第三节 机械效率
1．[2023·北京期末]下列关于功和功率、机械效率的说法正确的是( B )
A．作用在物体上的力越大，力对物体做功越多
B．做功快的机械，功率一定大
C．力对物体做功越多，功率越大
D．机械做的额外功越少，机械效率越高
2．两台机械，甲机械效率为80%，乙机械效率为60%，下列说法正确的是( D )
A．甲机械一定比乙机械省力
B．甲机械一定比乙机械做功快
C．甲机械做的有用功一定比乙机械的多
D．有用功相同时，乙机械所做的总功多
3．[2023·济南期末]如图所示的滑轮组，以下方法中能提高其机械效率的是( D )
第3题图
A．减小定滑轮的重力
B．增大被提升物体的高度
C．增大动滑轮的重力
D．增大被提升物体的重力
4．[2024·哈尔滨]小聪想搬起地面上重350 N的石块，但未搬起；小明用重50 N的动滑轮在6 s内将此石块匀速竖直提升3 m，如图所示(不计绳重和滑轮摩擦)，下列说法不正确的是( D )
第4题图
A．搬石块时，小聪没有对石块做功
B．绳子自由端的拉力为200 N
C．动滑轮的机械效率为87.5%
D．拉力的功率为100 W
5．[2024·宿迁]如图所示的小型起重机，某次吊起重为6×103 N的物体，电动机的拉力为4×103 N，用时20 s，使物体上升了5 m．则通过动滑轮( B )
第5题图
A．做的有用功为6×104 J
B．拉力功率为2×103 W
C．做的总功为2×104 J
D．机械效率为66.7%
6．小明分别尝试用如图所示的两个滑轮组提升不同重物，使其在相同时间内提升了相同的高度，所用的拉力分别为F甲和F乙．图中每个滑轮的质量均相等，不计绳重及摩擦．下列说法全部正确的是( B )
第6题图
①F甲一定大于F乙
②甲的额外功一定等于乙的额外功
③若重物的重力相同，则甲的机械效率小于乙的机械效率
④若F甲做功的功率大于F乙做功的功率，则甲的机械效率大于乙的机械效率
A．①③④ B．②④ C．②③ D．①②③
7．[2024·无锡]如图所示，用滑轮组匀速提升重为200 N的物体，拉力F为125 N，物体升高的高度为4 m，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法中正确的是( D )
第7题图
A．总功为800 J
B．动滑轮重为5 N
C．绳端移动的距离为4 m
D．滑轮组的机械效率为80%
8．[2024·兰州]如图所示是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重为1×103 N的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重200 N，重物在8 s内上升了10 m，不计绳重与摩擦，下列说法中不正确的是( B )
第8题图
A．拉力F大小为400 N
B．拉力F的功率为1 250 W
C．克服动滑轮重力做功2 000 J
D．滑轮组的机械效率约为83.3%
解析：A.由图知，n＝3，不计绳重与摩擦，拉力F的大小：
F＝(G＋G动)＝×(1×103 N＋200 N)＝400 N，故A正确；B.拉力F做的功：W＝Fs＝Fnh＝400 N×3×10 m＝12 000 J，拉力F的功率：P＝＝＝1 500 W，故B错误；C.克服动滑轮重力做的功：W动＝G动h＝200 N×10 m＝2 000 J，故C正确；D.滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝≈83.3%，故D正确．故选：B.
9．[2023·枣庄期末]提高机械效率可以充分地发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义．为提高滑轮组的机械效率，根据你的学习和生活经验，可采取的措施有( B )
①增加所提物体的重力
②减轻动滑轮的重力
③给机械加润滑油
④增加重物上升的高度
A．①②③④ B．①②③ C．①③ D．①②
10．[2023·合肥期末]如图所示是甲、乙两机械在某次使用时的参数，其中“900 J”和“720 J”为所做的有用功，“75%”和“70%”表示额外功所占的比例，甲的机械效率为η甲，乙的机械效率为η乙，则η甲小于(填“大于”“等于”或“小于”)η乙．
第10题图
11．如图所示，工人通过滑轮组在绳端用250 N的拉力提升货物，在10 s内将400 N的货物匀速提升2 m，则拉力的功率为100W，滑轮组的机械效率为80%.
第11题图
12．[2024·湖南模拟]如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用图2甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如表所示．(钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大)
第12题图
(1)在实验中，应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计．
(2)第一次实验中，弹簧测力计的示数如图1所示为1.8，机械效率是74.1%(精确到0.1%)．
(3)由1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，物重越大，机械效率越高．
(4)由2、3两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低．
13．[2024·南通]如图所示，工人用330 N的拉力，使用定滑轮将质量为30 kg的物体6 s内匀速吊起3 m，g取10 N/kg.求：
(1)物体上升的速度；
(2)工人做功的功率；
(3)定滑轮的机械效率．
第13题图
解：(1)物体上升的速度：
v＝＝＝0.5 m/s；
(2)使用定滑轮，拉力端移动距离s＝h＝3 m，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝330 N×3 m＝990 J；
拉力做功功率：
P＝＝＝165 W；
(3)物体重力：G＝mg＝30 kg×10 N/kg＝300 N，
克服物体重力做的有用功：
W有用＝Gh＝300 N×3 m＝900 J，
定滑轮的机械效率：
η＝＝×100%≈90.9%.
14．[2024·泰安]如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起．已知汽车的质量为3×103 kg，牵引力F1为4 000 N，对绳子的拉力F2为2 500 N；物体的重力为6 000 N，物体匀速上升的速度始终为0.5 m/s，汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，g取10 N/kg.下列说法中( B )
①滑轮组的机械效率为80%
②汽车受到的摩擦力为150 N
③汽车牵引力在4 s内做的功为8×103 J
④汽车牵引力的功率为6 000 W
第14题图
A．只有①正确 B．只有①④正确
C．只有①②正确 D．只有③④正确
15．[2024·襄城模拟]如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6 N.
第15题图
(1)实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为2.4N，若钩码上升的高度为8 cm，则弹簧测力计向上移动24cm，该滑轮组的机械效率为83.3%．
(2)若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将增大，如果使钩码升高的高度增加为原来的2倍，机械效率将不变．(均填“增大”“减小”或“不变”)
16．[2024·巴中]如图甲所示的塔吊是施工建设中最常见的设备，其结构可简化为如图乙所示的滑轮组模型．已知物体质量为300 kg，在绳子自由端施加1 250 N拉力，物体以0.5 m/s的速度匀速上升10 s．求：
(1)绳子拉力端移动的距离；
(2)拉力的功率；
(3)在此过程中滑轮组的机械效率．
第16题图
解：(1)图中绳子股数n＝3，绳子拉力端移动的速度：v′＝3v＝3×0.5 m/s＝1.5 m/s；
移动的距离：s＝v′t＝1.5 m/s×10 s＝15 m；
(2)拉力F的功率：P＝＝＝Fv＝1 250 N×1.5 m/s＝1 875 W；
(3)拉力所做的功：
W总＝Fs＝1 250 N×15 m＝18 750 J，
有用功：
W有＝Gh＝mgh＝300 kg×10 N/kg×5 m＝15 000 J，
机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%.第三节 机械效率
1．[2023·北京期末]下列关于功和功率、机械效率的说法正确的是( B )
A．作用在物体上的力越大，力对物体做功越多
B．做功快的机械，功率一定大
C．力对物体做功越多，功率越大
D．机械做的额外功越少，机械效率越高
2．两台机械，甲机械效率为80%，乙机械效率为60%，下列说法正确的是( D )
A．甲机械一定比乙机械省力
B．甲机械一定比乙机械做功快
C．甲机械做的有用功一定比乙机械的多
D．有用功相同时，乙机械所做的总功多
3．[2023·济南期末]如图所示的滑轮组，以下方法中能提高其机械效率的是( D )
第3题图
A．减小定滑轮的重力
B．增大被提升物体的高度
C．增大动滑轮的重力
D．增大被提升物体的重力
4．[2024·哈尔滨]小聪想搬起地面上重350 N的石块，但未搬起；小明用重50 N的动滑轮在6 s内将此石块匀速竖直提升3 m，如图所示(不计绳重和滑轮摩擦)，下列说法不正确的是( D )
第4题图
A．搬石块时，小聪没有对石块做功
B．绳子自由端的拉力为200 N
C．动滑轮的机械效率为87.5%
D．拉力的功率为100 W
5．[2024·宿迁]如图所示的小型起重机，某次吊起重为6×103 N的物体，电动机的拉力为4×103 N，用时20 s，使物体上升了5 m．则通过动滑轮( B )
第5题图
A．做的有用功为6×104 J
B．拉力功率为2×103 W
C．做的总功为2×104 J
D．机械效率为66.7%
6．小明分别尝试用如图所示的两个滑轮组提升不同重物，使其在相同时间内提升了相同的高度，所用的拉力分别为F甲和F乙．图中每个滑轮的质量均相等，不计绳重及摩擦．下列说法全部正确的是( B )
第6题图
①F甲一定大于F乙
②甲的额外功一定等于乙的额外功
③若重物的重力相同，则甲的机械效率小于乙的机械效率
④若F甲做功的功率大于F乙做功的功率，则甲的机械效率大于乙的机械效率
A．①③④ B．②④ C．②③ D．①②③
7．[2024·无锡]如图所示，用滑轮组匀速提升重为200 N的物体，拉力F为125 N，物体升高的高度为4 m，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法中正确的是( D )
第7题图
A．总功为800 J
B．动滑轮重为5 N
C．绳端移动的距离为4 m
D．滑轮组的机械效率为80%
8．[2024·兰州]如图所示是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重为1×103 N的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重200 N，重物在8 s内上升了10 m，不计绳重与摩擦，下列说法中不正确的是( B )
第8题图
A．拉力F大小为400 N
B．拉力F的功率为1 250 W
C．克服动滑轮重力做功2 000 J
D．滑轮组的机械效率约为83.3%
9．[2023·枣庄期末]提高机械效率可以充分地发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义．为提高滑轮组的机械效率，根据你的学习和生活经验，可采取的措施有( B )
①增加所提物体的重力
②减轻动滑轮的重力
③给机械加润滑油
④增加重物上升的高度
A．①②③④ B．①②③ C．①③ D．①②
10．[2023·合肥期末]如图所示是甲、乙两机械在某次使用时的参数，其中“900 J”和“720 J”为所做的有用功，“75%”和“70%”表示额外功所占的比例，甲的机械效率为η甲，乙的机械效率为η乙，则η甲小于(填“大于”“等于”或“小于”)η乙．
第10题图
11．如图所示，工人通过滑轮组在绳端用250 N的拉力提升货物，在10 s内将400 N的货物匀速提升2 m，则拉力的功率为100W，滑轮组的机械效率为80%.
第11题图
12．[2024·湖南模拟]如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用图2甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如表所示．(钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大)
第12题图
(1)在实验中，应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计．
(2)第一次实验中，弹簧测力计的示数如图1所示为1.8，机械效率是74.1%(精确到0.1%)．
(3)由1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，物重越大，机械效率越高．
(4)由2、3两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低．
13．[2024·南通]如图所示，工人用330 N的拉力，使用定滑轮将质量为30 kg的物体6 s内匀速吊起3 m，g取10 N/kg.求：
(1)物体上升的速度；
(2)工人做功的功率；
(3)定滑轮的机械效率．
第13题图
14．[2024·泰安]如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起．已知汽车的质量为3×103 kg，牵引力F1为4 000 N，对绳子的拉力F2为2 500 N；物体的重力为6 000 N，物体匀速上升的速度始终为0.5 m/s，汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，g取10 N/kg.下列说法中( B )
①滑轮组的机械效率为80%
②汽车受到的摩擦力为150 N
③汽车牵引力在4 s内做的功为8×103 J
④汽车牵引力的功率为6 000 W
第14题图
A．只有①正确 B．只有①④正确
C．只有①②正确 D．只有③④正确
15．[2024·襄城模拟]如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6 N.
第15题图
(1)实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为2.4N，若钩码上升的高度为8 cm，则弹簧测力计向上移动24cm，该滑轮组的机械效率为83.3%．
(2)若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将增大，如果使钩码升高的高度增加为原来的2倍，机械效率将不变．(均填“增大”“减小”或“不变”)
16．[2024·巴中]如图甲所示的塔吊是施工建设中最常见的设备，其结构可简化为如图乙所示的滑轮组模型．已知物体质量为300 kg，在绳子自由端施加1 250 N拉力，物体以0.5 m/s的速度匀速上升10 s．求：
(1)绳子拉力端移动的距离；
(2)拉力的功率；
(3)在此过程中滑轮组的机械效率．
第16题图
