第4节 机械效率
第1课时 有用功 额外功 机械效率
1．小聪用桶从井里打水，小明从井里捞桶带上部分水，下列说法正确的是( )
A．二人对桶做的功都是额外功
B．二人对水做的功都是有用功
C．小聪对桶做的功是有用功
D．小明对桶做的功是有用功
2．[2023·临沂期末]质量是40 kg的小王同学用重10 N的水桶，提起重力为100 N的水，沿楼梯送到三楼，每层楼高3 m，完成这一次提水，她对水做的功为有用功，则她做的有用功和额外功分别是( )
A．600 J，2 400 J B．600 J，2 460 J
C．600 J，60 J D．3 000 J，60 J
3．小明用一竖直向上的力把物体A匀速提到了一定的高度，所做的功为100 J．小红利用某种机械把相同的物体A也匀速提到了相同的高度，所做的功为120 J，则下列说法正确的是( )
A．小红利用的机械一定是省力的
B．小红所做的有用功为120 J
C．小红所做的有用功为100 J
D．小红利用的机械其机械效率达到了100%
4．[2024·重庆]建筑工人通过如图所示的装置将一桶质量为45 kg的涂料从地面提起，桶离开地面后在4 s内缓慢上升0.8 m，工人所用的拉力为500 N．下列说法中正确的是( )
第4题图
A．该装置做的有用功为400 J
B．该装置的机械效率为90%
C．绳子自由端移动的平均速度为0.4 m/s
D．桶离开地面前，工人拉力逐渐增大，桶对地面的压强不变
5．[2024·枣庄]如图所示，小明用滑轮组将重为400 N的货物在20 s内匀速提升了2 m，小明对绳子的拉力为250 N，不计绳重及滑轮上的摩擦．下列说法正确的是( )
第5题图
A．动滑轮的重力为50 N
B．滑轮组做的有用功为500 J
C．拉力F做功的功率为25 W
D．滑轮组的机械效率为80%
6．[2022·内蒙古]用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知物体M所受的重力为550 N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20 s内沿竖直方向匀速提升10 m，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是( )
第6题图
A．拉力F为350 N
B．绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
C．动滑轮重为50 N
D．该滑轮组的机械效率为83.3%
7．[2023·荆州]一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500 N的物体，使物体以0.1 m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10 s，已知物体与地面间的滑动摩擦力为150 N，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中下列选项正确的是( )
第7题图
A．绳子自由端移动的距离为3 m
B．拉力做的有用功为500 J
C．拉力做的额外功为150 J
D．拉力做功的功率为25 W
8．[2024·青岛]如图所示，小明用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别匀速提升两个质量相同的物体，绳端在相同时间内移动的距离相等．在提升过程中，若绳端拉力F1∶F2＝3∶2，下列说法不正确的是( )
第8题图
A．物体的速度之比v1∶v2＝1∶2
B．有用功之比W有1∶W有2＝2∶1
C．总功之比W总1∶W总2＝3∶2
D．机械效率之比η1∶η2＝4∶3
9．[2023·重庆]如图所示是小智同学在劳动实践基地体验的场景．他用160 N的拉力将重240 N的重物匀速提升2 m，用时10 s，此过程中重物上升的速度为 m/s，
滑轮组的机械效率为 ．
第9题图
10．[2023·内江]如图所示，将重力为10 N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端．若斜面长L为1 m，斜面高h为0.3 m，拉力F为4 N，拉力的功率为2 W，则此过程中，斜面的机械效率是 %，物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是 s.
第10题图
11．[2024·芜湖一模]如图所示，图甲装置中，空吊篮A重25 N，绕在滑轮上的绳子承受最大拉力为100 N．小李将空吊篮A提升到高处，施加拉力F随时间变化关系F t图像如图乙，空吊篮A上升速度随时间变化关系v t图像如图丙．忽略绳重、摩擦、空气阻力等．下列说法正确的是( )
第11题图
A．此装置动滑轮所受的重力为10 N
B．此装置第2秒内克服滑轮重力做功为15 J
C．此装置最多能匀速运载200 N的货物
D．此装置运载货物最高机械效率为80%
12．[2023·郴州]如图所示，物体重10 N，每个滑轮重1 N，在F＝2.5 N的拉力作用下，物体上升了1 m，则拉力做的有用功是 J，克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功为 J.
第12题图第2课时 测量机械效率
1．以下是同学们对机械效率的一些理解，其中正确的是( D )
A．越省力的机械，其机械效率一定越高
B．机械效率越高，机械做功一定越快
C．功率越大的机械做功一定越多
D．做有用功越多的机械，机械效率不一定越高
2．在生产和生活中经常使用各种机械，关于机械的下列说法，正确的是( C )
A．使用机械可以省力、省距离，也可以省功
B．机械做功越快，机械效率越高
C．使用机械可以省力或省距离，但不能省功
D．机械做功越多，机械效率越高
3．某次施工中，工人师傅用运料桶、滑轮和绳子等器材组装了一个如图所示的起吊装置，用来运送沙石．下列做法能提高该装置机械效率的是( C )
A．增大动滑轮受到的重力
B．增大运料桶受到的重力
C．增大沙石受到的重力
D．增大绳子受到的重力
第3题图
4．[2023·扬州模拟]如图所示的吊车有大小两个吊钩，在确保安全的前提下，下列关于吊车机械效率说法正确的是( A )
第4题图
A．吊起相同货物，使用小吊钩机械效率高
B．吊起相同货物，上升速度快机械效率高
C．每次吊起的货物越少，机械效率越高
D．货物升高的高度越高，机械效率越高
5．如图所示为三种滑轮组装方法，每只滑轮的质量相等，绳子重力和体系内的摩擦忽略不计，用这三套滑轮组在相同的时间内把质量相同的重物提升到同一高度，则( D )
第5题图
A．动力大小：F甲>F乙>F丙
B．动力所做的功大小：W甲C．动力做功的功率大小：P甲>P乙＝P丙
D．机械效率大小：η甲＝η乙＝η丙
6．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两个物体．物体提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法一定正确的是( B )
A．若GA＝GB，则η甲＞η乙
B．若FA＝FB，则η甲＞η乙
C．若GA＜GB，则FA＞FB
D．若FA＞FB，则GA＜GB
第6题图
7．[2024·大庆]如图所示，在75 N的拉力F作用下，用滑轮组将重为100 N的货物匀速提升，在10 s内货物竖直上升了2 m．下列说法正确的是( B )
第7题图
A．滑轮组做的有用功为150 J
B．拉力F的功率为30 W
C．滑轮组的机械效率为75%
D．此滑轮组提升的货物越轻，机械效率越大
8．[2024·内蒙古]如图所示，固定的斜面长s＝2 m，高h＝0.5 m，沿斜面向上用50 N的拉力在4 s内把一个重60 N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，这一过程中( C )
第8题图
A．对物体做的有用功为120 J
B．物体受的摩擦力为50 N
C．拉力做功的功率为25 W
D．斜面的机械效率为70%
9．[2024·淄博]在“观察滑轮的使用”实验中，用如图所示的两种方式将同一物体匀速提升20 cm(不计绳重和摩擦)．下列说法正确的是( D )
第9题图
A．物体所受的重力是3.6 N
B．图乙中弹簧测力计上升20 cm
C．图乙中弹簧测力计的示数是物重的一半
D．图甲中滑轮的机械效率比图乙中的高
10．[2024·东营]如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物 G，已知滑轮重20 N，杠杆(OB＝2OA)重10 N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是( C )
第10题图
A．图甲：该装置不省力也不省距离
B．图乙：该装置的机械效率是三者中最低的
C．图丙：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小
D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高
11．[2023·邵阳]如图所示，用动滑轮将物体匀速提升0.2 m，绳子自由端的拉力F为6 N，则拉力F所做的功为2.4J．如果使用该滑轮提升更重的物体，机械效率会增大(填“增大”或“减小”)．
第11题图
12．[2023·吉林]如图所示，物体的重力是1 600 N，图中拉力F是1 000 N，物体在 10 s内上升了5 m，物体的运动速度是0.5m/s，该滑轮组的机械效率是80%．
第12题图
13．[2024·广安]房屋装修时，工人利用滑轮组提升物体．如图所示，已知物体的重力为800 N，在绳子自由端用500 N的力拉着物体在竖直方向上做匀速直线运动，物体被提升了3 m，该滑轮组的机械效率为80%．如果要提高滑轮组的机械效率，可采用的措施有①③(填写编号)．
①增加物体的重力 ②增加提升物体的高度 ③减小动滑轮的重力
第13题图
14．[2024·鸡西]如图所示是一位同学组装的提升重物的装置．他用400 N的力在30 s内把重1 000 N的物体匀速提升6 m(不计绳重及摩擦)，则动滑轮的重力200N，滑轮组的机械效率83.3%(保留一位小数)．
第14题图
15．[2023·泸州]小聪探究斜面的机械效率时，将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面，如图所示．用刻度尺量出斜面底端A点到斜面上B点的距离L为 80 cm，B点距水平地面高度h为20 cm.沿斜面向上用0.8 N的拉力F将重为2 N的木块匀速拉到B点，用时2 s，则这段过程中拉力F做功的功率P＝0.32W，斜面的机械效率η＝62.5%，木块在该斜面上受到的滑动摩擦力f＝0.3N.
第15题图
16．小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2 N，测得的数据如表所示：
第16题图
实验次序 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
(1)第1次实验测得的机械效率为74.07%(结果保留两位小数)，若不计绳重与摩擦，动滑轮重为1.4N.
(2)分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组可以通过增加物体重力来提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重)，滑轮组的机械效率越低．
(3)分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关．
17．[2024·泸州]如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上．受到水平向左的恒力F＝100 N，滑轮组绳子自由端受到的拉力为F绳．当绳子自由端的拉力F绳为60 N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，则动滑轮的重力为20N；当绳子自由端拉力F1为90 N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为60N；撤去水平向左的恒力F，改变绳子自由端拉力F1的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，滑轮组的机械效率为75%．
第17题图第4节 机械效率
第1课时 有用功 额外功 机械效率
1．小聪用桶从井里打水，小明从井里捞桶带上部分水，下列说法正确的是( D )
A．二人对桶做的功都是额外功
B．二人对水做的功都是有用功
C．小聪对桶做的功是有用功
D．小明对桶做的功是有用功
2．[2023·临沂期末]质量是40 kg的小王同学用重10 N的水桶，提起重力为100 N的水，沿楼梯送到三楼，每层楼高3 m，完成这一次提水，她对水做的功为有用功，则她做的有用功和额外功分别是( B )
A．600 J，2 400 J B．600 J，2 460 J
C．600 J，60 J D．3 000 J，60 J
3．小明用一竖直向上的力把物体A匀速提到了一定的高度，所做的功为100 J．小红利用某种机械把相同的物体A也匀速提到了相同的高度，所做的功为120 J，则下列说法正确的是( C )
A．小红利用的机械一定是省力的
B．小红所做的有用功为120 J
C．小红所做的有用功为100 J
D．小红利用的机械其机械效率达到了100%
4．[2024·重庆]建筑工人通过如图所示的装置将一桶质量为45 kg的涂料从地面提起，桶离开地面后在4 s内缓慢上升0.8 m，工人所用的拉力为500 N．下列说法中正确的是( B )
第4题图
A．该装置做的有用功为400 J
B．该装置的机械效率为90%
C．绳子自由端移动的平均速度为0.4 m/s
D．桶离开地面前，工人拉力逐渐增大，桶对地面的压强不变
5．[2024·枣庄]如图所示，小明用滑轮组将重为400 N的货物在20 s内匀速提升了2 m，小明对绳子的拉力为250 N，不计绳重及滑轮上的摩擦．下列说法正确的是( D )
第5题图
A．动滑轮的重力为50 N
B．滑轮组做的有用功为500 J
C．拉力F做功的功率为25 W
D．滑轮组的机械效率为80%
6．[2022·内蒙古]用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知物体M所受的重力为550 N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20 s内沿竖直方向匀速提升10 m，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是( C )
第6题图
A．拉力F为350 N
B．绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
C．动滑轮重为50 N
D．该滑轮组的机械效率为83.3%
7．[2023·荆州]一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500 N的物体，使物体以0.1 m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10 s，已知物体与地面间的滑动摩擦力为150 N，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中下列选项正确的是( D )
第7题图
A．绳子自由端移动的距离为3 m
B．拉力做的有用功为500 J
C．拉力做的额外功为150 J
D．拉力做功的功率为25 W
8．[2024·青岛]如图所示，小明用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别匀速提升两个质量相同的物体，绳端在相同时间内移动的距离相等．在提升过程中，若绳端拉力F1∶F2＝3∶2，下列说法不正确的是( A )
第8题图
A．物体的速度之比v1∶v2＝1∶2
B．有用功之比W有1∶W有2＝2∶1
C．总功之比W总1∶W总2＝3∶2
D．机械效率之比η1∶η2＝4∶3
9．[2023·重庆]如图所示是小智同学在劳动实践基地体验的场景．他用160 N的拉力将重240 N的重物匀速提升2 m，用时10 s，此过程中重物上升的速度为0.2m/s，
滑轮组的机械效率为75%．
第9题图
10．[2023·内江]如图所示，将重力为10 N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端．若斜面长L为1 m，斜面高h为0.3 m，拉力F为4 N，拉力的功率为2 W，则此过程中，斜面的机械效率是75%，物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是2s.
第10题图
11．[2024·芜湖一模]如图所示，图甲装置中，空吊篮A重25 N，绕在滑轮上的绳子承受最大拉力为100 N．小李将空吊篮A提升到高处，施加拉力F随时间变化关系F t图像如图乙，空吊篮A上升速度随时间变化关系v t图像如图丙．忽略绳重、摩擦、空气阻力等．下列说法正确的是( D )
第11题图
A．此装置动滑轮所受的重力为10 N
B．此装置第2秒内克服滑轮重力做功为15 J
C．此装置最多能匀速运载200 N的货物
D．此装置运载货物最高机械效率为80%
12．[2023·郴州]如图所示，物体重10 N，每个滑轮重1 N，在F＝2.5 N的拉力作用下，物体上升了1 m，则拉力做的有用功是10J，克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功为3J.
第12题图第2课时 测量机械效率
1．以下是同学们对机械效率的一些理解，其中正确的是( )
A．越省力的机械，其机械效率一定越高
B．机械效率越高，机械做功一定越快
C．功率越大的机械做功一定越多
D．做有用功越多的机械，机械效率不一定越高
2．在生产和生活中经常使用各种机械，关于机械的下列说法，正确的是( )
A．使用机械可以省力、省距离，也可以省功
B．机械做功越快，机械效率越高
C．使用机械可以省力或省距离，但不能省功
D．机械做功越多，机械效率越高
3．某次施工中，工人师傅用运料桶、滑轮和绳子等器材组装了一个如图所示的起吊装置，用来运送沙石．下列做法能提高该装置机械效率的是( )
A．增大动滑轮受到的重力
B．增大运料桶受到的重力
C．增大沙石受到的重力
D．增大绳子受到的重力
第3题图
4．[2023·扬州模拟]如图所示的吊车有大小两个吊钩，在确保安全的前提下，下列关于吊车机械效率说法正确的是( )
第4题图
A．吊起相同货物，使用小吊钩机械效率高
B．吊起相同货物，上升速度快机械效率高
C．每次吊起的货物越少，机械效率越高
D．货物升高的高度越高，机械效率越高
5．如图所示为三种滑轮组装方法，每只滑轮的质量相等，绳子重力和体系内的摩擦忽略不计，用这三套滑轮组在相同的时间内把质量相同的重物提升到同一高度，则( )
第5题图
A．动力大小：F甲>F乙>F丙
B．动力所做的功大小：W甲C．动力做功的功率大小：P甲>P乙＝P丙
D．机械效率大小：η甲＝η乙＝η丙
6．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两个物体．物体提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法一定正确的是( )
A．若GA＝GB，则η甲＞η乙
B．若FA＝FB，则η甲＞η乙
C．若GA＜GB，则FA＞FB
D．若FA＞FB，则GA＜GB
第6题图
7．[2024·大庆]如图所示，在75 N的拉力F作用下，用滑轮组将重为100 N的货物匀速提升，在10 s内货物竖直上升了2 m．下列说法正确的是( )
第7题图
A．滑轮组做的有用功为150 J
B．拉力F的功率为30 W
C．滑轮组的机械效率为75%
D．此滑轮组提升的货物越轻，机械效率越大
8．[2024·内蒙古]如图所示，固定的斜面长s＝2 m，高h＝0.5 m，沿斜面向上用50 N的拉力在4 s内把一个重60 N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，这一过程中( )
第8题图
A．对物体做的有用功为120 J
B．物体受的摩擦力为50 N
C．拉力做功的功率为25 W
D．斜面的机械效率为70%
9．[2024·淄博]在“观察滑轮的使用”实验中，用如图所示的两种方式将同一物体匀速提升20 cm(不计绳重和摩擦)．下列说法正确的是( )
第9题图
A．物体所受的重力是3.6 N
B．图乙中弹簧测力计上升20 cm
C．图乙中弹簧测力计的示数是物重的一半
D．图甲中滑轮的机械效率比图乙中的高
10．[2024·东营]如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物 G，已知滑轮重20 N，杠杆(OB＝2OA)重10 N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是( )
第10题图
A．图甲：该装置不省力也不省距离
B．图乙：该装置的机械效率是三者中最低的
C．图丙：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小
D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高
11．[2023·邵阳]如图所示，用动滑轮将物体匀速提升0.2 m，绳子自由端的拉力F为6 N，则拉力F所做的功为 J 如果使用该滑轮提升更重的物体，机械效率会 (填“增大”或“减小”)．
第11题图
12．[2023·吉林]如图所示，物体的重力是1 600 N，图中拉力F是1 000 N，物体在 10 s内上升了5 m，物体的运动速度是 m/s，该滑轮组的机械效率是 ．
第12题图
13．[2024·广安]房屋装修时，工人利用滑轮组提升物体．如图所示，已知物体的重力为800 N，在绳子自由端用500 N的力拉着物体在竖直方向上做匀速直线运动，物体被提升了3 m，该滑轮组的机械效率为 ．如果要提高滑轮组的机械效率，可采用的措施有 (填写编号)．
①增加物体的重力 ②增加提升物体的高度 ③减小动滑轮的重力
第13题图
14．[2024·鸡西]如图所示是一位同学组装的提升重物的装置．他用400 N的力在30 s内把重1 000 N的物体匀速提升6 m(不计绳重及摩擦)，则动滑轮的重力 N，滑轮组的机械效率 (保留一位小数)．
第14题图
15．[2023·泸州]小聪探究斜面的机械效率时，将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面，如图所示．用刻度尺量出斜面底端A点到斜面上B点的距离L为 80 cm，B点距水平地面高度h为20 cm.沿斜面向上用0.8 N的拉力F将重为2 N的木块匀速拉到B点，用时2 s，则这段过程中拉力F做功的功率P＝ W，斜面的机械效率η＝ %，木块在该斜面上受到的滑动摩擦力f＝ N.
第15题图
16．小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2 N，测得的数据如表所示：
第16题图
实验次序 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
(1)第1次实验测得的机械效率为 (结果保留两位小数)，若不计绳重与摩擦，动滑轮重为 N.
(2)分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组可以通过 来提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重)，滑轮组的机械效率 ．
(3)分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 ．
17．[2024·泸州]如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上．受到水平向左的恒力F＝100 N，滑轮组绳子自由端受到的拉力为F绳．当绳子自由端的拉力F绳为60 N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，则动滑轮的重力为 N；当绳子自由端拉力F1为90 N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为 N；撤去水平向左的恒力F，改变绳子自由端拉力F1的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，滑轮组的机械效率为 ．
第17题图
