沪科版物理八年级下学期10.5 机械效率
一、单选题
1．（2020九上·陕西月考）甲乙两台机器所做的总功之比是之3：4，机械效率之比是2：1，则它们有用功之比为（ ）
A．3：4 B．2：3 C．8：3 D．3：2
【答案】D
【知识点】有用功和额外功
【解析】【解答】甲乙两台机械的有用功之比为
故答案为：D。
【分析】根据总功和机械效率的乘积计算有用功，再计算比值。
2．（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。
3．（2020九上·江城月考）一个滑轮组经改进后，机械效率比原来大大提高，用该滑轮组将同一物体匀速提升同样的高度，与改进前相比（ ）
A．有用功不变，总功减少了 B．总功不变，有用功增加了
C．总功不变，但额外功减少了 D．做的有用功减少了
【答案】A
【知识点】机械效率的大小比较；有用功和额外功
【解析】【解答】根据机械效率的计算，当同一物体升高相同高度，有用功相同，若机械效率变大，则总功在减小，额外功减小了，A符合题意。
故答案为：A.
【分析】根据有用功和额外功的改变，可以改变机械效率大小。
4．（2020九上·合肥月考）如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体。若拉力的大小为F，物体和地面之间的摩擦力大小为f，A点的拉力FA，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】机械效率的计算
【解析】【解答】由图可知，这个滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，承担摩擦力的绳子段数n＝2，根据滑轮组机械效率的计算公式，有η＝ ×100%＝ ×100%
而FA＝f，因而有η＝ ×100%。
故答案为：C。
【分析】根据物体受到的力和滑轮组绳子拉力，结合绳子股数可以计算机械效率。
5．（2020九上·盐池开学考）以下是某同学对机械效率的一些理解，其中正确的是（ ）
A．机械效率越高，机械做功一定越快
B．有用功在总功中所占的比例越大，机械效率一定越高
C．做功越多的机械，机械效率一定越高
D．越省力的机械，其机械效率一定越高
【答案】B
【知识点】机械效率
【解析】【解答】A．机械效率越高，说明有用功占总功的比例大，不能说明机械做功一定越快，A不符合题意；
B．机械效率是指有用功与总功的比值，有用功在总功中所占的比例越大，机械效率一定越高，B符合题意；
C．机械效率是指有用功与总功的比值，做功越多的机械，机械效率不一定越高，C不符合题意；
D．机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率与省力情况无关，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】机械效率即为有用功占总功的比例，比例越大，机器工作时浪费的能量就越少。
6．（2020九上·临泽开学考）使用滑轮组提升重物，能提高机械效率的做法是（ ）
A．增加提升高度 B．增加滑轮的重量
C．提起更重的物体 D．三种说法都对
【答案】C
【知识点】机械效率的大小比较
【解析】【解答】对同一滑轮组来说，提高机械效率的方法是：增加提升的物重或者减轻动滑轮的重力。而物体提升的高度不能影响到滑轮组的重力。
故答案为：C。
【分析】增加提升的物重或者减轻动滑轮的重力，可以提高机械效率。
7．（2020·绵阳）将一个定滑轮和挂有一个重6N钩码的动滑轮分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组。在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6m。不计摩擦和绳重。设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则（ ）
A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙
C．η甲≈55.5% D．η乙≈83.3%
【答案】D
【知识点】机械效率的计算
【解析】【解答】由图可知，甲、乙滑轮组中n1=2、n2=3，不计摩擦和绳重时滑轮组的机械效率分别为
即η甲=η乙，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据物体重力和动滑轮的重力，可以计算滑轮组的机械效率。
8．（2020·盐城）如图所示，小明利用动滑轮匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是（ ）
A．适当增加木箱重力 B．增大木箱上升高度
C．增大提升木箱的速度 D．换用质量更大的动滑轮
【答案】A
【知识点】增大或减小机械效率的方法
【解析】【解答】A．额外功不变，如果增加木箱重力，有用功会增大，有用功在总功中所占的比例将增大，机械效率会增大，A符合题意；
BC．动滑轮机械效率的高低与木箱上升的高度和上升的速度无关，BC不符合题意；
D．换用质量更大的动滑轮，额外功增加，有用功在总功中所占的比例将减小，机械效率降低，D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。
9．（2020八下·北京期末）当两台机器正常工作时，机械效率高的机器一定比机械效率低的机器（ ）
A．做功快
B．做功时间短
C．做的有用功多
D．做的有用功在总功里占的比例大
【答案】D
【知识点】机械效率的大小比较
【解析】【解答】根据机械效率的定义：有用功与总功的比值叫做机械效率，我们可以知道，A、B、C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】有用功与总功的比值叫做机械效率。
10．（2020八下·钦州期末）小明利用如图所示的滑轮组将重为3N的物体匀速提高0.5m，已知绳子自由端的拉力F为2N，则绳端移动的距离s及提起重物时滑轮组的机械效率是（ ）
A．s=1.5m η=50% B．s=1.5m η=75%
C．s=1m η=75% D．s=1m η=50%
【答案】C
【知识点】机械效率的计算
【解析】【解答】由图可知，滑轮组中n=2，绳端移动的距离为
滑轮组的机械效率为
故答案为：C。
【分析】根据滑轮组绳子股数，可以计算绳子距离和物体移动的距离；利用物体的重力和拉力，可以计算机械效率。
11．（2020八下·北海期末）利用质量相等的滑轮，组装成如图所示的两种方式，将同一重物提升相等高度。若绳重和摩擦不计，下列分析中正确是（ ）
A．乙图中绳自由端移动距离较大
B．甲图中绳自由端作用力较大
C．两种方式的机械效率相等
D．增大提升高度，机械效率都会变大
【答案】C
【知识点】机械效率的大小比较；机械效率的计算
【解析】【解答】A．由图可知，甲滑轮组中n=2，乙滑轮组中n=2，故将同一重物提升相等高度时，绳自由端移动距离相同，A不符合题意；
B．甲、乙图中绳自由端作用力分别为
利用质量相等的滑轮提升同一重物，故绳自由端作用力相同，B不符合题意；
C．两种方式的机械效率分别为
故两种方式的机械效率相等，C符合题意；
D．两种方式的机械效率为
机械效率与重物提升高度无关，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】使用动滑轮和滑轮组时，若物体重力和动滑轮相同，机械效率相同。
12．（2020八下·集贤期末）用如图所示的滑轮组提升重物时（不计绳重及摩擦），下列做法能提高滑轮组的机械效率的有（ ）
A．增加物体被提升的高度
B．减轻动滑轮的重力
C．改变绳子的绕法，减少承担重物的绳子的段数
D．减少物体的重力
【答案】B
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】当不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率可表示为： ．
A．由表达式可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关，A不符合题意；
B．由表达式可知，减轻动滑轮的重力G动，表达式的比值增大，即滑轮组的机械效率变大，B符合题意；
C．由表达式可知，滑轮组的机械效率与承担重物的绳子的段数无关，C不符合题意；
D．由表达式可知，减小物体的重力G，表达式的比值减小，即滑轮组的机械效率变小，D不符合题意．
故答案为：B．
【分析】增大滑轮组的机械效率，可以增大物体的重力，或减小动滑轮的重力。
二、填空题
13．（2020九上·姜堰期末）如图所示，搬运工人用滑轮将重为500N的重物匀速提升4m，所用拉力为300N。已知滑轮重80N，则此过程中工人所做的额外功是 J，滑轮的机械效率为 ，若提升的重物增加，滑轮的机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】400；83.3%；增大
【知识点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】工人做的有用功W有用=Gh=500N×4m=2000J
因为使用的是动滑轮，所以拉力移动的距离s=2h=2×4m=8m
工人做的总功W总=Fs=300N×8m=2400J
所以W额外=W总-W有用=2400J-2000J=400J
由 知道，滑轮的机械效率
由图知道， ，故由 知道，滑轮的机械效率
由此可知，若提升的重物增加，则滑轮的机械效率将增大。
【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；通过分析表达式分析影响滑轮组机械效率的因素。
14．（2020九上·九江月考）如图所示，为使重为100N的物体匀速移动1m，必须在绳子的自由端加10N的水平拉力。已知物体与地面间的滑动摩擦力为27N，那么拉力做的功是 J，此滑轮组的机械效率为 。
【答案】30；90%
【知识点】机械效率的计算
【解析】【解答】物体与地面间的滑动摩擦力为27N，物体匀速移动1m，故有用功为
由图可知，绳子的股数为3，则绳子端移动的距离为
则拉力做的功，即总功为 滑轮组的机械效率为
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服摩擦力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
15．（2020九上·蒙城月考）如图所示，用40N的力F拉着重200N的物体沿水平地面做匀速直线运动1min，物体前进了12m，物体与地面间的滑动摩擦力为90N，滑轮组的机械效率为 。
【答案】75%
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由图知道，n=3，则绳端移动的距离s绳 =ns物 =3×12m=36m
用滑轮组水平拉动物体时，克服物体的摩擦力做的功是有用功，则有用功W有 =fs物=90N×12m=1080J
拉力做的总功W总=Fs绳=40N×36m=1440J
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，克服摩擦力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
16．（2020九上·涡阳月考）用如图所示的滑轮将重为60N的物体A匀速提升1m，已知该滑轮的效率为75%，克服机械摩擦所做的功为8J，绳重不计，则动滑轮重为 N。
【答案】24
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由图知，对物体做的有用功为
由 可得
则动滑轮的重为
【分析】作用力作用在动滑轮上，拉力为物体重力和滑轮重力的两倍，用动滑轮提升物体，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，利用机械效率列方程求解动滑轮的重力。
17．（2020九上·吉林月考）如图所示，一个斜面长5m，高2m，把重为1000N的物体匀速地拉到斜面项端，若斜面是光滑的，则拉力为 N；若斜面不光滑，机械效率为η1，现保持斜面倾斜程度不变，将斜面长度改为15m，仍以同样的方式将此木箱匀速拉到斜面项端，此时斜面的机械效率为η2，则η1 η2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】400；等于
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】因为斜面是光滑的，则有W有=W总
即Gh=Fs
1000N×2m=F×5m
解得F=400N由斜面的机械效率
可知，因为斜面倾斜程度不变，故h与s的比值不变，且G与F均不变，故η不变。故η1=η2
【分析】斜面光滑，拉力做功与重力做功相同，列方程求解拉力大小；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，两者相除即为机械效率。
18．（2020九上·合肥月考）小明用如图所示的实验装置探究“杠杆的机械效率”实验时，将总重为G的钩码挂在杠杆A处，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h，弹簧测力计的示数为F，移动的距离为s，则杠杆的机械效率为η；若将钩码移动到B点，仍将它匀速提升h的高度，杠杆的机械效率η′；则η′ （选填“>”、“=”或“<”）η。
【答案】>
【知识点】机械效率的大小比较；杠杆的机械效率
【解析】【解答】杠杆的机械效率为
若将钩码移动到B点，则阻力臂增大，而阻力和动力臂不变，根据杠杆平衡条件 可知，动力应增大，则弹簧测力计的示数F’＞F；仍将它匀速提升h的高度，有用功不变，由于阻力臂增大，拉力移动的距离将变小，则提升动滑轮所做的额外功将减小，效率会提高，所以此时杠杆的机械效率η′>η。
【分析】使用杠杆时，有用功不变，当阻力臂增大，拉力移动的距离将变小，则提升杠杆所做的额外功将减小，效率会提高。
三、实验探究题
19．（2020九上·江苏期末）某实验小组在测定滑轮组的机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。
1 2 3
钩码重G/N 4 6 4
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F/N 1.8 2.4 1.4
绳端移动距离s/m 0.3 0.3 0.5
机械效率 74 83
（1）在该实验中，用到的测量工具有 、 ；
（2）通过表中的数据可以分析出 （填序号）两次实验是用同一个滑轮组做的，且使用的是图 （选填“甲”或“乙”）的滑轮组；
（3）比较第1次实验和第2次实验的数据，可以得出的结论是： ；
（4）比较第1次实验和第3次实验的数据，可以研究的是： ，对滑轮组机械效率的影响，通过计算可知第三次实验中，滑轮组的机械效率为 。
【答案】（1）刻度尺；弹簧测力计
（2）1、2；甲
（3）使用同一滑轮组提升重物，物重越重，滑轮组的机械效率越高
（4）动滑轮的重力；57.1%
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)实验中需要测量钩码的重力和物体移动的距离，所以需要用的测量工具有刻度尺和弹簧测力计。(2)通过数据中1、2两次实验，钩码上升高度与绳端移动的距离知，滑轮组承重的绳子根数为3，所以实验中所用的是甲滑轮组。(3)第1次和第2次实验中，提升钩码的高度相同，绳端移动的距离相同，但钩码的重力不同，且提升钩码的重力越大，其机械效率越高。所以同滑轮组提升重物越重，滑轮组的机械效率越高。(4)比较第1次和第3次实验数据知，第3次所用滑轮组的承重绳子根数为5根，即所用的是乙滑轮组，此滑轮组的机械效率
而两次所提升的重物重力和高度都相同，但所使用的滑轮组的动滑轮的重力不同，所以可以研究动滑轮的重力对滑轮组机械效率的影响。
【分析】（1）探究滑轮组的机械效率时，利用测力计测量力的大小，刻度尺测量距离；（2）滑轮组中动滑轮的绳子股数不同，绳子拉长的距离和物体高度的关系不同；（3）相同滑轮组提升重物越重，滑轮组的机械效率越高；（4）提升相同物体时，动滑轮越重，机械效率越小；根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，拉力和绳子拉长的长度的乘积计算总功，有用功和总功的比值计算机械效率。
四、计算题
20．（2020九上·长春月考）如图所示，斜面长5m，高2m，小明用200N恒力沿斜面将重为300N的木块由斜面底端匀速拉到顶端。求：
（1）小明做的有用功；
（2）斜面的机械效率。
【答案】（1）解：小明做的有用功为W有用=Gh=300N×2m=600J
（2）解：小明所做的总功为W总=Fs=200N×5m=1000J
斜面的机械效率为η= =60%
【知识点】斜面的机械效率
【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，两者相除即为机械效率。
21．（2020九上·九江月考）用如图所示的滑轮组吊起重物，使重物上升h，不计绳重和摩擦。
（1）当物重为G1时，绳端所用的拉力为F，此时滑轮组的机械效率是多少？
（2）该滑轮组的动滑轮重力是多少？
（3）当重物变为G2（G2小于G1）时，此时滑轮组的机械效率是多少？
【答案】（1）解：重物上升高度为h，物重为G1，则有用功为
绳子的股数为3，则绳子移动的距离为 总功为
滑轮组的机械效率
答：滑轮组的机械效率是 ；
（2）解：因为不计绳重和摩擦，所以额外功为
动滑轮的重力为
答：滑轮组的动滑轮重力是 ；
（3）解：当重物变为G2（G2小于G1）时，此时的有用功为
额外功不变，则总功为
此时的机械效率为
答：滑轮组的机械效率是 。
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】（1）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，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；
（2）该滑轮组与动滑轮接触的有三根绳子，故拉力为物重和动滑轮重的，结合拉力大小和物体的重力求解动滑轮重；
（3）同理，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的表达式。
1 / 1沪科版物理八年级下学期10.5 机械效率
一、单选题
1．（2020九上·陕西月考）甲乙两台机器所做的总功之比是之3：4，机械效率之比是2：1，则它们有用功之比为（ ）
A．3：4 B．2：3 C．8：3 D．3：2
2．（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
3．（2020九上·江城月考）一个滑轮组经改进后，机械效率比原来大大提高，用该滑轮组将同一物体匀速提升同样的高度，与改进前相比（ ）
A．有用功不变，总功减少了 B．总功不变，有用功增加了
C．总功不变，但额外功减少了 D．做的有用功减少了
4．（2020九上·合肥月考）如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体。若拉力的大小为F，物体和地面之间的摩擦力大小为f，A点的拉力FA，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是（ ）
A． B． C． D．
5．（2020九上·盐池开学考）以下是某同学对机械效率的一些理解，其中正确的是（ ）
A．机械效率越高，机械做功一定越快
B．有用功在总功中所占的比例越大，机械效率一定越高
C．做功越多的机械，机械效率一定越高
D．越省力的机械，其机械效率一定越高
6．（2020九上·临泽开学考）使用滑轮组提升重物，能提高机械效率的做法是（ ）
A．增加提升高度 B．增加滑轮的重量
C．提起更重的物体 D．三种说法都对
7．（2020·绵阳）将一个定滑轮和挂有一个重6N钩码的动滑轮分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组。在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6m。不计摩擦和绳重。设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则（ ）
A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙
C．η甲≈55.5% D．η乙≈83.3%
8．（2020·盐城）如图所示，小明利用动滑轮匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是（ ）
A．适当增加木箱重力 B．增大木箱上升高度
C．增大提升木箱的速度 D．换用质量更大的动滑轮
9．（2020八下·北京期末）当两台机器正常工作时，机械效率高的机器一定比机械效率低的机器（ ）
A．做功快
B．做功时间短
C．做的有用功多
D．做的有用功在总功里占的比例大
10．（2020八下·钦州期末）小明利用如图所示的滑轮组将重为3N的物体匀速提高0.5m，已知绳子自由端的拉力F为2N，则绳端移动的距离s及提起重物时滑轮组的机械效率是（ ）
A．s=1.5m η=50% B．s=1.5m η=75%
C．s=1m η=75% D．s=1m η=50%
11．（2020八下·北海期末）利用质量相等的滑轮，组装成如图所示的两种方式，将同一重物提升相等高度。若绳重和摩擦不计，下列分析中正确是（ ）
A．乙图中绳自由端移动距离较大
B．甲图中绳自由端作用力较大
C．两种方式的机械效率相等
D．增大提升高度，机械效率都会变大
12．（2020八下·集贤期末）用如图所示的滑轮组提升重物时（不计绳重及摩擦），下列做法能提高滑轮组的机械效率的有（ ）
A．增加物体被提升的高度
B．减轻动滑轮的重力
C．改变绳子的绕法，减少承担重物的绳子的段数
D．减少物体的重力
二、填空题
13．（2020九上·姜堰期末）如图所示，搬运工人用滑轮将重为500N的重物匀速提升4m，所用拉力为300N。已知滑轮重80N，则此过程中工人所做的额外功是 J，滑轮的机械效率为 ，若提升的重物增加，滑轮的机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
14．（2020九上·九江月考）如图所示，为使重为100N的物体匀速移动1m，必须在绳子的自由端加10N的水平拉力。已知物体与地面间的滑动摩擦力为27N，那么拉力做的功是 J，此滑轮组的机械效率为 。
15．（2020九上·蒙城月考）如图所示，用40N的力F拉着重200N的物体沿水平地面做匀速直线运动1min，物体前进了12m，物体与地面间的滑动摩擦力为90N，滑轮组的机械效率为 。
16．（2020九上·涡阳月考）用如图所示的滑轮将重为60N的物体A匀速提升1m，已知该滑轮的效率为75%，克服机械摩擦所做的功为8J，绳重不计，则动滑轮重为 N。
17．（2020九上·吉林月考）如图所示，一个斜面长5m，高2m，把重为1000N的物体匀速地拉到斜面项端，若斜面是光滑的，则拉力为 N；若斜面不光滑，机械效率为η1，现保持斜面倾斜程度不变，将斜面长度改为15m，仍以同样的方式将此木箱匀速拉到斜面项端，此时斜面的机械效率为η2，则η1 η2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
18．（2020九上·合肥月考）小明用如图所示的实验装置探究“杠杆的机械效率”实验时，将总重为G的钩码挂在杠杆A处，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h，弹簧测力计的示数为F，移动的距离为s，则杠杆的机械效率为η；若将钩码移动到B点，仍将它匀速提升h的高度，杠杆的机械效率η′；则η′ （选填“>”、“=”或“<”）η。
三、实验探究题
19．（2020九上·江苏期末）某实验小组在测定滑轮组的机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。
1 2 3
钩码重G/N 4 6 4
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F/N 1.8 2.4 1.4
绳端移动距离s/m 0.3 0.3 0.5
机械效率 74 83
（1）在该实验中，用到的测量工具有 、 ；
（2）通过表中的数据可以分析出 （填序号）两次实验是用同一个滑轮组做的，且使用的是图 （选填“甲”或“乙”）的滑轮组；
（3）比较第1次实验和第2次实验的数据，可以得出的结论是： ；
（4）比较第1次实验和第3次实验的数据，可以研究的是： ，对滑轮组机械效率的影响，通过计算可知第三次实验中，滑轮组的机械效率为 。
四、计算题
20．（2020九上·长春月考）如图所示，斜面长5m，高2m，小明用200N恒力沿斜面将重为300N的木块由斜面底端匀速拉到顶端。求：
（1）小明做的有用功；
（2）斜面的机械效率。
21．（2020九上·九江月考）用如图所示的滑轮组吊起重物，使重物上升h，不计绳重和摩擦。
（1）当物重为G1时，绳端所用的拉力为F，此时滑轮组的机械效率是多少？
（2）该滑轮组的动滑轮重力是多少？
（3）当重物变为G2（G2小于G1）时，此时滑轮组的机械效率是多少？
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】有用功和额外功
【解析】【解答】甲乙两台机械的有用功之比为
故答案为：D。
【分析】根据总功和机械效率的乘积计算有用功，再计算比值。
2．【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。
3．【答案】A
【知识点】机械效率的大小比较；有用功和额外功
【解析】【解答】根据机械效率的计算，当同一物体升高相同高度，有用功相同，若机械效率变大，则总功在减小，额外功减小了，A符合题意。
故答案为：A.
【分析】根据有用功和额外功的改变，可以改变机械效率大小。
4．【答案】C
【知识点】机械效率的计算
【解析】【解答】由图可知，这个滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，承担摩擦力的绳子段数n＝2，根据滑轮组机械效率的计算公式，有η＝ ×100%＝ ×100%
而FA＝f，因而有η＝ ×100%。
故答案为：C。
【分析】根据物体受到的力和滑轮组绳子拉力，结合绳子股数可以计算机械效率。
5．【答案】B
【知识点】机械效率
【解析】【解答】A．机械效率越高，说明有用功占总功的比例大，不能说明机械做功一定越快，A不符合题意；
B．机械效率是指有用功与总功的比值，有用功在总功中所占的比例越大，机械效率一定越高，B符合题意；
C．机械效率是指有用功与总功的比值，做功越多的机械，机械效率不一定越高，C不符合题意；
D．机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率与省力情况无关，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】机械效率即为有用功占总功的比例，比例越大，机器工作时浪费的能量就越少。
6．【答案】C
【知识点】机械效率的大小比较
【解析】【解答】对同一滑轮组来说，提高机械效率的方法是：增加提升的物重或者减轻动滑轮的重力。而物体提升的高度不能影响到滑轮组的重力。
故答案为：C。
【分析】增加提升的物重或者减轻动滑轮的重力，可以提高机械效率。
7．【答案】D
【知识点】机械效率的计算
【解析】【解答】由图可知，甲、乙滑轮组中n1=2、n2=3，不计摩擦和绳重时滑轮组的机械效率分别为
即η甲=η乙，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据物体重力和动滑轮的重力，可以计算滑轮组的机械效率。
8．【答案】A
【知识点】增大或减小机械效率的方法
【解析】【解答】A．额外功不变，如果增加木箱重力，有用功会增大，有用功在总功中所占的比例将增大，机械效率会增大，A符合题意；
BC．动滑轮机械效率的高低与木箱上升的高度和上升的速度无关，BC不符合题意；
D．换用质量更大的动滑轮，额外功增加，有用功在总功中所占的比例将减小，机械效率降低，D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。
9．【答案】D
【知识点】机械效率的大小比较
【解析】【解答】根据机械效率的定义：有用功与总功的比值叫做机械效率，我们可以知道，A、B、C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】有用功与总功的比值叫做机械效率。
10．【答案】C
【知识点】机械效率的计算
【解析】【解答】由图可知，滑轮组中n=2，绳端移动的距离为
滑轮组的机械效率为
故答案为：C。
【分析】根据滑轮组绳子股数，可以计算绳子距离和物体移动的距离；利用物体的重力和拉力，可以计算机械效率。
11．【答案】C
【知识点】机械效率的大小比较；机械效率的计算
【解析】【解答】A．由图可知，甲滑轮组中n=2，乙滑轮组中n=2，故将同一重物提升相等高度时，绳自由端移动距离相同，A不符合题意；
B．甲、乙图中绳自由端作用力分别为
利用质量相等的滑轮提升同一重物，故绳自由端作用力相同，B不符合题意；
C．两种方式的机械效率分别为
故两种方式的机械效率相等，C符合题意；
D．两种方式的机械效率为
机械效率与重物提升高度无关，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】使用动滑轮和滑轮组时，若物体重力和动滑轮相同，机械效率相同。
12．【答案】B
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】当不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率可表示为： ．
A．由表达式可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关，A不符合题意；
B．由表达式可知，减轻动滑轮的重力G动，表达式的比值增大，即滑轮组的机械效率变大，B符合题意；
C．由表达式可知，滑轮组的机械效率与承担重物的绳子的段数无关，C不符合题意；
D．由表达式可知，减小物体的重力G，表达式的比值减小，即滑轮组的机械效率变小，D不符合题意．
故答案为：B．
【分析】增大滑轮组的机械效率，可以增大物体的重力，或减小动滑轮的重力。
13．【答案】400；83.3%；增大
【知识点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】工人做的有用功W有用=Gh=500N×4m=2000J
因为使用的是动滑轮，所以拉力移动的距离s=2h=2×4m=8m
工人做的总功W总=Fs=300N×8m=2400J
所以W额外=W总-W有用=2400J-2000J=400J
由 知道，滑轮的机械效率
由图知道， ，故由 知道，滑轮的机械效率
由此可知，若提升的重物增加，则滑轮的机械效率将增大。
【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；通过分析表达式分析影响滑轮组机械效率的因素。
14．【答案】30；90%
【知识点】机械效率的计算
【解析】【解答】物体与地面间的滑动摩擦力为27N，物体匀速移动1m，故有用功为
由图可知，绳子的股数为3，则绳子端移动的距离为
则拉力做的功，即总功为 滑轮组的机械效率为
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服摩擦力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
15．【答案】75%
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由图知道，n=3，则绳端移动的距离s绳 =ns物 =3×12m=36m
用滑轮组水平拉动物体时，克服物体的摩擦力做的功是有用功，则有用功W有 =fs物=90N×12m=1080J
拉力做的总功W总=Fs绳=40N×36m=1440J
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，克服摩擦力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
16．【答案】24
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由图知，对物体做的有用功为
由 可得
则动滑轮的重为
【分析】作用力作用在动滑轮上，拉力为物体重力和滑轮重力的两倍，用动滑轮提升物体，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，利用机械效率列方程求解动滑轮的重力。
17．【答案】400；等于
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】因为斜面是光滑的，则有W有=W总
即Gh=Fs
1000N×2m=F×5m
解得F=400N由斜面的机械效率
可知，因为斜面倾斜程度不变，故h与s的比值不变，且G与F均不变，故η不变。故η1=η2
【分析】斜面光滑，拉力做功与重力做功相同，列方程求解拉力大小；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，两者相除即为机械效率。
18．【答案】>
【知识点】机械效率的大小比较；杠杆的机械效率
【解析】【解答】杠杆的机械效率为
若将钩码移动到B点，则阻力臂增大，而阻力和动力臂不变，根据杠杆平衡条件 可知，动力应增大，则弹簧测力计的示数F’＞F；仍将它匀速提升h的高度，有用功不变，由于阻力臂增大，拉力移动的距离将变小，则提升动滑轮所做的额外功将减小，效率会提高，所以此时杠杆的机械效率η′>η。
【分析】使用杠杆时，有用功不变，当阻力臂增大，拉力移动的距离将变小，则提升杠杆所做的额外功将减小，效率会提高。
19．【答案】（1）刻度尺；弹簧测力计
（2）1、2；甲
（3）使用同一滑轮组提升重物，物重越重，滑轮组的机械效率越高
（4）动滑轮的重力；57.1%
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)实验中需要测量钩码的重力和物体移动的距离，所以需要用的测量工具有刻度尺和弹簧测力计。(2)通过数据中1、2两次实验，钩码上升高度与绳端移动的距离知，滑轮组承重的绳子根数为3，所以实验中所用的是甲滑轮组。(3)第1次和第2次实验中，提升钩码的高度相同，绳端移动的距离相同，但钩码的重力不同，且提升钩码的重力越大，其机械效率越高。所以同滑轮组提升重物越重，滑轮组的机械效率越高。(4)比较第1次和第3次实验数据知，第3次所用滑轮组的承重绳子根数为5根，即所用的是乙滑轮组，此滑轮组的机械效率
而两次所提升的重物重力和高度都相同，但所使用的滑轮组的动滑轮的重力不同，所以可以研究动滑轮的重力对滑轮组机械效率的影响。
【分析】（1）探究滑轮组的机械效率时，利用测力计测量力的大小，刻度尺测量距离；（2）滑轮组中动滑轮的绳子股数不同，绳子拉长的距离和物体高度的关系不同；（3）相同滑轮组提升重物越重，滑轮组的机械效率越高；（4）提升相同物体时，动滑轮越重，机械效率越小；根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，拉力和绳子拉长的长度的乘积计算总功，有用功和总功的比值计算机械效率。
20．【答案】（1）解：小明做的有用功为W有用=Gh=300N×2m=600J
（2）解：小明所做的总功为W总=Fs=200N×5m=1000J
斜面的机械效率为η= =60%
【知识点】斜面的机械效率
【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，两者相除即为机械效率。
21．【答案】（1）解：重物上升高度为h，物重为G1，则有用功为
绳子的股数为3，则绳子移动的距离为 总功为
滑轮组的机械效率
答：滑轮组的机械效率是 ；
（2）解：因为不计绳重和摩擦，所以额外功为
动滑轮的重力为
答：滑轮组的动滑轮重力是 ；
（3）解：当重物变为G2（G2小于G1）时，此时的有用功为
额外功不变，则总功为
此时的机械效率为
答：滑轮组的机械效率是 。
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】（1）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，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；
（2）该滑轮组与动滑轮接触的有三根绳子，故拉力为物重和动滑轮重的，结合拉力大小和物体的重力求解动滑轮重；
（3）同理，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的表达式。
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