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初中物理试卷 沪科版 八下10.5 机械效率
一、单选题
1．（2022九上·镇江期中）如图所示，甲、乙两装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将重为G1和G2的两物体匀速提升相同的高度。所用竖直方向上的拉力分别为F1和F2，两装置的机械效率分别为η1和η2（不计绳重和一切摩擦），则下列选项正确的是（ ）
A．若G1=G2，则η1<η2 B．若G1C．若F1=F2，则一定有η1>η2 D．若F12．（2022九上·徐州期中）如图所示，用四个完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成的甲、乙滑轮组，若匀速提升重力相同的物体时，在不计摩擦和绳重的情况下，则（ ）
A．甲滑轮组较省力，机械效率较高
B．乙滑轮组较省力，机械效率较高
C．两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同
D．两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同
3．（2022九上·苏州期中）物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益，根据机械效益可以比较不同机械的省力程度，现用图示滑轮组匀速提升重物，不计绳重和摩擦，下列描述中不正确的是（ ）
A．提升物体越重，机械效益越小
B．机械效益越大，机械省力程度越大
C．机械效益是一个没有单位的物理量
D．机械效益与机械效率比值一定
4．（2022九上·玄武期中）如图所示，物体重200N，动滑轮重20N。工人用125N的拉力将物体匀速提升3m，用了10s，在此过程中下列说法正确的是（ ）
A．有用功是750J
B．拉力的功率是37.5W
C．滑轮的机械效率是80%
D．克服动滑轮重所做的额外功占总功的20%
5．（2022九上·金坛期中）关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．有力作用在物体上，且物体移动了一段距离，说明就有力对该物体做功
B．使用任何机械都不省功
C．做功快的机械其机械效率一定高
D．做功越多的机械其功率越大
6．（2022九上·金坛期中）如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两个物体。物体提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法一定正确的是（ ）
A．若FA=FB，则GA>GB B．若GA=GB，则η甲>η乙
C．若GAFB D．若FA=FB，则η甲<η乙
7．（2022九上·金坛期中）在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到顶端，如图所示，若此时沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m、高1m，g取10N/kg。下列说法不正确的是（ ）
A．拉力做的有用功为50J B．拉力做的总功为80J
C．物体所受的摩擦力为30N D．此斜面的机械效率为62.5%
8．（2022九上·常州期中）在生产和生活中经常使用各种机械，在使用机械时，下列说法中正确的是（ ）
A．只有在费力情况时才能省功
B．可以省力，同时也可以省功
C．可以省距离，同时也可以省功
D．可以省力或省距离，但不能省功
9．（2022九上·常州期中）两个人用同样的水桶从同一处提水，其中一个人每次都将水桶装满，另一个人每次都不装满，他们都要将处在同样远处、同样大小的水缸注满．那么，两人做功的大小情况是（ ）
A．装满水桶者做的功多 B．不装满水桶者做的功多
C．两人做的功一样多 D．装满水桶者做的有用功多
二、填空题
10．（2023九上·涟水期末）如图，小明用100N的拉力将重为180N的物体匀速提升2m，此过程中有用功为 J，额外功为 J，滑轮组的机械效率为 。
11．（2022九上·江都月考）斜面也是一种简单机械。工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上，如图所示，斜面高为1m，长为3m，工人用400N沿斜面方向的力将重为900N的箱子推到车上。在这过程中此斜面的机械效率是 ，重物移动过程中受到的摩擦力是 N。
12．（2022九上·高邮期中）如图所示，用竖直向上的拉力F匀速拉动一根较长的质地均匀杠杆，使重为18N的物体缓慢升高0.1m，拉力F大小为8N，拉力F作用点上升的高度为0.25m，不计阻力，则该杠杆的机械效率为 ，若把物体从A点移至B点，并将物体仍提升相同高度，则杠杆的机械效率将 （选填“变大”、“不变”或“变小”，下同），拉力F大小将 。
13．（2022九上·姜堰期中）利用如图所示的斜面移动物体可以省力。斜面长1m，高0.2m，现用平行于斜面的拉力，将重为10N的物体从斜面底端匀速拉上斜面顶端，此时斜面的机械效率为80%，则拉力大小为 N，在此过程中，物体受到的摩擦力为 N。
14．（2022九上·苏州期中）一木箱重400N，工人用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处，如图甲所示，已知整个过程中拉力F做的功W与木箱沿斜面运动距离s的关系如图乙所示，整个过程的额外功是240J，则拉力F＝ N，斜面的机械效率η＝ ，木箱所受的摩擦力f＝ N。
15．（2022九上·玄武期中）如图所示，小明用力F1拉动绳子使重为10N的物体A以速度v1匀速上升，此时滑轮组的机械效率为η1，拉力F1做功的功率为P1；若他将一个与A完全相同的物体系在A下端，并用力F2拉动绳子使它们一起以v2的速度匀速上升，此时滑轮组的机械效率为η2，拉力F2做功的功率为P2。已知η1：η2＝3：4，v1：v2＝1：2，不计绳重及摩擦，则动滑轮重G动＝ N，P1：P2＝ ，F1：F2＝ 。
16．（2022九上·玄武期中）如图所示，用力F沿斜面将重为1000N的小车匀速拉动，沿斜面拉动的距离s为10m，上升的高度h为2m，若斜面是光滑的，则拉力为 N；如果斜面不光滑，且斜面的机械效率为80%，则拉力做功为 J，小车受到的摩擦力为 N。
三、实验探究题
17．（2022九上·镇江期中）在“探究影响动滑轮机械效率的因素”的实验中，小霞用同一动滑轮进行了三次实验，实验装置如图所示，实验数据如表所示。
序号 动滑轮重G动/N 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 绳自由端上升的高度s/m 动滑轮的机械效率η/%
1 0.3 1 0.2 0.70 0.4 71.4
2 0.3 2 0.2
0.4
3 0.3 4 0.2 2.4 0.4 83.3
（1）实验时，小霞应竖直向上 拉动弹簧测力计；
（2）第2次实验时，弹簧测力计的示数如图所示，此时绳端受到的拉力为 N，提升重物所做的有用功为 J，拉力克服绳重及轮与轴的摩擦所做功为
J，动滑轮的机械效率为 %；
（3）分析表中数据可知：用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时，随着钩码总重的增加，拉力所做的额外功将 ，拉力所做的额外功占总功的比值将 （以上两空均选填“减小”、“不变”或“增大”）。
18．（2022九上·徐州期中）同学们用一个滑轮、钩码、弹簧测力计等器材分别做了以下实验，探究滑轮工作时的特点：
（1）本实验中用到的测量工具有 和弹簧测力计，实验中应竖直方向 拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升；
（2）测动滑轮的机械效率：某同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为她的想法是 （选填“正确”或“错误”）的，如果这样做，测得的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；如果用甲装置提升匀速提升10kg的物体，所用拉力110N，物体升高1m，该装置机械效率为 ；
（3）另一组用如图所示的动滑轮提升钩码，提升相同的钩码，提升相同的高度， （填“甲”或“乙”）的机械效率高。
19．（2022九上·姜堰期中）某学习小组用几个相同的滑轮来探究定滑轮、动滑轮和滑轮组的机械效率，实验装置如图所示。他们将测得的钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s，并将计算出的有用功W有用功、总功W总和机械效率η数据一并记入表中：
次序 G/N F/N h/m s/m W有用/J W总/J η
1 2 2.1 0.1 0.1 0.2 0.21 95.2%
2 2 1.2 0.1 0.2 0.2 0.24 83.3%
3 2 0.9 0.1 0.3 0.2 0.27 ★
（1）在实验操作中，应沿竖直方向 拉动弹簧测力计；
（2）比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是需要克服 多做额外功；
（3）表格中数据★＝ ，比较实验2、3，这两次实验机械效率不同的主要原因是 不同；（选填“与动滑轮相连绳子的股数”或“摩擦”）
（4）在实验2的装置下再加挂一只相同的钩码，装置的机械效率将 ；（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（5）在实验3中，若弹簧测力计沿竖直方向加速向上拉，其他条件不变，滑轮组的机械效率将 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
20．（2022九上·苏州期中）物理实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如表所示，装置如图所示。
实验次数 l 2 3
钩码重G/N 4 4 6
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F/N 1.8 1.6 2.4
绳端移动距离s/m 0.3 0.4
机械效率η 74.1% 62.5%
（1）实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应 ；（保持静止/匀速上升）
（2）小组同学做第3次实验时，滑轮组的机械效率η＝ ；通过比较第1、3次两次实验数据，请对提高滑轮组的机械效率提出一条针对性建议： ；
（3）如果采用第3次装置，改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图甲的图像，分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越轻，机械效率 （越高/不变/越低）；分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 N；（忽略绳重和摩擦）
（4）若第2次实验中克服摩擦做的额外功为0.04J，则动滑轮总重为 N。（不计绳重）
21．（2022九上·玄武期中）小华用图示装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如下：
次数 物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 机械效率η
1 2 0.10 1.0 66.7%
2 3 0.10 1.4 71.4%
3 6 0.10 2.5
（1）实验中应竖直向上 拉动弹簧测力计，绳端移动距离为 m．
（2）第3次实验的机械效率为 %．
（3）分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是 ；小华所用动滑轮的重一定小于 N．
22．（2022九上·金坛期中）某兴趣小组对滑轮和杠杆的机械效率进行了实验探究。
（1）如图分别用甲、乙两相同滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，滑轮重力小于沙和桶的总重力。用甲滑轮绳端所施加的拉力为F1，做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮绳端所施加的拉力为F2，所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计摩擦和绳重，则：F1 F2（选填“>”“<”或“=”），W1 W2（选填“>”“<”或“=”），η1 η2（选填“>”“<”或“=”）。
（2）如图丙所示，用竖直向上的力匀速拉动质量分布均匀的杠杆，杠杆转动过程中，拉力F的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。现用竖直向上的拉力将重为36N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为25cm，此时杠杆的机械效率为 。若将重物的悬挂点由A点（为第1次）向右移至B点（为第2次），将重物提升相同的高度，两次有用功 （选填“相等”或“不等”），第 （选填“1”或“2”）次杠杆的机械效率高。
23．（2022九上·海安期中）小明用如图所示装置，沿斜面拉动物体时，使物体做匀速直线运动来探究“斜面机械效率”，实验记录如表。
实验次数 物体种类 物重G/N 斜面高h/cm 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/cm 机械效率η/%
1 小车 9 10 1 100 90
2 木块 9 10 ______ 100
（1）根据图中弹簧测力计示数为 N，可知第2次实验的机械效率为 %；
（2）比较表中“物重”和“ ”两栏对应的数据，可知斜面是一种 （选填“省力”或“费力”）的简单机械；
（3）由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时， 越大，机械效率越小；第2次实验中，木块所受摩擦力为 N。
四、计算题
24．（2023九上·临汾期末）在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材。如图所示，工人在往车上搬运装有健身器材的箱子时，先用长木板搭了一个3m长的斜面，再用推力F＝600N把150kg的箱子沿斜面从底端匀速推到1m高的车厢上，用时10s。（g取10N/kg）求：
（1）箱子的重力；
（2）工人所做的总功和斜面的机械效率；（结果保留0.1%）
（3）箱子受到的摩擦力。
25．（2023九上·白云期末）如图所示，平行于斜面的拉力将重为400N的物块由斜面底端匀速拉到顶端，已知拉力为250N，物体沿斜面移动了2m，升高了1m；以克服物的重力做的功为有用功，（忽略空气阻力），求
（1）此过程中拉力所做的总功；
（2）此过程中拉力所做的额外功；
（3）斜面的机械效率。
26．（2022九上·镇江期中）如图所示是提升重物的装置：长0.9m的杆OA可绕O点自由转动，将重G=90N的物体用轻绳悬挂在杆上B点处，在杆上A点用竖直向上的拉力F，使杆从水平位置缓慢转至图中虚线位置处，重物从位置①被缓慢匀速提升至位置②，B点上升的高度为0.2m，A点上升的高度为0.3m，已知OB=2BA。
（1）若不考虑杆重和摩擦，求杆在水平位置平衡时拉力F的大小；
（2）若考虑杆重和O处摩擦，则题述过程中：
①求拉力所做的有用功W有；
②若拉力所做的额外功为6J，求该装置的机械效率及提升时实际所需的拉力的大小。
27．（2022九上·苏州期中）重为600N的装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重力为900N的货物，所用的拉力F为500N，物体以0.1m/s的速度上升10s，不计绳重及摩擦，求：
（1）拉力F做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力的功率。
28．（2022九上·玄武期中）如图甲所示，用滑轮组提升质量为60kg的重物，物体在拉力F的作用下以0.4m/s匀速上升了8m。此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示。求：
（1）拉力F的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若克服摩擦与绳重所做的额外功占总额外功的三分之一，则动滑轮的重力为多少N。
29．（2022九上·金坛期中）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，用300N的拉力竖直向下拉动绳子，将重为540N的物体A在20s内匀速上升了4m，若不计绳重和摩擦。关于该过程，求：
（1）滑轮组对物体A做的有用功；
（2）工人拉力做的总功；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）拉力做功的功率；
（5）若要提起740N的物体，机械效率为多少。
30．（2022九上·常州期中）如图是小明做“测量提升物体所做功”的实验装置图，他用弹簧测力计拉着木块沿斜面匀速上升，拉力为F＝1.6N，木块重G＝4N，斜面高h＝30cm，长s＝1m。小明将木块从斜面底部匀速拉到顶部，用时10s，则：
（1）拉力F做功的功率是多少？
（2）该斜面的机械效率是多少？
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】AB．不计绳重和一切摩擦
又甲、乙两装置所用滑轮质量均相等，所以若G1=G2，则η1=η2，若G1＜G2，则η1＜η2，AB不符合题意；
C．据图可知，甲乙两滑轮组绳子承担重物的段数分别为3、2段，则
推理可得G1=3F1﹣G动，G2=2F2﹣G动
因此若F1=F2，则G1>G2，那么一定有η1>η2，C符合题意；
D．据C中等式可知，若F1＜F2，G1、G2关系不确定，所以有可能η1＜η2，但不一定有η1＜η2，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据公式可知，若G1=G2，则η1=η2，若G1＜G2，则η1＜η2，根据公式，若F1=F2，则G1>G2，那么一定有η1>η2。
2．【答案】D
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】用四个完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成的甲、乙滑轮组，匀速提升重力相同的物体。由题图可知，图甲由两股绳子拉物体，则有
图乙由三股绳子拉物体，则有
所以两个滑轮组的省力效果不同；由机械效率计算公式
可知，两滑轮组的机械效率相同。D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据公式，可比较力的大小；根据，可比较机械效率大小。
3．【答案】A
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】由图知，承担重物绳子的段数n＝3，不计绳重和摩擦时，绳端拉力
机械效益
对于一个滑轮组而言，动滑轮重G动一定的，当提升物体G越重时，机械效益越大，A错误，符合题意；
B．机械效益是 ，机械效益越大，在对应G相同的时候，拉力F越小，机械省力程度越大，B正确，不符合题意；
C．机械效益是两个力的比值，所以机械效益是一个没有单位的物理量，C正确，不符合题意；
D．机械效率为
机械效益与机械效率比值
即两者的比值是一个定值，D正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】动滑轮一定时，物体的重力越大， 机械效率越大；机械效率没有单位。
4．【答案】C
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】A．滑轮组克服物体重力做的有用功W有＝Gh＝200N×3m＝600J
A不符合题意；
B．动滑轮承担重物绳子的段数n＝2，绳端拉力做的总功W总＝Fs＝Fnh＝125N×2×3m＝750J
所以拉力的功率
B不符合题意；
C．滑轮的机械效率
C符合题意；
D．滑轮的机械效率为80%，说明额外功占总功的20%，即克服动滑轮重和摩擦做的功占总功的20%，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据物体的重力和高度的乘积计算有用功；利用滑轮上的拉力和距离的乘积计算总功，有用功和总功的比值， 计算机械效率；功和时间的比值， 计算功率。
5．【答案】B
【知识点】功率的概念；机械效率；是否做功的判断
【解析】【解答】A．有力作用在物体上，但物体在力的方向上没有移动距离，力就没有对该物体做功，A不符合题意；
B．使用机械都不可避免的需要克服摩擦或机械自重而做额外功，所以使用任何机械都不省功，B符合题意；
C．功率表示物体做功的快慢，跟机械效率无关，所以做功快的机械其功率大，但机械效率不一定高，C不符合题意；
D．功率的定义：单位时间内物体做功的多少，所以做功越多的机械其功率不一定越大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体受力且在力的方向上移动距离，力对物体做了功；使用任何机械都不省功；功率表示做功的快慢。
6．【答案】A
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】由图可知，甲滑轮组承重的绳子股数n甲=3，乙滑轮组承重的绳子股数n乙=2；
AD．由题知各滑轮重相同，且不计绳重和摩擦，由
可得，提升物体的重力G=nF-G动
则两物体的重力分别为GA=3FA-G动，GB=2FB-G动
若FA=FB，由上式可知GA>GB，不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体和动滑轮总重力做的功为总功，根据
可知η甲>η乙，A符合题意，D不符合题意；
B．若GA=GB，且动滑轮重相同，根据
可知η甲=η乙，B不符合题意；
C．不计绳重和摩擦，两滑轮组绳子自由端的拉力分别为 ，
若GA故答案为：A。
【分析】动滑轮相同时，滑轮组的绳子股数越多越省力；根据物体的重力和动滑轮的重力大小，可以计算滑轮组机械效率的大小。
7．【答案】C
【知识点】重力及其大小的计算；机械效率的计算；功的计算及应用；有用功和额外功
【解析】【解答】A．物体重力
拉力做的有用功
A正确，不符合题意；
B．拉力F做的总功
B正确，不符合题意；
C．克服摩擦力做的额外功
由 可得
C错误，符合题意；
D．斜面的机械效率
D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据物体的质量计算重力，利用重力和高度的乘积计算做功多少，拉力和距离的乘积计算做功；有用功和总功的比值，计算机械效率。
8．【答案】D
【知识点】机械效率
【解析】【解答】使用机械的主要目的是省力、省距离或改变力的方向，但任何机械都不能省功，D选项正确．
故答案为：D
【分析】使用机械的主要目的是省力、省距离或改变力的方向，但任何机械都不能省功。
9．【答案】B
【知识点】有用功和额外功
【解析】【解答】由于两人都需要将桶灌满(桶相同)，所以需要取水的质量相同；由于将水提升的高度相同，所以两人所做的有用功相同．但不装满水桶者每次提的水较少，需要多提几次，因此做的额外功较多，需要做的总功也越多。
故答案为：B。
【分析】两人所做的有用功相同．但不装满水桶者每次提的水较少，需要多提几次，因此做的额外功较多，需要做的总功也越多。
10．【答案】360；40；90%
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】滑轮组提升重物时所做的有用功
由图知有2段绳子拉着物体，绳子自由端移动的距离
拉力所做的总功
则额外功
滑轮组的机械效率
【分析】根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，根据拉力和移动的距离的乘积计算总功，利用总功和有用功的差计算额外功；根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。
11．【答案】75%；100
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】工人师傅做的总功W总=Fs=400N×3m=1200J，工人师傅做的有用功W有=Gh=900N×1m=900J，斜面的机械效率 ，克服摩擦做的额外功W额=W总-W有=1200J-900J=300J，重物移动过程中的摩擦力
【分析】根据力和力的方向上移动距离的乘积计算做功多少； 根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，有用功和总功的比值，计算机械效率；根据总功和有用功的差，计算额外功，结合距离计算力的大小。
12．【答案】90%；变小；变小
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用；杠杆的机械效率
【解析】【解答】由题意可得，有用功为W有=Gh=18N×0.1m=1.8J
拉力所做的总功为W总=Fs=8N×0.25m=2J
所以杠杆的机械效率为
若把物体从A点移至B点，并将物体仍提升相同高度，根据W有=Gh可知，有用功不变，提升杠杆的高度增大，则克服杠杆重力做功变大，即额外功变大，所以总功变大，再根据 可知，机械效率将变小。
若把物体从A点移至B点，则重物的力臂变小了，即阻力臂变小，但阻力不变，动力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，动力F将变小。
【分析】根据公式W有=Gh、W总=Fs及，可求出机械效率；提升杠杆的高度增大，则克服杠杆重力做功变大，即额外功变大，所以总功变大，再根据 可知，机械效率将变小；
阻力臂变小，但阻力不变，动力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，动力F将变小。
13．【答案】2.5；0.5
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】拉力做的有用功
由 得，拉力做的总功
根据 可得，拉力大小
由 得，所以拉力做的额外功
由 得摩擦力
【分析】根据公式W=Gh及、，可求出拉力大小；根据及，可求出摩擦力大小。
14．【答案】100；70%；30
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】由图像知，拉力做的总功为
木箱移动的距离为
由 得，拉力大小为
木箱上升过程中，拉力做的有用功为
斜面的机械效率为
由 得摩擦力大小
【分析】根据功和距离的比值，计算力的大小；利用有用功和总功的比值， 计算机械效率。
15．【答案】10；1∶3；2∶3
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】根据题意知道 ，GA＝10N，滑轮组承担重物绳子的段数n＝3，滑轮组的机械效率
两次提起物体的机械效率比
解得动滑轮重G动＝10N
不计绳重和摩擦，则拉力
两次拉力比
由 知道，两次拉力的功率比P1∶P2＝F1v1∶F2v2＝（2×1）∶（3×2）＝1∶3
【分析】根据滑轮组的机械效率和物体的重力、动滑轮的重力关系，计算动滑轮重力大小；使用滑轮组时，根据物体重力和动滑轮的重力，计算拉力大小；根据力和速度的乘积计算功率的大小。
16．【答案】200；2500；50
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】若斜面是光滑的，拉力做的功等于提升小车做的功，即Fs＝Gh
则拉力大小
如果斜面不光滑，拉力做的有用功W有用＝Gh＝1000N×2m＝2000J
由 知道，拉力做的功（总功）
拉力做的额外功W额＝W总﹣W有用＝2500J﹣2000J＝500J
由W额＝fs知道，小车受到的摩擦力
【分析】根据物体的重力和高度的乘积计算功；根据功和距离的比值， 计算力的大小；利用有用功和机械效率的比值， 计算总功；根据总功和有用功的差，计算额外功。
17．【答案】（1）匀速
（2）1.3；0.4；0.06；76.9
（3）增大；减小
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使整个装置处于平衡状态，弹簧测力计示数不变，便于读数。
（2）第2次实验中，由图可知，弹簧测力计的分度值是0.1N，弹簧测力计的示数为1.3N。
拉力做的总功为W总=Fs=1.3N×0.4m=0.52J
滑轮对钩码所做的有用功为W有=Gh=2N×0.2m=0.4J
额外功为W额=W总-W有=0.52J-0.4J=0.12J
克服动滑轮重力做的额外功为W额动=G动h=0.3N×0.2m=0.06J
拉力克服绳重及轮与轴的摩擦所做功为W额摩擦=W额-W额动=0.12J-0.06J=0.06J
动滑轮的机械效率为
（3）在用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时，由表格数据可知：第一次拉力所做的额外功为W额1=W总1-W有1=F1s-G1h=0.70N×0.4m-1N×0.2m=0.08J
第二次拉力所做的额外功为W额2=W总2-W有2=F2s-G2h=1.3N×0.4m-2N×0.2m=0.12J综上可知，若仅增加被提升物体的物重，则拉力所做的额外功增大，由表格数据最后一列可知，动滑轮的机械效率增大，有用功占总功的比值将增大，则拉力所做的额外功占总功的比值将减小。
【分析】（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使整个装置处于平衡状态，弹簧测力计示数不变，便于读数；
（2）看清弹簧测力计分度值，结合对应刻度读数；根据W总=Fs，求出拉力做的总功；根据W有=Gh，可求出有用功；根据W额=W总-W有及W额摩擦=W额-W额动，可求出摩擦力做的功；根据，可求出机械效率；
（3）根据W额1=W总1-W有1=F1s-G1h，可求出拉力做的额外功变化；动滑轮的机械效率增大，有用功占总功的比值将增大，则拉力所做的额外功占总功的比值将减小。
18．【答案】（1）刻度尺；匀速
（2）错误；变大；90.9%
（3）甲
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）实验中要用刻度尺测出重物和绳端移动的距离。
探究滑轮的特点，需要匀速竖直拉动弹簧测力计，读出弹簧测力计的示数。
（2）测动滑轮的机械效率，需要匀速拉动绳子，并且要在拉动中读弹簧测力计的示数，如果静止读数，绳子与滑轮之间的摩擦力就不能测量，额外功就会减小，在有用功一定时，会导致机械效率变大，故该做法错误。
甲装置为定滑轮，所以s＝h
其机械效率
该装置机械效率为90.9%。
（3）当用动滑轮提升相同的钩码，提升相同的高度时，有用功相同，与定滑轮相比，使用动滑轮时需要克服滑轮自重做功，故额外功增大，则动滑轮的机械效率比定滑轮的机械效率小，即甲的机械效率较高。
【分析】（1）实验中要用刻度尺测出重物和绳端移动的距离；探究滑轮的特点，需要匀速竖直拉动弹簧测力计，读出弹簧测力计的示数；
（2）如果静止读数，绳子与滑轮之间的摩擦力就不能测量，额外功就会减小，在有用功一定时，会导致机械效率变大；根据公式，可求出机械效率；
（3）当用动滑轮提升相同的钩码，提升相同的高度时，有用功相同，与定滑轮相比，使用动滑轮时需要克服滑轮自重做功，故额外功增大，则动滑轮的机械效率比定滑轮的机械效率小。
19．【答案】（1）缓慢匀速
（2）动滑轮重力
（3）74.1%；摩擦
（4）变大
（5）变小
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）实验时，用手沿竖直方向拉动弹簧测力计，使其缓慢匀速上升，系统处于平衡状态，拉力大小等于测力计示数。
（2）比较实验1、2，提升物体的重力和提升的高度相同，做的有用功相同，但第2次实验要克服动滑轮重力做更多的额外功，故第2次的机械效率较低。
（3）表格中数据，最后一次的机械效率
由图可知，第2、3两次实验相比较，滑轮组的绕绳方法不同，使得其摩擦力的大小不同，这是造成其机械效率不同的主要因素。
（4）在实验2的装置下再加挂一只相同的钩码，额外功不变，有用功增大，装置的机械效率将变大。
（5）弹簧测力计沿竖直方向加速向上拉，其他条件不变，拉力偏大，从而使得总功变大，根据 在有用功不变的情况下，总功增大，所以机械效率变小。
【分析】（1）实验时，使其缓慢匀速上升，系统处于平衡状态，拉力大小等于测力计示数；
（2）提升物体的重力和提升的高度相同，做的有用功相同，克服动滑轮重力做更多的额外功的机械效率较低；
（3）根据公式，可求出机械效率；滑轮组的绕绳方法不同，使得其摩擦力的大小不同，这是造成其机械效率不同的主要因素；
（4）装置下再加挂一只相同的钩码，额外功不变，有用功增大，装置的机械效率将变大；
（5）在有用功不变的情况下，总功增大，所以机械效率变小。
20．【答案】（1）匀速上升
（2）83.3%；增加物重
（3）越高；3
（4）2
【知识点】机械效率的计算；滑轮（组）机械效率的测量实验；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）在测量绳端受到的拉力时，为了使装置处于平衡状态，方便读弹簧测力计的拉力，应使弹簧测力计匀速上升。
（2）在第3次实验中，由图可知，绳子的股数n＝3，则绳端移动的距离s＝nh＝3×0.1m＝0.3m
提升物体做的有用功W有用＝Gh＝6N×0.1m＝0.6J
提升物体做的总功W总＝Fs＝2.4N×0.3m＝0.72J
所以滑轮组的机械效率
比较第1、3次实验，由η1＜η3
得G1＜G3
可知提起的物体越重，效率越高，所以，应增加物重。
（3）由图甲分析可知，提升物体所受的重力相同时，动滑轮越轻，机械效率越高；A点对应的动滑轮重G动＝1N，η＝75%，根据效率公式
则
（4）在不计绳重的情况下，额外功指提升动滑轮所做的功和克服摩擦所做的功。在第2次实验中，做的总功W总＝F2s2＝1.6N×0.4m＝0.64J
有用功W有用＝G2h2＝4N×0.1m＝0.4J
则额外功W额＝W总﹣W有用＝0.64J﹣0.4J＝0.24J
已知克服摩擦所做的额外功Wf＝0.04J
所以克服动滑轮重所做的额外功W动＝W额﹣Wf＝0.24J﹣0.04J＝0.2J
因为动滑轮上升的高度和物体上升的高度相等
【分析】（1）探究滑轮组的机械效率时，拉动绳子匀速直线运动；
（2）根据物体的重力和高度计算有用功，根据拉力和距离的乘积计算总功，有用功和总功的比值，计算机械效率；动滑轮相同时，物体重力越大， 机械效率越大；
（3）物体的重力相同时，动滑轮越小，机械效率越大；根据滑轮组的机械效率和动滑轮的重力，可以计算物体的重力大小；
（4）根据拉力和距离的乘积计算总功，根据物体的重力和高度的乘积计算有用功；根据总功和有用功的差计算额外功，结合额外功可以计算动滑轮的重力。
21．【答案】（1）匀速；0.3
（2）80
（3）增加物重；1
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定．由图示可知，滑轮组承重绳子有效股数n=3，物体移动距离是0.1m，所以绳子移动的距离是0.3m；
（2）第3次测量中，弹簧测力计移动的距离s=nh=30cm．
滑轮组的机械效率：
（3）根据第1次和第2次数据可知，提升高度相同时，物重不同，机械效率不同，可见，机械效率可能与物体的重力有关 ，且随着物体重力的增加，机械效率增高，所以可以采取增加重物的方式提高机械效率．
假设忽略绳重和摩擦，以第1组数据为例：则动滑轮重力为G动=3F-G物=3N-2N=1N，而实际在考虑绳重、摩擦的前提下，推测动滑轮的重力一定小于1N．
【分析】（1）探究滑轮组的机械效率时，拉动绳子匀速直线；根据物体移动的距离和绳子股数，计算绳子移动的距离；
（2）根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，根据拉力和距离的乘积计算总功，有用功和总功的比值， 计算机械效率；
（3）当动滑轮相同时，增大物体的重力，可以提高滑轮组的机械效率。
22．【答案】（1）>；<；>
（2）不变；90%；相等；2
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算；机械效率的计算；杠杆机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）设沙和桶的重力是G，由图示可知，甲图中是定滑轮，若不计摩擦和绳重，拉力F1=G
图乙是动滑轮，拉力
滑轮重力小于沙和桶的总重力，所以F1>F2。
因为分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，两种情况的有用功都是克服沙子重力做的功，所以两种情况的有用功相同。甲中所做额外功是对桶所做的功。乙是动滑轮，乙中所做的额外功是对桶及动滑轮所做的功；当有用功一定时，利用机械做的额外功越少，则总功就越少，机械效率就越高；利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低，即W1η2
（2）由图示可知，当重物被提升的过程中，根据数学知识可知动力臂与阻力臂的比值不变，且重物的重力不变，由杠杆平衡条件可知拉力不变。
物体上升的高度h=10cm=0.1m
拉力移动的距离s=25cm=0.25m
此时杠杆的机械效率
杠杆提升物体时，对物体做有用功，克服杠杆重做额外功，并且W有用+W额=W总
设杠杆重心升高的距离为h'，所以Gh1+G杠杆h'=Fh2
G不变，h1不变，G杠杆不变，物体从A点到B点，物体还升高相同的高度，有用功不变；杠杆上旋的角度减小，杠杆升高的距离h'变小，克服杠杆重力所做的额外功变小；则Gh1+G杠杆h'变小，所以Fh2也变小；根据
可知，总功变小，有用功不变，所以η变大，即第2次杠杆的机械效率高。
【分析】（1）使用定滑轮不省力，使用动滑轮可以省一半力；使用动滑轮对动滑轮做了功，额外功较大，机械效率较小；
（2）当杠杆上的阻力和动力平行时，改变杠杆的位置，力的大小不变；根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，根据拉力和距离的乘积计算总功，有用功和总功的比值， 计算机械效率。
23．【答案】（1）1.2；75
（2）沿斜面拉力；省力
（3）摩擦力；0.3
【知识点】斜面机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）由图可知：弹簧测力计的分度值为0.1N，示数为1.2N。
有用功为
总功为
机械效率
（2）比较表中“物块重”和“沿斜面的拉力”两栏对应的数据，由实验数据可知，在同一次实验中，拉力总是小于重力，由此可知斜面是一种省力的简单机械。
（3）由表格数据可知，物重、斜面高、斜面长相同，木块和小车分别在斜面上运动，在相同条件下，因滚动摩擦小于滑动摩擦，即第2次实验中，摩擦力大，由表中数据知，第2次斜面的机械效率小，故可得结论：斜面倾斜程度相同时，摩擦力越大，机械效率越小。
克服斜面摩擦力所做的额外功
由 可得，摩擦力的大小
【分析】（1）看清弹簧测力计的分度值，结合对应刻度读数；根据，可求出机械效率；
（2）在同一次实验中，拉力总是小于重力，由此可知斜面是一种省力的简单机械；
（3）斜面倾斜程度相同时，摩擦力越大，机械效率越小；根据公式及，可求出摩擦力。
24．【答案】（1）解：箱子的重力G=mg=150kg×10N/kg=1500N
答：箱子的重力为1500N；
（2）解：推力做的总功W总=Fs=600N×3m=1800J
推力做的有用功W有用=Gh=1500N×1m=1500J
斜面的机械效率为
答：工人所做的总功、斜面的机械效率分别为1800J、83.3%；
（3）解：此过程所做额外功为W额=W总-W有用=1800J-1500J=300J
由W额=fs得箱子受到的摩擦力
答：箱子受到的摩擦力为100N。
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【分析】（1）根据公式G=mg，可求出重力；
（2）根据公式 W总=Fs 、 W有用=Gh 及，可求出总功及机械效率；
（3）根据公式 W额=W总-W有用 及，可求出摩擦力。
25．【答案】（1）解：拉力F=250N，物体沿斜面移动了2m，即s=2m，此过程中拉力所做的总功为
答：此过程中拉力所做的总功为500J；
（2）解：物块升高了1m，即h=1m，此过程中所做的有用功为
此过程中拉力所做的额外功为
答：此过程中拉力所做的额外功为100J；
（3）解：斜面的机械效率为
答：斜面的机械效率为80%。
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据物体受到的力和距离的乘积，计算做功多少；
（2）根据物体的重力和高度的乘积，计算有用功；结合总功和有用功的差，计算额外功；
（3）根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。
26．【答案】（1）解：根据杠杆平衡的条件可知，杆在水平位置平衡时拉力F的大小为
答：若不考虑杆重和摩擦，杆在水平位置平衡时拉力F的大小为60N；
（2）解：①拉力所做的有用功为
②拉力所做的总功为 该装置的机械效率为
提升时实际所需的拉力为
答：①拉力所做的有用功为18J；
②该装置的机械效率为75%，提升时实际所需的拉力 的大小为80N。
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用；杠杆的机械效率
【解析】【分析】（1）根据杠杆平衡的条件可知，杆在水平位置平衡时拉力F；
（2）根据公式W=Gh，可求出有用功；根据W总=W有＋W额、及，可求出拉力。
27．【答案】（1）解：由 可得，物体被提升的高度为
拉力F做的有用功为
答：拉力F做的有用功为900J；
（2）解：由图知，承担重物绳子的段数n＝2，由
和
可得，拉力做总功为
滑轮组的机械效率为
答：滑轮组的机械效率为90%；
（3）解：拉力的功率为
答：拉力的功率为100W。
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据速度和时间的乘积计算路程，利用重力和高度的乘积计算做功多少；
（2）根据力和距离的乘积计算做功多少，有用功和总功的比值， 计算机械效率；
（3）功和时间的比值， 计算功率。
28．【答案】（1）解：由 知道，物体上升8m所需的时间
由图乙知道，此时拉力做的总功W总＝6000J，则拉力做功的功率
答：拉力F的功率为300W；
（2）解：物体的重力G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N
拉力做的有用功W有＝Gh＝600N×8m＝4800J
滑轮组的机械效率
答：滑轮组的机械效率为80%；
（3）解：由W总＝W有+W额知道，总的额外功W额＝W总﹣W有＝6000J﹣4800J＝1200J
根据题意知道，克服摩擦与绳重所做的额外功
则克服动滑轮重力做的额外功W动＝W额﹣Wf＝1200J﹣400J＝800J
由W动＝G动h知道，动滑轮的重力
答：动滑轮的重力为100N。
【知识点】功率的计算；速度公式及其应用；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）利用路程和速度的比值， 计算时间；根据功和时间的比值， 计算功率；
（2）根据物体的质量计算重力，结合高度计算做功多少，有用功和总功的比值， 计算机械效率；
（3）总功和有用功的差计算额外功，根据功和距离的比值， 计算力的大小。
29．【答案】（1）解：滑轮组对物体A做的有用功
答：滑轮组对物体A做的有用功为2160J；
（2）解：由图知，承担重物绳子的段数 ，由 和 可得，拉力做总功
答：工人拉力做的总功为2400J；
（3）解：滑轮组的机械效率
答：滑轮组的机械效率为90%；
（4）解：拉力做功的功率
答：拉力做功的功率为120W；
（5）解：若不计绳重和摩擦，根据 可得，动滑轮重力
若提起740N物体时，滑轮组的机械效率
答：若要提起740N的物体，机械效率为92.5%。
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据物体的重力和高度的乘积计算做功多少；
（2）根据物体受到的拉力和距离的乘积计算做功；
（3）有用功和总功的比值， 计算机械效率；
（4）功和时间的比值， 计算功率大小；
（5）根据滑轮组上的拉力和物体的重力，计算动滑轮的重力；根据物体的重力和动滑轮的重力，计算机械效率。
30．【答案】（1）解：拉力做功为
拉力做功的功率为
答：拉力F做功的功率是0.16W；
（2）解：所做有用功为
机械效率为
答：该斜面的机械效率是75%。
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【分析】（1）根据公式，可求出功率；
（2）根据公式W=Gh、，可求出机械效率。
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初中物理试卷 沪科版 八下10.5 机械效率
一、单选题
1．（2022九上·镇江期中）如图所示，甲、乙两装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将重为G1和G2的两物体匀速提升相同的高度。所用竖直方向上的拉力分别为F1和F2，两装置的机械效率分别为η1和η2（不计绳重和一切摩擦），则下列选项正确的是（ ）
A．若G1=G2，则η1<η2 B．若G1C．若F1=F2，则一定有η1>η2 D．若F1【答案】C
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】AB．不计绳重和一切摩擦
又甲、乙两装置所用滑轮质量均相等，所以若G1=G2，则η1=η2，若G1＜G2，则η1＜η2，AB不符合题意；
C．据图可知，甲乙两滑轮组绳子承担重物的段数分别为3、2段，则
推理可得G1=3F1﹣G动，G2=2F2﹣G动
因此若F1=F2，则G1>G2，那么一定有η1>η2，C符合题意；
D．据C中等式可知，若F1＜F2，G1、G2关系不确定，所以有可能η1＜η2，但不一定有η1＜η2，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据公式可知，若G1=G2，则η1=η2，若G1＜G2，则η1＜η2，根据公式，若F1=F2，则G1>G2，那么一定有η1>η2。
2．（2022九上·徐州期中）如图所示，用四个完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成的甲、乙滑轮组，若匀速提升重力相同的物体时，在不计摩擦和绳重的情况下，则（ ）
A．甲滑轮组较省力，机械效率较高
B．乙滑轮组较省力，机械效率较高
C．两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同
D．两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同
【答案】D
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】用四个完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成的甲、乙滑轮组，匀速提升重力相同的物体。由题图可知，图甲由两股绳子拉物体，则有
图乙由三股绳子拉物体，则有
所以两个滑轮组的省力效果不同；由机械效率计算公式
可知，两滑轮组的机械效率相同。D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据公式，可比较力的大小；根据，可比较机械效率大小。
3．（2022九上·苏州期中）物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益，根据机械效益可以比较不同机械的省力程度，现用图示滑轮组匀速提升重物，不计绳重和摩擦，下列描述中不正确的是（ ）
A．提升物体越重，机械效益越小
B．机械效益越大，机械省力程度越大
C．机械效益是一个没有单位的物理量
D．机械效益与机械效率比值一定
【答案】A
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】由图知，承担重物绳子的段数n＝3，不计绳重和摩擦时，绳端拉力
机械效益
对于一个滑轮组而言，动滑轮重G动一定的，当提升物体G越重时，机械效益越大，A错误，符合题意；
B．机械效益是 ，机械效益越大，在对应G相同的时候，拉力F越小，机械省力程度越大，B正确，不符合题意；
C．机械效益是两个力的比值，所以机械效益是一个没有单位的物理量，C正确，不符合题意；
D．机械效率为
机械效益与机械效率比值
即两者的比值是一个定值，D正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】动滑轮一定时，物体的重力越大， 机械效率越大；机械效率没有单位。
4．（2022九上·玄武期中）如图所示，物体重200N，动滑轮重20N。工人用125N的拉力将物体匀速提升3m，用了10s，在此过程中下列说法正确的是（ ）
A．有用功是750J
B．拉力的功率是37.5W
C．滑轮的机械效率是80%
D．克服动滑轮重所做的额外功占总功的20%
【答案】C
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】A．滑轮组克服物体重力做的有用功W有＝Gh＝200N×3m＝600J
A不符合题意；
B．动滑轮承担重物绳子的段数n＝2，绳端拉力做的总功W总＝Fs＝Fnh＝125N×2×3m＝750J
所以拉力的功率
B不符合题意；
C．滑轮的机械效率
C符合题意；
D．滑轮的机械效率为80%，说明额外功占总功的20%，即克服动滑轮重和摩擦做的功占总功的20%，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据物体的重力和高度的乘积计算有用功；利用滑轮上的拉力和距离的乘积计算总功，有用功和总功的比值， 计算机械效率；功和时间的比值， 计算功率。
5．（2022九上·金坛期中）关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．有力作用在物体上，且物体移动了一段距离，说明就有力对该物体做功
B．使用任何机械都不省功
C．做功快的机械其机械效率一定高
D．做功越多的机械其功率越大
【答案】B
【知识点】功率的概念；机械效率；是否做功的判断
【解析】【解答】A．有力作用在物体上，但物体在力的方向上没有移动距离，力就没有对该物体做功，A不符合题意；
B．使用机械都不可避免的需要克服摩擦或机械自重而做额外功，所以使用任何机械都不省功，B符合题意；
C．功率表示物体做功的快慢，跟机械效率无关，所以做功快的机械其功率大，但机械效率不一定高，C不符合题意；
D．功率的定义：单位时间内物体做功的多少，所以做功越多的机械其功率不一定越大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体受力且在力的方向上移动距离，力对物体做了功；使用任何机械都不省功；功率表示做功的快慢。
6．（2022九上·金坛期中）如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两个物体。物体提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法一定正确的是（ ）
A．若FA=FB，则GA>GB B．若GA=GB，则η甲>η乙
C．若GAFB D．若FA=FB，则η甲<η乙
【答案】A
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】由图可知，甲滑轮组承重的绳子股数n甲=3，乙滑轮组承重的绳子股数n乙=2；
AD．由题知各滑轮重相同，且不计绳重和摩擦，由
可得，提升物体的重力G=nF-G动
则两物体的重力分别为GA=3FA-G动，GB=2FB-G动
若FA=FB，由上式可知GA>GB，不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体和动滑轮总重力做的功为总功，根据
可知η甲>η乙，A符合题意，D不符合题意；
B．若GA=GB，且动滑轮重相同，根据
可知η甲=η乙，B不符合题意；
C．不计绳重和摩擦，两滑轮组绳子自由端的拉力分别为 ，
若GA故答案为：A。
【分析】动滑轮相同时，滑轮组的绳子股数越多越省力；根据物体的重力和动滑轮的重力大小，可以计算滑轮组机械效率的大小。
7．（2022九上·金坛期中）在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到顶端，如图所示，若此时沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m、高1m，g取10N/kg。下列说法不正确的是（ ）
A．拉力做的有用功为50J B．拉力做的总功为80J
C．物体所受的摩擦力为30N D．此斜面的机械效率为62.5%
【答案】C
【知识点】重力及其大小的计算；机械效率的计算；功的计算及应用；有用功和额外功
【解析】【解答】A．物体重力
拉力做的有用功
A正确，不符合题意；
B．拉力F做的总功
B正确，不符合题意；
C．克服摩擦力做的额外功
由 可得
C错误，符合题意；
D．斜面的机械效率
D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据物体的质量计算重力，利用重力和高度的乘积计算做功多少，拉力和距离的乘积计算做功；有用功和总功的比值，计算机械效率。
8．（2022九上·常州期中）在生产和生活中经常使用各种机械，在使用机械时，下列说法中正确的是（ ）
A．只有在费力情况时才能省功
B．可以省力，同时也可以省功
C．可以省距离，同时也可以省功
D．可以省力或省距离，但不能省功
【答案】D
【知识点】机械效率
【解析】【解答】使用机械的主要目的是省力、省距离或改变力的方向，但任何机械都不能省功，D选项正确．
故答案为：D
【分析】使用机械的主要目的是省力、省距离或改变力的方向，但任何机械都不能省功。
9．（2022九上·常州期中）两个人用同样的水桶从同一处提水，其中一个人每次都将水桶装满，另一个人每次都不装满，他们都要将处在同样远处、同样大小的水缸注满．那么，两人做功的大小情况是（ ）
A．装满水桶者做的功多 B．不装满水桶者做的功多
C．两人做的功一样多 D．装满水桶者做的有用功多
【答案】B
【知识点】有用功和额外功
【解析】【解答】由于两人都需要将桶灌满(桶相同)，所以需要取水的质量相同；由于将水提升的高度相同，所以两人所做的有用功相同．但不装满水桶者每次提的水较少，需要多提几次，因此做的额外功较多，需要做的总功也越多。
故答案为：B。
【分析】两人所做的有用功相同．但不装满水桶者每次提的水较少，需要多提几次，因此做的额外功较多，需要做的总功也越多。
二、填空题
10．（2023九上·涟水期末）如图，小明用100N的拉力将重为180N的物体匀速提升2m，此过程中有用功为 J，额外功为 J，滑轮组的机械效率为 。
【答案】360；40；90%
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】滑轮组提升重物时所做的有用功
由图知有2段绳子拉着物体，绳子自由端移动的距离
拉力所做的总功
则额外功
滑轮组的机械效率
【分析】根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，根据拉力和移动的距离的乘积计算总功，利用总功和有用功的差计算额外功；根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。
11．（2022九上·江都月考）斜面也是一种简单机械。工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上，如图所示，斜面高为1m，长为3m，工人用400N沿斜面方向的力将重为900N的箱子推到车上。在这过程中此斜面的机械效率是 ，重物移动过程中受到的摩擦力是 N。
【答案】75%；100
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】工人师傅做的总功W总=Fs=400N×3m=1200J，工人师傅做的有用功W有=Gh=900N×1m=900J，斜面的机械效率 ，克服摩擦做的额外功W额=W总-W有=1200J-900J=300J，重物移动过程中的摩擦力
【分析】根据力和力的方向上移动距离的乘积计算做功多少； 根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，有用功和总功的比值，计算机械效率；根据总功和有用功的差，计算额外功，结合距离计算力的大小。
12．（2022九上·高邮期中）如图所示，用竖直向上的拉力F匀速拉动一根较长的质地均匀杠杆，使重为18N的物体缓慢升高0.1m，拉力F大小为8N，拉力F作用点上升的高度为0.25m，不计阻力，则该杠杆的机械效率为 ，若把物体从A点移至B点，并将物体仍提升相同高度，则杠杆的机械效率将 （选填“变大”、“不变”或“变小”，下同），拉力F大小将 。
【答案】90%；变小；变小
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用；杠杆的机械效率
【解析】【解答】由题意可得，有用功为W有=Gh=18N×0.1m=1.8J
拉力所做的总功为W总=Fs=8N×0.25m=2J
所以杠杆的机械效率为
若把物体从A点移至B点，并将物体仍提升相同高度，根据W有=Gh可知，有用功不变，提升杠杆的高度增大，则克服杠杆重力做功变大，即额外功变大，所以总功变大，再根据 可知，机械效率将变小。
若把物体从A点移至B点，则重物的力臂变小了，即阻力臂变小，但阻力不变，动力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，动力F将变小。
【分析】根据公式W有=Gh、W总=Fs及，可求出机械效率；提升杠杆的高度增大，则克服杠杆重力做功变大，即额外功变大，所以总功变大，再根据 可知，机械效率将变小；
阻力臂变小，但阻力不变，动力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，动力F将变小。
13．（2022九上·姜堰期中）利用如图所示的斜面移动物体可以省力。斜面长1m，高0.2m，现用平行于斜面的拉力，将重为10N的物体从斜面底端匀速拉上斜面顶端，此时斜面的机械效率为80%，则拉力大小为 N，在此过程中，物体受到的摩擦力为 N。
【答案】2.5；0.5
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】拉力做的有用功
由 得，拉力做的总功
根据 可得，拉力大小
由 得，所以拉力做的额外功
由 得摩擦力
【分析】根据公式W=Gh及、，可求出拉力大小；根据及，可求出摩擦力大小。
14．（2022九上·苏州期中）一木箱重400N，工人用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处，如图甲所示，已知整个过程中拉力F做的功W与木箱沿斜面运动距离s的关系如图乙所示，整个过程的额外功是240J，则拉力F＝ N，斜面的机械效率η＝ ，木箱所受的摩擦力f＝ N。
【答案】100；70%；30
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】由图像知，拉力做的总功为
木箱移动的距离为
由 得，拉力大小为
木箱上升过程中，拉力做的有用功为
斜面的机械效率为
由 得摩擦力大小
【分析】根据功和距离的比值，计算力的大小；利用有用功和总功的比值， 计算机械效率。
15．（2022九上·玄武期中）如图所示，小明用力F1拉动绳子使重为10N的物体A以速度v1匀速上升，此时滑轮组的机械效率为η1，拉力F1做功的功率为P1；若他将一个与A完全相同的物体系在A下端，并用力F2拉动绳子使它们一起以v2的速度匀速上升，此时滑轮组的机械效率为η2，拉力F2做功的功率为P2。已知η1：η2＝3：4，v1：v2＝1：2，不计绳重及摩擦，则动滑轮重G动＝ N，P1：P2＝ ，F1：F2＝ 。
【答案】10；1∶3；2∶3
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】根据题意知道 ，GA＝10N，滑轮组承担重物绳子的段数n＝3，滑轮组的机械效率
两次提起物体的机械效率比
解得动滑轮重G动＝10N
不计绳重和摩擦，则拉力
两次拉力比
由 知道，两次拉力的功率比P1∶P2＝F1v1∶F2v2＝（2×1）∶（3×2）＝1∶3
【分析】根据滑轮组的机械效率和物体的重力、动滑轮的重力关系，计算动滑轮重力大小；使用滑轮组时，根据物体重力和动滑轮的重力，计算拉力大小；根据力和速度的乘积计算功率的大小。
16．（2022九上·玄武期中）如图所示，用力F沿斜面将重为1000N的小车匀速拉动，沿斜面拉动的距离s为10m，上升的高度h为2m，若斜面是光滑的，则拉力为 N；如果斜面不光滑，且斜面的机械效率为80%，则拉力做功为 J，小车受到的摩擦力为 N。
【答案】200；2500；50
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】若斜面是光滑的，拉力做的功等于提升小车做的功，即Fs＝Gh
则拉力大小
如果斜面不光滑，拉力做的有用功W有用＝Gh＝1000N×2m＝2000J
由 知道，拉力做的功（总功）
拉力做的额外功W额＝W总﹣W有用＝2500J﹣2000J＝500J
由W额＝fs知道，小车受到的摩擦力
【分析】根据物体的重力和高度的乘积计算功；根据功和距离的比值， 计算力的大小；利用有用功和机械效率的比值， 计算总功；根据总功和有用功的差，计算额外功。
三、实验探究题
17．（2022九上·镇江期中）在“探究影响动滑轮机械效率的因素”的实验中，小霞用同一动滑轮进行了三次实验，实验装置如图所示，实验数据如表所示。
序号 动滑轮重G动/N 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 绳自由端上升的高度s/m 动滑轮的机械效率η/%
1 0.3 1 0.2 0.70 0.4 71.4
2 0.3 2 0.2
0.4
3 0.3 4 0.2 2.4 0.4 83.3
（1）实验时，小霞应竖直向上 拉动弹簧测力计；
（2）第2次实验时，弹簧测力计的示数如图所示，此时绳端受到的拉力为 N，提升重物所做的有用功为 J，拉力克服绳重及轮与轴的摩擦所做功为
J，动滑轮的机械效率为 %；
（3）分析表中数据可知：用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时，随着钩码总重的增加，拉力所做的额外功将 ，拉力所做的额外功占总功的比值将 （以上两空均选填“减小”、“不变”或“增大”）。
【答案】（1）匀速
（2）1.3；0.4；0.06；76.9
（3）增大；减小
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使整个装置处于平衡状态，弹簧测力计示数不变，便于读数。
（2）第2次实验中，由图可知，弹簧测力计的分度值是0.1N，弹簧测力计的示数为1.3N。
拉力做的总功为W总=Fs=1.3N×0.4m=0.52J
滑轮对钩码所做的有用功为W有=Gh=2N×0.2m=0.4J
额外功为W额=W总-W有=0.52J-0.4J=0.12J
克服动滑轮重力做的额外功为W额动=G动h=0.3N×0.2m=0.06J
拉力克服绳重及轮与轴的摩擦所做功为W额摩擦=W额-W额动=0.12J-0.06J=0.06J
动滑轮的机械效率为
（3）在用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时，由表格数据可知：第一次拉力所做的额外功为W额1=W总1-W有1=F1s-G1h=0.70N×0.4m-1N×0.2m=0.08J
第二次拉力所做的额外功为W额2=W总2-W有2=F2s-G2h=1.3N×0.4m-2N×0.2m=0.12J综上可知，若仅增加被提升物体的物重，则拉力所做的额外功增大，由表格数据最后一列可知，动滑轮的机械效率增大，有用功占总功的比值将增大，则拉力所做的额外功占总功的比值将减小。
【分析】（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使整个装置处于平衡状态，弹簧测力计示数不变，便于读数；
（2）看清弹簧测力计分度值，结合对应刻度读数；根据W总=Fs，求出拉力做的总功；根据W有=Gh，可求出有用功；根据W额=W总-W有及W额摩擦=W额-W额动，可求出摩擦力做的功；根据，可求出机械效率；
（3）根据W额1=W总1-W有1=F1s-G1h，可求出拉力做的额外功变化；动滑轮的机械效率增大，有用功占总功的比值将增大，则拉力所做的额外功占总功的比值将减小。
18．（2022九上·徐州期中）同学们用一个滑轮、钩码、弹簧测力计等器材分别做了以下实验，探究滑轮工作时的特点：
（1）本实验中用到的测量工具有 和弹簧测力计，实验中应竖直方向 拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升；
（2）测动滑轮的机械效率：某同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为她的想法是 （选填“正确”或“错误”）的，如果这样做，测得的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；如果用甲装置提升匀速提升10kg的物体，所用拉力110N，物体升高1m，该装置机械效率为 ；
（3）另一组用如图所示的动滑轮提升钩码，提升相同的钩码，提升相同的高度， （填“甲”或“乙”）的机械效率高。
【答案】（1）刻度尺；匀速
（2）错误；变大；90.9%
（3）甲
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）实验中要用刻度尺测出重物和绳端移动的距离。
探究滑轮的特点，需要匀速竖直拉动弹簧测力计，读出弹簧测力计的示数。
（2）测动滑轮的机械效率，需要匀速拉动绳子，并且要在拉动中读弹簧测力计的示数，如果静止读数，绳子与滑轮之间的摩擦力就不能测量，额外功就会减小，在有用功一定时，会导致机械效率变大，故该做法错误。
甲装置为定滑轮，所以s＝h
其机械效率
该装置机械效率为90.9%。
（3）当用动滑轮提升相同的钩码，提升相同的高度时，有用功相同，与定滑轮相比，使用动滑轮时需要克服滑轮自重做功，故额外功增大，则动滑轮的机械效率比定滑轮的机械效率小，即甲的机械效率较高。
【分析】（1）实验中要用刻度尺测出重物和绳端移动的距离；探究滑轮的特点，需要匀速竖直拉动弹簧测力计，读出弹簧测力计的示数；
（2）如果静止读数，绳子与滑轮之间的摩擦力就不能测量，额外功就会减小，在有用功一定时，会导致机械效率变大；根据公式，可求出机械效率；
（3）当用动滑轮提升相同的钩码，提升相同的高度时，有用功相同，与定滑轮相比，使用动滑轮时需要克服滑轮自重做功，故额外功增大，则动滑轮的机械效率比定滑轮的机械效率小。
19．（2022九上·姜堰期中）某学习小组用几个相同的滑轮来探究定滑轮、动滑轮和滑轮组的机械效率，实验装置如图所示。他们将测得的钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s，并将计算出的有用功W有用功、总功W总和机械效率η数据一并记入表中：
次序 G/N F/N h/m s/m W有用/J W总/J η
1 2 2.1 0.1 0.1 0.2 0.21 95.2%
2 2 1.2 0.1 0.2 0.2 0.24 83.3%
3 2 0.9 0.1 0.3 0.2 0.27 ★
（1）在实验操作中，应沿竖直方向 拉动弹簧测力计；
（2）比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是需要克服 多做额外功；
（3）表格中数据★＝ ，比较实验2、3，这两次实验机械效率不同的主要原因是 不同；（选填“与动滑轮相连绳子的股数”或“摩擦”）
（4）在实验2的装置下再加挂一只相同的钩码，装置的机械效率将 ；（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（5）在实验3中，若弹簧测力计沿竖直方向加速向上拉，其他条件不变，滑轮组的机械效率将 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】（1）缓慢匀速
（2）动滑轮重力
（3）74.1%；摩擦
（4）变大
（5）变小
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）实验时，用手沿竖直方向拉动弹簧测力计，使其缓慢匀速上升，系统处于平衡状态，拉力大小等于测力计示数。
（2）比较实验1、2，提升物体的重力和提升的高度相同，做的有用功相同，但第2次实验要克服动滑轮重力做更多的额外功，故第2次的机械效率较低。
（3）表格中数据，最后一次的机械效率
由图可知，第2、3两次实验相比较，滑轮组的绕绳方法不同，使得其摩擦力的大小不同，这是造成其机械效率不同的主要因素。
（4）在实验2的装置下再加挂一只相同的钩码，额外功不变，有用功增大，装置的机械效率将变大。
（5）弹簧测力计沿竖直方向加速向上拉，其他条件不变，拉力偏大，从而使得总功变大，根据 在有用功不变的情况下，总功增大，所以机械效率变小。
【分析】（1）实验时，使其缓慢匀速上升，系统处于平衡状态，拉力大小等于测力计示数；
（2）提升物体的重力和提升的高度相同，做的有用功相同，克服动滑轮重力做更多的额外功的机械效率较低；
（3）根据公式，可求出机械效率；滑轮组的绕绳方法不同，使得其摩擦力的大小不同，这是造成其机械效率不同的主要因素；
（4）装置下再加挂一只相同的钩码，额外功不变，有用功增大，装置的机械效率将变大；
（5）在有用功不变的情况下，总功增大，所以机械效率变小。
20．（2022九上·苏州期中）物理实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如表所示，装置如图所示。
实验次数 l 2 3
钩码重G/N 4 4 6
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F/N 1.8 1.6 2.4
绳端移动距离s/m 0.3 0.4
机械效率η 74.1% 62.5%
（1）实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应 ；（保持静止/匀速上升）
（2）小组同学做第3次实验时，滑轮组的机械效率η＝ ；通过比较第1、3次两次实验数据，请对提高滑轮组的机械效率提出一条针对性建议： ；
（3）如果采用第3次装置，改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图甲的图像，分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越轻，机械效率 （越高/不变/越低）；分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 N；（忽略绳重和摩擦）
（4）若第2次实验中克服摩擦做的额外功为0.04J，则动滑轮总重为 N。（不计绳重）
【答案】（1）匀速上升
（2）83.3%；增加物重
（3）越高；3
（4）2
【知识点】机械效率的计算；滑轮（组）机械效率的测量实验；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）在测量绳端受到的拉力时，为了使装置处于平衡状态，方便读弹簧测力计的拉力，应使弹簧测力计匀速上升。
（2）在第3次实验中，由图可知，绳子的股数n＝3，则绳端移动的距离s＝nh＝3×0.1m＝0.3m
提升物体做的有用功W有用＝Gh＝6N×0.1m＝0.6J
提升物体做的总功W总＝Fs＝2.4N×0.3m＝0.72J
所以滑轮组的机械效率
比较第1、3次实验，由η1＜η3
得G1＜G3
可知提起的物体越重，效率越高，所以，应增加物重。
（3）由图甲分析可知，提升物体所受的重力相同时，动滑轮越轻，机械效率越高；A点对应的动滑轮重G动＝1N，η＝75%，根据效率公式
则
（4）在不计绳重的情况下，额外功指提升动滑轮所做的功和克服摩擦所做的功。在第2次实验中，做的总功W总＝F2s2＝1.6N×0.4m＝0.64J
有用功W有用＝G2h2＝4N×0.1m＝0.4J
则额外功W额＝W总﹣W有用＝0.64J﹣0.4J＝0.24J
已知克服摩擦所做的额外功Wf＝0.04J
所以克服动滑轮重所做的额外功W动＝W额﹣Wf＝0.24J﹣0.04J＝0.2J
因为动滑轮上升的高度和物体上升的高度相等
【分析】（1）探究滑轮组的机械效率时，拉动绳子匀速直线运动；
（2）根据物体的重力和高度计算有用功，根据拉力和距离的乘积计算总功，有用功和总功的比值，计算机械效率；动滑轮相同时，物体重力越大， 机械效率越大；
（3）物体的重力相同时，动滑轮越小，机械效率越大；根据滑轮组的机械效率和动滑轮的重力，可以计算物体的重力大小；
（4）根据拉力和距离的乘积计算总功，根据物体的重力和高度的乘积计算有用功；根据总功和有用功的差计算额外功，结合额外功可以计算动滑轮的重力。
21．（2022九上·玄武期中）小华用图示装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如下：
次数 物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 机械效率η
1 2 0.10 1.0 66.7%
2 3 0.10 1.4 71.4%
3 6 0.10 2.5
（1）实验中应竖直向上 拉动弹簧测力计，绳端移动距离为 m．
（2）第3次实验的机械效率为 %．
（3）分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是 ；小华所用动滑轮的重一定小于 N．
【答案】（1）匀速；0.3
（2）80
（3）增加物重；1
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定．由图示可知，滑轮组承重绳子有效股数n=3，物体移动距离是0.1m，所以绳子移动的距离是0.3m；
（2）第3次测量中，弹簧测力计移动的距离s=nh=30cm．
滑轮组的机械效率：
（3）根据第1次和第2次数据可知，提升高度相同时，物重不同，机械效率不同，可见，机械效率可能与物体的重力有关 ，且随着物体重力的增加，机械效率增高，所以可以采取增加重物的方式提高机械效率．
假设忽略绳重和摩擦，以第1组数据为例：则动滑轮重力为G动=3F-G物=3N-2N=1N，而实际在考虑绳重、摩擦的前提下，推测动滑轮的重力一定小于1N．
【分析】（1）探究滑轮组的机械效率时，拉动绳子匀速直线；根据物体移动的距离和绳子股数，计算绳子移动的距离；
（2）根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，根据拉力和距离的乘积计算总功，有用功和总功的比值， 计算机械效率；
（3）当动滑轮相同时，增大物体的重力，可以提高滑轮组的机械效率。
22．（2022九上·金坛期中）某兴趣小组对滑轮和杠杆的机械效率进行了实验探究。
（1）如图分别用甲、乙两相同滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，滑轮重力小于沙和桶的总重力。用甲滑轮绳端所施加的拉力为F1，做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮绳端所施加的拉力为F2，所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计摩擦和绳重，则：F1 F2（选填“>”“<”或“=”），W1 W2（选填“>”“<”或“=”），η1 η2（选填“>”“<”或“=”）。
（2）如图丙所示，用竖直向上的力匀速拉动质量分布均匀的杠杆，杠杆转动过程中，拉力F的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。现用竖直向上的拉力将重为36N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为25cm，此时杠杆的机械效率为 。若将重物的悬挂点由A点（为第1次）向右移至B点（为第2次），将重物提升相同的高度，两次有用功 （选填“相等”或“不等”），第 （选填“1”或“2”）次杠杆的机械效率高。
【答案】（1）>；<；>
（2）不变；90%；相等；2
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算；机械效率的计算；杠杆机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）设沙和桶的重力是G，由图示可知，甲图中是定滑轮，若不计摩擦和绳重，拉力F1=G
图乙是动滑轮，拉力
滑轮重力小于沙和桶的总重力，所以F1>F2。
因为分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，两种情况的有用功都是克服沙子重力做的功，所以两种情况的有用功相同。甲中所做额外功是对桶所做的功。乙是动滑轮，乙中所做的额外功是对桶及动滑轮所做的功；当有用功一定时，利用机械做的额外功越少，则总功就越少，机械效率就越高；利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低，即W1η2
（2）由图示可知，当重物被提升的过程中，根据数学知识可知动力臂与阻力臂的比值不变，且重物的重力不变，由杠杆平衡条件可知拉力不变。
物体上升的高度h=10cm=0.1m
拉力移动的距离s=25cm=0.25m
此时杠杆的机械效率
杠杆提升物体时，对物体做有用功，克服杠杆重做额外功，并且W有用+W额=W总
设杠杆重心升高的距离为h'，所以Gh1+G杠杆h'=Fh2
G不变，h1不变，G杠杆不变，物体从A点到B点，物体还升高相同的高度，有用功不变；杠杆上旋的角度减小，杠杆升高的距离h'变小，克服杠杆重力所做的额外功变小；则Gh1+G杠杆h'变小，所以Fh2也变小；根据
可知，总功变小，有用功不变，所以η变大，即第2次杠杆的机械效率高。
【分析】（1）使用定滑轮不省力，使用动滑轮可以省一半力；使用动滑轮对动滑轮做了功，额外功较大，机械效率较小；
（2）当杠杆上的阻力和动力平行时，改变杠杆的位置，力的大小不变；根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，根据拉力和距离的乘积计算总功，有用功和总功的比值， 计算机械效率。
23．（2022九上·海安期中）小明用如图所示装置，沿斜面拉动物体时，使物体做匀速直线运动来探究“斜面机械效率”，实验记录如表。
实验次数 物体种类 物重G/N 斜面高h/cm 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/cm 机械效率η/%
1 小车 9 10 1 100 90
2 木块 9 10 ______ 100
（1）根据图中弹簧测力计示数为 N，可知第2次实验的机械效率为 %；
（2）比较表中“物重”和“ ”两栏对应的数据，可知斜面是一种 （选填“省力”或“费力”）的简单机械；
（3）由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时， 越大，机械效率越小；第2次实验中，木块所受摩擦力为 N。
【答案】（1）1.2；75
（2）沿斜面拉力；省力
（3）摩擦力；0.3
【知识点】斜面机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）由图可知：弹簧测力计的分度值为0.1N，示数为1.2N。
有用功为
总功为
机械效率
（2）比较表中“物块重”和“沿斜面的拉力”两栏对应的数据，由实验数据可知，在同一次实验中，拉力总是小于重力，由此可知斜面是一种省力的简单机械。
（3）由表格数据可知，物重、斜面高、斜面长相同，木块和小车分别在斜面上运动，在相同条件下，因滚动摩擦小于滑动摩擦，即第2次实验中，摩擦力大，由表中数据知，第2次斜面的机械效率小，故可得结论：斜面倾斜程度相同时，摩擦力越大，机械效率越小。
克服斜面摩擦力所做的额外功
由 可得，摩擦力的大小
【分析】（1）看清弹簧测力计的分度值，结合对应刻度读数；根据，可求出机械效率；
（2）在同一次实验中，拉力总是小于重力，由此可知斜面是一种省力的简单机械；
（3）斜面倾斜程度相同时，摩擦力越大，机械效率越小；根据公式及，可求出摩擦力。
四、计算题
24．（2023九上·临汾期末）在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材。如图所示，工人在往车上搬运装有健身器材的箱子时，先用长木板搭了一个3m长的斜面，再用推力F＝600N把150kg的箱子沿斜面从底端匀速推到1m高的车厢上，用时10s。（g取10N/kg）求：
（1）箱子的重力；
（2）工人所做的总功和斜面的机械效率；（结果保留0.1%）
（3）箱子受到的摩擦力。
【答案】（1）解：箱子的重力G=mg=150kg×10N/kg=1500N
答：箱子的重力为1500N；
（2）解：推力做的总功W总=Fs=600N×3m=1800J
推力做的有用功W有用=Gh=1500N×1m=1500J
斜面的机械效率为
答：工人所做的总功、斜面的机械效率分别为1800J、83.3%；
（3）解：此过程所做额外功为W额=W总-W有用=1800J-1500J=300J
由W额=fs得箱子受到的摩擦力
答：箱子受到的摩擦力为100N。
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【分析】（1）根据公式G=mg，可求出重力；
（2）根据公式 W总=Fs 、 W有用=Gh 及，可求出总功及机械效率；
（3）根据公式 W额=W总-W有用 及，可求出摩擦力。
25．（2023九上·白云期末）如图所示，平行于斜面的拉力将重为400N的物块由斜面底端匀速拉到顶端，已知拉力为250N，物体沿斜面移动了2m，升高了1m；以克服物的重力做的功为有用功，（忽略空气阻力），求
（1）此过程中拉力所做的总功；
（2）此过程中拉力所做的额外功；
（3）斜面的机械效率。
【答案】（1）解：拉力F=250N，物体沿斜面移动了2m，即s=2m，此过程中拉力所做的总功为
答：此过程中拉力所做的总功为500J；
（2）解：物块升高了1m，即h=1m，此过程中所做的有用功为
此过程中拉力所做的额外功为
答：此过程中拉力所做的额外功为100J；
（3）解：斜面的机械效率为
答：斜面的机械效率为80%。
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据物体受到的力和距离的乘积，计算做功多少；
（2）根据物体的重力和高度的乘积，计算有用功；结合总功和有用功的差，计算额外功；
（3）根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。
26．（2022九上·镇江期中）如图所示是提升重物的装置：长0.9m的杆OA可绕O点自由转动，将重G=90N的物体用轻绳悬挂在杆上B点处，在杆上A点用竖直向上的拉力F，使杆从水平位置缓慢转至图中虚线位置处，重物从位置①被缓慢匀速提升至位置②，B点上升的高度为0.2m，A点上升的高度为0.3m，已知OB=2BA。
（1）若不考虑杆重和摩擦，求杆在水平位置平衡时拉力F的大小；
（2）若考虑杆重和O处摩擦，则题述过程中：
①求拉力所做的有用功W有；
②若拉力所做的额外功为6J，求该装置的机械效率及提升时实际所需的拉力的大小。
【答案】（1）解：根据杠杆平衡的条件可知，杆在水平位置平衡时拉力F的大小为
答：若不考虑杆重和摩擦，杆在水平位置平衡时拉力F的大小为60N；
（2）解：①拉力所做的有用功为
②拉力所做的总功为 该装置的机械效率为
提升时实际所需的拉力为
答：①拉力所做的有用功为18J；
②该装置的机械效率为75%，提升时实际所需的拉力 的大小为80N。
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用；杠杆的机械效率
【解析】【分析】（1）根据杠杆平衡的条件可知，杆在水平位置平衡时拉力F；
（2）根据公式W=Gh，可求出有用功；根据W总=W有＋W额、及，可求出拉力。
27．（2022九上·苏州期中）重为600N的装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重力为900N的货物，所用的拉力F为500N，物体以0.1m/s的速度上升10s，不计绳重及摩擦，求：
（1）拉力F做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力的功率。
【答案】（1）解：由 可得，物体被提升的高度为
拉力F做的有用功为
答：拉力F做的有用功为900J；
（2）解：由图知，承担重物绳子的段数n＝2，由
和
可得，拉力做总功为
滑轮组的机械效率为
答：滑轮组的机械效率为90%；
（3）解：拉力的功率为
答：拉力的功率为100W。
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据速度和时间的乘积计算路程，利用重力和高度的乘积计算做功多少；
（2）根据力和距离的乘积计算做功多少，有用功和总功的比值， 计算机械效率；
（3）功和时间的比值， 计算功率。
28．（2022九上·玄武期中）如图甲所示，用滑轮组提升质量为60kg的重物，物体在拉力F的作用下以0.4m/s匀速上升了8m。此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示。求：
（1）拉力F的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若克服摩擦与绳重所做的额外功占总额外功的三分之一，则动滑轮的重力为多少N。
【答案】（1）解：由 知道，物体上升8m所需的时间
由图乙知道，此时拉力做的总功W总＝6000J，则拉力做功的功率
答：拉力F的功率为300W；
（2）解：物体的重力G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N
拉力做的有用功W有＝Gh＝600N×8m＝4800J
滑轮组的机械效率
答：滑轮组的机械效率为80%；
（3）解：由W总＝W有+W额知道，总的额外功W额＝W总﹣W有＝6000J﹣4800J＝1200J
根据题意知道，克服摩擦与绳重所做的额外功
则克服动滑轮重力做的额外功W动＝W额﹣Wf＝1200J﹣400J＝800J
由W动＝G动h知道，动滑轮的重力
答：动滑轮的重力为100N。
【知识点】功率的计算；速度公式及其应用；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）利用路程和速度的比值， 计算时间；根据功和时间的比值， 计算功率；
（2）根据物体的质量计算重力，结合高度计算做功多少，有用功和总功的比值， 计算机械效率；
（3）总功和有用功的差计算额外功，根据功和距离的比值， 计算力的大小。
29．（2022九上·金坛期中）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，用300N的拉力竖直向下拉动绳子，将重为540N的物体A在20s内匀速上升了4m，若不计绳重和摩擦。关于该过程，求：
（1）滑轮组对物体A做的有用功；
（2）工人拉力做的总功；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）拉力做功的功率；
（5）若要提起740N的物体，机械效率为多少。
【答案】（1）解：滑轮组对物体A做的有用功
答：滑轮组对物体A做的有用功为2160J；
（2）解：由图知，承担重物绳子的段数 ，由 和 可得，拉力做总功
答：工人拉力做的总功为2400J；
（3）解：滑轮组的机械效率
答：滑轮组的机械效率为90%；
（4）解：拉力做功的功率
答：拉力做功的功率为120W；
（5）解：若不计绳重和摩擦，根据 可得，动滑轮重力
若提起740N物体时，滑轮组的机械效率
答：若要提起740N的物体，机械效率为92.5%。
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据物体的重力和高度的乘积计算做功多少；
（2）根据物体受到的拉力和距离的乘积计算做功；
（3）有用功和总功的比值， 计算机械效率；
（4）功和时间的比值， 计算功率大小；
（5）根据滑轮组上的拉力和物体的重力，计算动滑轮的重力；根据物体的重力和动滑轮的重力，计算机械效率。
30．（2022九上·常州期中）如图是小明做“测量提升物体所做功”的实验装置图，他用弹簧测力计拉着木块沿斜面匀速上升，拉力为F＝1.6N，木块重G＝4N，斜面高h＝30cm，长s＝1m。小明将木块从斜面底部匀速拉到顶部，用时10s，则：
（1）拉力F做功的功率是多少？
（2）该斜面的机械效率是多少？
【答案】（1）解：拉力做功为
拉力做功的功率为
答：拉力F做功的功率是0.16W；
（2）解：所做有用功为
机械效率为
答：该斜面的机械效率是75%。
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【分析】（1）根据公式，可求出功率；
（2）根据公式W=Gh、，可求出机械效率。
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