2021-2022学年苏科版物理物理9上第十一章简单机械和功之机械效率同步练习卷
一、单选题
1．（2021·宜昌）下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（ ）
A．效率越高的机械，功率越大
B．做功越多的机械，功率越大
C．做有用功越多的机械，效率越高
D．功率越大的机械，做功越快
【答案】D
【知识点】功率的概念；机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】A．功率指做功的快慢，取决于做功的多少和做这些功所用的时间；效率是有用功与总功之比。两者没有必然的联系，A不符合题意；
B．功率是由做功的多少和做这些功所用的时间共同决定的，做功多的机械，功率不一定大，B不符合题意；
C．效率的高低取决于有用功占总功的比例，做有用功多的机械，效率不一定高，C不符合题意；
D．功率就是表示机械做功的快慢，功率越大，表示机械做功越快，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】功率是描述物体做功快慢的物理量，物体功率越大，做功越快，但不见得做功多。
2．（2021·宁津模拟）用四个完全相同的滑轮，组装成两套滑轮组用它们匀速提升同一物体时，其拉力分别为F1、F2，滑轮组的机械效率分别为η1、η2，如图所示，不计绳重和摩擦，下列选项中正确的是（ ）
A．F1＞F2，η1＞η2 B．F1=F2，η1=η2
C．F1＜F2，η1＞η2 D．F1＜F2，η1=η2
【答案】D
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解读图可知，甲滑轮组n＝3，乙滑轮组n＝2，因为不计绳重和摩擦,拉力F＝ (G+G轮)
而动滑轮相同、提升的重物相同，所以F1由题意可知,动滑轮重G相同、匀速提升同一物体G，不计绳重和摩擦、滑轮组的机械效率η＝
所以两滑轮组的机械效率η1＝η2。
故答案为：D。
【分析】通过表达式可以看出，在不考虑摩擦力的影响时，滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关，与提升的高度和绳子的绕法无关。
3．（2020九上·九江月考）用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组提升相同的重物，不计绳重和摩擦（ ）
A．甲较省力且机械效率较高
B．乙较省力且机械效率较高
C．乙较省力，机械效率相同
D．两个滑轮组省力不同，机械效率不同
【答案】C
【知识点】机械效率的大小比较
【解析】【解答】由图可知，甲图是两股绳在拉重物，故
乙图有三股绳子在拉重物，故
故
所以乙滑轮组更省力；因为用的是相同的滑轮和两根相同的绳子且不计绳重和摩擦，所以额外功相同，提升相同的高度，有用功相同，由此可知总功相同，所以滑轮组的机械效率相同。
故答案为：C。
【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系和自由端移动距离与物体移动距离的关系，用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
4．（2021八下·黑龙江期末）如图所示，用滑轮组提升重物时，用300N的力将重500N的物体匀速升高了2m，不计绳重和摩擦，则提升重物的过程中（ ）
A．滑轮组的机械效率为83.3%
B．动滑轮重为200N
C．若采用轻质滑轮完成原任务，机械效率将保持不变
D．若用该滑轮组提升更重的货物，机械效率将保持不变
【答案】A
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由图可知，绳子承担重物的段数n为2，物体被匀速提升2m，则绳子末端移动的距离
A．物体重为500N，则物体克服重力做的有用功
拉力做的总功
则滑轮组机械效率
A符合题意；
B．不计绳重和摩擦，根据 可得动滑轮重力
B不符合题意；
CD．不计绳重和摩擦，动滑轮克服重力做的功为额外功，物体克服重力做的功为有用功，根据 可知，若采用轻质滑轮完成原任务或者用该滑轮组提升更重的货物，机械效率会增大，CD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
5．（2021·常德）如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升1m，所用时间为2s，作用在绳子末端的拉力F为6N（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦），下列说法中正确的是（ ）
A．所做的有用功为6J B．动滑轮自重4N
C．拉力F做功的功率为5W D．该滑轮组的机械效率为83.3%
【答案】D
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A．有用功为W有=G物h=10N×1m=10J
A不符合题意；
B．由图可知n=2，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，可得2F=G物+G动
故得G动=2×6N-10N=2N
B不符合题意；
C．拉力F做的功为W总=Fs=F×2h=6N×2×1m=12J
拉力F做功的功率为
C不符合题意；
D．该滑轮组的机械效率为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
6．（2021·永州）如图所示，用F＝10N的拉力使重物匀速上升0.1m，已知物体的重力为27N（忽略绳子与滑轮的摩擦及绳子的重力），下列说法正确的是（ ）
A．绳子末端移动的距离是0.2m B．拉力做的功是2.7J
C．滑轮组的机械效率是90% D．动滑轮的重力是1N
【答案】C
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A．由图可知，n=3，绳子末端移动的距离s=nh=3×0.1m=0.3m
A不符合题意；
B．拉力做的功W总=Fs=10N×0.3m=3J
B不符合题意；
C．有用功W有=Gh=27N×0.1m=2.7J
滑轮组的机械效率
C符合题意；
D．忽略绳子与滑轮的摩擦及绳子的重力，动滑轮的重力G动=3F-G=3×10N-27N=3N
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有三段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的3倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的三分之一，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。
7．（2021·兰州）用如图所示的滑轮组提升重物，在电动机拉力的作下，重为40N的物体在10s内匀速竖直上升了2m，已知动滑轮重为8N，忽略绳重与摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．电动机对绳的拉力为12N B．绳子自由端的移动速度为0.2m/
C．滑轮组的机械效率为80% D．有用功的功率为8W
【答案】D
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】A．电动机对绳的拉力为
A不符合题意；
B．绳子自由端的移动速度为0.2m
B不符合题意；
C．滑轮组的机械效率为
C不符合题意；
D．有用功的功率
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有三段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的3倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的三分之一，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。
8．（2021·鄂州）小斌用如图所示滑轮组把重300N的货物匀速提升1m，若不计绳重和摩擦，所用的拉力是200N。则下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离为3m
B．动滑轮的质量为50N
C．滑轮组此时的机械效率是75%
D．利用该滑轮组既可以省力还可以省功
【答案】C
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A．由图示知，滑轮组承重绳子的根数为2，当货物被提升1m，则绳子端移动的距离s=2h=2×1m=2m
A不符合题意；
B．不计绳重及摩擦时，据滑轮组的特点得，动滑轮的重力G动=2F-G物=2×200N-300N=100N
B不符合题意；
C．滑轮组的机械效率
C符合题意；
D．使用任何机械都不可避免做额外功，所以利用滑轮组虽然可省力，但不能省功，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
9．（2021八下·荆门期末）如图甲所示，虛线框内是由两个相同的滑轮装配成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦。（ ）
A．拉力的功率为50W
B．滑轮组中动滑轮重10N
C．该滑轮组的机械效率为90%
D．绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
【答案】C
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由图乙可知，在t=4s内，物体上升高度h=2m，绳子自由端移动距离s=6m，则滑轮组承担物重的绳子股数；
拉力F=100N，则4s内拉力做的功为W=Fs=100N×6m=600J，功率为，故选项A错误；
物体质量为27kg，物重为，不计绳重和摩擦，拉力，则，故选项B错误；
滑轮组的机械效率，故选项C正确；
绳子自由端移动的速度，故选项D错误。
【分析】由图乙判断出承担物重的绳子股数n；
（1）已知拉力和绳端移动的距离，根据功的计算公式求出拉力做的功，再根据功率的计算公式求出拉力的功率；
（2）先求出物重，再根据求出动滑轮重；
（3）根据机械效率公式求出滑轮组的机械效率；
（4）由绳子自由端移动的距离和时间，根据速度计算公式求出绳子自由端移动的速度。
10．（2020九上·广东开学考）用图所示，甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N，绳重和摩擦力不计，则（ ）
A．手的拉力：F甲=F乙；机械效率：
B．手的拉力：F甲C．手的拉力：F甲>F乙；机械效率：
D．手的拉力：F甲>F乙；机械效率：
【答案】D
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】甲图中手的拉力：；
乙图中手的拉力：；
因此拉力F甲>F乙；
甲的机械效率：；
乙的机械效率：；
因此机械效率η甲>η乙。
故选D。
【分析】在使用滑轮组提升重物时，根据计算自由端的拉力，根据计算它的机械效率。
11．（2020八下·通州期末）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中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。已知物体的质量为450g，所用动滑轮的质量为50g，绳子自由端的拉力F为3.2N．g取10N/kg。在0~2s的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．物体上升的速度为0.1m/s B．机械提升动滑轮做的功0.2J
C．滑轮组的机械效率为90% D．拉力F的功率为0.64W
【答案】D
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】A．由图可知，当物体运动2s时，路程是10cm，物体上升速度为
A不符合题意；
B．动滑轮做的功
B不符合题意；
C．当物体运动2s时，路程是10cm，有用功为
总功为
机械效率为
C不符合题意；
D．根据图可知，当绳子运动2s时，路程是40cm，绳子的速度为
拉力F的功率为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
12．（2020八下·重庆月考）如图所示， 甲滑轮组中滑轮的质量均为 m，乙滑轮组中滑轮的质量均为 0.5m，用甲、乙滑轮组分别使重力均为 G 的重物在相同时间内匀速上升相同高度 h，绳子自由端的拉力分别为 F1 、F2 。不计绳重和摩擦， 则下列判断正确的是（ ）
A．拉力 F1 小于 F2
B．拉力 F1 的功率小于 F2 的功率
C．拉力 F1 做的功小于拉力 F2 做的功
D．甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率
【答案】D
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】A．由图知，图甲、图乙滑轮组，n=3，因为不计绳重和滑轮轴处摩擦，所以F1= (G+G甲)= (G+mg)，F2= (G+G乙)= (G+0.5mg)
故F1> F2，A不符合题意；
BC．重物在相同时间内匀速上升相同高度 h，则拉力移动距离s相同，拉力做功W1= F1s，W2=F2s
故W1> W2，因为做功时间相同，所以拉力 F1 的功率大于 F2 的功率，BC不符合题意；
D．甲滑轮组和乙滑轮组做的有用功相同，G甲> G乙，则甲滑轮组做的额外功多，故甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】滑轮组上的拉力的大小和绳子股数有关，当物体重力相等时，动滑轮越轻，滑轮的机械效率越大。
二、填空题
13．（2021·娄底）小明用如图所示的滑轮组匀速提升600N的物体上升1m，绳子自由端施加的拉力为250N，不计绳重和一切摩擦，则克服物体重力做的功为 J，滑轮组的机械效率为 。
【答案】600J；80%
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】克服物体重力做的功为
故克服物体重力做的功为600J。
滑轮组的机械效率为
故滑轮组的机械效率为80%。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
14．（2021·阿城模拟）利用如图所示的滑轮组将1600N的重物运送到3m高处，拖拉机拉力为2000N，该滑轮组的机械效率为 %。该滑轮组的优点是 。
【答案】80；改变动力（力的或拉力）方向
【知识点】定滑轮及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】有用功W有=Gh=1600N×3m=4800J
由图知两个均为定滑轮，则拉力端移动的距离与重物上升的高度相等，即s=h=3m
拉力做的总功W总=Fs=2000N×m=6000J
滑轮组的机械效率 该滑轮组两个滑轮均为定滑轮，可以改变拉力的方向。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率；中心转轴固定不动的滑轮为定滑轮，定滑轮可以改变力的方向，但不省力。
15．（2021·船营模拟）如图所示，工人用100N的拉力，将重160N的货物匀速提升5m，所用时间为5s，拉力做功的功率为 W；该滑轮组的机械效率为 。（不计绳重及摩擦）
【答案】200；80%
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由图知道，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×5m=10m
拉力做功W总=Fs=100N×10m=1000J
拉力做功的功率 根据题意知道，滑轮组做的有用功W有用=Gh=160N×5m=800J滑轮组的机械效率
【分析】求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率；用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
16．（2020九上·太仓期末）如图所示，用力F1直接将物体A匀速提高h，若借助滑轮组把物体A匀速提升相同高度，绳子自由端拉力为F2，滑轮组把物体A匀速提升的过程中，拉力做的有用功为 ，滑轮组的机械效率为 。
【答案】F1h；
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】两次有用功一样，用力F1直接将物体A匀速提高h，拉力做的有用功为 滑轮组绳子的有效段数n=3，绳子自由端移动的距离s=3h，做的总功
滑轮组的机械效率为
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有三段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的3倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物体重力的三分之一，拉力为物重和滑轮重之和的三分之一，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。
17．（2020九上·重庆开学考）如图所示，小李沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使重为3N的物体A以0.1m/s的速度匀速上升，则拉力F的功率为 W，滑轮组的机械效率是 。
【答案】4.32；83.3%
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】拉力F的功率 滑轮组的机械效率
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
18．（2021·海南）如图所示，利用滑轮组把物体匀速提升一定高度，该滑轮组有 段绳子承担物重，在绳子承受范围内，不计绳重和摩擦，若增加所提升的物重，则滑轮组的机械效率将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】2；变大
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由图，提着动滑轮的有两股绳，所以有2段绳子承担物重。
当增大下面所提物重时，有用功变大，额外功基本不变，有用功占总功的比例变大，故该滑轮组的机械效率将变大。
【分析】通过表达式可以看出，在不考虑摩擦力的影响时，滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关，与提升的高度和绳子的绕法无关。
19．（2019九上·翠屏期中）如图所示，小明利用滑轮组提升重为300N的重物，若不计滑轮自重、绳重和摩擦，则拉力F＝ N时，可以使重物匀速提升；若不计绳重及摩擦，动滑轮重30N，则拉力F＝ N时，可以使重物匀速提升；若2s内物体被提升的高度为1m，则小明所做有用功为 J，额外功为 J，提升该物体的机械效率为 ，拉力的功率为 。
【答案】100；110；300；30；90.9%；165W
【知识点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算；滑轮与功的综合题
【解析】【解答】解：由图可知滑轮组绳子的有效股数n＝3，（1）若不计滑轮自重、绳重和摩擦，则拉力：F＝ G＝ ×300N＝100N；（2）若不计绳重及摩擦，此时的拉力：F′＝ （G物+G动）＝ ×（300N+30N）＝110N；（3）小明做的有用功：
W有用＝Gh＝300N×1m＝300J；
做的额外功：
W额＝G动h＝30N×1m＝30J；
做的总功：
W总＝W有用+W额＝300J+30J＝330J，
提升该物体的机械效率：
η＝ ＝ ×100%≈90.9%；
⑷拉力的功率：
P＝ ＝ ＝165W。
故答案为：100；110；300；30；90.9%；165W
【分析】根据物体重力和绳子股数计算拉力，根据物体重力和动滑轮重力计算拉力；利用力和距离的乘积计算功，根据有用功和总功的比值计算机械效率，功和时间的比值计算功率的大小。
20．工人用如图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙所示，滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N/kg。
（1）若某次运送建材的质量为50kg，则建材的重力是 N；
（2）此滑轮组中，动滑轮重力为 N。
（3）当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是 N。
【答案】（1）500
（2）400
（3）600
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】（1）根据物体的质量计算重力为；（2）滑轮组的机械效率为50%时，物体重力为400N，根据，G动=400N；（3）当机械效率为60%，，物体重力为G'=600N.
【分析】(1)根据物体的质量计算重力；
(2)根据物体重力和机械效率可以计算动滑轮重力；
(3)根据机械效率和动滑轮重力可以计算机械效率的大小。
21．（2020·临潼模拟）某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板用时10s，从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重500N，沿斜面所用拉力为400N。拉力F运动的速度是 m/s，所做的有用功是 J；物体受到的摩擦力为 N；斜面的机械效率为 。
【答案】0.5；1500；100；75
【知识点】速度公式及其应用；重力及其大小的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】拉力F运动的速度v= = =0.5m/s
拉力F运动的速度0.5m/s。
拉力所做的有用功为W有用=Gh=500N×3m=1500J
拉力所做的有用功为1500J。拉力做的总功为W总=Fs=400N×5m=2000J
在斜面上所做的额外功W额=W总 W有用=2000J 1500J=500J
由W额=fs得摩擦力f= = =100N
物体受到的摩擦力为100N。
斜面的机械效率为η= ×100%= ×100%=75%
斜面的机械效率为75%。
【分析】利用路程和时间的比值计算速度；根据力和距离的乘积计算功，有用功和总功的比值计算机械效率。
22．（2019九上·江苏期中）如图甲所示，物体A重为15N置于水平桌面上，在拉力F的作用下，5s内匀速直线运动了0.5m．图乙是拉力F做的功随时间变化的图像．已知物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为A物重G的0.2倍，则：拉力F= N；拉力F做功的功率P= W；滑轮组的机械效率η= ．
【答案】2.5；0.5；60%
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率；功
【解析】【解答】因为物体5s内匀速直线运动了0.5m，所以5s内拉力移动的距离为：
s=2s物=2×0.5m=1m
由 得，拉力的大小为：
由 得，拉力F做功的功率为：
因物体A在水平桌面上匀速运动时处于平衡状态，受到滑轮组的拉力和受到的摩擦力是一对平衡力，所以，滑轮组对A物体的拉力：FA=f=0.2G=0.2×15N=3N
5s内拉力F对物体A做的有用功：W有=FAs=3N×0.5m=1.5J
由图乙可知，5s内拉力做的功：W总=2.5J
滑轮组的机械效率：
【分析】根据 可求出拉力大小，根据 可求出拉力F做功的功率，物体A在水平桌面上匀速运动，可根据FA=f=0.2G求出滑轮组对A物体的拉力，根据W有=FAs可求出5s内拉力F对物体A做的有用功，根据可求出滑轮组的机械效率.
23．（2019·随州）物理实验兴趣小组间开展竞赛活动，甲组出题乙组用实验的方法解答。甲组用布帘将一个滑轮组遮蔽（如图），乙组同学通过测量：滑轮组下方所挂重物重力为G，重物被匀速提升的高度为H，乙组同学施加在滑轮组绕绳的自由端的拉力为F，该自由端移动的距离为h；通过3组实验（数据见下表）乙组同学探究出“布帘背后的秘密”。
实验次数 1 2 3
G/N 5.0 8.0 11.0
F/N 2.0 3.0 4.1
H/cm 10.0 15.0 20.0
h/cm 30.1 45.1 60.2
假设你是乙组成员请判断：动滑轮实际被使用的个数是 （选填“一个”或“两个”）；滑轮组中所有动滑轮（及动滑轮间的连接物）总重力约为 （选填“1N”、“2N”或“3N”）；当提升重物重力为G＝4.0N时，该滑轮组的机械效率最接近 （选填“80%”、“33%”或“25%”）；乙组同学发现实验数据不像“理想模型”那样完美，请你提出一条产生误差的原因： 。
【答案】一个；1；80%；绳与轮之间存在摩擦
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：（1）绳子的有效段数：n＝ ＝ ≈3，故动滑轮实际被使用的个数是一个（若是两个，有效段数为4或5）；（2）若不考虑摩擦，则F＝ ，滑轮组中所有动滑轮（及动滑轮间的连接物）总重力约为：
G动＝3F﹣G＝2N×3﹣5N＝1N；即滑轮组中所有动滑轮（及动滑轮间的连接物）总重力约为1N；（3）由表中数据知，第1次实验的机械效率为：
η＝ ＝ ＝ ≈83.1%，
因机械效率随提升物重的减小而变小，当提升重物重力为G＝4.0N时，该滑轮组的机械效率应略小于83.1%，故最接近80%；（4）乙组同学发现实验数据不像“理想模型”那样完美，产生误差的原因：绳与轮之间存在摩擦。
故答案为：一个；1；80%；绳与轮之间存在摩擦。
【分析】（1）根据n＝ 求出绳子的有效段数.
（2）若不考虑摩擦，拉力F=.
（3）结合表格数据，利用η＝ ＝ 求出第1次实验的机械效率；因机械效率随提升物重的减小而变小，当提升重物重力为G=4.0N时，该滑轮组的机械效率应略小于第1次的机械效率.
（4）从绳与轮之间存在摩擦考虑.
三、计算题
24．（2021·利辛模拟）如图所示，将一个质量为0.5kg的物体，从底端沿斜面匀速拉到顶端所用时间为5s，斜面长s为1m，高h为0.4m，斜面的效率为80%．（g取10N/kg）求：
（1）拉力所做的有用功；
（2）拉力做功的功率；
（3）物体在斜面上运动时受到的摩擦力．
【答案】（1）解：拉力所做的有用功：W有＝Gh＝mgh＝0.5kg×10N/kg×0.4m＝2J
（2）解：由η＝ 可得，拉力所做的总功：W总＝ ＝ ＝2.5J，拉力做功的功率：P＝ ＝ ＝0.5W
（3）解：额外功为：W额＝W总﹣W有＝2.5J﹣2J＝0.5J，由W额＝fs可得，物体在斜面上运动时受到的摩擦力：f＝ ＝ ＝0.5N
【知识点】斜面的机械效率；功的计算及应用
【解析】【分析】用斜面提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者做差求解额外功，即摩擦力做功，除以移动距离即为摩擦力大小。
25．（2021八下·黑龙江期末）为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图（1）滑轮组装置。当用图（2）甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图乙和丙所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。
（1）1s-2s内，拉力F做的功是多少？
（2）2s-3s内，拉力F的功率是多少？
（3）2s-3s内，滑轮组的机械效率是多少？
【答案】（1）解： 1s-2s内，由图甲可知拉力F=50N
由图丙可知距离h=1.25m
故路程为S=nh=3×1.25m=3.75m
由做功的计算公式可得，1s-2s内，拉力F做的功是多少W=FS=50N×3.75m=187.5J
答：1s-2s内，拉力F做的功是187.5J；
（2）2s-3s内，图甲可知拉力F=40N
由图乙可知v物=2.5m/s
则绳的移动速度为v绳=3v物=7.5m/s
由功率计算公式可得，2s-3s内，拉力F的功率为P=Fv绳=40N×7.5m/s=300w
答：2s-3s内，拉力F的功率是300W；
（3）由机械效率的计算公式可得，2s-3s内，滑轮组的机械效率为
答：2s-3s内，滑轮组的机械效率是83.3%。
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有三段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的3倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的三分之一，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。
26．（2020九上·陕西月考）质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙所示，机械中摩擦力及绳重忽略不计。（g=10N/kg）
（1）若工人在2min内将货物匀速向上提高了12m，作用在钢绳上的拉力为500N，求拉力的功率；
（2）求动滑轮的重力；
（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少
【答案】（1）解；绳子移动的距离为
拉力F做的功为
拉力的功率为
答：拉力的功率为150W。
（2）解；机械中摩擦力及绳重忽略不计，所以额外功产生的原因只有动滑轮的重力，由图可知，当物体的重力为300N时，效率为50%，则动滑轮的重力为
答：动滑轮的重力为300N。
（3）解；绳上的最大拉力等于人的重力，则最大拉力为
则能拉起的最大物重为
则最大效率为
答：该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是83.3%。
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据力和距离的乘积计算功的大小；根据功和时间的比值计算功率；（2）根据物体的重力和机械效率，可以计算总重力，还可以计算动滑轮重力；（3）根据质量计算重力，根据最大的物体重力和拉力，可以计算机械效率。
四、实验探究题
27．（2021八下·肇源期末）某学习小组要用实验研究被提升物体所受重力对滑轮组机械效率的影响，他们用如图所示的同一滑轮组进行了多组实验，通过实验得到了下表中的数据：
（1）实验时，应将弹簧测力计竖直向上 拉动；
（2）第二次实验绳端移动的距离s为 m；
（3）分析比较表中的数据可以得出的实验结论是：对于同一滑轮组，被提升物体所受重力越大，滑轮组的机械效率越 。（选填“高”或“低”）。
序号 钩码重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 4 0.1 1.8 0.3 74%
2 6 0.1 2.5
80%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
【答案】（1）匀速（或缓慢）
（2）0.3
（3）高
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】（1）在测量滑轮组机械效率的实验中，为了使滑轮组对物体的拉力等于物体自身的重力，弹簧测力计应该竖直向上匀速（或缓慢）拉动。
（2）由图可知，绳子承担重物的段数n是3，而第二次实验中钩码上升高度是0.1m，则绳端移动的距离
（3）分析比较表中的数据发现，提升的钩码越重，计算得到的机械效率越大，可以得出的实验结论是：对于同一滑轮组，被提升物体所受重力越大，滑轮组的机械效率越高。
【分析】（1）匀速拉动物体，使得拉力大小等与弹簧测力计的示数；
（2）对于该滑轮组，与动滑轮接触的有三段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的3倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；
（3）通过表达式可以看出，在不考虑摩擦力的影响时，滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关，与提升的高度和绳子的绕法无关。
28．（2020九上·长沙开学考）测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。
实验次数 钩码重力 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 5 15 55.6%
2 1.5 5 0.8 15
3 2.0 5 1.0 15 66.7%
4 2.0 10 1.0 30 66.7%
（1）第 1 次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为 N。
（2）第 2 次实验时滑轮组的机械效率是 。
（3）分析 1、2、3 次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物受到的重力越 （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析 3、4 次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 （选填“有 关“或“无关”）。
【答案】（1）0.6
（2）62.5%
（3）大；无关
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，测力计的分度值为0.1N，则示数为0.6N。(2)第2次实验时滑轮组的机械效率为 (3)分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物受到的重力越大，则滑轮组的机械效率越高。分析3、4次实验的数据可知，钩码上升高度不同但机械效率相同，即滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
【分析】（1）观察弹簧测力计的量程和分度值，根据指针的位置读数即可；
（2）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率；
（3）结合公式求解机械效率的表达式，通过分析表达式分析影响滑轮组机械效率的因素。
29．（2021八下·招远期末）某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中，利用如图所示的实验装置甲乙丙测量，数据如图表所示，实验中使用的每个动滑轮的大小、重量均相同。
实验 装置 物块重量G/N 物块上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
甲 4 0.1 2.7 0.2 74%
乙 4 0.1 1.8 0.3 74%
丙 8 0.1 3.1 0.3
（1）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计，使钩码上升；
（2）请将表中的数据填写完整 ；
（3）通过 （选填“甲和乙”、“乙和丙”或“甲和丙”）两次实验得到滑轮组的机械效率与绳的绕法无关；
（4）通过乙和丙两次实验得到滑轮组的机械效率与 有关，其关系是 ；
（5）在分析实验数据过程中发现，有两个小组，他们所用的动滑轮个数以及绳的长短及绕法都相同，提升的物重也相同，但测得机械效率却不同。忽略读数等误差的影响，其原因可能是 影响了测量结果，所以在生活中我们经常给各种机械 ，来提高它的机械效率；
（6）在最后交流环节，某同学根据实验的结论认为滑轮组的机械效率还与动滑轮的重有关，其关系为：在其它情况相同时，用同样大小形状、不同重量的动滑轮（相同的个数）提升同一重物，动滑轮越重，机械效率越低。这种说法正确吗？
【答案】（1）匀速（或缓慢）
（2）86%
（3）甲和乙
（4）物块重量；使用同一滑轮组，物块重量越重，机械效率越高（没有控制变量同样给分）
（5）绳子与滑轮或滑轮轴之间的摩擦不同；加润滑油
（6）正确
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定。
（2）实验丙中滑轮组做的有用功为
滑轮组做的总功为
滑轮组的机械效率
（3）从图中可以看出，“甲和乙”两次实验除了绕线方式不一样，其他都一样，通过 “甲和乙”两次实验得到滑轮组的机械效率与绳的绕法无关。
（4）乙丙实验装置一样，乙实验提的物体的重力比丙实验提的物体的重力小，乙实验滑轮组的机械效率比丙实验滑轮组的机械效率小，说明滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关，使用同一滑轮组，物块重量越重，机械效率越高。
（5）在分析实验数据过程中发现，有两个小组，他们所用的动滑轮个数以及绳的长短及绕法都相同，提升的物重也相同，说明滑轮组做的有用功相同，但测得机械效率却不同，说明滑轮组的额外功不同，因此测得机械效率不同可能是因为绳子与滑轮或滑轮轴之间的摩擦不同。
生活中经常给滑轮组添加润滑油，减小滑轮与绳子之间的摩擦。
（6）要探究“滑轮组的机械效率与动滑轮的重的关系”，应该控制其他因素相同，改变动滑轮的重力，测量滑轮组的机械效率，且当提升的重物相同，重物上升的高度相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。故某同学的说法正确。
【分析】（1）匀速拉动物体，使得拉力大小等与弹簧测力计的示数；
（2）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
（3）（4）（6）通过表达式可以看出，在不考虑摩擦力的影响时，滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关，与提升的高度和绳子的绕法无关；
（5）减小动滑轮重力和摩擦力可以提高滑轮组的机械效率。
1 / 12021-2022学年苏科版物理物理9上第十一章简单机械和功之机械效率同步练习卷
一、单选题
1．（2021·宜昌）下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（ ）
A．效率越高的机械，功率越大
B．做功越多的机械，功率越大
C．做有用功越多的机械，效率越高
D．功率越大的机械，做功越快
2．（2021·宁津模拟）用四个完全相同的滑轮，组装成两套滑轮组用它们匀速提升同一物体时，其拉力分别为F1、F2，滑轮组的机械效率分别为η1、η2，如图所示，不计绳重和摩擦，下列选项中正确的是（ ）
A．F1＞F2，η1＞η2 B．F1=F2，η1=η2
C．F1＜F2，η1＞η2 D．F1＜F2，η1=η2
3．（2020九上·九江月考）用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组提升相同的重物，不计绳重和摩擦（ ）
A．甲较省力且机械效率较高
B．乙较省力且机械效率较高
C．乙较省力，机械效率相同
D．两个滑轮组省力不同，机械效率不同
4．（2021八下·黑龙江期末）如图所示，用滑轮组提升重物时，用300N的力将重500N的物体匀速升高了2m，不计绳重和摩擦，则提升重物的过程中（ ）
A．滑轮组的机械效率为83.3%
B．动滑轮重为200N
C．若采用轻质滑轮完成原任务，机械效率将保持不变
D．若用该滑轮组提升更重的货物，机械效率将保持不变
5．（2021·常德）如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升1m，所用时间为2s，作用在绳子末端的拉力F为6N（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦），下列说法中正确的是（ ）
A．所做的有用功为6J B．动滑轮自重4N
C．拉力F做功的功率为5W D．该滑轮组的机械效率为83.3%
6．（2021·永州）如图所示，用F＝10N的拉力使重物匀速上升0.1m，已知物体的重力为27N（忽略绳子与滑轮的摩擦及绳子的重力），下列说法正确的是（ ）
A．绳子末端移动的距离是0.2m B．拉力做的功是2.7J
C．滑轮组的机械效率是90% D．动滑轮的重力是1N
7．（2021·兰州）用如图所示的滑轮组提升重物，在电动机拉力的作下，重为40N的物体在10s内匀速竖直上升了2m，已知动滑轮重为8N，忽略绳重与摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．电动机对绳的拉力为12N B．绳子自由端的移动速度为0.2m/
C．滑轮组的机械效率为80% D．有用功的功率为8W
8．（2021·鄂州）小斌用如图所示滑轮组把重300N的货物匀速提升1m，若不计绳重和摩擦，所用的拉力是200N。则下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离为3m
B．动滑轮的质量为50N
C．滑轮组此时的机械效率是75%
D．利用该滑轮组既可以省力还可以省功
9．（2021八下·荆门期末）如图甲所示，虛线框内是由两个相同的滑轮装配成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦。（ ）
A．拉力的功率为50W
B．滑轮组中动滑轮重10N
C．该滑轮组的机械效率为90%
D．绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
10．（2020九上·广东开学考）用图所示，甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N，绳重和摩擦力不计，则（ ）
A．手的拉力：F甲=F乙；机械效率：
B．手的拉力：F甲C．手的拉力：F甲>F乙；机械效率：
D．手的拉力：F甲>F乙；机械效率：
11．（2020八下·通州期末）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中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。已知物体的质量为450g，所用动滑轮的质量为50g，绳子自由端的拉力F为3.2N．g取10N/kg。在0~2s的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．物体上升的速度为0.1m/s B．机械提升动滑轮做的功0.2J
C．滑轮组的机械效率为90% D．拉力F的功率为0.64W
12．（2020八下·重庆月考）如图所示， 甲滑轮组中滑轮的质量均为 m，乙滑轮组中滑轮的质量均为 0.5m，用甲、乙滑轮组分别使重力均为 G 的重物在相同时间内匀速上升相同高度 h，绳子自由端的拉力分别为 F1 、F2 。不计绳重和摩擦， 则下列判断正确的是（ ）
A．拉力 F1 小于 F2
B．拉力 F1 的功率小于 F2 的功率
C．拉力 F1 做的功小于拉力 F2 做的功
D．甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率
二、填空题
13．（2021·娄底）小明用如图所示的滑轮组匀速提升600N的物体上升1m，绳子自由端施加的拉力为250N，不计绳重和一切摩擦，则克服物体重力做的功为 J，滑轮组的机械效率为 。
14．（2021·阿城模拟）利用如图所示的滑轮组将1600N的重物运送到3m高处，拖拉机拉力为2000N，该滑轮组的机械效率为 %。该滑轮组的优点是 。
15．（2021·船营模拟）如图所示，工人用100N的拉力，将重160N的货物匀速提升5m，所用时间为5s，拉力做功的功率为 W；该滑轮组的机械效率为 。（不计绳重及摩擦）
16．（2020九上·太仓期末）如图所示，用力F1直接将物体A匀速提高h，若借助滑轮组把物体A匀速提升相同高度，绳子自由端拉力为F2，滑轮组把物体A匀速提升的过程中，拉力做的有用功为 ，滑轮组的机械效率为 。
17．（2020九上·重庆开学考）如图所示，小李沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使重为3N的物体A以0.1m/s的速度匀速上升，则拉力F的功率为 W，滑轮组的机械效率是 。
18．（2021·海南）如图所示，利用滑轮组把物体匀速提升一定高度，该滑轮组有 段绳子承担物重，在绳子承受范围内，不计绳重和摩擦，若增加所提升的物重，则滑轮组的机械效率将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
19．（2019九上·翠屏期中）如图所示，小明利用滑轮组提升重为300N的重物，若不计滑轮自重、绳重和摩擦，则拉力F＝ N时，可以使重物匀速提升；若不计绳重及摩擦，动滑轮重30N，则拉力F＝ N时，可以使重物匀速提升；若2s内物体被提升的高度为1m，则小明所做有用功为 J，额外功为 J，提升该物体的机械效率为 ，拉力的功率为 。
20．工人用如图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙所示，滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N/kg。
（1）若某次运送建材的质量为50kg，则建材的重力是 N；
（2）此滑轮组中，动滑轮重力为 N。
（3）当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是 N。
21．（2020·临潼模拟）某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板用时10s，从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重500N，沿斜面所用拉力为400N。拉力F运动的速度是 m/s，所做的有用功是 J；物体受到的摩擦力为 N；斜面的机械效率为 。
22．（2019九上·江苏期中）如图甲所示，物体A重为15N置于水平桌面上，在拉力F的作用下，5s内匀速直线运动了0.5m．图乙是拉力F做的功随时间变化的图像．已知物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为A物重G的0.2倍，则：拉力F= N；拉力F做功的功率P= W；滑轮组的机械效率η= ．
23．（2019·随州）物理实验兴趣小组间开展竞赛活动，甲组出题乙组用实验的方法解答。甲组用布帘将一个滑轮组遮蔽（如图），乙组同学通过测量：滑轮组下方所挂重物重力为G，重物被匀速提升的高度为H，乙组同学施加在滑轮组绕绳的自由端的拉力为F，该自由端移动的距离为h；通过3组实验（数据见下表）乙组同学探究出“布帘背后的秘密”。
实验次数 1 2 3
G/N 5.0 8.0 11.0
F/N 2.0 3.0 4.1
H/cm 10.0 15.0 20.0
h/cm 30.1 45.1 60.2
假设你是乙组成员请判断：动滑轮实际被使用的个数是 （选填“一个”或“两个”）；滑轮组中所有动滑轮（及动滑轮间的连接物）总重力约为 （选填“1N”、“2N”或“3N”）；当提升重物重力为G＝4.0N时，该滑轮组的机械效率最接近 （选填“80%”、“33%”或“25%”）；乙组同学发现实验数据不像“理想模型”那样完美，请你提出一条产生误差的原因： 。
三、计算题
24．（2021·利辛模拟）如图所示，将一个质量为0.5kg的物体，从底端沿斜面匀速拉到顶端所用时间为5s，斜面长s为1m，高h为0.4m，斜面的效率为80%．（g取10N/kg）求：
（1）拉力所做的有用功；
（2）拉力做功的功率；
（3）物体在斜面上运动时受到的摩擦力．
25．（2021八下·黑龙江期末）为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图（1）滑轮组装置。当用图（2）甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图乙和丙所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。
（1）1s-2s内，拉力F做的功是多少？
（2）2s-3s内，拉力F的功率是多少？
（3）2s-3s内，滑轮组的机械效率是多少？
26．（2020九上·陕西月考）质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙所示，机械中摩擦力及绳重忽略不计。（g=10N/kg）
（1）若工人在2min内将货物匀速向上提高了12m，作用在钢绳上的拉力为500N，求拉力的功率；
（2）求动滑轮的重力；
（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少
四、实验探究题
27．（2021八下·肇源期末）某学习小组要用实验研究被提升物体所受重力对滑轮组机械效率的影响，他们用如图所示的同一滑轮组进行了多组实验，通过实验得到了下表中的数据：
（1）实验时，应将弹簧测力计竖直向上 拉动；
（2）第二次实验绳端移动的距离s为 m；
（3）分析比较表中的数据可以得出的实验结论是：对于同一滑轮组，被提升物体所受重力越大，滑轮组的机械效率越 。（选填“高”或“低”）。
序号 钩码重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 4 0.1 1.8 0.3 74%
2 6 0.1 2.5
80%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
28．（2020九上·长沙开学考）测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。
实验次数 钩码重力 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 5 15 55.6%
2 1.5 5 0.8 15
3 2.0 5 1.0 15 66.7%
4 2.0 10 1.0 30 66.7%
（1）第 1 次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为 N。
（2）第 2 次实验时滑轮组的机械效率是 。
（3）分析 1、2、3 次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物受到的重力越 （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析 3、4 次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 （选填“有 关“或“无关”）。
29．（2021八下·招远期末）某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中，利用如图所示的实验装置甲乙丙测量，数据如图表所示，实验中使用的每个动滑轮的大小、重量均相同。
实验 装置 物块重量G/N 物块上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
甲 4 0.1 2.7 0.2 74%
乙 4 0.1 1.8 0.3 74%
丙 8 0.1 3.1 0.3
（1）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计，使钩码上升；
（2）请将表中的数据填写完整 ；
（3）通过 （选填“甲和乙”、“乙和丙”或“甲和丙”）两次实验得到滑轮组的机械效率与绳的绕法无关；
（4）通过乙和丙两次实验得到滑轮组的机械效率与 有关，其关系是 ；
（5）在分析实验数据过程中发现，有两个小组，他们所用的动滑轮个数以及绳的长短及绕法都相同，提升的物重也相同，但测得机械效率却不同。忽略读数等误差的影响，其原因可能是 影响了测量结果，所以在生活中我们经常给各种机械 ，来提高它的机械效率；
（6）在最后交流环节，某同学根据实验的结论认为滑轮组的机械效率还与动滑轮的重有关，其关系为：在其它情况相同时，用同样大小形状、不同重量的动滑轮（相同的个数）提升同一重物，动滑轮越重，机械效率越低。这种说法正确吗？
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】功率的概念；机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】A．功率指做功的快慢，取决于做功的多少和做这些功所用的时间；效率是有用功与总功之比。两者没有必然的联系，A不符合题意；
B．功率是由做功的多少和做这些功所用的时间共同决定的，做功多的机械，功率不一定大，B不符合题意；
C．效率的高低取决于有用功占总功的比例，做有用功多的机械，效率不一定高，C不符合题意；
D．功率就是表示机械做功的快慢，功率越大，表示机械做功越快，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】功率是描述物体做功快慢的物理量，物体功率越大，做功越快，但不见得做功多。
2．【答案】D
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解读图可知，甲滑轮组n＝3，乙滑轮组n＝2，因为不计绳重和摩擦,拉力F＝ (G+G轮)
而动滑轮相同、提升的重物相同，所以F1由题意可知,动滑轮重G相同、匀速提升同一物体G，不计绳重和摩擦、滑轮组的机械效率η＝
所以两滑轮组的机械效率η1＝η2。
故答案为：D。
【分析】通过表达式可以看出，在不考虑摩擦力的影响时，滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关，与提升的高度和绳子的绕法无关。
3．【答案】C
【知识点】机械效率的大小比较
【解析】【解答】由图可知，甲图是两股绳在拉重物，故
乙图有三股绳子在拉重物，故
故
所以乙滑轮组更省力；因为用的是相同的滑轮和两根相同的绳子且不计绳重和摩擦，所以额外功相同，提升相同的高度，有用功相同，由此可知总功相同，所以滑轮组的机械效率相同。
故答案为：C。
【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系和自由端移动距离与物体移动距离的关系，用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
4．【答案】A
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由图可知，绳子承担重物的段数n为2，物体被匀速提升2m，则绳子末端移动的距离
A．物体重为500N，则物体克服重力做的有用功
拉力做的总功
则滑轮组机械效率
A符合题意；
B．不计绳重和摩擦，根据 可得动滑轮重力
B不符合题意；
CD．不计绳重和摩擦，动滑轮克服重力做的功为额外功，物体克服重力做的功为有用功，根据 可知，若采用轻质滑轮完成原任务或者用该滑轮组提升更重的货物，机械效率会增大，CD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
5．【答案】D
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A．有用功为W有=G物h=10N×1m=10J
A不符合题意；
B．由图可知n=2，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，可得2F=G物+G动
故得G动=2×6N-10N=2N
B不符合题意；
C．拉力F做的功为W总=Fs=F×2h=6N×2×1m=12J
拉力F做功的功率为
C不符合题意；
D．该滑轮组的机械效率为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
6．【答案】C
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A．由图可知，n=3，绳子末端移动的距离s=nh=3×0.1m=0.3m
A不符合题意；
B．拉力做的功W总=Fs=10N×0.3m=3J
B不符合题意；
C．有用功W有=Gh=27N×0.1m=2.7J
滑轮组的机械效率
C符合题意；
D．忽略绳子与滑轮的摩擦及绳子的重力，动滑轮的重力G动=3F-G=3×10N-27N=3N
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有三段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的3倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的三分之一，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。
7．【答案】D
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】A．电动机对绳的拉力为
A不符合题意；
B．绳子自由端的移动速度为0.2m
B不符合题意；
C．滑轮组的机械效率为
C不符合题意；
D．有用功的功率
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有三段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的3倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的三分之一，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。
8．【答案】C
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A．由图示知，滑轮组承重绳子的根数为2，当货物被提升1m，则绳子端移动的距离s=2h=2×1m=2m
A不符合题意；
B．不计绳重及摩擦时，据滑轮组的特点得，动滑轮的重力G动=2F-G物=2×200N-300N=100N
B不符合题意；
C．滑轮组的机械效率
C符合题意；
D．使用任何机械都不可避免做额外功，所以利用滑轮组虽然可省力，但不能省功，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
9．【答案】C
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由图乙可知，在t=4s内，物体上升高度h=2m，绳子自由端移动距离s=6m，则滑轮组承担物重的绳子股数；
拉力F=100N，则4s内拉力做的功为W=Fs=100N×6m=600J，功率为，故选项A错误；
物体质量为27kg，物重为，不计绳重和摩擦，拉力，则，故选项B错误；
滑轮组的机械效率，故选项C正确；
绳子自由端移动的速度，故选项D错误。
【分析】由图乙判断出承担物重的绳子股数n；
（1）已知拉力和绳端移动的距离，根据功的计算公式求出拉力做的功，再根据功率的计算公式求出拉力的功率；
（2）先求出物重，再根据求出动滑轮重；
（3）根据机械效率公式求出滑轮组的机械效率；
（4）由绳子自由端移动的距离和时间，根据速度计算公式求出绳子自由端移动的速度。
10．【答案】D
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】甲图中手的拉力：；
乙图中手的拉力：；
因此拉力F甲>F乙；
甲的机械效率：；
乙的机械效率：；
因此机械效率η甲>η乙。
故选D。
【分析】在使用滑轮组提升重物时，根据计算自由端的拉力，根据计算它的机械效率。
11．【答案】D
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】A．由图可知，当物体运动2s时，路程是10cm，物体上升速度为
A不符合题意；
B．动滑轮做的功
B不符合题意；
C．当物体运动2s时，路程是10cm，有用功为
总功为
机械效率为
C不符合题意；
D．根据图可知，当绳子运动2s时，路程是40cm，绳子的速度为
拉力F的功率为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
12．【答案】D
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】A．由图知，图甲、图乙滑轮组，n=3，因为不计绳重和滑轮轴处摩擦，所以F1= (G+G甲)= (G+mg)，F2= (G+G乙)= (G+0.5mg)
故F1> F2，A不符合题意；
BC．重物在相同时间内匀速上升相同高度 h，则拉力移动距离s相同，拉力做功W1= F1s，W2=F2s
故W1> W2，因为做功时间相同，所以拉力 F1 的功率大于 F2 的功率，BC不符合题意；
D．甲滑轮组和乙滑轮组做的有用功相同，G甲> G乙，则甲滑轮组做的额外功多，故甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】滑轮组上的拉力的大小和绳子股数有关，当物体重力相等时，动滑轮越轻，滑轮的机械效率越大。
13．【答案】600J；80%
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】克服物体重力做的功为
故克服物体重力做的功为600J。
滑轮组的机械效率为
故滑轮组的机械效率为80%。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
14．【答案】80；改变动力（力的或拉力）方向
【知识点】定滑轮及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】有用功W有=Gh=1600N×3m=4800J
由图知两个均为定滑轮，则拉力端移动的距离与重物上升的高度相等，即s=h=3m
拉力做的总功W总=Fs=2000N×m=6000J
滑轮组的机械效率 该滑轮组两个滑轮均为定滑轮，可以改变拉力的方向。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率；中心转轴固定不动的滑轮为定滑轮，定滑轮可以改变力的方向，但不省力。
15．【答案】200；80%
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由图知道，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×5m=10m
拉力做功W总=Fs=100N×10m=1000J
拉力做功的功率 根据题意知道，滑轮组做的有用功W有用=Gh=160N×5m=800J滑轮组的机械效率
【分析】求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率；用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
16．【答案】F1h；
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】两次有用功一样，用力F1直接将物体A匀速提高h，拉力做的有用功为 滑轮组绳子的有效段数n=3，绳子自由端移动的距离s=3h，做的总功
滑轮组的机械效率为
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有三段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的3倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物体重力的三分之一，拉力为物重和滑轮重之和的三分之一，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。
17．【答案】4.32；83.3%
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】拉力F的功率 滑轮组的机械效率
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
18．【答案】2；变大
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由图，提着动滑轮的有两股绳，所以有2段绳子承担物重。
当增大下面所提物重时，有用功变大，额外功基本不变，有用功占总功的比例变大，故该滑轮组的机械效率将变大。
【分析】通过表达式可以看出，在不考虑摩擦力的影响时，滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关，与提升的高度和绳子的绕法无关。
19．【答案】100；110；300；30；90.9%；165W
【知识点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算；滑轮与功的综合题
【解析】【解答】解：由图可知滑轮组绳子的有效股数n＝3，（1）若不计滑轮自重、绳重和摩擦，则拉力：F＝ G＝ ×300N＝100N；（2）若不计绳重及摩擦，此时的拉力：F′＝ （G物+G动）＝ ×（300N+30N）＝110N；（3）小明做的有用功：
W有用＝Gh＝300N×1m＝300J；
做的额外功：
W额＝G动h＝30N×1m＝30J；
做的总功：
W总＝W有用+W额＝300J+30J＝330J，
提升该物体的机械效率：
η＝ ＝ ×100%≈90.9%；
⑷拉力的功率：
P＝ ＝ ＝165W。
故答案为：100；110；300；30；90.9%；165W
【分析】根据物体重力和绳子股数计算拉力，根据物体重力和动滑轮重力计算拉力；利用力和距离的乘积计算功，根据有用功和总功的比值计算机械效率，功和时间的比值计算功率的大小。
20．【答案】（1）500
（2）400
（3）600
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】（1）根据物体的质量计算重力为；（2）滑轮组的机械效率为50%时，物体重力为400N，根据，G动=400N；（3）当机械效率为60%，，物体重力为G'=600N.
【分析】(1)根据物体的质量计算重力；
(2)根据物体重力和机械效率可以计算动滑轮重力；
(3)根据机械效率和动滑轮重力可以计算机械效率的大小。
21．【答案】0.5；1500；100；75
【知识点】速度公式及其应用；重力及其大小的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】拉力F运动的速度v= = =0.5m/s
拉力F运动的速度0.5m/s。
拉力所做的有用功为W有用=Gh=500N×3m=1500J
拉力所做的有用功为1500J。拉力做的总功为W总=Fs=400N×5m=2000J
在斜面上所做的额外功W额=W总 W有用=2000J 1500J=500J
由W额=fs得摩擦力f= = =100N
物体受到的摩擦力为100N。
斜面的机械效率为η= ×100%= ×100%=75%
斜面的机械效率为75%。
【分析】利用路程和时间的比值计算速度；根据力和距离的乘积计算功，有用功和总功的比值计算机械效率。
22．【答案】2.5；0.5；60%
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率；功
【解析】【解答】因为物体5s内匀速直线运动了0.5m，所以5s内拉力移动的距离为：
s=2s物=2×0.5m=1m
由 得，拉力的大小为：
由 得，拉力F做功的功率为：
因物体A在水平桌面上匀速运动时处于平衡状态，受到滑轮组的拉力和受到的摩擦力是一对平衡力，所以，滑轮组对A物体的拉力：FA=f=0.2G=0.2×15N=3N
5s内拉力F对物体A做的有用功：W有=FAs=3N×0.5m=1.5J
由图乙可知，5s内拉力做的功：W总=2.5J
滑轮组的机械效率：
【分析】根据 可求出拉力大小，根据 可求出拉力F做功的功率，物体A在水平桌面上匀速运动，可根据FA=f=0.2G求出滑轮组对A物体的拉力，根据W有=FAs可求出5s内拉力F对物体A做的有用功，根据可求出滑轮组的机械效率.
23．【答案】一个；1；80%；绳与轮之间存在摩擦
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：（1）绳子的有效段数：n＝ ＝ ≈3，故动滑轮实际被使用的个数是一个（若是两个，有效段数为4或5）；（2）若不考虑摩擦，则F＝ ，滑轮组中所有动滑轮（及动滑轮间的连接物）总重力约为：
G动＝3F﹣G＝2N×3﹣5N＝1N；即滑轮组中所有动滑轮（及动滑轮间的连接物）总重力约为1N；（3）由表中数据知，第1次实验的机械效率为：
η＝ ＝ ＝ ≈83.1%，
因机械效率随提升物重的减小而变小，当提升重物重力为G＝4.0N时，该滑轮组的机械效率应略小于83.1%，故最接近80%；（4）乙组同学发现实验数据不像“理想模型”那样完美，产生误差的原因：绳与轮之间存在摩擦。
故答案为：一个；1；80%；绳与轮之间存在摩擦。
【分析】（1）根据n＝ 求出绳子的有效段数.
（2）若不考虑摩擦，拉力F=.
（3）结合表格数据，利用η＝ ＝ 求出第1次实验的机械效率；因机械效率随提升物重的减小而变小，当提升重物重力为G=4.0N时，该滑轮组的机械效率应略小于第1次的机械效率.
（4）从绳与轮之间存在摩擦考虑.
24．【答案】（1）解：拉力所做的有用功：W有＝Gh＝mgh＝0.5kg×10N/kg×0.4m＝2J
（2）解：由η＝ 可得，拉力所做的总功：W总＝ ＝ ＝2.5J，拉力做功的功率：P＝ ＝ ＝0.5W
（3）解：额外功为：W额＝W总﹣W有＝2.5J﹣2J＝0.5J，由W额＝fs可得，物体在斜面上运动时受到的摩擦力：f＝ ＝ ＝0.5N
【知识点】斜面的机械效率；功的计算及应用
【解析】【分析】用斜面提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者做差求解额外功，即摩擦力做功，除以移动距离即为摩擦力大小。
25．【答案】（1）解： 1s-2s内，由图甲可知拉力F=50N
由图丙可知距离h=1.25m
故路程为S=nh=3×1.25m=3.75m
由做功的计算公式可得，1s-2s内，拉力F做的功是多少W=FS=50N×3.75m=187.5J
答：1s-2s内，拉力F做的功是187.5J；
（2）2s-3s内，图甲可知拉力F=40N
由图乙可知v物=2.5m/s
则绳的移动速度为v绳=3v物=7.5m/s
由功率计算公式可得，2s-3s内，拉力F的功率为P=Fv绳=40N×7.5m/s=300w
答：2s-3s内，拉力F的功率是300W；
（3）由机械效率的计算公式可得，2s-3s内，滑轮组的机械效率为
答：2s-3s内，滑轮组的机械效率是83.3%。
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有三段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的3倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的三分之一，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。
26．【答案】（1）解；绳子移动的距离为
拉力F做的功为
拉力的功率为
答：拉力的功率为150W。
（2）解；机械中摩擦力及绳重忽略不计，所以额外功产生的原因只有动滑轮的重力，由图可知，当物体的重力为300N时，效率为50%，则动滑轮的重力为
答：动滑轮的重力为300N。
（3）解；绳上的最大拉力等于人的重力，则最大拉力为
则能拉起的最大物重为
则最大效率为
答：该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是83.3%。
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据力和距离的乘积计算功的大小；根据功和时间的比值计算功率；（2）根据物体的重力和机械效率，可以计算总重力，还可以计算动滑轮重力；（3）根据质量计算重力，根据最大的物体重力和拉力，可以计算机械效率。
27．【答案】（1）匀速（或缓慢）
（2）0.3
（3）高
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】（1）在测量滑轮组机械效率的实验中，为了使滑轮组对物体的拉力等于物体自身的重力，弹簧测力计应该竖直向上匀速（或缓慢）拉动。
（2）由图可知，绳子承担重物的段数n是3，而第二次实验中钩码上升高度是0.1m，则绳端移动的距离
（3）分析比较表中的数据发现，提升的钩码越重，计算得到的机械效率越大，可以得出的实验结论是：对于同一滑轮组，被提升物体所受重力越大，滑轮组的机械效率越高。
【分析】（1）匀速拉动物体，使得拉力大小等与弹簧测力计的示数；
（2）对于该滑轮组，与动滑轮接触的有三段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的3倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；
（3）通过表达式可以看出，在不考虑摩擦力的影响时，滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关，与提升的高度和绳子的绕法无关。
28．【答案】（1）0.6
（2）62.5%
（3）大；无关
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，测力计的分度值为0.1N，则示数为0.6N。(2)第2次实验时滑轮组的机械效率为 (3)分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物受到的重力越大，则滑轮组的机械效率越高。分析3、4次实验的数据可知，钩码上升高度不同但机械效率相同，即滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
【分析】（1）观察弹簧测力计的量程和分度值，根据指针的位置读数即可；
（2）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率；
（3）结合公式求解机械效率的表达式，通过分析表达式分析影响滑轮组机械效率的因素。
29．【答案】（1）匀速（或缓慢）
（2）86%
（3）甲和乙
（4）物块重量；使用同一滑轮组，物块重量越重，机械效率越高（没有控制变量同样给分）
（5）绳子与滑轮或滑轮轴之间的摩擦不同；加润滑油
（6）正确
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定。
（2）实验丙中滑轮组做的有用功为
滑轮组做的总功为
滑轮组的机械效率
（3）从图中可以看出，“甲和乙”两次实验除了绕线方式不一样，其他都一样，通过 “甲和乙”两次实验得到滑轮组的机械效率与绳的绕法无关。
（4）乙丙实验装置一样，乙实验提的物体的重力比丙实验提的物体的重力小，乙实验滑轮组的机械效率比丙实验滑轮组的机械效率小，说明滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关，使用同一滑轮组，物块重量越重，机械效率越高。
（5）在分析实验数据过程中发现，有两个小组，他们所用的动滑轮个数以及绳的长短及绕法都相同，提升的物重也相同，说明滑轮组做的有用功相同，但测得机械效率却不同，说明滑轮组的额外功不同，因此测得机械效率不同可能是因为绳子与滑轮或滑轮轴之间的摩擦不同。
生活中经常给滑轮组添加润滑油，减小滑轮与绳子之间的摩擦。
（6）要探究“滑轮组的机械效率与动滑轮的重的关系”，应该控制其他因素相同，改变动滑轮的重力，测量滑轮组的机械效率，且当提升的重物相同，重物上升的高度相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。故某同学的说法正确。
【分析】（1）匀速拉动物体，使得拉力大小等与弹簧测力计的示数；
（2）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
（3）（4）（6）通过表达式可以看出，在不考虑摩擦力的影响时，滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关，与提升的高度和绳子的绕法无关；
（5）减小动滑轮重力和摩擦力可以提高滑轮组的机械效率。
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