粤沪版物理九上 11.3 如何提高机械效率
一、单选题
1．（2021·广州）图显示的是甲、乙两机械的参数。甲、乙相比，甲的（ ）
A．总功较大 B．有用功较小
C．额外功较大 D．机械效率较低
2．（2021·重庆）如图所示的滑轮组，500N的拉力F在10s内将重800N的箱子匀速提升了2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．定滑轮的作用是省力 B．滑轮组机械效率为80%
C．动滑轮的重力为100N D．拉力F的功率为100W
3．（2021八下·遂宁期末）在如图所示斜面上，用100N的拉力将重为400N的物体由底端匀速拉到斜面顶端，下列计算结果错误的是（ ）
A．拉力做功2000J B．额外功是400J
C．机械效率80% D．斜面对物体摩擦力100N
4．（2021八下·合山月考）如图所示，拉力F=20N，在拉力F的作用下，重为100N的物体M沿水平地面以2m/s的速度匀速运动10m，已知每个凸滑轮重10N，忽略绳重和滑轮与轴间的摩擦，该过程中（ ）
A．拉力F做的功为200J
B．拉力F的功率为120W
C．滑轮组对物体做的有用功为400J
D．滑轮组的机械效率为75%
5．（2021·淮南模拟）如图所示，用滑轮组提升重750N的物体，使它在10s内匀速上升1m。已知用的拉力F为400N。则在提升重物的过程中（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（g＝10N/kg）（ ）
A．动滑轮的质量为5kg
B．拉力在这10s内做的有用功为800J
C．拉力做功的功率为75W
D．滑轮组的机械效率是62.5%
6．（2021·白云模拟）图甲中用力F1拉着重为G的物在水平路面上匀速移动s的距离。图乙中用力F2通过滑轮拉着该物体在同一水平路面上匀速移动s的距离，使用滑轮的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．有用功为W有=Gs B．总功为 W总 =F2s
C．机械效率为 D．额外功为 W =2F2s-F1s
7．（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
8．（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
9．（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
10．（2020八下·西城期末）关于功率和机械效率，下列说法中正确的是（ ）
A．功率越大，做功越多 B．功率越大，做功越快
C．机械效率有可能大于1 D．有用功多的机械效率高
11．（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
12．（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%
13．（2020八下·孝义期末）如图所示的吊车有大小两个吊钩，在确保安全的前提下，下列关于吊车机械效率说法正确的（ ）
A．吊起相同货物，使用小吊钩机械效率高
B．吊起相同货物，上升速度快机械效率高
C．每次吊起的货物越少，机械效率越高
D．货物升高的高度越高，机械效率越高
二、填空题
14．（2021八下·秦皇岛期末）如图所示，工人用30N的拉力将重为150N的重物匀速向左移动40cm，物体与地面间摩擦力为45N。则此过程中有用功是 J，额外功是 J，滑轮的机械效率是 。
15．（2021·锦州）如图所示，将重为40N的物体G沿水平方向匀速直线向左拉动2m，用时5s。已知滑轮组中动滑轮重为6N，绳子自由端拉力F为10N，则物体与地面间的摩擦力为 N。绳子自由端拉力F的功率为 W。该滑轮组的机械效为 （不计绳重和滑轮组的摩擦）。
16．（2021·青海）一名建筑工人用如图所示的滑轮组，将一个重为450N的货物，在10s内沿竖直方向匀速提升了4m，建筑工人所用的拉力是300N。则该建筑工人所做的有用功是 J，建筑工人做功的功率是 W，该滑轮组的机械效率是 。
17．（2021·安徽）如图，用滑轮组将一重物竖直向上匀速提升2m，所用拉力F=100N，若该过程中滑轮组的机械效率为80%，则滑轮组对重物做的有用功为 J。
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．（2021八下·鄂州期末）利用斜面提升物体可以省力，在斜面粗糙程度相同 、斜面高一定的情况下，斜面越 （选填“长”或“短”）越省力，机械效率越 （选填“高”或“低”）。
三、计算题
20．（2021八下·埇桥期末）如图，用动滑轮组将重160N的物体匀速提升2m，拉力做功400J，不计绳重和摩擦。求：
（1）此过程中有用功；
（2）动滑轮的机械效率；
（3）动滑轮的重力。
21．（2021八下·红桥期末）某工人利用如图所示的滑轮组提升重2700N的物体，物体上升了2m，绳子末端的拉力为750N，不计绳重和摩擦力，求：
（1）工人做的有用功是多少？
（2）该滑轮组的机械效率是多少？
四、实验探究题
22．（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%
23．（2021·海淀模拟）小波想探究“动滑轮的机械效率与提升物体受到的重力是否有关”。他利用如图所示的装置分别竖直匀速提升两个所受重力不等的钩码，做了两次实验，实验数据记录在下表中。
实验 次数 钩码所受 重力G/N 钩码被提 升高度h/m 拉力 F/N 绳端移动 距离s/m 机械效率 η
1 2 0.1 1.5 0.2 66.7%
2 6 0.1 3.6 0.2
（1）在第2次测量中，动滑轮的机械效率η= %；（计算结果保留1位小数）
（2）分析表中数据可得到的结论是： 。
24．（2020·成都模拟）在测量滑轮组机械效率的实验中，小楷与同学们用同一滑轮组进行了三次实验，如图所示，每次实验小楷沿竖直向上匀速拉动弹簧测力计，测得实验数据记录如表1：
表1
实验序号 钩码重 钩码上升高度 绳端拉 测力计移动的距离 机械效率
1 2 0.1 0.8 0.3 83.3
2 4 0.1 1.5 0.3 88.9
3 6 0.1 0.3
（1）第 3 次实验中拉力 F 的大小为 N，测得滑轮组的机械效率为 %（保留三位有效数字）；
（2）分析数据可知，使用同一滑轮组，其机械效率η 与物重G 存在一定关系，比较符合两者关系的图像是下列的______；
A． B．
C． D．
（3）在测量拉力时，小睿同学觉得弹簧测力计运动时不便于读数，就让弹簧测力计处于静止时读数，小睿测得的机械效率 （选填 “偏高”、“偏低”或“不变”）。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】有用功和额外功
【解析】【解答】AB．由图可知，甲机械的有用功是1500J，所占的比例是75%，总功W甲总= =2000J
乙机械的额外功是900J，所占的比例是30%，总功W乙总= =3000J
甲的总功小，乙机械的有用功W乙有=W乙总-W乙额=3000J-900J=2100J
甲的有用功小，A不符合题意，B符合题意；
C．甲机械的额外功W甲额=W甲总-W甲有=2000J-1500J=500J
乙机械的额外功是900J，甲的额外功较小，C不符合题意；
D．由图可知，甲的机械效率是75%，乙的机械效率是70%，甲的机械效率较大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】结合两个机械有用功、额外功与总功的比例关系求解有用功、额外功与总功的大小，再进行比较即可。
2．【答案】B
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A．定滑轮既不省力也不费力，只能改变力的方向，A不符合题意；
B．有用功为克服物体重力做的功，所以有用功为
连接动滑轮的绳子有两股，物体上升2m，因此绳子自由端移动的距离为4m。所以拉力做的总功为
因此机械效率为
B符合题意；
C．对动滑轮和物体做受力分析，向上受到两股绳子拉力，向下受到动滑轮和物体的总重力，因此有
代入数据得
C不符合题意；
D．拉力的功率
D不符合题意。
故答案为：B。
【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。
3．【答案】D
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A．拉力做功为 A正确，不符合题意；
BC．有用功为
额外功为
机械效率为
BC正确，不符合题意；
D．斜面对物体摩擦力为 ，D错误，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。
4．【答案】D
【知识点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】解： A．由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，
则绳子自由端移动的距离：s绳=ns物=2×10m=20m，
拉力F做的功：W总=Fs绳=20N×20m=400J，A不符合题意；
B．由v= 可得，物体运动的时间即绳端移动的时间：t= = 5s，
拉力F的功率： P= = 80W，B不符合题意；
C．忽略绳重和滑轮与轴间的摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，
则拉力做的额外功： W额=G动h≈G动S物= 10N×10m= 100J，
滑轮组对物体做的有用功： W有=W总-W额= 400J- 100J= 300J，C不符合题意；
D．滑轮组的机械效率： η= =75%，D符合题意。
故答案为： D．
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的2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一半，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。
5．【答案】A
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A．绳子的有效段数为n＝2，不计绳重和摩擦， 动滑轮的重力G动＝2F﹣G＝2×400N﹣750N＝50N
动滑轮的质量m＝ ＝5kg
A符合题意；
B．用滑轮组提升重750N的物体，使它在10s内匀速上升1m，拉力在这10s内做的有用功W有＝Gh＝750N×1m＝750J
B不符合题意；
C．绳子移动的距离为s＝2h＝2×1m＝2m
拉力在这10s内做的总功W总＝Fs＝400N×2m＝800J
拉力F的功率P＝ ＝80W
C不符合题意；
D．滑轮组的机械效率为η＝ ×100%＝93.75%
D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的2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一半，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。
6．【答案】D
【知识点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】A．使用动滑轮做的有用功，等于直接拉物体做的功，即W有=F1s
A不符合题意；
B．使用动滑轮拉力端移动的距离s′=2s
拉力做的总功W总=F2s′=F2×2s=2F2s
B不符合题意；
C．该动滑轮的机械效率
C不符合题意；
D．额外功W额=W总-W有=2F2s-F1s，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的2倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；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。
7．【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。
8．【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。
9．【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。
10．【答案】B
【知识点】机械效率
【解析】【解答】AB．功率越大，表示物体做功越快，而不是做功越多，A不符合题意，B符合题意；
C．机械效率不可能大于1，C不符合题意；
D．在额外功相同的情况下，有用功多的机械效率高，D不符合题意。
故答案为：B。
【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；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。
11．【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。
12．【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。
13．【答案】A
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】使用小吊钩吊起相同货物时，小吊钩（小动滑轮）的重力小，做的额外功少，在有用功一定的情况下，总功小，其机械效率高，A符合题意；
由机械效率公式 知道，机械效率的高低与上升速度、货物升高的高度无关，BD不符合题意；
每次吊起的货物越少，有用功越少，有用功在总功中所占比例越小，所以机械效率越低，C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。
14．【答案】18；6；75%
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】此过程中有用功是
该滑轮组
绳子末端移动的距离
拉力做的总功
额外功是
滑轮的机械效率是
【分析】用滑轮组水平拉动物体，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】24；12；80%
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】滑轮组绳子自由端的拉力F=10N，一共3段绳子与动滑轮接触，则整个滑轮组提供的向上的总拉力为F总=nF=3×10N=30N
滑轮组对物体的拉力为F拉=F总-G动=30N-6N=24N
物体匀速运动，在水平方向上受到的力为拉力和平衡力，所以它受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，它受到的摩擦力为24N。
物体前进了2m，绳子自由端向上移动的距离为s=ns物=3×2m=6m
绳子自由端的拉力做的总功为W=Fs=10N×6m=60J
拉力F的功率为
拉动物体做的有用功为
滑轮组的机械效率为
【分析】用滑轮组水平拉动物体，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】1800；240；75%
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】将一个重为450N的货物，在10s内沿竖直方向匀速提升了4m，该建筑工人所做的有用功是
绳子的有效段数为2，物体匀速提升了4m，则绳子自由端移动的距离
工人所做的总功是
建筑工人做功的功率是
该滑轮组的机械效率是 ＝75%
【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。
17．【答案】320
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离s=2h=2×2m=4m
总功W总=Fs=100N×4m=400J
对重物做的有用功为W有=W总η=400J×80%=320J
【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，结合总功和机械效率求解即可。
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】长；越低
【知识点】机械效率
【解析】【解答】在斜面粗糙程度相同、高度一定时，斜面的坡度越缓，即斜面越长越省力。
斜面高度相同时，通过斜面所做的有用功相同，而粗糙程度相同时，斜面的长度越长，需要克服摩擦所做的额外外便越多，那么机械效率越低。
【分析】通过表达式可以看出，斜面的机械效率与物体的重力、粗糙程度、倾斜程度有关，与提升的高度无关。
20．【答案】（1）解：有用功为W有用=Gh=160N×2m=320J
答：此过程中有用功为320J；
（2）解：由题意知，总功为400J，动滑轮的机械效率为
答：动滑轮的机械效率为80%；
（3）解：如图所示，绳子的股数为2，由W总=Fs=Fnh
可知，拉力F的大小为
由公式 可知，动滑轮的重力为G动=nF-G=2×100N-160N=40N
答：动滑轮的重力为40N。
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的2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一半，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。
21．【答案】（1）解：工人做的有用功是
答：工人做的有用功是5400J；
（2）拉力做的总功
该滑轮组的机械效率
答：该滑轮组的机械效率是90%。
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【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。
22．【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。
23．【答案】（1）83.3
（2）机械效率与提升物重有关
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】（1）在第2次测量中，动滑轮的机械效率
（2）分析表中数据，物重增加，机械效率也增加，所以可得结论：同一动滑轮，机械效率随提升重物的重力增大而增大。
【分析】（1）用滑轮组竖直提升物体，拉力作的功为总功，克服物体重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率，结合机械效率列方程求解拉力和物体重力即可。
（2）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。
24．【答案】（1）2.2；90.9
（2）D
（3）偏高
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】（1）由图丙可知，拉力F=2.2N，滑轮组的机械效率
（2） 分析数据可知，物体越重，机械效率越大，但不是正比关系，故答案为：D。
（3） 因为弹簧测力计处于静止时，摩擦力较小，额外功会减少，故机械效率偏高。
【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；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；
（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，结合公式求解机械效率的表达式；
（3）静止时摩擦力小，额外功少，计算得到的机械效率偏高。
1 / 1粤沪版物理九上 11.3 如何提高机械效率
一、单选题
1．（2021·广州）图显示的是甲、乙两机械的参数。甲、乙相比，甲的（ ）
A．总功较大 B．有用功较小
C．额外功较大 D．机械效率较低
【答案】B
【知识点】有用功和额外功
【解析】【解答】AB．由图可知，甲机械的有用功是1500J，所占的比例是75%，总功W甲总= =2000J
乙机械的额外功是900J，所占的比例是30%，总功W乙总= =3000J
甲的总功小，乙机械的有用功W乙有=W乙总-W乙额=3000J-900J=2100J
甲的有用功小，A不符合题意，B符合题意；
C．甲机械的额外功W甲额=W甲总-W甲有=2000J-1500J=500J
乙机械的额外功是900J，甲的额外功较小，C不符合题意；
D．由图可知，甲的机械效率是75%，乙的机械效率是70%，甲的机械效率较大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】结合两个机械有用功、额外功与总功的比例关系求解有用功、额外功与总功的大小，再进行比较即可。
2．（2021·重庆）如图所示的滑轮组，500N的拉力F在10s内将重800N的箱子匀速提升了2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．定滑轮的作用是省力 B．滑轮组机械效率为80%
C．动滑轮的重力为100N D．拉力F的功率为100W
【答案】B
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A．定滑轮既不省力也不费力，只能改变力的方向，A不符合题意；
B．有用功为克服物体重力做的功，所以有用功为
连接动滑轮的绳子有两股，物体上升2m，因此绳子自由端移动的距离为4m。所以拉力做的总功为
因此机械效率为
B符合题意；
C．对动滑轮和物体做受力分析，向上受到两股绳子拉力，向下受到动滑轮和物体的总重力，因此有
代入数据得
C不符合题意；
D．拉力的功率
D不符合题意。
故答案为：B。
【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。
3．（2021八下·遂宁期末）在如图所示斜面上，用100N的拉力将重为400N的物体由底端匀速拉到斜面顶端，下列计算结果错误的是（ ）
A．拉力做功2000J B．额外功是400J
C．机械效率80% D．斜面对物体摩擦力100N
【答案】D
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A．拉力做功为 A正确，不符合题意；
BC．有用功为
额外功为
机械效率为
BC正确，不符合题意；
D．斜面对物体摩擦力为 ，D错误，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。
4．（2021八下·合山月考）如图所示，拉力F=20N，在拉力F的作用下，重为100N的物体M沿水平地面以2m/s的速度匀速运动10m，已知每个凸滑轮重10N，忽略绳重和滑轮与轴间的摩擦，该过程中（ ）
A．拉力F做的功为200J
B．拉力F的功率为120W
C．滑轮组对物体做的有用功为400J
D．滑轮组的机械效率为75%
【答案】D
【知识点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】解： A．由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，
则绳子自由端移动的距离：s绳=ns物=2×10m=20m，
拉力F做的功：W总=Fs绳=20N×20m=400J，A不符合题意；
B．由v= 可得，物体运动的时间即绳端移动的时间：t= = 5s，
拉力F的功率： P= = 80W，B不符合题意；
C．忽略绳重和滑轮与轴间的摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，
则拉力做的额外功： W额=G动h≈G动S物= 10N×10m= 100J，
滑轮组对物体做的有用功： W有=W总-W额= 400J- 100J= 300J，C不符合题意；
D．滑轮组的机械效率： η= =75%，D符合题意。
故答案为： D．
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的2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一半，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。
5．（2021·淮南模拟）如图所示，用滑轮组提升重750N的物体，使它在10s内匀速上升1m。已知用的拉力F为400N。则在提升重物的过程中（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（g＝10N/kg）（ ）
A．动滑轮的质量为5kg
B．拉力在这10s内做的有用功为800J
C．拉力做功的功率为75W
D．滑轮组的机械效率是62.5%
【答案】A
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A．绳子的有效段数为n＝2，不计绳重和摩擦， 动滑轮的重力G动＝2F﹣G＝2×400N﹣750N＝50N
动滑轮的质量m＝ ＝5kg
A符合题意；
B．用滑轮组提升重750N的物体，使它在10s内匀速上升1m，拉力在这10s内做的有用功W有＝Gh＝750N×1m＝750J
B不符合题意；
C．绳子移动的距离为s＝2h＝2×1m＝2m
拉力在这10s内做的总功W总＝Fs＝400N×2m＝800J
拉力F的功率P＝ ＝80W
C不符合题意；
D．滑轮组的机械效率为η＝ ×100%＝93.75%
D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的2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一半，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。
6．（2021·白云模拟）图甲中用力F1拉着重为G的物在水平路面上匀速移动s的距离。图乙中用力F2通过滑轮拉着该物体在同一水平路面上匀速移动s的距离，使用滑轮的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．有用功为W有=Gs B．总功为 W总 =F2s
C．机械效率为 D．额外功为 W =2F2s-F1s
【答案】D
【知识点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】A．使用动滑轮做的有用功，等于直接拉物体做的功，即W有=F1s
A不符合题意；
B．使用动滑轮拉力端移动的距离s′=2s
拉力做的总功W总=F2s′=F2×2s=2F2s
B不符合题意；
C．该动滑轮的机械效率
C不符合题意；
D．额外功W额=W总-W有=2F2s-F1s，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的2倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；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。
7．（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。
8．（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。
9．（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。
10．（2020八下·西城期末）关于功率和机械效率，下列说法中正确的是（ ）
A．功率越大，做功越多 B．功率越大，做功越快
C．机械效率有可能大于1 D．有用功多的机械效率高
【答案】B
【知识点】机械效率
【解析】【解答】AB．功率越大，表示物体做功越快，而不是做功越多，A不符合题意，B符合题意；
C．机械效率不可能大于1，C不符合题意；
D．在额外功相同的情况下，有用功多的机械效率高，D不符合题意。
故答案为：B。
【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；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。
11．（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。
12．（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。
13．（2020八下·孝义期末）如图所示的吊车有大小两个吊钩，在确保安全的前提下，下列关于吊车机械效率说法正确的（ ）
A．吊起相同货物，使用小吊钩机械效率高
B．吊起相同货物，上升速度快机械效率高
C．每次吊起的货物越少，机械效率越高
D．货物升高的高度越高，机械效率越高
【答案】A
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】使用小吊钩吊起相同货物时，小吊钩（小动滑轮）的重力小，做的额外功少，在有用功一定的情况下，总功小，其机械效率高，A符合题意；
由机械效率公式 知道，机械效率的高低与上升速度、货物升高的高度无关，BD不符合题意；
每次吊起的货物越少，有用功越少，有用功在总功中所占比例越小，所以机械效率越低，C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。
二、填空题
14．（2021八下·秦皇岛期末）如图所示，工人用30N的拉力将重为150N的重物匀速向左移动40cm，物体与地面间摩擦力为45N。则此过程中有用功是 J，额外功是 J，滑轮的机械效率是 。
【答案】18；6；75%
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】此过程中有用功是
该滑轮组
绳子末端移动的距离
拉力做的总功
额外功是
滑轮的机械效率是
【分析】用滑轮组水平拉动物体，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．（2021·锦州）如图所示，将重为40N的物体G沿水平方向匀速直线向左拉动2m，用时5s。已知滑轮组中动滑轮重为6N，绳子自由端拉力F为10N，则物体与地面间的摩擦力为 N。绳子自由端拉力F的功率为 W。该滑轮组的机械效为 （不计绳重和滑轮组的摩擦）。
【答案】24；12；80%
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】滑轮组绳子自由端的拉力F=10N，一共3段绳子与动滑轮接触，则整个滑轮组提供的向上的总拉力为F总=nF=3×10N=30N
滑轮组对物体的拉力为F拉=F总-G动=30N-6N=24N
物体匀速运动，在水平方向上受到的力为拉力和平衡力，所以它受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，它受到的摩擦力为24N。
物体前进了2m，绳子自由端向上移动的距离为s=ns物=3×2m=6m
绳子自由端的拉力做的总功为W=Fs=10N×6m=60J
拉力F的功率为
拉动物体做的有用功为
滑轮组的机械效率为
【分析】用滑轮组水平拉动物体，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．（2021·青海）一名建筑工人用如图所示的滑轮组，将一个重为450N的货物，在10s内沿竖直方向匀速提升了4m，建筑工人所用的拉力是300N。则该建筑工人所做的有用功是 J，建筑工人做功的功率是 W，该滑轮组的机械效率是 。
【答案】1800；240；75%
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】将一个重为450N的货物，在10s内沿竖直方向匀速提升了4m，该建筑工人所做的有用功是
绳子的有效段数为2，物体匀速提升了4m，则绳子自由端移动的距离
工人所做的总功是
建筑工人做功的功率是
该滑轮组的机械效率是 ＝75%
【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。
17．（2021·安徽）如图，用滑轮组将一重物竖直向上匀速提升2m，所用拉力F=100N，若该过程中滑轮组的机械效率为80%，则滑轮组对重物做的有用功为 J。
【答案】320
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离s=2h=2×2m=4m
总功W总=Fs=100N×4m=400J
对重物做的有用功为W有=W总η=400J×80%=320J
【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，结合总功和机械效率求解即可。
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．（2021八下·鄂州期末）利用斜面提升物体可以省力，在斜面粗糙程度相同 、斜面高一定的情况下，斜面越 （选填“长”或“短”）越省力，机械效率越 （选填“高”或“低”）。
【答案】长；越低
【知识点】机械效率
【解析】【解答】在斜面粗糙程度相同、高度一定时，斜面的坡度越缓，即斜面越长越省力。
斜面高度相同时，通过斜面所做的有用功相同，而粗糙程度相同时，斜面的长度越长，需要克服摩擦所做的额外外便越多，那么机械效率越低。
【分析】通过表达式可以看出，斜面的机械效率与物体的重力、粗糙程度、倾斜程度有关，与提升的高度无关。
三、计算题
20．（2021八下·埇桥期末）如图，用动滑轮组将重160N的物体匀速提升2m，拉力做功400J，不计绳重和摩擦。求：
（1）此过程中有用功；
（2）动滑轮的机械效率；
（3）动滑轮的重力。
【答案】（1）解：有用功为W有用=Gh=160N×2m=320J
答：此过程中有用功为320J；
（2）解：由题意知，总功为400J，动滑轮的机械效率为
答：动滑轮的机械效率为80%；
（3）解：如图所示，绳子的股数为2，由W总=Fs=Fnh
可知，拉力F的大小为
由公式 可知，动滑轮的重力为G动=nF-G=2×100N-160N=40N
答：动滑轮的重力为40N。
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的2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一半，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。
21．（2021八下·红桥期末）某工人利用如图所示的滑轮组提升重2700N的物体，物体上升了2m，绳子末端的拉力为750N，不计绳重和摩擦力，求：
（1）工人做的有用功是多少？
（2）该滑轮组的机械效率是多少？
【答案】（1）解：工人做的有用功是
答：工人做的有用功是5400J；
（2）拉力做的总功
该滑轮组的机械效率
答：该滑轮组的机械效率是90%。
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【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。
四、实验探究题
22．（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。
23．（2021·海淀模拟）小波想探究“动滑轮的机械效率与提升物体受到的重力是否有关”。他利用如图所示的装置分别竖直匀速提升两个所受重力不等的钩码，做了两次实验，实验数据记录在下表中。
实验 次数 钩码所受 重力G/N 钩码被提 升高度h/m 拉力 F/N 绳端移动 距离s/m 机械效率 η
1 2 0.1 1.5 0.2 66.7%
2 6 0.1 3.6 0.2
（1）在第2次测量中，动滑轮的机械效率η= %；（计算结果保留1位小数）
（2）分析表中数据可得到的结论是： 。
【答案】（1）83.3
（2）机械效率与提升物重有关
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】（1）在第2次测量中，动滑轮的机械效率
（2）分析表中数据，物重增加，机械效率也增加，所以可得结论：同一动滑轮，机械效率随提升重物的重力增大而增大。
【分析】（1）用滑轮组竖直提升物体，拉力作的功为总功，克服物体重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率，结合机械效率列方程求解拉力和物体重力即可。
（2）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。
24．（2020·成都模拟）在测量滑轮组机械效率的实验中，小楷与同学们用同一滑轮组进行了三次实验，如图所示，每次实验小楷沿竖直向上匀速拉动弹簧测力计，测得实验数据记录如表1：
表1
实验序号 钩码重 钩码上升高度 绳端拉 测力计移动的距离 机械效率
1 2 0.1 0.8 0.3 83.3
2 4 0.1 1.5 0.3 88.9
3 6 0.1 0.3
（1）第 3 次实验中拉力 F 的大小为 N，测得滑轮组的机械效率为 %（保留三位有效数字）；
（2）分析数据可知，使用同一滑轮组，其机械效率η 与物重G 存在一定关系，比较符合两者关系的图像是下列的______；
A． B．
C． D．
（3）在测量拉力时，小睿同学觉得弹簧测力计运动时不便于读数，就让弹簧测力计处于静止时读数，小睿测得的机械效率 （选填 “偏高”、“偏低”或“不变”）。
【答案】（1）2.2；90.9
（2）D
（3）偏高
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】（1）由图丙可知，拉力F=2.2N，滑轮组的机械效率
（2） 分析数据可知，物体越重，机械效率越大，但不是正比关系，故答案为：D。
（3） 因为弹簧测力计处于静止时，摩擦力较小，额外功会减少，故机械效率偏高。
【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；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；
（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，结合公式求解机械效率的表达式；
（3）静止时摩擦力小，额外功少，计算得到的机械效率偏高。
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