人教版八下物理同步练习12.4 机械效率（培优卷）
一、选择题
1．（2024八下·泗县期末）甲乙两个滑轮组如图所示，其中每一个滑轮的重量都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法错误的是（ ）
A．若G1=G2，则拉力做的总功相同
B．若G1=G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
C．若G1>G2，则甲做的有用功大于乙做的有用功
D．用甲滑轮组提起不同的重物，提起的物体越重，机械效率越大
【答案】A
【知识点】滑轮组及其工作特点；机械效率的大小比较；有用功和额外功
【解析】【解答】A．因为每一个滑轮的重量都相同，甲图中有一个动滑轮，乙图中有两个动滑轮，不计绳重和摩擦，所以乙图中滑轮组做的额外功较大。物体上升相同的高度时，若G1=G2，根据可知，两个滑轮组做的有用功相等。根据可知，乙图中绳子自由端拉力做的总功多，故A错误符合题意；
B．综上所述，两个滑轮组做的有用功相等，乙图滑轮组拉力做的总功较大，根据可知，额外功越小机械效率越大，即甲的机械效率大于乙的机械效率，故B正确不符合题意；
C．题干说将两个重物提升相同的高度，若G1>G2，根据可得甲做的有用功大于乙做的有用功，故C正确不符合题意；
D．用甲滑轮组提起不同的重物，说明做的额外功相同；提起的物体越重，说明做的有用功越大；根据可知，有用功占总功的比例越大，机械效率越高，故D正确不符合题意。
故选A。
【分析】 弄清有用功、额外功、总功之间的关系，明确它们的计算方法，并能比较出甲、乙两图中所做额外功的大小关系，并能根据公式分析机械效率大小关系。
2．（2024八下·衡阳期末）小叶同学用如图所示的滑轮组提升重物A，不计绳重和机械之间的摩擦，每个滑轮的重力均为，与地面固定的细绳的拉力，他通过细绳用的拉力将重物A匀速提升，所用时间。下列说法中正确的是（ ）
A．物体A的重力为
B．拉力做功的功率为
C．该装置由两个定滑轮和一个动滑轮组成
D．该滑轮组在使用过程中的机械效率为
【答案】B
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A．根据图像，与地面固定的细绳的拉力，滑轮的重力为，则物体A的重力为GA=2F2-G轮=2×105N-10N=200N，故A错误；
B．拉力F1的大小为：F1=3F2+G轮=3×105N+10N=325N，
重物A匀速提升，所用时间，则拉力F1的速度为：
拉力F1做功的功率为：，故B正确；
C．装置中两个滑轮的轴在移动，一个滑轮的轴是固定的，由两个动滑轮和一个定滑轮组成，故C错误；
D．该滑轮组在使用过程中的机械效率为
，故D错误。
故选B。
【分析】根据GA=2F2-G轮，可以计算物体的重力大小；结合滑轮组，判断动滑轮上拉力的大小；根据P=Fv，计算功率大小；利用，计算机械效率。
3．（2024八下·隆回期末）用图所示的滑轮组，将重为10N的物体匀速提升0.1m，拉力，在这一过程中，下列说法正确的是（ ）
A．所做的有用功为1J B．所做的额外功为0.5J
C．所做的总功为1.5J D．此滑轮组的机械效率为50%
【答案】A
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】，从图可知，S= 2h=0.2m，
，
，
故选：A。
【分析】根据图可知，对物体所做的功为有用功，拉力F所做的功为总功，已知物重和物体上升的高度，可以求出有用功，已知拉力F和S，可以求出总功，并在此基础上可以求出额外功和机械效率。
4．（2024八下·南皮期末） 如图，用滑轮组拉着重为70N的物体沿水平地面匀速直线运动，拉力F为10N，滑轮组机械效率为80%，不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．此滑轮组动滑轮的重力为5N
B．用一个质量更小的滑轮替换最下面的滑轮，滑轮组的机械效率会增大
C．物体受到水平地面的摩擦力为20N
D．若在此物体上加一砝码，使其一起沿水平地面匀速直线运动，滑轮组的机械效率将变大
【答案】D
【知识点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】 AC.由图可知，连接动滑轮绳子的股数n'=2，
根据滑轮组的机械效率可知，
则物体受到的摩擦力：f=ηnF=80%×2×10N=16N，
根据绳端拉力F=（f+G动）得到，动滑轮的重力：G动=nF-f=2×10N-16N=4N，故A、C错误；
B.最下面的滑轮为定滑轮，定滑轮只改变力的方向，因此更换后不影响滑轮组的机械效率，故B错误；
D.在物体上加一砝码后，物体对地面的压力增加，根据滑动摩擦力影响因素，在接触面的粗糙程度不变时压力越大滑动摩擦力越大可知，此时物体受到的摩擦力f增大，
根据不计绳重、轮与轴间的摩擦时，机械效率可知，G动不变，f增大，机械效率增大，故D正确。
故选D。
【分析】 A.利用求物体受到水平地面的摩擦力；利用不计绳重、轮与轴间的摩擦时F=（f+G动）求动滑轮的重力；
B.最下面的滑轮为定滑轮，定滑轮只改变力的方向，据此分析滑轮组机械效率的变化情况；
CD.根据滑动摩擦力影响因素分析物体所示摩擦力的变化情况，根据不计绳重、轮与轴间的摩擦时，根据机械效率分析物体所受摩擦力增加后机械效率的变化情况。
5．（2018-2019学年沪科版物理八年级下学期 10.5 机械效率 同步练习（综合练习））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.
6．（2024八下·江岸期末） 如图甲所示，工人利用斜面将重1000N的箱子推至较长的水平车厢里，斜面长3m、高1.5m。箱子运动路程随时间变化关系如图乙所示，推力F始终与箱子运动方向相同，推力F随时间变化关系如图丙所示。下列分析中正确的是（ ）
A．0~10s内，对箱子做功越来越快
B．斜面的机械效率为48%
C．10~20s内，推力F的功率为125W
D．10~20s内，箱子所受摩擦力为125N
【答案】C
【知识点】功率的计算；斜面的机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】 A.由图乙可知，箱子在0～10s内路程和时间成正比，箱子做匀速运动。由丙图可知，拉力不变；由P=Fv可知，0～10s内，对箱子做功不是越来越快，故A错误；
B.0～10s内，由图丙可知此时推力为625N，
推力F做的功为：W总=Fs=625N×3m=1875J，
有用功：W有=Gh=1000N×1.5m=1500J，
斜面的机械效率：，故B错误；
C.由图乙可知，箱子在10～20s内路程和时间成正比，箱子做匀速运动，速度为。由图丙知10～20s内，推力F'的大小为250N，推力的功率为：P=F'v=250N×0.5m/s=125W，故C正确；
D.10～20s内，箱子做匀速运动，此时推力等于摩擦力，由图丙可知此时推力为250N，所以摩擦力等于250N，故D错误。
故选C。
【分析】 A.由图乙可知，箱子在0～10s内路程和时间成正比，箱子做匀速运动，由P=Fv分析；
B.0～10s内，由图丙可知此时推力为600N，根据W总=Fs算出总功，由W有=Gh可求得有用功，由计算机械效率；
C.由图乙可知，箱子在10～20s内路程和时间成正比，箱子做匀速运动，由速度算出箱子做匀速运动的速度，由图丙知10～20s内的推力F的大小，由P=Fv算出推力的功率；
D.10～20s内，箱子做匀速运动，根据平衡力算出此时的摩擦力。
7．（2024八下·永寿期末）如图-1所示，小明将重为300N的重物用拉力F拉至斜面顶端。此过程中小明拉力做的功W与重物沿斜面运动的距离s的关系如图-2所示。已知整个过程中小明的额外功为300J。下列说法正确的是（ ）
A．斜面是一种省功机械 B．斜面的机械效率
C．木箱所受的摩擦力 D．拉力
【答案】C
【知识点】斜面的机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】A．使用任何机械都不省功，因此斜面是一种省力机械，但无法省功，故A错误；
B．由图像可知整个过程中总功W=500J，
那么有用功W有=W总-W额=500J-300J=200J，
机械效率。
故B错误；
C．因为克服摩擦力所做的功即为额外功，故摩擦力，
故C正确；
D．拉力所做的功为总功，故拉力，
故D错误。
故选C。
【分析】A.使用任何机械都做额外功；
B.根据W有=W总-W额计算有用功，根据计算斜面的机械效率；
C.根据计算受到的摩擦力；
D.根据计算拉力大小。
8．（ 沪科版物理八年级第十章机械与人第五节 机械效率）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。
二、填空题
9．（2024八下·隆回期末）如图所示，在研究滑轮组时，测得物体重3N，以水平向右的力当拉着甲测力计向右匀速运动时，A获得了0.1m/s的速度匀速向右移动，甲、乙测力计的示数分别为0.5N和1.2N。则拉着甲测力计的力的功率是 W，在匀速拉动4s时间内所做的额外功为 J。
【答案】0.15；0.12
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】甲测力计的速度
，
所以拉动甲测力计的功率大约是
，
匀速拉动4s时间，绳子自由端所做的总功
，
，
所以在匀速拉动4s时间内所做的额外功
。
故答案为：0.15；0.12。
【分析】根据图中可以看出动滑轮上有3段绳子，甲测力计的速度是物体A的3倍，根据公式P=Fv可求拉动甲测力计的功率。
甲的拉力是乙的拉力和滑轮与绳子之间的摩擦力之和的一，已知甲、乙测力计的示数，可求滑轮与绳
子之间摩擦力的大小，已知A的移动速度和时间，根据公式S=Vt可求移动的距离，最后根据公式 W= FS求出在匀速拉动4s时间内所做的额外功。
10．（2024八下·巴中期末）如图是巴中市通江县至诚段的盘山公路，盘山公路实际是一种特殊的 填写简单机械名称，汽车沿着盘山公路可以驶上高耸入云的山峰，盘山公路修得弯弯曲曲的主要目的是 。
【答案】斜面；省力
【知识点】杠杆的机械效率
【解析】【解答】盘山公路是利用斜面的原理来省力的，是一种省力机械；盘山公路修得弯弯曲曲是为了减小斜面的坡度，从而更省力。
故答案为：斜面；省力。
【分析】盘山公路是变形的斜面，斜面越长越省力。
11．（2021八下·昂昂溪期末）用如图的实验装置研究“杠杆的机械效率”实验时，将总重为G=100N的钩码挂在铁质杠杆上，弹簧测力计作用于P点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h=0.2m，弹簧测力计的示数为F=50N，其移动的距离为s=0.5m（不计转轴O处的摩擦，钩码重不变），则此时杠杆的机械效率η为 ；若将钩码移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，杠杆的机械效率为η′，η′ η（填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】80%；大于
【知识点】杠杆的机械效率
【解析】【解答】做的有用功W有=Gh=100N×0.2m=20J，做的总功W总=Fs=50N×0.5m=25J，所以，当移动到Q点时，根据杠杆平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂，阻力不变，阻力臂变大，所以动力臂不变，弹簧测力计示数会变大，所以有用功不变，总功变多，所以效率变小。
故答案为：80%；小于
【分析】根据W有=Gh计算有用功，根据W总=Fs计算总功，根据计算机械效率，根据杠杆平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂，分析力的变化情况。
三、实验探究题
12．（2024八下·赤坎期末）某物理兴趣小组在测量滑轮组的机械效率，实验过程如下：
用弹簧测力计测量沙和袋所受总重力并填入表格。
按图安装滑轮组，分别记下沙袋和绳端的位置。
匀速拉动弹簧测力计，使沙袋升高，读出拉力的值，用刻度尺测出沙袋上升的高度和绳端移动的距离，将这三个量填入表格。
算出有用功，总功，机械效率。
改变沙袋中沙子的重量，重复上面的实验。
次数 沙和袋所受的总重力 提升高度
有用功 拉力 绳端移动的距离 总功 机械效率
请根据实验过程和实验记录，思考并回答：
（1）请将表格内的数据补充完整： 、 、 。
（2）小张没有通过计算就发现表格中有一数据明显错误，它是第 次实验的数据，这数据应该为 。
（3）改正后，分析三次实验中的数据，可以发现用同一个滑轮组提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率 选填“越高”、“越低”或“不变”。
【答案】（1）0.12；0.18；0.6
（2）3；80%
（3）越高
【知识点】机械效率的大小比较；机械效率的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】1）有用功为克服重力做功，
重力为0.6N，提升高度为0.2m，所以重力做功为0.12J，
总功为W=0.3N× 0.6m=0.18J，
0.24J/0.4N=0.6m
综上第1空、0.12；第2空、0.18；第3空、0.6
2）机械效率只可能小于100%，所以第三次试验数据的机械效率错误，η=W有/W=0.24J/0.3J=80%
综上第1空、3；第2空、80%
3）重力越大，机械效率越大
综上 第1空、越高
【分析】功的计算：W=Fs，重力为0.6N，提升高度为0.2m，据此计算重力做功，总共为0.24J，力为0.4N，所以计算移动的距离；机械效率只可能小于100%，机械效率的计算：η=W有/W，
13．（2018八下·罗平期末）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，实验装置如图所示。
物理量 实验次数 1 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）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计使钩码上升。实验中若缺少刻度尺 （“能”或“不能”）完成实验。
（2）通过表中数据可分析出第2次实验是用 （选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验，若不计绳重和摩擦，这组滑轮组的动滑轮总重为 N。
（3）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 （选填“越高”、“不变”或“越低”）。
（4）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= 。
（5）比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组， 。
【答案】（1）匀速；能
（2）乙；2.4
（3）越低
（4）0.3；83.3%
（5）增大提升的物重，可以提高滑轮组的机械效率。
【知识点】动滑轮拉力的计算；机械效率的大小比较；机械效率的计算；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定；根据s=nh，可推导出滑轮组的机械效率公式为：η=W有用/W总===，由η=可知，滑轮组的机械效率与物体上升高度h和绳端移动距离s无关，所以物体上升高度h和绳端移动距离s不是必须要测量的量，即缺少刻度尺也能完成实验；
（2）由表中实验数据可知，根据s=nh，由第2次实验数据算出n==0.4m/0.1m=4，由图示滑轮组可知，实验使用的是乙图所示装置做的实验；若不计绳重和摩擦，则F=（G+G动）/4，所以这组滑轮组的动滑轮总重为G动=4F-G=4x1.6N-4N=2.4N；
（3）由表中第1次实验和第2次实验的数据可知，第1次实验绳端移动的距离是钩码上升高度的3倍，所以第1次实验使用的是甲图所示装置做的实验，又因为η1>η2，可知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），滑轮组的机械效率越低；
（4）由表中第1次实验数据可知，绳端移动的距离是钩码上升高度的3倍，第三次实验使用同样的装置，则第3次实验绳端移动距离s=3h=3x0.1m=0.3m；第3次实验机械效率η=W有用/W总==≈83.3%；
（5） 比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组增大提升的物重，可以提高滑轮组的机械效率。
故答案为：（1）匀速；能；（2）乙；2.4；（3）越低；（4）0.3；83.3%；（5）增大提升的物重，可以提高滑轮组的机械效率。
【分析】（1）应竖直匀速拉动测力计，这样拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定；由η=可知，滑轮组的机械效率与物体上升高度h和绳端移动距离s无关；
（2）根据s=nh确定绳子的股数，判断是哪一个滑轮组；若不计绳重和摩擦，则G动=nF-G；
（3）比较实验1和2的条件和机械效率大小，可得出动滑轮个数多少对滑轮组机械效率的影响；
（4）根据表中实验数据求出绳子移动的距离，应用效率公式求出滑轮组效率；
（5）比较实验1和3的条件和机械效率大小，可得出物重对滑轮组机械效率的影响。
14．（2024八下·阳高期末）用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重，实验数据如表。
次数 G物/N G动/N F/N η/%
1 6.0 0.3 2.2 90.9
2 6.0 1.0
3 6.0 1.9 2.9 69.0
4 6.0 3.2 3.4 58.8
（1）每次实验绳端移动距离为 cm；
（2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为 N，第2次实验滑轮组的机械效率为 %。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越 ；
（3）实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将 ；
（4）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】30；2.5；80；低；不变；变小
【知识点】增大或减小机械效率的方法；滑轮（组）机械效率的测量实验；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】（1）从图中可知n=3，每次实验绳端移动距离：；
（2）第2空，测力计每个大格表示1N，中间10个小格，每个小格即分度值为0.1N，从图乙看出，指针对着第2个和第三个大格之间的第5个小格，故其读数为2.5N。
第3空，第2次实验中，滑轮组的机械效率为
，
第4空，分析从实验1至实验4的数据可知，在物重不变的情况下，动滑轮的重力逐渐变大，滑轮组的机械效率逐渐变小，故可得出结论：提升重力相同的物体，动滑轮重力越大，滑轮组的机械效率越低。
（3）第5空，根据，可知，滑轮组机械效率与物体和绳端移动距离无关，由此可知，滑轮组的机械效率将不变。
（4）由题意可知，物体上升的高度为；
克服物体重力做的有用功为：；
由第1组实验数据分析可知，克服动滑轮的重力所做的额外功：；
拉力做的总功为：
；
所以摩擦引起的额外功为：；
故摩擦引起的额外功占总额外功的比例为：
由第3次实验数据分析，克服动滑轮的重力所做的额外功为：
；
拉力做的总功为：
可得摩擦引起的额外功为：
故摩擦引起的额外功占总额外功的比例为
由第4次实验数据分析可知，克服动滑轮的重力所做的额外功：
；
拉力做的总功为：
可得摩擦引起的额外功为：
摩擦引起的额外功占总额外功的比例为
本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例变小。
故答案为：（1）30；（2）80；低；（3）不变；（4）0.03；变小。
【分析】（1）从图中可知n=3，根据s=nh得出每次实验绳端移动距离；
（2）测力计的分度值为0.1N，据此得出读数；根据， 得出第2次实验滑轮组的机械效率；分析数据可知：在物重不变的情况下，从实验1至实验4，动滑轮的重力逐渐变大，滑轮组的机械效率逐渐变小，据此得出结论；
（3）实验中若仅增大绳端移动的距离，根据得出知滑轮组的机械效率的变化情况；
（4）四次实验中，根据W有用=Gh得出有用功；根据W动=G动h得出克服动滑轮的重力所做的额外功，根据W总=Fs得出总功，根据W摩=W总-W有用-W动得出摩擦引起的额外功，进而分别得出四次实验中摩擦引起的额外功占总额外功的比例，进而得出结论。
15．（2019八下·安仁期末）如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，每个钩码重1N。
（1）实验时要竖直向上 拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为 N。若弹簧测力计向上移动15cm，则钩码上升的高度为 cm，该滑轮组的机械效率为 。
（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】（1）匀速；1.2；5；83.3%
（2）增大
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；弹簧测力计的分度值是0.2N，弹簧测力计的示数为1.2N，所以拉力大小是1.2N；动滑轮和钩码重有三段绳子承担，因此钩码上升的高度h= =5cm；该滑轮组提升的钩码有3个，所以钩码重G=3×1N=3N，
该滑轮组的机械效率：η= ≈83.3%；（2）增加钩码的个数，提升相同的高度，根据W有=Gh得到有用功增加，额外功不变，根据滑轮组的机械效率η= ，得到滑轮组的机械效率增大。
【分析】（1）测滑轮组的机械效率，涉及到注意事项（实验时，应将弹簧测力计竖直匀速向上拉动）、长度的测量、机械效率的计算（η= ）等知识.
（2）根据W有=Gh得到有用功增加，额外功不变，根据滑轮组的机械效率η= ，得到滑轮组的机械效率大小变化情况.
16．（2018八下·临沂期末）小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如下图所示.她首先测出小车重力，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角 的大小多次测量，得到下表所示的数据.
（1）实验过程中拉力的方向应 ．
（2）分析上表中的数据，可以得出的探究结论是.斜面倾斜角θ越 ，斜面越省力，斜面的机械效率越 ．
（3）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持 、 不变，只改变 ．
【答案】（1）平行于斜面向上
（2）小；低
（3）粗糙程度；倾斜程度；物体的重力
【知识点】斜面机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)为了使拉力方向必须与摩擦力方向保持在同一条直线上，所以应与斜面平行向上。(2)比较数据：θ3>θ2>θ1时，则拉力F3>F2>F1，机械效率η3>η2>η1；即：斜面倾斜度θ越小时，越省力，斜面机械效率越低。(3)若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持粗糙程度和倾斜程度不变，只改变物体的重力进行试验即可。
【分析】本题目的是探究影响斜面机械效率的因素有哪些，涉及到实验设计（利用斜面提升重物，额外功主要是克服摩擦力而做的功，拉力方向必须与摩擦力方向保持在同一条直线上，且匀速拉动物体）、数据的综合分析（分析表格数据时，虽然拉力和机械效率的变化是因斜面的倾斜度的改变而引起的，但我们先比较省力时，倾斜度是如何变化，然后比较机械效率的变化）等，必须熟练掌握控制变量法（若想探究斜面的机械效率与物重的关系，必须控制其它因素不变，只改变物体的重力）.
17．（2018八下·重庆期末）在探究“杠杆平衡条件”实验中：（每个钩码质量相等，杠杆上每小格等距）
（1）将杠杆的中点O挂在支架上，调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是 .
（2）杠杆平衡后，小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上 个钩码，使杠杆在水平位置平衡。
（3）取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的C点，使杠杆在水平位置保持平衡。当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡(如图乙)，测力计示数将 .
（4）接着小英把支点选到B点，如图丙，在A点挂一个钩码，在E点挂3个钩码，杠杆也恰好水平静止，她觉得此时不满足杠杆平衡条件，小英的问题在于 。
（5）完成以上实验后，小英利用杠杆来测量测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上 拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．实验中，将杠杆拉至图中虚线位置测力计的示数F= N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为 %（结果精确到0.1%）．其他条件不变，如果把钩码由A移至B，O、C位置不变，此杠杆的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】（1）消除杠杆自重的影响
（2）3
（3）先变小后变大
（4）没有消除杠杆自重的影响
（5）匀速；0.5；66.7%；变大
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验；杠杆机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1) 将杠杆的中点O挂在支架上，调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是消除杠杆自重的影响。(2)设杠杆的一个小格为L，一个钩码重为G，因为，F 1l 1＝F 2l 2，所以，2G×3L＝nG×2L，所以，n＝3，所以在A处挂3个钩码。(3)由图可知，OC为最长力臂，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，动力臂先变长后变短，而杠杆在水平位置始终保持平衡，根据杠杆平衡条件可知，测力计示数将先变小后变大。（4）把支点选到B点，杠杆的重心在O点，在计算时，由于杠杆自身重力的影响，左边应有两个力，故觉得此时不满足杠杆平衡条件；（5）完成以上实验后，小英利用杠杆来测量测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．由图知，拉力F＝0.05N，有用功是：W 有用＝Gh＝1.0N×0.1m＝0.1J，总功是：W 总＝Fs＝0.5N×0.3m＝0.15J，所以杠杆的机械效率是：η＝ ×100%＝ ×100%＝66.7%．将钩码的悬挂点由A移至B，O、C位置不变，仍将钩码提升相同的高度，有用功不变；由于额外功是提升杠杆所做的功，悬挂点由A移至B后，杠杆实际提升的高度变小，所以额外功也变小，则总功变小，所以杠杆的机械效率将变大．
【分析】（1）探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2）利用杠杆的平衡条件分析计算即可.
（5）根据弹簧测力计的分度值读出示数；杠杆的机械效率可以根据公式η=
（一般来说，使用机械所用外力做的功是总功，而克服提升重物重力做的功是有用功）来计算；对于杠杆来说，动力臂是阻力臂的几倍，动力移动的距离就是阻力移动距离的几倍.
四、计算题
18．（2024八下·滦南期末）如图所示，重力为的工人站在水平地面上，用滑轮组打捞浸没水中的重为的货物，货物的体积为，货物出水后被竖直匀速提升，用时，此时地面对工人的支持力为不计摩擦及绳重。取求：
（1）货物浸没水中时受到的浮力；
（2）货物出水后提升货物工人做的功；
（3）货物出水后该滑轮组的机械效率。
【答案】（1）解：货物浸没水中时受到的浮力：；
答：货物浸没水中时受到的浮力为；
（2）解：货物出水后被竖直匀速提升，此过程中，工人受到重力、支持力和绳对工人的拉力，且处于平衡状态，根据力的平衡关系结合相互作用力可知，货物出水后工人对绳端的拉力为：，
由图可知，，工人做的功为：；
答：货物出水后提升货物工人做的功为
（3）解：克服货物重力做的有用功为：，
则该滑轮组的机械效率为：。
答：货物出水后该滑轮组的机械效率为。
【知识点】阿基米德原理；滑轮组及其工作特点；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)根据阿基米德原理求出货物浸没水中时受到的浮力；
(2)根据力的平衡关系结合相互作用力求出货物出水后工人对绳端的拉力；根据滑轮组装置确定绳子股数，利用W总=Fs= Fnh求出工人做的功；
(3)根据W有=Gh求出克服货物重力做的有用功，利用 求出货物出水后该滑轮组的机械效率。
19．（2024八下·南宁期末）如图所示，体重50kg的小磊通过滑轮组用200N的拉力将质量是48kg合金块匀速提高2m。（不计绳重及摩擦）求：
（1）物体所受的重力；
（2）此过程滑轮组的机械效率；
（3）小磊利用此滑轮组能提起的最大物重。
【答案】解：（1）物体所受的重力为；
答：物体所受的重力为。
（2）由图可知，有效绳子段数，
此过程滑轮组的机械效率为。
答：此过程滑轮组的机械效率为。
（3）动滑轮重力为；
小磊体重为；
则绳子自由端施加的最大拉力为500N，此时能提起的物重最大为
答：小磊利用此滑轮组能提起的最大物重为。
【知识点】重力及其大小的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】（1）由G=mg可得物体所受的重力；（2）由图可知绳子有效段数，利用求滑轮组的机械效率；
（3）不计绳重及摩擦，由可得动滑轮的重力；根据题意可知，小磊作用在绳子自由端的最大拉力等于自身重力，由可得小磊利用此滑轮组最多能提起物体的重力。
20．（2024八下·江岸期末） 图甲所示为某起重车的示意图，该车有四个支撑脚，起重时在支撑脚支撑作用下，轮胎离开地面。图乙为起重车某次提升货物时，起重臂上滑轮组的示意图，货物在钢丝绳的拉力F作用下以0.25m/s的速度匀速上升10s，货物所受的重力为1.2×104N，钢丝绳的拉力F为5×103N。
（1）起重车对货物做的有用功为多少？
（2）在货物上升过程中，拉力F做功的功率有多大？
（3）滑轮组的机械效率有多大？
【答案】（1）解：货物在10s上升的高度
h=vt=0.25m/s×10s=2.5m
起重车对货物做的有用功为
W有=Gh=1.2×104N×2.5m=3×104J
（2）解：方法一：绳子自由端在内移动的距离
拉力在内所做总功
拉力做功的功率
方法二：绳子自由端移动的速度
由公式
可得拉力做功的功率
（3）解：方法一：滑轮组所做的有用功
拉力在内所做总功
滑轮组的机械效率
方法二：由公式
得滑轮组的机械效率
【知识点】功率大小的比较；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1） 首先根据h=vt计算货物在10s上升的高度，再根据W有=Gh计算起重车对货物做的有用功。
（2） 方法一：根据计算绳子自由端在内移动的距离，再根据计算拉力在内所做总功，最后根据计算拉力F做功的功率。
方法二：首先根据计算绳子自由端移动的速度，再根据计算拉力F做功的功率；
（3） 方法一：首先根据计算滑轮组所做的有用功，再根据计算拉力在内所做总功，最后根据计算滑轮组的机械效率。
方法二：根据计算滑轮组的机械效率。
21．（2024八下·大埔期末）在斜面上将一个重150N的物体从底端匀速拉到顶端（如图所示），沿斜面向上的拉力为50N，斜面长1.2m、高0.3m，求：
（1）拉力所做的功；
（2）斜面的机械效率。
【答案】（1）解：拉力所做的功
（2）解：物体重力所做的功
斜面的机械效率
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【分析】(1)根据W= Fs求拉力所做的总功；
(2)利用W= Gh求克服物体重力所做的功；
(3)斜面的机械效率等于有用功与总功之比。
五、综合题
22．（2023八下·金平期末）中国古代与现代在科技方面取得很大成就。请阅读以下的文字并回答问题。
（1）明末科学家宋应星编写的《天工开物》是一部百科全书式的科学巨著，对中国古代的各项技术进行了系统的总结。如图1所示，是《天工开物》书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景的示意图。其中桔槔右端用绳系一木桶，人向下拉绳让右端的水桶向下进入井中，同时左端的坠石升高。水桶装满水后放手，左端的坠石下降，水桶上升。使用桔槔汲水上升的过程中（水桶盛满水），人对水做的功是 功，桔槔可以 （选填“省力”或“省距离”），装置的机械效率 1（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
小红了解上述桔槔汲水的场最后，她找寻如下题目用于巩固一些与简单机械等力学相关的知识（如图2）。轻质杠杆的支点O距A端l1＝0.4m，距B点l2＝1.2m，在杠杆左侧A端挂边长为0.1m的正方体甲，右侧B点悬挂质量为2kg的物体乙时，杠杆在水平位置平衡。此时正方体甲对地面的压力为20N，物体乙可以在杠杆上滑动。此时杠杆左端所受拉力大小为 N；若该处为松软的泥地，能承受最大压强为5×103Pa，为使杠杆仍然能在水平位置保持平衡，则此时物体乙的悬挂点与支点O的最小距离为 m。（g取10N/kg）
（2）中国正式开展月球探测工程已有十余年。喜欢科学的小明多方查询获知月球上无大气，且物体所受重力只有地球上的。对于小明思考的下列在月球上的情况，你认为可能发生的是 ____（选填序号）。
A．月球车行驶在月球表面上不受摩擦力
B．可使用弹簧测力计测量拉力的大小
C．用降落伞降落，以确保安全落月
D．用托盘天平称量出的物体质量只有地球上的
（3）“神舟十四号”载人飞船绕地球飞行，此过程飞船受到 （选填“平衡”或“非平衡”）力。该飞船返回舱最终在东风着陆场成功着陆（如图3所示情景），请你写出一个飞船返回舱应具备的优点： 。
【答案】（1）有用；省力；小于；60；0.6
（2）B
（3）非平衡；质量小
【知识点】二力平衡的条件及其应用；平衡状态的判断；杠杆的平衡条件；杠杆的分类；机械效率
【解析】【解答】（1）①使用桔槔汲水上升的过程中，目的是将水打上来，因此对水做有用功。
根据图1可知，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，即省力费距离。由于要克服摩擦做功，对水桶做额外功，因此机械效率小于1。
②根据图2，利用杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F×OA=G×OB，即：F×0.4m=2kg×10N/kg×1.2m，解得：F1=60N。
那么正方体甲的重力：G甲=F1+F压力=60N+20N=80N；
正方体对地面的压力F=pS=5000Pa×（0.1m）2=50N；
正方体对杠杆A端的拉力为：FA=G-F=80N-50N=30N；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：30N×0.4m=20N×L2；
解得：L2=0.6m。
（2）A.月球车在月球上仍然产生压力，因此仍然受到摩擦力，故A错误；
B.弹簧测力计的工作原理为弹簧的伸长与受到的拉力成正比，与位置变化无关，故B正确；
C.月球上没有空气，因此降落伞不受空气阻力，那么不能安全落月，故C错误；
D.质量是物质的一种属性，不随位置的变化而变化，故D错误。
故选B。
（3）“神舟十四号”载人飞船绕地球飞行，运动方向不断改变，因此飞船不处于平衡状态，不受平衡力。该飞船返回舱最终在东风着陆场成功着陆，则返回舱的质量应该较小，可以节省燃料，便于改变运动状态。
【分析】（1）①根据操作目的确定做功的种类。比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆种类即可。使用任何机械都做额外功，因此机械效率都小于1；
②根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算左端产生的拉力。首先根据F=pS计算泥地承受的最大压力，再根据FA=G-F计算A端产生的拉力，最后根据平衡条件计算物体乙到支点的距离。
（2）分析各个实验中的实验原理，再与月球上环境的变化对照即可；
（3）平衡状态包括：静止状态或匀速直线运动状态。根据自己对返回舱的特点的认识解答。
23．（2024八下·南乐期末）工人师傅往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面拉上去，如图所示。已知箱子所受重力为1500N，斜面长3m，高1.2m，工人师傅沿斜面用750N的力把箱子匀速拉到车上，请你回答下列问题：
（1）工人师傅做的有用功是多少 ？
（2）箱子受到的摩擦力是多少 ？
（3）斜面的效率是多少 ？
（4）如果想提高该斜面的机械效率，应该 （写出一条即可）。
【答案】1800J；150N；80%；使用较光滑的斜面
【知识点】斜面的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】解：（1）借助斜面推动箱子的目的是把箱子装上货车，所以有用功是工人师傅克服箱子重力的做的功，即
（2）拉力做的功为总功，
克服箱子受到的摩擦力做的功为额外功，由可得，摩擦力.
（3）斜面的效率
（4）由机械效率的定义可知，在有用功一定时，可通过减小额外功来增大机械效率，故可选用接触面较光滑的斜面来提高斜面的机械效率，也可通过适当减小斜面的长度，或增加斜面倾斜度的方式来提高斜面的机械效率。
答：（1）工人师傅做的有用功是1800J；
（2）箱子受到的摩擦力为150N；
（3）斜面的效率是80%；
（4）如果想提高该斜面的机械效率，可以使用较光滑的斜面或适当减小斜面的长度，或增加斜面倾斜度。
【分析】此题考查的有关斜面机械效率的计算，解答此题的关键是我们要知道使用斜面时的有用功和总功的计算方法，要求能准确把握有用功、总功、额外功等的意义。
（1）人做的有用功是将物体沿斜面推上小车，即将物体升高了h，故有用功为人克服重力做功，利用功的原理由W=mgh，可求得有用功；
（2）利用已求得的有用功和总功，由机械效率公式可求得斜面的机械效率；
（3）人做的额外功就是因为人要克服摩擦力做功，则可先求得摩擦力的功，再由功的公式求得摩擦力。
1 / 1人教版八下物理同步练习12.4 机械效率（培优卷）
一、选择题
1．（2024八下·泗县期末）甲乙两个滑轮组如图所示，其中每一个滑轮的重量都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法错误的是（ ）
A．若G1=G2，则拉力做的总功相同
B．若G1=G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
C．若G1>G2，则甲做的有用功大于乙做的有用功
D．用甲滑轮组提起不同的重物，提起的物体越重，机械效率越大
2．（2024八下·衡阳期末）小叶同学用如图所示的滑轮组提升重物A，不计绳重和机械之间的摩擦，每个滑轮的重力均为，与地面固定的细绳的拉力，他通过细绳用的拉力将重物A匀速提升，所用时间。下列说法中正确的是（ ）
A．物体A的重力为
B．拉力做功的功率为
C．该装置由两个定滑轮和一个动滑轮组成
D．该滑轮组在使用过程中的机械效率为
3．（2024八下·隆回期末）用图所示的滑轮组，将重为10N的物体匀速提升0.1m，拉力，在这一过程中，下列说法正确的是（ ）
A．所做的有用功为1J B．所做的额外功为0.5J
C．所做的总功为1.5J D．此滑轮组的机械效率为50%
4．（2024八下·南皮期末） 如图，用滑轮组拉着重为70N的物体沿水平地面匀速直线运动，拉力F为10N，滑轮组机械效率为80%，不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．此滑轮组动滑轮的重力为5N
B．用一个质量更小的滑轮替换最下面的滑轮，滑轮组的机械效率会增大
C．物体受到水平地面的摩擦力为20N
D．若在此物体上加一砝码，使其一起沿水平地面匀速直线运动，滑轮组的机械效率将变大
5．（2018-2019学年沪科版物理八年级下学期 10.5 机械效率 同步练习（综合练习））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
6．（2024八下·江岸期末） 如图甲所示，工人利用斜面将重1000N的箱子推至较长的水平车厢里，斜面长3m、高1.5m。箱子运动路程随时间变化关系如图乙所示，推力F始终与箱子运动方向相同，推力F随时间变化关系如图丙所示。下列分析中正确的是（ ）
A．0~10s内，对箱子做功越来越快
B．斜面的机械效率为48%
C．10~20s内，推力F的功率为125W
D．10~20s内，箱子所受摩擦力为125N
7．（2024八下·永寿期末）如图-1所示，小明将重为300N的重物用拉力F拉至斜面顶端。此过程中小明拉力做的功W与重物沿斜面运动的距离s的关系如图-2所示。已知整个过程中小明的额外功为300J。下列说法正确的是（ ）
A．斜面是一种省功机械 B．斜面的机械效率
C．木箱所受的摩擦力 D．拉力
8．（ 沪科版物理八年级第十章机械与人第五节 机械效率）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
二、填空题
9．（2024八下·隆回期末）如图所示，在研究滑轮组时，测得物体重3N，以水平向右的力当拉着甲测力计向右匀速运动时，A获得了0.1m/s的速度匀速向右移动，甲、乙测力计的示数分别为0.5N和1.2N。则拉着甲测力计的力的功率是 W，在匀速拉动4s时间内所做的额外功为 J。
10．（2024八下·巴中期末）如图是巴中市通江县至诚段的盘山公路，盘山公路实际是一种特殊的 填写简单机械名称，汽车沿着盘山公路可以驶上高耸入云的山峰，盘山公路修得弯弯曲曲的主要目的是 。
11．（2021八下·昂昂溪期末）用如图的实验装置研究“杠杆的机械效率”实验时，将总重为G=100N的钩码挂在铁质杠杆上，弹簧测力计作用于P点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h=0.2m，弹簧测力计的示数为F=50N，其移动的距离为s=0.5m（不计转轴O处的摩擦，钩码重不变），则此时杠杆的机械效率η为 ；若将钩码移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，杠杆的机械效率为η′，η′ η（填“大于”、“小于”或“等于”）。
三、实验探究题
12．（2024八下·赤坎期末）某物理兴趣小组在测量滑轮组的机械效率，实验过程如下：
用弹簧测力计测量沙和袋所受总重力并填入表格。
按图安装滑轮组，分别记下沙袋和绳端的位置。
匀速拉动弹簧测力计，使沙袋升高，读出拉力的值，用刻度尺测出沙袋上升的高度和绳端移动的距离，将这三个量填入表格。
算出有用功，总功，机械效率。
改变沙袋中沙子的重量，重复上面的实验。
次数 沙和袋所受的总重力 提升高度
有用功 拉力 绳端移动的距离 总功 机械效率
请根据实验过程和实验记录，思考并回答：
（1）请将表格内的数据补充完整： 、 、 。
（2）小张没有通过计算就发现表格中有一数据明显错误，它是第 次实验的数据，这数据应该为 。
（3）改正后，分析三次实验中的数据，可以发现用同一个滑轮组提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率 选填“越高”、“越低”或“不变”。
13．（2018八下·罗平期末）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，实验装置如图所示。
物理量 实验次数 1 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）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计使钩码上升。实验中若缺少刻度尺 （“能”或“不能”）完成实验。
（2）通过表中数据可分析出第2次实验是用 （选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验，若不计绳重和摩擦，这组滑轮组的动滑轮总重为 N。
（3）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 （选填“越高”、“不变”或“越低”）。
（4）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= 。
（5）比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组， 。
14．（2024八下·阳高期末）用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重，实验数据如表。
次数 G物/N G动/N F/N η/%
1 6.0 0.3 2.2 90.9
2 6.0 1.0
3 6.0 1.9 2.9 69.0
4 6.0 3.2 3.4 58.8
（1）每次实验绳端移动距离为 cm；
（2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为 N，第2次实验滑轮组的机械效率为 %。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越 ；
（3）实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将 ；
（4）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
15．（2019八下·安仁期末）如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，每个钩码重1N。
（1）实验时要竖直向上 拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为 N。若弹簧测力计向上移动15cm，则钩码上升的高度为 cm，该滑轮组的机械效率为 。
（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
16．（2018八下·临沂期末）小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如下图所示.她首先测出小车重力，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角 的大小多次测量，得到下表所示的数据.
（1）实验过程中拉力的方向应 ．
（2）分析上表中的数据，可以得出的探究结论是.斜面倾斜角θ越 ，斜面越省力，斜面的机械效率越 ．
（3）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持 、 不变，只改变 ．
17．（2018八下·重庆期末）在探究“杠杆平衡条件”实验中：（每个钩码质量相等，杠杆上每小格等距）
（1）将杠杆的中点O挂在支架上，调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是 .
（2）杠杆平衡后，小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上 个钩码，使杠杆在水平位置平衡。
（3）取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的C点，使杠杆在水平位置保持平衡。当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡(如图乙)，测力计示数将 .
（4）接着小英把支点选到B点，如图丙，在A点挂一个钩码，在E点挂3个钩码，杠杆也恰好水平静止，她觉得此时不满足杠杆平衡条件，小英的问题在于 。
（5）完成以上实验后，小英利用杠杆来测量测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上 拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．实验中，将杠杆拉至图中虚线位置测力计的示数F= N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为 %（结果精确到0.1%）．其他条件不变，如果把钩码由A移至B，O、C位置不变，此杠杆的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
四、计算题
18．（2024八下·滦南期末）如图所示，重力为的工人站在水平地面上，用滑轮组打捞浸没水中的重为的货物，货物的体积为，货物出水后被竖直匀速提升，用时，此时地面对工人的支持力为不计摩擦及绳重。取求：
（1）货物浸没水中时受到的浮力；
（2）货物出水后提升货物工人做的功；
（3）货物出水后该滑轮组的机械效率。
19．（2024八下·南宁期末）如图所示，体重50kg的小磊通过滑轮组用200N的拉力将质量是48kg合金块匀速提高2m。（不计绳重及摩擦）求：
（1）物体所受的重力；
（2）此过程滑轮组的机械效率；
（3）小磊利用此滑轮组能提起的最大物重。
20．（2024八下·江岸期末） 图甲所示为某起重车的示意图，该车有四个支撑脚，起重时在支撑脚支撑作用下，轮胎离开地面。图乙为起重车某次提升货物时，起重臂上滑轮组的示意图，货物在钢丝绳的拉力F作用下以0.25m/s的速度匀速上升10s，货物所受的重力为1.2×104N，钢丝绳的拉力F为5×103N。
（1）起重车对货物做的有用功为多少？
（2）在货物上升过程中，拉力F做功的功率有多大？
（3）滑轮组的机械效率有多大？
21．（2024八下·大埔期末）在斜面上将一个重150N的物体从底端匀速拉到顶端（如图所示），沿斜面向上的拉力为50N，斜面长1.2m、高0.3m，求：
（1）拉力所做的功；
（2）斜面的机械效率。
五、综合题
22．（2023八下·金平期末）中国古代与现代在科技方面取得很大成就。请阅读以下的文字并回答问题。
（1）明末科学家宋应星编写的《天工开物》是一部百科全书式的科学巨著，对中国古代的各项技术进行了系统的总结。如图1所示，是《天工开物》书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景的示意图。其中桔槔右端用绳系一木桶，人向下拉绳让右端的水桶向下进入井中，同时左端的坠石升高。水桶装满水后放手，左端的坠石下降，水桶上升。使用桔槔汲水上升的过程中（水桶盛满水），人对水做的功是 功，桔槔可以 （选填“省力”或“省距离”），装置的机械效率 1（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
小红了解上述桔槔汲水的场最后，她找寻如下题目用于巩固一些与简单机械等力学相关的知识（如图2）。轻质杠杆的支点O距A端l1＝0.4m，距B点l2＝1.2m，在杠杆左侧A端挂边长为0.1m的正方体甲，右侧B点悬挂质量为2kg的物体乙时，杠杆在水平位置平衡。此时正方体甲对地面的压力为20N，物体乙可以在杠杆上滑动。此时杠杆左端所受拉力大小为 N；若该处为松软的泥地，能承受最大压强为5×103Pa，为使杠杆仍然能在水平位置保持平衡，则此时物体乙的悬挂点与支点O的最小距离为 m。（g取10N/kg）
（2）中国正式开展月球探测工程已有十余年。喜欢科学的小明多方查询获知月球上无大气，且物体所受重力只有地球上的。对于小明思考的下列在月球上的情况，你认为可能发生的是 ____（选填序号）。
A．月球车行驶在月球表面上不受摩擦力
B．可使用弹簧测力计测量拉力的大小
C．用降落伞降落，以确保安全落月
D．用托盘天平称量出的物体质量只有地球上的
（3）“神舟十四号”载人飞船绕地球飞行，此过程飞船受到 （选填“平衡”或“非平衡”）力。该飞船返回舱最终在东风着陆场成功着陆（如图3所示情景），请你写出一个飞船返回舱应具备的优点： 。
23．（2024八下·南乐期末）工人师傅往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面拉上去，如图所示。已知箱子所受重力为1500N，斜面长3m，高1.2m，工人师傅沿斜面用750N的力把箱子匀速拉到车上，请你回答下列问题：
（1）工人师傅做的有用功是多少 ？
（2）箱子受到的摩擦力是多少 ？
（3）斜面的效率是多少 ？
（4）如果想提高该斜面的机械效率，应该 （写出一条即可）。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】滑轮组及其工作特点；机械效率的大小比较；有用功和额外功
【解析】【解答】A．因为每一个滑轮的重量都相同，甲图中有一个动滑轮，乙图中有两个动滑轮，不计绳重和摩擦，所以乙图中滑轮组做的额外功较大。物体上升相同的高度时，若G1=G2，根据可知，两个滑轮组做的有用功相等。根据可知，乙图中绳子自由端拉力做的总功多，故A错误符合题意；
B．综上所述，两个滑轮组做的有用功相等，乙图滑轮组拉力做的总功较大，根据可知，额外功越小机械效率越大，即甲的机械效率大于乙的机械效率，故B正确不符合题意；
C．题干说将两个重物提升相同的高度，若G1>G2，根据可得甲做的有用功大于乙做的有用功，故C正确不符合题意；
D．用甲滑轮组提起不同的重物，说明做的额外功相同；提起的物体越重，说明做的有用功越大；根据可知，有用功占总功的比例越大，机械效率越高，故D正确不符合题意。
故选A。
【分析】 弄清有用功、额外功、总功之间的关系，明确它们的计算方法，并能比较出甲、乙两图中所做额外功的大小关系，并能根据公式分析机械效率大小关系。
2．【答案】B
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A．根据图像，与地面固定的细绳的拉力，滑轮的重力为，则物体A的重力为GA=2F2-G轮=2×105N-10N=200N，故A错误；
B．拉力F1的大小为：F1=3F2+G轮=3×105N+10N=325N，
重物A匀速提升，所用时间，则拉力F1的速度为：
拉力F1做功的功率为：，故B正确；
C．装置中两个滑轮的轴在移动，一个滑轮的轴是固定的，由两个动滑轮和一个定滑轮组成，故C错误；
D．该滑轮组在使用过程中的机械效率为
，故D错误。
故选B。
【分析】根据GA=2F2-G轮，可以计算物体的重力大小；结合滑轮组，判断动滑轮上拉力的大小；根据P=Fv，计算功率大小；利用，计算机械效率。
3．【答案】A
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】，从图可知，S= 2h=0.2m，
，
，
故选：A。
【分析】根据图可知，对物体所做的功为有用功，拉力F所做的功为总功，已知物重和物体上升的高度，可以求出有用功，已知拉力F和S，可以求出总功，并在此基础上可以求出额外功和机械效率。
4．【答案】D
【知识点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】 AC.由图可知，连接动滑轮绳子的股数n'=2，
根据滑轮组的机械效率可知，
则物体受到的摩擦力：f=ηnF=80%×2×10N=16N，
根据绳端拉力F=（f+G动）得到，动滑轮的重力：G动=nF-f=2×10N-16N=4N，故A、C错误；
B.最下面的滑轮为定滑轮，定滑轮只改变力的方向，因此更换后不影响滑轮组的机械效率，故B错误；
D.在物体上加一砝码后，物体对地面的压力增加，根据滑动摩擦力影响因素，在接触面的粗糙程度不变时压力越大滑动摩擦力越大可知，此时物体受到的摩擦力f增大，
根据不计绳重、轮与轴间的摩擦时，机械效率可知，G动不变，f增大，机械效率增大，故D正确。
故选D。
【分析】 A.利用求物体受到水平地面的摩擦力；利用不计绳重、轮与轴间的摩擦时F=（f+G动）求动滑轮的重力；
B.最下面的滑轮为定滑轮，定滑轮只改变力的方向，据此分析滑轮组机械效率的变化情况；
CD.根据滑动摩擦力影响因素分析物体所示摩擦力的变化情况，根据不计绳重、轮与轴间的摩擦时，根据机械效率分析物体所受摩擦力增加后机械效率的变化情况。
5．【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.
6．【答案】C
【知识点】功率的计算；斜面的机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】 A.由图乙可知，箱子在0～10s内路程和时间成正比，箱子做匀速运动。由丙图可知，拉力不变；由P=Fv可知，0～10s内，对箱子做功不是越来越快，故A错误；
B.0～10s内，由图丙可知此时推力为625N，
推力F做的功为：W总=Fs=625N×3m=1875J，
有用功：W有=Gh=1000N×1.5m=1500J，
斜面的机械效率：，故B错误；
C.由图乙可知，箱子在10～20s内路程和时间成正比，箱子做匀速运动，速度为。由图丙知10～20s内，推力F'的大小为250N，推力的功率为：P=F'v=250N×0.5m/s=125W，故C正确；
D.10～20s内，箱子做匀速运动，此时推力等于摩擦力，由图丙可知此时推力为250N，所以摩擦力等于250N，故D错误。
故选C。
【分析】 A.由图乙可知，箱子在0～10s内路程和时间成正比，箱子做匀速运动，由P=Fv分析；
B.0～10s内，由图丙可知此时推力为600N，根据W总=Fs算出总功，由W有=Gh可求得有用功，由计算机械效率；
C.由图乙可知，箱子在10～20s内路程和时间成正比，箱子做匀速运动，由速度算出箱子做匀速运动的速度，由图丙知10～20s内的推力F的大小，由P=Fv算出推力的功率；
D.10～20s内，箱子做匀速运动，根据平衡力算出此时的摩擦力。
7．【答案】C
【知识点】斜面的机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】A．使用任何机械都不省功，因此斜面是一种省力机械，但无法省功，故A错误；
B．由图像可知整个过程中总功W=500J，
那么有用功W有=W总-W额=500J-300J=200J，
机械效率。
故B错误；
C．因为克服摩擦力所做的功即为额外功，故摩擦力，
故C正确；
D．拉力所做的功为总功，故拉力，
故D错误。
故选C。
【分析】A.使用任何机械都做额外功；
B.根据W有=W总-W额计算有用功，根据计算斜面的机械效率；
C.根据计算受到的摩擦力；
D.根据计算拉力大小。
8．【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。
9．【答案】0.15；0.12
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】甲测力计的速度
，
所以拉动甲测力计的功率大约是
，
匀速拉动4s时间，绳子自由端所做的总功
，
，
所以在匀速拉动4s时间内所做的额外功
。
故答案为：0.15；0.12。
【分析】根据图中可以看出动滑轮上有3段绳子，甲测力计的速度是物体A的3倍，根据公式P=Fv可求拉动甲测力计的功率。
甲的拉力是乙的拉力和滑轮与绳子之间的摩擦力之和的一，已知甲、乙测力计的示数，可求滑轮与绳
子之间摩擦力的大小，已知A的移动速度和时间，根据公式S=Vt可求移动的距离，最后根据公式 W= FS求出在匀速拉动4s时间内所做的额外功。
10．【答案】斜面；省力
【知识点】杠杆的机械效率
【解析】【解答】盘山公路是利用斜面的原理来省力的，是一种省力机械；盘山公路修得弯弯曲曲是为了减小斜面的坡度，从而更省力。
故答案为：斜面；省力。
【分析】盘山公路是变形的斜面，斜面越长越省力。
11．【答案】80%；大于
【知识点】杠杆的机械效率
【解析】【解答】做的有用功W有=Gh=100N×0.2m=20J，做的总功W总=Fs=50N×0.5m=25J，所以，当移动到Q点时，根据杠杆平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂，阻力不变，阻力臂变大，所以动力臂不变，弹簧测力计示数会变大，所以有用功不变，总功变多，所以效率变小。
故答案为：80%；小于
【分析】根据W有=Gh计算有用功，根据W总=Fs计算总功，根据计算机械效率，根据杠杆平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂，分析力的变化情况。
12．【答案】（1）0.12；0.18；0.6
（2）3；80%
（3）越高
【知识点】机械效率的大小比较；机械效率的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】1）有用功为克服重力做功，
重力为0.6N，提升高度为0.2m，所以重力做功为0.12J，
总功为W=0.3N× 0.6m=0.18J，
0.24J/0.4N=0.6m
综上第1空、0.12；第2空、0.18；第3空、0.6
2）机械效率只可能小于100%，所以第三次试验数据的机械效率错误，η=W有/W=0.24J/0.3J=80%
综上第1空、3；第2空、80%
3）重力越大，机械效率越大
综上 第1空、越高
【分析】功的计算：W=Fs，重力为0.6N，提升高度为0.2m，据此计算重力做功，总共为0.24J，力为0.4N，所以计算移动的距离；机械效率只可能小于100%，机械效率的计算：η=W有/W，
13．【答案】（1）匀速；能
（2）乙；2.4
（3）越低
（4）0.3；83.3%
（5）增大提升的物重，可以提高滑轮组的机械效率。
【知识点】动滑轮拉力的计算；机械效率的大小比较；机械效率的计算；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定；根据s=nh，可推导出滑轮组的机械效率公式为：η=W有用/W总===，由η=可知，滑轮组的机械效率与物体上升高度h和绳端移动距离s无关，所以物体上升高度h和绳端移动距离s不是必须要测量的量，即缺少刻度尺也能完成实验；
（2）由表中实验数据可知，根据s=nh，由第2次实验数据算出n==0.4m/0.1m=4，由图示滑轮组可知，实验使用的是乙图所示装置做的实验；若不计绳重和摩擦，则F=（G+G动）/4，所以这组滑轮组的动滑轮总重为G动=4F-G=4x1.6N-4N=2.4N；
（3）由表中第1次实验和第2次实验的数据可知，第1次实验绳端移动的距离是钩码上升高度的3倍，所以第1次实验使用的是甲图所示装置做的实验，又因为η1>η2，可知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），滑轮组的机械效率越低；
（4）由表中第1次实验数据可知，绳端移动的距离是钩码上升高度的3倍，第三次实验使用同样的装置，则第3次实验绳端移动距离s=3h=3x0.1m=0.3m；第3次实验机械效率η=W有用/W总==≈83.3%；
（5） 比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组增大提升的物重，可以提高滑轮组的机械效率。
故答案为：（1）匀速；能；（2）乙；2.4；（3）越低；（4）0.3；83.3%；（5）增大提升的物重，可以提高滑轮组的机械效率。
【分析】（1）应竖直匀速拉动测力计，这样拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定；由η=可知，滑轮组的机械效率与物体上升高度h和绳端移动距离s无关；
（2）根据s=nh确定绳子的股数，判断是哪一个滑轮组；若不计绳重和摩擦，则G动=nF-G；
（3）比较实验1和2的条件和机械效率大小，可得出动滑轮个数多少对滑轮组机械效率的影响；
（4）根据表中实验数据求出绳子移动的距离，应用效率公式求出滑轮组效率；
（5）比较实验1和3的条件和机械效率大小，可得出物重对滑轮组机械效率的影响。
14．【答案】30；2.5；80；低；不变；变小
【知识点】增大或减小机械效率的方法；滑轮（组）机械效率的测量实验；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】（1）从图中可知n=3，每次实验绳端移动距离：；
（2）第2空，测力计每个大格表示1N，中间10个小格，每个小格即分度值为0.1N，从图乙看出，指针对着第2个和第三个大格之间的第5个小格，故其读数为2.5N。
第3空，第2次实验中，滑轮组的机械效率为
，
第4空，分析从实验1至实验4的数据可知，在物重不变的情况下，动滑轮的重力逐渐变大，滑轮组的机械效率逐渐变小，故可得出结论：提升重力相同的物体，动滑轮重力越大，滑轮组的机械效率越低。
（3）第5空，根据，可知，滑轮组机械效率与物体和绳端移动距离无关，由此可知，滑轮组的机械效率将不变。
（4）由题意可知，物体上升的高度为；
克服物体重力做的有用功为：；
由第1组实验数据分析可知，克服动滑轮的重力所做的额外功：；
拉力做的总功为：
；
所以摩擦引起的额外功为：；
故摩擦引起的额外功占总额外功的比例为：
由第3次实验数据分析，克服动滑轮的重力所做的额外功为：
；
拉力做的总功为：
可得摩擦引起的额外功为：
故摩擦引起的额外功占总额外功的比例为
由第4次实验数据分析可知，克服动滑轮的重力所做的额外功：
；
拉力做的总功为：
可得摩擦引起的额外功为：
摩擦引起的额外功占总额外功的比例为
本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例变小。
故答案为：（1）30；（2）80；低；（3）不变；（4）0.03；变小。
【分析】（1）从图中可知n=3，根据s=nh得出每次实验绳端移动距离；
（2）测力计的分度值为0.1N，据此得出读数；根据， 得出第2次实验滑轮组的机械效率；分析数据可知：在物重不变的情况下，从实验1至实验4，动滑轮的重力逐渐变大，滑轮组的机械效率逐渐变小，据此得出结论；
（3）实验中若仅增大绳端移动的距离，根据得出知滑轮组的机械效率的变化情况；
（4）四次实验中，根据W有用=Gh得出有用功；根据W动=G动h得出克服动滑轮的重力所做的额外功，根据W总=Fs得出总功，根据W摩=W总-W有用-W动得出摩擦引起的额外功，进而分别得出四次实验中摩擦引起的额外功占总额外功的比例，进而得出结论。
15．【答案】（1）匀速；1.2；5；83.3%
（2）增大
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；弹簧测力计的分度值是0.2N，弹簧测力计的示数为1.2N，所以拉力大小是1.2N；动滑轮和钩码重有三段绳子承担，因此钩码上升的高度h= =5cm；该滑轮组提升的钩码有3个，所以钩码重G=3×1N=3N，
该滑轮组的机械效率：η= ≈83.3%；（2）增加钩码的个数，提升相同的高度，根据W有=Gh得到有用功增加，额外功不变，根据滑轮组的机械效率η= ，得到滑轮组的机械效率增大。
【分析】（1）测滑轮组的机械效率，涉及到注意事项（实验时，应将弹簧测力计竖直匀速向上拉动）、长度的测量、机械效率的计算（η= ）等知识.
（2）根据W有=Gh得到有用功增加，额外功不变，根据滑轮组的机械效率η= ，得到滑轮组的机械效率大小变化情况.
16．【答案】（1）平行于斜面向上
（2）小；低
（3）粗糙程度；倾斜程度；物体的重力
【知识点】斜面机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)为了使拉力方向必须与摩擦力方向保持在同一条直线上，所以应与斜面平行向上。(2)比较数据：θ3>θ2>θ1时，则拉力F3>F2>F1，机械效率η3>η2>η1；即：斜面倾斜度θ越小时，越省力，斜面机械效率越低。(3)若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持粗糙程度和倾斜程度不变，只改变物体的重力进行试验即可。
【分析】本题目的是探究影响斜面机械效率的因素有哪些，涉及到实验设计（利用斜面提升重物，额外功主要是克服摩擦力而做的功，拉力方向必须与摩擦力方向保持在同一条直线上，且匀速拉动物体）、数据的综合分析（分析表格数据时，虽然拉力和机械效率的变化是因斜面的倾斜度的改变而引起的，但我们先比较省力时，倾斜度是如何变化，然后比较机械效率的变化）等，必须熟练掌握控制变量法（若想探究斜面的机械效率与物重的关系，必须控制其它因素不变，只改变物体的重力）.
17．【答案】（1）消除杠杆自重的影响
（2）3
（3）先变小后变大
（4）没有消除杠杆自重的影响
（5）匀速；0.5；66.7%；变大
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验；杠杆机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1) 将杠杆的中点O挂在支架上，调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是消除杠杆自重的影响。(2)设杠杆的一个小格为L，一个钩码重为G，因为，F 1l 1＝F 2l 2，所以，2G×3L＝nG×2L，所以，n＝3，所以在A处挂3个钩码。(3)由图可知，OC为最长力臂，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，动力臂先变长后变短，而杠杆在水平位置始终保持平衡，根据杠杆平衡条件可知，测力计示数将先变小后变大。（4）把支点选到B点，杠杆的重心在O点，在计算时，由于杠杆自身重力的影响，左边应有两个力，故觉得此时不满足杠杆平衡条件；（5）完成以上实验后，小英利用杠杆来测量测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．由图知，拉力F＝0.05N，有用功是：W 有用＝Gh＝1.0N×0.1m＝0.1J，总功是：W 总＝Fs＝0.5N×0.3m＝0.15J，所以杠杆的机械效率是：η＝ ×100%＝ ×100%＝66.7%．将钩码的悬挂点由A移至B，O、C位置不变，仍将钩码提升相同的高度，有用功不变；由于额外功是提升杠杆所做的功，悬挂点由A移至B后，杠杆实际提升的高度变小，所以额外功也变小，则总功变小，所以杠杆的机械效率将变大．
【分析】（1）探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2）利用杠杆的平衡条件分析计算即可.
（5）根据弹簧测力计的分度值读出示数；杠杆的机械效率可以根据公式η=
（一般来说，使用机械所用外力做的功是总功，而克服提升重物重力做的功是有用功）来计算；对于杠杆来说，动力臂是阻力臂的几倍，动力移动的距离就是阻力移动距离的几倍.
18．【答案】（1）解：货物浸没水中时受到的浮力：；
答：货物浸没水中时受到的浮力为；
（2）解：货物出水后被竖直匀速提升，此过程中，工人受到重力、支持力和绳对工人的拉力，且处于平衡状态，根据力的平衡关系结合相互作用力可知，货物出水后工人对绳端的拉力为：，
由图可知，，工人做的功为：；
答：货物出水后提升货物工人做的功为
（3）解：克服货物重力做的有用功为：，
则该滑轮组的机械效率为：。
答：货物出水后该滑轮组的机械效率为。
【知识点】阿基米德原理；滑轮组及其工作特点；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)根据阿基米德原理求出货物浸没水中时受到的浮力；
(2)根据力的平衡关系结合相互作用力求出货物出水后工人对绳端的拉力；根据滑轮组装置确定绳子股数，利用W总=Fs= Fnh求出工人做的功；
(3)根据W有=Gh求出克服货物重力做的有用功，利用 求出货物出水后该滑轮组的机械效率。
19．【答案】解：（1）物体所受的重力为；
答：物体所受的重力为。
（2）由图可知，有效绳子段数，
此过程滑轮组的机械效率为。
答：此过程滑轮组的机械效率为。
（3）动滑轮重力为；
小磊体重为；
则绳子自由端施加的最大拉力为500N，此时能提起的物重最大为
答：小磊利用此滑轮组能提起的最大物重为。
【知识点】重力及其大小的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】（1）由G=mg可得物体所受的重力；（2）由图可知绳子有效段数，利用求滑轮组的机械效率；
（3）不计绳重及摩擦，由可得动滑轮的重力；根据题意可知，小磊作用在绳子自由端的最大拉力等于自身重力，由可得小磊利用此滑轮组最多能提起物体的重力。
20．【答案】（1）解：货物在10s上升的高度
h=vt=0.25m/s×10s=2.5m
起重车对货物做的有用功为
W有=Gh=1.2×104N×2.5m=3×104J
（2）解：方法一：绳子自由端在内移动的距离
拉力在内所做总功
拉力做功的功率
方法二：绳子自由端移动的速度
由公式
可得拉力做功的功率
（3）解：方法一：滑轮组所做的有用功
拉力在内所做总功
滑轮组的机械效率
方法二：由公式
得滑轮组的机械效率
【知识点】功率大小的比较；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1） 首先根据h=vt计算货物在10s上升的高度，再根据W有=Gh计算起重车对货物做的有用功。
（2） 方法一：根据计算绳子自由端在内移动的距离，再根据计算拉力在内所做总功，最后根据计算拉力F做功的功率。
方法二：首先根据计算绳子自由端移动的速度，再根据计算拉力F做功的功率；
（3） 方法一：首先根据计算滑轮组所做的有用功，再根据计算拉力在内所做总功，最后根据计算滑轮组的机械效率。
方法二：根据计算滑轮组的机械效率。
21．【答案】（1）解：拉力所做的功
（2）解：物体重力所做的功
斜面的机械效率
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【分析】(1)根据W= Fs求拉力所做的总功；
(2)利用W= Gh求克服物体重力所做的功；
(3)斜面的机械效率等于有用功与总功之比。
22．【答案】（1）有用；省力；小于；60；0.6
（2）B
（3）非平衡；质量小
【知识点】二力平衡的条件及其应用；平衡状态的判断；杠杆的平衡条件；杠杆的分类；机械效率
【解析】【解答】（1）①使用桔槔汲水上升的过程中，目的是将水打上来，因此对水做有用功。
根据图1可知，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，即省力费距离。由于要克服摩擦做功，对水桶做额外功，因此机械效率小于1。
②根据图2，利用杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F×OA=G×OB，即：F×0.4m=2kg×10N/kg×1.2m，解得：F1=60N。
那么正方体甲的重力：G甲=F1+F压力=60N+20N=80N；
正方体对地面的压力F=pS=5000Pa×（0.1m）2=50N；
正方体对杠杆A端的拉力为：FA=G-F=80N-50N=30N；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：30N×0.4m=20N×L2；
解得：L2=0.6m。
（2）A.月球车在月球上仍然产生压力，因此仍然受到摩擦力，故A错误；
B.弹簧测力计的工作原理为弹簧的伸长与受到的拉力成正比，与位置变化无关，故B正确；
C.月球上没有空气，因此降落伞不受空气阻力，那么不能安全落月，故C错误；
D.质量是物质的一种属性，不随位置的变化而变化，故D错误。
故选B。
（3）“神舟十四号”载人飞船绕地球飞行，运动方向不断改变，因此飞船不处于平衡状态，不受平衡力。该飞船返回舱最终在东风着陆场成功着陆，则返回舱的质量应该较小，可以节省燃料，便于改变运动状态。
【分析】（1）①根据操作目的确定做功的种类。比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆种类即可。使用任何机械都做额外功，因此机械效率都小于1；
②根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算左端产生的拉力。首先根据F=pS计算泥地承受的最大压力，再根据FA=G-F计算A端产生的拉力，最后根据平衡条件计算物体乙到支点的距离。
（2）分析各个实验中的实验原理，再与月球上环境的变化对照即可；
（3）平衡状态包括：静止状态或匀速直线运动状态。根据自己对返回舱的特点的认识解答。
23．【答案】1800J；150N；80%；使用较光滑的斜面
【知识点】斜面的机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】解：（1）借助斜面推动箱子的目的是把箱子装上货车，所以有用功是工人师傅克服箱子重力的做的功，即
（2）拉力做的功为总功，
克服箱子受到的摩擦力做的功为额外功，由可得，摩擦力.
（3）斜面的效率
（4）由机械效率的定义可知，在有用功一定时，可通过减小额外功来增大机械效率，故可选用接触面较光滑的斜面来提高斜面的机械效率，也可通过适当减小斜面的长度，或增加斜面倾斜度的方式来提高斜面的机械效率。
答：（1）工人师傅做的有用功是1800J；
（2）箱子受到的摩擦力为150N；
（3）斜面的效率是80%；
（4）如果想提高该斜面的机械效率，可以使用较光滑的斜面或适当减小斜面的长度，或增加斜面倾斜度。
【分析】此题考查的有关斜面机械效率的计算，解答此题的关键是我们要知道使用斜面时的有用功和总功的计算方法，要求能准确把握有用功、总功、额外功等的意义。
（1）人做的有用功是将物体沿斜面推上小车，即将物体升高了h，故有用功为人克服重力做功，利用功的原理由W=mgh，可求得有用功；
（2）利用已求得的有用功和总功，由机械效率公式可求得斜面的机械效率；
（3）人做的额外功就是因为人要克服摩擦力做功，则可先求得摩擦力的功，再由功的公式求得摩擦力。
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