人教版八年级下物理“举一反三”变式练习——12.3机械效率

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人教版八年级下物理“举一反三”变式练习——12.3机械效率
一、功、功率、机械效率的比较及辨析
1．（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。
2．（2022九上·常州期中）关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（　　）
A．作用在物体上的力越大，做的功越多
B．使用机器一定不能省功
C．做功快的机械其机械效率一定高
D．物体通过的距离越长，对物体做的功越多
【答案】B
【知识点】功率的概念；机械效率；功
【解析】【解答】解：A、作用在物体上的力越大，做的功不一定越多，还要考虑距离大小，A不符合题意；
B、使用机械，不论效率高低，都不能省功，B符合题意；
C、功率是功与时间的比值，机械效率是有用功与总功的比值，两者之间无关系，C不符合题意；
D、物体移动的距离越长，力做的功不一定越多，还要考虑力的大小，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】作用在物体上的力越大，做的功不一定越多，还要考虑距离大小；使用机械，不论效率高低，都不能省功；功率是功与时间的比值，机械效率是有用功与总功的比值；物体移动的距离越长，力做的功不一定越多，还要考虑力的大小。
3．（2022九上·梁溪期中）关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（　　）
A．功率大的机械，做功时用的时间一定少
B．做功少的机械，机械效率一定低
C．做有用功多的机械，机械效率一定高
D．做功快的机械，功率一定大
【答案】D
【知识点】功率的概念；机械效率；功
【解析】【解答】A．功率是指单位时间内做功的多少，所以功率大的机械，做功时间不一定少，还与做功的多少有关，A不符合题意；
B．机械效率是表示有用功所占总功的百分比，只知道做功少，而不知道有用功的多少，无法判断机械效率的高低，B不符合题意；
C．机械效率是表示有用功所占总功的百分比，只知道有用功的多少，而不知道总功的多少，无法判断机械效率的高低，C不符合题意；
D．功率是表示做功快慢的物理量，所以做功快的机械，功率一定大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】功率表示做功的快慢，机械效率是有用功和总功的比值。
4．（2022九上·高州月考）关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是（　　）
A．做功多的机器机械效率一定高 B．做功快的机器功率一定大
C．做功快的机器机械效率一定高 D．做功多的机器功率一定大
【答案】B
【知识点】功率的概念；机械效率；功
【解析】【解答】A．因为机械效率是指有用功与总功的比值，所以做功多的机器机械效率不一定更高，A不符合题意；
B．功率是表示做功快慢的物理量，做功快的机器功率一定大，B符合题意；
C．机械效率高，只能说明有用功在总功中占的比例大，与做功快慢没有直接关系，C不符合题意；
D．功率等于功和做功时间的比值，做功多，但做功时间无法确定，所以做功多的机器功率不一定大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】功率表示做功的快慢，是功和时间的比值；机械效率是有用功和总功的比值。
5．（2022九上·江都月考）关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是（　　）
A．功率大的机械，机械效率一定高
B．利用机械做功时可以省力或省距离，但不能省功
C．功率大的机器比功率小的机器做功多
D．机械做功时，做的有用功越多，机械效率越大
【答案】B
【知识点】功率的概念；机械效率的大小比较；功
【解析】【解答】A．功率越大，表示机械做功越快，单位时间内做的功越多，但机械效率不一定就高，A不符合题意；
B．使用机械可以省力或省距离，根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，B符合题意；
C．由W=Pt可知，做功的多少，不仅与功率有关，还与工作时间有关，C不符合题意；
D．有用功越多，机械效率不一定越大，因为由 可知，机械效率的大小还要看总功的大小，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】功率越大，表示机械做功越快；使用任何机械都不能省功；做功的多少，不仅与功率有关，还与工作时间有关；根据，机械效率的大小要看总功和有用功的大小。
二、斜面的机械效率：机械效率=Gh÷Fs，f=（Fs-Gh）÷s
6．（2023·渭城模拟）我国南方地区经常因多轮强降雨造成多地发生较重的洪涝灾害。抗洪抢险小分队成员在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，他们用5m的长木板搭了一个斜面（如图所示），用1200N的力花了5min将重物匀速推到车上，关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（　　）
A．他们对重物做了6000J的功
B．他们做功的功率为16W
C．此次简易斜面装置的机械效率为50%
D．斜面是一种省功机械
【答案】A
【知识点】功率的计算；重力及其大小的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】A．他们对重物做的功（即推力做的总功）
A符合题意；
B．做功的功率为
B不符合题意；
C．重物的重力
对重物做的有用功
斜面装置的机械效率
C不符合题意；
D．根据功的原理可知，使用任何机械都不省功，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据拉力和距离的乘积，计算做功多少，功和时间的比值，计算功率；利用物体的质量计算重力，利用物体的重力和高度的乘积，计算有用功；根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。
7．（2023·红桥）如图所示，斜面长为s，高为h，用沿斜面向上的力把一个重为G的物体匀速拉到坡顶，下列说法中正确的是（　　）
A．若斜面的机械效率η＝1，则拉力F＝G
B．若斜面的机械效率η＝1，则拉力
C．若斜面的机械效率η＜1，则拉力
D．若斜面的机械效率η＜1，则物体与斜面间的摩擦力
【答案】B,C
【知识点】斜面机械效率的测量实验
【解析】【解答】AB．已知斜面的高为h，物体的重力为G，所以有用功为W有＝Gh，斜面长为s，拉力为F，所以总功为W总＝Fs，则斜面机械效率为
如果没有摩擦力，斜面的机械效率η＝1，则拉力，A不符合题意，B符合题意；
C．如果斜面存在摩擦力，斜面的机械效率η＜1，则拉力，C符合题意；
D．而物体与斜面的摩擦力为f，额外功为W额＝fs，则总功为W总＝W有+W额＝Gh+fs
故机械效率为
则物体与斜面间的摩擦力
D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】根据，可求出拉力；根据，可求出拉力和物重的关系；根据，可求出摩擦力。
8．（2023九下·凤翔月考）为了将一重为2000N的物块送到高处，工人师傅用木板和滑轮搭建了如图所示的装置。用大小为1000N的拉力F拉动绳端，物块在20s内从地面沿斜面匀速向上运动到高处。已知s＝8m，h＝3m。下列分析与计算错误的是（　　）
A．该装置使用滑轮是为了改变施力的方向
B．拉力F做的有用功为6000J
C．拉力F做功的功率为400W
D．该装置的机械效率为37.5%
【答案】D
【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．该装置使用滑轮的轴固定不动，为定滑轮，使用定滑轮是为了改变施力的方向，A正确，不符合题意；
B．拉力做的有用功W有用＝Gh＝2000N×3m＝6000J
B正确，不符合题意；
C．使用定滑轮不省力也不能省距离，拉力端移动距离等于物体移动距离，拉力做的总功W总＝Fs＝1000N×8m＝8000J
拉力做功功率
C正确，不符合题意；
D．该装置的机械效率
D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据物体的重力和高度的乘积计算有用功；根据拉力和距离的乘积计算总功，功和时间的比值，计算功率；有用功和总功的比值，计算机械效率。
9．（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。
10．（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、竖直滑轮组机械效率：η=G÷nF=G÷（G+G动）P=Fnvt
11．（2022九上·锡山期中）如图，塔式起重机的滑轮组将重为1.2×104N的重物5s内匀速吊起2m，滑轮组的机械效率为80%。求：
（1）提升重物做的有用功；
（2）绳端的拉力F；
（3）拉力的功率。
【答案】（1）解：提升重物做的有用功
答：提升重物做的有用功为2.4×104J；
（2）解：由 可得，拉力做的总功
由图可知，滑轮组绳子的有效股数
则绳端移动的距离
由 可得，绳端的拉力
答：绳端的拉力F为5×103N；
（3）解：拉力的功率
答：拉力的功率为6000W。
【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）根据物体的重力和高度的乘积，计算有用功；
（2）利用有用功和机械效率的比值， 计算总功；利用功和距离的比值， 计算拉力大小；
（3）功和时间的比值， 计算功率。
12．（2022九上·姜堰月考）建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为200N的建材从地面匀速送到2m高处，所用拉力为120N，时间为20s。求：
（1）工人做的有用功；
（2）工人做的总功；
（3）工人做的额外功；
（4）此过程中该装置的机械效率；
（5）工人做功的功率。
【答案】（1）解：工人做的有用功
答：工人做的有用功为400J；
（2）解：由题意可知，承受被拉物体重力的绳子的根数为2，即
绳子自由端移动的距离为
工人做的总功
答：工人做的总功为480J；
（3）解：工人做的额外功
答：工人做的额外功为80J；
（4）解：此过程中该装置的机械效率
答：此过程中该装置的机械效率为83.3%；
（5）解：工人做功的功率
答：工人做功的功率为24W。
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算；功的计算及应用；有用功和额外功
【解析】【分析】（1）根据公式W=Gh，可求出有用功；
（2）根据公式W=Fs，可求出总功；
（3）根据公式W额=W总-W有，可求出额外功；
（4）根据公式，可求出功率。
13．（2022八下·农安期末）如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重800N、底面积为400cm2的货箱，当工人用F1=200N的拉力拉绳时，货箱没动。当工人用F2=300N的拉力拉绳时，货箱以0.2m/s的速度匀速上升。不计绳重和摩擦。针对上述过程，下列结果正确的是（　　）
A．用F1=200N的力拉绳时，货箱对地面的压强为5×103Pa
B．动滑轮的重为200N
C．货箱匀速上升时，拉力的功率为180W
D．货箱匀速上升时，滑轮组的效率为80%
【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；压强的大小及其计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】AB．由图可知，绕过动滑轮且对动滑轮施加拉力的绳子股数n=3，当工人用F2=300N的拉力拉绳时，货箱匀速上升，把动滑轮和货箱看成一个整体，整体受到竖直向下的重力G总、竖直向上的绳子拉力F拉，此时二力平衡，大小相等，即G总=F拉，动滑轮和货箱总重力为
绳子的拉力为
G货=800N，不计绳重和摩擦，由上推出，动滑轮的重力为
当工人用F1=200N的拉力拉绳时，货箱没动，把动滑轮和货箱看成一个整体，受到竖直向上的3段绳子的拉力、地面竖直向上的支持力和竖直向下的总重力，根据力的平衡条件可知
得出地面对货箱的支持力为
由于货箱对地面的压力与地面对货物的支持力是一对相互作用力，大小相等，故货箱对地面的压力
货箱的底面积为
货箱对地面的压强为
AB不符合题意；
C．由图可知，绕过动滑轮且对动滑轮施加拉力的绳子股数n=3，货箱匀速上升时，货箱上升的速度为v=0.2m/s，绳自由端移动速度为
拉力F2=300N，货箱匀速上升时，拉力的功率为
C符合题意；
D．由图可知，绕过动滑轮且对动滑轮施加拉力的绳子股数n=3，货箱匀速上升高度为h，则绳子自由移动距离为
提升货箱做的有用为
拉力所做的总功为
货箱匀速上升时，滑轮组的机械效率为
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据滑轮组绳子的拉力，结合动滑轮重力计算物体受到的拉力，结合物体的重力计算物体受到的支持力，利用压力和受力面积的比值， 计算压强；根据力和速度的乘积，计算功率的大小；利用有用功和总功的比值， 计算机械效率。
14．（2022八下·大埔期末）在某建筑工地上，为了搬运建筑材料，常常采用如图所示的简单机械。示意图中滑轮A与滑车连接，滑轮D固定在地面塔架上，钢丝绳拉力F由电动机提供。此滑轮组在1min内将质量为0.45t的建筑材料匀速提升12m，拉力F做的功为7.2×104J。（钢丝绳重和摩擦不计，g=10N/kg）求：
（1）滑轮组做的有用功。
（2）滑轮组的机械效率。
（3）钢丝绳拉动的速度。
【答案】（1）解：根据题意知货物质量为
货物被提升的高度为
提升建材时所做的有用功为
答：滑轮组做的有用功为。
（2）解：由题意知拉力F做的功为7.2×104J，故总功为
机械效率为
答：滑轮组的机械效率为75%。
（3）解：钢丝绳拉动的距离
钢丝绳拉动的速度
答：钢丝绳拉动的速度为。
【知识点】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）根据物体的质量计算重力，结合重力和高度计算做功多少；
（2）根据有用功和总功的比值， 计算机械效率；
（3）利用路程和时间的比值， 计算速度。
15．（2022八下·潮南期末）体重为500N的工人师傅用如图所示滑轮组提升建筑材料，在400N的拉力作用下，使重为700N建筑材料匀速直线上升了2m。不计绳重和摩擦，绳子承受拉力足够。求：
（1）该过程中拉力做的功W拉；
（2）此过程滑轮组的机械效率η。
【答案】（1）解：由图可知n=2，绳子自由端移动的距离
该过程中拉力做的功
答：该过程中拉力做的功为1600J
（2）解：拉力做的有用功
滑轮组的机械效率
答：此过程滑轮组的机械效率为87.5%。
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据力和距离的乘积，计算做功多少；
（2）根据重力和高度的乘积，计算有用功；有用功和总功的比值， 计算机械效率。
四、水平运动的滑轮组的机械效率：η=f÷nF，P=Fnvt
16．（2022九上·茂南期中）如图所示，木箱重 1000N，当它沿水平面运动时受到的摩擦力大小为木箱重的 0.6 倍，用滑轮组使木箱沿水平面匀速向左移动
2m 距离，结果用了 20s，若滑轮组的机械效率为 80%，则：
（1）有用功为多大？
（2）则水平拉力 F 的大小为多大？
（3）拉力做功的功率为多少？
【答案】（1）解：木箱受到的摩擦力大小为f=0.6G=0.6×1000N=600N
有用功为W有用=fs箱=600N×2m=1200J
答：有用功为1200J；
（2）解：由 可得，水平拉力所做的总功为
由图可知，绳子承重股数为n=3，绳子自由端移动的距离为
则水平拉力 F 的大小为
答：则水平拉力 F 的大小为250N
（3）解：拉力做功的功率为
答：拉力做功的功率为75W。
【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）根据物体受到的力和对应距离的乘积，计算做功多少；
（2）根据有用功和机械效率的比值， 计算总功；利用总功和距离的比值， 计算拉力的大小；
（3）根据功和时间的比值， 计算功率。
17．（2022九上·高州月考）如图所示，在拉力F=100N的作用下，把一个重物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，已知水平面对重物的支持力为2000N，滑轮组的机械效率为80%，则水平面对重物的支持力做功为　 　J；拉力F做功的功率为　 　W，重物与地面间的滑动摩擦力为　 　N。
【答案】0；30；240
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；是否做功的判断；功的计算及应用
【解析】【解答】物体在水平面上，支持力的方向竖直向上，物体沿水平方向前进，所以，在支持力的方向上没有移动距离，故支持力不做功，即
由 知道，物体移动的距离 ，由图知道，n=3，绳子自由端移动的距离s=nh=3×1m=3m，拉力做的总功W总=Fs=100N×3m=300J，由 知道，拉力F做功的功率
由 知道，拉力做的有用功 ，由W有=fs物知道，物体与地面间的滑动摩擦力
【分析】根据速度和时间的乘积，计算路程；利用拉力和距离的乘积，计算总功，结合机械效率计算有用功；利用有用功和距离的比值， 计算物体受到的力的大小。
18．（2022八下·武城期末）如图所示，利用轻质滑轮组沿水平方向匀速拉动水平地面上的物体。已知物体重为300N，地面对它的摩擦力为45N，拉力F为30N，物体在10s内移动的距离为1.5m。则拉力F做的功是　 　J，拉力的功率是　 　W，滑轮组的机械效率是　 　。
【答案】90；9；75%
【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】如图所示，一共有两段绳子分担动滑轮的所受的拉力，故拉力F做的功是
拉力的功率是
滑轮组的机械效率是
【分析】根据拉力和距离的乘积，计算做功多少；功和时间的比值，计算功率；有用功和总功的比值， 计算机械效率。
19．（2022八下·辽阳期末）如图所示是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道匀速拉的示意图，货物的重为6000N，与地面的接触面积为0.2m2，工人用200N的水力将货物移动了25m，已知该滑轮组的机械效率为75%。求：
（1）地面受到的压强为多大？
（2）拉力F做的功是多少？
（3）货物所受摩擦力为多少？
【答案】（1）解：已知货物的重为6000N，与地面的接触面积为0.2m2，则地面受到的压强
答：地面受到的压强为3×104Pa；
（2）解：工人用200N的水力将货物移动了25m，由图可知n=2，则拉力F做的功
答：拉力F做的功是1×104J；
（3）解：由机械效率可求有用功
货物沿水平轨道匀速拉动，则摩擦力等于货物受到的拉力
答：货物所受摩擦力为300N。
【知识点】压强的大小及其计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据压力和受力面积的比值， 计算压强；
（2）根据力和距离的乘积，计算做功多少；
（3）根据总功和机械效率的乘积，计算有用功，功和距离的比值， 计算力的大小。
20．（2022·锦州）如图所示的滑轮组，在拉力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度匀速直线运动了10s。物体A受到的摩擦力为4.2N，弹簧测力计示数为2N（不计绳、弹簧测力计和滑轮重）。则绳子自由端移动的距离为　 　m，拉力F的功率为　 　W，滑轮组的机械效率为　 　。
【答案】3；0.6；70%
【知识点】速度公式及其应用；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】由图可知，右边的滑轮为动滑轮，承担物体A与桌面间摩擦力的绳子股数是3，所以绳自由端移动的速度为v绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s
绳子自由端移动的距离为s=v绳t=0.3m/s×10s=3m
作用在绳端的拉力与弹簧测力计的示数相等，所以绳端的拉力F的大小为2N，拉力F的功率为P=Fv绳=2N×0.3m/s=0.6W
当A匀速运动过程，物体A受到的摩擦力为4.2N，所以使用滑轮组的过程中，做的有用功为W有=fs物=4.2N×0.1m/s×10s=4.2J
总功W总=Fs绳=2N×3m=6J
滑轮组的机械效率为
【分析】根据速度和时间的乘积计算路程；利用力和速度的乘积计算功率大小；根据物体的力和移动距离的乘积计算有用功；利用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。
五、竖直放置水平运动滑轮组机械效率：η=f÷nF，nF=f+G动
21．（2022·梧州）如图所示，工人师傅用250N的拉力，使重为2000N的物体以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍，动滑轮受到的重力为80N，则工人师傅拉力的功率为 　 　W，该滑轮组的机械效率为 　 　。
【答案】100；80%
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【解答】由图可知， n=2，则绳子自由端移动的速度v绳=nv物=2×0.2m/s=0.4m/s
工人师傅拉力的功率
物体在运动时受到地面的摩擦力
该滑轮组的机械效率
【分析】根据力和速度的乘积，计算功率的大小；利用物体的力和滑轮组绳子的拉力，计算滑轮组的机械效率。
22．（2022·三水模拟）如图，用12N的拉力F拉着物体A在水平面匀速直线运动了1m，用时10s，已知物体A的重力为100N，它在水平面运动时受到摩擦力是20N，则拉力F的功率是　 　W，滑轮组的机械效率是　 　，当把物体A换成质量更大的重物时，滑轮组的机械效率　 　（填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】2.4；83.3%；变大
【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】由图可知，n=2，则绳子自由端移动的距离s=ns′=2×1m=2m
拉力做的总功W总=Fs=12N×2m=24J
拉力的功率
克服摩擦力做的有用功W有=fs′=20N×1m=20J
滑轮组的机械效率
当把物体A换成质量更大的重物时，A受到的摩擦力增大，有用功增大，额外功不变，这样有用功在总功所占的比例将变大，滑轮组的机械效率将变大。
【分析】利用拉力和距离的乘积，计算功，功和时间的比值， 计算功率；根据有用功和总功的比值， 计算机械效率；额外功一定时，有用功越大，机械效率越大。
23．（2022·西峡模拟）如图所示，重为G的物体在拉力F的作用下，以速度v匀速运动了s，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一，不计绳重、绳与轮、轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．拉力的功为Fs B．额外功为
C．拉力的功率为2Fv D．滑轮组的机械效率为
【答案】C
【知识点】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．由图可知，连接动滑轮绳子的股数为2，绳子自由端移动的距离为2s，拉力做的总功为W=Fs绳=2Fs，A不符合题意；
B．由题意可知，物体运动时受到的摩擦阻力为 ，克服摩擦阻力做的功为有用功为 ，则额外功为 ，B不符合题意；
C．绳端移动的速度为v绳=2v，则拉力的功率为P=Fv绳=2Fv，C符合题意；
D．滑轮组的机械效率为 ，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据物体受到的距离和力的方向上移动距离的乘积，计算做功多少；根据有用功和总功的比值，计算机械效率。
24．（2021·锦州）如图所示，将重为40N的物体G沿水平方向匀速直线向左拉动2m，用时5s。已知滑轮组中动滑轮重为6N，绳子自由端拉力F为10N，则物体与地面间的摩擦力为 　 　N。绳子自由端拉力F的功率为 　 　W。该滑轮组的机械效为 　 　（不计绳重和滑轮组的摩擦）。
【答案】24；12；80%
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】滑轮组绳子自由端的拉力F=10N，一共3段绳子与动滑轮接触，则整个滑轮组提供的向上的总拉力为F总=nF=3×10N=30N
滑轮组对物体的拉力为F拉=F总-G动=30N-6N=24N
物体匀速运动，在水平方向上受到的力为拉力和平衡力，所以它受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，它受到的摩擦力为24N。
物体前进了2m，绳子自由端向上移动的距离为s=ns物=3×2m=6m
绳子自由端的拉力做的总功为W=Fs=10N×6m=60J
拉力F的功率为
拉动物体做的有用功为
滑轮组的机械效率为
【分析】用滑轮组水平拉动物体，拉力作的功为总功，克服摩擦力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
25．（2021八下·龙岩期末）在拓展课上，小武同学用如图所示的滑轮组，模拟某建筑工地上拉动工件的情景。他用20N的拉力拉着重为100
N的物体，使它在4 s内沿着水平地面匀速直线运动了2 m，若物体运动时受到地面的摩擦力为30N，不计绳重及机械间的摩擦。求：
（1）人的拉力所做的功；
（2）人的拉力做功的功率；
（3）动滑轮的重力。
【答案】（1）解：由图可知，与动滑轮相连的绳子段数n=2，绳自由端移动距离 s绳=2s物=2×2m=4m
人的拉力所做的功W=Fs绳=20N×4m=80J
答：人的拉力所做的功80J；
（2）解：人的拉力做功的功率
答：人的拉力做功的功率20W；
（3）解：因物体匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力F拉=f=30N
不计绳重及机械间的摩擦，动滑轮的重力G动=nF-F拉=2×20N-30N=10N
答：动滑轮的重力10N。
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】（1）（2）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率；
（3）对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，拉力为物重和滑轮重之和的一半，结合关系式求解动滑轮的重力。
六、滑轮组机械效率的探究
26．某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
实验次数 钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 865
4 8 0.1 2.5
　
　
（1）实验中应沿竖直方向　 　拉动弹簧测力计；
（2）小红同学发现实验过程中边拉边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法　 　(选填“正确”或“不正确”)，因为她没有考虑到　 　对滑轮组机械效率的影响；
（3）用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，第4组实验机械效率是　 　。
（4）通过比较　 　两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关(填实验次数的序号)；
（5）通过比较　 　两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高(填实验次数的序号)。
【答案】（1）匀速
（2）不正确；摩擦
（3）80%
（4）1和2
（5）2和3
【知识点】机械效率的计算；滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，此时滑轮组处于平衡状态，拉力大小等于测力计示数；
（2）若静止读数，他的想法不正确，因为他没有考虑到机械之间的摩擦力，拉力偏小；
（3）丁图中绳子的段数为4段，所以绳端移动的距离为s＝4h＝4×0.1m＝0.4m；
第4次实验中滑轮组的机械效率是：
；
（4）要探究滑轮组的机械效率与绳子段数的关系，需要控制物体的重力相同，动滑轮的重力相同，改变绕法，实验1、2符合题意；
（5）要探究滑轮组的机械效率与物体重力的关系，需要控制动滑轮的重力相同、绕法相同，改变物体的重力，实验2、3符合题意。
【分析】（1）测量滑轮组的机械效率时，拉动绳子要匀速直线运动；
（2）读取滑轮组上测力计的拉力时，静止读数，忽略了摩擦力的影响；
（3）根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，根据绳子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；
（4）探究滑轮组的机械效率和绳子股数关系，需要保持动滑轮和物体的重力相等；
（5）探究滑轮组的机械效率和物体的重力的关系时，滑轮组相同，物体的重力不同。
27．（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。
28．（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。
29．（2022九上·高港月考）小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如下表。
次数 钩码重／N 钩码上升距离／cm 弹簧测力计示数／N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率/%
1 　 10 0.8 30 83.3
2 4 10 1.5 30 　
3 6 10 　 30 90.9
（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为　 　（结果保留一位小数）；
（2）第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为　 　N；
（3）分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越　 　选填“高”或“低”）；
（4）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为　 　（只填序号）；
① 71.6％ ② 82.4％ ③ 92.1％
（5）如果在物体静止时读出测力计拉力F的大小，则测得的拉力F　 　，机械效率（选填“偏大”或“偏小”）　 　；
（6）小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如上图所示；
①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变　 　；
②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率　 　（选填“相同”或“不相同”），理由是：　 　。
【答案】（1）88.9%
（2）2.2
（3）高
（4）③
（5）变小；偏大
（6）力的方向；相同；这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，由 ，可知，它们的机械效率相同
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）根据机械效率的定义可得，第2次实验中滑轮组的机械效率为
（2）由图丙可知，测力计的分度值为0.2N，则其示数为2.2N。
（3）分析3次实验，随着钩码重力的增加，同一滑轮组的机械效率不断增加，因此，使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。
（4）该滑轮组将6N的物体匀速提升时的机械效率为90.9%，由于使用同一个滑轮组时，物体越重，滑轮组的机械效率越高，则使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升时滑轮组的机械效率应大于90.9%，故③符合题意。故答案为：③。
（5）如果在静止时读出测力计拉力大小，因此没有滑轮与绳子等摩擦力，则测得的拉力F变小；由于没有了摩擦，额外功变小，在有用功不变的情况下，机械效率就会变大。
（6）①定滑轮的作用为：可以改变力的方向。②这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，由 ，可知，它们的机械效率相同。
【分析】（1）根据，求出机械效率；
（2）看清弹簧测力计的分度值，根据对应刻度读数；
（3）使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；
（4）使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；
（5）没有滑轮与绳子等摩擦力，则测得的拉力F变小；由于没有了摩擦，额外功变小，在有用功不变的情况下，机械效率就会变大；
（6）定滑轮的作用为：可以改变力的方向；根据，比较机械效率。
30．（2022八下·潮南期末）桥建筑工地上赢立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示：
实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 1.2 0.3 55.6%
2 2 0.2 1.2 0.6 55.6%
3 4 0.1 1.9 0.3 70.2%
4 4 0.1 1.3 0.5 61.5%
（1）实验中应沿竖直方向 　 　拉动弹簧测力计；
（2）分析表中数据可知：第4次实验是用 　 　图所示装置来完成的；
（3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，　 　；
（4）通过比较 　 　两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高（填实验次数的序号）；
（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，　 　机械效率越小；
（6）为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有 ____。
A．减轻动滑轮重 B．增加所提物体重
C．机械加润滑油 D．增加重物上升高度
【答案】（1）匀速
（2）丙
（3）滑轮组的机械效率与重物上升高度无关
（4）1、3
（5）动滑轮越重
（6）A；B；C
【知识点】机械效率的计算；滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）为了准确测出滑轮组的机械效率，应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动。
（2）在第四次实验中，s=0.5m，h=0.1m，由s=nh可得n=5，即承担物重的绳子股数n=5，所以第4次实验是用丙图所示装置来完成的。
（3）通过比较实验1、2数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，物体上升的高度不同，滑轮组的机械效率相同，所以滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
（4）1、3两次实验，s=0.3m，h=0.1m，由s=nh可得n=3，使用同样的滑轮组，即使用的甲、乙两图，通过得出的实验数据可知提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高。
（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮的重力不同，机械效率不同，动滑轮越重机械效率越小。
（6） A．减轻动滑轮重力，在提升相同重物、提升相同高度时，减小额外功，而有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值增大，提高了滑轮组的机械效率；A符合题意；
B．由实验得出的结论可知，增大提升的物体重力，可以提高滑轮组的机械效率，B符合题意；
C．机械加润滑油，在提升相同重物、提升相同高度时，减小额外功，而有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值增大，提高了滑轮组的机械效率；C符合题意；
D．滑轮组的机械效率可见滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关，所以，增加重物上升高度，不能提高滑轮组的机械效率；D不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】（1）探究滑轮组的机械效率时，绳子移动要匀速直线运动；
（2）根据绳子的距离和物体移动的距离的关系，可以判断绳子的股数；
（3）使用相同滑轮组时，机械效率和物体的移动距离无关；
（4）滑轮组相同时，物体的重力越大， 机械效率越大；
（5）提升相同物体时，动滑轮越重，机械效率越低；
（6）减小动滑轮重力、增大物体重力、减小摩擦力，可以提高滑轮组的机械效率。
七、综合训练
31．（2022·威海）如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法沿斜面搬运。下列说法正确的是（　　）
A．沿斜面推动更省力
B．沿斜面推动，工人克服货物重力做的功更多
C．无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同
D．沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大
【答案】D
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】A．AB、CD两个斜面的高度相同，CD斜面比较长，沿CD斜面推动更省力，A不符合题意；
BC．AB、CD两个斜面的高度相同，货物的重力相同，由W=Gh可知克服货物重力做的功相同，两件货物推到顶端的时间未知，由可知工人克服货物重力做功的功率不一定相同，BC不符合题意；
D．沿斜面推动货物的过程中，速度不变，质量不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，机械能等于动能和势能之和，所以货物的机械能增大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】斜面的高度相同，斜面比较长的更省力；由W=Gh可知克服货物重力做的功相同；根据，判断功率大小；速度不变，质量不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，机械能等于动能和势能之和。
32．（2022·张家界）天门山盘山公路是网红打卡地，公路共计99道弯，似玉带环绕，层层叠起，直冲云霄，公路全长大约10km，公路的海拔落差高度约1000m。为助力“2022年湖南省首届旅游发展大会”，实现省委省政府提出的“立标打样”、“办一次会、兴一座城”的目标要求，天门山景区购置了一批新能源纯电动客车，客车满载时总质量为6000kg。现有一辆满载的新能源客车，以80kW的恒定功率，4m/s的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶。（行驶过程中客车所受重力和阻力大小恒定不变，g取10N/kg）请完成下列问题：
（1）整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功为多少？
（2）盘山公路的机械效率为多少？
（3）整个过程中，电动机的牵引力为多少？汽车受到的阻力为多少？
【答案】（1）解：客车和游客总重力G=mg=6000kg×10N/kg=6×104N
电动机对客车和游客所做的有用功W有用=Gh=6×104N×1000m=6×107J
即电动机对客车和游客所做的有用功为6×107J。
答：整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功为6×107J；
（2）解：由可得，整个过程所用时间
由可得，总功W总=Pt=80×103W×2.5×103s=2×108J
盘山公路的机械效率
即盘山公路的机械效率为30%。
答：盘山公路的机械效率为30%；
（3）解：由 可得，电动机的牵引力
即电动机的牵引力为2×104N。额外功W额=W总﹣W有用=2×108J﹣6×107J=1.4×108J
由W额=fs可得，汽车受到的阻力
即汽车受到的阻力为1.4×104N。
答：整个过程中，电动机的牵引力为2×104N，汽车受到的阻力为1.4×104N。
【知识点】功率计算公式的应用；速度公式及其应用；重力及其大小的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）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；
（2）利用路程和速度的比值，计算时间；根据功率和时间的乘积，计算总功；有用功和总功的比值，计算机械效率；
（3）根据功率和速度的比值，计算拉力的大小；根据总功和有用功的差，计算额外功，结合距离，计算摩擦力。
33．（2022八下·龙岗期末）2020年11月28日，“奋斗者”号全海深载人潜水器成功完成万米海试并胜利返航，此次“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟坐底深度为10909米，创造了中国载人深潜新纪录，任务完成后，起重机把空载的“奋斗者”吊到母船上，起重机滑轮装置原理如图，“奋斗者”体积约为10m3，空载时质量约为6t。（海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）深潜10000米时，海水对安装在潜水器驾驶舱前方面积为0.03m2的观测孔的压力是多少牛？
（2）在滑轮装置作用下，“奋斗者”离开水面后缓慢竖直上升7m后到达甲板，此过程滑轮对“奋斗者号”做的功为多少焦？
（3）若绳子拉力F拉=2×104N，则该滑轮组的机械效率为多少？
【答案】（1）解：由可得，深潜10000米时，海水对“奋斗者”号潜水器的压强为
由可得，海水对安装在潜水器驾驶舱前方面积为0.03m2的观测孔的压力为
答：深潜10000米时，海水对安装在潜水器驾驶舱前方面积为0.03m2的观测孔的压力是3×106N；
（2）解：由题意可知，“奋斗者”号的重力为
“奋斗者”离开水面后缓慢竖直上升7m后到达甲板，由可得，此过程滑轮对“奋斗者号”做的功为
答：在滑轮装置作用下，“奋斗者”离开水面后缓慢竖直上升7m后到达甲板，此过程滑轮对“奋斗者号”做的功为4.2×105J；
（3）解：由图中信息可知，滑轮组上承担重量的绳子股数为n=4，故该滑轮组的机械效率为
答：若绳子拉力F拉=2×104N，则该滑轮组的机械效率为75%。
【知识点】重力及其大小的计算；压强的大小及其计算；液体压强的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据液体密度和深度，可以计算液体压强，根据压强和受力面积的乘积，计算压力；
（2）根据物体的质量计算重力，利用力和距离的乘积，计算做功多少；
（3）根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。
34．（2022八下·澄海期末）如何提高滑轮组机械效率呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示：
实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 1.2 0.3 55.60%
2 2 0.2 1.2 0.6 55.60%
3 4 0.1 1.9 0.3 70.20%
4 4 0.1 1.3 0.5 61.50%
（1）实验中应沿竖直方向　 　拉动弹簧测力计。
（2）分析表中数据可知：第4次实验是用　 　（选填“甲”“乙”或“丙”）图所示装置来完成的。
（3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度　 　（选填“有关”或“无关”）。
（4）通过比较　 　两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高（填实验次数的序号）。
（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率　 　（选填“越大”“越小”或“不变”）。
（6）根据以上结论和生活经验，你建议能提高滑轮组机械效率的措施有____（多选）
A．减轻动滑轮重 B．增加所提物体重
C．机械加润滑油 D．增加重物上升高度
【答案】（1）匀速
（2）丙
（3）无关
（4）1、3
（5）越小
（6）A；B；C
【知识点】机械效率的计算；滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）为了准确测出滑轮组的机械效率，应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动。
（2）根据表格中的数据可知，第4次实验时，钩码上升的高度为0.1m，绳端移动的距离为0.5m，根据公式s=nh可得
图甲中，绳子的承重段数n1=3；图乙中，绳子的承重段数n2=3；图甲中，绳子的承重段数n3=5，所以第4次实验是用丙图所示装置来完成的。
（3）通过比较1、2两次实验数据可知，滑轮组和提升物体的重力相同，绳子的承重段数相同，物体上升高度不同而机械效率相同，所以可以得出结论，使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
（4）根据表格中的数据可知，1、3两次实验，钩码上升的高度为0.1m，绳子自由端移动的距离为0.3m，根据公式s=nh可得
所以它们使用同样的滑轮组，即使用的是甲、乙两图，通过得出的实验数据可知，提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，所以可以得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。
（5）通过比较3、4两次实验数据可知，第3次实验使用的是乙图，第4次实验使用的是丙图，它们虽然提升物体的重力相同，但是第3次的机械效率大于第4次的机械效率，而且由图可知，乙中动滑轮的重力小于丙中动滑轮的重力，所以可得出结论：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越大。
（6）A．减轻动滑轮重根据（5）中结论可知，可以提高滑轮组的机械效率；A符合题意；
B．增加所提物体重根据（4）中结论可知，可以提高滑轮组的机械效率；B符合题意；
C．滑轮组的机械效率为
所以机械加润滑油，可以减小绳子端的拉力，根据上式可得，可以提高滑轮组的机械效率；C符合题意；
D．增加重物上升高度根据（3）中结论，不可以提高滑轮组的机械效率。D不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】（1）探究滑轮组的机械效率时，拉动测力计要匀速直线运动；
（2）根据绳子的距离和物体的距离的关系，判断滑轮组的股数；
（3）改变物体上升距离时，滑轮组的机械效率不变；
（4）探究机械效率和物体的重力关系时，要保持滑轮相同；
（5）探究机械效率和动滑轮重力的关系，要保持物体的重力相等；
（6）提高机械效率的方法有：增大物体的重力、减小动滑轮重力、减小摩擦力等于。
35．（2022·林州模拟）小明通过如图甲所示滑轮组，竖直向上用力拉绳子、将长方体从水中匀速提升至空中，拉力F与绳子自由端移动的距离的关系图象如图乙所示。物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为80%，长方体高0.5m。不计绳重、摩擦和水的阻力。求：
（1）物体在空中上升1.5m，小明所做的功是多大？
（2）动滑轮重多少N？
（3）物体被拉出水面后，放在水平地面上（如图丙），若此时人竖直向上拉绳子的拉力为50N，此时物体对地面压强为多大？
【答案】（1）解：由图乙可知，绳子自由端移动的距离为0~4m时，拉力为100N不变，此时物体没有露出水面，4~6m时，物体开始逐渐露出水面，拉力不断增大，6~8m时拉力为200N不变，此时物体完全离开水面，故物体在空中匀速上升过程中受到的拉力
由图可知
所以绳子自由端移动的距离
小雨做的功是
答：物体在空中上升1m，小雨做的功是1200J；
（2）解：由 可得，物体在空中上升1m做的有用功
由 可得，物体的重力
由 可得
答：动滑轮的重力是160N；
（3）解：物体没有露出水面之前，整个滑轮组受到的拉力为
所以，物体完全浸没时受到的浮力
根据 可得物体的体积
物体的面积
由丙图得
绳子末端的拉力
物体受到的拉力
物体对地面的压力
物体对地面的压强
答：物体对地面的压强是1500Pa。
【知识点】浮力大小的计算；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）根据总功和机械效率，计算有用功的大小，结合物体的距离，计算重力大小；根据滑轮组绳子的股数和物体的重力，计算动滑轮重力大小；
（3）根据物体受到的力，计算浮力大小；结合浮力和液体密度，计算排开液体的体积；利用体积和高度计算底面积；根据物体受到的力计算合力，根据压力和受力面积计算压强。
36．（2021八下·黑龙江期末）为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图（1）滑轮组装置。当用图（2）甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图乙和丙所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。
（1）1s-2s内，拉力F做的功是多少？
（2）2s-3s内，拉力F的功率是多少？
（3）2s-3s内，滑轮组的机械效率是多少？
【答案】（1）解： 1s-2s内，由图甲可知拉力F=50N
由图丙可知距离h=1.25m
故路程为S=nh=3×1.25m=3.75m
由做功的计算公式可得，1s-2s内，拉力F做的功是多少W=FS=50N×3.75m=187.5J
答：1s-2s内，拉力F做的功是187.5J；
（2）2s-3s内，图甲可知拉力F=40N
由图乙可知v物=2.5m/s
则绳的移动速度为v绳=3v物=7.5m/s
由功率计算公式可得，2s-3s内，拉力F的功率为P=Fv绳=40N×7.5m/s=300w
答：2s-3s内，拉力F的功率是300W；
（3）由机械效率的计算公式可得，2s-3s内，滑轮组的机械效率为
答：2s-3s内，滑轮组的机械效率是83.3%。
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有三段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的3倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的三分之一，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。
37．（2021八下·钦州期末）如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体．已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的 0.1 倍，物体被匀速拉动的距离为1m．当物体质量为3kg时，滑轮组的机械效率为 50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦．求：
（1）物体质量为 3 kg 时，在水平面上受到的滑动摩擦力；
（2）动滑轮的重力；
（3）物体质量为 12 kg，以0.1
m/s 的速度匀速运动时，拉力F的功率．
【答案】（1）解：质量为3 kg的物体所受的重力：G＝mg＝3 kg×10 N/kg＝30 N
在水平面上受到的滑动摩擦力f＝0.1 G＝0.1×30 N＝3 N
（2）解：不计绳重及摩擦，则对动滑轮做的功为额外功：
已知η＝50%，因为物体匀速运动，则拉力等于摩擦力F1＝f＝3 N
代入数据得：
动滑轮的重：G动＝3 N
（3）解：在水平面上受到的滑动摩擦力f ′：
f ′＝0.1G′＝0.1×m′g＝0.1×12 kg×10 N/kg＝12 N
由图可知，有3段绳子承担重物，n＝3
绳子自由端移动的速度：v′＝nv＝3×0.1 m/s＝0.3 m/s
拉力：F＝ (f ′＋G动)＝ ×(12 N＋3 N)＝5 N
拉力F的功率：P＝ =Fv′＝5 N×0.3 m/s＝1.5 W
【知识点】功率计算公式的应用；力的合成与应用；滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】（1）由题意可知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，先求出物体的重力再计算出滑动摩擦力；
（2）由图可知，物体做匀速直线运动，所以物体受到的拉力大小等于摩擦力大小，即滑轮组中物体所受摩擦力所做的功为有用功，不计绳重及摩擦时动滑轮的重力所做的功为额外功，代入机械效率公式可得 ，代入数据计算出动滑轮的重力；
（3）由题意可知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，先求出物体的重力再计算出滑动摩擦力；由图可知绳子股数，根据计算出绳子端的拉力，绳子端移动的速度用计算，代入P=Fv计算出拉力的功率。
38．（2021八下·合山月考）如图所示，拉力F=20N，在拉力F的作用下，重为100N的物体M沿水平地面以2m/s的速度匀速运动10m，已知每个凸滑轮重10N，忽略绳重和滑轮与轴间的摩擦，该过程中(　　)
A．拉力F做的功为200J
B．拉力F的功率为120W
C．滑轮组对物体做的有用功为400J
D．滑轮组的机械效率为75%
【答案】D
【知识点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】解： A．由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，
则绳子自由端移动的距离：s绳=ns物=2×10m=20m，
拉力F做的功：W总=Fs绳=20N×20m=400J，A不符合题意；
B．由v= 可得，物体运动的时间即绳端移动的时间：t= = 5s，
拉力F的功率： P= = 80W，B不符合题意；
C．忽略绳重和滑轮与轴间的摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，
则拉力做的额外功： W额=G动h≈G动S物= 10N×10m= 100J，
滑轮组对物体做的有用功： W有=W总-W额= 400J- 100J= 300J，C不符合题意；
D．滑轮组的机械效率： η= =75%，D符合题意。
故答案为： D．
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的2倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的一半，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。
39．（2021·朝阳模拟）如图所示，工人师傅用150N的力使重为2400N的物体A在1min内沿水平地面匀速移动了12m，此时物体A受到的摩擦力为A受到重力的0.1倍，物体A受到的拉力水平向左。下列说法中正确的是（　　）
A．物体A受到的拉力为150N B．动滑轮重为60N
C．工人师傅拉力的功率为60W D．该装置的机械效率为80%
【答案】C,D
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由图可知滑轮组中n=2，物体A受到的摩擦力为A受到重力的0.1倍，即
由于物体A匀速直线运动，则受到的拉力大小等于摩擦力大小即240N；当不计滑轮与绳之间的摩擦时，根据受力平衡分析可知
则动滑轮重为
由于题中未说明可忽略滑轮与绳之间的摩擦，实际上动滑轮重小于60N；物体A的移动速度为
则绳端移动速度为
工人师傅拉力的功率为
有用功为
总功为
该装置的机械效率为
故答案为：CD。
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有三段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的3倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物体重力的三分之一，拉力为物重和滑轮重之和的三分之一，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。
40．（2022八下·单县期末）利用图甲所示滑轮组提升重力为960N的物体A时，拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，物体上升的速度v随时间t变化的关系如图丙所示，不计绳重和一切摩擦。
（1）在0~1s内物体A上升了0.5m，求此过程中拉力做的功；
（2）求在1~3s内拉力做功的功率；
（3）求在1~3s内滑轮组的机械效率。
【答案】（1）解：在0~1s内，由图乙可知，拉力F1=450N，绳子自由端移动的距离为s1=nh1=3×0.5m=1.5m
拉力做的功为W总1=F1s1=450N×1.5m=675J
答：在0~1s内物体A上升了0.5m，此过程中拉力做了675J的功；
（2）解：在1~3s内，由图乙可知，拉力F2=400N，由图丙可知，物体上升的速度为v=1.0m/s，拉力做功的功率为
答：在1~3s内拉力做功的功率为1200W；
（3）解：在1~3s内，物体上升的高度为h2=vt=1.0m/s×2s=2m
故克服物体重力做的功为W有=Gh2=960N×2m=1920J
绳子自由端移动的距离为s2=nh2=3×2m=6m
拉力做的功为W总2=F2s2=400N×6m=2400J
滑轮组的机械效率为
答：在1~3s内滑轮组的机械效率是80%。
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】 （1）根据力和距离的乘积，可以计算做功的多少；
（2）根据力和速度的乘积，计算功率的大小；
（3）根据速度和时间的乘积计算路程；根据力和距离的乘积计算功的大小；根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。
41．（2022八下·浚县期末）2021年7月，河南郑州及豫北出现大暴雨，局部特大暴雨，城市出现严重内涝灾害。为了尽快疏通道路，抢险救援人员利用如图所示的滑轮组将质量3t的故障车拖出公路，已知车轮与地面的总接触面积为5×10-2m2，地面对故障车的阻力为其重力的0.08倍，在水平拉力F为1×103N作用下车辆在30s内沿水平方向匀速直线移动了3m，g取10N/kg。求：
（1）故障车静止时对地面的压强；
（2）故障车受到地面的阻力；
（3）拉力F的功率；
（4）该滑轮组的机械效率。
【答案】（1）解：由题意中车得质量m车=3t=3×103kg
则汽车对地面压力F压=G车=m车g=3×103kg×10N/kg=3×104N
则车对地面压强
答：故障车静止时对地面的压强为6×105Pa；
（2）解：由题意得车受到阻力F阻=0.08G车=0.08×3×104N=2.4×103N
答：故障车受到地面的阻力为2.4×103N；
（3）解：由图可知该滑轮组绳子承重段数n=3，自由端移动距离s=3×3m=9m
拉力做功W=Fs=1×103N×9m=9×103J
拉力的功率
答：拉力F的功率为300W；
（4）解：拉力做的有用功W有=F阻s车=2.4×103N×3m=7.2×103J
拉力做的总功W总=Fs=1×103N×9m=9×103J
滑轮组的机械效率
答：该滑轮组的机械效率80%。
【知识点】功率的计算；重力及其大小的计算；压强的大小及其计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力，根据水平面上物体的重力计算压力；利用压力和受力面积的比值， 计算压强；
（2）利用摩擦力和重力的关系，计算摩擦力的大小；
（3）根据力和距离的乘积计算做功多少，功和时间的比值， 计算功率；
（4）根据力和距离的乘积计算功的大小，拉力和移动的距离的乘积计算总功，有用功和总功的比值， 计算机械效率。
42．（2022·肇东模拟）工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材，质量为 1.8×103kg 的石材放在水平地面上，在拉力 F 的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的 0.1 倍，滑轮组的机械效率为 75%，滑轮组和绳子的自重不计。石材受到的阻力　 　， 在石材移动 10s 过程中， 工人作用在绳子自由端的拉力F=　 　。（g＝10N/kg）
【答案】1800N；800N
【知识点】重力及其大小的计算；机械效率的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】石材在水平方向上做匀速直线运动，受到的阻力为石材重的 0.1 倍，所以石材受到的阻力为；
在石材移动 10s 过程中， 石材路程是是s1=1m，由图甲可知拉力F移动路程是s2=3s1=3m， 滑轮组的机械效率为75%，所以，所以F=800N。
【分析】由阻力为石材重的 0.1 倍计算阻力大小，克服摩擦力做功是有用功，拉力做功是总功，关键要清楚拉力移动距离和石块移动距离的关系，然后由即可计算拉力大小。
43．（2022·龙岗模拟）爱动手动脑筋的小明想测水平方向放置的滑轮组的机械效率。用弹簧测力计先直接拉动物块在水平桌面上做匀速直线运动，弹簧测力计示数为2N；接着按图甲组装滑轮组拉动物块在水平方向上运动，拉力F随时间变化关系如图乙，物块运动的速度随时间变化的关系如图丙。在2～4秒时间段，下列说法正确的是（　　）
A．物块受到的摩擦力为2N B．物块受到的拉力为2.4N
C．拉力F的功率为0.08W D．滑轮组的机械效率为83.3%
【答案】A,D
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【解答】A．用弹簧测力计先直接拉动物块在水平桌面上做匀速直线运动，弹簧测力计对物块的拉力与物块受到的摩擦力是一对平衡力，由于弹簧测力计示数为2N，所以物块在水平桌面上受到的摩擦力为2N；再按图甲组装滑轮组拉动物块在水平方向上运动时，因为物块对桌面的压力大小和接触面的粗糙程度都不变，所以物块受到的滑动摩擦力不变，仍为2N，A符合题意；
B．如图丙所示，在2~4s时间段，物块做匀速直线运动，物块受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，即物块受到的拉力为2N，B不符合题意；
C．如图甲，滑轮组绳子的有效段数为n=3，在2~4s时间段，如图乙，拉力F=0.8N；如图丙，v物=0.1m/s，则绳子自由端移动的速度为v绳=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s
则拉力F的功率为P=Fv绳=0.8N×0.3m/s=0.24W
C不符合题意；
D．滑轮组的机械效率为
D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】根据二力平衡，结合拉力可以计算摩擦力；根据滑轮组的绳子股数，结合物体的速度可以计算绳子的速度；根据拉力和速度的乘积，计算功率的大小；根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。
44．（2021九上·惠山期中）某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 。
实验次数/物理量 1 2 3
钩码重G/N 4 4 6
钩码上升的高度h/m 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F/N 1.8 1.6 2.4
绳端上移的距离s/m 0.3 0.4
　
机械效率η/ 74.1% 62.5%
　
（1）通过表中数据可分析出第2次实验是用　 　（填
“甲”或“乙”）图所示装置做的实验；
（2）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率　 　（填“越高”“不变”或“越低”）；
（3）小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为：绳端移动距离s=　 　m，机械效率η=　 　；比较两次实验可得出结论：　 　；
（4）只要滑轮组结构一定，知道绕动滑轮的有n段细绳，测滑轮组机械效率的实验器材就可以不需要　 　（填一种测量工具名称），且机械效率的表达式通式为η=　 　（用本题中有关字母表示）；
（5）如采图丙装置，改变动滑轮重G，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象，分析图中的A点可知，被提升物体所受的重力为　 　N。（忽略绳重和摩擦）
【答案】（1）乙
（2）越低
（3）0.3；83.3%；同一滑轮组（动滑轮重力一定时），物重越大，滑轮组机械效率越高
（4）刻度尺； ×100%
（5）12
【知识点】机械效率的计算；滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）根据s= nh可知，第二次实验中，绳子的有效段数n= = =4
因此选择乙装置进行实验。
（2）根据s=nh可知，第一次实验绳子的有效段数为3，实验2中n=4，显然实验1是选择甲图进行实验的，实验2是选择乙图进行实验的（乙图动滑轮的个数多），且提升物体的重力相同，实验1的机械效率大于实验2的机械效率，故可得出的结论是：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低。
（3）实验1是选择甲图进行实验的，故第3次实验也是选择甲图进行实验，因此表中第3次实验中空缺的数据应为：绳端移动距离s'=n'h'=3×0.1m=0.3m
机械效率η= = = ≈83.3%
因第1、3次实验用同一滑轮组做的实验，故比较第1次实验和第3次实验数据，第3次物体较重，机械效率也较高，可得出结论：使用同一滑轮组，提升物体的重力越大机械效率越高。
（4）滑轮组结构一定时，即n一定，机械效率η= = = = ×100%
因此已知提升物体绳子的股数时，只需要测量G和F，因此测量工具只需要弹簧测力计，不需要刻度尺。
由以上推导可知，滑轮组结构一定时，机械效率的表达式通式为η= ×100%
（5）忽略绳重和摩擦，则克服动滑轮的重做的功为额外功的唯一来源故有η= = = ×100%
由图丁图像可知，当动滑轮重为4N时，机械效率为75%，故有75%= ×100%
解得G=12N
即被提升物体的重力为12N。
【分析】（1）根据物体移动的距离和滑轮组绳子的距离关系，可以判断绳子股数；
（2）物体的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小；
（3）根据物体的距离和绳子股数，可以计算绳子的长度；结合物体的重力和高度计算有用功，利用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；使用同一滑轮组，提升物体的重力越大机械效率越高；
（4）测量滑轮组机械效率时，可以不能测量距离；
（5）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。
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人教版八年级下物理“举一反三”变式练习——12.3机械效率
一、功、功率、机械效率的比较及辨析
1．（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
2．（2022九上·常州期中）关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（　　）
A．作用在物体上的力越大，做的功越多
B．使用机器一定不能省功
C．做功快的机械其机械效率一定高
D．物体通过的距离越长，对物体做的功越多
3．（2022九上·梁溪期中）关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（　　）
A．功率大的机械，做功时用的时间一定少
B．做功少的机械，机械效率一定低
C．做有用功多的机械，机械效率一定高
D．做功快的机械，功率一定大
4．（2022九上·高州月考）关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是（　　）
A．做功多的机器机械效率一定高 B．做功快的机器功率一定大
C．做功快的机器机械效率一定高 D．做功多的机器功率一定大
5．（2022九上·江都月考）关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是（　　）
A．功率大的机械，机械效率一定高
B．利用机械做功时可以省力或省距离，但不能省功
C．功率大的机器比功率小的机器做功多
D．机械做功时，做的有用功越多，机械效率越大
二、斜面的机械效率：机械效率=Gh÷Fs，f=（Fs-Gh）÷s
6．（2023·渭城模拟）我国南方地区经常因多轮强降雨造成多地发生较重的洪涝灾害。抗洪抢险小分队成员在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，他们用5m的长木板搭了一个斜面（如图所示），用1200N的力花了5min将重物匀速推到车上，关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（　　）
A．他们对重物做了6000J的功
B．他们做功的功率为16W
C．此次简易斜面装置的机械效率为50%
D．斜面是一种省功机械
7．（2023·红桥）如图所示，斜面长为s，高为h，用沿斜面向上的力把一个重为G的物体匀速拉到坡顶，下列说法中正确的是（　　）
A．若斜面的机械效率η＝1，则拉力F＝G
B．若斜面的机械效率η＝1，则拉力
C．若斜面的机械效率η＜1，则拉力
D．若斜面的机械效率η＜1，则物体与斜面间的摩擦力
8．（2023九下·凤翔月考）为了将一重为2000N的物块送到高处，工人师傅用木板和滑轮搭建了如图所示的装置。用大小为1000N的拉力F拉动绳端，物块在20s内从地面沿斜面匀速向上运动到高处。已知s＝8m，h＝3m。下列分析与计算错误的是（　　）
A．该装置使用滑轮是为了改变施力的方向
B．拉力F做的有用功为6000J
C．拉力F做功的功率为400W
D．该装置的机械效率为37.5%
9．（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。
10．（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、竖直滑轮组机械效率：η=G÷nF=G÷（G+G动）P=Fnvt
11．（2022九上·锡山期中）如图，塔式起重机的滑轮组将重为1.2×104N的重物5s内匀速吊起2m，滑轮组的机械效率为80%。求：
（1）提升重物做的有用功；
（2）绳端的拉力F；
（3）拉力的功率。
12．（2022九上·姜堰月考）建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为200N的建材从地面匀速送到2m高处，所用拉力为120N，时间为20s。求：
（1）工人做的有用功；
（2）工人做的总功；
（3）工人做的额外功；
（4）此过程中该装置的机械效率；
（5）工人做功的功率。
13．（2022八下·农安期末）如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重800N、底面积为400cm2的货箱，当工人用F1=200N的拉力拉绳时，货箱没动。当工人用F2=300N的拉力拉绳时，货箱以0.2m/s的速度匀速上升。不计绳重和摩擦。针对上述过程，下列结果正确的是（　　）
A．用F1=200N的力拉绳时，货箱对地面的压强为5×103Pa
B．动滑轮的重为200N
C．货箱匀速上升时，拉力的功率为180W
D．货箱匀速上升时，滑轮组的效率为80%
14．（2022八下·大埔期末）在某建筑工地上，为了搬运建筑材料，常常采用如图所示的简单机械。示意图中滑轮A与滑车连接，滑轮D固定在地面塔架上，钢丝绳拉力F由电动机提供。此滑轮组在1min内将质量为0.45t的建筑材料匀速提升12m，拉力F做的功为7.2×104J。（钢丝绳重和摩擦不计，g=10N/kg）求：
（1）滑轮组做的有用功。
（2）滑轮组的机械效率。
（3）钢丝绳拉动的速度。
15．（2022八下·潮南期末）体重为500N的工人师傅用如图所示滑轮组提升建筑材料，在400N的拉力作用下，使重为700N建筑材料匀速直线上升了2m。不计绳重和摩擦，绳子承受拉力足够。求：
（1）该过程中拉力做的功W拉；
（2）此过程滑轮组的机械效率η。
四、水平运动的滑轮组的机械效率：η=f÷nF，P=Fnvt
16．（2022九上·茂南期中）如图所示，木箱重 1000N，当它沿水平面运动时受到的摩擦力大小为木箱重的 0.6 倍，用滑轮组使木箱沿水平面匀速向左移动
2m 距离，结果用了 20s，若滑轮组的机械效率为 80%，则：
（1）有用功为多大？
（2）则水平拉力 F 的大小为多大？
（3）拉力做功的功率为多少？
17．（2022九上·高州月考）如图所示，在拉力F=100N的作用下，把一个重物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，已知水平面对重物的支持力为2000N，滑轮组的机械效率为80%，则水平面对重物的支持力做功为　 　J；拉力F做功的功率为　 　W，重物与地面间的滑动摩擦力为　 　N。
18．（2022八下·武城期末）如图所示，利用轻质滑轮组沿水平方向匀速拉动水平地面上的物体。已知物体重为300N，地面对它的摩擦力为45N，拉力F为30N，物体在10s内移动的距离为1.5m。则拉力F做的功是　 　J，拉力的功率是　 　W，滑轮组的机械效率是　 　。
19．（2022八下·辽阳期末）如图所示是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道匀速拉的示意图，货物的重为6000N，与地面的接触面积为0.2m2，工人用200N的水力将货物移动了25m，已知该滑轮组的机械效率为75%。求：
（1）地面受到的压强为多大？
（2）拉力F做的功是多少？
（3）货物所受摩擦力为多少？
20．（2022·锦州）如图所示的滑轮组，在拉力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度匀速直线运动了10s。物体A受到的摩擦力为4.2N，弹簧测力计示数为2N（不计绳、弹簧测力计和滑轮重）。则绳子自由端移动的距离为　 　m，拉力F的功率为　 　W，滑轮组的机械效率为　 　。
五、竖直放置水平运动滑轮组机械效率：η=f÷nF，nF=f+G动
21．（2022·梧州）如图所示，工人师傅用250N的拉力，使重为2000N的物体以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍，动滑轮受到的重力为80N，则工人师傅拉力的功率为 　 　W，该滑轮组的机械效率为 　 　。
22．（2022·三水模拟）如图，用12N的拉力F拉着物体A在水平面匀速直线运动了1m，用时10s，已知物体A的重力为100N，它在水平面运动时受到摩擦力是20N，则拉力F的功率是　 　W，滑轮组的机械效率是　 　，当把物体A换成质量更大的重物时，滑轮组的机械效率　 　（填“变大”“变小”或“不变”）。
23．（2022·西峡模拟）如图所示，重为G的物体在拉力F的作用下，以速度v匀速运动了s，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一，不计绳重、绳与轮、轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．拉力的功为Fs B．额外功为
C．拉力的功率为2Fv D．滑轮组的机械效率为
24．（2021·锦州）如图所示，将重为40N的物体G沿水平方向匀速直线向左拉动2m，用时5s。已知滑轮组中动滑轮重为6N，绳子自由端拉力F为10N，则物体与地面间的摩擦力为 　 　N。绳子自由端拉力F的功率为 　 　W。该滑轮组的机械效为 　 　（不计绳重和滑轮组的摩擦）。
25．（2021八下·龙岩期末）在拓展课上，小武同学用如图所示的滑轮组，模拟某建筑工地上拉动工件的情景。他用20N的拉力拉着重为100
N的物体，使它在4 s内沿着水平地面匀速直线运动了2 m，若物体运动时受到地面的摩擦力为30N，不计绳重及机械间的摩擦。求：
（1）人的拉力所做的功；
（2）人的拉力做功的功率；
（3）动滑轮的重力。
六、滑轮组机械效率的探究
26．某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
实验次数 钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 865
4 8 0.1 2.5
　
　
（1）实验中应沿竖直方向　 　拉动弹簧测力计；
（2）小红同学发现实验过程中边拉边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法　 　(选填“正确”或“不正确”)，因为她没有考虑到　 　对滑轮组机械效率的影响；
（3）用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，第4组实验机械效率是　 　。
（4）通过比较　 　两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关(填实验次数的序号)；
（5）通过比较　 　两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高(填实验次数的序号)。
27．（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”）
28．（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）
29．（2022九上·高港月考）小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如下表。
次数 钩码重／N 钩码上升距离／cm 弹簧测力计示数／N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率/%
1 　 10 0.8 30 83.3
2 4 10 1.5 30 　
3 6 10 　 30 90.9
（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为　 　（结果保留一位小数）；
（2）第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为　 　N；
（3）分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越　 　选填“高”或“低”）；
（4）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为　 　（只填序号）；
① 71.6％ ② 82.4％ ③ 92.1％
（5）如果在物体静止时读出测力计拉力F的大小，则测得的拉力F　 　，机械效率（选填“偏大”或“偏小”）　 　；
（6）小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如上图所示；
①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变　 　；
②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率　 　（选填“相同”或“不相同”），理由是：　 　。
30．（2022八下·潮南期末）桥建筑工地上赢立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示：
实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 1.2 0.3 55.6%
2 2 0.2 1.2 0.6 55.6%
3 4 0.1 1.9 0.3 70.2%
4 4 0.1 1.3 0.5 61.5%
（1）实验中应沿竖直方向 　 　拉动弹簧测力计；
（2）分析表中数据可知：第4次实验是用 　 　图所示装置来完成的；
（3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，　 　；
（4）通过比较 　 　两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高（填实验次数的序号）；
（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，　 　机械效率越小；
（6）为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有 ____。
A．减轻动滑轮重 B．增加所提物体重
C．机械加润滑油 D．增加重物上升高度
七、综合训练
31．（2022·威海）如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法沿斜面搬运。下列说法正确的是（　　）
A．沿斜面推动更省力
B．沿斜面推动，工人克服货物重力做的功更多
C．无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同
D．沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大
32．（2022·张家界）天门山盘山公路是网红打卡地，公路共计99道弯，似玉带环绕，层层叠起，直冲云霄，公路全长大约10km，公路的海拔落差高度约1000m。为助力“2022年湖南省首届旅游发展大会”，实现省委省政府提出的“立标打样”、“办一次会、兴一座城”的目标要求，天门山景区购置了一批新能源纯电动客车，客车满载时总质量为6000kg。现有一辆满载的新能源客车，以80kW的恒定功率，4m/s的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶。（行驶过程中客车所受重力和阻力大小恒定不变，g取10N/kg）请完成下列问题：
（1）整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功为多少？
（2）盘山公路的机械效率为多少？
（3）整个过程中，电动机的牵引力为多少？汽车受到的阻力为多少？
33．（2022八下·龙岗期末）2020年11月28日，“奋斗者”号全海深载人潜水器成功完成万米海试并胜利返航，此次“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟坐底深度为10909米，创造了中国载人深潜新纪录，任务完成后，起重机把空载的“奋斗者”吊到母船上，起重机滑轮装置原理如图，“奋斗者”体积约为10m3，空载时质量约为6t。（海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）深潜10000米时，海水对安装在潜水器驾驶舱前方面积为0.03m2的观测孔的压力是多少牛？
（2）在滑轮装置作用下，“奋斗者”离开水面后缓慢竖直上升7m后到达甲板，此过程滑轮对“奋斗者号”做的功为多少焦？
（3）若绳子拉力F拉=2×104N，则该滑轮组的机械效率为多少？
34．（2022八下·澄海期末）如何提高滑轮组机械效率呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示：
实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 1.2 0.3 55.60%
2 2 0.2 1.2 0.6 55.60%
3 4 0.1 1.9 0.3 70.20%
4 4 0.1 1.3 0.5 61.50%
（1）实验中应沿竖直方向　 　拉动弹簧测力计。
（2）分析表中数据可知：第4次实验是用　 　（选填“甲”“乙”或“丙”）图所示装置来完成的。
（3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度　 　（选填“有关”或“无关”）。
（4）通过比较　 　两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高（填实验次数的序号）。
（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率　 　（选填“越大”“越小”或“不变”）。
（6）根据以上结论和生活经验，你建议能提高滑轮组机械效率的措施有____（多选）
A．减轻动滑轮重 B．增加所提物体重
C．机械加润滑油 D．增加重物上升高度
35．（2022·林州模拟）小明通过如图甲所示滑轮组，竖直向上用力拉绳子、将长方体从水中匀速提升至空中，拉力F与绳子自由端移动的距离的关系图象如图乙所示。物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为80%，长方体高0.5m。不计绳重、摩擦和水的阻力。求：
（1）物体在空中上升1.5m，小明所做的功是多大？
（2）动滑轮重多少N？
（3）物体被拉出水面后，放在水平地面上（如图丙），若此时人竖直向上拉绳子的拉力为50N，此时物体对地面压强为多大？
36．（2021八下·黑龙江期末）为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图（1）滑轮组装置。当用图（2）甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图乙和丙所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。
（1）1s-2s内，拉力F做的功是多少？
（2）2s-3s内，拉力F的功率是多少？
（3）2s-3s内，滑轮组的机械效率是多少？
37．（2021八下·钦州期末）如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体．已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的 0.1 倍，物体被匀速拉动的距离为1m．当物体质量为3kg时，滑轮组的机械效率为 50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦．求：
（1）物体质量为 3 kg 时，在水平面上受到的滑动摩擦力；
（2）动滑轮的重力；
（3）物体质量为 12 kg，以0.1
m/s 的速度匀速运动时，拉力F的功率．
38．（2021八下·合山月考）如图所示，拉力F=20N，在拉力F的作用下，重为100N的物体M沿水平地面以2m/s的速度匀速运动10m，已知每个凸滑轮重10N，忽略绳重和滑轮与轴间的摩擦，该过程中(　　)
A．拉力F做的功为200J
B．拉力F的功率为120W
C．滑轮组对物体做的有用功为400J
D．滑轮组的机械效率为75%
39．（2021·朝阳模拟）如图所示，工人师傅用150N的力使重为2400N的物体A在1min内沿水平地面匀速移动了12m，此时物体A受到的摩擦力为A受到重力的0.1倍，物体A受到的拉力水平向左。下列说法中正确的是（　　）
A．物体A受到的拉力为150N B．动滑轮重为60N
C．工人师傅拉力的功率为60W D．该装置的机械效率为80%
40．（2022八下·单县期末）利用图甲所示滑轮组提升重力为960N的物体A时，拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，物体上升的速度v随时间t变化的关系如图丙所示，不计绳重和一切摩擦。
（1）在0~1s内物体A上升了0.5m，求此过程中拉力做的功；
（2）求在1~3s内拉力做功的功率；
（3）求在1~3s内滑轮组的机械效率。
41．（2022八下·浚县期末）2021年7月，河南郑州及豫北出现大暴雨，局部特大暴雨，城市出现严重内涝灾害。为了尽快疏通道路，抢险救援人员利用如图所示的滑轮组将质量3t的故障车拖出公路，已知车轮与地面的总接触面积为5×10-2m2，地面对故障车的阻力为其重力的0.08倍，在水平拉力F为1×103N作用下车辆在30s内沿水平方向匀速直线移动了3m，g取10N/kg。求：
（1）故障车静止时对地面的压强；
（2）故障车受到地面的阻力；
（3）拉力F的功率；
（4）该滑轮组的机械效率。
42．（2022·肇东模拟）工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材，质量为 1.8×103kg 的石材放在水平地面上，在拉力 F 的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的 0.1 倍，滑轮组的机械效率为 75%，滑轮组和绳子的自重不计。石材受到的阻力　 　， 在石材移动 10s 过程中， 工人作用在绳子自由端的拉力F=　 　。（g＝10N/kg）
43．（2022·龙岗模拟）爱动手动脑筋的小明想测水平方向放置的滑轮组的机械效率。用弹簧测力计先直接拉动物块在水平桌面上做匀速直线运动，弹簧测力计示数为2N；接着按图甲组装滑轮组拉动物块在水平方向上运动，拉力F随时间变化关系如图乙，物块运动的速度随时间变化的关系如图丙。在2～4秒时间段，下列说法正确的是（　　）
A．物块受到的摩擦力为2N B．物块受到的拉力为2.4N
C．拉力F的功率为0.08W D．滑轮组的机械效率为83.3%
44．（2021九上·惠山期中）某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 。
实验次数/物理量 1 2 3
钩码重G/N 4 4 6
钩码上升的高度h/m 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F/N 1.8 1.6 2.4
绳端上移的距离s/m 0.3 0.4
　
机械效率η/ 74.1% 62.5%
　
（1）通过表中数据可分析出第2次实验是用　 　（填
“甲”或“乙”）图所示装置做的实验；
（2）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率　 　（填“越高”“不变”或“越低”）；
（3）小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为：绳端移动距离s=　 　m，机械效率η=　 　；比较两次实验可得出结论：　 　；
（4）只要滑轮组结构一定，知道绕动滑轮的有n段细绳，测滑轮组机械效率的实验器材就可以不需要　 　（填一种测量工具名称），且机械效率的表达式通式为η=　 　（用本题中有关字母表示）；
（5）如采图丙装置，改变动滑轮重G，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象，分析图中的A点可知，被提升物体所受的重力为　 　N。（忽略绳重和摩擦）
答案解析部分
1．【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。
2．【答案】B
【知识点】功率的概念；机械效率；功
【解析】【解答】解：A、作用在物体上的力越大，做的功不一定越多，还要考虑距离大小，A不符合题意；
B、使用机械，不论效率高低，都不能省功，B符合题意；
C、功率是功与时间的比值，机械效率是有用功与总功的比值，两者之间无关系，C不符合题意；
D、物体移动的距离越长，力做的功不一定越多，还要考虑力的大小，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】作用在物体上的力越大，做的功不一定越多，还要考虑距离大小；使用机械，不论效率高低，都不能省功；功率是功与时间的比值，机械效率是有用功与总功的比值；物体移动的距离越长，力做的功不一定越多，还要考虑力的大小。
3．【答案】D
【知识点】功率的概念；机械效率；功
【解析】【解答】A．功率是指单位时间内做功的多少，所以功率大的机械，做功时间不一定少，还与做功的多少有关，A不符合题意；
B．机械效率是表示有用功所占总功的百分比，只知道做功少，而不知道有用功的多少，无法判断机械效率的高低，B不符合题意；
C．机械效率是表示有用功所占总功的百分比，只知道有用功的多少，而不知道总功的多少，无法判断机械效率的高低，C不符合题意；
D．功率是表示做功快慢的物理量，所以做功快的机械，功率一定大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】功率表示做功的快慢，机械效率是有用功和总功的比值。
4．【答案】B
【知识点】功率的概念；机械效率；功
【解析】【解答】A．因为机械效率是指有用功与总功的比值，所以做功多的机器机械效率不一定更高，A不符合题意；
B．功率是表示做功快慢的物理量，做功快的机器功率一定大，B符合题意；
C．机械效率高，只能说明有用功在总功中占的比例大，与做功快慢没有直接关系，C不符合题意；
D．功率等于功和做功时间的比值，做功多，但做功时间无法确定，所以做功多的机器功率不一定大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】功率表示做功的快慢，是功和时间的比值；机械效率是有用功和总功的比值。
5．【答案】B
【知识点】功率的概念；机械效率的大小比较；功
【解析】【解答】A．功率越大，表示机械做功越快，单位时间内做的功越多，但机械效率不一定就高，A不符合题意；
B．使用机械可以省力或省距离，根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，B符合题意；
C．由W=Pt可知，做功的多少，不仅与功率有关，还与工作时间有关，C不符合题意；
D．有用功越多，机械效率不一定越大，因为由 可知，机械效率的大小还要看总功的大小，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】功率越大，表示机械做功越快；使用任何机械都不能省功；做功的多少，不仅与功率有关，还与工作时间有关；根据，机械效率的大小要看总功和有用功的大小。
6．【答案】A
【知识点】功率的计算；重力及其大小的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】A．他们对重物做的功（即推力做的总功）
A符合题意；
B．做功的功率为
B不符合题意；
C．重物的重力
对重物做的有用功
斜面装置的机械效率
C不符合题意；
D．根据功的原理可知，使用任何机械都不省功，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据拉力和距离的乘积，计算做功多少，功和时间的比值，计算功率；利用物体的质量计算重力，利用物体的重力和高度的乘积，计算有用功；根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。
7．【答案】B,C
【知识点】斜面机械效率的测量实验
【解析】【解答】AB．已知斜面的高为h，物体的重力为G，所以有用功为W有＝Gh，斜面长为s，拉力为F，所以总功为W总＝Fs，则斜面机械效率为
如果没有摩擦力，斜面的机械效率η＝1，则拉力，A不符合题意，B符合题意；
C．如果斜面存在摩擦力，斜面的机械效率η＜1，则拉力，C符合题意；
D．而物体与斜面的摩擦力为f，额外功为W额＝fs，则总功为W总＝W有+W额＝Gh+fs
故机械效率为
则物体与斜面间的摩擦力
D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】根据，可求出拉力；根据，可求出拉力和物重的关系；根据，可求出摩擦力。
8．【答案】D
【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．该装置使用滑轮的轴固定不动，为定滑轮，使用定滑轮是为了改变施力的方向，A正确，不符合题意；
B．拉力做的有用功W有用＝Gh＝2000N×3m＝6000J
B正确，不符合题意；
C．使用定滑轮不省力也不能省距离，拉力端移动距离等于物体移动距离，拉力做的总功W总＝Fs＝1000N×8m＝8000J
拉力做功功率
C正确，不符合题意；
D．该装置的机械效率
D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据物体的重力和高度的乘积计算有用功；根据拉力和距离的乘积计算总功，功和时间的比值，计算功率；有用功和总功的比值，计算机械效率。
9．【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。
10．【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。
11．【答案】（1）解：提升重物做的有用功
答：提升重物做的有用功为2.4×104J；
（2）解：由 可得，拉力做的总功
由图可知，滑轮组绳子的有效股数
则绳端移动的距离
由 可得，绳端的拉力
答：绳端的拉力F为5×103N；
（3）解：拉力的功率
答：拉力的功率为6000W。
【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）根据物体的重力和高度的乘积，计算有用功；
（2）利用有用功和机械效率的比值， 计算总功；利用功和距离的比值， 计算拉力大小；
（3）功和时间的比值， 计算功率。
12．【答案】（1）解：工人做的有用功
答：工人做的有用功为400J；
（2）解：由题意可知，承受被拉物体重力的绳子的根数为2，即
绳子自由端移动的距离为
工人做的总功
答：工人做的总功为480J；
（3）解：工人做的额外功
答：工人做的额外功为80J；
（4）解：此过程中该装置的机械效率
答：此过程中该装置的机械效率为83.3%；
（5）解：工人做功的功率
答：工人做功的功率为24W。
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算；功的计算及应用；有用功和额外功
【解析】【分析】（1）根据公式W=Gh，可求出有用功；
（2）根据公式W=Fs，可求出总功；
（3）根据公式W额=W总-W有，可求出额外功；
（4）根据公式，可求出功率。
13．【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；压强的大小及其计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】AB．由图可知，绕过动滑轮且对动滑轮施加拉力的绳子股数n=3，当工人用F2=300N的拉力拉绳时，货箱匀速上升，把动滑轮和货箱看成一个整体，整体受到竖直向下的重力G总、竖直向上的绳子拉力F拉，此时二力平衡，大小相等，即G总=F拉，动滑轮和货箱总重力为
绳子的拉力为
G货=800N，不计绳重和摩擦，由上推出，动滑轮的重力为
当工人用F1=200N的拉力拉绳时，货箱没动，把动滑轮和货箱看成一个整体，受到竖直向上的3段绳子的拉力、地面竖直向上的支持力和竖直向下的总重力，根据力的平衡条件可知
得出地面对货箱的支持力为
由于货箱对地面的压力与地面对货物的支持力是一对相互作用力，大小相等，故货箱对地面的压力
货箱的底面积为
货箱对地面的压强为
AB不符合题意；
C．由图可知，绕过动滑轮且对动滑轮施加拉力的绳子股数n=3，货箱匀速上升时，货箱上升的速度为v=0.2m/s，绳自由端移动速度为
拉力F2=300N，货箱匀速上升时，拉力的功率为
C符合题意；
D．由图可知，绕过动滑轮且对动滑轮施加拉力的绳子股数n=3，货箱匀速上升高度为h，则绳子自由移动距离为
提升货箱做的有用为
拉力所做的总功为
货箱匀速上升时，滑轮组的机械效率为
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据滑轮组绳子的拉力，结合动滑轮重力计算物体受到的拉力，结合物体的重力计算物体受到的支持力，利用压力和受力面积的比值， 计算压强；根据力和速度的乘积，计算功率的大小；利用有用功和总功的比值， 计算机械效率。
14．【答案】（1）解：根据题意知货物质量为
货物被提升的高度为
提升建材时所做的有用功为
答：滑轮组做的有用功为。
（2）解：由题意知拉力F做的功为7.2×104J，故总功为
机械效率为
答：滑轮组的机械效率为75%。
（3）解：钢丝绳拉动的距离
钢丝绳拉动的速度
答：钢丝绳拉动的速度为。
【知识点】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）根据物体的质量计算重力，结合重力和高度计算做功多少；
（2）根据有用功和总功的比值， 计算机械效率；
（3）利用路程和时间的比值， 计算速度。
15．【答案】（1）解：由图可知n=2，绳子自由端移动的距离
该过程中拉力做的功
答：该过程中拉力做的功为1600J
（2）解：拉力做的有用功
滑轮组的机械效率
答：此过程滑轮组的机械效率为87.5%。
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据力和距离的乘积，计算做功多少；
（2）根据重力和高度的乘积，计算有用功；有用功和总功的比值， 计算机械效率。
16．【答案】（1）解：木箱受到的摩擦力大小为f=0.6G=0.6×1000N=600N
有用功为W有用=fs箱=600N×2m=1200J
答：有用功为1200J；
（2）解：由 可得，水平拉力所做的总功为
由图可知，绳子承重股数为n=3，绳子自由端移动的距离为
则水平拉力 F 的大小为
答：则水平拉力 F 的大小为250N
（3）解：拉力做功的功率为
答：拉力做功的功率为75W。
【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）根据物体受到的力和对应距离的乘积，计算做功多少；
（2）根据有用功和机械效率的比值， 计算总功；利用总功和距离的比值， 计算拉力的大小；
（3）根据功和时间的比值， 计算功率。
17．【答案】0；30；240
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；是否做功的判断；功的计算及应用
【解析】【解答】物体在水平面上，支持力的方向竖直向上，物体沿水平方向前进，所以，在支持力的方向上没有移动距离，故支持力不做功，即
由 知道，物体移动的距离 ，由图知道，n=3，绳子自由端移动的距离s=nh=3×1m=3m，拉力做的总功W总=Fs=100N×3m=300J，由 知道，拉力F做功的功率
由 知道，拉力做的有用功 ，由W有=fs物知道，物体与地面间的滑动摩擦力
【分析】根据速度和时间的乘积，计算路程；利用拉力和距离的乘积，计算总功，结合机械效率计算有用功；利用有用功和距离的比值， 计算物体受到的力的大小。
18．【答案】90；9；75%
【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】如图所示，一共有两段绳子分担动滑轮的所受的拉力，故拉力F做的功是
拉力的功率是
滑轮组的机械效率是
【分析】根据拉力和距离的乘积，计算做功多少；功和时间的比值，计算功率；有用功和总功的比值， 计算机械效率。
19．【答案】（1）解：已知货物的重为6000N，与地面的接触面积为0.2m2，则地面受到的压强
答：地面受到的压强为3×104Pa；
（2）解：工人用200N的水力将货物移动了25m，由图可知n=2，则拉力F做的功
答：拉力F做的功是1×104J；
（3）解：由机械效率可求有用功
货物沿水平轨道匀速拉动，则摩擦力等于货物受到的拉力
答：货物所受摩擦力为300N。
【知识点】压强的大小及其计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据压力和受力面积的比值， 计算压强；
（2）根据力和距离的乘积，计算做功多少；
（3）根据总功和机械效率的乘积，计算有用功，功和距离的比值， 计算力的大小。
20．【答案】3；0.6；70%
【知识点】速度公式及其应用；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】由图可知，右边的滑轮为动滑轮，承担物体A与桌面间摩擦力的绳子股数是3，所以绳自由端移动的速度为v绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s
绳子自由端移动的距离为s=v绳t=0.3m/s×10s=3m
作用在绳端的拉力与弹簧测力计的示数相等，所以绳端的拉力F的大小为2N，拉力F的功率为P=Fv绳=2N×0.3m/s=0.6W
当A匀速运动过程，物体A受到的摩擦力为4.2N，所以使用滑轮组的过程中，做的有用功为W有=fs物=4.2N×0.1m/s×10s=4.2J
总功W总=Fs绳=2N×3m=6J
滑轮组的机械效率为
【分析】根据速度和时间的乘积计算路程；利用力和速度的乘积计算功率大小；根据物体的力和移动距离的乘积计算有用功；利用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。
21．【答案】100；80%
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【解答】由图可知， n=2，则绳子自由端移动的速度v绳=nv物=2×0.2m/s=0.4m/s
工人师傅拉力的功率
物体在运动时受到地面的摩擦力
该滑轮组的机械效率
【分析】根据力和速度的乘积，计算功率的大小；利用物体的力和滑轮组绳子的拉力，计算滑轮组的机械效率。
22．【答案】2.4；83.3%；变大
【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】由图可知，n=2，则绳子自由端移动的距离s=ns′=2×1m=2m
拉力做的总功W总=Fs=12N×2m=24J
拉力的功率
克服摩擦力做的有用功W有=fs′=20N×1m=20J
滑轮组的机械效率
当把物体A换成质量更大的重物时，A受到的摩擦力增大，有用功增大，额外功不变，这样有用功在总功所占的比例将变大，滑轮组的机械效率将变大。
【分析】利用拉力和距离的乘积，计算功，功和时间的比值， 计算功率；根据有用功和总功的比值， 计算机械效率；额外功一定时，有用功越大，机械效率越大。
23．【答案】C
【知识点】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．由图可知，连接动滑轮绳子的股数为2，绳子自由端移动的距离为2s，拉力做的总功为W=Fs绳=2Fs，A不符合题意；
B．由题意可知，物体运动时受到的摩擦阻力为 ，克服摩擦阻力做的功为有用功为 ，则额外功为 ，B不符合题意；
C．绳端移动的速度为v绳=2v，则拉力的功率为P=Fv绳=2Fv，C符合题意；
D．滑轮组的机械效率为 ，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据物体受到的距离和力的方向上移动距离的乘积，计算做功多少；根据有用功和总功的比值，计算机械效率。
24．【答案】24；12；80%
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】滑轮组绳子自由端的拉力F=10N，一共3段绳子与动滑轮接触，则整个滑轮组提供的向上的总拉力为F总=nF=3×10N=30N
滑轮组对物体的拉力为F拉=F总-G动=30N-6N=24N
物体匀速运动，在水平方向上受到的力为拉力和平衡力，所以它受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，它受到的摩擦力为24N。
物体前进了2m，绳子自由端向上移动的距离为s=ns物=3×2m=6m
绳子自由端的拉力做的总功为W=Fs=10N×6m=60J
拉力F的功率为
拉动物体做的有用功为
滑轮组的机械效率为
【分析】用滑轮组水平拉动物体，拉力作的功为总功，克服摩擦力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
25．【答案】（1）解：由图可知，与动滑轮相连的绳子段数n=2，绳自由端移动距离 s绳=2s物=2×2m=4m
人的拉力所做的功W=Fs绳=20N×4m=80J
答：人的拉力所做的功80J；
（2）解：人的拉力做功的功率
答：人的拉力做功的功率20W；
（3）解：因物体匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力F拉=f=30N
不计绳重及机械间的摩擦，动滑轮的重力G动=nF-F拉=2×20N-30N=10N
答：动滑轮的重力10N。
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】（1）（2）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率；
（3）对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，拉力为物重和滑轮重之和的一半，结合关系式求解动滑轮的重力。
26．【答案】（1）匀速
（2）不正确；摩擦
（3）80%
（4）1和2
（5）2和3
【知识点】机械效率的计算；滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，此时滑轮组处于平衡状态，拉力大小等于测力计示数；
（2）若静止读数，他的想法不正确，因为他没有考虑到机械之间的摩擦力，拉力偏小；
（3）丁图中绳子的段数为4段，所以绳端移动的距离为s＝4h＝4×0.1m＝0.4m；
第4次实验中滑轮组的机械效率是：
；
（4）要探究滑轮组的机械效率与绳子段数的关系，需要控制物体的重力相同，动滑轮的重力相同，改变绕法，实验1、2符合题意；
（5）要探究滑轮组的机械效率与物体重力的关系，需要控制动滑轮的重力相同、绕法相同，改变物体的重力，实验2、3符合题意。
【分析】（1）测量滑轮组的机械效率时，拉动绳子要匀速直线运动；
（2）读取滑轮组上测力计的拉力时，静止读数，忽略了摩擦力的影响；
（3）根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，根据绳子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；
（4）探究滑轮组的机械效率和绳子股数关系，需要保持动滑轮和物体的重力相等；
（5）探究滑轮组的机械效率和物体的重力的关系时，滑轮组相同，物体的重力不同。
27．【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。
28．【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。
29．【答案】（1）88.9%
（2）2.2
（3）高
（4）③
（5）变小；偏大
（6）力的方向；相同；这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，由 ，可知，它们的机械效率相同
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）根据机械效率的定义可得，第2次实验中滑轮组的机械效率为
（2）由图丙可知，测力计的分度值为0.2N，则其示数为2.2N。
（3）分析3次实验，随着钩码重力的增加，同一滑轮组的机械效率不断增加，因此，使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。
（4）该滑轮组将6N的物体匀速提升时的机械效率为90.9%，由于使用同一个滑轮组时，物体越重，滑轮组的机械效率越高，则使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升时滑轮组的机械效率应大于90.9%，故③符合题意。故答案为：③。
（5）如果在静止时读出测力计拉力大小，因此没有滑轮与绳子等摩擦力，则测得的拉力F变小；由于没有了摩擦，额外功变小，在有用功不变的情况下，机械效率就会变大。
（6）①定滑轮的作用为：可以改变力的方向。②这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，由 ，可知，它们的机械效率相同。
【分析】（1）根据，求出机械效率；
（2）看清弹簧测力计的分度值，根据对应刻度读数；
（3）使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；
（4）使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；
（5）没有滑轮与绳子等摩擦力，则测得的拉力F变小；由于没有了摩擦，额外功变小，在有用功不变的情况下，机械效率就会变大；
（6）定滑轮的作用为：可以改变力的方向；根据，比较机械效率。
30．【答案】（1）匀速
（2）丙
（3）滑轮组的机械效率与重物上升高度无关
（4）1、3
（5）动滑轮越重
（6）A；B；C
【知识点】机械效率的计算；滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）为了准确测出滑轮组的机械效率，应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动。
（2）在第四次实验中，s=0.5m，h=0.1m，由s=nh可得n=5，即承担物重的绳子股数n=5，所以第4次实验是用丙图所示装置来完成的。
（3）通过比较实验1、2数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，物体上升的高度不同，滑轮组的机械效率相同，所以滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
（4）1、3两次实验，s=0.3m，h=0.1m，由s=nh可得n=3，使用同样的滑轮组，即使用的甲、乙两图，通过得出的实验数据可知提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高。
（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮的重力不同，机械效率不同，动滑轮越重机械效率越小。
（6） A．减轻动滑轮重力，在提升相同重物、提升相同高度时，减小额外功，而有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值增大，提高了滑轮组的机械效率；A符合题意；
B．由实验得出的结论可知，增大提升的物体重力，可以提高滑轮组的机械效率，B符合题意；
C．机械加润滑油，在提升相同重物、提升相同高度时，减小额外功，而有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值增大，提高了滑轮组的机械效率；C符合题意；
D．滑轮组的机械效率可见滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关，所以，增加重物上升高度，不能提高滑轮组的机械效率；D不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】（1）探究滑轮组的机械效率时，绳子移动要匀速直线运动；
（2）根据绳子的距离和物体移动的距离的关系，可以判断绳子的股数；
（3）使用相同滑轮组时，机械效率和物体的移动距离无关；
（4）滑轮组相同时，物体的重力越大， 机械效率越大；
（5）提升相同物体时，动滑轮越重，机械效率越低；
（6）减小动滑轮重力、增大物体重力、减小摩擦力，可以提高滑轮组的机械效率。
31．【答案】D
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】A．AB、CD两个斜面的高度相同，CD斜面比较长，沿CD斜面推动更省力，A不符合题意；
BC．AB、CD两个斜面的高度相同，货物的重力相同，由W=Gh可知克服货物重力做的功相同，两件货物推到顶端的时间未知，由可知工人克服货物重力做功的功率不一定相同，BC不符合题意；
D．沿斜面推动货物的过程中，速度不变，质量不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，机械能等于动能和势能之和，所以货物的机械能增大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】斜面的高度相同，斜面比较长的更省力；由W=Gh可知克服货物重力做的功相同；根据，判断功率大小；速度不变，质量不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，机械能等于动能和势能之和。
32．【答案】（1）解：客车和游客总重力G=mg=6000kg×10N/kg=6×104N
电动机对客车和游客所做的有用功W有用=Gh=6×104N×1000m=6×107J
即电动机对客车和游客所做的有用功为6×107J。
答：整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功为6×107J；
（2）解：由可得，整个过程所用时间
由可得，总功W总=Pt=80×103W×2.5×103s=2×108J
盘山公路的机械效率
即盘山公路的机械效率为30%。
答：盘山公路的机械效率为30%；
（3）解：由 可得，电动机的牵引力
即电动机的牵引力为2×104N。额外功W额=W总﹣W有用=2×108J﹣6×107J=1.4×108J
由W额=fs可得，汽车受到的阻力
即汽车受到的阻力为1.4×104N。
答：整个过程中，电动机的牵引力为2×104N，汽车受到的阻力为1.4×104N。
【知识点】功率计算公式的应用；速度公式及其应用；重力及其大小的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）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；
（2）利用路程和速度的比值，计算时间；根据功率和时间的乘积，计算总功；有用功和总功的比值，计算机械效率；
（3）根据功率和速度的比值，计算拉力的大小；根据总功和有用功的差，计算额外功，结合距离，计算摩擦力。
33．【答案】（1）解：由可得，深潜10000米时，海水对“奋斗者”号潜水器的压强为
由可得，海水对安装在潜水器驾驶舱前方面积为0.03m2的观测孔的压力为
答：深潜10000米时，海水对安装在潜水器驾驶舱前方面积为0.03m2的观测孔的压力是3×106N；
（2）解：由题意可知，“奋斗者”号的重力为
“奋斗者”离开水面后缓慢竖直上升7m后到达甲板，由可得，此过程滑轮对“奋斗者号”做的功为
答：在滑轮装置作用下，“奋斗者”离开水面后缓慢竖直上升7m后到达甲板，此过程滑轮对“奋斗者号”做的功为4.2×105J；
（3）解：由图中信息可知，滑轮组上承担重量的绳子股数为n=4，故该滑轮组的机械效率为
答：若绳子拉力F拉=2×104N，则该滑轮组的机械效率为75%。
【知识点】重力及其大小的计算；压强的大小及其计算；液体压强的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据液体密度和深度，可以计算液体压强，根据压强和受力面积的乘积，计算压力；
（2）根据物体的质量计算重力，利用力和距离的乘积，计算做功多少；
（3）根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。
34．【答案】（1）匀速
（2）丙
（3）无关
（4）1、3
（5）越小
（6）A；B；C
【知识点】机械效率的计算；滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）为了准确测出滑轮组的机械效率，应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动。
（2）根据表格中的数据可知，第4次实验时，钩码上升的高度为0.1m，绳端移动的距离为0.5m，根据公式s=nh可得
图甲中，绳子的承重段数n1=3；图乙中，绳子的承重段数n2=3；图甲中，绳子的承重段数n3=5，所以第4次实验是用丙图所示装置来完成的。
（3）通过比较1、2两次实验数据可知，滑轮组和提升物体的重力相同，绳子的承重段数相同，物体上升高度不同而机械效率相同，所以可以得出结论，使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
（4）根据表格中的数据可知，1、3两次实验，钩码上升的高度为0.1m，绳子自由端移动的距离为0.3m，根据公式s=nh可得
所以它们使用同样的滑轮组，即使用的是甲、乙两图，通过得出的实验数据可知，提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，所以可以得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。
（5）通过比较3、4两次实验数据可知，第3次实验使用的是乙图，第4次实验使用的是丙图，它们虽然提升物体的重力相同，但是第3次的机械效率大于第4次的机械效率，而且由图可知，乙中动滑轮的重力小于丙中动滑轮的重力，所以可得出结论：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越大。
（6）A．减轻动滑轮重根据（5）中结论可知，可以提高滑轮组的机械效率；A符合题意；
B．增加所提物体重根据（4）中结论可知，可以提高滑轮组的机械效率；B符合题意；
C．滑轮组的机械效率为
所以机械加润滑油，可以减小绳子端的拉力，根据上式可得，可以提高滑轮组的机械效率；C符合题意；
D．增加重物上升高度根据（3）中结论，不可以提高滑轮组的机械效率。D不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】（1）探究滑轮组的机械效率时，拉动测力计要匀速直线运动；
（2）根据绳子的距离和物体的距离的关系，判断滑轮组的股数；
（3）改变物体上升距离时，滑轮组的机械效率不变；
（4）探究机械效率和物体的重力关系时，要保持滑轮相同；
（5）探究机械效率和动滑轮重力的关系，要保持物体的重力相等；
（6）提高机械效率的方法有：增大物体的重力、减小动滑轮重力、减小摩擦力等于。
35．【答案】（1）解：由图乙可知，绳子自由端移动的距离为0~4m时，拉力为100N不变，此时物体没有露出水面，4~6m时，物体开始逐渐露出水面，拉力不断增大，6~8m时拉力为200N不变，此时物体完全离开水面，故物体在空中匀速上升过程中受到的拉力
由图可知
所以绳子自由端移动的距离
小雨做的功是
答：物体在空中上升1m，小雨做的功是1200J；
（2）解：由 可得，物体在空中上升1m做的有用功
由 可得，物体的重力
由 可得
答：动滑轮的重力是160N；
（3）解：物体没有露出水面之前，整个滑轮组受到的拉力为
所以，物体完全浸没时受到的浮力
根据 可得物体的体积
物体的面积
由丙图得
绳子末端的拉力
物体受到的拉力
物体对地面的压力
物体对地面的压强
答：物体对地面的压强是1500Pa。
【知识点】浮力大小的计算；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）根据总功和机械效率，计算有用功的大小，结合物体的距离，计算重力大小；根据滑轮组绳子的股数和物体的重力，计算动滑轮重力大小；
（3）根据物体受到的力，计算浮力大小；结合浮力和液体密度，计算排开液体的体积；利用体积和高度计算底面积；根据物体受到的力计算合力，根据压力和受力面积计算压强。
36．【答案】（1）解： 1s-2s内，由图甲可知拉力F=50N
由图丙可知距离h=1.25m
故路程为S=nh=3×1.25m=3.75m
由做功的计算公式可得，1s-2s内，拉力F做的功是多少W=FS=50N×3.75m=187.5J
答：1s-2s内，拉力F做的功是187.5J；
（2）2s-3s内，图甲可知拉力F=40N
由图乙可知v物=2.5m/s
则绳的移动速度为v绳=3v物=7.5m/s
由功率计算公式可得，2s-3s内，拉力F的功率为P=Fv绳=40N×7.5m/s=300w
答：2s-3s内，拉力F的功率是300W；
（3）由机械效率的计算公式可得，2s-3s内，滑轮组的机械效率为
答：2s-3s内，滑轮组的机械效率是83.3%。
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有三段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的3倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的三分之一，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。
37．【答案】（1）解：质量为3 kg的物体所受的重力：G＝mg＝3 kg×10 N/kg＝30 N
在水平面上受到的滑动摩擦力f＝0.1 G＝0.1×30 N＝3 N
（2）解：不计绳重及摩擦，则对动滑轮做的功为额外功：
已知η＝50%，因为物体匀速运动，则拉力等于摩擦力F1＝f＝3 N
代入数据得：
动滑轮的重：G动＝3 N
（3）解：在水平面上受到的滑动摩擦力f ′：
f ′＝0.1G′＝0.1×m′g＝0.1×12 kg×10 N/kg＝12 N
由图可知，有3段绳子承担重物，n＝3
绳子自由端移动的速度：v′＝nv＝3×0.1 m/s＝0.3 m/s
拉力：F＝ (f ′＋G动)＝ ×(12 N＋3 N)＝5 N
拉力F的功率：P＝ =Fv′＝5 N×0.3 m/s＝1.5 W
【知识点】功率计算公式的应用；力的合成与应用；滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】（1）由题意可知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，先求出物体的重力再计算出滑动摩擦力；
（2）由图可知，物体做匀速直线运动，所以物体受到的拉力大小等于摩擦力大小，即滑轮组中物体所受摩擦力所做的功为有用功，不计绳重及摩擦时动滑轮的重力所做的功为额外功，代入机械效率公式可得 ，代入数据计算出动滑轮的重力；
（3）由题意可知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，先求出物体的重力再计算出滑动摩擦力；由图可知绳子股数，根据计算出绳子端的拉力，绳子端移动的速度用计算，代入P=Fv计算出拉力的功率。
38．【答案】D
【知识点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】解： A．由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，
则绳子自由端移动的距离：s绳=ns物=2×10m=20m，
拉力F做的功：W总=Fs绳=20N×20m=400J，A不符合题意；
B．由v= 可得，物体运动的时间即绳端移动的时间：t= = 5s，
拉力F的功率： P= = 80W，B不符合题意；
C．忽略绳重和滑轮与轴间的摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，
则拉力做的额外功： W额=G动h≈G动S物= 10N×10m= 100J，
滑轮组对物体做的有用功： W有=W总-W额= 400J- 100J= 300J，C不符合题意；
D．滑轮组的机械效率： η= =75%，D符合题意。
故答案为： D．
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的2倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的一半，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。
39．【答案】C,D
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由图可知滑轮组中n=2，物体A受到的摩擦力为A受到重力的0.1倍，即
由于物体A匀速直线运动，则受到的拉力大小等于摩擦力大小即240N；当不计滑轮与绳之间的摩擦时，根据受力平衡分析可知
则动滑轮重为
由于题中未说明可忽略滑轮与绳之间的摩擦，实际上动滑轮重小于60N；物体A的移动速度为
则绳端移动速度为
工人师傅拉力的功率为
有用功为
总功为
该装置的机械效率为
故答案为：CD。
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有三段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的3倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物体重力的三分之一，拉力为物重和滑轮重之和的三分之一，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。
40．【答案】（1）解：在0~1s内，由图乙可知，拉力F1=450N，绳子自由端移动的距离为s1=nh1=3×0.5m=1.5m
拉力做的功为W总1=F1s1=450N×1.5m=675J
答：在0~1s内物体A上升了0.5m，此过程中拉力做了675J的功；
（2）解：在1~3s内，由图乙可知，拉力F2=400N，由图丙可知，物体上升的速度为v=1.0m/s，拉力做功的功率为
答：在1~3s内拉力做功的功率为1200W；
（3）解：在1~3s内，物体上升的高度为h2=vt=1.0m/s×2s=2m
故克服物体重力做的功为W有=Gh2=960N×2m=1920J
绳子自由端移动的距离为s2=nh2=3×2m=6m
拉力做的功为W总2=F2s2=400N×6m=2400J
滑轮组的机械效率为
答：在1~3s内滑轮组的机械效率是80%。
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】 （1）根据力和距离的乘积，可以计算做功的多少；
（2）根据力和速度的乘积，计算功率的大小；
（3）根据速度和时间的乘积计算路程；根据力和距离的乘积计算功的大小；根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。
41．【答案】（1）解：由题意中车得质量m车=3t=3×103kg
则汽车对地面压力F压=G车=m车g=3×103kg×10N/kg=3×104N
则车对地面压强
答：故障车静止时对地面的压强为6×105Pa；
（2）解：由题意得车受到阻力F阻=0.08G车=0.08×3×104N=2.4×103N
答：故障车受到地面的阻力为2.4×103N；
（3）解：由图可知该滑轮组绳子承重段数n=3，自由端移动距离s=3×3m=9m
拉力做功W=Fs=1×103N×9m=9×103J
拉力的功率
答：拉力F的功率为300W；
（4）解：拉力做的有用功W有=F阻s车=2.4×103N×3m=7.2×103J
拉力做的总功W总=Fs=1×103N×9m=9×103J
滑轮组的机械效率
答：该滑轮组的机械效率80%。
【知识点】功率的计算；重力及其大小的计算；压强的大小及其计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力，根据水平面上物体的重力计算压力；利用压力和受力面积的比值， 计算压强；
（2）利用摩擦力和重力的关系，计算摩擦力的大小；
（3）根据力和距离的乘积计算做功多少，功和时间的比值， 计算功率；
（4）根据力和距离的乘积计算功的大小，拉力和移动的距离的乘积计算总功，有用功和总功的比值， 计算机械效率。
42．【答案】1800N；800N
【知识点】重力及其大小的计算；机械效率的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】石材在水平方向上做匀速直线运动，受到的阻力为石材重的 0.1 倍，所以石材受到的阻力为；
在石材移动 10s 过程中， 石材路程是是s1=1m，由图甲可知拉力F移动路程是s2=3s1=3m， 滑轮组的机械效率为75%，所以，所以F=800N。
【分析】由阻力为石材重的 0.1 倍计算阻力大小，克服摩擦力做功是有用功，拉力做功是总功，关键要清楚拉力移动距离和石块移动距离的关系，然后由即可计算拉力大小。
43．【答案】A,D
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【解答】A．用弹簧测力计先直接拉动物块在水平桌面上做匀速直线运动，弹簧测力计对物块的拉力与物块受到的摩擦力是一对平衡力，由于弹簧测力计示数为2N，所以物块在水平桌面上受到的摩擦力为2N；再按图甲组装滑轮组拉动物块在水平方向上运动时，因为物块对桌面的压力大小和接触面的粗糙程度都不变，所以物块受到的滑动摩擦力不变，仍为2N，A符合题意；
B．如图丙所示，在2~4s时间段，物块做匀速直线运动，物块受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，即物块受到的拉力为2N，B不符合题意；
C．如图甲，滑轮组绳子的有效段数为n=3，在2~4s时间段，如图乙，拉力F=0.8N；如图丙，v物=0.1m/s，则绳子自由端移动的速度为v绳=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s
则拉力F的功率为P=Fv绳=0.8N×0.3m/s=0.24W
C不符合题意；
D．滑轮组的机械效率为
D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】根据二力平衡，结合拉力可以计算摩擦力；根据滑轮组的绳子股数，结合物体的速度可以计算绳子的速度；根据拉力和速度的乘积，计算功率的大小；根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。
44．【答案】（1）乙
（2）越低
（3）0.3；83.3%；同一滑轮组（动滑轮重力一定时），物重越大，滑轮组机械效率越高
（4）刻度尺； ×100%
（5）12
【知识点】机械效率的计算；滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）根据s= nh可知，第二次实验中，绳子的有效段数n= = =4
因此选择乙装置进行实验。
（2）根据s=nh可知，第一次实验绳子的有效段数为3，实验2中n=4，显然实验1是选择甲图进行实验的，实验2是选择乙图进行实验的（乙图动滑轮的个数多），且提升物体的重力相同，实验1的机械效率大于实验2的机械效率，故可得出的结论是：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低。
（3）实验1是选择甲图进行实验的，故第3次实验也是选择甲图进行实验，因此表中第3次实验中空缺的数据应为：绳端移动距离s'=n'h'=3×0.1m=0.3m
机械效率η= = = ≈83.3%
因第1、3次实验用同一滑轮组做的实验，故比较第1次实验和第3次实验数据，第3次物体较重，机械效率也较高，可得出结论：使用同一滑轮组，提升物体的重力越大机械效率越高。
（4）滑轮组结构一定时，即n一定，机械效率η= = = = ×100%
因此已知提升物体绳子的股数时，只需要测量G和F，因此测量工具只需要弹簧测力计，不需要刻度尺。
由以上推导可知，滑轮组结构一定时，机械效率的表达式通式为η= ×100%
（5）忽略绳重和摩擦，则克服动滑轮的重做的功为额外功的唯一来源故有η= = = ×100%
由图丁图像可知，当动滑轮重为4N时，机械效率为75%，故有75%= ×100%
解得G=12N
即被提升物体的重力为12N。
【分析】（1）根据物体移动的距离和滑轮组绳子的距离关系，可以判断绳子股数；
（2）物体的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小；
（3）根据物体的距离和绳子股数，可以计算绳子的长度；结合物体的重力和高度计算有用功，利用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；使用同一滑轮组，提升物体的重力越大机械效率越高；
（4）测量滑轮组机械效率时，可以不能测量距离；
（5）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。
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