2023-2024学年人教版八年级物理下册同步训练基础卷：12.3 机械效率
一、选择题
1．（2024九上·甘肃期末）下列关于功、功率和机械效率的说法中，正确的是（ ）
A．功率大的机械，做功一定多
B．机械效率高的机械，一定省力
C．功率大的机械，其机械效率一定高
D．功率大的机械，做功一定快
【答案】D
【知识点】功率的概念；机械效率；功
【解析】【解答】A.功率大的机械做功快，做功的多少还与时间有关，故A错误
B.机械效率高的机械，是有用功占总功的比值大，和省力费力无关，故B错误
C.功率大的机械做功快，和机械效率无关，故C错误
D.功率大的机械，做功一定快，功率是表示单位时间内做功的多少，故D正确
故选择D
【分析】单位时间内所做的功叫做功率，功率是表示做功快慢的物理量，即功率的大小等于功与时间的比值；机械效率是有用功与总功的比值；机械效率与做功多少没有直接关系．
2．（2023九上·无锡月考）如图所示，用甲、乙、丙三种方式匀速提升相同物体，物体上升速度相同。已知每个滑轮均相同，则下列说法正确的是（ ）
A．丙方式最省功 B．乙方式拉力的功率最大
C．甲方式机械效率最高 D．三种方式拉力做功相同
【答案】C
【知识点】机械效率；机械效率的大小比较；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】 A、使用任何机械都不能省功，故A错误。
B、若不计绳重和摩擦，F甲做的功为克服物重做的功，F乙、F丙做的功为克服物重和动滑轮重力做的功，故F甲、F乙、F丙做的功W甲＜W乙=W丙，因为物体上升速度相同，所用时间相同，根据，可知P甲＜P乙=P丙，故B错误。
C、在不计绳重和摩擦时，甲做的功为克服物重做的功，没有额外功，故η甲=100%，乙、丙做的功为克服物重和动滑轮重力做的功，有用功相同，额外功也相同，故η乙=η丙＜1，即η甲最大，η乙=η丙，故C正确。
D．若不计绳重和摩擦，F甲做的功为克服物重做的功，F乙、F丙做的功为克服物重和动滑轮重力做的功，故F甲、F乙、F丙做的功W甲＜W乙=W丙，故D错误。
故答案为：C。
【分析】 （1）使用机械的主要目的是省力或省距离或改变力的方向，但使用任何机械都不能省功。
（2）判断机械效率的大小，主要根据有用功与总功的比值，比值越大机械效率越高。
3．（2023九上·吉安期中） 两位同学用二只同样的滑轮和同一根绳子，分别组成图所示的甲、乙两个滑轮组来匀速提升同一重物，不计绳重和阻力，则
A．甲较省力且机械效率较高
B．乙较省力且机械效率较高
C．两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同
D．两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同
【答案】D
【知识点】机械效率的大小比较
【解析】【解答】根据图像，甲是2股绳，乙是3股绳，根据，绳子股数越多越省力；根据，由于物体和动滑轮重力相等，机械效率相同，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】根据，计算滑轮组绳子的拉力；根据，计算滑轮组的机械效率。
4．（2024九上·东昌府期末）在某校新校区建设工地上，需要利用滑轮组装置和机车把低处的重物提升到高处，滑轮组装置如图甲所示。当机车牵引绳的拉力按图乙所示随时间变化时，重物的速度和上升的高度随时间变化的关系图象分别如图丙和图丁所示，若重物与地面接触面积，不计摩擦和绳重，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。下列说法正确的
A．在内，重物对地面的压强是
B．在内，拉力做的功是
C．在内，拉力的功率是
D．在内，滑轮组的机械效率是
【答案】B
【知识点】功率的计算；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】【解答】A.根据丙图，滑轮组绳子股数n=3；在2~3s时，物体匀速直线运动，结合乙图，此时拉力为F3=2000N，计算动滑轮重力为G动=nF3-G=3×2000N-5700N=300N；在0~1s内，拉力F1=1000N，此时物体受到的拉力F'=nF1-G动=3×1000N-300N=2700N，重物对地面的压力F压=5700N-2700N=3000N，压强是，A不符合题意；
B.在1~2s内，拉力为2400N，物体移动距离为1m，绳子移动距离为s=3×1m=3m，做的功W=Fs=2400N×3m=7200J，B符合题意；
C.在2~3s内，拉力为2000N，物体的速度为2m/s，拉力的速度v拉=3×2m/s=6m/s，拉力的功率为P=Fv=2000N×6m/s=12000W，C不符合题意；
D.在2~3s内，滑轮组的机械效率是，D不符合题意。
故答案为：B.
【分析】根据滑轮组绳子股数，结合拉力和物体的重力，利用G动=nF3-G计算动滑轮重力；根据相应时间的拉力和动滑轮重力，计算滑轮组对绳子的拉力；根据物体重力和受到的拉力，计算对地面的压力，根据，计算压强；根据W=Fs，计算做功多少；利用P=Fv，计算功率；根据，计算机械效率。
5．（2023九上·福建期末）甲、乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮重力都相同，用它们分别将重物G1， G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦与绳重，下列说法中正确的是（ ）
A．若G1=G2，拉力做的额外功相同
B．若G1> G2，拉力做的总功相同
C．若G1=G2，甲的机械效率大于乙的机械效率
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】C
【知识点】滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】A.根据图片可知，对动滑轮做额外功。根据W额=G动h可知，乙中动滑轮重力大，则拉力做的额外功更大，故A错误；
B.如果G1> G2， 那么G总大小不等。根据W总=G总h可知，拉力做的总功不等，故B错误；
C.根据图片可知，乙中动滑轮的重力更大，则当G1=G2时，根据可知，甲的机械效率大于乙的机械效率，故C正确；
D.根据可知，同一滑轮组提升不同物体时，物体的质量越大，则机械效率越大，故D错误。
故选C。
【分析】A.根据W额=G动h比较额外功大小；
B.根据W总=G总h比较拉力的总功大小；
C.根据比较机械效率大小；
D.根据确定机械效率大小变化。
6．（2020九上·越秀期末）用某滑轮组匀速提升重物，改进后提高了机械效率，若用它把同一物体匀速提到同样的高度，改进后与改进前相比较，下列说法中错误的是（ ）
A．做的总功减少了
B．做的额外功减少了
C．做的有用功增加了
D．做的有用功跟总功的比值增大了
【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】对物体所做的功为有用功，改进前后所提升物体质量与高度不变，由 可知所做有用功大小不变，又由于提高了机械效率，由 可知，所做总功减少，有用功跟总功的比值增大，由额外功等于总功与有用功之差可得额外功减少，
故答案为：C。
【分析】对物体所做的功为有用功，根据 和 分析即可；
7．（2023八下·城阳期末）工人师傅用如图所示的滑轮组提升物体，若要提高滑轮组的机械效率，下列方法可行的是（ ）
A．增大摩擦 B．增大定滑轮的重力
C．增大动滑轮的重力 D．增大被提升物体的重力
【答案】D
【知识点】增大或减小机械效率的方法
【解析】【解答】A、增大摩擦，会增大拉力，根据可知，机械效率将降低，故A不符合题意；
B、 增大定滑轮的重力 ，不会改变拉力、物重、n，根据可知，机械效率将不变，故B不符合题意；
C、增大动滑轮的重力，会增大拉力，根据可知，机械效率将降低，故C不符合题意；
D、增大被提升物体的重力，根据可知，机械效率将提高，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据可知改变机械效率的方式。
8．（2024九上·福建期末）如图所示，把重力为100 N的物体从底端匀速推到斜面顶端，斜面长为10 m，高为3m，实际推力为50N，则下列选项错误的是
A．推力做功为500J B．克服物体重力做功为300J
C．斜面的机械效率为60% D．物体与斜面之间的摩擦力为50N
【答案】D
【知识点】功的计算及应用；有用功和额外功
【解析】【解答】A、根据推力做功公式可知推力做功为，故A正确；
B、根据重力做功公式可知克服 重力做功为，故B正确；
C、机械做功效率公式可知 斜面的机械效率为 ，C正确；
D、对物体进行受力分析可知，斜面受到推力、摩擦力和重力的下滑分力， 实际推力为50N ，所以摩擦力和重力的下滑分力的合力为50N，D错误。
综上选D。
【分析】根据做功公式以及机械效率对选项进行判识
二、多选题
9．（2023九上·瑞昌期中）小明在探究影响滑轮组的机械效率的因素时，他用质量相同的滑轮做了下图所示的实验，并测算了各次实验的机械效率．下列相关说法中错误的是（ ）
A．实验中，增大匀速拉动时的速度可以提高装置的机械效率
B．根据甲、乙两次实验可知：滑轮组的机械效率与绳子的绕法有关
C．根据乙、丙两次实验可知：同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高
D．实验中，换用不同装置进行多次实验，目的是求平均值以减小误差
【答案】A,B,D
【知识点】机械效率；增大或减小机械效率的方法
【解析】【解答】A.增大匀速拉动时的速度，有用功和总功不变，机械效率不变，A符合题意；
B.根据甲、乙实验，滑轮组绕线不同，机械效率相同，可知：滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关，B符合题意；
C.根据乙、丙实验，丙提升的物体重力大，机械效率大，可知：同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高，C不符合题意；
D.实验中，换用不同装置进行多次实验，可以探究滑轮组机械效率的变化规律，D符合题意。
故答案为：ABD.
【分析】滑轮组的机械效率和物体的重力有关，和绕线方法无关，和速度无关。
三、填空题
10．（2023九上·南京月考）如图所示，物体重150N，挂在杠杆中点，人用100N的力竖直向上将物体提高0.5m，在此过程中，手移动的距离为1m。在此过程中，人用的拉力所做的功为 J，提升物体所做的有用功为 J，杠杆机械效率 。杠杆自重 N。
【答案】100；75；75%；50
【知识点】杠杆的机械效率
【解析】【解答】对物体做的有用功W有=Gh=150N×0.5m=75J；
对物体做的总功：W总=Fs=100N×1m=100J；
则杠杆的机械效率：；
克服杠杆重力做的额外功：W额=W总-W有=100J-75J=25J；
则杠杆的重力为：。
【分析】根据W有=Gh计算对物体做的有用功，根据W总=Fs计算对物体做的总功，最后根据计算杠杆的机械效率。根据W额=W总-W有计算克服重力做的额外功，最后根据计算杠杆的重力。
11．（2024九上·甘肃期末）某同学利用平行于斜面的力将物体沿斜面底端匀速拉上顶端，已知沿斜面的长为5m，高度为3m，底边长为4m，斜面对物体的支持力为240N，此过程中机械效率为90%，则根据题给条件我们可以判断沿斜面向上的拉力 摩檫力(选填“大于”“等于”或“小于”)；支持力对物体做的功为 J
【答案】大于；0
【知识点】斜面的机械效率；功的计算及应用；有用功和额外功
【解析】【解答】（1） 物体沿斜面底端匀速向上运动，物体受拉力、重力、支持力、摩擦力，物体沿斜面方向上受摩擦力、拉力、和重力的一个分立，所以，拉力大于摩擦力
（2）物体的支持力是垂直于斜面，物体没有在支持力的方向上移动距离，根据W=FS，支持力对物体做功为0
【分析】会进行受力分析，知道合力和分力的关系，知道做功的两个要素
12．（2024九上·重庆市期末）如图所示，一个斜面长5m，高2m，把重为1000N的物体匀速地推向斜面顶端，若斜面是光滑的，则推力为 N；如果斜面不光滑，实际所用推力为500N，则斜面的机械效率为 。
【答案】400；80%
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】（1）所做的有用功为：W有=Gh=1000N×2m=2000J，若斜面光滑，则没有额外功，即推力做的功W总=W有=2000J，由W总=Fs可得，推力的大小：，
（2）如果斜面不光滑，推力为500N，则推力的功为：W总′=Fs=500N×5m=2500J，斜面的机械效率：
。
【分析】 （1）如果没有摩擦，推力的功等于提升物体所做的有用功，根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出推力。
（2）如果斜面不光滑，根据W=Fs求出推力做的总功，根据效率公式求出斜面的机械效率。
13．（2024九上·石碣期末）如图为“测量滑轮组机械效率”的两次实验装置，以及得到的对应数据如表。
次数 钩码重
G/N 钩码上升
高度h/m 测力计
拉力F/N 测力计移动
距离s/m 机械
效率η
1 2 0.1 0.9 0.3 74.1%
2 4 0.1 1.6 0.3
实验中要沿竖直方向，向上 拉动弹簧测力计，使物体升高；第2次实验的机械效率η＝ （百分数保留到0.1）；比较两次实验可得：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越 。(填“高”或“低”)
【答案】匀速；83.3%；高
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）为了使弹簧测力计示数稳定，滑轮组保持平衡状态，需要向上匀速拉动弹簧测力计；
(2)根据可得第2次实验的机械效率：
(3)甲乙是同一个滑轮组，甲提起2N的物体，乙提起4N的物体，其他的条件相同，甲的机械效率是74.1%，乙的机械效率是83.3%，所以，使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越大。
【分析】(1)为了保证滑轮组的平衡，需要向上匀速拉动弹簧测力计；
（2）根据W有=Gh，W总=Fs，可求第2次实验的机械效率；
（3）比较第1次实验和第2次实验，钩码升高的距离相同，绳子自由端移动的距离相同，说明使用的是同一装置，所做的额外功相同，提起的重物不同，机械效率不同据此得出结论。
14．（2023九上·泰州期末）在“测定动滑轮机械效率”的实验中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，不计绳重及摩擦，改变钩码的数量，正确操作后，记录的实验数据如下：
实验
序号 钩码重G/N 钩码上升的高度
h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm
① 1.0 20.00 0.7 40.00
② 2.0 20.00 1.2 40.00
③ 3.0 20.00 1.7 40.00
（1）实验时，用手 拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升．
（2）第次实验时，测得动滑轮的机械效率为 ；
（3）第次实验时，若钩码静止，拉力的大小会 选填“大于”、“小于”或“等于”
（4）第次实验时，若钩码上升的速度为，则拉力的功率为
（5）由表中实验数据，可以求得动滑轮重为
（6）由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将 选填“增大”、“减小”或“不变”
【答案】（1）竖直向上匀速
（2）71.4%
（3）小于
（4）0.17
（5）0.4
（6）增大
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算；滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】测量动滑轮机械效率的实验中，
（1）实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体受到平衡力；
（2）根据第①次实验数据，计算动滑轮的机械效率为；
（3）第②次实验数据，表格中拉力1.2N，若钩码静止，不产生摩擦力，测力计的拉力F小于1.2N；
（4）第③次实验时，拉力为1.7N，钩码上升的速度为0.05m/s，绳子速度是物体速度的2倍，拉力F的功率P=Fv=1.7N×0.05m/s×2=0.17W；
（5）根据表中实验数据，计算动滑轮重G动=nF-G=2×0.7N-1.0N=0.4N；
（6）根据表中实验数据，计算机械效率为，，可知，同一动滑轮，提升物重增大，机械效率增大。
【分析】（1）测量动滑轮的机械效率时，拉动物体匀速运动；
（2）根据，计算机械效率；
（3）绳子不移动时，没有摩擦力产生；
（4）根据P=Fv，计算功率的大小；
（5）根据G动=nF-G，计算动滑轮的重力大小；
（6）分别计算动滑轮的机械效率，物体重力越大，机械效率变大。
15．（2023九上·南昌期中）如图甲所示，小明同学分别将A、B两个完全相同的物体，沿左右两边斜面拉到顶端，做功情况如图乙所示。则小明对A做的有用功是 J，对物体B做的额外功是 J。
【答案】2；0.5
【知识点】有用功和额外功
【解析】【解答】根据图像，将A、B两个完全相同的物体，提升相同高度，有用功相同，根据图乙，对A做的有用功是W有=W总-W额=3J-1J=2J，由于AB的有用功相同，对物体B做的额外功W额'=W总'-W有=2.5J-2J=0.5J。
【分析】根据W总=W有+W额，计算有用功或额外功。
四、实验探究题
16．（2023九上·清新期中）某兴趣小组对滑轮和杠杆的机械效率进行了实验探究。
（1）如图分别用甲、乙两相同滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，滑轮重力小于沙和桶的总重力。甲图中施加的拉力为F1，做的总功为W1，机械效率为η1； 乙图中施加的拉力为F2，所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计摩擦和绳重，则：F1 F2（选填“>”“<”或“=”），W1 W2（选填“>”“<”或“=”），η1 η2（选填“>”“<”或“=”）。
（2）如图丙所示，用竖直向上的力匀速拉动质量分布均匀的杠杆，杠杆转动过程中，拉力F的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。现用竖直向上的拉力将重为36N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为25cm，此时杠杆的机械效率为 。若将重物的悬挂点由A点（为第1次）向右移至B点（为第2次），将重物提升相同的高度，两次有用功 （选填“相等”或“不等”） 。
【答案】（1）>；<；>
（2）不变；90%；相等
【知识点】滑轮（组）的机械效率；杠杆的机械效率
【解析】【解答】（1）用相同滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，图甲使用的是定滑轮不省力，图乙使用的是动滑轮可以省力，所以F1>F2；
用相同滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，克服沙子重力做的有用功相同，甲图中的额外功为克服桶的重力做功，乙图中额外功为克服桶和动滑轮的重力做功，所以甲图中的总功小于乙图中的总功，故 W1η2；
（2） 如图丙所示，用竖直向上的力匀速拉动质量分布均匀的杠杆，杠杆转动过程中， 物体的重力不变，动力臂与阻力臂的比值不变，根据杠杆平衡条件可知，拉力大小不变；
有用功为：，总功为：，机械效率为：；
若将重物的悬挂点由A点（为第1次）向右移至B点（为第2次），将重物提升相同的高度，根据W=GH可知两次有用功相等。
【分析】（1）使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向；使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，且费距离；
有用功相同时，额外功越小，机械效率越高；
（2）根据杠杆平衡条件分析；
根据计算有用功，根据计算总功，根据计算机械效率。
17．（2023九上·定远月考）小明用如图所示装置探究“斜面的机械效率”。实验前他有如下猜想：
A.斜面的机械效率可能与物体所受的摩擦力有关；
B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。
（1）实验中，沿斜面拉动物体时，应使其做 运动。
（2）下表是小明探究过程中记录的两次对比实验数据：
次数 物体 物重 拉升高度 拉力 拉动距离 机械效率
木块
小车
第次实验时斜面的机械效率为 ；
进行这两次对比实验是为了研究斜面机械效率与 的关系；
第次实验中，木块所受摩擦力为 。
（3）小明进一步研究发现，将长的木板搭成倾角不同的斜面，用弹簧测力计把重为的物块从斜面底端拉至顶端的过程中，额外功与斜面的水平长度木板在水平面上的正投影长度有如下关系：
由表格中信息可知：与成 比；
当斜面的水平长度时，拉力做的总功为 ；
若将木板平放在水平桌面上，水平匀速拉动木板上的物块时，弹簧测力计的示数为 。
【答案】（1）匀速直线
（2）80；摩擦力；0.6
（3）正；2.3；2
【知识点】机械效率的计算；斜面机械效率的测量实验
【解析】【解答】探究斜面的机械效率，
A.斜面的机械效率可能与物体所受的摩擦力有关；
B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。
（1）实验中，沿斜面拉动物体做匀速直线运动，使物体受力平衡；
（2）根据表格数据：①第2次斜面的机械效率为；
②根据实验数据，木块和小车受到斜面的摩擦力不同，探究了斜面机械效率与摩擦力的关系；
③第1次实验中，额外功是W额=W总-W有=1.2N×1m-6N×0.1m=0.6J，木块所受摩擦力为；
（3）①根据表格数据，，W额外与斜面长L的关系成正比；
②当斜面的水平长度L=0.40m时，斜面长50cm，计算三角形的勾股定理，斜面高为，对物体做的有用功为W有=Gh=5N×0.3m=1.5J，拉力做的总功为W总=0.8J+0.5J=2.3J；
③木板平放在水平桌面上，木板的水平长度L=0.5m，根据额外功和水平长度的关系，，额外功为1J，水平匀速拉动木板上的物块时，拉力克服摩擦力，弹簧测力计的示数为。
【分析】（1）测量斜面的机械效率时，拉动物体匀速直线运动；
（2）根据，计算机械效率；物体受到的摩擦力不同，机械效率不同；根据总功和有用功，计算额外功，利用，计算摩擦力；
（3）根据实验数据，分析额外功和斜面高度的关系；根据，计算摩擦力和测力计的拉力。
18．（2023八下·榆树期末）如图所示为研究“杠杆机械效率”的装置，每个钩码重为G，O为支点，杠杆自重不可忽略。
（1）将2只钩码挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F1，测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2，则杠杆的机械效率为η＝ 。（用物理量的符号表示）
（2）将2只钩码挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度为h2，则弹簧测力计的示数将 （大于/等于/小于）F1。
（3）将3只钩码挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度仍为h2，则与前两次相比，第三次杠杆的机械效率 （最高/最低/与前两次相等）。
【答案】（1）
（2）大于
（3）最大
【知识点】杠杆机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）根据图片可知，杠杆做的有用功W有=Gh=2mgh2；
杠杆做的总功：W总=Fs=F1h1；
那么杠杆的机械效率为：.
（2）将2只钩码挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时阻力臂变长，而动力臂和阻力大小不变。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，此时弹簧测力计的示数变大。
（3）根据可知，两次实验中杠杆的重力相等，而钩码的重力变大，那么杠杆的机械效率变大。
【分析】（1）根据图片可知，克服钩码重力做有用功，拉力做总功，最后根据计算杠杆的机械效率；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析解答；
（3）根据公式分析判断。
19．（2022九上·海安月考）小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m ，O为支点。他将2只钩码悬挂在A点，在B点竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，拉力为F1，测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2，此次杠杆的机械效率为η = 。（用物理量的符号表示）；把弹簧测力计移到 C点，在C点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使A点上升高度仍为h1，则此弹簧测力计的示数将 （大于/等于/小于）F1，此次弹簧测力计做的功将 （大于/等于/小于）第一次做的功，此次的机械效率 第一次的机械效率（小于、等于或大于）。（忽略支点O与铁架台间的摩擦）
【答案】；小于；大于；小于
【知识点】杠杆机械效率的测量实验
【解析】【解答】有用功为W有=Gh1=2mgh1，总功W总=F1h2，则机械效率的表达式
钩码的悬挂点在B点时，由杠杆的平衡条件得F1×OB=2G×OA，悬挂点移至C点时，阻力和阻力臂大小不变，因动力臂变大，所以弹簧测力计的示数变小，即此弹簧测力计的示数将小于F1。
把弹簧测力计移到 C点，在C点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使A点上升高度仍为h1，根据W=Gh，做的有用功不变，因忽略支点O与铁架台间的摩擦，故克服杠杆自身的重力做的功为额外功的唯一来源。但因OC>OB，A点上升高度不变，由数学知识可知，动力作用点移动的距离变大，即杠杆提升的高度变大，做的额外功变大，又因为总功等于额外功与有用功之和，因此此次弹簧测力计做的功将大于第一次做的功。
根据 ，因有用功不变，总功变大，故此次的机械效率小于第一次的机械效率。
【分析】根据，求出机械效率；由杠杆的平衡条件得F1×OB=2G×OA，判断力臂的变化，进而确定力的变化；根据W=Gh，可求出功的大小；根据，可比较机械效率的大小。
五、计算题
20．（2024九上·贵池期末）小林用如图所示的滑轮组在的时间内把重为的重物匀速提升了，拉力所做的功为求：
（1）小林所做的有用功功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力的大小。
【答案】（1）解：小林所做的有用功：，
功率：；
答：小林所做的有用功功率为；
（2）解： 滑轮组的机械效率：；
答：滑轮组的机械效率为；
（3）解： 拉力移动距离，
，
拉力大小。
答：拉力的大小为。
【知识点】机械效率；功的计算及应用
【解析】【分析】1）有用功即为物体克服重力做功，根据重力做功公式计算；有用功功率计算；
2）机械效率公式计算
3）根据滑轮组绳子移动距离为重物移动距离的n倍，n为动滑轮连接绳子数，可知动滑轮绳子移动距离为12m，根据做功公式计算拉力。
21．（2023九上·茂名月考）小林在一段平直公路上骑电动车做匀速行驶时，该段路程运动的s﹣t图像如图乙；受到的阻力与时间关系如图丙所示；已知小林的质量为60kg，电动自行车的质量为20kg，车轮与地面接触的总面积为4×10﹣3m2，行驶时该车电动机的平均功率为200W。求：
（1）小林骑车时该车对地面的压强；
（2）该车在此路段行驶15s牵引力做功的功率；
（3）该车在15s内消耗的电能转化为机械能的效率。
【答案】（1）解：电动自行车对地面的压力F=G=（60kg+20kg）×10N/kg=800N
受力面积S=4×10﹣3m2
电动自行车对地面的压强
（2）解：根据图丙知道，车受到的阻力为f=20N，因为电动自行车是匀速直线运动，
所以车受到的牵引力F牵=f=20N
电动自行车15s内牵引力做功W=F牵s=20N×90m=1800J
此路段行驶15s牵引力做功的功率
（3）解： 电动自行车15s消耗的电能W电=Pt=200W×15s=3000J
电能转化为机械能的效率
【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G=mg计算重力，水平面受到的压力等于物体的重力，利用，计算压强；
（2）根据W=Fs，计算做功多少，利用，计算功率；
（3）根据W=Pt，计算消耗的电能，利用，计算电动机的效率。
22．（2020九上·花都期末）如图所示，工人用斜面向上、大小为500N的推力，将重800N的货物从A点匀速推至B点；再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s，到达C点．已知AB长3m，BC长1.2m，距地面高1.5m．试问：
（1）利用斜面搬运货物主要是为了 ；
（2）货物在水平面上运动的速度为多少？
（3）水平推力做功的功率为多少 ？
（4）斜面的机械效率为多少？
【答案】（1）使用斜面可以省力
（2）货物在水平面上运动的距离为：s=1.2m，所用时间为：t=5s；在水平面上运动的速度为：v= =0.24m/s；
（3）水平推力做功的功率：P=Fv=100N×0.24m/s=24W；
（4）在斜面上推力做的功：W总=F′s=500N×3m=1500J； 做的有用功：W有=Gh=800N×1.5m=1200J； 则斜面的效率：η= ×100%=80%．
【知识点】斜面机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）使用斜面可以省力；（2）根据斜面长度和时间的比值计算速度；（3）根据力和速度的乘积计算功率；（4）利用力和距离的乘积计算功的大小；有用功和总功的比值计算机械效率。
1 / 12023-2024学年人教版八年级物理下册同步训练基础卷：12.3 机械效率
一、选择题
1．（2024九上·甘肃期末）下列关于功、功率和机械效率的说法中，正确的是（ ）
A．功率大的机械，做功一定多
B．机械效率高的机械，一定省力
C．功率大的机械，其机械效率一定高
D．功率大的机械，做功一定快
2．（2023九上·无锡月考）如图所示，用甲、乙、丙三种方式匀速提升相同物体，物体上升速度相同。已知每个滑轮均相同，则下列说法正确的是（ ）
A．丙方式最省功 B．乙方式拉力的功率最大
C．甲方式机械效率最高 D．三种方式拉力做功相同
3．（2023九上·吉安期中） 两位同学用二只同样的滑轮和同一根绳子，分别组成图所示的甲、乙两个滑轮组来匀速提升同一重物，不计绳重和阻力，则
A．甲较省力且机械效率较高
B．乙较省力且机械效率较高
C．两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同
D．两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同
4．（2024九上·东昌府期末）在某校新校区建设工地上，需要利用滑轮组装置和机车把低处的重物提升到高处，滑轮组装置如图甲所示。当机车牵引绳的拉力按图乙所示随时间变化时，重物的速度和上升的高度随时间变化的关系图象分别如图丙和图丁所示，若重物与地面接触面积，不计摩擦和绳重，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。下列说法正确的
A．在内，重物对地面的压强是
B．在内，拉力做的功是
C．在内，拉力的功率是
D．在内，滑轮组的机械效率是
5．（2023九上·福建期末）甲、乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮重力都相同，用它们分别将重物G1， G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦与绳重，下列说法中正确的是（ ）
A．若G1=G2，拉力做的额外功相同
B．若G1> G2，拉力做的总功相同
C．若G1=G2，甲的机械效率大于乙的机械效率
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
6．（2020九上·越秀期末）用某滑轮组匀速提升重物，改进后提高了机械效率，若用它把同一物体匀速提到同样的高度，改进后与改进前相比较，下列说法中错误的是（ ）
A．做的总功减少了
B．做的额外功减少了
C．做的有用功增加了
D．做的有用功跟总功的比值增大了
7．（2023八下·城阳期末）工人师傅用如图所示的滑轮组提升物体，若要提高滑轮组的机械效率，下列方法可行的是（ ）
A．增大摩擦 B．增大定滑轮的重力
C．增大动滑轮的重力 D．增大被提升物体的重力
8．（2024九上·福建期末）如图所示，把重力为100 N的物体从底端匀速推到斜面顶端，斜面长为10 m，高为3m，实际推力为50N，则下列选项错误的是
A．推力做功为500J B．克服物体重力做功为300J
C．斜面的机械效率为60% D．物体与斜面之间的摩擦力为50N
二、多选题
9．（2023九上·瑞昌期中）小明在探究影响滑轮组的机械效率的因素时，他用质量相同的滑轮做了下图所示的实验，并测算了各次实验的机械效率．下列相关说法中错误的是（ ）
A．实验中，增大匀速拉动时的速度可以提高装置的机械效率
B．根据甲、乙两次实验可知：滑轮组的机械效率与绳子的绕法有关
C．根据乙、丙两次实验可知：同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高
D．实验中，换用不同装置进行多次实验，目的是求平均值以减小误差
三、填空题
10．（2023九上·南京月考）如图所示，物体重150N，挂在杠杆中点，人用100N的力竖直向上将物体提高0.5m，在此过程中，手移动的距离为1m。在此过程中，人用的拉力所做的功为 J，提升物体所做的有用功为 J，杠杆机械效率 。杠杆自重 N。
11．（2024九上·甘肃期末）某同学利用平行于斜面的力将物体沿斜面底端匀速拉上顶端，已知沿斜面的长为5m，高度为3m，底边长为4m，斜面对物体的支持力为240N，此过程中机械效率为90%，则根据题给条件我们可以判断沿斜面向上的拉力 摩檫力(选填“大于”“等于”或“小于”)；支持力对物体做的功为 J
12．（2024九上·重庆市期末）如图所示，一个斜面长5m，高2m，把重为1000N的物体匀速地推向斜面顶端，若斜面是光滑的，则推力为 N；如果斜面不光滑，实际所用推力为500N，则斜面的机械效率为 。
13．（2024九上·石碣期末）如图为“测量滑轮组机械效率”的两次实验装置，以及得到的对应数据如表。
次数 钩码重
G/N 钩码上升
高度h/m 测力计
拉力F/N 测力计移动
距离s/m 机械
效率η
1 2 0.1 0.9 0.3 74.1%
2 4 0.1 1.6 0.3
实验中要沿竖直方向，向上 拉动弹簧测力计，使物体升高；第2次实验的机械效率η＝ （百分数保留到0.1）；比较两次实验可得：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越 。(填“高”或“低”)
14．（2023九上·泰州期末）在“测定动滑轮机械效率”的实验中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，不计绳重及摩擦，改变钩码的数量，正确操作后，记录的实验数据如下：
实验
序号 钩码重G/N 钩码上升的高度
h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm
① 1.0 20.00 0.7 40.00
② 2.0 20.00 1.2 40.00
③ 3.0 20.00 1.7 40.00
（1）实验时，用手 拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升．
（2）第次实验时，测得动滑轮的机械效率为 ；
（3）第次实验时，若钩码静止，拉力的大小会 选填“大于”、“小于”或“等于”
（4）第次实验时，若钩码上升的速度为，则拉力的功率为
（5）由表中实验数据，可以求得动滑轮重为
（6）由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将 选填“增大”、“减小”或“不变”
15．（2023九上·南昌期中）如图甲所示，小明同学分别将A、B两个完全相同的物体，沿左右两边斜面拉到顶端，做功情况如图乙所示。则小明对A做的有用功是 J，对物体B做的额外功是 J。
四、实验探究题
16．（2023九上·清新期中）某兴趣小组对滑轮和杠杆的机械效率进行了实验探究。
（1）如图分别用甲、乙两相同滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，滑轮重力小于沙和桶的总重力。甲图中施加的拉力为F1，做的总功为W1，机械效率为η1； 乙图中施加的拉力为F2，所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计摩擦和绳重，则：F1 F2（选填“>”“<”或“=”），W1 W2（选填“>”“<”或“=”），η1 η2（选填“>”“<”或“=”）。
（2）如图丙所示，用竖直向上的力匀速拉动质量分布均匀的杠杆，杠杆转动过程中，拉力F的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。现用竖直向上的拉力将重为36N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为25cm，此时杠杆的机械效率为 。若将重物的悬挂点由A点（为第1次）向右移至B点（为第2次），将重物提升相同的高度，两次有用功 （选填“相等”或“不等”） 。
17．（2023九上·定远月考）小明用如图所示装置探究“斜面的机械效率”。实验前他有如下猜想：
A.斜面的机械效率可能与物体所受的摩擦力有关；
B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。
（1）实验中，沿斜面拉动物体时，应使其做 运动。
（2）下表是小明探究过程中记录的两次对比实验数据：
次数 物体 物重 拉升高度 拉力 拉动距离 机械效率
木块
小车
第次实验时斜面的机械效率为 ；
进行这两次对比实验是为了研究斜面机械效率与 的关系；
第次实验中，木块所受摩擦力为 。
（3）小明进一步研究发现，将长的木板搭成倾角不同的斜面，用弹簧测力计把重为的物块从斜面底端拉至顶端的过程中，额外功与斜面的水平长度木板在水平面上的正投影长度有如下关系：
由表格中信息可知：与成 比；
当斜面的水平长度时，拉力做的总功为 ；
若将木板平放在水平桌面上，水平匀速拉动木板上的物块时，弹簧测力计的示数为 。
18．（2023八下·榆树期末）如图所示为研究“杠杆机械效率”的装置，每个钩码重为G，O为支点，杠杆自重不可忽略。
（1）将2只钩码挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F1，测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2，则杠杆的机械效率为η＝ 。（用物理量的符号表示）
（2）将2只钩码挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度为h2，则弹簧测力计的示数将 （大于/等于/小于）F1。
（3）将3只钩码挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度仍为h2，则与前两次相比，第三次杠杆的机械效率 （最高/最低/与前两次相等）。
19．（2022九上·海安月考）小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m ，O为支点。他将2只钩码悬挂在A点，在B点竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，拉力为F1，测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2，此次杠杆的机械效率为η = 。（用物理量的符号表示）；把弹簧测力计移到 C点，在C点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使A点上升高度仍为h1，则此弹簧测力计的示数将 （大于/等于/小于）F1，此次弹簧测力计做的功将 （大于/等于/小于）第一次做的功，此次的机械效率 第一次的机械效率（小于、等于或大于）。（忽略支点O与铁架台间的摩擦）
五、计算题
20．（2024九上·贵池期末）小林用如图所示的滑轮组在的时间内把重为的重物匀速提升了，拉力所做的功为求：
（1）小林所做的有用功功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力的大小。
21．（2023九上·茂名月考）小林在一段平直公路上骑电动车做匀速行驶时，该段路程运动的s﹣t图像如图乙；受到的阻力与时间关系如图丙所示；已知小林的质量为60kg，电动自行车的质量为20kg，车轮与地面接触的总面积为4×10﹣3m2，行驶时该车电动机的平均功率为200W。求：
（1）小林骑车时该车对地面的压强；
（2）该车在此路段行驶15s牵引力做功的功率；
（3）该车在15s内消耗的电能转化为机械能的效率。
22．（2020九上·花都期末）如图所示，工人用斜面向上、大小为500N的推力，将重800N的货物从A点匀速推至B点；再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s，到达C点．已知AB长3m，BC长1.2m，距地面高1.5m．试问：
（1）利用斜面搬运货物主要是为了 ；
（2）货物在水平面上运动的速度为多少？
（3）水平推力做功的功率为多少 ？
（4）斜面的机械效率为多少？
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】功率的概念；机械效率；功
【解析】【解答】A.功率大的机械做功快，做功的多少还与时间有关，故A错误
B.机械效率高的机械，是有用功占总功的比值大，和省力费力无关，故B错误
C.功率大的机械做功快，和机械效率无关，故C错误
D.功率大的机械，做功一定快，功率是表示单位时间内做功的多少，故D正确
故选择D
【分析】单位时间内所做的功叫做功率，功率是表示做功快慢的物理量，即功率的大小等于功与时间的比值；机械效率是有用功与总功的比值；机械效率与做功多少没有直接关系．
2．【答案】C
【知识点】机械效率；机械效率的大小比较；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】 A、使用任何机械都不能省功，故A错误。
B、若不计绳重和摩擦，F甲做的功为克服物重做的功，F乙、F丙做的功为克服物重和动滑轮重力做的功，故F甲、F乙、F丙做的功W甲＜W乙=W丙，因为物体上升速度相同，所用时间相同，根据，可知P甲＜P乙=P丙，故B错误。
C、在不计绳重和摩擦时，甲做的功为克服物重做的功，没有额外功，故η甲=100%，乙、丙做的功为克服物重和动滑轮重力做的功，有用功相同，额外功也相同，故η乙=η丙＜1，即η甲最大，η乙=η丙，故C正确。
D．若不计绳重和摩擦，F甲做的功为克服物重做的功，F乙、F丙做的功为克服物重和动滑轮重力做的功，故F甲、F乙、F丙做的功W甲＜W乙=W丙，故D错误。
故答案为：C。
【分析】 （1）使用机械的主要目的是省力或省距离或改变力的方向，但使用任何机械都不能省功。
（2）判断机械效率的大小，主要根据有用功与总功的比值，比值越大机械效率越高。
3．【答案】D
【知识点】机械效率的大小比较
【解析】【解答】根据图像，甲是2股绳，乙是3股绳，根据，绳子股数越多越省力；根据，由于物体和动滑轮重力相等，机械效率相同，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】根据，计算滑轮组绳子的拉力；根据，计算滑轮组的机械效率。
4．【答案】B
【知识点】功率的计算；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】【解答】A.根据丙图，滑轮组绳子股数n=3；在2~3s时，物体匀速直线运动，结合乙图，此时拉力为F3=2000N，计算动滑轮重力为G动=nF3-G=3×2000N-5700N=300N；在0~1s内，拉力F1=1000N，此时物体受到的拉力F'=nF1-G动=3×1000N-300N=2700N，重物对地面的压力F压=5700N-2700N=3000N，压强是，A不符合题意；
B.在1~2s内，拉力为2400N，物体移动距离为1m，绳子移动距离为s=3×1m=3m，做的功W=Fs=2400N×3m=7200J，B符合题意；
C.在2~3s内，拉力为2000N，物体的速度为2m/s，拉力的速度v拉=3×2m/s=6m/s，拉力的功率为P=Fv=2000N×6m/s=12000W，C不符合题意；
D.在2~3s内，滑轮组的机械效率是，D不符合题意。
故答案为：B.
【分析】根据滑轮组绳子股数，结合拉力和物体的重力，利用G动=nF3-G计算动滑轮重力；根据相应时间的拉力和动滑轮重力，计算滑轮组对绳子的拉力；根据物体重力和受到的拉力，计算对地面的压力，根据，计算压强；根据W=Fs，计算做功多少；利用P=Fv，计算功率；根据，计算机械效率。
5．【答案】C
【知识点】滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】A.根据图片可知，对动滑轮做额外功。根据W额=G动h可知，乙中动滑轮重力大，则拉力做的额外功更大，故A错误；
B.如果G1> G2， 那么G总大小不等。根据W总=G总h可知，拉力做的总功不等，故B错误；
C.根据图片可知，乙中动滑轮的重力更大，则当G1=G2时，根据可知，甲的机械效率大于乙的机械效率，故C正确；
D.根据可知，同一滑轮组提升不同物体时，物体的质量越大，则机械效率越大，故D错误。
故选C。
【分析】A.根据W额=G动h比较额外功大小；
B.根据W总=G总h比较拉力的总功大小；
C.根据比较机械效率大小；
D.根据确定机械效率大小变化。
6．【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】对物体所做的功为有用功，改进前后所提升物体质量与高度不变，由 可知所做有用功大小不变，又由于提高了机械效率，由 可知，所做总功减少，有用功跟总功的比值增大，由额外功等于总功与有用功之差可得额外功减少，
故答案为：C。
【分析】对物体所做的功为有用功，根据 和 分析即可；
7．【答案】D
【知识点】增大或减小机械效率的方法
【解析】【解答】A、增大摩擦，会增大拉力，根据可知，机械效率将降低，故A不符合题意；
B、 增大定滑轮的重力 ，不会改变拉力、物重、n，根据可知，机械效率将不变，故B不符合题意；
C、增大动滑轮的重力，会增大拉力，根据可知，机械效率将降低，故C不符合题意；
D、增大被提升物体的重力，根据可知，机械效率将提高，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据可知改变机械效率的方式。
8．【答案】D
【知识点】功的计算及应用；有用功和额外功
【解析】【解答】A、根据推力做功公式可知推力做功为，故A正确；
B、根据重力做功公式可知克服 重力做功为，故B正确；
C、机械做功效率公式可知 斜面的机械效率为 ，C正确；
D、对物体进行受力分析可知，斜面受到推力、摩擦力和重力的下滑分力， 实际推力为50N ，所以摩擦力和重力的下滑分力的合力为50N，D错误。
综上选D。
【分析】根据做功公式以及机械效率对选项进行判识
9．【答案】A,B,D
【知识点】机械效率；增大或减小机械效率的方法
【解析】【解答】A.增大匀速拉动时的速度，有用功和总功不变，机械效率不变，A符合题意；
B.根据甲、乙实验，滑轮组绕线不同，机械效率相同，可知：滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关，B符合题意；
C.根据乙、丙实验，丙提升的物体重力大，机械效率大，可知：同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高，C不符合题意；
D.实验中，换用不同装置进行多次实验，可以探究滑轮组机械效率的变化规律，D符合题意。
故答案为：ABD.
【分析】滑轮组的机械效率和物体的重力有关，和绕线方法无关，和速度无关。
10．【答案】100；75；75%；50
【知识点】杠杆的机械效率
【解析】【解答】对物体做的有用功W有=Gh=150N×0.5m=75J；
对物体做的总功：W总=Fs=100N×1m=100J；
则杠杆的机械效率：；
克服杠杆重力做的额外功：W额=W总-W有=100J-75J=25J；
则杠杆的重力为：。
【分析】根据W有=Gh计算对物体做的有用功，根据W总=Fs计算对物体做的总功，最后根据计算杠杆的机械效率。根据W额=W总-W有计算克服重力做的额外功，最后根据计算杠杆的重力。
11．【答案】大于；0
【知识点】斜面的机械效率；功的计算及应用；有用功和额外功
【解析】【解答】（1） 物体沿斜面底端匀速向上运动，物体受拉力、重力、支持力、摩擦力，物体沿斜面方向上受摩擦力、拉力、和重力的一个分立，所以，拉力大于摩擦力
（2）物体的支持力是垂直于斜面，物体没有在支持力的方向上移动距离，根据W=FS，支持力对物体做功为0
【分析】会进行受力分析，知道合力和分力的关系，知道做功的两个要素
12．【答案】400；80%
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】（1）所做的有用功为：W有=Gh=1000N×2m=2000J，若斜面光滑，则没有额外功，即推力做的功W总=W有=2000J，由W总=Fs可得，推力的大小：，
（2）如果斜面不光滑，推力为500N，则推力的功为：W总′=Fs=500N×5m=2500J，斜面的机械效率：
。
【分析】 （1）如果没有摩擦，推力的功等于提升物体所做的有用功，根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出推力。
（2）如果斜面不光滑，根据W=Fs求出推力做的总功，根据效率公式求出斜面的机械效率。
13．【答案】匀速；83.3%；高
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）为了使弹簧测力计示数稳定，滑轮组保持平衡状态，需要向上匀速拉动弹簧测力计；
(2)根据可得第2次实验的机械效率：
(3)甲乙是同一个滑轮组，甲提起2N的物体，乙提起4N的物体，其他的条件相同，甲的机械效率是74.1%，乙的机械效率是83.3%，所以，使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越大。
【分析】(1)为了保证滑轮组的平衡，需要向上匀速拉动弹簧测力计；
（2）根据W有=Gh，W总=Fs，可求第2次实验的机械效率；
（3）比较第1次实验和第2次实验，钩码升高的距离相同，绳子自由端移动的距离相同，说明使用的是同一装置，所做的额外功相同，提起的重物不同，机械效率不同据此得出结论。
14．【答案】（1）竖直向上匀速
（2）71.4%
（3）小于
（4）0.17
（5）0.4
（6）增大
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算；滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】测量动滑轮机械效率的实验中，
（1）实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体受到平衡力；
（2）根据第①次实验数据，计算动滑轮的机械效率为；
（3）第②次实验数据，表格中拉力1.2N，若钩码静止，不产生摩擦力，测力计的拉力F小于1.2N；
（4）第③次实验时，拉力为1.7N，钩码上升的速度为0.05m/s，绳子速度是物体速度的2倍，拉力F的功率P=Fv=1.7N×0.05m/s×2=0.17W；
（5）根据表中实验数据，计算动滑轮重G动=nF-G=2×0.7N-1.0N=0.4N；
（6）根据表中实验数据，计算机械效率为，，可知，同一动滑轮，提升物重增大，机械效率增大。
【分析】（1）测量动滑轮的机械效率时，拉动物体匀速运动；
（2）根据，计算机械效率；
（3）绳子不移动时，没有摩擦力产生；
（4）根据P=Fv，计算功率的大小；
（5）根据G动=nF-G，计算动滑轮的重力大小；
（6）分别计算动滑轮的机械效率，物体重力越大，机械效率变大。
15．【答案】2；0.5
【知识点】有用功和额外功
【解析】【解答】根据图像，将A、B两个完全相同的物体，提升相同高度，有用功相同，根据图乙，对A做的有用功是W有=W总-W额=3J-1J=2J，由于AB的有用功相同，对物体B做的额外功W额'=W总'-W有=2.5J-2J=0.5J。
【分析】根据W总=W有+W额，计算有用功或额外功。
16．【答案】（1）>；<；>
（2）不变；90%；相等
【知识点】滑轮（组）的机械效率；杠杆的机械效率
【解析】【解答】（1）用相同滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，图甲使用的是定滑轮不省力，图乙使用的是动滑轮可以省力，所以F1>F2；
用相同滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，克服沙子重力做的有用功相同，甲图中的额外功为克服桶的重力做功，乙图中额外功为克服桶和动滑轮的重力做功，所以甲图中的总功小于乙图中的总功，故 W1η2；
（2） 如图丙所示，用竖直向上的力匀速拉动质量分布均匀的杠杆，杠杆转动过程中， 物体的重力不变，动力臂与阻力臂的比值不变，根据杠杆平衡条件可知，拉力大小不变；
有用功为：，总功为：，机械效率为：；
若将重物的悬挂点由A点（为第1次）向右移至B点（为第2次），将重物提升相同的高度，根据W=GH可知两次有用功相等。
【分析】（1）使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向；使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，且费距离；
有用功相同时，额外功越小，机械效率越高；
（2）根据杠杆平衡条件分析；
根据计算有用功，根据计算总功，根据计算机械效率。
17．【答案】（1）匀速直线
（2）80；摩擦力；0.6
（3）正；2.3；2
【知识点】机械效率的计算；斜面机械效率的测量实验
【解析】【解答】探究斜面的机械效率，
A.斜面的机械效率可能与物体所受的摩擦力有关；
B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。
（1）实验中，沿斜面拉动物体做匀速直线运动，使物体受力平衡；
（2）根据表格数据：①第2次斜面的机械效率为；
②根据实验数据，木块和小车受到斜面的摩擦力不同，探究了斜面机械效率与摩擦力的关系；
③第1次实验中，额外功是W额=W总-W有=1.2N×1m-6N×0.1m=0.6J，木块所受摩擦力为；
（3）①根据表格数据，，W额外与斜面长L的关系成正比；
②当斜面的水平长度L=0.40m时，斜面长50cm，计算三角形的勾股定理，斜面高为，对物体做的有用功为W有=Gh=5N×0.3m=1.5J，拉力做的总功为W总=0.8J+0.5J=2.3J；
③木板平放在水平桌面上，木板的水平长度L=0.5m，根据额外功和水平长度的关系，，额外功为1J，水平匀速拉动木板上的物块时，拉力克服摩擦力，弹簧测力计的示数为。
【分析】（1）测量斜面的机械效率时，拉动物体匀速直线运动；
（2）根据，计算机械效率；物体受到的摩擦力不同，机械效率不同；根据总功和有用功，计算额外功，利用，计算摩擦力；
（3）根据实验数据，分析额外功和斜面高度的关系；根据，计算摩擦力和测力计的拉力。
18．【答案】（1）
（2）大于
（3）最大
【知识点】杠杆机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）根据图片可知，杠杆做的有用功W有=Gh=2mgh2；
杠杆做的总功：W总=Fs=F1h1；
那么杠杆的机械效率为：.
（2）将2只钩码挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时阻力臂变长，而动力臂和阻力大小不变。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，此时弹簧测力计的示数变大。
（3）根据可知，两次实验中杠杆的重力相等，而钩码的重力变大，那么杠杆的机械效率变大。
【分析】（1）根据图片可知，克服钩码重力做有用功，拉力做总功，最后根据计算杠杆的机械效率；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析解答；
（3）根据公式分析判断。
19．【答案】；小于；大于；小于
【知识点】杠杆机械效率的测量实验
【解析】【解答】有用功为W有=Gh1=2mgh1，总功W总=F1h2，则机械效率的表达式
钩码的悬挂点在B点时，由杠杆的平衡条件得F1×OB=2G×OA，悬挂点移至C点时，阻力和阻力臂大小不变，因动力臂变大，所以弹簧测力计的示数变小，即此弹簧测力计的示数将小于F1。
把弹簧测力计移到 C点，在C点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使A点上升高度仍为h1，根据W=Gh，做的有用功不变，因忽略支点O与铁架台间的摩擦，故克服杠杆自身的重力做的功为额外功的唯一来源。但因OC>OB，A点上升高度不变，由数学知识可知，动力作用点移动的距离变大，即杠杆提升的高度变大，做的额外功变大，又因为总功等于额外功与有用功之和，因此此次弹簧测力计做的功将大于第一次做的功。
根据 ，因有用功不变，总功变大，故此次的机械效率小于第一次的机械效率。
【分析】根据，求出机械效率；由杠杆的平衡条件得F1×OB=2G×OA，判断力臂的变化，进而确定力的变化；根据W=Gh，可求出功的大小；根据，可比较机械效率的大小。
20．【答案】（1）解：小林所做的有用功：，
功率：；
答：小林所做的有用功功率为；
（2）解： 滑轮组的机械效率：；
答：滑轮组的机械效率为；
（3）解： 拉力移动距离，
，
拉力大小。
答：拉力的大小为。
【知识点】机械效率；功的计算及应用
【解析】【分析】1）有用功即为物体克服重力做功，根据重力做功公式计算；有用功功率计算；
2）机械效率公式计算
3）根据滑轮组绳子移动距离为重物移动距离的n倍，n为动滑轮连接绳子数，可知动滑轮绳子移动距离为12m，根据做功公式计算拉力。
21．【答案】（1）解：电动自行车对地面的压力F=G=（60kg+20kg）×10N/kg=800N
受力面积S=4×10﹣3m2
电动自行车对地面的压强
（2）解：根据图丙知道，车受到的阻力为f=20N，因为电动自行车是匀速直线运动，
所以车受到的牵引力F牵=f=20N
电动自行车15s内牵引力做功W=F牵s=20N×90m=1800J
此路段行驶15s牵引力做功的功率
（3）解： 电动自行车15s消耗的电能W电=Pt=200W×15s=3000J
电能转化为机械能的效率
【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G=mg计算重力，水平面受到的压力等于物体的重力，利用，计算压强；
（2）根据W=Fs，计算做功多少，利用，计算功率；
（3）根据W=Pt，计算消耗的电能，利用，计算电动机的效率。
22．【答案】（1）使用斜面可以省力
（2）货物在水平面上运动的距离为：s=1.2m，所用时间为：t=5s；在水平面上运动的速度为：v= =0.24m/s；
（3）水平推力做功的功率：P=Fv=100N×0.24m/s=24W；
（4）在斜面上推力做的功：W总=F′s=500N×3m=1500J； 做的有用功：W有=Gh=800N×1.5m=1200J； 则斜面的效率：η= ×100%=80%．
【知识点】斜面机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）使用斜面可以省力；（2）根据斜面长度和时间的比值计算速度；（3）根据力和速度的乘积计算功率；（4）利用力和距离的乘积计算功的大小；有用功和总功的比值计算机械效率。
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