《11.5 机械效率》同步强化训练2021-2022学年苏科版九年级物理上册（word解析版）

2021-2022学期苏科版九年级物理上《11.5
机械效率》同步强化训练
（时间：90分钟
满分：100分）
一．选择题(每小题2分
共40分)
1．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．关于功的原理，下列说法正确的是（　　）
A．简单机械不能省功，复杂机械能省功
B．功的原理只适用于杠杆和滑轮
C．既省力又省距离的机械是不可能造出来的
D．省力的机械可以省功，但一定费距离
3．下列说法正确的是(　　)
A．用水桶从井中提水时，对桶做的功是有用功
B．用水桶从井中提水时，对水做的功是总功
C．桶掉到井里，从井里把桶捞上来时，对桶做的功是有用功
D．桶掉到井里，从井里把桶捞上来时，桶里带了一些水，对桶和水做的功是有用功
4．利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是(　　)
A．克服物体重力做的功是有用功
B．克服物体受地面摩擦力做的功是有用功
C．绳子自由端的拉力F做的功是有用功
D．克服物体受地面摩擦力做的功是额外功
第4题图
第5题图
第6题图
第7题图
5．如图所示，用甲、乙、丙三种方式匀速提升相同物体，物体上升速度相同。已知每个滑轮组均相同，不计绳重和摩擦力。则下列说法正确的是（　　）
A．丙方式最省功
B．乙方式拉力的功率最大
C．甲方式机械效率最高
D．三种方式拉力做功相同
6．为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如图所示两种方式拉升重物。下面关于实验探究的做法和认识正确的是（　　）
A．若用定滑轮拉重物，拉力竖直向下最省力
B．用动滑轮提升重物，测力计与物体上升的高度相同
C．减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率
D．若将同一重物提升相同高度，用动滑轮更省力且做功更少
7．为提升重物，某同学用同样的器材分别组装成甲、乙两滑轮组，如图所示，忽略绳重及摩擦，下列对两滑轮组的比较，正确的是（　　）
A．使用甲滑轮组更省力，乙滑轮组的效率更高
B．使用甲滑轮组更省力，甲滑轮组的效率更高
C．使用乙滑轮组更省力，乙滑轮组的效率更高
D．使用乙滑轮组更省力，两滑轮组的效率一样高
8．关于机械效率，下列说法正确的是(　　)
A．机械效率高的机械做功一定多
B．使用机械可以省力，省力越多，机械效率越高
C．没有摩擦时，机械效率一定等于100%
D．做同样的有用功，额外功越少，机械效率越高
9．甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把质量相同的物体匀速提升相同的高度，两者相比，甲升降机(　　)
A．做的总功较少
B．做的总功较多
C．提升重物做的有用功较少
D．提升重物做的有用功较多
10．部分农户在新建住房时，常利用如图20－K－2所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中，建筑工人用400
N的拉力，将重600
N的建材在10
s内匀速提高3
m。则下列判断正确的是(　　)
A．滑轮所做的有用功为1200
J
B．滑轮受到的重力为100
N
C．该滑轮的机械效率η＝75%
D．绳子自由端移动的速度大小为0.3
m/s。
第10题图
第11题图
第12题图
第13题图
11．如图所示，在大小为500
N的拉力F作用下，滑轮组将800
N的重物提升了1
m。在此过程中(　　)
A．做的有用功是500
J
B．做的总功是800
J
C．该滑轮组的机械效率是62.5%
D．该滑轮组的机械效率是80%
12．如图所示，在大小为150
N的拉力F作用下，物体A在水平桌面上以0.2
m/s的速度向右匀速运动了2
m，已知A的重力为2000
N，桌面对A的摩擦力为360
N，则下列说法正确的是(　　)
A．有用功为4000
J
B．拉力做的功为90
J
C．滑轮组的机械效率为80%
D．滑轮组的机械效率为75%
13．如图是一种千斤顶，当手压摇臂时，重物便被举高，用这种千斤顶把某汽车的一个后轮顶起时，施加在摇臂上向下的压力为200N，每压一次，手向下移动的距离是50cm，压10次后，车后轮被抬高10cm，整个过程做的有用功为600J，则下列说法正确的是（　　）
A．这种千斤顶属于费力杠杆
B．人的手对千斤顶做的总功是1000J
C．该千斤顶的机械效率是50%
D．当千斤顶向上顶车后轮的过程中，这个后轮对地面的压强变大
14．小明用动滑轮竖直向上提升重物，下列措施能提高动滑轮机械效率的是（　　）
A．减小动滑轮的重力
B．增大重物上升的高度
C．减小物体的重力
D．增大重物上升的速度
15.用如图所示的滑轮组（不计绳重和绳子与滑轮的摩擦力），滑动轮的重力为15N把60N的重物1s内匀速提高1m时，下列说法正确的是（　　）
A.?机械效率为75%????????????????????????????????????????B.?绳子自由端向下移动速度为1m/s
C.?拉力做功的功率为37.5W???????????????????????????D.?绳子的拉力为37.5N
第15题
第16题
第17题
第18题
第19题
第20题
16．利用图所示的滑轮组匀速提升一个重为2N的物体，绳子自由端的拉力F，2s内绳子自由端移动了0.6m。在这个过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．动滑轮受到的重力就是0.4N
B．物体上升的速度为0.3m/s
C．该滑轮组的额外功为0.12J
D．该滑轮组的机械效率为55.6%
17．如图所示，物体A在拉力F的作用下，10s内水平匀速运动了5m，物体A与地面间的滑动摩擦力为270N，拉力F为150N。下列物理量计算正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的速度是1.5
m/s
B．拉力F做功为750J
C．该滑轮组的机械效率是60%
D．拉力F的功率是150W
18．用如图所示的滑轮组拉动物体，已知物体质量为40kg，与地面的摩擦力为其重力的0.2倍。10s内物体被拉动了10m，动滑轮重20N。（不计绳重和滑轮间的摩擦）下列说法中正确的是（　　）
A．自由端的拉力F为100N
B．滑轮组所做的有用功为4000J
C．拉力的功率为150W
D．滑轮组的机械效率为80%
19．如图斜面长为2m、高为0.4m，现将重为20N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端﹐若拉力F为5N，则（　　）
A．拉力所做的功为2J
B．斜面的机械效率为80%
C．物体受到的摩擦力为5N
D．有用功为40J
20．如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M是重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，已知长度OA∶
OB=1∶2，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N
，杠杆与绳的自重滑轮组摩擦均不计。当工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，建筑材料P以0.3m/s的速度上升。则（　　）
A．滑轮组的机械效率为88.
9%
B．物体M对地面的压力为4500N
C．工人对地面的压力为1000N
D．工人拉绳的功率为270W
二．填空题(共24分)
21．使用机械时，因为额外功是不可避免的，故总功总是________(选填“大于”“小于”或“等于”)有用功，所以机械效率总是________(选填“大于”“小于”或“等于”)1。
22.利用某机械做功，动力做的总功是500J，其中有用功是400J．那么，克服机械自重和摩擦做的额外功是________J，机械效率是________．
23．如图所示，起重机将重6×103
N的货物匀速提升10
m，再水平移动10
m后静止，起重机在整个过程中对货物做功为________J；若起重机的机械效率为80%，则起重机做的额外功为________J。
第23题
第24题
第25题
第26题
第27题
第28题
24．如图所示，用滑轮组将重为5
N的物体匀速提升0.2
m，绳端受到的拉力为______N，绳子自由端移动的距离为________m，有用功为________J，总功为________J，滑轮组的机械效率为________。
25.如图所示的滑轮组的机械效率是75%，物体重为150
N，用滑轮组匀速将物体提升2
m，所用拉力F为________N。
26..小雪用三个质量相同的滑轮组成如图所示的滑轮组，将重为120
N的物体匀速提高了4
m。若机械效率为80%，不计绳重及摩擦，则每个滑轮重为______N。
27．
如图所示，当工人师傅用400
N的拉力向下拉绳时，可使重680
N的重物匀速上升，此过程中滑轮组的机械效率为________。
28．如图是一种升降晾衣架的结构简图，转动摇柄即可实现晾衣架的升降，在天花板上固定的四个滑轮属于______滑轮，能起到______（选填“改变力的方向”或“省力”）的作用。忽略绳重和摩擦，若增加晾晒的衣服，该装置的机械效率会______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
29．在测滑轮组的机械效率实验中，某同学用如图所示安装好滑轮组，物重为G（每个轮都相同，摩擦和绳重不计），试比较甲、乙两图中，机械效率较高的是______；拉力较小的是______；在甲图中，如果增大物重G，机械效率将______（填“增大”、“减小”、“不变”）。
第29题
第30题
第31题
第32题
30．一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______。
31．如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体，拉力F的大小为30N，若物体和地面之间的摩擦力大小为45N，则A处的拉力___________N，重力做功______J。滑轮组的机械效率是___________。
32．图是利用滑轮组帮助汽车脱困的情景。匀速拉动车的过程中，车相对树木是______（选填“静止”或“运动”）的，动滑轮上有______段绳子承担对车的拉力，若对车的拉力为2400N，F为1500N，则该滑轮组的机械效率是______。
三．解答题(共36分)
33．（9分）某小组在探究“使用动滑轮的特点”时，记录了如下几组实验数据：
实验序号
1
2
3
钩码的重力G/N
2
4
6
弹簧测力计的示数F/N
1.1
2.15
3.2
钩码上升的高度h/m
0.1
0.1
0.15
绳子末端移动的距离s/m
0.2
0.2
0.3
动滑轮提升钩码所做的功W′/J
0.2
0.4
0.9
手拉弹簧测力计的力所做的功W/J
______
______
______
(1)完成表格中填空。
(2)手拉弹簧测力计的力所做的功W和动滑轮提升钩码所做的功W′相等吗？________________________________________________________________________。
造成这种现象的原因是：__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在本次实验中，第3次提升钩码时所做的总功W总为________，有用功W有为________，额外功W额为____________，动滑轮的机械效率η为____________。
34．（9分）在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义、提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。（1）为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在表中；
实验次数
滑轮材质
钩码重G/N
提升的高度h/m
有用功W有用/J
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
总功W总/J
机械效率η
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
铝
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.6
67%
4
塑料
2
0.2
0.4
0.8
0.6
0.48
83%
5
塑料
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%
①比较1和2两次实验发现：在所有滑轮组一定时，提升的钩码______，机械效率越高；
②比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与______有关；
③第5次实验室利用了图______的装置完成的；
④利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力拉起，滑轮组的机械效率为______。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率；
（2）小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持物重和斜面倾斜程度不变，可以采用______的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率；
（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是______。
A、焦耳定律　　　　　　B、牛顿第一定律
C、阿基米德原理　　　　D、欧姆定律
35.（8分）斜面的机械效率与斜面的哪些因素有关呢？小刚猜想：斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度有关．他将一木板的一端垫高，构成长度一定、高度可调的斜面，用弹簧测力计拉着同一块木块沿不同的斜面匀速向上运动．下表是他们实验记录的有关数据：
次数
斜面
倾角
斜面材料
物重G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长s/m
有用功W有/J
总功W总/J
机械效率η
1
30°
木板
7
0.5
6.0
1
①
②
③
2
30°
毛巾
7
0.5
6.5
1
3.5
6.5
53.8%
3
20°
木板
7
0.34
4.9
1
2.38
4.9
48.6%
（1）请将第1次实验表格的空补充完整①________；②________；③________．
（2）在第2次实验中，木块与斜面的摩擦力为________N．
（3）分析第1、2次实验数据，可以得出：当其他条件一定时，________斜面机械效率越低．
（4）分析第1、3次实验数据，可以得出：斜面材料相同时，斜面倾角越大，斜面的机械效率越________，斜面在生活中有着广泛的应用，例如________．
36.（6分）一个工人用由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组（不计摩擦和绳重），站在地上将500N重的货物经过10s匀速提高4m，所用的拉力是300N，求：
（1）这个工人做功的功率是多少？
（2）此时滑轮组的机械效率是多少？
（3）若把800N的重物提起，工人至少要用多大的拉力？
37．（6分）如图所示，工人师傅利用斜面把重物搬运到汽车上，汽车车厢底板高度h＝1m，斜面长度s＝4m，现用力F沿着斜面把重力G＝2400N的重物匀速拉到车上，拉力F＝800N。
（1）工人做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）物体在斜面上匀速运动时受到的摩擦力。
教师样卷
一．选择题(每小题2分
共40分)
1．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【解析】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，故A错误；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，故B错误；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，故C错误；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，故D正确。故选D。
2．关于功的原理，下列说法正确的是（　　）
A．简单机械不能省功，复杂机械能省功
B．功的原理只适用于杠杆和滑轮
C．既省力又省距离的机械是不可能造出来的
D．省力的机械可以省功，但一定费距离
【答案】C【解析】AD．使用任何机械都不能省功，故AD错误；B．功的原理适用于任何机械，不仅仅是杠杆和滑轮，故B错误；C．根据功的原理可知，任何机械都不省功，所以既省力又省距离的机械是不存在的，故C正确。故选C。
3．下列说法正确的是(　　)
A．用水桶从井中提水时，对桶做的功是有用功
B．用水桶从井中提水时，对水做的功是总功
C．桶掉到井里，从井里把桶捞上来时，对桶做的功是有用功
D．桶掉到井里，从井里把桶捞上来时，桶里带了一些水，对桶和水做的功是有用功
【答案】C
4．利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是(　　)
A．克服物体重力做的功是有用功
B．克服物体受地面摩擦力做的功是有用功
C．绳子自由端的拉力F做的功是有用功
D．克服物体受地面摩擦力做的功是额外功
【答案】B
第4题图
第5题图
第6题图
第7题图
5．如图所示，用甲、乙、丙三种方式匀速提升相同物体，物体上升速度相同。已知每个滑轮组均相同，不计绳重和摩擦力。则下列说法正确的是（　　）
A．丙方式最省功
B．乙方式拉力的功率最大
C．甲方式机械效率最高
D．三种方式拉力做功相同
【答案】C【解析】由图可知，甲方式F甲=G物乙方式F乙=(G物+G动)丙方式F丙=(G物+G动)故F甲>F乙>F丙。A．甲方式只对物体做功，乙装置和丙装置同时对物体和滑轮做功，则甲方式最省功，故A错误；B．因为物体提升速度相同，由P=Fv可知，甲方式的功率P甲=F甲v甲=G物v
乙方式的功率P乙=F乙v乙=(G物+G动)×2v物=(G物+G动)
v物丙方式的功率P丙=F丙v丙=(G物+G动)×3v物=(G物+G动)
v物故乙方式的功率与丙方式的功率相等，故B错误；
C．甲方式拉物体时，没有额外功产生，此时有用功等于总功；乙和丙两种方式拉物体时，都有对动滑轮做的额外功，此时有用功小于总功；故甲方式机械效率最高，故C正确；
D．由W=Fs可得，没有提供移动的距离，无法得到做功的多少，故无法比较，故D错误。
故选C。
6．为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如图所示两种方式拉升重物。下面关于实验探究的做法和认识正确的是（　　）
A．若用定滑轮拉重物，拉力竖直向下最省力
B．用动滑轮提升重物，测力计与物体上升的高度相同
C．减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率
D．若将同一重物提升相同高度，用动滑轮更省力且做功更少
【答案】C【解析】A．用定滑轮拉重物，只能改变力的方向，不能省力，且改变拉力方向，力的大小不变，故A错误；B．动滑轮提升重物时，能省力，但费距离，且测力计通过的距离是物体上升高度的2倍，故B错误；C．减小动滑轮的质量，可以减小提高重物时所做的额外功，而所做的有用功不变，所以机械效率得到提高，故C正确；D．使用机械可以省力，但不能省功，那么使用动滑轮是更省力，不能省功，故D错误。故选D。
7．为提升重物，某同学用同样的器材分别组装成甲、乙两滑轮组，如图所示，忽略绳重及摩擦，下列对两滑轮组的比较，正确的是（　　）
A．使用甲滑轮组更省力，乙滑轮组的效率更高
B．使用甲滑轮组更省力，甲滑轮组的效率更高
C．使用乙滑轮组更省力，乙滑轮组的效率更高
D．使用乙滑轮组更省力，两滑轮组的效率一样高
【答案】D【解析】设重物重为G重，动滑轮重为G动，观察图甲和图乙，忽略绳重及摩擦，可知图甲中有两条绳子托着动滑轮，图乙中有三条绳子托着动滑轮，则可得到
对比可知，，即使用乙滑轮组更省力；设图甲中，重物上升的高度为h甲，绳端移动的距离是s甲，那么图甲中甲滑轮组的机械效率
同理，图乙中，设重物上升的高度为h乙，绳端移动的距离是s乙，那么图乙中乙滑轮组的机械效率
由上述可知，，两滑轮组的机械效率大小一样；综上所述，使用乙滑轮组更省力，两滑轮组的效率一样高。
故选D。
8．关于机械效率，下列说法正确的是(　　)
A．机械效率高的机械做功一定多
B．使用机械可以省力，省力越多，机械效率越高
C．没有摩擦时，机械效率一定等于100%
D．做同样的有用功，额外功越少，机械效率越高
【答案】．D　[解析]
做同样的有用功，额外功越少，有用功在总功中所占的比例越大，机械效率越高，D说法正确。
9．甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把质量相同的物体匀速提升相同的高度，两者相比，甲升降机(　　)
A．做的总功较少
B．做的总功较多
C．提升重物做的有用功较少
D．提升重物做的有用功较多
【答案】．A　[解析]
“把质量相同的物体匀速提升相同的高度”，则所做的有用功相同。甲升降机比乙升降机的机械效率高，说明甲做的有用功跟总功的比值大，若有用功相同则总功少。A选项正确
10．部分农户在新建住房时，常利用如图20－K－2所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中，建筑工人用400
N的拉力，将重600
N的建材在10
s内匀速提高3
m。则下列判断正确的是(　　)
A．滑轮所做的有用功为1200
J
B．滑轮受到的重力为100
N
C．该滑轮的机械效率η＝75%
D．绳子自由端移动的速度大小为0.3
m/s。
【答案】．C　[解析]
滑轮所做的有用功：W有＝Gh＝600
N×3
m＝1800
J，故A错误。
不计摩擦和绳重时，动滑轮的重：G动＝nF－G物＝2×400
N－600
N＝200
N，摩擦和绳重未知，动滑轮重未知，故B错误。由图知，n＝2，s＝nh＝2×3
m＝6
m，W总＝Fs＝400
N×6
m＝2400
J，滑轮组的机械效率：η＝＝＝0.75＝75%，故C正确。由图知，绳端移动的距离：s＝nh＝2×3
m＝6
m，则绳子自由端移动的速度大小为v＝＝＝0.6
m/s，故D错误。
第10题图
第11题图
第12题图
第13题图
11．如图所示，在大小为500
N的拉力F作用下，滑轮组将800
N的重物提升了1
m。在此过程中(　　)
A．做的有用功是500
J
B．做的总功是800
J
C．该滑轮组的机械效率是62.5%
D．该滑轮组的机械效率是80%
【答案】．D
12．如图所示，在大小为150
N的拉力F作用下，物体A在水平桌面上以0.2
m/s的速度向右匀速运动了2
m，已知A的重力为2000
N，桌面对A的摩擦力为360
N，则下列说法正确的是(　　)
A．有用功为4000
J
B．拉力做的功为90
J
C．滑轮组的机械效率为80%
D．滑轮组的机械效率为75%
【答案】C
13．如图是一种千斤顶，当手压摇臂时，重物便被举高，用这种千斤顶把某汽车的一个后轮顶起时，施加在摇臂上向下的压力为200N，每压一次，手向下移动的距离是50cm，压10次后，车后轮被抬高10cm，整个过程做的有用功为600J，则下列说法正确的是（　　）
A．这种千斤顶属于费力杠杆
B．人的手对千斤顶做的总功是1000J
C．该千斤顶的机械效率是50%
D．当千斤顶向上顶车后轮的过程中，这个后轮对地面的压强变大
【答案】B【解析】A．千斤顶使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；B．人的手对千斤顶做的总功W=Fs=200N×0.5m×10=1000J故B正确；C．千斤顶的机械效率故C错误；D．当千斤顶向上顶后轮时，后轮受到向上的力，所以对地面的压力减小，根据可知压强变小，故D错误。故选B。
14．小明用动滑轮竖直向上提升重物，下列措施能提高动滑轮机械效率的是（　　）
A．减小动滑轮的重力
B．增大重物上升的高度
C．减小物体的重力
D．增大重物上升的速度
【答案】A【解析】用滑轮组竖直向上提升重物时，有用功大小W有=G物h不计绳重和摩擦，额外功W额=G动h总功W总=W有+W额=G物h+G动h则滑轮组的机械效率由此可知，滑轮组机械效率的高低与重物上升的速度、重物上升的高度、定滑轮的重力无关，
而减小动滑轮的重力，可减小额外功，能提高滑轮组的机械效率，故A正确。故选A。
15.用如图所示的滑轮组（不计绳重和绳子与滑轮的摩擦力），滑动轮的重力为15N把60N的重物1s内匀速提高1m时，下列说法正确的是（　　）
A.?机械效率为75%????????????????????????????????????????B.?绳子自由端向下移动速度为1m/s
C.?拉力做功的功率为37.5W???????????????????????????D.?绳子的拉力为37.5N
【答案】D
【解答】由图可知，n=2，则绳端移动的距离：s=nh=2×1m=2m，绳子自由端向下移动速度：v===2m/s，故B错误；不计绳重和绳子与滑轮的摩擦力，绳子的拉力：F=（G+G动）=（60N+15N）=37.5N，故D正确；拉力做的功：
W总=Fs=37.5N×2m=75J，拉力做功的功率：，
故C错误；有用功：
W有=Gh=60N×1m=60J，滑轮组的机械效率：，
故A错误．故选D．
第15题
第16题
第17题
第18题
第19题
第20题
16．利用图所示的滑轮组匀速提升一个重为2N的物体，绳子自由端的拉力F，2s内绳子自由端移动了0.6m。在这个过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．动滑轮受到的重力就是0.4N
B．物体上升的速度为0.3m/s
C．该滑轮组的额外功为0.12J
D．该滑轮组的机械效率为55.6%
【答案】C【解析】A．没有说是否忽略摩擦，所以无法计算动滑轮自重，故A错误；B．有两股绳，物体上升距离物体上升的速度为故B错误；C．有用功W有=Gh=2N×0.3m=0.6J总功W总=Fs=1.2N×0.6m=0.72J额外功W额=
W总-
W有=0.72J-0.6J=0.12J故C正确；D．该滑轮组的机械效率故D错误。故选C。
17．如图所示，物体A在拉力F的作用下，10s内水平匀速运动了5m，物体A与地面间的滑动摩擦力为270N，拉力F为150N。下列物理量计算正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的速度是1.5
m/s
B．拉力F做功为750J
C．该滑轮组的机械效率是60%
D．拉力F的功率是150W
【答案】D【解析】A．动滑轮上有两段绳子承载，自由端移动的距离是物体移动距离的2倍，故自由端移动的距离
自由端移动的速度故A错误；
B．拉力F做功故B错误；C．滑轮组做的有用功滑轮组的机械效率
故C错误；D．拉力F的功率故D正确。故选D。
18．用如图所示的滑轮组拉动物体，已知物体质量为40kg，与地面的摩擦力为其重力的0.2倍。10s内物体被拉动了10m，动滑轮重20N。（不计绳重和滑轮间的摩擦）下列说法中正确的是（　　）
A．自由端的拉力F为100N
B．滑轮组所做的有用功为4000J
C．拉力的功率为150W
D．滑轮组的机械效率为80%
【答案】D【解析】由图可知滑轮组中有一个动滑轮，且n=2，物体与地面的摩擦力为
不计绳重和滑轮间的摩擦，由受力平衡可知则自由端的拉力F为滑轮组所做的有用功为拉力做功为
则拉力的功率为滑轮组的机械效率为故选D。
19．如图斜面长为2m、高为0.4m，现将重为20N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端﹐若拉力F为5N，则（　　）
A．拉力所做的功为2J
B．斜面的机械效率为80%
C．物体受到的摩擦力为5N
D．有用功为40J
【答案】B【解析】A．拉力做的总功W总=Fs=5N×2m=10J故A不符合题意；BD．有用功W有=Gh=20N×0.4m=8J斜面的机械效率故B符合题意，D不符合题意；C．物体克服摩擦力做的额外功W额=W总-W有=10J-8J=2J物体与斜面间的摩擦力故C不符合题意。故选B。
20．如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M是重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，已知长度OA∶
OB=1∶2，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N
，杠杆与绳的自重滑轮组摩擦均不计。当工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，建筑材料P以0.3m/s的速度上升。则（　　）
A．滑轮组的机械效率为88.
9%
B．物体M对地面的压力为4500N
C．工人对地面的压力为1000N
D．工人拉绳的功率为270W
【答案】B【解析】A．由图可知n=2，且滑轮组摩擦均不计，建筑材料P重G=2F-G动=2×300N-100N=500N滑轮组的机械效率为≈83.3%
故A错误；B．定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，由力的平衡条件可得FA′=3F+G定=3×300N+100N=1000N杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即FA=FA′=1000N根据杠杆的平衡条件
FA×OA=FB×OBFB=因为物体间力的作用是相互的，所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力FB′=FB=500N物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，则物体M受到的支持力为
FM支持=GM-FB′=5000N-500N=4500N因为物体间力的作用是相互的，所以物体M对地面的压力FM压=FM支持=4500N故B正确；C．当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，因力的作用是相互的，则绳子对工人会施加竖直向上的拉力，其大小也为300N，此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支，由力的平衡条件可得F支=G-F=700N-300N=400N因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，所以工人对地面的压力F压=F支=400N故C错误；D．建筑材料P以0.3m/s的速度上升，绳子自由端的速度v绳=2×0.3m/s=0.6m/s工人拉绳的功率=Fv绳=300N×0.6m/s=180W故D错误。故选B。
二．填空题(共24分)
21．使用机械时，因为额外功是不可避免的，故总功总是________(选填“大于”“小于”或“等于”)有用功，所以机械效率总是________(选填“大于”“小于”或“等于”)1。
【答案】．大于　小于[解析]
使用机械时，额外功不可避免，W总＝W有＋W额，总功总是大于有用功。由机械效率公式η＝可得：机械效率总是小于1。
22.利用某机械做功，动力做的总功是500J，其中有用功是400J．那么，克服机械自重和摩擦做的额外功是________J，机械效率是________．
【答案】100J；80%
【解答】解：W额=W总﹣W有=500J﹣400J=100J
η=
故答案为：100J，80%
23．如图所示，起重机将重6×103
N的货物匀速提升10
m，再水平移动10
m后静止，起重机在整个过程中对货物做功为________J；若起重机的机械效率为80%，则起重机做的额外功为________J。
【答案】．6×104　1.5×104
[解析]
因为货物在水平方向上移动时拉力不做功，所以起重机在整个过程中对货物做的功：W有＝Gh＝6×103
N×10
m＝6×104
J，由η＝得，W总＝＝＝7.5×104
J，W额＝W总－W有＝7.5×104
J－6×104
J＝1.5×104
J。
第23题
第24题
第25题
第26题
第27题
第28题
24．如图所示，用滑轮组将重为5
N的物体匀速提升0.2
m，绳端受到的拉力为______N，绳子自由端移动的距离为________m，有用功为________J，总功为________J，滑轮组的机械效率为________。
【答案】．2　0.6　1　1.2　83.3%[解析]
该滑轮组中，动滑轮上承重绳子的段数为3，所以绳端移动的距离为物体上升高度的3倍，即s＝3h＝3×0.2
m＝0.6
m。有用功为克服物体重力做的功，W有＝Gh＝5
N×0.2
m＝1
J，拉力做的总功为W总＝Fs＝2
N×0.6
m＝1.2
J，所以机械效率为η＝＝≈83.3%。
25.如图所示的滑轮组的机械效率是75%，物体重为150
N，用滑轮组匀速将物体提升2
m，所用拉力F为________N。
【答案】．100　[解析]
有用功为克服物体重力做的功，W有＝Gh＝150
N×2
m＝300
J，η＝，则W总＝＝＝400
J；本题装置中动滑轮上承重绳子的段数为2，所以绳自由端移动的距离为物体上升高度的2倍，即s＝2h＝2×2
m＝4
m；拉力做的总功为W总＝Fs，则F＝＝＝100
N。
26..小雪用三个质量相同的滑轮组成如图所示的滑轮组，将重为120
N的物体匀速提高了4
m。若机械效率为80%，不计绳重及摩擦，则每个滑轮重为______N。
【答案】．30　[解析]
由题图知，n＝3，η＝＝＝，则F＝＝＝50
N；
不计绳重和摩擦，F＝，即50
N＝，则G动＝30
N。
27．
如图所示，当工人师傅用400
N的拉力向下拉绳时，可使重680
N的重物匀速上升，此过程中滑轮组的机械效率为________。
【答案】．85%[解析]
由图可知，滑轮组承担物重的绳子段数为n＝2。由η＝＝＝＝得，滑轮组的机械效率：η＝＝＝85%。
28．如图是一种升降晾衣架的结构简图，转动摇柄即可实现晾衣架的升降，在天花板上固定的四个滑轮属于______滑轮，能起到______（选填“改变力的方向”或“省力”）的作用。忽略绳重和摩擦，若增加晾晒的衣服，该装置的机械效率会______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】定
改变力的方向
增大
【解析】[1][2]在天花板上固定的四个滑轮，它们的轴位置固定不动，是定滑轮，使用定滑轮不能省力，但能改变力的方向。[3]忽略绳重和摩擦，若增加晾晒的衣服，升高相同高度时，即相当于额外功相同，但增加了有用功，因此提高了该装置的机械效率。
29．在测滑轮组的机械效率实验中，某同学用如图所示安装好滑轮组，物重为G（每个轮都相同，摩擦和绳重不计），试比较甲、乙两图中，机械效率较高的是______；拉力较小的是______；在甲图中，如果增大物重G，机械效率将______（填“增大”、“减小”、“不变”）。
【答案】甲
乙
增大
【解析】[1]设每一个动滑轮的重为，甲的机械效率为乙的机械效率为所以[2]甲图中物由两段绳子承担，甲的拉力为乙图中物体由四段绳子承担，乙的拉力为比较可知更小。[3]根据公式
可知，同一滑轮组，提起的物体越重，滑轮组的机械效率越大。
第29题
第30题
第31题
第32题
30．一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%
【解析】[1]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
[2]
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
工人所做的总功是建筑工人做功的功率是
3]该滑轮组的机械效率是＝75%
31．如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体，拉力F的大小为30N，若物体和地面之间的摩擦力大小为45N，则A处的拉力___________N，重力做功______J。滑轮组的机械效率是___________。
【答案】45
0
75%
【解析】[1]因为物体做匀速直线运动，所以物体A受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，拉力为F拉=f=45N作用在A处的拉力大小等于物体受到的拉力，大小也等于45N。[2]物体在重力的方向上没有移动距离，重力不做功，即重力做功为0J。[3]从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，拉力端移动距离s=2s物，滑轮组的机械效率为
32．图是利用滑轮组帮助汽车脱困的情景。匀速拉动车的过程中，车相对树木是______（选填“静止”或“运动”）的，动滑轮上有______段绳子承担对车的拉力，若对车的拉力为2400N，F为1500N，则该滑轮组的机械效率是______。
【答案】运动
2
80%
【解析】[1]匀速拉动车的过程中，车相对树木的位置发生了变化，以树木为参照物，车是运动的。[2]由图可知，随车一起运动的是动滑轮，左侧是动滑轮，动滑轮上由2段绳子承担对车的拉力。[3]该滑轮组的机械效率是
三．解答题(共36分)
33．（9分）某小组在探究“使用动滑轮的特点”时，记录了如下几组实验数据：
实验序号
1
2
3
钩码的重力G/N
2
4
6
弹簧测力计的示数F/N
1.1
2.15
3.2
钩码上升的高度h/m
0.1
0.1
0.15
绳子末端移动的距离s/m
0.2
0.2
0.3
动滑轮提升钩码所做的功W′/J
0.2
0.4
0.9
手拉弹簧测力计的力所做的功W/J
______
______
______
(1)完成表格中填空。
(2)手拉弹簧测力计的力所做的功W和动滑轮提升钩码所做的功W′相等吗？________________________________________________________________________。
造成这种现象的原因是：__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在本次实验中，第3次提升钩码时所做的总功W总为________，有用功W有为________，额外功W额为____________，动滑轮的机械效率η为____________。
【答案】．(1)0.22　0.43　0.96(2)不相等　克服动滑轮重、绳重及摩擦等要做功
(3)0.96
J　0.9
J　0.06
J　93.75%
34．（9分）在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义、提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。（1）为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在表中；
实验次数
滑轮材质
钩码重G/N
提升的高度h/m
有用功W有用/J
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
总功W总/J
机械效率η
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
铝
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.6
67%
4
塑料
2
0.2
0.4
0.8
0.6
0.48
83%
5
塑料
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%
①比较1和2两次实验发现：在所有滑轮组一定时，提升的钩码______，机械效率越高；
②比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与______有关；
③第5次实验室利用了图______的装置完成的；
④利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力拉起，滑轮组的机械效率为______。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率；
（2）小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持物重和斜面倾斜程度不变，可以采用______的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率；
（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是______。
A、焦耳定律　　　　　　B、牛顿第一定律
C、阿基米德原理　　　　D、欧姆定律
【答案】重力越大
动滑轮的重力
乙
80%
减小接触面粗糙程度
B
【解析】（1）①[1]比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组相同，提升物体的重力越大，机械效率越高，即所用滑轮组一定时，提升的钩码重力越大，机械效率越高。
②[2]比较3和4两次实验知，提升物体的重力相同，两滑轮的材质不同，而体积相同，根据，两滑轮的重力不同，机械效率也不同，发现：滑轮组的机械效率还与动滑轮的重力有关。③[3]第5次试验绳端移动的距离与物块提升的高度一致，说明使用的是定滑轮，即图乙。④[4]利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起，图甲中有三段绳子拉着动滑轮，滑轮组的机械效率为可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。（2）[5]小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变，可以采用减小接触面粗糙程度的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。（3）[6]实验表明：额外功越小，总功越接近有用功：进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械不省功，这种实验方法是实验推理法。
ACD．焦耳定律、阿基米德原理、欧姆定律可通过实验直接验证，故ACD不符合题意；
B．而牛顿第一定律不能用实验直接验证，是在实验的基础下推理得出的，故B符合题意。
故选B。
35.（8分）斜面的机械效率与斜面的哪些因素有关呢？小刚猜想：斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度有关．他将一木板的一端垫高，构成长度一定、高度可调的斜面，用弹簧测力计拉着同一块木块沿不同的斜面匀速向上运动．下表是他们实验记录的有关数据：
次数
斜面
倾角
斜面材料
物重G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长s/m
有用功W有/J
总功W总/J
机械效率η
1
30°
木板
7
0.5
6.0
1
①
②
③
2
30°
毛巾
7
0.5
6.5
1
3.5
6.5
53.8%
3
20°
木板
7
0.34
4.9
1
2.38
4.9
48.6%
（1）请将第1次实验表格的空补充完整①________；②________；③________．
（2）在第2次实验中，木块与斜面的摩擦力为________N．
（3）分析第1、2次实验数据，可以得出：当其他条件一定时，________斜面机械效率越低．
（4）分析第1、3次实验数据，可以得出：斜面材料相同时，斜面倾角越大，斜面的机械效率越________，斜面在生活中有着广泛的应用，例如________．
【答案】（1）3.5；6.0；58.3%（2）3（3）斜面越粗糙（4）高；盘山公路
【解析】【解答】解：（1）由表格第1次实验数据：W有=Gh=7N×0.5m=3.5J，W总=Fs=6N×1m=6J，
故机械效率为：η=
×100%=
×100%=58.3%；（2）由第3次实验的数据可知，则额外功W额=W总﹣W有=6.5J﹣3.5J=3J，由W额=fs得，木块所受摩擦力f=
=
=3N．（3）分析第1、2次实验数据，可以得出：当斜面倾角、斜面高、物重等条件一定时，发现斜面越粗糙，斜面的机械效率越低；（4）分析第1、3次实验数据，可以得出：当物重、斜面材料相同时，斜面倾角越大，斜面的机械效率越高；盘山公路就是利用了斜面．
故答案为：（1）3.5；6.0；58.3%；（2）3；（3）斜面越粗糙；（4）高；盘山公路．
36.（6分）一个工人用由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组（不计摩擦和绳重），站在地上将500N重的货物经过10s匀速提高4m，所用的拉力是300N，求：
（1）这个工人做功的功率是多少？
（2）此时滑轮组的机械效率是多少？
（3）若把800N的重物提起，工人至少要用多大的拉力？
【答案】解：（1）由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，又是站在地上往下拉，故可得知此滑轮组应有2段绳子在拉重物工人做功W总=Fs=300N×2×4m=2400J
则P==240W；（2）W有用=Gh=500N×4m=2000J则η=×100%=×100%=83.3%（3）不计绳重及摩擦，故有F=（G动+G物）
拉500N重物用的拉力为300N，则动滑轮重G动=2F﹣G物=2×300N﹣500N=100N
则拉800N重物时，拉力F=（G动+G′物）=×（100N+800N）=450N．
答：（1）工人做功的功率为240W；（2）机械效率为83.3%；（3）拉800N重物需用力450N．
37．（6分）如图所示，工人师傅利用斜面把重物搬运到汽车上，汽车车厢底板高度h＝1m，斜面长度s＝4m，现用力F沿着斜面把重力G＝2400N的重物匀速拉到车上，拉力F＝800N。
（1）工人做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）物体在斜面上匀速运动时受到的摩擦力。
【答案】（1）2400J；（2）75%；（3）200N
【解析】（1）工人做的有用功W有＝Gh＝2400×1m＝2400J
（2）所做总功为W总＝Fs＝800N×4m＝3200J
斜面的机械效率为
（3）此过程的额外功为W额＝W总﹣W有＝3200J﹣2400J＝800J
由W额＝fs知道，摩擦力为
答：（1）工人做的有用功为2400J；（2）斜面的机械效率为75%；（3）物体在斜面上匀速运动时受到的摩擦力为200N。