浙教版科学 九年级上册 3.43 简单机械之机械效率 同步练习
一、单选题
1．关于功、功率和机械效率，下列说法中正确的是（ ）
A．物体受力且运动时，力对物体就做了功
B．功率越大的机械做功越多
C．机械效率越高，做的有用功越多
D．机械效率越低，有用功跟总功的比值越小
【答案】D
【知识点】力是否做功的判断；机械效率
【解析】【分析】（1）功率是单位时间内做的功的多少，是表示做功快慢的物理量；（2）机械效率是有用功与总功的比值；（3）功的两个必要条件：一是物体要受力的作用，二是物体要在力的方向上通过一定的距离．
【解答】解：A．有力作用在物体上，但力的方向上不一定有移动的距离，力不一定做功，故A不正确；
B．功率是表示做功快慢的物理量，功率越大，做功越快，故B不正确；
C．因为机械效率是有用功与总功的比值，所以机械效率越大，做的有用功不一定越多，故C不正确；
D．机械效率是有用功与总功的比值，机械效率越低，有用功跟总功的比值越小，故D正确．
故选D．
2．用滑轮组提升重物，下列措施中能提高机械效率的是（ ）
A．增加提升的高度，增大有用功
B．增加动滑轮个数，使滑轮组更省力
C．增加被提升物体的重力，从而增大有用功
D．增大提升的速度，从而减小额外功
【答案】C
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】（1）滑轮组的机械效率是指有用功和总功的比值，比值越大，机械效率越高．（2）要提高滑轮组的机械效率可以，有用功一定时，减少额外功；额外功一定时，增大有用功．
【解答】解：A、滑轮组的机械效率η= = = = ，所以机械效率的高低与物体被提升的高度无关，故A不正确；
B、增加动滑轮个数，使滑轮组更省力，但是动滑轮越重，需要做的额外功越多，机械效率会越低，故B不正确；
C、增加提升重物重力，做的有用功会增加，这样有用功占总功的比值就会增大，即滑轮组的机械效率提高，故C正确；
D、滑轮组的机械效率η= = = = ，所以机械效率的高低与物体被提升的速度无关，故D不正确．
故选C．
3．小明同学做“测滑轮组机械效率”的实验．实验后对实验数据进行分析发现：三次实验中动滑轮重相同，提起的钩码重相同，绕线方法和测量器材都相同，但自由端的拉力却不同，从而造成滑轮机械效率不同。请分析自由端拉力不同的原因不可能是（ ）
A．滑轮和绳之间、轮与轴间的摩擦力大小不同
B．测拉力时没有使测力计匀速上升
C．测拉力时拉力的方向没有竖直向上
D．钩码被提升的高度不同
【答案】D
【知识点】机械效率
【解析】【分析】根据实验注意事项以及F= （G+G动+f）分析拉力不同的原因。本题考查滑轮组自由端拉力的判断，关键明确实验时需竖直向上匀速拉动弹簧测力计，以及计算拉力的公式F= （G+G动+f）。
【解答】解：A、由F= （G+G动+f）可得，滑轮和绳之间、轮与轴间的摩擦力大小不同会导致自由端拉力不同；不符合题意；
BC、利用二力的平衡知识可知，只有匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计的示数才等于拉力的大小；
因此测拉力时没有使测力计匀速上升，测拉力时拉力的方向没有竖直向上，都会造成测量的力不准确，从而导致自由端拉力不同；不符合题意；
D、由F= （G+G动+f）可得，自由端拉力与钩码被提升的高度无关，符合题意。
故答案为：D
4．甲、乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，这表明（ ）
A．甲做功比乙多
B．以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少
C．甲消耗的汽油比乙少
D．甲做功比乙快
【答案】B
【知识点】热机；机械效率
【解析】【解答】A．做功的多少与功率和时间有关，与效率无关，故A错误；B．以相同的牵引力行驶相同的路程，说明做功相同，做相同的功，效率高的耗油少，故甲耗油比乙少，说法正确；C．不知道做功的多少，不能根据效率的高低比较耗油的多少，故C错误；D．做功快慢用功率来表示，与效率无关，故D错误．故选B．
【分析】要解决此题，需要掌握汽油机效率的概念：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．效率高说明比值大
5． 小勇体重600N，利用如图所示的滑轮组在10s内使物体A匀速上升5m．已知物体A重为800N，小勇作用在绳端的拉力大小为500N，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．水平地面对小勇的支持力做功为6000J
B．小勇做的有用功为3000J
C．小勇拉力的功率为250W
D．此滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【知识点】机械效率；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【解答】解：A、由题意知，小勇在支持力的方向上没有移动距离，根据做功的两个必要条件可知，水平地面对小勇的支持力做功为0J．故A错误；
B、小勇做的有用功W有用=Gh=800N×5m=4000J．故B错误；
C、由图可知，绳子的有效股数n=2，则s=2h=2×5m=10m，
拉力做的功W总=Fs=500N×10m=5000J，
功率为P===500W．故C错误；
D、此滑轮组的机械效率：
故选D．
【分析】（1）做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动一段距离，二者缺一不可．
（2）小勇做的有用功就是克服物体重力所做的功，利用W=Gh可求；
（3）利用W=Fs求出拉力做的功，然后利用P= 计算功率；
（4）利用计算此滑轮组的机械效率
6． 如图所示，工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，共用了10秒，若在此过程中（忽略绳重和摩擦）．下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离是6m
B．动滑轮的重是10N
C．工人做功的功率是80W
D．滑轮组的机械效率是80%
【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【解答】解：
（1）由图知，n=2，s=2h=2×2m=4m，故A错；
（2）不计摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮），则动滑轮的重力G轮=2F﹣G=2×250N﹣400N=100N，故B错；
（3）拉力端移动的距离s=4m，拉力做功W总=Fs=250N×4m=1000J，P===100W，故C错；
（4）W有用=Gh=400N×2m=800J，
滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=80%，故D正确．
故选D．
【分析】（1）由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2，利用s=2h求拉力端移动的距离；
（2）不计摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮），据此求动滑轮的重力；
（3）求出拉力端移动的距离，利用W=Fs求拉力做功，知道时间，利用功率公式求拉力做功功率；
（4）利用W=Gh求有用功，再利用效率公式求滑轮组的机械效率．
7．如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓慢上升，动滑轮的重力不可忽略，现改变物体的重力G，则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】机械效率
【解析】【解答】动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功，
从摩擦角度考虑，随着物体重力的增加，滑轮与绳子间摩擦会一定程度增大．
同时，物重增大，有用功逐渐增大，有用功占总功的比值在增大，所以机械效率逐渐增大，但由于摩擦也在增大，故机械效率η与物体重力G的关系并不成正比，故A正确符合题意．
故选：A．
【分析】从题可知，动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功，首先根据影响摩擦力大小的因素判断出绳与滑轮间的摩擦，再利用公式η=×100%判断出动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系．
8．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点的拉力为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
【解析】【解答】从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，则S=2s物，
物体在水平地面上做匀速运动，则此时A处绳子的拉力与物体与地面之间的摩擦力是一对平衡力，物体和地面之间摩擦力为f，A处的拉力大小为FA=f．则 ．
故选C．
【分析】①物体在水平地面上做匀速运动，则此时A处绳子的拉力与物体与地面之间的摩擦力是一对平衡力，
②本题中使用滑轮组水平拉动物体，拉力F所做的功为总功，克服物体摩擦力所做的功为有用功，从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，则S=2s物，可利用公式 计算出滑轮组的机械效率．
9．（2017·萧山模拟）如图为三种滑轮组装方法，每只滑轮的质量相等，绳子重力和体系内的摩擦忽略不计，用这三套滑轮组在相同的时间内把质量相同的重物提升到同一高度，则（ ）
A．动力大小：F甲＞F乙＞F丙
B．动力所做的功大小：W甲＜W乙＜W丙
C．动力做功的功率大小：P甲＞P乙＝P丙
D．机械效率大小：η甲＝η乙＝η丙
【答案】D
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】动滑轮拉力的大小与吊起动滑轮的股数有关；动力所做的功等于滑轮和重物提高的势能；根据可知由于时间相同，动力的功率大小与功的大小相同；机械效率=重物增加的势能÷总功，可以比较出来；
【解答】A、动滑轮拉力的大小与吊起动滑轮的股数有关，股数越多拉力越小，甲、乙、丙的股数分别为3、3、2，故动力大小为F甲=F乙＜F丙 ，A错误；
B、动力所做的功等于滑轮和重物提高的势能，因为滑轮和重物的质量以及提升的高度相同，因此做功相同，W甲=W乙=W丙，B错误；
C、根据，时间相和做的功相同时，功率也相同P甲=P乙＝P丙， C错误；
D、由于有用功重物提升的势能和动力总功相同，机械效率也相同，故η甲＝η乙＝η丙，D正确。
二、填空题
10．如图所示，沿斜面向上拉一个重为4.5N的物体到斜面顶端，斜面长1.2m，高0.3m，拉力做功为2.16J，则这个斜面的机械效率是 %，物体受到的摩擦力是 N．
【答案】62.5；0.675
【知识点】机械效率；斜面及其工作特点
【解析】【解答】解：
有用功：W有用=Gh=4.5N×0.3m=1.35J；
总功：W总=2.16J，
斜面的效率：
η=×100%=×100%=62.5%；
额外功：
W额=W总﹣W有用=2.16J﹣1.35J=0.81J，
因为W额=fs，
所以摩擦力大小：f===0.675N．
故答案为：62.5%；0.675．
【分析】（1）已知物体重力和提升的高度，根据公式W=Gh可求有用功；已知总功，根据η=可求得机械效率；
（2）求出额外功，利用W额=fs求摩擦力．
11． 如图所示的甲，乙两套装置，每个滑轮的质量均相等，用它们分别将重力为G1和G2的重物匀速提升一定高度，所用竖直向上的拉力大小分别为F1和F2，忽略绳重和摩擦．若F1=F2，则G1 G2；若G1=G2，则它们的机械效率η1 η2．（两空均填“＞”、“=”或“＜）
【答案】＜ ；=
【知识点】机械效率
【解析】【解答】解：（1）由图可知，甲图中滑轮组绳子的有效股数为n1=2；乙图中滑轮组绳子的有效股数为n2=3，
因为每个滑轮的质量均相等，所以每个滑轮的重力相等，
忽略绳重和摩擦，由F=（G物+G动），可得，
G1=2F1﹣G动，G2=3F2﹣G动，
因为F1=F2，所以，G1＜G2；
（2）比较甲、乙两个滑轮组可知，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，
W额=G轮h，W有用=G物h，
利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，
根据η=可知，两个滑轮组的机械效率相同，即：η甲=η乙．
故答案为：＜；=．
【分析】（1）由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，根据F=（G物+G轮）比较G1和G2的大小；
（2）把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计摩擦，利用相同的滑轮、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系．
12．用图甲、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．则手的拉力F甲 F乙；机械效率η甲 η乙（选填“＜”、“=”或“＞”）．
【答案】＞；＞
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】（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）利用滑轮来提起重物时，所做的有用功就是克服物体自身重力所做的功；不计绳重和摩擦，克服动滑轮的重做的功就是额外功，使用定滑轮的机械效率就是100%．
【解答】解：绳重和摩擦力不计，由定滑轮的使用特点可知：F甲=G；
由动滑轮的使用特点可知：F乙= （G动+G）；
一般情况下，动滑轮重小于物重，因此F甲＞F乙．
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，
乙图，要克服动滑轮的重力做额外功，所以使用动滑轮做的总功多，由η= 可知，动滑轮的机械效率低，即η甲＞η乙．
故答案为：＞；＞．
13． 工人利用如图所示的滑轮组提升重为800N的货物，10s内货物上升了1m．已知工人在绳子末端的拉力F为500N．不计绳重和摩擦，则滑轮组的有用功是 J．拉力的功率为 W，滑轮组的机械效率为 ．若减少货物的质量，滑轮组的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）．
【答案】800；100；80%；变小
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【解答】解：由图可知，n=2，
滑轮组的有用功：
W有用=Gh=800N×1m=800J；
绳子自由端移动的距离：
s=2h=2×1m=2m，
拉力做的功：
W=Fs=500N×2m=1000J；
拉力的功率：
P===100W；
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=80%；
根据公式η==可知，额外功不变，若减少货物的质量，货物的重力减小，滑轮组的机械效率将变小．
故答案为：800；100；80%；变小．
【分析】（1）利用W=Gh计算有用功；
（2）首先确定滑轮组绳子的有效股数，利用s=nh求出绳子自由端移动的距离，然后利用W=Fs计算拉力做的功，再利用P=计算功率；
（3）利用η=×100%计算滑轮组的机械效率；
（4）动滑轮重力不变，说明额外功不变，物体越重，有用功越多，机械效率越大．
14．（2017·嘉兴模拟）用如图所示的机械拉着400N的物体在水平地面上匀速运动，物体受到的摩擦力为100N，绳子末端的水平拉力为50N，则滑轮组的机械效率为 。若物体运动的速度为0.2m/s，则10s内拉力做功 J。
【答案】66.67%；300
【知识点】动滑轮及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】本题考查机械效率和距离以及做功的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是分析动滑轮上绳子的段数，还要知道影响做功的条件是有力作用在物体上和物体在力的方向上移动距离。已知拉力和摩擦力以及动滑轮上绳子的段数，根据机械效率公式可求滑轮组的机械效率． 已知物体运动的速度和运动时间，根据公式S=vt可求拉力运动的距离，根据公式W=Fs可求10s内拉力做的功。
【解答】解：（1）滑轮组的机械效率η==；
（2）拉力F运动的距离s1=3s物=3×Vt=3×0.2m/s×10s=6m， 所以10s内拉力做的功是W=Fs1=50N×6m=300J。
故答案为：（1）66.67%；（2）300。
15．斜面长5m，高1m，把重为5000N的物体匀速地推向斜面顶端，若斜面是光滑的，则推力为 N；如果斜面不光滑，所用推力为1250N，物体受到的摩擦力为 N，则斜面的机械效率为 ．若将物体重力增加为5500N，则机械效率将 ．（填“增大”、“减小”“不变”）
【答案】1000；250；80%；不变
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）如果没有摩擦，推力的功等于提升物体所做的有用功，根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出推力；（2）如果斜面不光滑，根据W=Fs求出推力做的总功，总功减去有用功求出额外功，额外功为克服摩擦力所做的功，根据W=fs求出摩擦力的大小；（3）根据效率公式求出斜面的机械效率；（4）物体变重，有用功增加，摩擦力变大，额外功增加，机械效率不变．
【解答】解：（1）物体的有用功为：
W有=Gh=5000N×1m=5000J，
若斜面光滑，则没有额外功，即推力的功W总=5000J，
因为W=Fs，
所以推力的大小：
F= = =1000N；（2）因为W总=W额+W有，
所以W额=W总﹣W有=6250J﹣5000J=1250J，
摩擦力的大小：
f= = =250N．（3）如果斜面不光滑，推力为1250N，则推力的功为：
W总′=F′s=1250N×5m=6250J，
斜面的机械效率：
η= ×100%= ×100%=80%；（4）物体变重，有用功增加，摩擦力变大，额外功增加，机械效率不变．
故答案为：1000；250；80%；不变．
16．如图：杠杆MN可能绕O点转动，A、B、C、D是四个供人娱乐的吊环、B环到O点的距离为D环O点距离的一半，父子俩在吊环上做游戏，质量为40kg的儿子吊在B环上，父亲站在地面上抓着D环，用250N竖直向下的力在4s内把儿子拉高了0.5m。则：
（1）父亲做功的功率为 ；
（2）该器材的机械效率 ；
【答案】（1）62.5W
（2）80%
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；杠杆的平衡条件；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）再根据 可求功率；（2）机械效率为有用功与总功的比值．深入理解杠杆平衡条件，熟练运用功和功率的公式，可解答此题．
【解答】解：（1）做功所用时间t=4s，故父亲的功率为 ；（2）孩子升高的高度为h=0.5m；父亲做的有用功W有用=Gh=400N×0.5m=200J；机械效率： .
三、解答题
17．物体重600N，放在水平地面上，与地面的接触面积是500cm2（如图甲所示）
（1）物体放在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（2）某工人用400N的力在10s内将物体匀速提高了5m（如图乙所示），拉力的功率是多少？滑轮组的机械效率是多少？
【答案】（1）解：物体对水平地面的压力：
F压=G=600N，
受力面积S=500cm2=0.05m2，
对地面的压强：
答：物体放在水平地面上时，对地面的压强是12000Pa
（2）工人做的有用功：
W有=Gh=600N×5m=3000J；
由图可知，n=2，绳端移动的距离：
s=2h=2×5m=10m，
工人拉力做的总功：
W总=Fs=400N×10m=4000J，
工人拉力的功率：
滑轮组的机械效率：
答：拉力的功率是400W，滑轮组的机械效率是75%
【知识点】压强的大小及其计算；功率；功率计算公式的应用；机械效率
【解析】【分析】（1）知道物体的重力，物体对地面的压力等于物体重力，知道物体底面积（受力面积），利用p=求物体对地面的压强；
（2）知道物体的重力和上升的高度，根据W=Gh求出工人做的有用功；由图可知，滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出工人做的总功，利用P= 求工人拉力的功率，再根据效率公式求滑轮组的机械效率．
18． 如图所示，现将重为5N的物体A沿长1.2m，高0.6m的斜面匀速从底端拉到顶端，在此过程中，F的大小恒为3N，所有时间是12s，求：
（1）物体A从底端到顶端的平均速度
（2）物体A从底端到顶端过程中拉力F的功率
（3）求此斜面的机械效率．（保留一位小数）
【答案】（1）物体A从底端到顶端的平均速度：
v===0.1m/s．
（2）拉力做的总功W总=Fs=3N×1.2m=3.6J，
则拉力的功率P===0.3W．
（3）拉力做的有用功W有=Gh=5N×0.6m=3J，
则此斜面的机械效率η=×100%=×100%≈83.3%．
【知识点】速度与物体运动；平均速度的计算及测量；功率计算公式的应用；机械效率
【解析】【分析】（1）根据v=求出平均速度；
（2）根据W=Fs求出拉力做的总功，利用P=求出功率；
（3）根据W=Gh求出有用功，利用η=×100%求出机械效率
19． 体重为600N的小聪用如图所示的滑轮组来竖直提升物体A．当A以0.1m/s的速度匀速上升时，小聪对绳子的拉力F为400N，滑轮组的机械效率为80%（不计摩擦及绳重）．求：
（1）拉力F的功率；
（2）物体A受到的重力；
（3）小聪拉动绳子前后对地面的压强之比；
（4）小聪使用该滑轮组能提起物体的最大重力．
【答案】（1）由图通过动滑轮绳子的段数n=3，物体A匀速上升，
拉力F的功率：P=Fv=Fnv物=400N×3×0.1m/s=120W
（2）根据η===，物体A受到的重力：
G=ηnF=80%×3×400N=960N
（3）小聪拉动绳子前对地面压力F=G人=600N，
小聪拉动绳子后对地面压力F′=G人﹣F=600N﹣400N﹣200N，
小聪拉动绳子前后对地面的压强之比：====；
（4）不计摩擦及绳重，F=（G物+G动），
提起A时，G动=3F﹣GA=3×400N﹣960N=240N，
小聪对绳子自由端拉力最大等于他的重力，即F最大=G人=600N，
此时提起物体的重力最大：G最大=3F﹣G动=3×600N﹣240N=1560N．
【知识点】压强的大小及其计算；功率计算公式的应用；机械效率
【解析】【分析】（1）由图确定通过动滑轮绳子的段数n，根据P=Fv=Fnv物计算拉力的功率；
（2）根据η===计算物体A受到的重力；
（3）分别找出小聪拉动绳子前后对地面压力，根据p=计算前后对地面的压强之比；
（4）不计摩擦及绳重，根据F=（G物+G动）先计算动滑轮重，再计算能提起物体的最大重力．
20．（2018·浙江模拟）如图所示，一小型牵引车通过滑轮组打捞深井中的重物，物重为1.2×103N，密度为1.6×103kg/m3。测得物体在出水面前、完全出水面后牵引车作用在绳子上的拉力之比为1：2，不计绳重、轮绳摩擦及水的阻力。试分析计算回答：
（1）滑轮组在此次打捞重物体现的特点有 （选填）。
A．只省力 B．只改变力的方向
C．省力且改变力的方向 D．不省力、不改变力的方向
（2）动滑轮的重力为多少N
（3）重物在出水面前，滑轮组的机械效率是多少
（4）若重物在出面后上升的速度为0.6m/s，则牵引车的拉力功率为多少W
【答案】（1）C
（2）解：m=G/g=120kg，V=m/ρ=0.075m3 ，F浮=ρ水V排g=750N，
绳拉重物的力为F1=G-F浮=1200N-750N=450N
2（450+G动）/3=（1200+G动）/3
G动=300N
（3）解：W有=F1S=450h，W总=（450+300）h
η= W有/ W总=450/750=60%
（4）解：F车拉=(1200N+300N)/3=500N，V=3×0.6m/s=1.8m/s
P=FV=500N×1.8m/s=900W
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】滑轮用来提升重物并能省力的简单机械；滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成，可以达到既省力又改变力作用方向的目的；机械效率是指机械在稳定运转时，机械的有用功量与机械总功的百分比；功率是指物体在单位时间内所做的功的多少，即功率是描述做功快慢的物理量；
【解答】（1）、滑轮组是既可以省力又可以改变方向的；故答案为：C；
（2）、解：m=G/g=120kg，V=m/ρ=0.075m3 ，F浮=ρ水V排g=750N，
绳拉重物的力为F1=G-F浮=1200N-750N=450N
2（450+G动）/3=（1200+G动）/3
G动=300N；
（3）、解：W有=F1S=450h，W总=（450+300）h
η= W有/ W总=450/750=60%；
（4）、解：F车拉=(1200N+300N)/3=500N，V=3×0.6m/s=1.8m/s
P=FV=500N×1.8m/s=900W；
故答案为：（1）、C；（2）、300N；（3）、60%；（4）、900W。
四、实验探究题
21．某班同学在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”时，他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮的个数、物重和物体上升的高度等因素有关，各小组利用如图所示的装置进行验证，杨阳那组得到的实验数据如表：
实验次数 物重 （N） 物体上升的高度 （m） 拉力（N） 绳子自由端移动的距离（m） 机械效率（%）
1 1 0.1 0.6 0.2 83.3
2 1 0.1 0.4 0.4 62.5
3 2 0.1 0.65 0.4 76.9
4 1 0.2 0.6 0.4 83.3
（1）比较第1、2次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮个数越多， ；比较第2、3次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重， ；比较第1、4实验数据得出：同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度 ．
（2）在测拉力时，某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动，不便于读数，就让弹簧测力计处于静止状态时才读数，该同学的读数与实际相比 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”），测得机械效率 （选填“偏高”、“偏低”或“不变”），说明滑轮组的机械效率还与 有关．
（3）有两个组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测的机械效率却不同，原因可能是绳子滑轮或滑轮轴之间的 不同，影响了测量结果．所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了 它的机械效率．
【答案】（1）机械效率越低；机械效率越高；无关
（2）偏小；偏高；运动状态
（3）摩擦；提高
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；滑轮组的设计与组装；机械效率
【解析】【解答】（1）比较第1、2次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮的个数越多，其机械效率越低；
比较第2、3次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重，它的机械效率越高；
比较第1、4次实验数据可知，两次实验时的效率相同，因此同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关；
（2）要正确测量拉力，所以弹簧测力计需要做匀速运动．而当弹簧测力计静止读数时，便不会存在摩擦力对拉力的影响，所以所测拉力偏小，机械效率偏高；说明滑轮组的机械效率还与物体的运动状态有关；
（3）两个小组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测得的机械效率却不同，原因可能是绳子与滑轮或滑轮轴之间的摩擦同，影响了测量结果；
所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了减小摩擦，提高机械效率．
故答案为：（1）机械效率越低；机械效率越高；无关；（2）偏小；偏高；运动状态；（3）摩擦；提高．
【分析】（1）比较第1、2次实验数据可知机械效率与动滑轮个数的关系；比较第2、3次实验数据可知，机械效率与物重间的关系；比较1、4次实验数据可知机械效率与物体上升高度的关系；
（2）知道弹簧测力计做匀速运动，物体受力才平衡．在提升物体时，不仅要克服动滑轮的重力，还要克服摩擦力．当静止时读数，则所测拉力偏小，机械效率偏大．
（3）从摩擦的大小方面进行分析，在同等情况下，摩擦力越小，机械效率越高．
22．（2016·富阳模拟）如图所示是小明探究“斜面的机械效率”实验装置图．实验前他做了如下猜想：
A．斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度有关．
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜度有关．
他在实验时，首先在倾斜的木板上，用弹簧测力计拉着木块沿斜面向上做匀速直线运动，并记录实验数据．后保持斜面倾角不变，在木板上分别垫棉布、玻璃的方法又做了二次实验，每次实验中弹簧测力计都拉着同一木块沿斜面向上做匀速直线运动．实验数据如下：
实验 次数 斜面材料 木块重 G/N 斜面高 h/m 拉力 F/N 斜面长 s/m 机械效率 μ
1 木板 2 0.1 0.50 0.5
2 棉布 2 0.1 0.60 0.5 67%
3 玻璃 2 0.1 0.45 0.5 89%
（1）第1次实验，斜面机械效率是 ；
（2）根据小明的实验操作，猜想 是正确的．根据获得的实验数据，可得到的较完整的结论是： ；
（3）为了验证另一个猜想是否正确，小明应该如何进行实验？写出他的实验方案． ．
【答案】（1）80%
（2）A；在斜面倾斜程度相同时，斜面越光滑，机械效率越高
（3）需要控制斜面的粗糙程度和物体的重力不变，改变斜面与水平面的夹角，分别在不同角度下测出机械效率，再比较机械效率的大小，得出结论
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）根据表中实验数据，应用效率公式求出斜面的机械效率；（2）斜面的机械效率跟斜面的粗糙程度和斜面的倾斜程度有关，在斜面粗糙程度一定时，斜面倾斜程度越大，斜面机械效率越高；在斜面倾斜程度一定时，斜面越光滑，斜面机械效率越高；（3）斜面的机械效率可能与斜面的倾斜度有关，除了改变斜面的倾斜程度以外，要控制斜面和物体不变．
【解答】解：（1）第一次实验的机械效率η= = = ×100%=80%；（2）根据表中实验数据可知，斜面的倾斜程度相同，斜面越光滑，斜面的机械效率越高，说明猜想A是正确的；通过实验可得结论：在斜面倾斜程度相同时，斜面越光滑，机械效率越高；（3）要斜面的机械效率可能与斜面的倾斜度的关系，需要控制斜面的粗糙程度和物体的重力不变，改变斜面与水平面的夹角，分别在不同角度下测出机械效率，再比较机械效率的大小，得出结论．
故答案为：（1）80%；（2）A；在斜面倾斜程度相同时，斜面越光滑，机械效率越高；（3）需要控制斜面的粗糙程度和物体的重力不变，改变斜面与水平面的夹角，分别在不同角度下测出机械效率，再比较机械效率的大小，得出结论．
23． 实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，另外还有钩码一盒，质量不等的滑轮2个，滑轮的轮与轴之间的摩擦很小，可忽略不计．请选用上述实验器材证明：动滑轮的机械效率与动滑轮所受重力有关．
（1）写出实验步骤；
（2）画出实验数据记录表格．
【答案】（1）解：
实验步骤：①将弹簧测力计调零，按示意图组装实验器材；
②在动滑轮下依次挂1个、2个、3个钩码，用弹簧测力计拉住绳端，依次竖直向上缓慢匀速拉动，使钩码每次匀速上移一段距离，分别记录绳端移动距离s和钩码移动距离h，并将每次所挂钩码的总质量m和弹簧测力计的示数F分别记录在表格中．
③换另一个滑轮进行实验，在动滑轮下依次挂1个、2个、3个钩码，用弹簧测力计拉住绳端，依次竖直向上缓慢匀速拉动，使钩码每次匀速上移一段距离，分别记录绳端移动距离s和钩码移动距离h，并将每次所挂钩码的总质量m和弹簧测力计的示数F分别记录在表格中．
（2）利用公式η==计算出六次动滑轮的机械效率η1、η2、η3、η4、η5、η6，并将数据记录在表格中．
实验数据记录表：
实验次数 1 2 3 4 5 6
m/g
F/N
S/m
h/m
W总/J
W有用/J
η
【知识点】机械效率
【解析】【分析】探究滑轮组效率与所提升重物重力的关系，在动滑轮小挂上不同重力的钩码，向上匀速拉动钩码，测出拉力大小、物体上升的高度，然后由效率公式求出滑轮组效率，分析实验数据，得出实验结论．
1 / 1浙教版科学 九年级上册 3.43 简单机械之机械效率 同步练习
一、单选题
1．关于功、功率和机械效率，下列说法中正确的是（ ）
A．物体受力且运动时，力对物体就做了功
B．功率越大的机械做功越多
C．机械效率越高，做的有用功越多
D．机械效率越低，有用功跟总功的比值越小
2．用滑轮组提升重物，下列措施中能提高机械效率的是（ ）
A．增加提升的高度，增大有用功
B．增加动滑轮个数，使滑轮组更省力
C．增加被提升物体的重力，从而增大有用功
D．增大提升的速度，从而减小额外功
3．小明同学做“测滑轮组机械效率”的实验．实验后对实验数据进行分析发现：三次实验中动滑轮重相同，提起的钩码重相同，绕线方法和测量器材都相同，但自由端的拉力却不同，从而造成滑轮机械效率不同。请分析自由端拉力不同的原因不可能是（ ）
A．滑轮和绳之间、轮与轴间的摩擦力大小不同
B．测拉力时没有使测力计匀速上升
C．测拉力时拉力的方向没有竖直向上
D．钩码被提升的高度不同
4．甲、乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，这表明（ ）
A．甲做功比乙多
B．以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少
C．甲消耗的汽油比乙少
D．甲做功比乙快
5． 小勇体重600N，利用如图所示的滑轮组在10s内使物体A匀速上升5m．已知物体A重为800N，小勇作用在绳端的拉力大小为500N，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．水平地面对小勇的支持力做功为6000J
B．小勇做的有用功为3000J
C．小勇拉力的功率为250W
D．此滑轮组的机械效率为80%
6． 如图所示，工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，共用了10秒，若在此过程中（忽略绳重和摩擦）．下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离是6m
B．动滑轮的重是10N
C．工人做功的功率是80W
D．滑轮组的机械效率是80%
7．如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓慢上升，动滑轮的重力不可忽略，现改变物体的重力G，则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的（ ）
A． B． C． D．
8．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点的拉力为FA，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是（ ）
A． B． C． D．
9．（2017·萧山模拟）如图为三种滑轮组装方法，每只滑轮的质量相等，绳子重力和体系内的摩擦忽略不计，用这三套滑轮组在相同的时间内把质量相同的重物提升到同一高度，则（ ）
A．动力大小：F甲＞F乙＞F丙
B．动力所做的功大小：W甲＜W乙＜W丙
C．动力做功的功率大小：P甲＞P乙＝P丙
D．机械效率大小：η甲＝η乙＝η丙
二、填空题
10．如图所示，沿斜面向上拉一个重为4.5N的物体到斜面顶端，斜面长1.2m，高0.3m，拉力做功为2.16J，则这个斜面的机械效率是 %，物体受到的摩擦力是 N．
11． 如图所示的甲，乙两套装置，每个滑轮的质量均相等，用它们分别将重力为G1和G2的重物匀速提升一定高度，所用竖直向上的拉力大小分别为F1和F2，忽略绳重和摩擦．若F1=F2，则G1 G2；若G1=G2，则它们的机械效率η1 η2．（两空均填“＞”、“=”或“＜）
12．用图甲、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．则手的拉力F甲 F乙；机械效率η甲 η乙（选填“＜”、“=”或“＞”）．
13． 工人利用如图所示的滑轮组提升重为800N的货物，10s内货物上升了1m．已知工人在绳子末端的拉力F为500N．不计绳重和摩擦，则滑轮组的有用功是 J．拉力的功率为 W，滑轮组的机械效率为 ．若减少货物的质量，滑轮组的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）．
14．（2017·嘉兴模拟）用如图所示的机械拉着400N的物体在水平地面上匀速运动，物体受到的摩擦力为100N，绳子末端的水平拉力为50N，则滑轮组的机械效率为 。若物体运动的速度为0.2m/s，则10s内拉力做功 J。
15．斜面长5m，高1m，把重为5000N的物体匀速地推向斜面顶端，若斜面是光滑的，则推力为 N；如果斜面不光滑，所用推力为1250N，物体受到的摩擦力为 N，则斜面的机械效率为 ．若将物体重力增加为5500N，则机械效率将 ．（填“增大”、“减小”“不变”）
16．如图：杠杆MN可能绕O点转动，A、B、C、D是四个供人娱乐的吊环、B环到O点的距离为D环O点距离的一半，父子俩在吊环上做游戏，质量为40kg的儿子吊在B环上，父亲站在地面上抓着D环，用250N竖直向下的力在4s内把儿子拉高了0.5m。则：
（1）父亲做功的功率为 ；
（2）该器材的机械效率 ；
三、解答题
17．物体重600N，放在水平地面上，与地面的接触面积是500cm2（如图甲所示）
（1）物体放在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（2）某工人用400N的力在10s内将物体匀速提高了5m（如图乙所示），拉力的功率是多少？滑轮组的机械效率是多少？
18． 如图所示，现将重为5N的物体A沿长1.2m，高0.6m的斜面匀速从底端拉到顶端，在此过程中，F的大小恒为3N，所有时间是12s，求：
（1）物体A从底端到顶端的平均速度
（2）物体A从底端到顶端过程中拉力F的功率
（3）求此斜面的机械效率．（保留一位小数）
19． 体重为600N的小聪用如图所示的滑轮组来竖直提升物体A．当A以0.1m/s的速度匀速上升时，小聪对绳子的拉力F为400N，滑轮组的机械效率为80%（不计摩擦及绳重）．求：
（1）拉力F的功率；
（2）物体A受到的重力；
（3）小聪拉动绳子前后对地面的压强之比；
（4）小聪使用该滑轮组能提起物体的最大重力．
20．（2018·浙江模拟）如图所示，一小型牵引车通过滑轮组打捞深井中的重物，物重为1.2×103N，密度为1.6×103kg/m3。测得物体在出水面前、完全出水面后牵引车作用在绳子上的拉力之比为1：2，不计绳重、轮绳摩擦及水的阻力。试分析计算回答：
（1）滑轮组在此次打捞重物体现的特点有 （选填）。
A．只省力 B．只改变力的方向
C．省力且改变力的方向 D．不省力、不改变力的方向
（2）动滑轮的重力为多少N
（3）重物在出水面前，滑轮组的机械效率是多少
（4）若重物在出面后上升的速度为0.6m/s，则牵引车的拉力功率为多少W
四、实验探究题
21．某班同学在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”时，他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮的个数、物重和物体上升的高度等因素有关，各小组利用如图所示的装置进行验证，杨阳那组得到的实验数据如表：
实验次数 物重 （N） 物体上升的高度 （m） 拉力（N） 绳子自由端移动的距离（m） 机械效率（%）
1 1 0.1 0.6 0.2 83.3
2 1 0.1 0.4 0.4 62.5
3 2 0.1 0.65 0.4 76.9
4 1 0.2 0.6 0.4 83.3
（1）比较第1、2次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮个数越多， ；比较第2、3次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重， ；比较第1、4实验数据得出：同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度 ．
（2）在测拉力时，某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动，不便于读数，就让弹簧测力计处于静止状态时才读数，该同学的读数与实际相比 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”），测得机械效率 （选填“偏高”、“偏低”或“不变”），说明滑轮组的机械效率还与 有关．
（3）有两个组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测的机械效率却不同，原因可能是绳子滑轮或滑轮轴之间的 不同，影响了测量结果．所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了 它的机械效率．
22．（2016·富阳模拟）如图所示是小明探究“斜面的机械效率”实验装置图．实验前他做了如下猜想：
A．斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度有关．
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜度有关．
他在实验时，首先在倾斜的木板上，用弹簧测力计拉着木块沿斜面向上做匀速直线运动，并记录实验数据．后保持斜面倾角不变，在木板上分别垫棉布、玻璃的方法又做了二次实验，每次实验中弹簧测力计都拉着同一木块沿斜面向上做匀速直线运动．实验数据如下：
实验 次数 斜面材料 木块重 G/N 斜面高 h/m 拉力 F/N 斜面长 s/m 机械效率 μ
1 木板 2 0.1 0.50 0.5
2 棉布 2 0.1 0.60 0.5 67%
3 玻璃 2 0.1 0.45 0.5 89%
（1）第1次实验，斜面机械效率是 ；
（2）根据小明的实验操作，猜想 是正确的．根据获得的实验数据，可得到的较完整的结论是： ；
（3）为了验证另一个猜想是否正确，小明应该如何进行实验？写出他的实验方案． ．
23． 实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，另外还有钩码一盒，质量不等的滑轮2个，滑轮的轮与轴之间的摩擦很小，可忽略不计．请选用上述实验器材证明：动滑轮的机械效率与动滑轮所受重力有关．
（1）写出实验步骤；
（2）画出实验数据记录表格．
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】力是否做功的判断；机械效率
【解析】【分析】（1）功率是单位时间内做的功的多少，是表示做功快慢的物理量；（2）机械效率是有用功与总功的比值；（3）功的两个必要条件：一是物体要受力的作用，二是物体要在力的方向上通过一定的距离．
【解答】解：A．有力作用在物体上，但力的方向上不一定有移动的距离，力不一定做功，故A不正确；
B．功率是表示做功快慢的物理量，功率越大，做功越快，故B不正确；
C．因为机械效率是有用功与总功的比值，所以机械效率越大，做的有用功不一定越多，故C不正确；
D．机械效率是有用功与总功的比值，机械效率越低，有用功跟总功的比值越小，故D正确．
故选D．
2．【答案】C
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】（1）滑轮组的机械效率是指有用功和总功的比值，比值越大，机械效率越高．（2）要提高滑轮组的机械效率可以，有用功一定时，减少额外功；额外功一定时，增大有用功．
【解答】解：A、滑轮组的机械效率η= = = = ，所以机械效率的高低与物体被提升的高度无关，故A不正确；
B、增加动滑轮个数，使滑轮组更省力，但是动滑轮越重，需要做的额外功越多，机械效率会越低，故B不正确；
C、增加提升重物重力，做的有用功会增加，这样有用功占总功的比值就会增大，即滑轮组的机械效率提高，故C正确；
D、滑轮组的机械效率η= = = = ，所以机械效率的高低与物体被提升的速度无关，故D不正确．
故选C．
3．【答案】D
【知识点】机械效率
【解析】【分析】根据实验注意事项以及F= （G+G动+f）分析拉力不同的原因。本题考查滑轮组自由端拉力的判断，关键明确实验时需竖直向上匀速拉动弹簧测力计，以及计算拉力的公式F= （G+G动+f）。
【解答】解：A、由F= （G+G动+f）可得，滑轮和绳之间、轮与轴间的摩擦力大小不同会导致自由端拉力不同；不符合题意；
BC、利用二力的平衡知识可知，只有匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计的示数才等于拉力的大小；
因此测拉力时没有使测力计匀速上升，测拉力时拉力的方向没有竖直向上，都会造成测量的力不准确，从而导致自由端拉力不同；不符合题意；
D、由F= （G+G动+f）可得，自由端拉力与钩码被提升的高度无关，符合题意。
故答案为：D
4．【答案】B
【知识点】热机；机械效率
【解析】【解答】A．做功的多少与功率和时间有关，与效率无关，故A错误；B．以相同的牵引力行驶相同的路程，说明做功相同，做相同的功，效率高的耗油少，故甲耗油比乙少，说法正确；C．不知道做功的多少，不能根据效率的高低比较耗油的多少，故C错误；D．做功快慢用功率来表示，与效率无关，故D错误．故选B．
【分析】要解决此题，需要掌握汽油机效率的概念：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．效率高说明比值大
5．【答案】D
【知识点】机械效率；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【解答】解：A、由题意知，小勇在支持力的方向上没有移动距离，根据做功的两个必要条件可知，水平地面对小勇的支持力做功为0J．故A错误；
B、小勇做的有用功W有用=Gh=800N×5m=4000J．故B错误；
C、由图可知，绳子的有效股数n=2，则s=2h=2×5m=10m，
拉力做的功W总=Fs=500N×10m=5000J，
功率为P===500W．故C错误；
D、此滑轮组的机械效率：
故选D．
【分析】（1）做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动一段距离，二者缺一不可．
（2）小勇做的有用功就是克服物体重力所做的功，利用W=Gh可求；
（3）利用W=Fs求出拉力做的功，然后利用P= 计算功率；
（4）利用计算此滑轮组的机械效率
6．【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【解答】解：
（1）由图知，n=2，s=2h=2×2m=4m，故A错；
（2）不计摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮），则动滑轮的重力G轮=2F﹣G=2×250N﹣400N=100N，故B错；
（3）拉力端移动的距离s=4m，拉力做功W总=Fs=250N×4m=1000J，P===100W，故C错；
（4）W有用=Gh=400N×2m=800J，
滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=80%，故D正确．
故选D．
【分析】（1）由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2，利用s=2h求拉力端移动的距离；
（2）不计摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮），据此求动滑轮的重力；
（3）求出拉力端移动的距离，利用W=Fs求拉力做功，知道时间，利用功率公式求拉力做功功率；
（4）利用W=Gh求有用功，再利用效率公式求滑轮组的机械效率．
7．【答案】A
【知识点】机械效率
【解析】【解答】动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功，
从摩擦角度考虑，随着物体重力的增加，滑轮与绳子间摩擦会一定程度增大．
同时，物重增大，有用功逐渐增大，有用功占总功的比值在增大，所以机械效率逐渐增大，但由于摩擦也在增大，故机械效率η与物体重力G的关系并不成正比，故A正确符合题意．
故选：A．
【分析】从题可知，动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功，首先根据影响摩擦力大小的因素判断出绳与滑轮间的摩擦，再利用公式η=×100%判断出动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系．
8．【答案】C
【知识点】机械效率
【解析】【解答】从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，则S=2s物，
物体在水平地面上做匀速运动，则此时A处绳子的拉力与物体与地面之间的摩擦力是一对平衡力，物体和地面之间摩擦力为f，A处的拉力大小为FA=f．则 ．
故选C．
【分析】①物体在水平地面上做匀速运动，则此时A处绳子的拉力与物体与地面之间的摩擦力是一对平衡力，
②本题中使用滑轮组水平拉动物体，拉力F所做的功为总功，克服物体摩擦力所做的功为有用功，从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，则S=2s物，可利用公式 计算出滑轮组的机械效率．
9．【答案】D
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】动滑轮拉力的大小与吊起动滑轮的股数有关；动力所做的功等于滑轮和重物提高的势能；根据可知由于时间相同，动力的功率大小与功的大小相同；机械效率=重物增加的势能÷总功，可以比较出来；
【解答】A、动滑轮拉力的大小与吊起动滑轮的股数有关，股数越多拉力越小，甲、乙、丙的股数分别为3、3、2，故动力大小为F甲=F乙＜F丙 ，A错误；
B、动力所做的功等于滑轮和重物提高的势能，因为滑轮和重物的质量以及提升的高度相同，因此做功相同，W甲=W乙=W丙，B错误；
C、根据，时间相和做的功相同时，功率也相同P甲=P乙＝P丙， C错误；
D、由于有用功重物提升的势能和动力总功相同，机械效率也相同，故η甲＝η乙＝η丙，D正确。
10．【答案】62.5；0.675
【知识点】机械效率；斜面及其工作特点
【解析】【解答】解：
有用功：W有用=Gh=4.5N×0.3m=1.35J；
总功：W总=2.16J，
斜面的效率：
η=×100%=×100%=62.5%；
额外功：
W额=W总﹣W有用=2.16J﹣1.35J=0.81J，
因为W额=fs，
所以摩擦力大小：f===0.675N．
故答案为：62.5%；0.675．
【分析】（1）已知物体重力和提升的高度，根据公式W=Gh可求有用功；已知总功，根据η=可求得机械效率；
（2）求出额外功，利用W额=fs求摩擦力．
11．【答案】＜ ；=
【知识点】机械效率
【解析】【解答】解：（1）由图可知，甲图中滑轮组绳子的有效股数为n1=2；乙图中滑轮组绳子的有效股数为n2=3，
因为每个滑轮的质量均相等，所以每个滑轮的重力相等，
忽略绳重和摩擦，由F=（G物+G动），可得，
G1=2F1﹣G动，G2=3F2﹣G动，
因为F1=F2，所以，G1＜G2；
（2）比较甲、乙两个滑轮组可知，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，
W额=G轮h，W有用=G物h，
利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，
根据η=可知，两个滑轮组的机械效率相同，即：η甲=η乙．
故答案为：＜；=．
【分析】（1）由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，根据F=（G物+G轮）比较G1和G2的大小；
（2）把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计摩擦，利用相同的滑轮、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系．
12．【答案】＞；＞
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】（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）利用滑轮来提起重物时，所做的有用功就是克服物体自身重力所做的功；不计绳重和摩擦，克服动滑轮的重做的功就是额外功，使用定滑轮的机械效率就是100%．
【解答】解：绳重和摩擦力不计，由定滑轮的使用特点可知：F甲=G；
由动滑轮的使用特点可知：F乙= （G动+G）；
一般情况下，动滑轮重小于物重，因此F甲＞F乙．
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，
乙图，要克服动滑轮的重力做额外功，所以使用动滑轮做的总功多，由η= 可知，动滑轮的机械效率低，即η甲＞η乙．
故答案为：＞；＞．
13．【答案】800；100；80%；变小
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【解答】解：由图可知，n=2，
滑轮组的有用功：
W有用=Gh=800N×1m=800J；
绳子自由端移动的距离：
s=2h=2×1m=2m，
拉力做的功：
W=Fs=500N×2m=1000J；
拉力的功率：
P===100W；
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=80%；
根据公式η==可知，额外功不变，若减少货物的质量，货物的重力减小，滑轮组的机械效率将变小．
故答案为：800；100；80%；变小．
【分析】（1）利用W=Gh计算有用功；
（2）首先确定滑轮组绳子的有效股数，利用s=nh求出绳子自由端移动的距离，然后利用W=Fs计算拉力做的功，再利用P=计算功率；
（3）利用η=×100%计算滑轮组的机械效率；
（4）动滑轮重力不变，说明额外功不变，物体越重，有用功越多，机械效率越大．
14．【答案】66.67%；300
【知识点】动滑轮及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】本题考查机械效率和距离以及做功的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是分析动滑轮上绳子的段数，还要知道影响做功的条件是有力作用在物体上和物体在力的方向上移动距离。已知拉力和摩擦力以及动滑轮上绳子的段数，根据机械效率公式可求滑轮组的机械效率． 已知物体运动的速度和运动时间，根据公式S=vt可求拉力运动的距离，根据公式W=Fs可求10s内拉力做的功。
【解答】解：（1）滑轮组的机械效率η==；
（2）拉力F运动的距离s1=3s物=3×Vt=3×0.2m/s×10s=6m， 所以10s内拉力做的功是W=Fs1=50N×6m=300J。
故答案为：（1）66.67%；（2）300。
15．【答案】1000；250；80%；不变
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）如果没有摩擦，推力的功等于提升物体所做的有用功，根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出推力；（2）如果斜面不光滑，根据W=Fs求出推力做的总功，总功减去有用功求出额外功，额外功为克服摩擦力所做的功，根据W=fs求出摩擦力的大小；（3）根据效率公式求出斜面的机械效率；（4）物体变重，有用功增加，摩擦力变大，额外功增加，机械效率不变．
【解答】解：（1）物体的有用功为：
W有=Gh=5000N×1m=5000J，
若斜面光滑，则没有额外功，即推力的功W总=5000J，
因为W=Fs，
所以推力的大小：
F= = =1000N；（2）因为W总=W额+W有，
所以W额=W总﹣W有=6250J﹣5000J=1250J，
摩擦力的大小：
f= = =250N．（3）如果斜面不光滑，推力为1250N，则推力的功为：
W总′=F′s=1250N×5m=6250J，
斜面的机械效率：
η= ×100%= ×100%=80%；（4）物体变重，有用功增加，摩擦力变大，额外功增加，机械效率不变．
故答案为：1000；250；80%；不变．
16．【答案】（1）62.5W
（2）80%
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；杠杆的平衡条件；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）再根据 可求功率；（2）机械效率为有用功与总功的比值．深入理解杠杆平衡条件，熟练运用功和功率的公式，可解答此题．
【解答】解：（1）做功所用时间t=4s，故父亲的功率为 ；（2）孩子升高的高度为h=0.5m；父亲做的有用功W有用=Gh=400N×0.5m=200J；机械效率： .
17．【答案】（1）解：物体对水平地面的压力：
F压=G=600N，
受力面积S=500cm2=0.05m2，
对地面的压强：
答：物体放在水平地面上时，对地面的压强是12000Pa
（2）工人做的有用功：
W有=Gh=600N×5m=3000J；
由图可知，n=2，绳端移动的距离：
s=2h=2×5m=10m，
工人拉力做的总功：
W总=Fs=400N×10m=4000J，
工人拉力的功率：
滑轮组的机械效率：
答：拉力的功率是400W，滑轮组的机械效率是75%
【知识点】压强的大小及其计算；功率；功率计算公式的应用；机械效率
【解析】【分析】（1）知道物体的重力，物体对地面的压力等于物体重力，知道物体底面积（受力面积），利用p=求物体对地面的压强；
（2）知道物体的重力和上升的高度，根据W=Gh求出工人做的有用功；由图可知，滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出工人做的总功，利用P= 求工人拉力的功率，再根据效率公式求滑轮组的机械效率．
18．【答案】（1）物体A从底端到顶端的平均速度：
v===0.1m/s．
（2）拉力做的总功W总=Fs=3N×1.2m=3.6J，
则拉力的功率P===0.3W．
（3）拉力做的有用功W有=Gh=5N×0.6m=3J，
则此斜面的机械效率η=×100%=×100%≈83.3%．
【知识点】速度与物体运动；平均速度的计算及测量；功率计算公式的应用；机械效率
【解析】【分析】（1）根据v=求出平均速度；
（2）根据W=Fs求出拉力做的总功，利用P=求出功率；
（3）根据W=Gh求出有用功，利用η=×100%求出机械效率
19．【答案】（1）由图通过动滑轮绳子的段数n=3，物体A匀速上升，
拉力F的功率：P=Fv=Fnv物=400N×3×0.1m/s=120W
（2）根据η===，物体A受到的重力：
G=ηnF=80%×3×400N=960N
（3）小聪拉动绳子前对地面压力F=G人=600N，
小聪拉动绳子后对地面压力F′=G人﹣F=600N﹣400N﹣200N，
小聪拉动绳子前后对地面的压强之比：====；
（4）不计摩擦及绳重，F=（G物+G动），
提起A时，G动=3F﹣GA=3×400N﹣960N=240N，
小聪对绳子自由端拉力最大等于他的重力，即F最大=G人=600N，
此时提起物体的重力最大：G最大=3F﹣G动=3×600N﹣240N=1560N．
【知识点】压强的大小及其计算；功率计算公式的应用；机械效率
【解析】【分析】（1）由图确定通过动滑轮绳子的段数n，根据P=Fv=Fnv物计算拉力的功率；
（2）根据η===计算物体A受到的重力；
（3）分别找出小聪拉动绳子前后对地面压力，根据p=计算前后对地面的压强之比；
（4）不计摩擦及绳重，根据F=（G物+G动）先计算动滑轮重，再计算能提起物体的最大重力．
20．【答案】（1）C
（2）解：m=G/g=120kg，V=m/ρ=0.075m3 ，F浮=ρ水V排g=750N，
绳拉重物的力为F1=G-F浮=1200N-750N=450N
2（450+G动）/3=（1200+G动）/3
G动=300N
（3）解：W有=F1S=450h，W总=（450+300）h
η= W有/ W总=450/750=60%
（4）解：F车拉=(1200N+300N)/3=500N，V=3×0.6m/s=1.8m/s
P=FV=500N×1.8m/s=900W
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】滑轮用来提升重物并能省力的简单机械；滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成，可以达到既省力又改变力作用方向的目的；机械效率是指机械在稳定运转时，机械的有用功量与机械总功的百分比；功率是指物体在单位时间内所做的功的多少，即功率是描述做功快慢的物理量；
【解答】（1）、滑轮组是既可以省力又可以改变方向的；故答案为：C；
（2）、解：m=G/g=120kg，V=m/ρ=0.075m3 ，F浮=ρ水V排g=750N，
绳拉重物的力为F1=G-F浮=1200N-750N=450N
2（450+G动）/3=（1200+G动）/3
G动=300N；
（3）、解：W有=F1S=450h，W总=（450+300）h
η= W有/ W总=450/750=60%；
（4）、解：F车拉=(1200N+300N)/3=500N，V=3×0.6m/s=1.8m/s
P=FV=500N×1.8m/s=900W；
故答案为：（1）、C；（2）、300N；（3）、60%；（4）、900W。
21．【答案】（1）机械效率越低；机械效率越高；无关
（2）偏小；偏高；运动状态
（3）摩擦；提高
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；滑轮组的设计与组装；机械效率
【解析】【解答】（1）比较第1、2次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮的个数越多，其机械效率越低；
比较第2、3次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重，它的机械效率越高；
比较第1、4次实验数据可知，两次实验时的效率相同，因此同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关；
（2）要正确测量拉力，所以弹簧测力计需要做匀速运动．而当弹簧测力计静止读数时，便不会存在摩擦力对拉力的影响，所以所测拉力偏小，机械效率偏高；说明滑轮组的机械效率还与物体的运动状态有关；
（3）两个小组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测得的机械效率却不同，原因可能是绳子与滑轮或滑轮轴之间的摩擦同，影响了测量结果；
所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了减小摩擦，提高机械效率．
故答案为：（1）机械效率越低；机械效率越高；无关；（2）偏小；偏高；运动状态；（3）摩擦；提高．
【分析】（1）比较第1、2次实验数据可知机械效率与动滑轮个数的关系；比较第2、3次实验数据可知，机械效率与物重间的关系；比较1、4次实验数据可知机械效率与物体上升高度的关系；
（2）知道弹簧测力计做匀速运动，物体受力才平衡．在提升物体时，不仅要克服动滑轮的重力，还要克服摩擦力．当静止时读数，则所测拉力偏小，机械效率偏大．
（3）从摩擦的大小方面进行分析，在同等情况下，摩擦力越小，机械效率越高．
22．【答案】（1）80%
（2）A；在斜面倾斜程度相同时，斜面越光滑，机械效率越高
（3）需要控制斜面的粗糙程度和物体的重力不变，改变斜面与水平面的夹角，分别在不同角度下测出机械效率，再比较机械效率的大小，得出结论
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）根据表中实验数据，应用效率公式求出斜面的机械效率；（2）斜面的机械效率跟斜面的粗糙程度和斜面的倾斜程度有关，在斜面粗糙程度一定时，斜面倾斜程度越大，斜面机械效率越高；在斜面倾斜程度一定时，斜面越光滑，斜面机械效率越高；（3）斜面的机械效率可能与斜面的倾斜度有关，除了改变斜面的倾斜程度以外，要控制斜面和物体不变．
【解答】解：（1）第一次实验的机械效率η= = = ×100%=80%；（2）根据表中实验数据可知，斜面的倾斜程度相同，斜面越光滑，斜面的机械效率越高，说明猜想A是正确的；通过实验可得结论：在斜面倾斜程度相同时，斜面越光滑，机械效率越高；（3）要斜面的机械效率可能与斜面的倾斜度的关系，需要控制斜面的粗糙程度和物体的重力不变，改变斜面与水平面的夹角，分别在不同角度下测出机械效率，再比较机械效率的大小，得出结论．
故答案为：（1）80%；（2）A；在斜面倾斜程度相同时，斜面越光滑，机械效率越高；（3）需要控制斜面的粗糙程度和物体的重力不变，改变斜面与水平面的夹角，分别在不同角度下测出机械效率，再比较机械效率的大小，得出结论．
23．【答案】（1）解：
实验步骤：①将弹簧测力计调零，按示意图组装实验器材；
②在动滑轮下依次挂1个、2个、3个钩码，用弹簧测力计拉住绳端，依次竖直向上缓慢匀速拉动，使钩码每次匀速上移一段距离，分别记录绳端移动距离s和钩码移动距离h，并将每次所挂钩码的总质量m和弹簧测力计的示数F分别记录在表格中．
③换另一个滑轮进行实验，在动滑轮下依次挂1个、2个、3个钩码，用弹簧测力计拉住绳端，依次竖直向上缓慢匀速拉动，使钩码每次匀速上移一段距离，分别记录绳端移动距离s和钩码移动距离h，并将每次所挂钩码的总质量m和弹簧测力计的示数F分别记录在表格中．
（2）利用公式η==计算出六次动滑轮的机械效率η1、η2、η3、η4、η5、η6，并将数据记录在表格中．
实验数据记录表：
实验次数 1 2 3 4 5 6
m/g
F/N
S/m
h/m
W总/J
W有用/J
η
【知识点】机械效率
【解析】【分析】探究滑轮组效率与所提升重物重力的关系，在动滑轮小挂上不同重力的钩码，向上匀速拉动钩码，测出拉力大小、物体上升的高度，然后由效率公式求出滑轮组效率，分析实验数据，得出实验结论．
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