第十二章 简单机械
第三节 机械效率---能力提高篇（答案）
1．【答案】D
【解析】
（1）功率是单位时间内做的功，表示的是做功的快慢．
（2）机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率高说明有用功与总功的比值大．使用任何机械，除了做有用功外，都不可避免地要做额外功，所以有用功总小于总功．
A、功率是单位时间内做的功，表示的是做功的快慢，机械效率是指有用功与总功的比值，两者没有必然的联系．故A说法不正确．21cnjy.com
B、机械效率高说明有用功与总功的比值大，与机械省不省力无关．故B说法不正确．
C、机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率越低，有用功与总功的比值小，不能说明做的功越少．故C说法不正确．www-2-1-cnjy-com
D、使用任何机械，除了做有用功外，都不可避免地要做额外功，所以有用功总小于总功，机械效率是指有用功与总功的比值，所以机械效率总小于1．故D说法正确．
故选D．
2．【答案】C
【解析】
本题根据机械效率、功率、功的定义和公式分析解答．
A、机械效率是指有用功占总功的比值，与功率大小（做功快慢）无关，A错；
B、做功时间长，做功多少不知道，所以功率大小不能确定，B错；
C、使用机械时，都要克服摩擦、提升机械做额外功，使得有用功小于总功，机械效率小于1，C对；
D、功率大的机械，不知道做功时间，做功多少不能确定，D错．
故选C
3．【答案】C
【解析】
根据总功等于有用功加上额外功，因乙滑轮是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，可以比较出两种情况的总功大小；再根据两种情况的有用功相同，利用η=×100%即可比较出二者机械效率的大小．因为小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，所以两种情况的有用功相同；当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效率越高．又因乙滑轮是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低．即W1＜W2，η1＞η2，所以C选项正确．【出处：21教育名师】
故选C．
4．【答案】BD
【解析】
图甲两个滑轮都是定滑轮，因此s=h，F=G；图乙中，一个是动滑轮，另一个是定滑轮，因此，s=2h，F=G；分别拉力端移动的速度和物体速度的关系（拉绳子的速度）、拉力的功率，以及考虑滑轮质量时滑轮组的机械效率，通过比较进行判断．由题知，重物重力相同，设其大小为G，物体升高的速度相同，设其大小为v，图甲：因为两个都是定滑轮，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，所以F1=G，绳子的速度v1=v，P1=F1v=Gv，η==1；图乙：因为是一个定滑轮、一个动滑轮，n=2，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，所以F2=G，绳子的速度v2=2v；拉力功率P2=F2v2=G×2v=Gv；η===1故选BD．【版权所有：21教育】
5．【答案】CD
【解析】
（1）定滑轮不省力，而动滑轮省一半力；（2）总功等于有用功与额外功之和，根据η=分析两装置的机械效率．定滑轮不省力，而动滑轮省一半力，即在图中，使用定滑轮时F甲=G，使用动滑轮时，动滑轮重远小于物体重，所以F乙＜G，故B错误，D正确；不计绳重与摩擦，所以使用定滑轮时没有额外功，而使用动滑轮时，要对动滑轮本身做额外功，故η甲＞η乙，故A错误，C正确．2·1·c·n·j·y
故选CD．
6．【答案】A
【解析】
由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，①不计绳重及摩擦，拉力等于物重和动滑轮重之和的；
②把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；利用相同的滑轮和绳子、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；③绳子自由端移动的距离s=nh，物体上升的速度是绳子自由端拉动速度的；物体上升高度相同，所需时间长短决定于上升的速度；④甲、乙两绳自由端的速度相同，拉力功率大小用公式P=Fv比较．不计绳重及摩擦，AB、∵拉力F=（G物+G轮），n1=2，n2=3，∴绳子受的拉力：F1=（G物+G轮），F2=（G物+G轮），∴F1≠F2，∵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，∵η=，∴滑轮组的机械效率相同； 21*cnjy*com
已知甲、乙两绳自由端的速度相同，而拉力不同，由P=Fv知：拉力F1和F2的功率不相同．所以选项A正确、B错误；CD、∵绳子自由端移动的距离s=nh，n1=2，n2=3，提升物体的高度h相同，∴s1=2h，s2=3h，可见s1≠s2；物体上升速度不同，上升高度相同，所以所用时间不同．选项C、D均错误．21教育名师原创作品
故选A．
7．【答案】BCD
【解析】
（1）拉力克服摩擦力做功，因此W有用=fs；（2）根据图示可知，作用在动滑轮上绳子的条数为2，故自由端移动的距离s′=2s，根据W=Fs即可求出拉力做的功；（3）已知拉力做的功，根据P=即可求出拉力的功率；（4）滑轮组的效率等于有用功和总功的比值．
A、W有用=fs=200N×5m=1000J；故A错误；
B、自由端移动的距离：s′=2s=2×5m=10m，拉力做的功：W总=Fs′=120N×10m=1200J；故B正确；【来源：21cnj*y.co*m】
C、拉力的功率：P===120W；故C正确；
D、滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=83.3%．故D正确．
故选BCD．
8．【答案】C
【解析】
（1）机械能是动能和势能之和，所以分析该过程中动能和势能的变化即可判断；
（2）据物体上升的高度和时间，可计算出物体上升的速度，即知道物体的上升速度，即可判断出绳子自由端上升的速度，而后据公式P=Fv即可计算出此时绳子自由端拉力的功率来；21·cn·jy·com
（3）由于不计绳重和摩擦，故能据绳子自由端的拉力和物体的重力计算出动滑轮的重力；然后再计算出该题中的有用功和总功，进而据公式η=计算出机械效率；
（4）在额外功不变的情况下增大有用功，即利用机械效率的计算公式分析即可判断机械效率的变化．
A、在匀速提升重物的过程中，由于物体的质量不变，其速度不变，故其动能不变；但其高度增加，即在质量不变时，高度变大，即其所具有的重力势能变大，故机械能变大，即该选项错误；2-1-c-n-j-y
B、物体在10s内匀速提升2m，故物体上升的速度是V===0.2m/s，由于有三段绳子吊着动滑轮，故此时绳子自由端移动的速度是V=3×0.2m/s=0.6m/s；故此时拉力的功率是P=FV=150N×0.6m/s=90W，故该选项错误；
C、由于由于不计绳重和摩擦，且有三段绳子吊着动滑轮，故此时动滑轮的重力是G=3×150N﹣300N=150N；在提升过程中所做的有用功是W有=Gh=300N×2m=600J；
此时所做的总功是W总=FS=150N×（2m×3）=900J；故此时的机械效率是η==≈66.7%，故该选项正确；21*cnjy*com
D、在其他量不变的情况下，再用该滑轮组提升500N的重物，即在额外功不变的情况下，增大了有用功，据公式η==知，此时的机械效率将变大，故该选项也是错误的．
故选C．
9．【答案】C
【解析】
由图知，承担物重的绳子股数n=3，A、利用s=3h求绳子自由端移动的距离；B、知道重物重和上升的高度，利用W=Gh求有用功；C、求出了绳子自由端移动的距离s，知道拉力大小，利用W=Fs求总功，再利用效率公式求滑轮组的机械效率；D、求出了拉力做功，知道做功时间，利用功率公式求拉力做功的功率．
A、绳子自由端移动的距离S=nh=3×1m=3m，故A错；B、G=450N，W有用=Gh=450N×1m=450J；故B错
C、W总=FS=200N×3m=600J，滑轮组的机械效率：η===75%，故C正确；D、P===120W，故D错．
故选C．
10．【答案】A
【解析】
（1）忽略绳重及摩擦，使用滑轮组时的拉力F=（G物+G动），左图承担物重的绳子股数n=2，右图承担物重的绳子股数n=3，而动滑轮重相同、提升的物体重相同，据此判断拉力大小关系；（2）两图分别将同一物体匀速提高到相同高度，做的有用功相同；由题知，忽略绳重及摩擦，所做的额外功为提升动滑轮做的功，由W额=G动h可知额外功相同，又因为总功等于有用功加上额外功，所以总功相同，所以可以得出两图的机械效率相同．∵忽略绳重及摩擦，承担物重的绳子股数n甲=2，n甲=3，∴两图所用拉力：F甲=（G物+G动），F乙=（G物+G动），∵滑轮相同，提升的物体重相同，∴F甲＞F乙；∵两图将同一物体匀速提高相同的高度，∴做的有用功W有相同，∵忽略绳重及摩擦，所做的额外功W额=G动h∴额外功W额相同，又∵W总=W有+W额，所以总功相同，∵η=，∴两图的机械效率η相同，即η甲=η乙．故选A．21世纪教育网版权所有
11．【答案】A
【解析】
使用滑轮组时，不考虑绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率是η==，根据这个公式求出两个滑轮组的机械效率之比．使用两个滑轮组时，都不考虑绳重和摩擦，==．21教育网
故选A．
12．【答案】D
【解析】
A、拉力做的有用功：W有用=Gh=120N×1m=120J，故A正确；B、绳子自己端移动的距离：S=2h=2m，【来源：21·世纪·教育·网】
总功为：W总=FS=80N×2m=160J，机械效率为：η=×100%=×100%=75%，故B正确；C、因为不计摩擦和绳重，所以此机械对动滑轮做的功就是额外功，W额外=W总﹣W有用=160J﹣120J=40J，
动滑轮的重力：G动===40N，故C正确；D、拉力做的总功的功率为：P===40W，故D错误．故选D．
13．【答案】B
【解析】
（1）分析左图可知，n=3，则s=3h，∵摩擦力可以忽略不计，∴F1=（G+G动），
η1===；
（2）分析右图可知，n=2，则s=2h，∵摩擦力可以忽略不计，
∴F2=（G+G动），η2===；
由此可知：F1＜F2，η1=η2，所以甲图省力，机械效率一样大．
故选B．
14．【答案】BD
【解析】
（1）重物匀速上升过程中，质量不变，速度不变，高度升高，所以动能不变，重力势能增加，机械能增大，故A不正确；（2）不计绳重及摩擦时，小明做的功等于提升重物和动滑轮做的功，则W总=（G物+G动）h=（450N+50N）×2m=1000J，故B正确；（3）此装置对重物做的功：W有=G物h=450N×2m=900J，www.21-cn-jy.com
功率：P===225W，故C不正确；（4）小明提升此重物时该装置的机械效率：
η=×100%=×100%=90%，故D正确．故选BD．
15．【答案】D
【解析】
A、三种方法的最终目的都是要将100N的沙子提升6m，因此，其有用功为W有用=Gh=100N×6m=600J，是相同的．此选项正确．
B、乙、丙两种方法使用了动滑轮可以省力，但多移动了距离，所以使用动滑轮省力，但费距离．此选项正确；
C、乙方法做的总功为W总乙=W有用+W额外2=Gh+（G动+G桶）h=100N×6m+（20N+10N）×6m=780J；21·世纪*教育网
丙方法做的总功为W总丙=W有用+W额外3=Gh+（G动+G袋）h=100N×6m+（20N+5N）×6m=690J；
机械效率为η==×100%≈87%．此选项正确；
D、甲种方法W额外1=G总1h=（G人+G桶）h=（400+20）N×6m=2520J；
乙种方法W额外2=G总2h=（G动+G桶）h=（20+10）N×6m=180J；
丙种方法W额外3=G总3h=（G袋+G动）h=（5+10）N×6m=90J；
因为三种方法中的有用功相同，甲种方法的额外功最多，所以机械效率最低．此选项错误．
故选D．
第十二章 简单机械
第三节 机械效率---能力提高篇（精编精析）
1．关于机械效率，下面说法正确的是（ ）
A．功率越大的机械，机械效率越高
B．机械效率越高的机械越省力
C．机械效率越低的机械，做的功就越少
D．由于有用功总小于总功，机械效率总小于1
2．下列说法正确的是（ ）
A．效率高的机械，功率一定大
B．做功时间长的机械，功率一定小
C．所有机械的机械效率都小于1
D．功率大的机械，做功一定多
3．如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2．若不计绳重与摩擦，则（ ）21cnjy.com
A．W1=W2，η1=η2 B．W1=W2，η1＜η221世纪教育网版权所有
C．W1＜W2，η1＞η2 D．W1＞W2，η1＜η2www.21-cn-jy.com
4．如图甲、乙所示是由相同的滑轮装成的滑轮组，甲、乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，下列说法正确的是（ ）2·1·c·n·j·y
A．甲的拉力是乙的拉力的3倍
B．乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍
C．甲拉力的功率大于乙拉力的功率
D．如果考虑滑轮质量，图甲装置的机械效率比图乙的要高
5．如图所示（不计绳重与摩擦，动滑轮重远小于物体重），用图中的装置分别将物重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，若它们的机械效率分别为η甲、η乙，所用的拉力分别为F甲、F乙．则下列关系中一定正确的是（ ）【来源：21·世纪·教育·网】
A．η甲＜η乙 B．F甲＜F乙 C．η甲＞η乙 D．F甲＞F乙
6．用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，绳子受的拉力分别为F1、F2，保持甲、乙两绳自由端的速度相同，把相同的物体匀速提升相同的高度．若不计绳重及轴处摩擦，下列说法正确的是21·世纪*教育网
A．F1和F2大小不相等，滑轮组的机械效率相同
B．F1和F2大小不相等，F1和F2的功率相同
C．绳子自由端移动的距离不相等，物体运动的时间相同
D．绳子自由端移动的距离相等，F1和F2做的功相同
7．如图所示，质量为50kg的物体A置于粗糙的水平地面上，用两个滑轮按图连接，当水平拉力F为120N时，物体A恰能匀速前进，所受的摩擦力为200N．若物体A前进5m所用的时间为10s（g取10N/kg）（ ）2-1-c-n-j-y
A．这个过程的有用功为2500J
B．拉力做功为1200J
C．拉力的功率为120W
D．滑轮组的机械效率约为83.3%
8．小明用如图所示的滑轮组将一个重为300N的物体在10s内匀速提升2m，所用的拉力为150N．以下关于滑轮组的有关说法正确的是（不计绳重和摩擦）（ ）
A．在匀速提升重物的过程中，滑轮组的机械能不变
B．物体上升的速度为0.2m/s，拉力的功率为30W
C．动滑轮重150N，该滑轮组的机械效率约为66.7%
D．再用该滑轮组提升500N的重物，其机械效率不变
9．一名工人用如图所示的滑轮组提起450N的重物，绳子自由端的拉力F为200N，重物在5s内匀速上升了1m，下列说法中正确的是（ ）www-2-1-cnjy-com
A．绳子自由端移动的距离是2m
B．有用功为200J
C．该装置的机械效率是75%
D．拉力的功率是40W
10．小华为帮助爸爸搬运装修材料设计了如图所示的甲、乙两种方案，小华采用相同的滑轮组按不同的搬运方案，分别将地面上质量相同的材料匀速运送到二楼，所用拉力分别为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（不计绳重与摩擦）（ ）
A．F甲＞F乙，η甲=η乙
B．F甲＜F乙，η甲＜η乙
C．F甲＞F乙，η甲＞η乙
D．F甲＜F乙，η甲=η乙
11．两滑轮组装置如图所示，已知每个滑轮重力都为G0，摩擦和绳重均不计，用它们分别匀速提起重为G=5G0的物体时，甲、乙两滑轮组的机械效率之比是（ ）
A．7：6 B．6：7 C．5：6 D．6：5
12．如图所示，拉力F=80N，物体重力G=120N，不计摩擦和绳重．若在4s内将物体匀速提高1m，以下说法错误的是（ ） 21*cnjy*com
A．拉力做的有用功为120J
B．该滑轮组的机械效率为75%
C．动滑轮的重力为40N
D．拉力做的总功的功率为20W
13．如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中（ ）21教育网
A．甲图省力，机械效率甲图大
B．甲图省力，机械效率一样大
C．乙图省力，机械效率乙图大
D．乙图省力，机械效率一样大
14．小明利用如图所示的装置在4s内把重为450N的物体匀速提升了2m，动滑轮重50N（不计绳重及摩擦），下列判断正确的是（ ）21·cn·jy·com
A．重物上升过程中机械能总量不变
B．提升重物过程中小明所做的功是1000 J
C．此装置对重物做功的功率为250W
D．小明提升此重物时该装置的机械效率为90%
15．如图某人采取了三种不同方法往楼上运沙子，绳重及摩擦不计，下面的分析错误的是（ ）
A．三种方法运沙子上楼所做的有用功均为600J
B．乙、丙两种方法使用了动滑轮，可以省力同时费了距离
C．乙方法做的总功为780J，丙方法运沙子上楼的效率约为87%
D．甲方法没有使用滑轮，所做的额外功最少，所以效率最高
