可知。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 16．如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知，则施加的力_________，拉力做功的功率_________，斜面的机械效率_________（均选填“>”、“<”或“=”）。 【答案】 < < = 【详解】因斜面光滑，由功的原理可知，同一物体重力与提升高度均相同，又，故； 因物体运动速度相同，由功率公式可知，，故； 因斜面光滑，额外功为0，总功等于有用功，由机械效率公式可知，两斜面机械效率相等，故 17．如图，甲、乙分别表示A、B两机械某次工作时的有用功和额外功的关系，则A的机械效率为________；A、B的机械效率大小关系为________；总功的大小关系为________（后面两空选填“<”、“>”或“=”）。 【答案】 25% ＜ = 【详解】A的总功为 A的机械效率为 B的总功为 故 B的机械效率为 即 【题型4 】 18．某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图线b所示，已知物体的质量为，所用动滑轮的质量为，绳子自由端的拉力F为，g取。在0～2 s的过程中，下列说法中正确的是（     ） A．拉力F的功率为 B．额外功为 C．滑轮组的机械效率小于90% D．绳子自由端移动速度为物体上升速度的3倍 【答案】C 【详解】A．由图线a可知，在0～2 s的过程中，绳子自由端移动的距离为 拉力做的总功为 拉力做功的功率为 故A错误； B．物体的质量为，则物体的重力为 由图线b可知，在0～2s的过程中，物体上升的高度 则提升物体做的有用功为 则额外功为 故B错误； C．滑轮组的机械效率为 故C正确； D．由图线a可知，在0～2 s的过程中，绳子自由端移动的速度为 由图线b可知，在0～2s的过程中，物体上升的速度为 则绳子自由端移动速度为物体上升速度的倍，故D错误。 故选C。 19．某起重机提升重为3000 N的物体，图为起重机做功的能量分配图。下列说法正确的是（　　 ） A．物体被提升了 B．起重机的机械效率为30% C．起重机做的有用功为 D．按照技术规程保养起重机，机械效率不变 【答案】C 【详解】如图，有用功占比70%，即机械效率为70%，由图可知额外功 ，额外功占比 则总功 有用功 物体提升高度 按照技术规程保养起重机，可减小摩擦，减小额外功，在有用功一定时，总功减小，由 可知机械效率变大。 故ABD错误；C正确。 故选C。 20．如图所示，用滑轮组将一个重为90 N的物体从地面匀速提升到9 m高的楼上，所用拉力F为50 N，用时10 s，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（     ） A．动滑轮的重力为60 N B．拉力F做功的功率为45 W C．该次提升，滑轮组的机械效率为90% D．利用该滑轮组提升重物，只改变重物质量，滑轮组的机械效率不变 【答案】C 【详解】A．由图可知，承担物重的绳子股数为，不计绳重和摩擦，动滑轮重力为 故A错误； B．绳子自由端移动的距离为 则拉力做的总功为 则拉力的功率为 故B错误； C．有用功为 则该次提升，滑轮组的机械效率为 故C正确； D．只改变重物质量，则物重改变，有用功也会改变，额外功不变，根据可知，机械效率会改变，故D错误。 故选C。 21．如图甲，遛遛用动滑轮将重物匀速提升1m，滑轮重40N。整个过程中，有用功和额外功的大小如图乙，则物重为______N，绳端的拉力大小为______N，克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的______%。 【答案】 200 125 4 【详解】由图乙可知，有用功 重物被匀速提升的高度 根据有用功的公式变形可得物重 由图乙得额外功 因此总功 该动滑轮承担物重的绳子段数 所以绳子自由端移动的距离 根据总功公式变形可得绳端拉力 克服动滑轮重力做的额外功 总额外功由克服动滑轮重力的功、克服绳重和摩擦的功组成，因此克服绳重和摩擦的额外功 它占总功的百分比为 22．如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是____________；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为1200N，滑轮组的机械效率为75%，则汽车受到的摩擦力为______N。 【答案】 改变力的方向 1800/ 【详解】滑轮B固定在墙面上，位置不变，是定滑轮，定滑轮的作用是改变力的方向； 水平滑轮组中，动滑轮A由2段绳子承担拉力，即，拉汽车脱困时，有用功是克服摩擦力做的功，总功是拉力做的功，且，根据机械效率公式可得 变形得摩擦力 23．一辆无人驾驶汽车在平直的公路上开展测试，匀速行驶了一段距离，该过程用时368 s，汽车动力系统做的总功为，动力系统的机械效率为36%。汽车匀速直线行驶过程中受到的阻力为900 N。求： (1)汽车牵引力做的有用功和功率； (2)汽车行驶的距离； (3)若其他条件不变，汽车动力系统的机械效率提高到40%，行驶相同距离时，可以节省的总功。 【详解】（1）有用功 牵引力的功率 （2）汽车匀速直线行驶，牵引力与阻力平衡 由得行驶距离 （3）行驶距离不变，有用功保持不变。 效率提高后所需总功 节省的总功 24．如图所示，工人师傅要将重为1000N的木箱拉到1.5m高的车厢里，他将一块5m长的木板搁在地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用的拉力将物体从斜面底端匀速拉到车厢里，用时。求： (1)斜面对木箱的摩擦力； (2)该斜面的机械效率； (3)若工人想更省力，换用了一块长的木板搭成斜面（车厢高度不变）。当他用的拉力也能将木箱匀速拉到车厢时，求此时斜面的机械效率。 【详解】（1）工人拉木箱所做的额外功 由得斜面对木箱的摩擦力 （2）斜面的机械效率 （3）换用长的斜面，车厢高度不变则有用功不变，此时拉力做的总功 此时斜面的机械效率 25．港口装载货物时，经常通过斜面将货物拉到甲板上。如图所示，长为6m的斜面固定在水平地面上，工人用250N竖直向下的拉力，10s内将重400N的货物从斜面底端匀速拉到顶端。顶端到地面的高度为3m，不计滑轮的摩擦和绳子的重力。求： (1)拉动货物时所做的有用功； (2)该工人拉动货物时拉力F做功的功率； (3)该机械的机械效率 (4)货物运动时受到的摩擦力大小 【详解】（1）货物沿斜面匀速上升，有用功为克服重力做的功 （2）装置为定滑轮，绳端移动距离等于斜面长度，拉力做总功 拉力做功的功率为 （3）机械效率为有用功与总功的比值 （4）不计滑轮摩擦与绳重，额外功为克服斜面摩擦力的功，为 摩擦力大小为 【题型5 】 26．如图所示，人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。借助辘轳汲水时，下列有关说法正确的是（     ） A．该辘轳是一个费力的杠杆 B．汲水时克服水重做的功是有用功 C．增大转动摇把的速度能提高装置的机械效率 D．使用更重的桶可以提高该装置提水的机械效率 【答案】B 【详解】A．辘轳属于轮轴，是杠杆的变形，动力作用在大轮上、阻力作用在小轴上，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A错误； B．使用机械时，工作目的是提水，因此克服水的重力做的功是对我们有用的有用功，故B正确； C．机械效率是有用功与总功的比值，增大摇把速度只会改变做功的功率，不会改变有用功和额外功的占比，无法提高机械效率，故C错误； D．若使用更重的桶，我们提升桶做的额外功会变多，在有用功不变的情况下，有用功在总功中的占比会降低，机械效率反而减小，故D错误。 故选 B。 27．理解物理概念是学好物理的关键。下列关于功、功率和机械效率的说法，正确的是（     ） A．机械效率越高的机械，表明它做的有用功越多 B．功率越大，做功就越快，机械效率也越大 C．有用功一定，减小额外功，可以提高机械效率 D．做功所花时间越短，功率就越大 【答案】C 【详解】根据机械效率公式、功率公式分析： A．是有用功与总功的比值，总功不确定时，无法由高低判断多少，故A错误； B．功率越大做功越快，但功率与机械效率无关联，机械效率不一定更大，故B错误； C．一定时，减小，总功减小，的分子不变、分母减小，增大，可提高机械效率，故C正确； D．功率由做功大小和做功时间共同决定，仅做功时间短、做功多少不确定时，无法判断功率大小，故D错误。 故选C。 28．如图甲所示，用滑轮组将重为90N的物体匀速提起，图乙是拉力F与绳子自由端移动距离s的关系图像，不计绳重和摩擦。则图乙中阴影部分的面积表示的物理量是______（填“总功”“有用功”或“额外功”），该滑轮组的机械效率为______。将物块质量增大，滑轮组的机械效率将______（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 总功 60% 增大 【详解】纵坐标表示拉力F，横坐标表示绳子自由端移动距离s，由可知，图乙中阴影部分面积表示总功。 由甲图可知承担物重的绳子段数。物体上升高度 有用功 总功 滑轮组的机械效率 不计绳重和摩擦，动滑轮重力不变，物重增大时，有用功在总功中占比增大，故滑轮组的机械效率增大。 29．如图甲，小军用一个动滑轮提着重物向上做匀速直线运动。若不计绳重及摩擦，小军用此装置拉动不同物体匀速上升时，测出拉力和物重的大小后画出二者的关系图像，如图乙，则物重为时，此滑轮的机械效率是_____。当物重一定时，请提出一条提高此滑轮机械效率的措施：__________________________________________________。 【答案】 75% 减小滑轮的重力 【详解】由图乙可知，物重为30N时，拉力 动滑轮绳子自由端移动距离 滑轮的机械效率为 物重一定时有用功不变，减小额外功可提高机械效率，故可减小滑轮的重力。 30．小明实验小组做“测量滑轮组的机械效率”的实验，实验装置如图所示。 (1)小明使用如图装置向上用力使钩码从A处升高到A′处，按照需求完成绕线。 (2)实验时拉力应尽量保持________方向。 (3)请把实验数据记录表填写完整； 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/m 拉力F/N ① 机械效率 1 0.5 ② 表中第一行缺失的数据内容是________。根据实验装置图中信息可知钩码从A处升高到A′处，上升高度h为________m。 (4)根据图甲和实验数据记录表中的数据计算出有用功、总功和机械效率。（写出计算过程，答案保留一位小数） (5)同一套装置，如果要提升机械效率，可采取的方法是：________________________________。 【答案】(1) (2)竖直向上 (3) 绳子自由端移动的距离s/m 0.05 (4)0.025J；0.12J；20.8% (5)增加物重 【详解】（1）由题意可知，向上用力使钩码从A处升高到A′处，需要3股绳承担钩码的重力，据此作图。 （2）小明应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使整个装置处于平衡状态，方便读出拉力的大小。 （3）表中第一行缺失的数据内容是绳子自由端移动的距离s/m； 根据实验装置图中信息可知钩码从A处升高到A′处，上升高度 （4）图甲弹簧测力计每一个大格代表1N，每一个小格代表0.2N，示数为0.8N，即 由图可知， 有用功为 总功为 机械效率为 （5）对同一滑轮组来说，当额外功一定，所挂重物越重，做的有用功越多，有用功占总功的百分比越大，即机械效率越高。 【题型6 】 31．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，实验小组用如图所示的装置进行了实验，实验数据记录如表所示。下列有关此次实验的说法错误的是（     ） 次数 钩码所受的重力G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳自由端移动的距离s/cm 1 2 10 0.8 30 2 4 10 1.5 30 3 6 10 2.2 30 A．实验过程中，应匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上运动 B．提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高 C．提升重物时，对动滑轮做的功是额外功 D．减轻动滑轮重，可以使滑轮组的机械效率达到100% 【答案】D 【详解】A．实验过程中，为了使示数稳定，应匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上运动，故A正确，不符合题意； B．由表格中数据得，当提升的物体的重力为2N时，滑轮组的机械效率为 当提升的物体的重力为4N时，滑轮组的机械效率为 当提升的物体的重力为6N时，滑轮组的机械效率为 说明提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高，故B正确，不符合题意； C．提升重物时，对动滑轮做的功与克服滑轮和绳子间的摩擦力做的功都是额外功，故C正确，不符合题意； D．减轻动滑轮重，由于存在摩擦，滑轮组的机械效率小于100%，故D错误，符合题意。 故选D。 32．如图所示是“测量滑轮组机械效率”的实验装置，钩码总重，实验时要竖直向上匀速拉动测力计，由图可知拉力大小为_______N，若钩码上升的高度为，则测力计向上移动______，该滑轮组的机械效率为______。（结果保留一位小数） 【答案】 2.4 24 【详解】 弹簧测力计的分度值为0.2N，从放大的刻度可以直接读出指针示数为2.4N。 该滑轮组中承担物重的绳子段数，根据滑轮组的距离关系，当钩码上升高度时，测力计向上移动的距离 该滑轮组的机械效率 33．第一小组用几个相同的滑轮来探究定滑轮、动滑轮和滑轮组的机械效率，实验装置如图所示。他们将测得的钩码重、拉力、钩码上升的高度、测力计移动的距离，以及计算出的有用功、总功和机械效率数据一并记入表中： 次序 G/N F/N h/m s/m W有/J W总/J η 1 2 2.1 0.1 0.1 0.2 0.21 95.2% 2 2 1.2 0.1 0.2 0.2 0.24 83.3% 3 2 0.9 0.1 0.3 0.2 0.27 ★ (1)在实验操作中，应沿________方向匀速拉动弹簧测力计； (2)比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是需要克服________多做额外功； (3)表格中数据________，比较实验2、3，这两次实验机械效率不同的主要原因是________不同；（与动滑轮相连绳子的股数/摩擦） (4)在实验2的装置下再加挂一只相同的钩码，装置的机械效率将________（变大/变小/不变）； (5)在实验3中，第二小组的同学用不同的滑轮也组装了如图所示的滑轮组，利用2N的钩码进行多次实验，每次测得的机械效率均大于第一组同学的测量值，不可能的原因有________（选填选项符号）。 A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线上方 B．弹簧测力计每次拉动钩码时均加速上升 C．第二组所使用的动滑轮的重力小于第一组 【答案】(1)竖直 (2)动滑轮的重力 (3) 74.1% 摩擦 (4)变大 (5)B 【详解】（1）实验中沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计时，系统处于平衡状态，此时拉力大小保持稳定，弹簧测力计示数等于拉力大小，符合初中滑轮实验的操作要求。 （2）实验1是定滑轮，几乎不需要克服滑轮自重做额外功；实验2是动滑轮，需要额外提升动滑轮，克服动滑轮重力做额外功，因此机械效率更低。 （3）实验3机械效率 实验2、3的动滑轮相连绳子股数分别为2和3，动滑轮总重、钩码重均相同，额外功差异来自滑轮和轴、绳子间的摩擦，因此机械效率不同的主因是摩擦不同。 （4）同一装置的额外功（克服动滑轮重、摩擦的功）基本不变，增加钩码后有用功占总功的比例提升，因此机械效率变大。 （5）A．弹簧测力计未调零、指针在零刻度线上方，测得的拉力偏小，计算出的总功偏小，机械效率偏大，是可能的原因，故A不符合题意； B．加速拉动钩码时，拉力需要额外提供动力使物体加速，测得的拉力偏大，总功偏大，机械效率会偏小，不可能出现效率更高的结果，故B符合题意； C．动滑轮重力更小，克服动滑轮自重做的额外功更少，机械效率更高，是可能的原因，故C不符合题意。 故选B。 34．某实验小组利用如图装置测算滑轮组的机械效率，所测实验数据如下表。 实验次数 钩码重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 1 2.0 0.1 1.0 0.3 66.7% 2 4.0 0.1 1.8 0.3 74.1% 3 4.0 0.1 1.1 0.5 72.7% 4 6.0 0.1 1.5 0.5 已知图中每个滑轮的重相同，试根据表中实验数据完成下列问题： (1)表中第4次实验所测的机械效率是________。 (2)分析表中第1和第2次实验的数据，可以得到的初步结论是：用同一个滑轮组提升不同的重物时，重物的质量越大，滑轮组的机械效率越________（填“大”或“小”）。 (3)分析表中第2和第3次实验的数据，可知：用不同滑轮组提升相同的重物时，可以通过________（填“增大”或“减小”）动滑轮重的方法，增大滑轮组的机械效率。 【答案】(1)80% (2)大 (3)减小 【详解】（1）第4次实验有用功 第4次实验总功 第4次实验机械效率 （2）这两次实验中，绳端移动距离s与钩码上升高度h的比值均为，说明使用的是同一个滑轮组，钩码重由2.0 N增加到4.0 N，机械效率由66.7%增大到74.1%，故重物质量越大，机械效率越 大。 （3）第2次 ，故对应图甲，动滑轮较少，效率74.1%；第3次 ，故对应图乙，动滑轮较多，效率72.7%。提升相同重物时，动滑轮越重（个数越多），额外功越大，效率越低。所以要提高效率应减小​动滑轮重。 35．同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图所示，实验数据记录如表所示： 实验 序号 钩码重 G/N 钩码上升 高度h/cm 绳端拉力 F/N 绳端移动 距离s/cm 机械效率 1 2 10 1.2 30 55.6% 2 2 20 1.2 60 3 4 10 1.9 30 70.2% 4 4 10 1.3 50 61.5% (1)本实验用到的测量工具有弹簧测力计和___________ ；实验中应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计，第2次实验过程中有用功为___________J，机械效率约为___________（结果精确到0.1%）； (2)分析表中数据可知：第4次实验是用图___________所示装置来完成的； (3)通过比较1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与___________无关 (4)通过比较___________（填序号）两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高； (5)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率___________； (6)根据以上结论和生活经验，不能提高滑轮组的机械效率的是___________ A．使用轻质动滑轮 B．增加所提物体重力 C．给机械加润滑油 D．增加重物上升高度 (7)若实验过程中加速拉动绳子并读出弹簧测力计示数，则测得的机械效率___________ （偏大/准确/偏小）。 【答案】(1) 刻度尺 匀速 0.4 55.6% (2)丙 (3)重物提升高度 (4)1、3 (5)越低 (6)D (7)偏小 【详解】（1）实验需要测量钩码上升高度和绳端移动距离，因此除弹簧测力计外还需要刻度尺； 只有沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计时，拉力大小才等于测力计示数，示数稳定准确。 第2次实验有用功 总功 则机械效率 （2）滑轮组绳端移动距离，第4次实验 即承担物重的绳子段数为5，对应动滑轮更多的丙装置。 （3）1、2次实验使用同一滑轮组、提升重物重力相同，仅钩码上升高度不同，机械效率却相等，说明滑轮组机械效率与重物提升高度无关。 （4）要验证“同一滑轮组提升物体越重，机械效率越高”，需要控制滑轮组和重物提升高度相同、改变物重，符合条件的是1、3两次实验。 （5）3、4次实验提升重物重力相同，实验4的绳端拉力更大，根据受力分析可知，实验4的动滑轮总重更大，而实验4的机械效率更低，可得结论：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低。 （6）由上述结论可知，机械效率与重物上升高度无关，增加重物上升高度无法提高机械效率；轻质动滑轮可以减小额外功的占比、增加物重可以增大有用功的占比、加润滑油减小摩擦即减小额外功的占比，都可以提高机械效率，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 （7）加速拉动绳子时，拉力需要比匀速直线运动时的拉力更大，即测力计示数偏大，则总功偏大，而有用功不变，因此测得的机械效率偏小。 36．在“探究定滑轮和动滑轮特点”实验中。 实验 序号 钩码重 G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm 1 1.0 20.0 0.7 40.0 2 2.0 20.0 1.2 40.0 3 3.0 20.0 1.7 ▲ 4 3.0 40.0 1.7 80.0 (1)图甲中，绳子末端在虚线框中选用________（选填“a”或“b”）的方式进行实验。 (2)图乙中，利用动滑轮提升钩码，正确操作应尽量沿竖直方向________缓慢拉动弹簧测力计，实验数据记录如表格： ①由表中实验数据分析可知，使用动滑轮可以________；第三次实验中，绳自由端移动的距离应该是________cm。 ②根据表中数据推测仅用________（填器材名称），即可完成动滑轮机械效率的测量；4次实验中，该动滑轮机械效率最大值为________（结果精确到0.1％），以下三种提高效率的方法中与此同理的是________ A：鼓励人们拼车出行；B：用新材料减轻汽车重力；C：汽车保持良好润滑 【答案】(1)b (2) 匀速 省力 40 弹簧测力计 88.2% A 【详解】（1）图甲是定滑轮，定滑轮的使用方法是绳子一端挂钩码，另一端用弹簧测力计的挂钩钩住绳端、沿竖直向下方向拉（使用前先将弹簧测力计倒过来校零），对应图中的操作方式；是用手拉住弹簧测力计的拉环、挂钩朝下，弹簧测力计受力情况是，受到向上绳子的拉力(大小等于钩码重)，向下的重力和手的向下拉力。这时弹簧测力计测量的是手向下的拉力，大小等于绳子自由端的拉力与测力计的重力之差，测量值比真实值偏小些。 （2）使用动滑轮提升钩码时，需要沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，拉力大小才等于弹簧测力计的示数。 对比表格中钩码重力和拉力的数值，拉力始终小于钩码重力，说明使用动滑轮可以省力；动滑轮的特点是绳端移动距离，第三次实验钩码上升高度为，因此绳端移动距离为。 动滑轮的机械效率公式为，而动滑轮满足，代入后公式可简化为，因此只需要用弹簧测力计测出和，就可以算出机械效率，不需要额外的刻度尺；根据公式计算4次实验的机械效率，第1次 第2次 第3、4次 因此最大值为。 本次实验中，动滑轮的额外功主要来自动滑轮自重，提升的钩码越重，有用功占总功的比例就越高，机械效率越高，本质是通过增加有用功的占比来提升效率；拼车出行，是在额外消耗（车辆自身运行的损耗）固定的情况下，增加承载的有用人数，提升资源利用率，和该原理一致；减轻汽车重力、保持良好润滑，都是直接减小额外功来提升效率，故选A。 【题型7 】 37．用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.2m，测力计移动的距离为0.6m，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，则下列说法正确的是（     ） A．拉力对杠杆做的额外功为0.2J B．匀速竖直拉动过程中弹簧测力计示数先变小后变大 C．若将钩码从A点移到B点，用同样的方式将钩码提升0.2m，则机械效率降低 D．若将弹簧测力计从端点移到B点，用同样的方式将钩码提升0.2m，则机械效率不变 【答案】D 【详解】A．由图可知弹簧测力计分度值为0.1N，示数，有用功 总功 额外功，故A错误； B．竖直向上匀速拉动杠杆时，阻力（钩码重力）、动力臂和阻力臂的比值始终不变，根据杠杆平衡条件，弹簧测力计的示数保持恒定，故B错误； C．将钩码从A点移到B点，阻力臂变大，提升相同高度时杠杆转过的角度变小，杠杆重心上升高度变小，额外功变小，有用功 保持不变，总功变小，由可知机械效率变大，故C错误； D．将弹簧测力计从端点移到B点，钩码位置不变，提升相同高度时杠杆转过的角度不变，杠杆重心上升高度不变，额外功不变，有用功 不变，总功不变，由可知机械效率不变，故D正确。 故选D。 38．某科技小组测量斜面的机械效率，如图所示。在斜面上将一个重的物体拉到高处，物体沿斜面向上匀速直线运动时受到的摩擦力为，已知为，为，则沿斜面向上的拉力大小是________N，克服物体重力做的功是________J，斜面的机械效率是________。 【答案】 2 0.96 【详解】克服重力做的有用功 斜面的额外功是克服摩擦力做的功，则额外功 拉力做的总功等于有用功加额外功 则拉力 斜面的机械效率是 39．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； 小明用弹簧测力计测木块的重力，如图甲所示； 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匀速向上拉木块，收集到表中的实验数据： 斜面倾斜程度 木块重力G/N 斜面高度h/m 斜面长s/m 沿斜面拉力F/N 较缓 5 0.2 1 2 较陡 5 0.3 1 2.6 (1)比较表中木块重力G和拉力F的大小，得出使用斜面时________（填“能”或“不能”）省力；斜面长度相同时，斜面高度越小越________（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________（填“左”或“右”）移； (3)从收集的实验数据可以推断，斜面机械工作时，额外功是克服________（选填“重力”“摩擦力”或“压力”）所做的功；斜面倾斜程度越________，机械效率越高。 【答案】(1) 能 省力 (2)右 (3) 摩擦力 陡 【详解】（1）实验中，由表格数据可知拉力F小于物体所受的重力，说明使用斜面时能省力。 斜面长度相同时，斜面高度越小，斜面越平缓，拉力越小，说明越省力。 （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要向右移动，斜面的倾斜角变小，倾斜程度变小。 （3）运用斜面搬重物，克服重力做功是有用功，拉力做的功是总功，不可避免的摩擦力做功，是额外功，压力与物体运动的路程垂直，不做功。 斜面较缓时，斜面的机械效率为 斜面较陡时，斜面的机械效率为 故斜面倾斜程度越陡，机械效率越高。 40．小明在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关”的活动中，提出了以下猜想： A．同一个斜面，所推的物体越重，机械效率越高； B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。 为了验证猜想，小明用木板搭成了如图所示的装置进行探究，记录数据如下表： 实验次数 斜面倾角 物重 拉力 斜面高度 斜面长度 有用功 总功 斜面机械效率 1 3 2.5 0.6 1.2 1.8 3 60% 2 5 3.8 0.6 1.2 3 4.56 3 3 2.8 0.8 1.2 2.4 3.36 71% (1)在实验过程中，应沿斜面向上______拉动木块； (2)第2次实验中斜面的机械效率_______（结果保留整数）； (3)对比实验1、2的数据可以用来验证猜想______（填字母序号）；细心的小明发现第2次实验中的额外功大于第1次实验中的额外功，你认为可能的原因是______；第1次实验中物块与斜面间的摩擦力是______N； (4)对比实验______的数据可以用来验证小明提出的另一个猜想。 【答案】(1)匀速直线 (2)66% (3) A 物体对斜面的压力变大，摩擦力增大。 1 (4)1、3 【详解】（1）实验时要沿斜面向上匀速直线拉动木块，此时拉力大小恒定，弹簧测力计示数稳定。 （2）第 2 次实验机械效率 （3）实验 1、2 斜面倾角相同，物体重力不同，验证猜想A； 额外功是克服摩擦力做的功，物体越重，斜面受到的压力越大，滑动摩擦力越大，所以额外功更大。 第 1 次实验： 由得，摩擦力 （4）验证猜想 B（斜面倾斜程度），要控制物重相同，改变倾角，故选实验1、3。 41．某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。 (1)本次实验中，若提升的钩码重一定，不计装置的摩擦，则影响杠杆机械效率的主要因素是____________________________。 (2)该杠杆机械效率的表达式是______________________。（用题中给出的字母表示） (3)若将钩码的悬挂点由A点移至C点，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则有用功___________额外功___________，杠杆的机械效率将___________。（均填“变大”“变小”或“不变”） (4)将三个相同的钩码悬挂在A点匀速提高相同高度时，该杠杆的机械效率为，则___________（选填“>”、“＜”或“=”）。 【答案】(1)杠杆自身的重力 (2) (3) 不变 变小 变大 (4)＞ 【详解】（1）实验中不考虑摩擦时，额外功主要来自克服杠杆自身重力做的功，在钩码重一定、有用功固定的情况下，杠杆自重是影响额外功多少、进而影响机械效率的核心因素。 （2）杠杆的有用功是提升钩码做的功 弹簧测力计拉力做的功 根据机械效率定义有 （3）物重G不变，将钩码从A移到C，将钩码提升相同高度时，有用功不变；杠杆自身重心上升的高度会变小，即克服杠杆自重做的额外功变少，在有用功不变的情况下，有用功在总功中的占比提升，因此机械效率变大。 （4）悬挂三个相同钩码时，提升相同高度，有用功变大，但克服杠杆自重的额外功大小几乎不变，有用功在总功中的占比提升，因此机械效率变大，即。 【题型8 】 42．某同学用滑轮组提升4N的物体，绳子自由端竖直移动的距离和物体上升的高度随时间变化的关系分别如图线a、b所示。已知动滑轮重0.8N，滑轮组的机械效率为80%，则在0~3s的时间内（     ） A．绳子自由端移动的速度为0.1m/s B．滑轮组的有用功为2.4J C．滑轮组的额外功为0.24J D．该同学对绳子自由端的拉力为2.5N 【答案】D 【详解】由图像可知，在 的时间内，物体上升的高度 ，绳子自由端移动的距离 。 A．滑轮组承担物重的绳子段数 绳子自由端移动的速度 ，故A不符合题意； B．滑轮组的有用功 ，故B不符合题意； C．滑轮组的总功 滑轮组的额外功 ，故C不符合题意； D．该同学对绳子自由端的拉力 ，故D符合题意。 故选D。 43．如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，内使物体匀速上升，提升过程中拉力的功率为。已知物体重，该工人重。关于该过程，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（     ） A．动滑轮重 B．工人做的有用功为 C．绳子自由端移动的距离为 D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为93.3% 【答案】D 【详解】AC．由图可知，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 不计绳重和摩擦，由 可得动滑轮重，故AC错误； B．工人做的有用功，故B错误； D．工人站在地面上向下拉绳子，最大拉力 提升的最大物重 最大机械效率，故D正确。 故选D。 44．重的工人用如图甲所示的滑轮组和箱子将建材匀速运送到一定高度，该滑轮组的机械效率与所提升建材的重力的关系如图乙所示，已知箱子的重力为。若忽略绳子的重力和摩擦力，绳子不会断，则下列有关说法中不正确的是（     ） A．该滑轮组中动滑轮的重力为 B．当该滑轮组的机械效率为60%时，所提升建材的重力为 C．工人用该滑轮组最多可提升的建材 D．工人用该滑轮组提升重物时，机械效率最高可达65.2% 【答案】D 【详解】A．由图乙可知，当时，，根据，箱子和动滑轮的总重为 所以动滑轮的重力为，故A正确； B．当该滑轮组的机械效率为60%时，提升物体的重力为，故B正确； C．如图甲，绳子段数为，当绳子拉力等于工人的重力750N时，提升的建材重力最大，此时根据，最多提升建材的重力为，故C正确； D．根据，当提升重物的重力越大，机械效率越高，所以当提升物体的重力为1100N时，最大机械效率为，故D错误。 本题选择错误的，故选D。 45．如图，小明在劳动实践基地使用动滑轮搬运重为1000N的物体A，使物体A在水平地面上向左匀速直线运动1m，若作用在绳端的水平拉力F=50N，地面对物体A的摩擦力为80N，则利用动滑轮做的有用功为__________J、总功为__________J，动滑轮的机械效率为__________。 【答案】 80 100 80% 【详解】利用动滑轮做的有用功为 物体A移动1m，绳子自由端移动的距离为 则总功为 动滑轮的机械效率为 46．如图所示，用拉力将物体A匀速提升0.5 m，做功为3 J；若借助滑轮组，用拉力把物体A匀速提升相同高度，滑轮组的机械效率为75%，不计绳重和摩擦，物体A的重为__________N，拉力做的功为__________J，因使用滑轮组产生的额外功为__________J，动滑轮的重为__________N。 【答案】 6 4 1 2 【详解】物体匀速提升时，重力与拉力大小相等，物体的重力为 滑轮组提升物体时，所做的有用功为 由机械效率可求拉力所做的总功为 滑轮组产生的额外功为 不计绳重和摩擦，额外功用于提升动滑轮，动滑轮的重力为 47．使用如图所示的滑轮组，匀速提升质量为700kg的物体。（g取10N/kg）求： (1)若绳的自由端向下拉动6m，滑轮组做的有用功； (2)若滑轮组的机械效率为70%，对滑轮组做功的总功率是5kW，重物上升的速度多大； (3)在（2）的条件下，若克服摩擦和绳重做的额外功为总功的，求动滑轮的总重。 【详解】（1）由图知，绳端移动，物体上升的高度为 物体的重力为 则滑轮组做的有用功为 （2）滑轮组做功的总功为 总功率，滑轮组做功的时间为 则重物上升速度 （3）滑轮组做的额外功为 克服摩擦和绳重所做的额外功为 克服动滑轮重做的额外功为 则动滑轮的总重为 48．如图所示，重550N的工人站在水平地面上用滑轮组提起重760N的货物，货物匀速上升2m用的时间为10s，提升过程中工人的拉力为400N，提升过程中不计绳重和摩擦。求： (1)在这次提升过程中，工人的拉力的功率； (2)在这次提升过程中，滑轮组的机械效率； (3)该工人用这个滑轮组能提升的最大物重。 【详解】（1）由图可知，承担动滑轮绳子为2段，因此绳子自由端移动距离 拉力做的总功 拉力的功率 （2）提升货物做的有用功 机械效率 （3）不计绳重和摩擦，根据，可得动滑轮的重力 工人站在地面上，能施加的最大拉力等于自身重力（拉力超过体重时工人会被绳子拉起脱离地面），即最大拉力 最大物重 49．【2026世界机器人大赛·“具身智能挑战赛——太空探索”赛项】某参赛队设计了一套“月面物资提升装置”，其原理如图所示。一辆质量为6kg的电动月球车停在粗糙的水平月面模拟场上，车轮与地面间的滚动摩擦力恒为40N；质量为4kg的物资舱悬挂在动滑轮下方。比赛开始后，月球车在牵引力作用下向右匀速行驶，物资舱以0.2m/s的速度沿竖直方向匀速上升。已知定滑轮、动滑轮的质量均为1kg，不计绳重及细绳与滑轮间的摩擦，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)滑轮组的机械效率； (3)玩具电动月球车牵引力的功率P。 【详解】（1）由题意可知，物体5s内上升的高度 物资舱受到的重力 滑轮组在5s内做的有用功 （2）由题图可知，动滑轮由2段绳子承担，绳子自由端移动的距离 动滑轮的重力 不计绳与滑轮间的摩擦，可得绳子的拉力 总功 滑轮组的机械效率 （3）电动月球车在牵引力作用下向右匀速行驶，根据二力平衡可知， 电动月球车的速度 电动月球车的牵引力的功率 【题型9 】 50．斜面底端A点到斜面上B点的距离L为120cm，B点距水平地面高度h为30cm。沿斜面向上用0.8N的拉力F将重为2N的木块从A点匀速拉到B点，用时3s。这段过程中拉力F做的功为W，功率为P，斜面的机械效率为η，木块在该斜面上受到的滑动摩擦力为f。下列说法中（　　 ） ①W=0.8J  ②P=0.32W  ③η=62.5%  ④f=0.8N A．只有②③正确 B．只有①②④正确 C．只有③④正确 D．只有①③④正确 【答案】A 【详解】斜面的长 拉力做的总功，故①错误； 拉力的功率，故②正确； 斜面的高，有用功是克服物体重力做的功， 机械效率，故③正确； 额外功是克服滑动摩擦力做的功， 由得，故④错误。 综上只有②③正确，选A。 51．如图甲所示，工人用推力F将重为1000 N的箱子沿斜面推至水平车厢中，斜面长3 m、高1.5 m，F始终与箱子运动方向相同。箱子运动路程随时间变化关系如图乙所示，推力F随时间变化关系如图丙所示。下列分析正确的是（　　） A．0~10 s内，推力做的功为1500 J B．0~10 s内，箱子所受摩擦力为100 N C．斜面的机械效率为75% D．10~20 s内，重力做功且功率为80 W 【答案】B 【详解】A．由图乙可知0~10s内箱子在斜面上运动的路程，由图丙可知，此过程中推力，0~10s内，推力做的功，故A错误； B．0~10s内，有用功 额外功 箱子所受摩擦力，故B正确； C．斜面的机械效率，故C错误； D．10~20s内箱子在水平车厢运动，重力方向竖直向下，箱子运动方向为水平，重力方向和运动方向垂直，因此重力不做功，功率为0，故D错误。 故选B。 52．如图所示，工人把重为200N带轮子的箱子推到平台高处，A、C、H分别是箱子在三段路面的起点，箱子经过AB、CF、HK路段时均做匀速直线运动，且所受推力方向与所在路面平行。下表记录了箱子在三个路段所受推力大小和运动时间的数据。已知：AB＝CF，BC＝FH，HK＝2m，FG＝1.3m，忽略箱子体积。下列说法正确的是（　　） 路段 AB CF HK 推力/N 10 117 10 时间/s 13 20 12 A．工人推力在AB段做功20J B．工人推力在AB段与HK段做功的功率之比为3∶6 C．工人推箱子在CF段做功过程的机械效率为82.5% D．箱子在CF段运动时所受摩擦力为17N 【答案】D 【详解】由图可知斜面倾角为， 为高度，，则 则 A．AB段工人做的功，故A错误； B．AB段工人的功率 HK段工人做功 HK段工人的功率 ，故B错误； C． 段总功 有用功 机械效率，故C错误； D．额外功 摩擦力，故D正确。 故选D。 53．如图所示是两个粗糙程度完全相同的斜面，AB长5 m，斜面高2 m。用大小为400 N的拉力沿斜面AB将重600 N的物体匀速拉至顶端，则有用功为___________J，机械效率为___________%，物体在斜面AB匀速运动时受到的摩擦力为___________N。如果用拉力沿斜面AC将同一物体匀速拉至斜面顶端，则___________（选填“>“”=”或“<”）。 【答案】 1200 60 160 < 【详解】匀速拉动过程中做的有用功为 拉力做的总功为 则斜面的机械效率为 克服摩擦力做的额外功为 物体受到的摩擦力为 由图可知AC斜面更陡，因高度相同时斜面越陡所需拉力越大，因此。 54．如图所示，某装卸工人利用斜面将一个重600N的物体匀速拉到货车上，物体受到斜面的摩擦力为160N，拉动的距离s为4.5m，提升高度h为1.8m，则此过程中有用功为___________J，拉力做的功为____________J，拉力大小为____________N。根据以上数据可知，斜面是一个____________（选填“省力”“省距离”或“省功”）的机械。 【答案】 1080 1800 400 省力 【详解】克服物体重力所做的有用功 克服摩擦力做的额外功 拉力做的总功 由得拉力为 因，故斜面是省力机械。 55．一辆质量为3000kg的汽车沿着长5.4km的盘山公路匀速行驶，当它从山脚行驶到高为0.5km的山顶时，耗时15min，汽车发动机的牵引力为4000N。求： (1)盘山公路相当于简单机械中的______，使用它的好处是______。 (2)汽车发动机牵引力做功的功率； (3)汽车发动机的机械效率。（取） 【答案】(1) 斜面 省力 （2）汽车行驶路程 汽车行驶时间为 牵引力做的总功为 牵引力做功的功率为 （3）汽车受到的重力为 克服重力做的有用功为 发动机的机械效率为 56．斜面是一种简单机械，盘山公路通过延长路程把陡坡分解为多个缓坡段，让汽车爬坡更省力。可将盘山公路近似作为斜面处理。如图所示，小明驾车以10m/s的速度匀速向上行驶，汽车的总质量为1.2×103kg，汽车行驶时的功率恒为40kW，经过10分钟后上升的竖直高度为600m。（）求： (1)汽车所受的重力。 (2)该过程汽车的有用功。 (3)该过程汽车的总功。 (4)斜面的机械效率。 【详解】（1）根据重力公式可得 （2）汽车上升过程中，克服重力做的功为有用功，故 （3）汽车行驶时间为 汽车功率恒定，牵引力做的总功为 （4）斜面的机械效率为有用功与总功的比值，故 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $