?沪科版物理八年级第十章机械与人第五节 机械效率

沪科版物理八年级第十章机械与人第五节 机械效率
一、选择题（共17小题）
1．工人用滑轮组把一箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，机械效率提高了，则加润滑油后工人提升同样的重物时，做功的（　　）
A．有用功不变，总功减小 B．有用功增加，总功增加
C．有用功减小，总功减小 D．有用功减小，总功不变
【答案】A
【知识点】滑轮组及其工作特点；有用功和额外功
【解析】【解答】解：加润滑油后工人提升同样重物时，物重不变、提升高度不变（都提升到五楼）。根据 可知，有用功不变；但加了润滑油，工人用的力肯定就比较小了，而同样是把货物拉到五楼，拉力小了，则做的总功减小了。所以滑轮组的机械效率提高了，故只有A符合题意。
故答案为：A。
【分析】结合η＝ ×100%及W总＝W有+W额进行分析即可.
2．用一动一定的滑轮组提升一个重2N的物体，在绳子末端施加0.8N的竖直方向的拉力使之匀速上升，下列说法中正确的是（　　）
A．滑轮组的机械效率是83.3%
B．滑轮组的机械效率是66.7%
C．绳子自由端移动的速度与物体上升的速度相同
D．绳子自由端移动的速度是物体上升速度的两倍
【答案】A
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】解：由一个定滑轮、一个动滑轮构成的滑轮组中，n＝2或n＝3，
不计摩擦、绳重、动滑轮重时，拉力F＝ G，
但实际上存在摩擦、绳重、动滑轮重，所以实际拉力F＞ G，
所以nF＞G，即0.8N×n＞2N，
解得n＞2.5，
则滑轮组应由三段绳子承但物重，绳端移动的距离s＝3h，
且绳端上升的速度为物体上升速度的3倍，CD不符合题意；
该滑轮组的机械效率：η＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝83.3%，A符合题意、B不符合题意。
故答案为：A。
【分析】不计摩擦、绳重、动滑轮重时，拉力F＝ G；利用η＝ ＝ ＝ ＝ 求得滑轮组的机械效率.
3．有一种重心在支点处的杠杆，他与转轴间的摩擦较小，因此机械效率很高。若用这种杠杆将质量为18kg的物体匀速提升50cm的过程中，杠杆的机械效率为90%，则在提升该物体的过程中（g取10N/kg）（　　）
A．有用功为9J B．杠杆自重不做额外功
C．总功为10J D．该杠杆为省力杠杆
【答案】B
【知识点】杠杆的分类；杠杆的机械效率
【解析】【解答】解：A、有用功W有用＝Gh＝mgh＝18kg×10N/kg×0.5m＝90J，A不符合题意；
B、重心在支点处的杠杆，重心的位置不变，没有克服杠杆自重做额外功，B符合题意；
C、根据η＝ 可知，总功W总＝ ＝ ＝100J，C不符合题意；
D、重心在支点处的杠杆，其动力臂和阻力臂的大小关系不知道，所以无法判断它属于哪种类型的杠杆，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据W=Gh=mgh求出有用功；重心在支点处的杠杆，没有克服杠杆自重做额外功（有力无距离
根据η＝ 求出总功.
4．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率 与物重 的关系，改变，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出 与 关系如图乙所示，若不 计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（　　）
甲： 乙：
A．此滑轮组动滑轮的重力为 2N
B．当 ＝6N 时，机械效率约为 η＝66.7%
C．同一滑轮组 随 的增大而增大，最终将超过 100%
D． 不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变
【答案】B
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A、由图象可知，当G＝12N时，η＝80%，不计绳重和摩擦，则 ，即80%＝ ，解得 ＝3N，A不符合题意B、当 ＝6N时，此时的机械效率： ×100%≈66.7%．B符合题意。C、由图象可知，同一滑轮组 随 的增大而增大，由题知，不计绳重和摩擦；使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式 知，机械效率一定小于1，即同一滑轮组机械效率 随 的增大而增大，但最终不能超过100%，C不符合题意；
D、 不变，改变图甲中的绕绳方式，如下图所示， ；因为此图与题中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功： ，则额外功 相同，又因为 ，所以总功相同，由 知，两装置的机械效率相同，即 ；所以， 不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率不变，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】拉力做的功是总功，克服重力做功为有用功，两者相除即为机械效率。
5．如图所示，用完全相同的两个滑轮绕成了甲、乙两个滑轮组（不计绳重和摩擦），在 的拉力作用下分别将重为 的两个物体匀速提升相同的高度，若 ，提升重物的拉力 所做的功分别为 ，机械效率分别为 ，则下列判断正确的是（　　）
甲： 乙：
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】机械效率的大小比较
【解析】【解答】用两个相同的滑轮组将物体提升相同的高度，且 。根据 可知，有用功的关系为： ；两个完全相同的两个滑轮组，提升相同的高度，绳重和摩擦不计，额外功相同，根据 可知， ；由 可知， ．所以BCD不符合题意，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
6．小明用如图两个不同的滑轮组，在相同时间内分别用相同的拉力F将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η1、η2，拉力F的功率P1、P2，下列关系正确的是（　　）
A．P1：P2＝2：3 η1：η2＝3：2
B．P1：P2＝1：1 η1：η2＝2：3
C．P1：P2＝3：2 η1：η2＝1：1
D．P1：P2＝2：3 η1：η2＝1：1
【答案】A
【知识点】功率的计算；滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：第一幅图中n＝2，第二幅图中n＝3，
由题知，拉力相同，升高相同的高度，且时间相同，
根据P＝ ＝ ＝ 可知，拉力F的功率之比为： ＝ ＝ 。
同一重物的重力相同，且拉力相同，
根据η＝ ＝ ＝ 可知，两滑轮组的机械效率之比为： ＝ ＝ 。
故答案为：A。
【分析】结合图像，利用根据P＝ ＝ ＝ 求得拉力F的功率之比；再利用η＝ ＝ ＝ 求得两滑轮组的机械效率之比.
7．如图所示。利用动滑轮提升一个重为G的物块。不计绳重和摩擦，其机械效率为60%，要使此滑轮的机械效率达到75%，则需要提升重力为G的个数为（　　）
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
【答案】A
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：提升一个重为G的物块时，因不计绳重和摩擦，
所以，由η＝
＝
＝
可得，动滑轮的重力：
G动＝
×G＝
×G＝
G，
设提升n个物块时，滑轮组的机械效率为75%，
因不计绳重和摩擦，则η′＝
，即75%＝
，
解得：n＝2。
故答案为：A。
【分析】η＝
＝
＝
先求得动滑轮的重力，再利用此式求得
滑轮的机械效率达到75%时需要提升重力为G的个数.
8．如图所示，用甲乙两个相同的滑轮将同样的钩码缓慢提升相同的高度，已知滑轮重小于钩码重，且不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（　　）
甲： 乙：
A． 大小相等
B．甲的机械效率比乙高
C．甲中绳的自由端移动的距离比乙大
D．甲中绳的自由端移动的速度和乙相等
【答案】B
【知识点】机械效率的大小比较
【解析】【解答】由图知，甲是定滑轮绳子的有效股数为1，乙是动滑轮绳子的有效股数为2；A．根据定滑轮和动滑轮的特点可得， ，由滑轮重小于钩码重知， ，A不符合题意；B．不计绳重和摩擦时，甲拉力做的总功和克服物体重力做的有用功相等，其机械效率等于100%；乙拉力做的总功等于克服物体重力和动滑轮重力做的功，其机械效率小于100%，则甲的机械效率比乙高，B符合题意；C．由s＝nh可知 ，即甲中绳的自由端移动的距离比乙小，C不符合题意；D．用甲乙两个相同的滑轮将同样的钩码缓慢提升相同的高度，物体运动的速度相等，由 可知，甲中绳的自由端移动的速度小于乙，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】用滑轮提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
9．小明和兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究斜面的机械效率，同学对实验过程和装置发表了下列不同的看法，其中正确的是（　　）
A．斜面的机械效率与木块被拉动的距离是无关的
B．匀速拉动木块时，拉力与摩擦力是一对平衡力
C．斜面的坡度越小，斜面的机械效率越大
D．匀速拉动时，木块要克服摩擦力做有用功
【答案】A
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】解：A、因为斜面的机械效率为η＝ ＝ ，而木块匀速运动时，拉力F和物重G不变，h与S的比值也不变，所以η不变，即斜面的机械效率与木块被拉动的距离无关，A符合题意；
B、物块在斜面上匀速运动时，沿斜面向上受到拉力作用，沿斜面向下受到摩擦力和重力沿斜面的分力作用，所以拉力和摩擦力不是平衡力，B不符合题意；
C、斜面高度与物体重力相同时，斜面越长、坡度越小，摩擦力越大，克服摩擦力做额外功就越多，斜面的机械效率越低，C不符合题意；
B、因为物体沿斜面上升时，要克服摩擦力做功，木块要克服摩擦力做额外功。D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用η＝ ＝ 分析斜面机械效率的影响因素.此过程中，要克服摩擦力做功，木块要克服摩擦力做额外功.
10．某人将一箱书搬上楼，可以有两种搬法：一是把所有的书一起搬上楼，二是先搬一部分上楼，再搬剩下的部分，假设他上楼速度相同，则比较这两种方法搬书的功率和机械效率，说法正确的是（　　）
A．有用功相同，总功相同，机械效率相同
B．有用功相同，总功相同，功率相同
C．用方法一搬书时做功少，功率大，机械效率高
D．用方法二搬书时做功多，功率大，机械效率高
【答案】C
【知识点】机械效率的计算；有用功和额外功
【解析】【解答】解：这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，由W＝G
书h可知，两次所做的有用功相等；
用方法一所做的额外功为一次克服自身重力所做的功，而方法二所做的额外功是两次克服自身重力所做的功，
因此方法二的额外功大于方法一的额外功，则方法二的总功大于方法一的总功，即用方法一搬书时做功少；
由η＝
可知，η1＞η2，即用方法一搬书时机械效率高。
因上楼的速度相同，方法二需要上楼二次，所以方法二所用时间长；
由P＝
可知：P1＞P2，即用方法一搬书时功率大。
综上分析可知，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用W
有用=Gh比较有用功大小，利用功率公式P=
比较功率大小；利用
η＝ 比较机械效率大小.注意方法一所做的额外功为一次克服自身重力所做的功，而方法二所做的额外功是两次克服自身重力所做的功.
11．一个滑轮组经改进后提高了机械效率，现用它把同一个物体提升相同的高度，则改进后与改进前相比（　　）
A．有用功减少，总功减少了
B．总功减少，额外功增加了
C．有用功不变，额外功减少了
D．总功、有用功、额外功均减少了
【答案】C
【知识点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】解：AD、把同一物体匀速提升同样的高度，由W有用＝Gh可知，前后两次做的有用功不变，此AD不符合题意；
BC、有用功一定，机械效率增加，由公式η＝ ＝ 知：总功减小，额外功减小。C符合题意、B不符合题意。
故答案为：C。
【分析】结合W有用＝Gh可知前后两次做的有用功不变，再结合公式η＝ ＝ 分析理解.
12．如图所示，甲乙两个滑轮组，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物 提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是（　　）
甲： 乙：
A．若 ，拉力做的有用功相同
B．若 ，拉力做的总功相同
C．若 ，甲的机械效率小于乙的机械效率
D．用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
【答案】A
【知识点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】A、若 ，把物体提升相同的高度，根据 可知，拉力做的有用功相同，A符合题意；B、若 ，把物体提升相同的高度，则甲乙所做的有用功相同；甲滑轮组中有一个动滑轮，乙滑轮组中有两个动滑轮，所以若把物体提升相同的高度，乙滑轮组做的额外功多，根据 可知，乙做的总功大于甲做的总功，B不正确；C、根据公式 分析，若 ，把物体提升相同的高度，则甲乙所做的有用功相同，乙滑轮组做的额外功多，乙做的总功大于甲做的总功，所以甲的机械效率大于乙的机械效率，C不正确。D、用同一个滑轮组提起不同的重物，所做的额外功不变，有用功发生变化，所以有用功在总功中所占的比例会发生变化，所以机械效率会变化，所以D不正确。
故答案为：A。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
13．如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率n与物重 的关系，改变 ，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与 关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（　　）
甲： 乙：
A．同一滑轮组机械效率 随 的增大而增大，最终将超过100%
B． 物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变
C．此滑轮组动滑轮的重力为2N
D．当 ＝6N时，机械效率η＝66.7%
【答案】D
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A、使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式 可知机械效率一定小于1，所以结合图象可知，同一滑轮组机械效率η随 的增大而增大，但最终不能超过100%，A不符合题意；B、 不变，改变图甲中的绕绳方式，如图所示， ；因为此图与题中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功： ，即额外功 相同，又因为 ，所以总功相同，由 可知，两装置的机械效率相同，即 ．B不符合题意；C、由图可知，n＝3，G＝12N，此时η＝80%，忽略绳重及摩擦，则 ，即80%＝ ，解得 ＝3N，C不符合题意；D、 ＝6N时，机械效率 ×100%≈66.7%．D符合题意。
故答案为：D。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
14．用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A，要求滑轮的个数要用完（未画出），实验中，拉力F随时间t变化的关系如图甲所示，物体A上升的速度v随时间变化的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，在1～2s内，滑轮组的机械效率为80%，则下列判断中正确的是（　　）
甲： 乙：
A．物体A的重为1500N
B．动滑轮的重为400N
C．物体A从静止开始上升1s后，拉力的功率为500W
D．若将物体A换成重为900N的物体B，则在匀速提升物体B的过程中，滑轮组的机械效率将变为75%
【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】用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A，要求滑轮的个数要用完，则承担物重和动滑轮重的绳子段数为3，如图所示： AB、已知在1s～2s内，滑轮组的机械效率为80%，由甲图可知，在1～2s内拉力F＝500N，由 可得物体A的重：
＝3×500N×80%＝1200N，A不符合题意；不计绳重和摩擦，根据 得动滑轮的重： ＝3×500N﹣1200N＝300N，B不符合题意；C、由甲图知，1s后的拉力F＝500N，由乙图可知1s后物体的速度 ＝1m/s，则绳子自由端移动的速度 ＝3×1m/s＝3m/s，所以拉力F的功率： ＝500N×3m/s＝1500W；C不符合题意；D、若将重物A的重力减小为900N，由于滑轮组不变，不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率： ×100%＝75%，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系；用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
15．如图所示，用滑轮组拉动重为70N的物体A，用10秒时间使物体A在水平方向匀速移动了5m，所用拉力F为20N，地面对物体A的摩擦力为30N．以下说法不正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的距离是10m B．克服摩擦做的有用功是150J
C．滑轮组的机械效率为75% D．拉力F做功的功率为10W
【答案】D
【知识点】功率的计算；滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】解：A、由图可知，n＝2，
则绳子自由端移动的距离：s＝2s物＝2×5m＝10m，A符合题意；
B、地面对物体A的摩擦力f＝30N，s物＝5m，
克服摩擦做的有用功：W有用＝fs物＝30N×5m＝150J，B符合题意；
C、拉力F做的功：W总＝Fs＝20N×10m＝200J，
滑轮组的机械效率：
η＝ ＝ ×100%＝75%，C符合题意。
D、拉力做功的功率：
P＝ ＝ ＝20W，D不符合题意。
故答案为：D。
【分析】绳子自由端移动的距离s＝ns物；利用W有用＝fs物求得克服摩擦做的有用功，利用W总＝Fs求得拉力F做的功，利用P＝ 求得拉力做功的功率，再利用η＝ 求得滑轮组的机械效率.
16．如图所示，工人用300N的力将重为500N的物体在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，在此过程中（　　）
A．绳子自由端移动的距离为6m B．动滑轮重100N
C．拉力做功的功率为100W D．滑轮组的机械效率为60%
【答案】B
【知识点】功率的计算；滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】解：A、由图可知，n＝2，则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×2m＝4m，A不符合题意；
B、忽略绳重和摩擦，由F＝
（G+G动）可得，动滑轮的重：
G动＝nF﹣G＝2×300N﹣500N＝100N，B符合题意。
C、绳子自由端移动的速度：v＝
＝
＝0.4m/s，
根据P＝Fv＝300N×0.4m/s＝120W，C不符合题意；
D、根据η＝
＝
＝
＝
＝
＝83.3%，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用W
有用=Gh求出有用功.利用W
总=Fs=Fnh求拉力做功；再利用功率公式P=
求拉力做功的功率；利用
η＝ 计算滑轮组的机械效率.
17．如图所示的滑轮组拉着质量为10kg的物体M在水平桌面上做匀速直线运动。如果拉力F＝5N，物体M的速度v＝0.2m/s，滑轮组的机械效率为80%．下列说法中正确的是（　　）
A．物体M受到合力为零
B．物体M受到的摩擦力为15N
C．绳子自由端移动的速度为0.4m/s
D．拉力F每秒钟做功为2J
【答案】A
【知识点】滑轮（组）的机械效率；滑轮与功的综合题
【解析】【解答】解：由图可知，动滑轮上的绳子段数n＝3；
A、物体M做匀速直线运动，处于平衡状态，所以物体M受到的合力为0，A符合题意；
B、绳子自由端移动的距离s＝3s物，
滑轮组的机械效率η＝ ＝ ＝ ＝ ，
所以物体M受到的摩擦力：f＝3Fη＝3×5N×80%＝12N，B不符合题意；
C、由于三段绳子拉着物体，所以绳端移动速度为物体移动速度的3倍，
即v绳＝3v＝3×0.2m/s＝0.6m/s，C不符合题意；
D、拉力F的功率P＝Fv绳＝5N×0.6m/s＝3W，
拉力F每秒做功为W＝Pt＝3W×1s＝3J，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】物体M做匀速直线运动，处于平衡状态，利用η＝ ＝ 求得摩擦力大小.绳子自由端移动的距离s＝ns物；绳端移动速度为物体移动速度的n倍，利用P＝Fv绳计算拉力F的功率，再利用W＝Pt求得拉力F每秒做的功.
二、多选题（共5小题）
18．利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力 分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（　　）
甲： 乙：
A．力 做功的功率大
B．甲滑轮组做的有用功较大
C．乙滑轮组的机械效率高
D．甲滑轮组做的总功较大
【答案】C,D
【知识点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】A、由图知，甲滑轮组由3段绳子承担物重（即 ＝3），乙滑轮组由2段绳子承担物重（即 ＝2），在相同的时间内两物体提升的高度相同，则两物体上升速度相同，由 可知，甲绳端移动速度大于乙绳端移动速度。拉力F相同，甲绳端移动速度大，根据 可知，F1做功的功率大，A不符合题意；B、已知滑轮组把质量相等的重物提升到相同的高度，由公式 知，两个滑轮组做的有用功相同；B不符合题意；C、甲滑轮组由3段绳子承担物重，所以绳端移动的距离 ，则甲滑轮组的机械效率为： ；乙滑轮组由2段绳子承担物重，所以绳端移动的距离 ，则乙滑轮组的机械效率为： ，由于两拉力相同、物重相同，所以比较可知乙滑轮组的机械效率高，C符合题意；D、由于两拉力相同，且绳端移动的距离 ，所以，由 可知甲滑轮组做的总功较大，D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
19．某工人利用图所示装置提升重物，工人的质量为70kg，双脚与地面的接触面积为500cm2，重物重800N，滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，工人用拉力F在4s内将重物匀速提升2m，此装置的机械效率为80%，（取g＝10N/kg）则下列说法正确的是（　　）
A．工人做的额外功是400J B．拉力F的功率是500W
C．工人对地面的压强是4000Pa D．动滑轮的重力为400N
【答案】A,B,C
【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；滑轮组及其工作特点；有用功和额外功
【解析】【解答】由图知，承担物重的绳子有n＝2股。A、拉力做的有用功： ＝800N×2m＝1600J，由 可得，拉力做的总功： ＝2000J，因为 ，所以工人做的额外功： ＝2000J﹣1600J＝400J．A符合题意；B、拉力的功率： ＝500W．B符合题意；C、工人的重力： ＝mg＝70kg×10N/kg＝700N，拉力端移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m，由 可得，工人的拉力： ＝500N，工人对地面的压力： ＝700N﹣500N＝200N，工人对地面的压强： ＝4000Pa．C符合题意；D、滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，则拉力 ，所以动滑轮重力： ＝2×500N﹣800N＝200N．D不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系；用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
20．某实验小组分别用如图所示的甲乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速把相同的重物提升相同的高度，所用的拉力分别为 ，拉力F所做的功分别为 ，机械效率分别为 ，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
甲： 乙：
A． ； B． ；
C． ； D． ；
【答案】A,C
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：不计绳重及摩擦，则拉力 ，由图可知 ＝2， ＝3，
则绳子受的拉力： ， ，故 ；
不计绳重和摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同， ， ，
所以，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，即W1＝W2，
则由 可知，滑轮组的机械效率相同，即 ．AC符合题意。
故答案为：AC。
【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系；用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
21．用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m，已知动滑轮重30N，不计摩擦和绳重，则（　　）
A．利用滑轮组所做的有用功是900J
B．绳子自由端移动的速度是0.9m/s
C．拉力的功率是99W
D．滑轮组的机械效率是80%
【答案】A,C
【知识点】功率的计算；滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】解：A、利用滑轮组所做的有用功：
W有用＝Gh＝300N×3m＝900J，A符合题意；
B、由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2h＝2×3m＝6m，
绳子自由端移动的速度v＝
＝
＝0.6m/s，B不符合题意；
C、不计摩擦和绳重，拉力F＝
（G+G轮）＝
（300N+30N）＝165N，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝165N×6m＝990J。
拉力做功的功率：
P＝
＝
＝99W，C符合题意；
D、滑轮组的机械效率：
η＝
＝
×100%≈90.9%，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】利用W
有用=Gh求出有用功.利用v＝
求得
绳子自由端移动的速度 ；利用W
总=Fs=Fnh求拉力做功；再利用功率公式P=
求拉力做功的功率；利用
η＝ 计算滑轮组的机械效率.
22．小明想改进如图所示滑轮组来提高其使用中的机械效率，不计绳重和摩擦，以下做法可行的有（　　）
A．增大提升物体的速度 B．换用质量较小的动滑轮
C．改变滑轮组中绳子的绕法 D．增大每次提升物体的质量
【答案】B,D
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：A、增大提升物体的速度，会同倍数的增大拉力端移动速度，不会改变拉力端移动距离s与物体上升高度的关系，而滑轮组的机械效率η＝ ＝ ＝ ＝ ，则滑轮组的机械效率不会改变，A不符合题意；
B、换用质量较小的动滑轮，减小了动滑轮重力，不计绳重和摩擦，减小了额外功，有用功不变，减小了总功，有用功与总功的比值变大，机械效率变大，可以提高滑轮组的机械效率，B符合题意；
C、改变滑轮组中绳子的绕法，如图：
不计绳重和摩擦，η＝ ＝ ＝ ，动滑轮重力不变，提升重物不变，有用功与总功的比值不变，机械效率不变，不能提高滑轮组的机械效率，C不符合题意；
D、增大每次提升物体的质量（重力），不计绳重和摩擦，额外功不变，有用功增大，有用功在总功中所占的比例变大，机械效率变大，可以提高滑轮组的机械效率，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】结合题意，利用η＝ ＝ = ＝ 分析理解即可.
三、填空题（共10小题）
23．（2018九上·宜兴月考）如图所示，用滑轮组将1.5kg的物体匀速提高0. 5 m，拉力F为10N，则总功为　 　J，滑轮组机械效率为　 　。若增加所提动滑轮的重力，滑轮组机械效率　 　(变大/变小/不变)。（不计绳重和摩擦，g取l0N/kg)
【答案】10；75%；减小
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由图可知，n=2，则拉力端移动距离：s=2h=2×0.5m=1m，.有用功为：W有用=Gh=mgh=1.5kg×10N/kg×0.5m=7.5J；拉力做的总功为：W总=Fs=10N×1m=10J，滑轮组的机械效率：η= = ×100%=75%；(3) 增加所提动滑轮的重力，额外功增加，有用功不增加，据η= 可知，滑轮组机械效率减小。
故答案为：10；75%；减小.
【分析】利用W=Gh=mgh求有用功；拉力端移动距离s=2h，利用W=Fs求总功，再利用效率公式η= 求滑轮组的机械效率；结合题意，利用η= 分析理解.
24．某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重500N，沿斜面所用拉力400N，则斜面的机械效率是　 　。若仅使斜面的倾角逐渐增大，沿斜面向上的拉力将逐渐　 　，此斜面的机械效率将逐渐　 　（后两空选填“增大”、“不变”或“减小”）。
【答案】75%；增大；增大
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】解：（1）G＝500N，h＝3m，
做的有用功为：W有用＝Gh＝500N×3m＝1500J，
又因为s＝5m，F＝400N，
所以拉力做的总功为：W总＝Fs＝400N×5m＝2000J。
则斜面的机械效率为：η＝ ×100%＝ ×100%＝75%。（2）若仅使倾角θ逐渐增大（即斜面变陡），拉动物体越费力，即沿斜面向上的拉力将逐渐增大；（3）其他条件不变，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高。
故答案为：75%；增大；增大。
【分析】利用W有用＝Gh求得有用功，利用W总＝Fs求得总功，再利用η＝ ×100%计算斜面的机械效率.其他条件不变，斜面倾斜度越大，拉力越小，机械效率越高.
25．如图所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物体沿水平地面向左匀速直线运动了2m，物体与地面的滑动摩擦力为50N，则绳子自由端沿水平方向移动了　 　m，拉力所做的有用功是　 　 J，总功　 　J，滑轮组的机械效率为　 　。
【答案】6；100；120；83.3%
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】（1）由图可知，n＝3，绳子移动的距离：s＝nL＝3×2m＝6m，拉力做的总功： ＝20N×6m＝120J；（2）滑轮组所做有用功： ＝50N×2m＝100J；（3）滑轮组的机械效率 ×100%＝80%。
故答案为：6；100；120；83.3%。
【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系；用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
26．请在图中用笔画线代替绳子，将两个滑轮连成滑轮组，要求人往下拉绳使重物升起。现在用这个装置将重为400N的货物竖直匀速提高了2m，他所做的有用功是　 　J，已知该滑轮组的机械效率为80%，工人的拉力是　 　N．要提高该滑轮组的机械效率，你的方法是　 　。
【答案】800；250；增加提升的物重
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算；滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】（1）人向下拉绳使重物升起，说明绳子最后绕过的是定滑轮，按此反向绕线，则绳子的起始端应系在定滑轮的挂钩上，如图所示： ；（2）他所做的有用功: ＝400N×2m＝800J；（3）由图知n＝2，拉力端移动距离s＝2h，滑轮组 ，则工人的拉力： ＝250N；（4）要提高机械效率，要尽量减小额外功、增大有用功，可增大使用滑轮组提升的物重、在转轴上加润滑油、减轻动滑轮的自重等。
故答案为：如图所示；800； 250；增加提升的物重。
【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系；用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
27．重为10N的重物A静止在水平桌面上，利用如图所示的装置将它匀速提升0.1m，若绳重和摩擦不计，当拉力为4N时A未被拉起；当拉力增大到6N时，A恰好被匀速提升。
（1）A未被拉起时对桌面的压力为　 　N；
（2）A被匀速提升10cm过程中滑轮组的机械效率为　 　。
（3）若仍用此装置将另一个重为20N的重物B同样匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率将　 　（选填“变大”、“不变”或“变小”）
【答案】（1）4
（2）83.3%
（3）变大
【知识点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】（1）由图知，n＝2，绳重和摩擦不计，当拉力 ＝6N时，A恰好被匀速提升，则 ，则动滑轮重力： ＝2×6N﹣10N＝2N，当拉力 ＝4N时，A未被拉起，此时拉力： ，滑轮组对A的拉力： ＝2×4N﹣2N＝6N，此时对桌面的压力： ＝10N﹣6N＝4N；（2）A被匀速提升10cm过程中，滑轮组的机械效率： ×100%≈83.3%；（3）若仍用此装置将另一个重为20N的重物B同样匀速提升10cm，提升的物重变大，做的有用功变大；绳重和摩擦不计，额外功不变，有用功与总功的比值变大，即机械效率变大。
故答案为：（1）4；（2）83.3%；（3）变大。
【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系；用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
28．如图所示，用实验室中的滑轮组将重为60N的物体，以0.5m/s的速度匀速上升1.2m。
（1）若拉力是30N，则此时滑轮组的机械效率为　 　；
（2）若摩擦和绳重忽略不计，保持物体上升的速度不变，将物体提升到2.0m的高度，则下列物理量没有变化的是　 　（填写序号）；
①机械效率②对滑轮组做的额外功③拉力的总功④拉力的功率
（3）保持拉力30N不变，动滑轮的重力是20N，若摩擦和绳重产生的额外功始终占总功的10%，要使该滑轮组的机械效率 ＝60%，则所吊物体的重力是　 　N。
【答案】（1）66.7%
（2）①④
（3）40
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：（1）由图知n＝3，此时滑轮组的机械效率：
η＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ×100%≈66.7%；（2）若摩擦和绳重忽略不计，动滑轮重不变，但提升高度增加了，由W额＝G动h 可知，额外功会增大，
保持物体上升的速度不变，根据P＝ ＝ ＝Fv可知，拉力的功率不变，
将物体提升到2.0m的高度，由W有用＝Gh可知，有用增大，根据W总＝W有用+W额可知，总功变大；
由η＝ ＝ ＝ 可知，机械效率不变；（3）当机械效率 ＝60%，摩擦和绳重等产生的额外功始终是总功的10%，
所以有用功W有用＝G′h＝60%W总，﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
摩擦和绳重产生的额外功始终占总功的10%：W额摩擦和绳＝10%W总，﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
则W有用+G动h＝W总，﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①②③解得G′＝40N；
故答案为：（1）66.7%；（2）①④；（3）40。
【分析】（1）利用η＝ ＝ ＝ ＝ 计算滑轮组的机械效率.
（2）若摩擦和绳重忽略不计，由W有用＝Gh、W额＝G动h 可知有用功、额外功变化情况，根据W总＝W有用+W额可知总功变化情况；总功根据P＝ ＝ ＝Fv可知拉力的功率变化情况；由η＝ ＝ 可知机械效率变化情况.
（3）摩擦和绳重等产生的额外功始终是总功的10%，据此进行计算即可.
29．用动滑轮提升物体，物体G的重为16N，手拉绳的力为10N．当物体被匀速拉动提高h时，动滑轮的机械效率为　 　（不计绳重和摩擦）。若想增大动滑轮的机械效率，可采用的方法是　 　。（答一种即可）
【答案】80%；增大提升物体的重力（或减小动滑轮的重力）
【知识点】动滑轮及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：（1）动滑轮绳子的有效股数为2，则绳端移动的距离s＝2h，
动滑轮的机械效率：
η＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ×100%＝80%；（2）不计绳重和摩擦时，克服物体的重力做的功为有用功，克服物体和动滑轮重力做的功为总功，
所以，动滑轮的机械效率：
η＝ ＝ ＝ ＝ ，
据此可知，增大动滑轮机械效率的方法有：减小动滑轮的重力、增大提升物体的重力。
故答案为：80%；增大提升物体的重力（或减小动滑轮的重力）。
【分析】利用η＝ ＝ 求得动滑轮的机械效率；由η＝ ＝ ＝ 分析滑轮组机械效率的影响因素.
30．如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，物体重6N．沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数为　 　N，滑轮组的机械效率是　 　，如果要提高动滑轮的机械效率，你的做法是　 　（答出一条即可）。
【答案】2.4；83.3%；增加被提升物体的物重（或减轻动滑轮的重力、在轮轴间加润滑剂都能提高动滑轮的机械效率）
【知识点】滑轮（组）的机械效率；滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】解：（1）弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N，
滑轮组的机械效率是：
绳子的有效段数为3，根据绳子移动距离和物体升高高度的关系，
绳子自由端移动的距离：
s＝nh＝3×0.1m＝0.3m，
η＝ ＝ ＝ ×100%≈83.3%；（2）增加被提升物体的物重（或减轻动滑轮的重力、在轮轴间加润滑剂都能提高动滑轮的机械效率），可提高动滑轮的机械效率。
故答案为：2.4；83.3%；增加被提升物体的物重（或减轻动滑轮的重力、在轮轴间加润滑剂都能提高动滑轮的机械效率）。
【分析】结合弹簧测力计的分度值读出示数，利用η＝ ＝ 求得滑轮组的机械效率.
31．用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象，由图可知动滑轮重为　 　N，当某次运送4件货物时，绳子的拉力F是　 　N，滑轮组的机械效率为　 　。（不计绳重和摩擦），经过分析，发现使用同一滑轮组，　 　，可以提高滑轮组的机械效率。
甲： 乙：
【答案】100；250；80%；增加物重
【知识点】滑轮组及其工作特点；动滑轮拉力的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】（1）由图乙可知，运送一件货物G＝100N时，滑轮组的机械效率η＝50%，不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率： ＝50%，解得： ＝100N；（2）由图可知，n＝2，则运送4件货物时绳子的拉力： ×（4×100N+100N）＝250N，不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率： ×100%＝80%；由以上计算可知，使用同一滑轮组，增加物重，可以提高滑轮组的机械效率。
故答案为：100；250；80%；增加物重。
【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系；用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
32．如图所示，某同学用一个动滑轮匀速提起一袋重为180N的面粉，所用的拉力为100N，则动滑轮的机械效率为　 　；如果用此动滑轮匀速提起一袋质量为25kg的大米，当拉绳子的速度为　 　m/s时，拉力的功率为54W．若仅增加钩码的质量，则滑轮组的机械效率将　 　。（增大/减小/不变）（绳重与摩擦不计）
【答案】90%；0.4；增大
【知识点】动滑轮及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：（1）图中使用的是动滑轮，拉力端移动的距离s＝2h，则动滑轮的机械效率：
η＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%＝90%；（2）绳重与摩擦不计，由F＝ （G+G动）可得，动滑轮的重力：
G动＝2F﹣G＝2×100N﹣180N＝20N，
质量为25kg大米的重力：
G′＝m′g＝25kg×10N/kg＝250N，
此时拉力F′＝ （G′+G动）＝ ×（250N+20N）＝135N，
由P＝ ＝ ＝Fv可得，拉绳子的速度：
v＝ ＝ ＝0.4m/s；（3）整个滑轮组保持不变，即额外功不变，因对重物做的功为有用功，增加钩码的质量，即增大了有用功，机械效率就会增大。
故答案为：90%；0.4；增大。
【分析】利用η＝ ×100%＝ ×100%求得动滑轮的机械效率；绳重与摩擦不计，由F＝ （G+G动）可得动滑轮的重力；再利用P＝ ＝ ＝Fv可得拉绳子的速度.
四、实验探究题（共3小题）
33．在测算滑轮组机械效率的实验中
甲： 乙：
（1）实验中必须　 　拉动弹簧测力计；
（2）小红在实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图乙所示。
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”）
（3）计算出表格中空白处数据是　 　.
（4）本实验中影响滑轮组效率的主要原因是什么？　 　、　 　。
实验小组 钩码重G（N） 动滑轮G（N） 拉力F（N） 滑轮组的机械效率η
1 0.5 0.4 0.35 47.6%
2 0.5 0.4 0.38 43.9%
3 1 0.6 0.62 53.8%
4 1 0.8 0.71 46.9%
5 2 0.6 0.98 68.0%
6 2 0.8 1.06
　
（5）1、2两个小组的动滑轮重相同，提起的钩码重也相同，测出滑轮机械效率却不同，原因不可能是： 。
A．滑轮和轮与轴之间的摩擦力大小不同
B．测拉力时没有使测力计匀速上升
C．钩码被提升的高度不同
（6）请你就如何提高滑轮组的机械效率提出自己的建议（要求写两点）①　 　；②　 　。
【答案】（1）竖直向上匀速
（2）力的方向；相同
（3）62.9%
（4）动滑轮重；物重
（5）C
（6）减小摩擦，或加润滑油；减轻动滑轮重，或增加物（钩码）重
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）由图知，绳子的有效段数为：n＝3，设物体升高h，则绳子自由端通过3h，由表中第6次实验数据：机械效率为： ≈62.9%；由3、4或5、6可以看出，钩码重相同，动滑轮越重，机械效率越低；由3、5或4、6可以看出，动滑轮重相同，钩码越重，机械效率越高；故本实验中影响滑轮组效率的主要原因是动滑轮重和物重；（3）滑轮和轮与轴间的摩擦力大小不同；测拉力时没有使测力计匀速上升，都会造成测量的力不准确，从而使测出的滑轮组机械效率不同，而由 可知，滑轮组的机械效率与钩码被提升的高度无关，
故答案为：C；（4）动滑轮的重力越小、绳重和摩擦越小，动滑轮的机械效率越高，故提高滑轮组的机械效率可以：①减小摩擦，或加润滑油；②减轻动滑轮重，或增加物（钩码）重。
故答案为：（1）62.9%；（2）动滑轮重；物重； （3）C；（4）①减小摩擦，或加润滑油；②减轻动滑轮重，或增加物（钩码）重。
【分析】（1）为了保证系统处于平衡状态，应匀速拉动弹簧测力计；
（2）中心转轴固定不动的滑轮为定滑轮，定滑轮可以改变力的方向，但不省力；
（3）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率；
（4）（5）（6）结合表格中的数据分析影响滑轮组机械效率的因素即可，结合选项分析求解即可。
34．交流与评估是科学探究的一个重要环节，某班的同学，利用如图所示的实验装置完成了“测滑轮组机械效率”的实验以后，进行了小组交流，下表是各小组的实验数据记录，请你对表中各小组的实验数据进行分析比较，回答下列问题：
实验小组 钩码重G（N） 动滑轮G（N） 拉力F（N） 滑轮组的机械效率η
1 0.5 0.4 0.35 47.6%
2 0.5 0.4 0.38 43.9%
3 1 0.6 0.62 53.8%
4 1 0.8 0.71 46.9%
5 2 0.6 0.98 68.0%
6 2 0.8 1.06
（1）实验中必须　 　拉动弹簧测力计；
（2）小红在实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图乙所示。
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”）
（3）计算出表格中空白处数据是　 　.
（4）本实验中影响滑轮组效率的主要原因是什么？　 　、　 　。
（5）1、2两个小组的动滑轮重相同，提起的钩码重也相同，测出滑轮机械效率却不同，原因不可能是： 。
A．滑轮和轮与轴之间的摩擦力大小不同
B．测拉力时没有使测力计匀速上升
C．钩码被提升的高度不同
（6）请你就如何提高滑轮组的机械效率提出自己的建议（要求写两点）①　 　；②　 　。
【答案】（1）竖直向上匀速
（2）力的方向；相同
（3）62.9%
（4）动滑轮重；物重
（5）C
（6）减小摩擦，或加润滑油；减轻动滑轮重，或增加物（钩码）重
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）由图知，绳子的有效段数为：n＝3，设物体升高h，则绳子自由端通过3h，由表中第6次实验数据：机械效率为： ≈62.9%；由3、4或5、6可以看出，钩码重相同，动滑轮越重，机械效率越低；由3、5或4、6可以看出，动滑轮重相同，钩码越重，机械效率越高；故本实验中影响滑轮组效率的主要原因是动滑轮重和物重；（3）滑轮和轮与轴间的摩擦力大小不同；测拉力时没有使测力计匀速上升，都会造成测量的力不准确，从而使测出的滑轮组机械效率不同，而由 可知，滑轮组的机械效率与钩码被提升的高度无关，
故答案为：C；（4）动滑轮的重力越小、绳重和摩擦越小，动滑轮的机械效率越高，故提高滑轮组的机械效率可以：①减小摩擦，或加润滑油；②减轻动滑轮重，或增加物（钩码）重。
故答案为：（1）62.9%；（2）动滑轮重；物重； （3）C；（4）①减小摩擦，或加润滑油；②减轻动滑轮重，或增加物（钩码）重。
【分析】（1）为了保证系统处于平衡状态，应匀速拉动弹簧测力计；
（2）中心转轴固定不动的滑轮为定滑轮，定滑轮可以改变力的方向，但不省力；
（3）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率；
（4）（5）（6）结合表格中的数据分析影响滑轮组机械效率的因素即可，结合选项分析求解即可。
35．如图所示是“测量滑轮组机械效率”的实验装置图。
实验次数 钩码的重力G/N 钩码提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η/%
1 2 0.1 0.9 0.3 74
2 4 0.1 1.6 0.3 83
3 6 0.1 ① 0.3 ②
（1）小明用弹簧测力计沿　 　方向匀速提升不同数量的钩码，记录数据如表所示。第3次拉力示数如图所示，则表格中①处的数值是　 　，②处的数值是　 　。
（2）从表中可得结论：用相同滑轮组提升钩码时，滑轮组的机械效率与　 　有关。
（3）小红想对上述机械效率取平均值，并认为它是这个滑轮组准确的机械效率。这种做法　 　（选填“正确”或“错误”）原因是：　 　。
（4）小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法。汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。请你指出以下三种提高效率的方法中，方法　 　是与本实验同理的。
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员。
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量。
方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑。
【答案】（1）竖直；2.3；87
（2）钩码重
（3）错误；滑轮组的机械效率不是一个定值，求平均值无意义
（4）方法一
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】解：（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；
图中测力计的分度值为0.1N，示数2.3N，即表格中①处的数值是2.3；
第3次实验的机械效率为：
η＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%≈87%，
即表格中②处的数值为87；（2）由表中数据可知，同一滑轮组将不同钩码提升相同的高度，提升的钩码越重，滑轮组的机械效率越高，由此可知：滑轮组的机械效率与钩码重有关；（3）这种做法错误，因为滑轮组的机械效率不是一个定值，求平均值无意义。（4）由表中数据可知，同一滑轮组将不同的重物提升相同的高度，提升物体越重，机械效率越高；即对同一滑轮组，增加提升物体的重力可提高机械效率；
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员，是在额外功相同时，人越多，有用功越多，机械效率越高，故符合题意；
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量，是通过减小额外功来增加机械效率的，故不符合题意。
方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑，提高滑轮组机械效率的方法是通过减小摩擦来增大机械效率的，故不符合题意，
故方法一是与本实验同理的。
故答案为：（1）竖直；2.3；87；（2）钩码重；（3）错误；滑轮组的机械效率不是一个定值，求平均值无意义；（4）方法一。
【分析】（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，结合分度值读出弹簧测力计的示数（拉力大小），再利用η＝ ×100%＝ ×100%计算第3次实验的机械效率.
（2）结合表格数据，利用控制变量发得出结论.
（3）由于滑轮组的机械效率不是一个固定值，多次测量取平均值无意义.
（4）对于改变滑轮组机械效率的方法，有两种情况：一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦，这些方法可以减少额外功，提高机械效率；二是增加提升物体的重，在额外功不变的情况下，增大有用功，从而提高机械效率，据此分析.
五、综合应用题（共5小题）
36．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深h＝10m，物体重G物＝4×103N，汽车重G车＝3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝2×103N，汽车受到的地面阻力为车重的0.1倍，请计算：
（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车对物体作的有用功是多少？
（2）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？
（3）滑轮组的机械效率是多少？（保留一位小数）
（4）汽车的牵引力是多大？
【答案】（1）解：汽车对物体做的有用功：
W有＝Gh＝4×103N×10m＝4×104J；
答：将物体从井底拉至井口的过程中，汽车对物体作的有用功是4×104J；
（2）解：由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝3，
将物体从井底匀速直线拉至井口的过程中，物体上升高度h＝10m，
绳子自由端移动的距离：
s＝nh＝3×10m＝30m，
则汽车拉绳子的拉力做的功：
W总＝Fs＝2×103N×30m＝6×104J；
答：汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了6×104J功；
（3）解：滑轮组的机械效率：
η＝ ×100%＝ ×100%≈66.7%；
答：滑轮组的机械效率是66.7%；
（4）解：汽车受到的阻力：f＝0.1G车＝0.1×3×104N＝3×103N，
当汽车匀速直线行驶时，水平方向上受到向右的牵引力、向左的拉力和阻力，
根据力的平衡条件可知，汽车的牵引力：
F牵＝F+f＝2×103N+3×103N＝5×103N。
答：汽车的牵引力是5×103N。
【知识点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算；滑轮与功的综合题
【解析】【分析】（1）利用W
有用=Gh求出有用功.
（2）利用W总=Fs=Fnh求拉力做功；
（3）利用 η＝ 计算滑轮组的机械效率.
（4） 汽车匀速直线行驶时 ，受平衡力， 根据力的平衡条件可知汽车的牵引力大小.
37．用如图所示的滑轮组在10s内将重45N物体提升了5m，绳子自由端的拉力大小为20N，不计绳重和摩擦，求：
（1）此时滑轮组的机械效率；
（2）动滑轮的重力；
（3）若用此滑轮组将重90N的重物匀速提起10m，则滑轮组的机械效率为多少？
【答案】（1）解：由图知，n＝3，
则滑轮组的机械效率：
η＝ ＝ ＝ ＝ ×100%＝75%；
答：此时滑轮组的机械效率为75%；
（2）解：不计绳重和摩擦，根据F＝ （G+G动）可得，动滑轮的重力：
G动＝3F﹣G＝3×20N﹣45N＝15N；
答：动滑轮的重力为15N；
（3）解：用此滑轮组将重90N的重物匀速提起10m，
不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率：
η′＝ ＝ ＝ ＝ ×100%≈85.7%。
答：用此滑轮组将重90N的重物匀速提起10m，则滑轮组的机械效率为85.7%。
【知识点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）利用
η＝ ＝ 计算
滑轮组的机械效率 .
（2） 不计绳重和摩擦，根据F＝ （G+G动）可得，动滑轮的重力 .
（3） 不计绳重和摩擦， 利用 η＝ ＝ ＝ 计算 此时滑轮组的机械效率 .
38．如图1的“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备，AB是竖直支架，CD是水平臂，其上OC段叫平衡臂，C端装有配重体，OD段叫吊臂，E处装有滑轮，可在O、D两点间移动。
图一： 图二：
（1）由“塔吊”结构图可知，当E点越靠近D点时，能安全吊起重物的最大质量越　 　（大/小）。
（2）用此“塔吊”将1.5t的钢材先竖直匀速吊起10m高，然后沿水平方向慢慢旋转90°后即送达指定位置，在这一过程中“塔吊”对钢材做功　 　J（g＝10N/kg）
（3）“塔吊”通过电动机带动如图2所示的滑轮组，竖直吊起物体。某次吊起的重物为3×104N，物体匀速上升的速度为1.5m/s，电动机对滑轮组钢丝上的水平拉力F做功的功率为75kW，求这次起吊时滑轮组的机械效率。（要求写出计算过程）
【答案】（1）由杠杆的平衡条件 可知，当动力与动力臂不变时，阻力与阻力臂成反比，即阻力臂越大，阻力越小；由“塔吊”结构图可知，动力与动力臂都不变，当E点越靠近D点时，力臂越长，则能安全吊起重物的最大质量越小
（2）塔吊对重物做功： ；
（3）①由图可知，有两段绳子吊着物体，即n＝2，已知 ＝1.5m/s，则绳子末端移动的速度为： ＝2×1.5m/s＝3m/s；水平拉力F做功的功率P＝75kW＝75000W，由 可得水平拉力： ＝25000N。②提起物重 ，因为滑轮组的机械效率 ，所以此时滑轮组的机械效率： ×100%＝60%
【知识点】滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）结合题目给出的条件求出动力臂、阻力和阻力臂，利用杠杆平衡条件求解动力大小，分析动力的大小变化；
（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；
（3）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
39．如图甲所示，是某打捞船所用起重装置的示意图。在某次打捞作业中，物体在不可伸长的轻绳作用下，从水底以0.5m/s的速度竖直向上匀速运动至离开水面高度3m的位置，此打捞过程中物体受到轻绳的拉力F随时间变化的图象如图乙所示，物体离开水面后匀速上升3m的过程中，与电动机连接的绳子所受的拉力为 ．已知水的密度为 ，取g＝10N/kg。不计水和空气的阻力。求
甲： 乙；
（1）物体的体积及浸没在水中所受的浮力。
（2）物体的质量和密度。
（3）水底的深度及水对水底的压强。
（4）物体离开水面后匀速上升3m的过程中，滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。
【答案】（1）由图乙可知，第13s时物体全部露出水面，此时物体受到的拉力： ，
前10s内物体浸没水中，此时物体受到的拉力： 。则物体浸没在水中时所受的浮力： ，由阿基米德原理可知物体的体积： N
（2）物体的质量： ＝500kg，物体的密度：
（3）物体从水底至完全露出水面的时间t＝13s，由 可得水底的深度： ＝0.5m/s×13s＝6.5m，则水对水底的压强：
（4）由图甲可知，承担动滑轮绳子的段数n＝3，绳子自由端移动的距离s是物体上升高度h的3倍，即s＝3h＝3×3m＝9m故绳子自由端拉力做的总功： ，有用功： ，
滑轮组的机械效率： ×100%≈83.3%。
【知识点】密度公式及其应用；压强的大小及其计算；浮力大小的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）结合物体排开水的体积，利用阿基米德原理求解物体所受到的浮力即可；
（2）结合物体的重力求解物体的质量，结合物体的体积求解物体的密度；
（3）液体压强的计算公式为p＝ρgh，ρ是液体的密度，h是深度，通过公式可以看出，液体的压强大小与液体的密度和深度有关；
（4）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
40．如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组。已知在匀速起吊300kg的物体时，滑轮组的机械效率是80%，g取10N/kg，求：
（1）使物体上升2m，所做的有用功是多少？
（2）使物体上升2m，所做的总功是多少？
（3）绳端的拉力F是多大？
【答案】（1）解：物体重力G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N，
有用功：
答：所做的有用功是6000J；
（2）解：由 得，总功：
答：所做的总功是7500J；
（3）解：由 得，
拉力 。
答：绳端的拉力F是1250N。
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）利用W=Gh求得
有用功 .
（2） 由机械效率计算公式 得总功大小.
（3）利用
求得拉力大小.
1 / 1沪科版物理八年级第十章机械与人第五节 机械效率
一、选择题（共17小题）
1．工人用滑轮组把一箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，机械效率提高了，则加润滑油后工人提升同样的重物时，做功的（　　）
A．有用功不变，总功减小 B．有用功增加，总功增加
C．有用功减小，总功减小 D．有用功减小，总功不变
2．用一动一定的滑轮组提升一个重2N的物体，在绳子末端施加0.8N的竖直方向的拉力使之匀速上升，下列说法中正确的是（　　）
A．滑轮组的机械效率是83.3%
B．滑轮组的机械效率是66.7%
C．绳子自由端移动的速度与物体上升的速度相同
D．绳子自由端移动的速度是物体上升速度的两倍
3．有一种重心在支点处的杠杆，他与转轴间的摩擦较小，因此机械效率很高。若用这种杠杆将质量为18kg的物体匀速提升50cm的过程中，杠杆的机械效率为90%，则在提升该物体的过程中（g取10N/kg）（　　）
A．有用功为9J B．杠杆自重不做额外功
C．总功为10J D．该杠杆为省力杠杆
4．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率 与物重 的关系，改变，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出 与 关系如图乙所示，若不 计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（　　）
甲： 乙：
A．此滑轮组动滑轮的重力为 2N
B．当 ＝6N 时，机械效率约为 η＝66.7%
C．同一滑轮组 随 的增大而增大，最终将超过 100%
D． 不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变
5．如图所示，用完全相同的两个滑轮绕成了甲、乙两个滑轮组（不计绳重和摩擦），在 的拉力作用下分别将重为 的两个物体匀速提升相同的高度，若 ，提升重物的拉力 所做的功分别为 ，机械效率分别为 ，则下列判断正确的是（　　）
甲： 乙：
A． B．
C． D．
6．小明用如图两个不同的滑轮组，在相同时间内分别用相同的拉力F将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η1、η2，拉力F的功率P1、P2，下列关系正确的是（　　）
A．P1：P2＝2：3 η1：η2＝3：2
B．P1：P2＝1：1 η1：η2＝2：3
C．P1：P2＝3：2 η1：η2＝1：1
D．P1：P2＝2：3 η1：η2＝1：1
7．如图所示。利用动滑轮提升一个重为G的物块。不计绳重和摩擦，其机械效率为60%，要使此滑轮的机械效率达到75%，则需要提升重力为G的个数为（　　）
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
8．如图所示，用甲乙两个相同的滑轮将同样的钩码缓慢提升相同的高度，已知滑轮重小于钩码重，且不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（　　）
甲： 乙：
A． 大小相等
B．甲的机械效率比乙高
C．甲中绳的自由端移动的距离比乙大
D．甲中绳的自由端移动的速度和乙相等
9．小明和兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究斜面的机械效率，同学对实验过程和装置发表了下列不同的看法，其中正确的是（　　）
A．斜面的机械效率与木块被拉动的距离是无关的
B．匀速拉动木块时，拉力与摩擦力是一对平衡力
C．斜面的坡度越小，斜面的机械效率越大
D．匀速拉动时，木块要克服摩擦力做有用功
10．某人将一箱书搬上楼，可以有两种搬法：一是把所有的书一起搬上楼，二是先搬一部分上楼，再搬剩下的部分，假设他上楼速度相同，则比较这两种方法搬书的功率和机械效率，说法正确的是（　　）
A．有用功相同，总功相同，机械效率相同
B．有用功相同，总功相同，功率相同
C．用方法一搬书时做功少，功率大，机械效率高
D．用方法二搬书时做功多，功率大，机械效率高
11．一个滑轮组经改进后提高了机械效率，现用它把同一个物体提升相同的高度，则改进后与改进前相比（　　）
A．有用功减少，总功减少了
B．总功减少，额外功增加了
C．有用功不变，额外功减少了
D．总功、有用功、额外功均减少了
12．如图所示，甲乙两个滑轮组，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物 提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是（　　）
甲： 乙：
A．若 ，拉力做的有用功相同
B．若 ，拉力做的总功相同
C．若 ，甲的机械效率小于乙的机械效率
D．用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
13．如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率n与物重 的关系，改变 ，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与 关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（　　）
甲： 乙：
A．同一滑轮组机械效率 随 的增大而增大，最终将超过100%
B． 物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变
C．此滑轮组动滑轮的重力为2N
D．当 ＝6N时，机械效率η＝66.7%
14．用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A，要求滑轮的个数要用完（未画出），实验中，拉力F随时间t变化的关系如图甲所示，物体A上升的速度v随时间变化的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，在1～2s内，滑轮组的机械效率为80%，则下列判断中正确的是（　　）
甲： 乙：
A．物体A的重为1500N
B．动滑轮的重为400N
C．物体A从静止开始上升1s后，拉力的功率为500W
D．若将物体A换成重为900N的物体B，则在匀速提升物体B的过程中，滑轮组的机械效率将变为75%
15．如图所示，用滑轮组拉动重为70N的物体A，用10秒时间使物体A在水平方向匀速移动了5m，所用拉力F为20N，地面对物体A的摩擦力为30N．以下说法不正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的距离是10m B．克服摩擦做的有用功是150J
C．滑轮组的机械效率为75% D．拉力F做功的功率为10W
16．如图所示，工人用300N的力将重为500N的物体在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，在此过程中（　　）
A．绳子自由端移动的距离为6m B．动滑轮重100N
C．拉力做功的功率为100W D．滑轮组的机械效率为60%
17．如图所示的滑轮组拉着质量为10kg的物体M在水平桌面上做匀速直线运动。如果拉力F＝5N，物体M的速度v＝0.2m/s，滑轮组的机械效率为80%．下列说法中正确的是（　　）
A．物体M受到合力为零
B．物体M受到的摩擦力为15N
C．绳子自由端移动的速度为0.4m/s
D．拉力F每秒钟做功为2J
二、多选题（共5小题）
18．利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力 分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（　　）
甲： 乙：
A．力 做功的功率大
B．甲滑轮组做的有用功较大
C．乙滑轮组的机械效率高
D．甲滑轮组做的总功较大
19．某工人利用图所示装置提升重物，工人的质量为70kg，双脚与地面的接触面积为500cm2，重物重800N，滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，工人用拉力F在4s内将重物匀速提升2m，此装置的机械效率为80%，（取g＝10N/kg）则下列说法正确的是（　　）
A．工人做的额外功是400J B．拉力F的功率是500W
C．工人对地面的压强是4000Pa D．动滑轮的重力为400N
20．某实验小组分别用如图所示的甲乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速把相同的重物提升相同的高度，所用的拉力分别为 ，拉力F所做的功分别为 ，机械效率分别为 ，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
甲： 乙：
A． ； B． ；
C． ； D． ；
21．用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m，已知动滑轮重30N，不计摩擦和绳重，则（　　）
A．利用滑轮组所做的有用功是900J
B．绳子自由端移动的速度是0.9m/s
C．拉力的功率是99W
D．滑轮组的机械效率是80%
22．小明想改进如图所示滑轮组来提高其使用中的机械效率，不计绳重和摩擦，以下做法可行的有（　　）
A．增大提升物体的速度 B．换用质量较小的动滑轮
C．改变滑轮组中绳子的绕法 D．增大每次提升物体的质量
三、填空题（共10小题）
23．（2018九上·宜兴月考）如图所示，用滑轮组将1.5kg的物体匀速提高0. 5 m，拉力F为10N，则总功为　 　J，滑轮组机械效率为　 　。若增加所提动滑轮的重力，滑轮组机械效率　 　(变大/变小/不变)。（不计绳重和摩擦，g取l0N/kg)
24．某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重500N，沿斜面所用拉力400N，则斜面的机械效率是　 　。若仅使斜面的倾角逐渐增大，沿斜面向上的拉力将逐渐　 　，此斜面的机械效率将逐渐　 　（后两空选填“增大”、“不变”或“减小”）。
25．如图所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物体沿水平地面向左匀速直线运动了2m，物体与地面的滑动摩擦力为50N，则绳子自由端沿水平方向移动了　 　m，拉力所做的有用功是　 　 J，总功　 　J，滑轮组的机械效率为　 　。
26．请在图中用笔画线代替绳子，将两个滑轮连成滑轮组，要求人往下拉绳使重物升起。现在用这个装置将重为400N的货物竖直匀速提高了2m，他所做的有用功是　 　J，已知该滑轮组的机械效率为80%，工人的拉力是　 　N．要提高该滑轮组的机械效率，你的方法是　 　。
27．重为10N的重物A静止在水平桌面上，利用如图所示的装置将它匀速提升0.1m，若绳重和摩擦不计，当拉力为4N时A未被拉起；当拉力增大到6N时，A恰好被匀速提升。
（1）A未被拉起时对桌面的压力为　 　N；
（2）A被匀速提升10cm过程中滑轮组的机械效率为　 　。
（3）若仍用此装置将另一个重为20N的重物B同样匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率将　 　（选填“变大”、“不变”或“变小”）
28．如图所示，用实验室中的滑轮组将重为60N的物体，以0.5m/s的速度匀速上升1.2m。
（1）若拉力是30N，则此时滑轮组的机械效率为　 　；
（2）若摩擦和绳重忽略不计，保持物体上升的速度不变，将物体提升到2.0m的高度，则下列物理量没有变化的是　 　（填写序号）；
①机械效率②对滑轮组做的额外功③拉力的总功④拉力的功率
（3）保持拉力30N不变，动滑轮的重力是20N，若摩擦和绳重产生的额外功始终占总功的10%，要使该滑轮组的机械效率 ＝60%，则所吊物体的重力是　 　N。
29．用动滑轮提升物体，物体G的重为16N，手拉绳的力为10N．当物体被匀速拉动提高h时，动滑轮的机械效率为　 　（不计绳重和摩擦）。若想增大动滑轮的机械效率，可采用的方法是　 　。（答一种即可）
30．如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，物体重6N．沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数为　 　N，滑轮组的机械效率是　 　，如果要提高动滑轮的机械效率，你的做法是　 　（答出一条即可）。
31．用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象，由图可知动滑轮重为　 　N，当某次运送4件货物时，绳子的拉力F是　 　N，滑轮组的机械效率为　 　。（不计绳重和摩擦），经过分析，发现使用同一滑轮组，　 　，可以提高滑轮组的机械效率。
甲： 乙：
32．如图所示，某同学用一个动滑轮匀速提起一袋重为180N的面粉，所用的拉力为100N，则动滑轮的机械效率为　 　；如果用此动滑轮匀速提起一袋质量为25kg的大米，当拉绳子的速度为　 　m/s时，拉力的功率为54W．若仅增加钩码的质量，则滑轮组的机械效率将　 　。（增大/减小/不变）（绳重与摩擦不计）
四、实验探究题（共3小题）
33．在测算滑轮组机械效率的实验中
甲： 乙：
（1）实验中必须　 　拉动弹簧测力计；
（2）小红在实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图乙所示。
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”）
（3）计算出表格中空白处数据是　 　.
（4）本实验中影响滑轮组效率的主要原因是什么？　 　、　 　。
实验小组 钩码重G（N） 动滑轮G（N） 拉力F（N） 滑轮组的机械效率η
1 0.5 0.4 0.35 47.6%
2 0.5 0.4 0.38 43.9%
3 1 0.6 0.62 53.8%
4 1 0.8 0.71 46.9%
5 2 0.6 0.98 68.0%
6 2 0.8 1.06
　
（5）1、2两个小组的动滑轮重相同，提起的钩码重也相同，测出滑轮机械效率却不同，原因不可能是： 。
A．滑轮和轮与轴之间的摩擦力大小不同
B．测拉力时没有使测力计匀速上升
C．钩码被提升的高度不同
（6）请你就如何提高滑轮组的机械效率提出自己的建议（要求写两点）①　 　；②　 　。
34．交流与评估是科学探究的一个重要环节，某班的同学，利用如图所示的实验装置完成了“测滑轮组机械效率”的实验以后，进行了小组交流，下表是各小组的实验数据记录，请你对表中各小组的实验数据进行分析比较，回答下列问题：
实验小组 钩码重G（N） 动滑轮G（N） 拉力F（N） 滑轮组的机械效率η
1 0.5 0.4 0.35 47.6%
2 0.5 0.4 0.38 43.9%
3 1 0.6 0.62 53.8%
4 1 0.8 0.71 46.9%
5 2 0.6 0.98 68.0%
6 2 0.8 1.06
（1）实验中必须　 　拉动弹簧测力计；
（2）小红在实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图乙所示。
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”）
（3）计算出表格中空白处数据是　 　.
（4）本实验中影响滑轮组效率的主要原因是什么？　 　、　 　。
（5）1、2两个小组的动滑轮重相同，提起的钩码重也相同，测出滑轮机械效率却不同，原因不可能是： 。
A．滑轮和轮与轴之间的摩擦力大小不同
B．测拉力时没有使测力计匀速上升
C．钩码被提升的高度不同
（6）请你就如何提高滑轮组的机械效率提出自己的建议（要求写两点）①　 　；②　 　。
35．如图所示是“测量滑轮组机械效率”的实验装置图。
实验次数 钩码的重力G/N 钩码提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η/%
1 2 0.1 0.9 0.3 74
2 4 0.1 1.6 0.3 83
3 6 0.1 ① 0.3 ②
（1）小明用弹簧测力计沿　 　方向匀速提升不同数量的钩码，记录数据如表所示。第3次拉力示数如图所示，则表格中①处的数值是　 　，②处的数值是　 　。
（2）从表中可得结论：用相同滑轮组提升钩码时，滑轮组的机械效率与　 　有关。
（3）小红想对上述机械效率取平均值，并认为它是这个滑轮组准确的机械效率。这种做法　 　（选填“正确”或“错误”）原因是：　 　。
（4）小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法。汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。请你指出以下三种提高效率的方法中，方法　 　是与本实验同理的。
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员。
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量。
方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑。
五、综合应用题（共5小题）
36．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深h＝10m，物体重G物＝4×103N，汽车重G车＝3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝2×103N，汽车受到的地面阻力为车重的0.1倍，请计算：
（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车对物体作的有用功是多少？
（2）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？
（3）滑轮组的机械效率是多少？（保留一位小数）
（4）汽车的牵引力是多大？
37．用如图所示的滑轮组在10s内将重45N物体提升了5m，绳子自由端的拉力大小为20N，不计绳重和摩擦，求：
（1）此时滑轮组的机械效率；
（2）动滑轮的重力；
（3）若用此滑轮组将重90N的重物匀速提起10m，则滑轮组的机械效率为多少？
38．如图1的“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备，AB是竖直支架，CD是水平臂，其上OC段叫平衡臂，C端装有配重体，OD段叫吊臂，E处装有滑轮，可在O、D两点间移动。
图一： 图二：
（1）由“塔吊”结构图可知，当E点越靠近D点时，能安全吊起重物的最大质量越　 　（大/小）。
（2）用此“塔吊”将1.5t的钢材先竖直匀速吊起10m高，然后沿水平方向慢慢旋转90°后即送达指定位置，在这一过程中“塔吊”对钢材做功　 　J（g＝10N/kg）
（3）“塔吊”通过电动机带动如图2所示的滑轮组，竖直吊起物体。某次吊起的重物为3×104N，物体匀速上升的速度为1.5m/s，电动机对滑轮组钢丝上的水平拉力F做功的功率为75kW，求这次起吊时滑轮组的机械效率。（要求写出计算过程）
39．如图甲所示，是某打捞船所用起重装置的示意图。在某次打捞作业中，物体在不可伸长的轻绳作用下，从水底以0.5m/s的速度竖直向上匀速运动至离开水面高度3m的位置，此打捞过程中物体受到轻绳的拉力F随时间变化的图象如图乙所示，物体离开水面后匀速上升3m的过程中，与电动机连接的绳子所受的拉力为 ．已知水的密度为 ，取g＝10N/kg。不计水和空气的阻力。求
甲： 乙；
（1）物体的体积及浸没在水中所受的浮力。
（2）物体的质量和密度。
（3）水底的深度及水对水底的压强。
（4）物体离开水面后匀速上升3m的过程中，滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。
40．如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组。已知在匀速起吊300kg的物体时，滑轮组的机械效率是80%，g取10N/kg，求：
（1）使物体上升2m，所做的有用功是多少？
（2）使物体上升2m，所做的总功是多少？
（3）绳端的拉力F是多大？
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】滑轮组及其工作特点；有用功和额外功
【解析】【解答】解：加润滑油后工人提升同样重物时，物重不变、提升高度不变（都提升到五楼）。根据 可知，有用功不变；但加了润滑油，工人用的力肯定就比较小了，而同样是把货物拉到五楼，拉力小了，则做的总功减小了。所以滑轮组的机械效率提高了，故只有A符合题意。
故答案为：A。
【分析】结合η＝ ×100%及W总＝W有+W额进行分析即可.
2．【答案】A
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】解：由一个定滑轮、一个动滑轮构成的滑轮组中，n＝2或n＝3，
不计摩擦、绳重、动滑轮重时，拉力F＝ G，
但实际上存在摩擦、绳重、动滑轮重，所以实际拉力F＞ G，
所以nF＞G，即0.8N×n＞2N，
解得n＞2.5，
则滑轮组应由三段绳子承但物重，绳端移动的距离s＝3h，
且绳端上升的速度为物体上升速度的3倍，CD不符合题意；
该滑轮组的机械效率：η＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝83.3%，A符合题意、B不符合题意。
故答案为：A。
【分析】不计摩擦、绳重、动滑轮重时，拉力F＝ G；利用η＝ ＝ ＝ ＝ 求得滑轮组的机械效率.
3．【答案】B
【知识点】杠杆的分类；杠杆的机械效率
【解析】【解答】解：A、有用功W有用＝Gh＝mgh＝18kg×10N/kg×0.5m＝90J，A不符合题意；
B、重心在支点处的杠杆，重心的位置不变，没有克服杠杆自重做额外功，B符合题意；
C、根据η＝ 可知，总功W总＝ ＝ ＝100J，C不符合题意；
D、重心在支点处的杠杆，其动力臂和阻力臂的大小关系不知道，所以无法判断它属于哪种类型的杠杆，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据W=Gh=mgh求出有用功；重心在支点处的杠杆，没有克服杠杆自重做额外功（有力无距离
根据η＝ 求出总功.
4．【答案】B
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A、由图象可知，当G＝12N时，η＝80%，不计绳重和摩擦，则 ，即80%＝ ，解得 ＝3N，A不符合题意B、当 ＝6N时，此时的机械效率： ×100%≈66.7%．B符合题意。C、由图象可知，同一滑轮组 随 的增大而增大，由题知，不计绳重和摩擦；使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式 知，机械效率一定小于1，即同一滑轮组机械效率 随 的增大而增大，但最终不能超过100%，C不符合题意；
D、 不变，改变图甲中的绕绳方式，如下图所示， ；因为此图与题中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功： ，则额外功 相同，又因为 ，所以总功相同，由 知，两装置的机械效率相同，即 ；所以， 不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率不变，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】拉力做的功是总功，克服重力做功为有用功，两者相除即为机械效率。
5．【答案】A
【知识点】机械效率的大小比较
【解析】【解答】用两个相同的滑轮组将物体提升相同的高度，且 。根据 可知，有用功的关系为： ；两个完全相同的两个滑轮组，提升相同的高度，绳重和摩擦不计，额外功相同，根据 可知， ；由 可知， ．所以BCD不符合题意，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
6．【答案】A
【知识点】功率的计算；滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：第一幅图中n＝2，第二幅图中n＝3，
由题知，拉力相同，升高相同的高度，且时间相同，
根据P＝ ＝ ＝ 可知，拉力F的功率之比为： ＝ ＝ 。
同一重物的重力相同，且拉力相同，
根据η＝ ＝ ＝ 可知，两滑轮组的机械效率之比为： ＝ ＝ 。
故答案为：A。
【分析】结合图像，利用根据P＝ ＝ ＝ 求得拉力F的功率之比；再利用η＝ ＝ ＝ 求得两滑轮组的机械效率之比.
7．【答案】A
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：提升一个重为G的物块时，因不计绳重和摩擦，
所以，由η＝
＝
＝
可得，动滑轮的重力：
G动＝
×G＝
×G＝
G，
设提升n个物块时，滑轮组的机械效率为75%，
因不计绳重和摩擦，则η′＝
，即75%＝
，
解得：n＝2。
故答案为：A。
【分析】η＝
＝
＝
先求得动滑轮的重力，再利用此式求得
滑轮的机械效率达到75%时需要提升重力为G的个数.
8．【答案】B
【知识点】机械效率的大小比较
【解析】【解答】由图知，甲是定滑轮绳子的有效股数为1，乙是动滑轮绳子的有效股数为2；A．根据定滑轮和动滑轮的特点可得， ，由滑轮重小于钩码重知， ，A不符合题意；B．不计绳重和摩擦时，甲拉力做的总功和克服物体重力做的有用功相等，其机械效率等于100%；乙拉力做的总功等于克服物体重力和动滑轮重力做的功，其机械效率小于100%，则甲的机械效率比乙高，B符合题意；C．由s＝nh可知 ，即甲中绳的自由端移动的距离比乙小，C不符合题意；D．用甲乙两个相同的滑轮将同样的钩码缓慢提升相同的高度，物体运动的速度相等，由 可知，甲中绳的自由端移动的速度小于乙，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】用滑轮提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
9．【答案】A
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】解：A、因为斜面的机械效率为η＝ ＝ ，而木块匀速运动时，拉力F和物重G不变，h与S的比值也不变，所以η不变，即斜面的机械效率与木块被拉动的距离无关，A符合题意；
B、物块在斜面上匀速运动时，沿斜面向上受到拉力作用，沿斜面向下受到摩擦力和重力沿斜面的分力作用，所以拉力和摩擦力不是平衡力，B不符合题意；
C、斜面高度与物体重力相同时，斜面越长、坡度越小，摩擦力越大，克服摩擦力做额外功就越多，斜面的机械效率越低，C不符合题意；
B、因为物体沿斜面上升时，要克服摩擦力做功，木块要克服摩擦力做额外功。D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用η＝ ＝ 分析斜面机械效率的影响因素.此过程中，要克服摩擦力做功，木块要克服摩擦力做额外功.
10．【答案】C
【知识点】机械效率的计算；有用功和额外功
【解析】【解答】解：这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，由W＝G
书h可知，两次所做的有用功相等；
用方法一所做的额外功为一次克服自身重力所做的功，而方法二所做的额外功是两次克服自身重力所做的功，
因此方法二的额外功大于方法一的额外功，则方法二的总功大于方法一的总功，即用方法一搬书时做功少；
由η＝
可知，η1＞η2，即用方法一搬书时机械效率高。
因上楼的速度相同，方法二需要上楼二次，所以方法二所用时间长；
由P＝
可知：P1＞P2，即用方法一搬书时功率大。
综上分析可知，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用W
有用=Gh比较有用功大小，利用功率公式P=
比较功率大小；利用
η＝ 比较机械效率大小.注意方法一所做的额外功为一次克服自身重力所做的功，而方法二所做的额外功是两次克服自身重力所做的功.
11．【答案】C
【知识点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】解：AD、把同一物体匀速提升同样的高度，由W有用＝Gh可知，前后两次做的有用功不变，此AD不符合题意；
BC、有用功一定，机械效率增加，由公式η＝ ＝ 知：总功减小，额外功减小。C符合题意、B不符合题意。
故答案为：C。
【分析】结合W有用＝Gh可知前后两次做的有用功不变，再结合公式η＝ ＝ 分析理解.
12．【答案】A
【知识点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】A、若 ，把物体提升相同的高度，根据 可知，拉力做的有用功相同，A符合题意；B、若 ，把物体提升相同的高度，则甲乙所做的有用功相同；甲滑轮组中有一个动滑轮，乙滑轮组中有两个动滑轮，所以若把物体提升相同的高度，乙滑轮组做的额外功多，根据 可知，乙做的总功大于甲做的总功，B不正确；C、根据公式 分析，若 ，把物体提升相同的高度，则甲乙所做的有用功相同，乙滑轮组做的额外功多，乙做的总功大于甲做的总功，所以甲的机械效率大于乙的机械效率，C不正确。D、用同一个滑轮组提起不同的重物，所做的额外功不变，有用功发生变化，所以有用功在总功中所占的比例会发生变化，所以机械效率会变化，所以D不正确。
故答案为：A。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
13．【答案】D
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A、使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式 可知机械效率一定小于1，所以结合图象可知，同一滑轮组机械效率η随 的增大而增大，但最终不能超过100%，A不符合题意；B、 不变，改变图甲中的绕绳方式，如图所示， ；因为此图与题中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功： ，即额外功 相同，又因为 ，所以总功相同，由 可知，两装置的机械效率相同，即 ．B不符合题意；C、由图可知，n＝3，G＝12N，此时η＝80%，忽略绳重及摩擦，则 ，即80%＝ ，解得 ＝3N，C不符合题意；D、 ＝6N时，机械效率 ×100%≈66.7%．D符合题意。
故答案为：D。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
14．【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】用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A，要求滑轮的个数要用完，则承担物重和动滑轮重的绳子段数为3，如图所示： AB、已知在1s～2s内，滑轮组的机械效率为80%，由甲图可知，在1～2s内拉力F＝500N，由 可得物体A的重：
＝3×500N×80%＝1200N，A不符合题意；不计绳重和摩擦，根据 得动滑轮的重： ＝3×500N﹣1200N＝300N，B不符合题意；C、由甲图知，1s后的拉力F＝500N，由乙图可知1s后物体的速度 ＝1m/s，则绳子自由端移动的速度 ＝3×1m/s＝3m/s，所以拉力F的功率： ＝500N×3m/s＝1500W；C不符合题意；D、若将重物A的重力减小为900N，由于滑轮组不变，不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率： ×100%＝75%，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系；用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
15．【答案】D
【知识点】功率的计算；滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】解：A、由图可知，n＝2，
则绳子自由端移动的距离：s＝2s物＝2×5m＝10m，A符合题意；
B、地面对物体A的摩擦力f＝30N，s物＝5m，
克服摩擦做的有用功：W有用＝fs物＝30N×5m＝150J，B符合题意；
C、拉力F做的功：W总＝Fs＝20N×10m＝200J，
滑轮组的机械效率：
η＝ ＝ ×100%＝75%，C符合题意。
D、拉力做功的功率：
P＝ ＝ ＝20W，D不符合题意。
故答案为：D。
【分析】绳子自由端移动的距离s＝ns物；利用W有用＝fs物求得克服摩擦做的有用功，利用W总＝Fs求得拉力F做的功，利用P＝ 求得拉力做功的功率，再利用η＝ 求得滑轮组的机械效率.
16．【答案】B
【知识点】功率的计算；滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】解：A、由图可知，n＝2，则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×2m＝4m，A不符合题意；
B、忽略绳重和摩擦，由F＝
（G+G动）可得，动滑轮的重：
G动＝nF﹣G＝2×300N﹣500N＝100N，B符合题意。
C、绳子自由端移动的速度：v＝
＝
＝0.4m/s，
根据P＝Fv＝300N×0.4m/s＝120W，C不符合题意；
D、根据η＝
＝
＝
＝
＝
＝83.3%，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用W
有用=Gh求出有用功.利用W
总=Fs=Fnh求拉力做功；再利用功率公式P=
求拉力做功的功率；利用
η＝ 计算滑轮组的机械效率.
17．【答案】A
【知识点】滑轮（组）的机械效率；滑轮与功的综合题
【解析】【解答】解：由图可知，动滑轮上的绳子段数n＝3；
A、物体M做匀速直线运动，处于平衡状态，所以物体M受到的合力为0，A符合题意；
B、绳子自由端移动的距离s＝3s物，
滑轮组的机械效率η＝ ＝ ＝ ＝ ，
所以物体M受到的摩擦力：f＝3Fη＝3×5N×80%＝12N，B不符合题意；
C、由于三段绳子拉着物体，所以绳端移动速度为物体移动速度的3倍，
即v绳＝3v＝3×0.2m/s＝0.6m/s，C不符合题意；
D、拉力F的功率P＝Fv绳＝5N×0.6m/s＝3W，
拉力F每秒做功为W＝Pt＝3W×1s＝3J，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】物体M做匀速直线运动，处于平衡状态，利用η＝ ＝ 求得摩擦力大小.绳子自由端移动的距离s＝ns物；绳端移动速度为物体移动速度的n倍，利用P＝Fv绳计算拉力F的功率，再利用W＝Pt求得拉力F每秒做的功.
18．【答案】C,D
【知识点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】A、由图知，甲滑轮组由3段绳子承担物重（即 ＝3），乙滑轮组由2段绳子承担物重（即 ＝2），在相同的时间内两物体提升的高度相同，则两物体上升速度相同，由 可知，甲绳端移动速度大于乙绳端移动速度。拉力F相同，甲绳端移动速度大，根据 可知，F1做功的功率大，A不符合题意；B、已知滑轮组把质量相等的重物提升到相同的高度，由公式 知，两个滑轮组做的有用功相同；B不符合题意；C、甲滑轮组由3段绳子承担物重，所以绳端移动的距离 ，则甲滑轮组的机械效率为： ；乙滑轮组由2段绳子承担物重，所以绳端移动的距离 ，则乙滑轮组的机械效率为： ，由于两拉力相同、物重相同，所以比较可知乙滑轮组的机械效率高，C符合题意；D、由于两拉力相同，且绳端移动的距离 ，所以，由 可知甲滑轮组做的总功较大，D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
19．【答案】A,B,C
【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；滑轮组及其工作特点；有用功和额外功
【解析】【解答】由图知，承担物重的绳子有n＝2股。A、拉力做的有用功： ＝800N×2m＝1600J，由 可得，拉力做的总功： ＝2000J，因为 ，所以工人做的额外功： ＝2000J﹣1600J＝400J．A符合题意；B、拉力的功率： ＝500W．B符合题意；C、工人的重力： ＝mg＝70kg×10N/kg＝700N，拉力端移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m，由 可得，工人的拉力： ＝500N，工人对地面的压力： ＝700N﹣500N＝200N，工人对地面的压强： ＝4000Pa．C符合题意；D、滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，则拉力 ，所以动滑轮重力： ＝2×500N﹣800N＝200N．D不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系；用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
20．【答案】A,C
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：不计绳重及摩擦，则拉力 ，由图可知 ＝2， ＝3，
则绳子受的拉力： ， ，故 ；
不计绳重和摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同， ， ，
所以，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，即W1＝W2，
则由 可知，滑轮组的机械效率相同，即 ．AC符合题意。
故答案为：AC。
【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系；用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
21．【答案】A,C
【知识点】功率的计算；滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】解：A、利用滑轮组所做的有用功：
W有用＝Gh＝300N×3m＝900J，A符合题意；
B、由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2h＝2×3m＝6m，
绳子自由端移动的速度v＝
＝
＝0.6m/s，B不符合题意；
C、不计摩擦和绳重，拉力F＝
（G+G轮）＝
（300N+30N）＝165N，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝165N×6m＝990J。
拉力做功的功率：
P＝
＝
＝99W，C符合题意；
D、滑轮组的机械效率：
η＝
＝
×100%≈90.9%，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】利用W
有用=Gh求出有用功.利用v＝
求得
绳子自由端移动的速度 ；利用W
总=Fs=Fnh求拉力做功；再利用功率公式P=
求拉力做功的功率；利用
η＝ 计算滑轮组的机械效率.
22．【答案】B,D
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：A、增大提升物体的速度，会同倍数的增大拉力端移动速度，不会改变拉力端移动距离s与物体上升高度的关系，而滑轮组的机械效率η＝ ＝ ＝ ＝ ，则滑轮组的机械效率不会改变，A不符合题意；
B、换用质量较小的动滑轮，减小了动滑轮重力，不计绳重和摩擦，减小了额外功，有用功不变，减小了总功，有用功与总功的比值变大，机械效率变大，可以提高滑轮组的机械效率，B符合题意；
C、改变滑轮组中绳子的绕法，如图：
不计绳重和摩擦，η＝ ＝ ＝ ，动滑轮重力不变，提升重物不变，有用功与总功的比值不变，机械效率不变，不能提高滑轮组的机械效率，C不符合题意；
D、增大每次提升物体的质量（重力），不计绳重和摩擦，额外功不变，有用功增大，有用功在总功中所占的比例变大，机械效率变大，可以提高滑轮组的机械效率，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】结合题意，利用η＝ ＝ = ＝ 分析理解即可.
23．【答案】10；75%；减小
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由图可知，n=2，则拉力端移动距离：s=2h=2×0.5m=1m，.有用功为：W有用=Gh=mgh=1.5kg×10N/kg×0.5m=7.5J；拉力做的总功为：W总=Fs=10N×1m=10J，滑轮组的机械效率：η= = ×100%=75%；(3) 增加所提动滑轮的重力，额外功增加，有用功不增加，据η= 可知，滑轮组机械效率减小。
故答案为：10；75%；减小.
【分析】利用W=Gh=mgh求有用功；拉力端移动距离s=2h，利用W=Fs求总功，再利用效率公式η= 求滑轮组的机械效率；结合题意，利用η= 分析理解.
24．【答案】75%；增大；增大
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】解：（1）G＝500N，h＝3m，
做的有用功为：W有用＝Gh＝500N×3m＝1500J，
又因为s＝5m，F＝400N，
所以拉力做的总功为：W总＝Fs＝400N×5m＝2000J。
则斜面的机械效率为：η＝ ×100%＝ ×100%＝75%。（2）若仅使倾角θ逐渐增大（即斜面变陡），拉动物体越费力，即沿斜面向上的拉力将逐渐增大；（3）其他条件不变，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高。
故答案为：75%；增大；增大。
【分析】利用W有用＝Gh求得有用功，利用W总＝Fs求得总功，再利用η＝ ×100%计算斜面的机械效率.其他条件不变，斜面倾斜度越大，拉力越小，机械效率越高.
25．【答案】6；100；120；83.3%
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】（1）由图可知，n＝3，绳子移动的距离：s＝nL＝3×2m＝6m，拉力做的总功： ＝20N×6m＝120J；（2）滑轮组所做有用功： ＝50N×2m＝100J；（3）滑轮组的机械效率 ×100%＝80%。
故答案为：6；100；120；83.3%。
【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系；用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
26．【答案】800；250；增加提升的物重
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算；滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】（1）人向下拉绳使重物升起，说明绳子最后绕过的是定滑轮，按此反向绕线，则绳子的起始端应系在定滑轮的挂钩上，如图所示： ；（2）他所做的有用功: ＝400N×2m＝800J；（3）由图知n＝2，拉力端移动距离s＝2h，滑轮组 ，则工人的拉力： ＝250N；（4）要提高机械效率，要尽量减小额外功、增大有用功，可增大使用滑轮组提升的物重、在转轴上加润滑油、减轻动滑轮的自重等。
故答案为：如图所示；800； 250；增加提升的物重。
【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系；用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
27．【答案】（1）4
（2）83.3%
（3）变大
【知识点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】（1）由图知，n＝2，绳重和摩擦不计，当拉力 ＝6N时，A恰好被匀速提升，则 ，则动滑轮重力： ＝2×6N﹣10N＝2N，当拉力 ＝4N时，A未被拉起，此时拉力： ，滑轮组对A的拉力： ＝2×4N﹣2N＝6N，此时对桌面的压力： ＝10N﹣6N＝4N；（2）A被匀速提升10cm过程中，滑轮组的机械效率： ×100%≈83.3%；（3）若仍用此装置将另一个重为20N的重物B同样匀速提升10cm，提升的物重变大，做的有用功变大；绳重和摩擦不计，额外功不变，有用功与总功的比值变大，即机械效率变大。
故答案为：（1）4；（2）83.3%；（3）变大。
【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系；用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
28．【答案】（1）66.7%
（2）①④
（3）40
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：（1）由图知n＝3，此时滑轮组的机械效率：
η＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ×100%≈66.7%；（2）若摩擦和绳重忽略不计，动滑轮重不变，但提升高度增加了，由W额＝G动h 可知，额外功会增大，
保持物体上升的速度不变，根据P＝ ＝ ＝Fv可知，拉力的功率不变，
将物体提升到2.0m的高度，由W有用＝Gh可知，有用增大，根据W总＝W有用+W额可知，总功变大；
由η＝ ＝ ＝ 可知，机械效率不变；（3）当机械效率 ＝60%，摩擦和绳重等产生的额外功始终是总功的10%，
所以有用功W有用＝G′h＝60%W总，﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
摩擦和绳重产生的额外功始终占总功的10%：W额摩擦和绳＝10%W总，﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
则W有用+G动h＝W总，﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①②③解得G′＝40N；
故答案为：（1）66.7%；（2）①④；（3）40。
【分析】（1）利用η＝ ＝ ＝ ＝ 计算滑轮组的机械效率.
（2）若摩擦和绳重忽略不计，由W有用＝Gh、W额＝G动h 可知有用功、额外功变化情况，根据W总＝W有用+W额可知总功变化情况；总功根据P＝ ＝ ＝Fv可知拉力的功率变化情况；由η＝ ＝ 可知机械效率变化情况.
（3）摩擦和绳重等产生的额外功始终是总功的10%，据此进行计算即可.
29．【答案】80%；增大提升物体的重力（或减小动滑轮的重力）
【知识点】动滑轮及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：（1）动滑轮绳子的有效股数为2，则绳端移动的距离s＝2h，
动滑轮的机械效率：
η＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ×100%＝80%；（2）不计绳重和摩擦时，克服物体的重力做的功为有用功，克服物体和动滑轮重力做的功为总功，
所以，动滑轮的机械效率：
η＝ ＝ ＝ ＝ ，
据此可知，增大动滑轮机械效率的方法有：减小动滑轮的重力、增大提升物体的重力。
故答案为：80%；增大提升物体的重力（或减小动滑轮的重力）。
【分析】利用η＝ ＝ 求得动滑轮的机械效率；由η＝ ＝ ＝ 分析滑轮组机械效率的影响因素.
30．【答案】2.4；83.3%；增加被提升物体的物重（或减轻动滑轮的重力、在轮轴间加润滑剂都能提高动滑轮的机械效率）
【知识点】滑轮（组）的机械效率；滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】解：（1）弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N，
滑轮组的机械效率是：
绳子的有效段数为3，根据绳子移动距离和物体升高高度的关系，
绳子自由端移动的距离：
s＝nh＝3×0.1m＝0.3m，
η＝ ＝ ＝ ×100%≈83.3%；（2）增加被提升物体的物重（或减轻动滑轮的重力、在轮轴间加润滑剂都能提高动滑轮的机械效率），可提高动滑轮的机械效率。
故答案为：2.4；83.3%；增加被提升物体的物重（或减轻动滑轮的重力、在轮轴间加润滑剂都能提高动滑轮的机械效率）。
【分析】结合弹簧测力计的分度值读出示数，利用η＝ ＝ 求得滑轮组的机械效率.
31．【答案】100；250；80%；增加物重
【知识点】滑轮组及其工作特点；动滑轮拉力的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】（1）由图乙可知，运送一件货物G＝100N时，滑轮组的机械效率η＝50%，不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率： ＝50%，解得： ＝100N；（2）由图可知，n＝2，则运送4件货物时绳子的拉力： ×（4×100N+100N）＝250N，不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率： ×100%＝80%；由以上计算可知，使用同一滑轮组，增加物重，可以提高滑轮组的机械效率。
故答案为：100；250；80%；增加物重。
【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系；用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
32．【答案】90%；0.4；增大
【知识点】动滑轮及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：（1）图中使用的是动滑轮，拉力端移动的距离s＝2h，则动滑轮的机械效率：
η＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%＝90%；（2）绳重与摩擦不计，由F＝ （G+G动）可得，动滑轮的重力：
G动＝2F﹣G＝2×100N﹣180N＝20N，
质量为25kg大米的重力：
G′＝m′g＝25kg×10N/kg＝250N，
此时拉力F′＝ （G′+G动）＝ ×（250N+20N）＝135N，
由P＝ ＝ ＝Fv可得，拉绳子的速度：
v＝ ＝ ＝0.4m/s；（3）整个滑轮组保持不变，即额外功不变，因对重物做的功为有用功，增加钩码的质量，即增大了有用功，机械效率就会增大。
故答案为：90%；0.4；增大。
【分析】利用η＝ ×100%＝ ×100%求得动滑轮的机械效率；绳重与摩擦不计，由F＝ （G+G动）可得动滑轮的重力；再利用P＝ ＝ ＝Fv可得拉绳子的速度.
33．【答案】（1）竖直向上匀速
（2）力的方向；相同
（3）62.9%
（4）动滑轮重；物重
（5）C
（6）减小摩擦，或加润滑油；减轻动滑轮重，或增加物（钩码）重
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）由图知，绳子的有效段数为：n＝3，设物体升高h，则绳子自由端通过3h，由表中第6次实验数据：机械效率为： ≈62.9%；由3、4或5、6可以看出，钩码重相同，动滑轮越重，机械效率越低；由3、5或4、6可以看出，动滑轮重相同，钩码越重，机械效率越高；故本实验中影响滑轮组效率的主要原因是动滑轮重和物重；（3）滑轮和轮与轴间的摩擦力大小不同；测拉力时没有使测力计匀速上升，都会造成测量的力不准确，从而使测出的滑轮组机械效率不同，而由 可知，滑轮组的机械效率与钩码被提升的高度无关，
故答案为：C；（4）动滑轮的重力越小、绳重和摩擦越小，动滑轮的机械效率越高，故提高滑轮组的机械效率可以：①减小摩擦，或加润滑油；②减轻动滑轮重，或增加物（钩码）重。
故答案为：（1）62.9%；（2）动滑轮重；物重； （3）C；（4）①减小摩擦，或加润滑油；②减轻动滑轮重，或增加物（钩码）重。
【分析】（1）为了保证系统处于平衡状态，应匀速拉动弹簧测力计；
（2）中心转轴固定不动的滑轮为定滑轮，定滑轮可以改变力的方向，但不省力；
（3）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率；
（4）（5）（6）结合表格中的数据分析影响滑轮组机械效率的因素即可，结合选项分析求解即可。
34．【答案】（1）竖直向上匀速
（2）力的方向；相同
（3）62.9%
（4）动滑轮重；物重
（5）C
（6）减小摩擦，或加润滑油；减轻动滑轮重，或增加物（钩码）重
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）由图知，绳子的有效段数为：n＝3，设物体升高h，则绳子自由端通过3h，由表中第6次实验数据：机械效率为： ≈62.9%；由3、4或5、6可以看出，钩码重相同，动滑轮越重，机械效率越低；由3、5或4、6可以看出，动滑轮重相同，钩码越重，机械效率越高；故本实验中影响滑轮组效率的主要原因是动滑轮重和物重；（3）滑轮和轮与轴间的摩擦力大小不同；测拉力时没有使测力计匀速上升，都会造成测量的力不准确，从而使测出的滑轮组机械效率不同，而由 可知，滑轮组的机械效率与钩码被提升的高度无关，
故答案为：C；（4）动滑轮的重力越小、绳重和摩擦越小，动滑轮的机械效率越高，故提高滑轮组的机械效率可以：①减小摩擦，或加润滑油；②减轻动滑轮重，或增加物（钩码）重。
故答案为：（1）62.9%；（2）动滑轮重；物重； （3）C；（4）①减小摩擦，或加润滑油；②减轻动滑轮重，或增加物（钩码）重。
【分析】（1）为了保证系统处于平衡状态，应匀速拉动弹簧测力计；
（2）中心转轴固定不动的滑轮为定滑轮，定滑轮可以改变力的方向，但不省力；
（3）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率；
（4）（5）（6）结合表格中的数据分析影响滑轮组机械效率的因素即可，结合选项分析求解即可。
35．【答案】（1）竖直；2.3；87
（2）钩码重
（3）错误；滑轮组的机械效率不是一个定值，求平均值无意义
（4）方法一
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】解：（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；
图中测力计的分度值为0.1N，示数2.3N，即表格中①处的数值是2.3；
第3次实验的机械效率为：
η＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%≈87%，
即表格中②处的数值为87；（2）由表中数据可知，同一滑轮组将不同钩码提升相同的高度，提升的钩码越重，滑轮组的机械效率越高，由此可知：滑轮组的机械效率与钩码重有关；（3）这种做法错误，因为滑轮组的机械效率不是一个定值，求平均值无意义。（4）由表中数据可知，同一滑轮组将不同的重物提升相同的高度，提升物体越重，机械效率越高；即对同一滑轮组，增加提升物体的重力可提高机械效率；
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员，是在额外功相同时，人越多，有用功越多，机械效率越高，故符合题意；
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量，是通过减小额外功来增加机械效率的，故不符合题意。
方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑，提高滑轮组机械效率的方法是通过减小摩擦来增大机械效率的，故不符合题意，
故方法一是与本实验同理的。
故答案为：（1）竖直；2.3；87；（2）钩码重；（3）错误；滑轮组的机械效率不是一个定值，求平均值无意义；（4）方法一。
【分析】（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，结合分度值读出弹簧测力计的示数（拉力大小），再利用η＝ ×100%＝ ×100%计算第3次实验的机械效率.
（2）结合表格数据，利用控制变量发得出结论.
（3）由于滑轮组的机械效率不是一个固定值，多次测量取平均值无意义.
（4）对于改变滑轮组机械效率的方法，有两种情况：一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦，这些方法可以减少额外功，提高机械效率；二是增加提升物体的重，在额外功不变的情况下，增大有用功，从而提高机械效率，据此分析.
36．【答案】（1）解：汽车对物体做的有用功：
W有＝Gh＝4×103N×10m＝4×104J；
答：将物体从井底拉至井口的过程中，汽车对物体作的有用功是4×104J；
（2）解：由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝3，
将物体从井底匀速直线拉至井口的过程中，物体上升高度h＝10m，
绳子自由端移动的距离：
s＝nh＝3×10m＝30m，
则汽车拉绳子的拉力做的功：
W总＝Fs＝2×103N×30m＝6×104J；
答：汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了6×104J功；
（3）解：滑轮组的机械效率：
η＝ ×100%＝ ×100%≈66.7%；
答：滑轮组的机械效率是66.7%；
（4）解：汽车受到的阻力：f＝0.1G车＝0.1×3×104N＝3×103N，
当汽车匀速直线行驶时，水平方向上受到向右的牵引力、向左的拉力和阻力，
根据力的平衡条件可知，汽车的牵引力：
F牵＝F+f＝2×103N+3×103N＝5×103N。
答：汽车的牵引力是5×103N。
【知识点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算；滑轮与功的综合题
【解析】【分析】（1）利用W
有用=Gh求出有用功.
（2）利用W总=Fs=Fnh求拉力做功；
（3）利用 η＝ 计算滑轮组的机械效率.
（4） 汽车匀速直线行驶时 ，受平衡力， 根据力的平衡条件可知汽车的牵引力大小.
37．【答案】（1）解：由图知，n＝3，
则滑轮组的机械效率：
η＝ ＝ ＝ ＝ ×100%＝75%；
答：此时滑轮组的机械效率为75%；
（2）解：不计绳重和摩擦，根据F＝ （G+G动）可得，动滑轮的重力：
G动＝3F﹣G＝3×20N﹣45N＝15N；
答：动滑轮的重力为15N；
（3）解：用此滑轮组将重90N的重物匀速提起10m，
不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率：
η′＝ ＝ ＝ ＝ ×100%≈85.7%。
答：用此滑轮组将重90N的重物匀速提起10m，则滑轮组的机械效率为85.7%。
【知识点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）利用
η＝ ＝ 计算
滑轮组的机械效率 .
（2） 不计绳重和摩擦，根据F＝ （G+G动）可得，动滑轮的重力 .
（3） 不计绳重和摩擦， 利用 η＝ ＝ ＝ 计算 此时滑轮组的机械效率 .
38．【答案】（1）由杠杆的平衡条件 可知，当动力与动力臂不变时，阻力与阻力臂成反比，即阻力臂越大，阻力越小；由“塔吊”结构图可知，动力与动力臂都不变，当E点越靠近D点时，力臂越长，则能安全吊起重物的最大质量越小
（2）塔吊对重物做功： ；
（3）①由图可知，有两段绳子吊着物体，即n＝2，已知 ＝1.5m/s，则绳子末端移动的速度为： ＝2×1.5m/s＝3m/s；水平拉力F做功的功率P＝75kW＝75000W，由 可得水平拉力： ＝25000N。②提起物重 ，因为滑轮组的机械效率 ，所以此时滑轮组的机械效率： ×100%＝60%
【知识点】滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）结合题目给出的条件求出动力臂、阻力和阻力臂，利用杠杆平衡条件求解动力大小，分析动力的大小变化；
（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；
（3）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
39．【答案】（1）由图乙可知，第13s时物体全部露出水面，此时物体受到的拉力： ，
前10s内物体浸没水中，此时物体受到的拉力： 。则物体浸没在水中时所受的浮力： ，由阿基米德原理可知物体的体积： N
（2）物体的质量： ＝500kg，物体的密度：
（3）物体从水底至完全露出水面的时间t＝13s，由 可得水底的深度： ＝0.5m/s×13s＝6.5m，则水对水底的压强：
（4）由图甲可知，承担动滑轮绳子的段数n＝3，绳子自由端移动的距离s是物体上升高度h的3倍，即s＝3h＝3×3m＝9m故绳子自由端拉力做的总功： ，有用功： ，
滑轮组的机械效率： ×100%≈83.3%。
【知识点】密度公式及其应用；压强的大小及其计算；浮力大小的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）结合物体排开水的体积，利用阿基米德原理求解物体所受到的浮力即可；
（2）结合物体的重力求解物体的质量，结合物体的体积求解物体的密度；
（3）液体压强的计算公式为p＝ρgh，ρ是液体的密度，h是深度，通过公式可以看出，液体的压强大小与液体的密度和深度有关；
（4）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
40．【答案】（1）解：物体重力G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N，
有用功：
答：所做的有用功是6000J；
（2）解：由 得，总功：
答：所做的总功是7500J；
（3）解：由 得，
拉力 。
答：绳端的拉力F是1250N。
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）利用W=Gh求得
有用功 .
（2） 由机械效率计算公式 得总功大小.
（3）利用
求得拉力大小.
1 / 1