人教版初中物理八年级下册 第十二章简单机械 12.3机械效率同步训练
一、单选题
1．关于机械效率，下列说法正确的 ( )
A．做有用功多的机械，η高
B．额外功越大，机械的机械效率就越低
C．总功越大，机械的机械效率就越低
D．有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高
【答案】D
【知识点】机械效率
【解析】【分析】A、机械效率是有用功与总功的比值，总功不确定，机械效率不能确定。此选项错误；
B、有用功不确定，总功不能确定，总功不确定，机械效率不能确定。此选项错误；
C、机械效率是有用功与总功的比值，有用功不确定，机械效率不能确定。此选项错误；
D、机械效率是有用功与总功的比值，比值越大，说明机械效率越高。此选项正确。
故选D。
【点评】理解机械效率的定义，明确有用功、额外功和总功之间的关系是解决此类题目的关键。
2．如图（不计绳重与摩擦，且动滑轮重G动小于物重G），用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，它们的机械效率分别为η甲、η乙。则下列关系正确的是（）
A．F甲＞F乙 B．F甲＜F乙 C．η甲＜η乙 D．η甲 =η乙
【答案】A
【知识点】机械效率的大小比较；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由定滑轮的使用特点可知：F甲=G；
由动滑轮的特点可知：F乙=G动+G/2；动滑轮重G动小于乙物体的物重G，则F乙＜G，所以F甲＞F乙；故A正确，B错误；
如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则所做的有用功一样大，
由于要克服动滑轮重力的作用，所以乙使用动滑轮做的总功多，由η=W有用/W总×100%可知定滑轮的机械效率高，所以η甲＞η；故CD错误．
故选：A．
【分析】本题主要考查两个方面的知识：
（1）动滑轮和定滑轮的使用特点：使用定滑轮不能省力，但能改变动力的方向；使用动滑轮不能改变动力的方向，但能省力．
（2）对滑轮组机械效率公式η=W有用/W总×100%的理解．
本题的解题关键是知道使用动滑轮要克服动滑轮重力做功，在有用功相同的情况下，使用动滑轮所做的总功多．
3．定滑轮、动滑轮、滑轮组分别提升同样的重物，在不计摩擦阻力和绳子重力的情况下，机械效率最高的是（ ）
A．动滑轮 B．定滑轮 C．滑轮组 D．都一样
【答案】B
【知识点】机械效率
【解析】【分析】匀速提升同一重物，做有用功相同，通过比较额外功的大小，得出机械效率的高低（有用功相同，额外功越少，机械效率越高）。
若不计绳重和摩擦，所作额外功就是提升动滑轮做的功，而使用定滑轮时，没有动滑轮，额外功为0，机械效率最高。
故选B。
【点评】使用滑轮时若不计绳重和摩擦，额外功就是提升动滑轮做的功，这是本题的突破口。
4．采取下列措施，可以提高机械效率的是（ ）
A．有用功一定，增大总功 B．总功一定，增大额外功
C．有用功一定，减少额外功 D．额外功一定，减少总功
【答案】C
【知识点】增大或减小机械效率的方法
【解析】解答： 因为 ，由公式分析可知C符合题意；
故选C
分析：要提高机械效率，可以在有用功一定时，减少额外功；总功一定时，增大有用功。
5．如图所示，工人师傅用600N的力沿着4m长的斜面，将重1200N的油桶匀速推到高1.5m的车上，则下列说法正确的是（ ）
A．利用斜面是为了省功
B．工人师傅做功900J
C．油桶在斜面滚动的摩擦力为600N
D．把油桶滚上去而不是推上去，是为了提高斜面机械效率
【答案】D
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】解：A、利用斜面是为了增大距离，达到省力的目的，不是为了省功，故A错误；
B、工人师傅做功：W总=Fs=600N×4m=2400J，故B错误；
C、有用功：W有用=Gh=1200N×1.5m=1800J，
克服摩擦力做的额外功：W额=W总﹣W有用=2400J﹣1800J=600J，
因为W额=fs，
则摩擦力：f= =150N，故C错误；
D、把油桶滚上去而不是推上去，有用功不变，减小了克服摩擦力做的额外功，提高机械效率，故D正确．
故选D．
【分析】（1）利用斜面是为了增大距离，达到省力的目的；
（2）工人师傅做的总功W=Fs求出；
（3）根据W=Gh求出有用功，根据W总=W有用+W额求出额外功，根据W额=fs求出摩擦力；
（4）把油桶滚上去而不是推上去，减小了克服摩擦力做的额外功，提高机械效率．
6．在一个高为h、长为L的斜面上，用沿斜面向上的力F把重为G的木块匀速向上拉的过程中，如果斜面的机械效率为η，则木块和斜面间的摩擦力表达式错误的是（ ）
A．F（1﹣η） B．
C． D．
【答案】C
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】（1）人对物体所做的总功：W总=FL，
人对物体所做的有用功：W有=Gh；
∵W总=W有+W额，∴W额=W总﹣W有=FL﹣Gh，
∵W额=fL，
∴摩擦力：
故B正确，但不符合题意，C错误，符合题意；
（2）人对物体所做的总功：
W总=FL，
∴W有用=W总×η=FLη，
∵W总=W有+W额，
∴W额=W总﹣W有=FL﹣F，
∵W额=fL，
∴摩擦力：
故A正确，但不符合题意；
（3）人对物体所做的有用功：
W有=Gh；
∵W总=W有+W额，
∴W额=W总﹣W有=
﹣Gh，
∵W额=fL，
∴摩擦力：
故D正确，不符合题意．
故选C．
【分析】（1）知道推力和斜面长，利用W=FL求总功；知道重力和斜面高求有用功；总功等于有用功加上额外功，可求利用斜面做的额外功，而利用斜面克服摩擦力做的功为额外功，根据W=fL求摩擦力大小；
（2）知道推力和斜面长，利用W=FL求总功；知道机械效率，可求有用功，而总功等于有用功加上额外功，可求利用斜面做的额外功，而利用斜面克服摩擦力做的功为额外功，根据W=fL求摩擦力大小；
（3）知道重力和斜面高求有用功；知道机械效率，可求总功，总功等于有用功加上额外功，可求利用斜面做的额外功，而利用斜面克服摩擦力做的功为额外功，根据W=fL求摩擦力大小．
7．（2017八下·察右前旗期末）用如图所示的滑轮组，将重为 10N 的物体匀速提升 0.1m，拉力 F=6N，在这一过 程中，下列说法正确的是（ ）
A．所做的有用功为 4J B．所做的额外功为 0.8J
C．所做的总功为 1.2J D．此滑轮组的机械效率为 50%
【答案】B
【知识点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】解：（1）所做的有用功：W有用=Gh=10N×0.1m=1J，故A错误；（2）从图可知，n=3，则绳端移动的距离：s=3h=0.3m，
拉力所做的总功：W总=Fs=6N×0.3m=1.8J，
所做的额外功：W额外=W总﹣W有用=1.8J﹣1J=0.8J，故B正确，C错误；（3）滑轮组的机械效率：
η= ×100%= ×100%≈55.6%．故D错误．
故选B．
【分析】从图可知，对物体所做的功为有用功，拉力F所做的功为总功，已知物重和物体上升的高度，可以求出有用功，已知拉力F和s，可以求出总功，并在此基础上可以求出额外功和机械效率．
8．（2016八下·深圳期末）有一人用一滑轮组分别将1000N和2000N的物体匀速提高相同的高度，动滑轮重200N，绳重及摩擦都不计，则在上述两种情况中（ ）
A．人做的额外功相等 B．滑轮组的机械效率相等
C．人做的总功相等 D．人做功的功率相等
【答案】A
【知识点】有用功和额外功
【解析】【解答】A、不考虑绳重和摩擦，克服动滑轮的重力做的功就是额外功，用同一滑轮组，动滑轮的重是一样的，克服动滑轮的重做的额外功就是一样的；
B、不考虑绳重和摩擦，克服动滑轮的重力做的功就是额外功，提起1000N和2000N的重物，有用功是不同的，所以滑轮组的机械效率是不相同；
C、额外功相等，有用功不同，所以总功不同；
D、因为做功时间不同，无法比较功率大小．
故选A．
【分析】不计绳重和摩擦也就是说只考虑动滑轮的重，克服动滑轮的重力做的功就是额外功，用同一滑轮组说明两次所用的是一个动滑轮，所以两次做的额外功是相等的，拉2000N的物体时做的有用功当然多，有用功在总功所占的比例就越大，机械效率就高；因不知道做功时间，无法比较功率大小．
9．如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升0.1m，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磨擦），下列计算结果正确的是（ ）
A．所做的有用功为0.6J B．动滑轮自重0.2N
C．拉力F做功的功率为0.3W D．该滑轮组的机械效率为83.3%
【答案】D
【知识点】功
【解析】【解答】解：
A、因为用滑轮组提升物体，对物体做的功是有用功．所以有用功：W用=Gh=10N×0.1m=1J，故A错误；
B、不计绳重和绳与滑轮间的摩擦时，F=
（G轮+G物），则：动滑轮的重力G动=2F﹣G物=2×6N﹣10N=2N，故B错误；
C、用滑轮组提升物体，拉力F做的功是总功，则拉力F做功的功率：P总=
=
=0.6W，故C错误；
D、机械效率，故D正确．
故选D．
【分析】由图通过动滑轮的绳子段数为2，s=2h．
根据功、功率和机械效率的公式分别计算出所做的有用功、动滑轮自重、拉力F做功的功率、滑轮组的机械效率，得出正确的判断．
10．如图所示，斜面长s=4m，高h=2m，用平行于斜面向上的7.5N的拉力将10N重的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，则（ ）
A．斜面的机械效率是75%
B．物体所受的额外功为20J
C．物体所受的摩擦力等于拉力
D．斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度有关
【答案】D
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】解：
A、W总=Fs=7.5N×4m=30J，W有=Gh=10N×2m=20J，η= ≈66.7%，故A错；
B、W额=W总﹣W有=30J﹣20J=10J，故B错；
C、物体所受的摩擦力f==2.5N，摩擦力不等于拉力，故C错；
D、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和斜面粗糙程度有关，D正确．
故选D．
11．关于机械效率的下列说法中，正确的是（ ）
A．利用机械越省力，机械效率越高
B．机械做功越快，机械效率越高
C．有用功相同、总功越大机械效率越高
D．额外功相同、有用功越大的机械效率越高
【答案】D
【知识点】机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】机械效率是指有用功与总功之比，它反映了机械的品质，与机械是否省力，做功快慢无关，所以A、B错误；
由公式η=×100%和W总=W有+W额外可知：有用功相同，总功越大，额外功就越多，机械效率越低，所以C错误，D正确；
故选D．
【分析】解决此题不仅要知道机械效率的概念，而且还要清楚在使用机械时的总功、额外功与有用功．
12．如图所示，用大小为F的拉力将重物G提升到一定的高度h，绳子自由端移动的长度为S，两个滑轮的重力均为G0，不计绳与滑轮之间的摩擦，则下列说法不正确的是（ ）
A．S=3h B．滑轮组的机械效率η=
C．F=（G+2G0） D．拉力F做的功为W=3Fh
【答案】C
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：A、由图可知，承担重物绳子的股数n=3，所以绳子自由端移动的长度为s=nh=3h，故A正确；
B、滑轮组的机械效率η=，故B正确；
C、拉力F= （G+G0）=（G+G0），故C不正确；
D、拉力F做的功W=Fs=Fnh=3Fh，故D正确．
故选：C．
【分析】（1）知道绳子的股数和重物上升的高度可求出绳子自由端移动的距离；
（2）知道物重、动滑轮重及上升的高度，分别求出有用功和额外功，根据η=滑轮组的机械效率；
（3）知道绳子的股数、物重和动滑轮重可求出拉力F的大小；
（4）根据公式W=Fs可求拉力F做的总功．
13．如图在测定动滑轮机械效率的实验中，下列要求错误的是（ ）
A．弹簧测力计必须先校零
B．弹簧测力计必须竖直向上拉
C．弹簧测力计必须在静止时读数
D．实验时装置旁的直尺必须竖直放置
【答案】C
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】解：A．弹簧测力计使用前必须先校零，故A说法正确，不符合题意；
B．竖直拉动时，才能保证拉力的力臂正好是动滑轮的直径，故B正确，不符合题意；
C．实验时，应使弹簧测力计做匀速直线运动；若在用弹簧测力计静止时进行读数，则减小了一部分由于摩擦造成的额外功，因此得出的机械效率与实际值相比偏高，故C不正确，符合题意；
D．要测物体上升的高度和绳端移动的距离，装置旁的直尺必须竖直放置，故D正确，不符合题意．故选C．
【分析】（1）弹簧测力计使用前要先观察弹簧测力计的指针是否指在零点，不在零点就要将指针调到零点；
（2）动滑轮的实质是杠杆，竖直拉动才能保证力臂间的关系；
（3）实验过程中，为准确测量拉力，需使弹簧测力计做匀速直线运动；用滑轮组提升物体时，要克服动滑轮重力及一些摩擦力做额外功，若拉动绳端静止，则此时测量的额外功偏小，机械效率偏高；
（4）刻度尺使用时应紧靠物体被测物体平行．
14．从井中提水时，常常会发生吊水桶落入井里的事情．用物理知识分析下列说法，其中错误的是（ ）
A．用吊水桶向上提水，人对桶和水做的功都是有用功
B．用吊水桶向上提水，人对桶做的功是额外功
C．吊水桶掉在井里，打捞水桶时桶里会带些水，这时人对水做的功是额外功
D．吊水桶掉在井里，打捞水桶时，人对桶做的功是有用功
【答案】A
【知识点】有用功和额外功
【解析】【解答】解：用吊水桶向上提水，目的是提水，所以对水做的功是有用功．但是对桶又不得不做功，则对桶做的是额外功，故A错、B正确；
吊水桶掉在井里，打捞水桶时，目的是提桶，所以对桶做的功是有用功．但是对水又不得不做功，则对水做的功是额外功，故C、D正确．
故选A．
【分析】使用机械时，从做功的目的出发，对我们有用的功为有用功，对我们无用但又不得不做的功为额外功，据此分析功的类型．
15．甲吊车电动机比乙吊车电动机的效率高，当它们分别匀速提升物体时，则（ ）
A．甲吊车的电动机做的有用功较多
B．乙吊车的电动机做的额外功较多
C．甲吊车的电动机做功较快
D．甲、乙两吊车做相同的有用功，乙耗电多
【答案】D
【知识点】机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】解：
A、当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，根据公式W有用=Gh=mgh可知两吊车做的有用功相同，故A错误；
B、只有在两辆吊车做的有用功相同时，才能比较两吊车做的额外功的多少，故B错误；
C、单位时间内所做的功叫做功率，即做功的快慢是功率，而有用功与总功的比值叫做机械效率，故功率与机械效率没有必然的联系，故C错误；
D、两吊车做的有用功相同，乙所做的总功多，消耗的电能多，故D正确．
故选D．
【分析】甲吊车的机械效率比乙吊车的机械效率高，说明甲吊车所做的有用功在总功中占的比值比乙吊车大；把相同质量的物体提高相同的高度，根据公式W有用=Gh=mgh可知：两辆吊车所做的有用功相同；机械效率不同，是因为做的额外功不同，导致总功不同．
二、填空题
16．用如图所示的滑轮组将一重为200N的物体匀速向上提高3m，拉力为150N，则有用功
为 J．这个滑轮组的机械效率为 （计算结果保留1位小数）
【答案】600；66.7%
【知识点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】解：（1）有用功：W有用=Gh=200N×3m=600J；
（2）由图通过动滑轮绳子的段数n=2，
拉力做的总功：W总=Fs=F×2×h=150N×2×3m=900J；
故答案为：600；66.7%．
【分析】（1）已知物体的重力和物体升高的高度，根据公式W有=Gh可求此过程中人做的有用功；
（2）通过动滑轮绳子的段数n=2，根据W总=Fs=Fnh计算总功，根据计算机械效率
17．如图所示，物重G为480N，用滑轮组20s将重物匀速提升2m，所用拉力F为200N，滑轮组的机械效率为 ，拉力F的功率为 ．
【答案】80%；60W
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：（1）由图可知：承担动滑轮和重物的绳子股数为3股，则n=3，所以s=nh=3×2m=6m；
做的有用功：W有用=Gh=480N×2m=960J．
拉力所做的功：W总=Fs=200N×6m=1200J；
滑轮组的机械效率：
（2）拉力的功率：
故答案为：80%；60W．
【分析】（1）做有关滑轮组的计算题首先要判断承担重物的绳子股数，最后一段是由动滑轮引出来的，所以绳子股数是3．有用功等于重物重力与重物上升高度的乘积W有用=Gh．
拉力所做的功即为总功，所以拉力的功率即为总功率，用W总=Fs；
滑轮组的机械效率根据即可计算．
（2）利用P=
计算出拉力的功率．
18．如图是人抬起独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个 杠杆（省力/费力/等臂）；若动力臂是阻力臂的3倍，物体和车总重G为1200N，抬起车把的力F=500N，则此杠杆的机械效率为
【答案】省力；80%
【知识点】杠杆的机械效率
【解析】【解答】解：（1）由独轮车车把的简化示意图可知，独轮车在使用时动力臂大于阻力臂，所以它属于省力杠杆；
（2）根据图示可知，L1：L2=s：h=3：1，则杠杆的机械效率：
η=×100%=80%．
故答案为：省力； 80%．
【分析】（1）根据动力臂与阻力臂的大小关系判断杠杆的类型．
（2）先根据动力臂和阻力臂的关系求出在拉力方向上移动的距离和物体上升到高度关系，然后根据η= 即可求出杠杆的机械效率．
19．一台起重机将重3600N的提高4m，如果额外功是9600J，起重机的机械效率是 ；某电动机工作的效率是83%，从能量转化的角度来看，其表示的意思是
【答案】60%；用来做有用功的机械能占消耗电能总量的83%
【知识点】机械效率
【解析】【解答】解：（1）起重机做的有用功：W有用=Gh=3600N×4m=1.44×104J．
起重机的总功：W总=W有+W外=1.44×104J+9.6×103J=2.4×104J，
η=×100%=
×100%=60%；
（2）电动机工作时主要将电能转化为机械能，电动机的工作效率是83%，表示其用来做有用功的机械能占消耗电能的总量的83%，即将83%的电能转化成机械能．．
故答案为：60%；用来做有用功的机械能占消耗电能总量的83%．
【分析】（1）起重机是用来提升重物的，所以对重物做的功是有用功，总功是指有用功与额外功的和，从而根据机械效率的公式，η=，可求得机械效率；
（2）电动机工作时主要将电能转化为机械能，其用来做有用功的机械能，点消耗电能的百分比，就是它的工作效率．
20．如图所示，用动滑轮将300N的重物提升2m，拉力F做的总功为800J，则动滑轮的机械效率为 ．若不计摩擦及绳重，则动滑轮的重为 N，当使用此动滑轮提升重物时，你是如何提高此动滑轮机械效率的？其中的一种方法是
【答案】75%；100；增加物重（增加质量）
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：（1）使用动滑轮所做有用功：W有用=Gh=300N×2m=600J，
η=×100%=×100%=75%．
（2）由题意得，W额=W总﹣W有用=800J﹣600J=200J；
由W=Gh得，G动==100N；
（3）使用同一个动滑轮，额外功相同，要提高机械效率，需增大有用功，则应提高被提升物体的重力．
故答案为：75%；100；增加物重（增加质量）．
【分析】（1）由滑轮组的结构知道，承担物重的绳子股数n=2，s=2h，
根据重物被提升的高度和所受重力，利用W=Gh求有用功，再利用效率公式求滑轮组的机械效率；
（2）求出额外功，由G动=的关系计算出动滑轮的重力；
（3）动滑轮一定，可通过增加被提升的物重来提高机械效率．
三、解答题
21．为抗旱在河堤上安装了一台电动机带动的抽水机，若抽水机的效率为49%，抽水机每小时能将360m3的水送到10米高的农田里，求抽水机装置配用的电动机的功率是多少千瓦？
【答案】已知：V=360m3 ρ=1.0×103kg/m3 g=9.8N/kg h=10m η=49% t=1h=3600s求：P=？解：电动机抽水的重力为G=mg=ρVg=1×103kg/m3×9.8N/kg×360m3=3.528×106N，电动机抽水做的有用功为W有用=Gh=3.528×106N×10m=3.528×107J；∵η=，∴电动机做的总功为W总==7.2×107J，抽水机配用的电动机的功率为P==2×104W=20kW．答：抽水机配用的电动机的功率20kW．
【知识点】有用功和额外功
【解析】【分析】知道水的体积和密度，根据公式m=ρV求出水的质量，根据公式G=mg求出水的重力，再根据公式W=Gh求出电动机做的有用功；知道有用功和抽水机的效率，根据公式η= 的变形求出电动机做的总功，根据公式P=
求出抽水机配用的电动机的功率．
22．如图所示，某人用机械效率为80%的滑轮组匀速提升重240N的物体，在2s内，将物体提升了2m的高度．求：
（1）有用功．
（2）拉力的功率．
【答案】解：（1）使用滑轮组做的有用功：W有=Gh=240N×2m=480J，（2）由η=得：所以W总==600J，拉力做功功率：P总= =300W．答：（1）有用功为480J．（2）拉力的功率为300W．
【知识点】有用功和额外功
【解析】【分析】（1）知道物体重和被提升的高度，可用公式W=Gh求使用滑轮组做的有用功；
（2）总功可用机械效率η=关系式求解，再利用P=求拉力的做功功率．
四、实验题
23．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同的钩码，分别做了三次实验，实验数据记录在图表中．
实验次数 钩码所受重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm 机械效率
1 2 0.1 1.0 0.3 667%
2 4 0.1 1.7 0.3 78.4%
3 6 0.1 2.4 0.3
（1）在实验过程中，应沿竖直方向 拉动弹簧测力计．
（2）在第3次测量中，滑轮组做的有用功是 J，机械效率为 ．
（3）分析表中数据可得出：同一滑轮组，提升钩码越重，机械效率越 （填“高”或“低”）．
【答案】（1）匀速
（2）0.6；83.3%
（3）高
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）测绳端拉力F 时，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数；
（2）由第三组数据知，W有用=Gh=6N×0.1m=0.6J；
W总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J；
则η=×100%=100%≈83.3%；
（3）由表格中数据可知，同一滑轮组，被提升的钩码越重，机械效率越高．
故答案为：（1）匀速；（2）0.6；83.3%；（3）高．
【分析】（1）要正确测量拉力，需竖直向上匀速拉动测力计；
（2）根据W有用=Gh计算出有用功，根据W总=Fs计算出总功，有用功与总功之比可得机械效率；
（3）分析表格中数据，得出机械效率与钩码重力的关系．
五、综合题
24．小明在探究利用杠杆做功的实践活动中，将重G为200N的重物挂在杠杆的中点，用手竖直提起棒的另一端，使物体缓慢匀速提升，如图所示
（1）如杠杆是一根重为50N质量均匀的硬棒，小明利用杠杆将重物提升0．l0m，小明使用杠杆的机械效率是 ．
（2）若将该物体的悬挂点离支点近一点，匀速提升时杠杆的机械效率将 ．（选填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】（1）80%
（2）变小
【知识点】杠杆的机械效率
【解析】【解答】解：（1）由杠杆原理可知：FL1=GL2，即
；
F=
=100N．
W有用=Gh=200N×0.1m=20J，
W额外=G杆h=50N×0.1m=5J，
W总=W有用+W额外=20J+5J=25J，
（2）如果将该物体的悬挂点离支点近一点，将物体提升到同一高度，所做有用功不变，拉力作用点需要提高到更高的高度，即做的额外功增加，所以机械效率将降低．
故答案为：（1）80%；（2）变小．
【分析】（1）由于拉力总是竖直向上的，重物挂在杠杆的中点，所以动力臂是阻力臂的2倍．根据杠杆平衡条件求出拉力大小．
知道重物上升的距离和时间，根据速度公式求出速度大小；知道重物重力和重物上升的距离，根据W=Gh求出有用功，知道杠杆在重力和杠杆中点上升的距离，根据W=Gh求出额外功；求出总功；根据机械效率公式求出机械效率．
（2）根据机械效率的概念，判断额外功的变化，得出结论．
六、计算题
25．如图1所示是小型建筑工地上使用的“罐笼式”提升机，用它能将放在罐笼A中的建筑材料提升到高处．已知被提升的建筑材料重为2800N，拉力F将它以0.5m/s的速度匀速提升到10m的高度．拉力做的功W随时间t的变化图象如图2所示．不计动滑轮及钢丝绳的重、摩擦．求：
（1）有用功是多少？
（2）提升机在提升建筑材料时的机械效率是多少？
（3）罐笼A的重力是多少？
【答案】解：（1）G材=m材g=280kg×10N/kg=2.8×103N，W=G材h=2800N×10m=2.8×104J；（2）货物以0.5m/s的速度匀速提升到10m的高度，故其运动的时间是，据V=可知，t==20s；故据图2可知，此时拉力做的总功是40000J，所以其机械效率是：η= ×100%=×100%=70%．（3）据图1能看出有两端绳子调着动滑轮，故应该费2倍的距离，所以绳子自由端移动的距离是S=2×10m=20m；故据（2）中的数据可知，W=FS，故F==2000N；所以罐笼A的重力是GA=2F﹣G材=2×2×103N﹣2.8×103N=1200N．答：（1）有用功是2.8×104J；（2）提升机在提升建筑材料时的机械效率是70%；（3）罐笼A的重力是1200N．
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】（1）先计算出材料的重力，再根据公式W=Gh计算拉力F对所提升的建筑材料做的功．
（2）据货物上升的高度和速度，可以计算出货物上升的时间，进而据图2，可以确定此时拉力做的功，即总功，再据机械效率的计算公式计算即可．
（3）据图1能看出有两端绳子调着动滑轮，故应该费2倍的距离，所以结合公式W=FS可以计算出绳子自由端的拉力，在据不计动滑轮及钢丝绳的重、摩擦的特点计算出罐笼的重力．
26．如图所示装置，绳重及摩擦不计．工人将重为800N的货物匀速拉至4m高处，工人对绳的拉力F1为500N．
（1）求滑轮组此时的机械效率；
（2）求动滑轮的重力；
（3）若货物变为1000N重，且此时拉力做功的功率为100W，则1min内该滑轮组能把货物匀速提升多少米？
【答案】解：已知：货物重G1=800N，高度h1=4m，n=2，拉力F1=500N，物重G2=1000N，功率P=100W，时间t=1min=60s求：（1）滑轮组此时的机械效率η=？；（2）动滑轮的重力G动=？；（3）货物提高的高度h2=？解：（1）滑轮组此时的机械效率：η=×100%=×100%=×100%= ×100%=×100%=80%；（2）∵F=（G动+G），∴动滑轮重：G动=2F1﹣G1=2×500N﹣800N=200N；（3）挂1000N重物时，拉力：F2=（G动+G2）=×（200N+1000N）=600N；∵P=，∴拉力做的总功：W总=Pt=100W×60s=6000J；∵W=Fs，∴拉力移动距离：s==10m，所以物体上升高度为h2=s=×10m=5m．（1）滑轮组此时的机械效率为80%；（2）动滑轮的重力为200N；（3）该滑轮组能把货物匀速提升5m．
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】（1）根据公式η=求出滑轮组的机械效率；
（2）绳重及摩擦不计，利用物重为800N时，F=（G动+G）求出动滑轮重；
（3）再利用F=（G动+G）求重物为1000N时的拉力F2，再根据公式P=求出拉力做的总功，再根据公式W=Fs求出拉力移动距离，最后利用公式s=2h求物体上升的高度．
27．一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．
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】解答本题关键是要了解：
（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，故S=2h=8m．再由W=FS求出工人做的功，最后由P=
求出功率．
（2）工人做的功为总功，重物被拉升为有用功．即W总=FS，W有用=Gh，再由η=求出机械效率，
（3）先由拉400N重物用的拉力为250N，根据F=
（G动+G物）算出动滑轮重．再根据此公式算出拉800N重物需多大拉力．
1 / 1人教版初中物理八年级下册 第十二章简单机械 12.3机械效率同步训练
一、单选题
1．关于机械效率，下列说法正确的 ( )
A．做有用功多的机械，η高
B．额外功越大，机械的机械效率就越低
C．总功越大，机械的机械效率就越低
D．有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高
2．如图（不计绳重与摩擦，且动滑轮重G动小于物重G），用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，它们的机械效率分别为η甲、η乙。则下列关系正确的是（）
A．F甲＞F乙 B．F甲＜F乙 C．η甲＜η乙 D．η甲 =η乙
3．定滑轮、动滑轮、滑轮组分别提升同样的重物，在不计摩擦阻力和绳子重力的情况下，机械效率最高的是（ ）
A．动滑轮 B．定滑轮 C．滑轮组 D．都一样
4．采取下列措施，可以提高机械效率的是（ ）
A．有用功一定，增大总功 B．总功一定，增大额外功
C．有用功一定，减少额外功 D．额外功一定，减少总功
5．如图所示，工人师傅用600N的力沿着4m长的斜面，将重1200N的油桶匀速推到高1.5m的车上，则下列说法正确的是（ ）
A．利用斜面是为了省功
B．工人师傅做功900J
C．油桶在斜面滚动的摩擦力为600N
D．把油桶滚上去而不是推上去，是为了提高斜面机械效率
6．在一个高为h、长为L的斜面上，用沿斜面向上的力F把重为G的木块匀速向上拉的过程中，如果斜面的机械效率为η，则木块和斜面间的摩擦力表达式错误的是（ ）
A．F（1﹣η） B．
C． D．
7．（2017八下·察右前旗期末）用如图所示的滑轮组，将重为 10N 的物体匀速提升 0.1m，拉力 F=6N，在这一过 程中，下列说法正确的是（ ）
A．所做的有用功为 4J B．所做的额外功为 0.8J
C．所做的总功为 1.2J D．此滑轮组的机械效率为 50%
8．（2016八下·深圳期末）有一人用一滑轮组分别将1000N和2000N的物体匀速提高相同的高度，动滑轮重200N，绳重及摩擦都不计，则在上述两种情况中（ ）
A．人做的额外功相等 B．滑轮组的机械效率相等
C．人做的总功相等 D．人做功的功率相等
9．如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升0.1m，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磨擦），下列计算结果正确的是（ ）
A．所做的有用功为0.6J B．动滑轮自重0.2N
C．拉力F做功的功率为0.3W D．该滑轮组的机械效率为83.3%
10．如图所示，斜面长s=4m，高h=2m，用平行于斜面向上的7.5N的拉力将10N重的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，则（ ）
A．斜面的机械效率是75%
B．物体所受的额外功为20J
C．物体所受的摩擦力等于拉力
D．斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度有关
11．关于机械效率的下列说法中，正确的是（ ）
A．利用机械越省力，机械效率越高
B．机械做功越快，机械效率越高
C．有用功相同、总功越大机械效率越高
D．额外功相同、有用功越大的机械效率越高
12．如图所示，用大小为F的拉力将重物G提升到一定的高度h，绳子自由端移动的长度为S，两个滑轮的重力均为G0，不计绳与滑轮之间的摩擦，则下列说法不正确的是（ ）
A．S=3h B．滑轮组的机械效率η=
C．F=（G+2G0） D．拉力F做的功为W=3Fh
13．如图在测定动滑轮机械效率的实验中，下列要求错误的是（ ）
A．弹簧测力计必须先校零
B．弹簧测力计必须竖直向上拉
C．弹簧测力计必须在静止时读数
D．实验时装置旁的直尺必须竖直放置
14．从井中提水时，常常会发生吊水桶落入井里的事情．用物理知识分析下列说法，其中错误的是（ ）
A．用吊水桶向上提水，人对桶和水做的功都是有用功
B．用吊水桶向上提水，人对桶做的功是额外功
C．吊水桶掉在井里，打捞水桶时桶里会带些水，这时人对水做的功是额外功
D．吊水桶掉在井里，打捞水桶时，人对桶做的功是有用功
15．甲吊车电动机比乙吊车电动机的效率高，当它们分别匀速提升物体时，则（ ）
A．甲吊车的电动机做的有用功较多
B．乙吊车的电动机做的额外功较多
C．甲吊车的电动机做功较快
D．甲、乙两吊车做相同的有用功，乙耗电多
二、填空题
16．用如图所示的滑轮组将一重为200N的物体匀速向上提高3m，拉力为150N，则有用功
为 J．这个滑轮组的机械效率为 （计算结果保留1位小数）
17．如图所示，物重G为480N，用滑轮组20s将重物匀速提升2m，所用拉力F为200N，滑轮组的机械效率为 ，拉力F的功率为 ．
18．如图是人抬起独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个 杠杆（省力/费力/等臂）；若动力臂是阻力臂的3倍，物体和车总重G为1200N，抬起车把的力F=500N，则此杠杆的机械效率为
19．一台起重机将重3600N的提高4m，如果额外功是9600J，起重机的机械效率是 ；某电动机工作的效率是83%，从能量转化的角度来看，其表示的意思是
20．如图所示，用动滑轮将300N的重物提升2m，拉力F做的总功为800J，则动滑轮的机械效率为 ．若不计摩擦及绳重，则动滑轮的重为 N，当使用此动滑轮提升重物时，你是如何提高此动滑轮机械效率的？其中的一种方法是
三、解答题
21．为抗旱在河堤上安装了一台电动机带动的抽水机，若抽水机的效率为49%，抽水机每小时能将360m3的水送到10米高的农田里，求抽水机装置配用的电动机的功率是多少千瓦？
22．如图所示，某人用机械效率为80%的滑轮组匀速提升重240N的物体，在2s内，将物体提升了2m的高度．求：
（1）有用功．
（2）拉力的功率．
四、实验题
23．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同的钩码，分别做了三次实验，实验数据记录在图表中．
实验次数 钩码所受重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm 机械效率
1 2 0.1 1.0 0.3 667%
2 4 0.1 1.7 0.3 78.4%
3 6 0.1 2.4 0.3
（1）在实验过程中，应沿竖直方向 拉动弹簧测力计．
（2）在第3次测量中，滑轮组做的有用功是 J，机械效率为 ．
（3）分析表中数据可得出：同一滑轮组，提升钩码越重，机械效率越 （填“高”或“低”）．
五、综合题
24．小明在探究利用杠杆做功的实践活动中，将重G为200N的重物挂在杠杆的中点，用手竖直提起棒的另一端，使物体缓慢匀速提升，如图所示
（1）如杠杆是一根重为50N质量均匀的硬棒，小明利用杠杆将重物提升0．l0m，小明使用杠杆的机械效率是 ．
（2）若将该物体的悬挂点离支点近一点，匀速提升时杠杆的机械效率将 ．（选填“变大”、“变小”或“不变”）
六、计算题
25．如图1所示是小型建筑工地上使用的“罐笼式”提升机，用它能将放在罐笼A中的建筑材料提升到高处．已知被提升的建筑材料重为2800N，拉力F将它以0.5m/s的速度匀速提升到10m的高度．拉力做的功W随时间t的变化图象如图2所示．不计动滑轮及钢丝绳的重、摩擦．求：
（1）有用功是多少？
（2）提升机在提升建筑材料时的机械效率是多少？
（3）罐笼A的重力是多少？
26．如图所示装置，绳重及摩擦不计．工人将重为800N的货物匀速拉至4m高处，工人对绳的拉力F1为500N．
（1）求滑轮组此时的机械效率；
（2）求动滑轮的重力；
（3）若货物变为1000N重，且此时拉力做功的功率为100W，则1min内该滑轮组能把货物匀速提升多少米？
27．一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？
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】机械效率
【解析】【分析】A、机械效率是有用功与总功的比值，总功不确定，机械效率不能确定。此选项错误；
B、有用功不确定，总功不能确定，总功不确定，机械效率不能确定。此选项错误；
C、机械效率是有用功与总功的比值，有用功不确定，机械效率不能确定。此选项错误；
D、机械效率是有用功与总功的比值，比值越大，说明机械效率越高。此选项正确。
故选D。
【点评】理解机械效率的定义，明确有用功、额外功和总功之间的关系是解决此类题目的关键。
2．【答案】A
【知识点】机械效率的大小比较；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由定滑轮的使用特点可知：F甲=G；
由动滑轮的特点可知：F乙=G动+G/2；动滑轮重G动小于乙物体的物重G，则F乙＜G，所以F甲＞F乙；故A正确，B错误；
如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则所做的有用功一样大，
由于要克服动滑轮重力的作用，所以乙使用动滑轮做的总功多，由η=W有用/W总×100%可知定滑轮的机械效率高，所以η甲＞η；故CD错误．
故选：A．
【分析】本题主要考查两个方面的知识：
（1）动滑轮和定滑轮的使用特点：使用定滑轮不能省力，但能改变动力的方向；使用动滑轮不能改变动力的方向，但能省力．
（2）对滑轮组机械效率公式η=W有用/W总×100%的理解．
本题的解题关键是知道使用动滑轮要克服动滑轮重力做功，在有用功相同的情况下，使用动滑轮所做的总功多．
3．【答案】B
【知识点】机械效率
【解析】【分析】匀速提升同一重物，做有用功相同，通过比较额外功的大小，得出机械效率的高低（有用功相同，额外功越少，机械效率越高）。
若不计绳重和摩擦，所作额外功就是提升动滑轮做的功，而使用定滑轮时，没有动滑轮，额外功为0，机械效率最高。
故选B。
【点评】使用滑轮时若不计绳重和摩擦，额外功就是提升动滑轮做的功，这是本题的突破口。
4．【答案】C
【知识点】增大或减小机械效率的方法
【解析】解答： 因为 ，由公式分析可知C符合题意；
故选C
分析：要提高机械效率，可以在有用功一定时，减少额外功；总功一定时，增大有用功。
5．【答案】D
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】解：A、利用斜面是为了增大距离，达到省力的目的，不是为了省功，故A错误；
B、工人师傅做功：W总=Fs=600N×4m=2400J，故B错误；
C、有用功：W有用=Gh=1200N×1.5m=1800J，
克服摩擦力做的额外功：W额=W总﹣W有用=2400J﹣1800J=600J，
因为W额=fs，
则摩擦力：f= =150N，故C错误；
D、把油桶滚上去而不是推上去，有用功不变，减小了克服摩擦力做的额外功，提高机械效率，故D正确．
故选D．
【分析】（1）利用斜面是为了增大距离，达到省力的目的；
（2）工人师傅做的总功W=Fs求出；
（3）根据W=Gh求出有用功，根据W总=W有用+W额求出额外功，根据W额=fs求出摩擦力；
（4）把油桶滚上去而不是推上去，减小了克服摩擦力做的额外功，提高机械效率．
6．【答案】C
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】（1）人对物体所做的总功：W总=FL，
人对物体所做的有用功：W有=Gh；
∵W总=W有+W额，∴W额=W总﹣W有=FL﹣Gh，
∵W额=fL，
∴摩擦力：
故B正确，但不符合题意，C错误，符合题意；
（2）人对物体所做的总功：
W总=FL，
∴W有用=W总×η=FLη，
∵W总=W有+W额，
∴W额=W总﹣W有=FL﹣F，
∵W额=fL，
∴摩擦力：
故A正确，但不符合题意；
（3）人对物体所做的有用功：
W有=Gh；
∵W总=W有+W额，
∴W额=W总﹣W有=
﹣Gh，
∵W额=fL，
∴摩擦力：
故D正确，不符合题意．
故选C．
【分析】（1）知道推力和斜面长，利用W=FL求总功；知道重力和斜面高求有用功；总功等于有用功加上额外功，可求利用斜面做的额外功，而利用斜面克服摩擦力做的功为额外功，根据W=fL求摩擦力大小；
（2）知道推力和斜面长，利用W=FL求总功；知道机械效率，可求有用功，而总功等于有用功加上额外功，可求利用斜面做的额外功，而利用斜面克服摩擦力做的功为额外功，根据W=fL求摩擦力大小；
（3）知道重力和斜面高求有用功；知道机械效率，可求总功，总功等于有用功加上额外功，可求利用斜面做的额外功，而利用斜面克服摩擦力做的功为额外功，根据W=fL求摩擦力大小．
7．【答案】B
【知识点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】解：（1）所做的有用功：W有用=Gh=10N×0.1m=1J，故A错误；（2）从图可知，n=3，则绳端移动的距离：s=3h=0.3m，
拉力所做的总功：W总=Fs=6N×0.3m=1.8J，
所做的额外功：W额外=W总﹣W有用=1.8J﹣1J=0.8J，故B正确，C错误；（3）滑轮组的机械效率：
η= ×100%= ×100%≈55.6%．故D错误．
故选B．
【分析】从图可知，对物体所做的功为有用功，拉力F所做的功为总功，已知物重和物体上升的高度，可以求出有用功，已知拉力F和s，可以求出总功，并在此基础上可以求出额外功和机械效率．
8．【答案】A
【知识点】有用功和额外功
【解析】【解答】A、不考虑绳重和摩擦，克服动滑轮的重力做的功就是额外功，用同一滑轮组，动滑轮的重是一样的，克服动滑轮的重做的额外功就是一样的；
B、不考虑绳重和摩擦，克服动滑轮的重力做的功就是额外功，提起1000N和2000N的重物，有用功是不同的，所以滑轮组的机械效率是不相同；
C、额外功相等，有用功不同，所以总功不同；
D、因为做功时间不同，无法比较功率大小．
故选A．
【分析】不计绳重和摩擦也就是说只考虑动滑轮的重，克服动滑轮的重力做的功就是额外功，用同一滑轮组说明两次所用的是一个动滑轮，所以两次做的额外功是相等的，拉2000N的物体时做的有用功当然多，有用功在总功所占的比例就越大，机械效率就高；因不知道做功时间，无法比较功率大小．
9．【答案】D
【知识点】功
【解析】【解答】解：
A、因为用滑轮组提升物体，对物体做的功是有用功．所以有用功：W用=Gh=10N×0.1m=1J，故A错误；
B、不计绳重和绳与滑轮间的摩擦时，F=
（G轮+G物），则：动滑轮的重力G动=2F﹣G物=2×6N﹣10N=2N，故B错误；
C、用滑轮组提升物体，拉力F做的功是总功，则拉力F做功的功率：P总=
=
=0.6W，故C错误；
D、机械效率，故D正确．
故选D．
【分析】由图通过动滑轮的绳子段数为2，s=2h．
根据功、功率和机械效率的公式分别计算出所做的有用功、动滑轮自重、拉力F做功的功率、滑轮组的机械效率，得出正确的判断．
10．【答案】D
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】解：
A、W总=Fs=7.5N×4m=30J，W有=Gh=10N×2m=20J，η= ≈66.7%，故A错；
B、W额=W总﹣W有=30J﹣20J=10J，故B错；
C、物体所受的摩擦力f==2.5N，摩擦力不等于拉力，故C错；
D、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和斜面粗糙程度有关，D正确．
故选D．
11．【答案】D
【知识点】机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】机械效率是指有用功与总功之比，它反映了机械的品质，与机械是否省力，做功快慢无关，所以A、B错误；
由公式η=×100%和W总=W有+W额外可知：有用功相同，总功越大，额外功就越多，机械效率越低，所以C错误，D正确；
故选D．
【分析】解决此题不仅要知道机械效率的概念，而且还要清楚在使用机械时的总功、额外功与有用功．
12．【答案】C
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：A、由图可知，承担重物绳子的股数n=3，所以绳子自由端移动的长度为s=nh=3h，故A正确；
B、滑轮组的机械效率η=，故B正确；
C、拉力F= （G+G0）=（G+G0），故C不正确；
D、拉力F做的功W=Fs=Fnh=3Fh，故D正确．
故选：C．
【分析】（1）知道绳子的股数和重物上升的高度可求出绳子自由端移动的距离；
（2）知道物重、动滑轮重及上升的高度，分别求出有用功和额外功，根据η=滑轮组的机械效率；
（3）知道绳子的股数、物重和动滑轮重可求出拉力F的大小；
（4）根据公式W=Fs可求拉力F做的总功．
13．【答案】C
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】解：A．弹簧测力计使用前必须先校零，故A说法正确，不符合题意；
B．竖直拉动时，才能保证拉力的力臂正好是动滑轮的直径，故B正确，不符合题意；
C．实验时，应使弹簧测力计做匀速直线运动；若在用弹簧测力计静止时进行读数，则减小了一部分由于摩擦造成的额外功，因此得出的机械效率与实际值相比偏高，故C不正确，符合题意；
D．要测物体上升的高度和绳端移动的距离，装置旁的直尺必须竖直放置，故D正确，不符合题意．故选C．
【分析】（1）弹簧测力计使用前要先观察弹簧测力计的指针是否指在零点，不在零点就要将指针调到零点；
（2）动滑轮的实质是杠杆，竖直拉动才能保证力臂间的关系；
（3）实验过程中，为准确测量拉力，需使弹簧测力计做匀速直线运动；用滑轮组提升物体时，要克服动滑轮重力及一些摩擦力做额外功，若拉动绳端静止，则此时测量的额外功偏小，机械效率偏高；
（4）刻度尺使用时应紧靠物体被测物体平行．
14．【答案】A
【知识点】有用功和额外功
【解析】【解答】解：用吊水桶向上提水，目的是提水，所以对水做的功是有用功．但是对桶又不得不做功，则对桶做的是额外功，故A错、B正确；
吊水桶掉在井里，打捞水桶时，目的是提桶，所以对桶做的功是有用功．但是对水又不得不做功，则对水做的功是额外功，故C、D正确．
故选A．
【分析】使用机械时，从做功的目的出发，对我们有用的功为有用功，对我们无用但又不得不做的功为额外功，据此分析功的类型．
15．【答案】D
【知识点】机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】解：
A、当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，根据公式W有用=Gh=mgh可知两吊车做的有用功相同，故A错误；
B、只有在两辆吊车做的有用功相同时，才能比较两吊车做的额外功的多少，故B错误；
C、单位时间内所做的功叫做功率，即做功的快慢是功率，而有用功与总功的比值叫做机械效率，故功率与机械效率没有必然的联系，故C错误；
D、两吊车做的有用功相同，乙所做的总功多，消耗的电能多，故D正确．
故选D．
【分析】甲吊车的机械效率比乙吊车的机械效率高，说明甲吊车所做的有用功在总功中占的比值比乙吊车大；把相同质量的物体提高相同的高度，根据公式W有用=Gh=mgh可知：两辆吊车所做的有用功相同；机械效率不同，是因为做的额外功不同，导致总功不同．
16．【答案】600；66.7%
【知识点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】解：（1）有用功：W有用=Gh=200N×3m=600J；
（2）由图通过动滑轮绳子的段数n=2，
拉力做的总功：W总=Fs=F×2×h=150N×2×3m=900J；
故答案为：600；66.7%．
【分析】（1）已知物体的重力和物体升高的高度，根据公式W有=Gh可求此过程中人做的有用功；
（2）通过动滑轮绳子的段数n=2，根据W总=Fs=Fnh计算总功，根据计算机械效率
17．【答案】80%；60W
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：（1）由图可知：承担动滑轮和重物的绳子股数为3股，则n=3，所以s=nh=3×2m=6m；
做的有用功：W有用=Gh=480N×2m=960J．
拉力所做的功：W总=Fs=200N×6m=1200J；
滑轮组的机械效率：
（2）拉力的功率：
故答案为：80%；60W．
【分析】（1）做有关滑轮组的计算题首先要判断承担重物的绳子股数，最后一段是由动滑轮引出来的，所以绳子股数是3．有用功等于重物重力与重物上升高度的乘积W有用=Gh．
拉力所做的功即为总功，所以拉力的功率即为总功率，用W总=Fs；
滑轮组的机械效率根据即可计算．
（2）利用P=
计算出拉力的功率．
18．【答案】省力；80%
【知识点】杠杆的机械效率
【解析】【解答】解：（1）由独轮车车把的简化示意图可知，独轮车在使用时动力臂大于阻力臂，所以它属于省力杠杆；
（2）根据图示可知，L1：L2=s：h=3：1，则杠杆的机械效率：
η=×100%=80%．
故答案为：省力； 80%．
【分析】（1）根据动力臂与阻力臂的大小关系判断杠杆的类型．
（2）先根据动力臂和阻力臂的关系求出在拉力方向上移动的距离和物体上升到高度关系，然后根据η= 即可求出杠杆的机械效率．
19．【答案】60%；用来做有用功的机械能占消耗电能总量的83%
【知识点】机械效率
【解析】【解答】解：（1）起重机做的有用功：W有用=Gh=3600N×4m=1.44×104J．
起重机的总功：W总=W有+W外=1.44×104J+9.6×103J=2.4×104J，
η=×100%=
×100%=60%；
（2）电动机工作时主要将电能转化为机械能，电动机的工作效率是83%，表示其用来做有用功的机械能占消耗电能的总量的83%，即将83%的电能转化成机械能．．
故答案为：60%；用来做有用功的机械能占消耗电能总量的83%．
【分析】（1）起重机是用来提升重物的，所以对重物做的功是有用功，总功是指有用功与额外功的和，从而根据机械效率的公式，η=，可求得机械效率；
（2）电动机工作时主要将电能转化为机械能，其用来做有用功的机械能，点消耗电能的百分比，就是它的工作效率．
20．【答案】75%；100；增加物重（增加质量）
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：（1）使用动滑轮所做有用功：W有用=Gh=300N×2m=600J，
η=×100%=×100%=75%．
（2）由题意得，W额=W总﹣W有用=800J﹣600J=200J；
由W=Gh得，G动==100N；
（3）使用同一个动滑轮，额外功相同，要提高机械效率，需增大有用功，则应提高被提升物体的重力．
故答案为：75%；100；增加物重（增加质量）．
【分析】（1）由滑轮组的结构知道，承担物重的绳子股数n=2，s=2h，
根据重物被提升的高度和所受重力，利用W=Gh求有用功，再利用效率公式求滑轮组的机械效率；
（2）求出额外功，由G动=的关系计算出动滑轮的重力；
（3）动滑轮一定，可通过增加被提升的物重来提高机械效率．
21．【答案】已知：V=360m3 ρ=1.0×103kg/m3 g=9.8N/kg h=10m η=49% t=1h=3600s求：P=？解：电动机抽水的重力为G=mg=ρVg=1×103kg/m3×9.8N/kg×360m3=3.528×106N，电动机抽水做的有用功为W有用=Gh=3.528×106N×10m=3.528×107J；∵η=，∴电动机做的总功为W总==7.2×107J，抽水机配用的电动机的功率为P==2×104W=20kW．答：抽水机配用的电动机的功率20kW．
【知识点】有用功和额外功
【解析】【分析】知道水的体积和密度，根据公式m=ρV求出水的质量，根据公式G=mg求出水的重力，再根据公式W=Gh求出电动机做的有用功；知道有用功和抽水机的效率，根据公式η= 的变形求出电动机做的总功，根据公式P=
求出抽水机配用的电动机的功率．
22．【答案】解：（1）使用滑轮组做的有用功：W有=Gh=240N×2m=480J，（2）由η=得：所以W总==600J，拉力做功功率：P总= =300W．答：（1）有用功为480J．（2）拉力的功率为300W．
【知识点】有用功和额外功
【解析】【分析】（1）知道物体重和被提升的高度，可用公式W=Gh求使用滑轮组做的有用功；
（2）总功可用机械效率η=关系式求解，再利用P=求拉力的做功功率．
23．【答案】（1）匀速
（2）0.6；83.3%
（3）高
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）测绳端拉力F 时，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数；
（2）由第三组数据知，W有用=Gh=6N×0.1m=0.6J；
W总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J；
则η=×100%=100%≈83.3%；
（3）由表格中数据可知，同一滑轮组，被提升的钩码越重，机械效率越高．
故答案为：（1）匀速；（2）0.6；83.3%；（3）高．
【分析】（1）要正确测量拉力，需竖直向上匀速拉动测力计；
（2）根据W有用=Gh计算出有用功，根据W总=Fs计算出总功，有用功与总功之比可得机械效率；
（3）分析表格中数据，得出机械效率与钩码重力的关系．
24．【答案】（1）80%
（2）变小
【知识点】杠杆的机械效率
【解析】【解答】解：（1）由杠杆原理可知：FL1=GL2，即
；
F=
=100N．
W有用=Gh=200N×0.1m=20J，
W额外=G杆h=50N×0.1m=5J，
W总=W有用+W额外=20J+5J=25J，
（2）如果将该物体的悬挂点离支点近一点，将物体提升到同一高度，所做有用功不变，拉力作用点需要提高到更高的高度，即做的额外功增加，所以机械效率将降低．
故答案为：（1）80%；（2）变小．
【分析】（1）由于拉力总是竖直向上的，重物挂在杠杆的中点，所以动力臂是阻力臂的2倍．根据杠杆平衡条件求出拉力大小．
知道重物上升的距离和时间，根据速度公式求出速度大小；知道重物重力和重物上升的距离，根据W=Gh求出有用功，知道杠杆在重力和杠杆中点上升的距离，根据W=Gh求出额外功；求出总功；根据机械效率公式求出机械效率．
（2）根据机械效率的概念，判断额外功的变化，得出结论．
25．【答案】解：（1）G材=m材g=280kg×10N/kg=2.8×103N，W=G材h=2800N×10m=2.8×104J；（2）货物以0.5m/s的速度匀速提升到10m的高度，故其运动的时间是，据V=可知，t==20s；故据图2可知，此时拉力做的总功是40000J，所以其机械效率是：η= ×100%=×100%=70%．（3）据图1能看出有两端绳子调着动滑轮，故应该费2倍的距离，所以绳子自由端移动的距离是S=2×10m=20m；故据（2）中的数据可知，W=FS，故F==2000N；所以罐笼A的重力是GA=2F﹣G材=2×2×103N﹣2.8×103N=1200N．答：（1）有用功是2.8×104J；（2）提升机在提升建筑材料时的机械效率是70%；（3）罐笼A的重力是1200N．
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】（1）先计算出材料的重力，再根据公式W=Gh计算拉力F对所提升的建筑材料做的功．
（2）据货物上升的高度和速度，可以计算出货物上升的时间，进而据图2，可以确定此时拉力做的功，即总功，再据机械效率的计算公式计算即可．
（3）据图1能看出有两端绳子调着动滑轮，故应该费2倍的距离，所以结合公式W=FS可以计算出绳子自由端的拉力，在据不计动滑轮及钢丝绳的重、摩擦的特点计算出罐笼的重力．
26．【答案】解：已知：货物重G1=800N，高度h1=4m，n=2，拉力F1=500N，物重G2=1000N，功率P=100W，时间t=1min=60s求：（1）滑轮组此时的机械效率η=？；（2）动滑轮的重力G动=？；（3）货物提高的高度h2=？解：（1）滑轮组此时的机械效率：η=×100%=×100%=×100%= ×100%=×100%=80%；（2）∵F=（G动+G），∴动滑轮重：G动=2F1﹣G1=2×500N﹣800N=200N；（3）挂1000N重物时，拉力：F2=（G动+G2）=×（200N+1000N）=600N；∵P=，∴拉力做的总功：W总=Pt=100W×60s=6000J；∵W=Fs，∴拉力移动距离：s==10m，所以物体上升高度为h2=s=×10m=5m．（1）滑轮组此时的机械效率为80%；（2）动滑轮的重力为200N；（3）该滑轮组能把货物匀速提升5m．
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】（1）根据公式η=求出滑轮组的机械效率；
（2）绳重及摩擦不计，利用物重为800N时，F=（G动+G）求出动滑轮重；
（3）再利用F=（G动+G）求重物为1000N时的拉力F2，再根据公式P=求出拉力做的总功，再根据公式W=Fs求出拉力移动距离，最后利用公式s=2h求物体上升的高度．
27．【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．
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】解答本题关键是要了解：
（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，故S=2h=8m．再由W=FS求出工人做的功，最后由P=
求出功率．
（2）工人做的功为总功，重物被拉升为有用功．即W总=FS，W有用=Gh，再由η=求出机械效率，
（3）先由拉400N重物用的拉力为250N，根据F=
（G动+G物）算出动滑轮重．再根据此公式算出拉800N重物需多大拉力．
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