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【精准把脉·聚焦中考】2025年中考科学专项冲刺限时精练
精练20 机械效率问题
01 有用功
使用机械做功时，对人们有用的功叫有用功，用W有用表示。也就是人们不用机械而直接用手时必须做的功，也等于在理想情况下（即不考虑摩擦和机械本身的重力）人们所做的功，或者是机械对物体做的功。在提升物体时，W有用＝Gh。
02 额外功
1、使用机械时，对人们没有用但又不得不做的功叫额外功，用W额表示。
2、额外功的来源主要有：
（1）提升物体时，克服机械自重、容器自重、绳重等所做的功；
（2）克服机械的摩擦所做的功。
03 总功
人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功，用W总表示。它等于有用功和额外功的总和，即W总＝W有用＋W额，或人对机械的动力为F，则W总＝FS。
04 机械效率
1、定义：有用功与总功的比值叫做机械效率。
2、公式：η＝w有/w总。
由于总是存在额外功，使得 W有用＜W额，所以η总是＜1；影响机械效率的主要因素有摩擦和机械自重等。
常考机械的有用功、总功、机械效率计算
简单机械 有用功 总功 额外功 机械效率
杠杆 W有用=Gh W总=Fs W额=W总－W有用
滑轮组 W有用=Gh W总=Fs W总=Gh+G动h （不计绳重 和摩擦） W额=W总－W有用 W额=G动h （不计绳重和摩擦）
斜面 W有用=Gh W总=Fl W总=Gh+fl （f为摩擦力） W额=W总－W有用 W额=fl （f为摩擦力）
01 杠杆机械效率问题
1．【答案】D
【分析】（1）知道重物重力和重物上升的距离，根据W＝Gh求出有用功。
（2）由于拉力总是竖直向上的，重物挂在杠杆的A、B两处，所以动力臂不变，阻力臂变大，知道利用杠杆所做的额外功就是克服杠杆的重力而做的功，则根据杠杆的重力和杠杆中点上升的距离，根据W＝Gh求出额外功；求出总功；根据机械效率公式求出机械效率。
【解答】解：（1）∵利用杠杆提升重物，
∴W有用＝Gh，
∵在A、B两处提升的是同一个重物，上升同样的高度，
∴在A、B两处人做的有用功相同，故A、B选项错误。
（2）由图可知：在A、B两处提升重物，重物上升同样的高度时，而杠杆的重心上升的高度hA＞hB，
∵W额外＝G杆h，
∴W额外A＞W额外B，
∵在A、B两处人做的有用功相同，而W总＝W有用+W额外，
∴W总A＞W总B，
∵η，
∴ηA＜ηB．所以C选项错误，D选项正确。
故选：D。
【点评】对于已知机械效率或要求机械效率的问题，想法求出有用功、总功，本题关键是判断出在A、B两处提升重物，上升同样的高度时，杠杆的重心上升的高度的关系。
2．【答案】D
【分析】（1）先找出钩码G和弹簧测力计拉力F的力臂，根据相似三角形得出竖直向上匀速拉动弹簧测力计时两者的力臂之比是否发生变化，根据杠杆的平衡条件得出等式，然后分析判断弹簧测力计示数的变化，根据W＝Fs求出拉力做的总功，根据W＝Gh求出拉力做的应用，总功减去有用功即为拉力对杠杆做的额外功；
（2）将钩码的悬挂点从A点移至B点，钩码还升高相同的高度，杠杆上旋的角度减小，克服杆与O点的摩擦力做功减小，有用功不变，额外功减小，总功减小，机械效率增大。
【解答】解：（1）由图可知，OC为钩码G的力臂，OD为弹簧测力计拉力的力臂，
由ΔOCA∽ΔODE可得：，
由杠杆的平衡条件可得：G×OC＝F×OD，
则，
由和G不变可知，F不变，即匀速竖直拉动过程中弹簧测力计示数不变，故B错误；
拉力做的总功：
W总＝Fs＝0.5N×0.3m＝0.15J，
拉力做的有用功：
W有＝Gh＝1.0N×0.1m＝0.1J，
拉力对杠杆做的额外功：
W额＝W总﹣W有＝0.15J﹣0.1J＝0.05J，故A错误；
（2）若将钩码从A点移到B点，用同样的方式将钩码提升0.1m时，有用功不变，
此时杠杆上旋的角度减小，杠杆升高的距离变小，克服杆与O点的摩擦力做功变小，则额外功变小，
由η100%可知，机械效率升高，故C错误、D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了杠杆平衡的动态分析和做功公式、机械效率公式的应用，利用好相似三角形的边长关系和钩码从A点移到B点过程中有有用功、额外功、总功变化的分析是关键。
3．【答案】不变；75。
【分析】（1）竖直向上匀速拉动弹簧测力计，动力臂和阻力臂都变小，阻力不变，动力也不变。
（2）根据W＝Gh计算有用功，根据W＝Fs计算做功，根据效率公式计算杠杆的机械效率。
【解答】解：由图可知，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置的过程中，弹簧测力计的示数保持不变；
若OA：OB＝2：3，则拉力和物体上升的高度之比为2：3，
则杠杆的机械效率：η75%。
故答案为：不变；75。
【点评】本题主要考查杠杆的平衡条件及有用功、总功、机械效率的计算等，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，属于基础性题目，难度不大。
02 滑轮机械效率问题
4．【答案】C
【分析】（1）首先确定两个滑轮组绳子的有效股数，然后根据v绳＝nv物计算绳子自由端移动的速度，进行比较；
（2）利用s绳＝ns物求出两图中绳子自由端移动的距离，然后根据W＝Fs计算F1和F2做功，进行比较；
（3）利用P分别求出两种方法做功的功率，然后进行比较；
（4）先利用W＝Gh和W＝fs分别求出两种方法做的有用功，再利用η100%分别求出两种方法的机械效率，然后进行比较。
【解答】解：A、物体移动的速度v物0.05m/s，由图知，甲图中n1＝2，乙图中n2＝3，则绳子自由端F1移动的速度：v1＝n1v物＝2×0.05m/s＝0.10m/s，绳子自由端F2移动的速度：v2＝n2v物＝3×0.05m/s＝0.15m/s，比较可知，绳子自由端F1移动的速度比F2移动的速度小，故A正确；
B、甲图中绳子自由端移动的距离：s1＝n1h＝2×0.5m＝1.0m，乙图中绳子自由端移动的距离：s2＝n2s＝3×0.5m＝1.5m，则F1做功：W总1＝F1s1＝18N×1.0m＝18J，F2做功：W总2＝F2s2＝8N×1.5m＝12J，比较可知F1做功比F2做功多，故B正确；
C、F1做功的功率：P11.8W，F2做功的功率：P21.2W，比较可知，F1与F2做功的功率不同，故C错误；
D、甲图中的有用功：W有用1＝Gh＝30N×0.5m＝15J，乙图中的有用功：W有用2＝fs＝20N×0.5m＝10J，甲图中的机械效率为：η1100%100%≈83.3%，乙图中的机械效率为：η2100%100%≈83.3%，比较可知，两种方法中机械效率相同，故D正确。
故选：C。
【点评】本题考查滑轮组省力公式、功、功率和机械效率公式的应用，关键是公式及其变形的灵活运用，易错点是对动滑轮上绳子段数的判断，此题还要搞清的是乙图中的有用功是克服地面摩擦力做的功。
5．【答案】（1）30；（2）2.5；（3）小；（4）不变。
【分析】（1）根据s＝nh可求每次实验时绳子自由端移动的距离；
（2）测力计的分度值为0.1N，据此得出读数；
（3）分析数据可知：在物重不变的情况下，从实验1至实验3，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；
（4）实验中若仅增大绳端移动的距离，根据η100%100%100%可知滑轮组的机械效率的变化情况。
【解答】解：（1）由图可知，n＝3，每次实验都匀速拉动绳子自由端使物体上升10厘米，
绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×10cm＝30cm；
（2）由图乙可知，测力计的分度值为0.1N，其读数为2.5N。
（3）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，故物重不变，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小；
（2）实验中若仅增大绳端移动的距离，
根据η100%100%100%，可知，滑轮组的机械效率将不变。
故答案为：（1）30；（2）2.5；（3）小；（4）不变。
【点评】本题“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”，综合性强，难度较大。
6．【答案】（1）66.7%；（2）物体被提升的高度；（3）被提升物重。
【分析】（1）根据公式η100%100%计算第四次的机械效率；
（2）分析机械效率的变化及前面物理量的变化得出结论，机械效率与物体被提升的高度无关；
（3）分析3、4中机械效率和物理量的变化，得出机械效率与被提升的物重之间的关系。
【解答】解：（1）第4次实验的机械效率：η100%100%100%≈66.7%；
（2）由第1、2组数据可知，动滑轮重、钩码重均相同，钩码被提升的高度不同，但机械效率相同，可知同一滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关；
（3）由第1、3、4组数据可知，动滑轮重、钩码被提升的高度相同，被提升的钩码重不同，机械效率不同，物重越大，机械效率越大，故结论为：同一滑轮组匀速提升重物时，机械效率随被提升物重的增加而增大。
故答案为：（1）66.7%；（2）物体被提升的高度；（3）被提升物重。
【点评】此题是“探究滑轮组的机械效率”实验，考查了滑轮组机械效率的计算，根据数据分析影响滑轮组效率的因素，同时考查了滑轮组的组装，要细心分析每一个问题。
7．【答案】（1）减小；
（2）当卷扬机拉绳子的速度v为0.2m/s时，卷扬机拉绳子的功率为90W，滑轮组的机械效率为90%。
【分析】（1）根据F（G+G动）结合η分析回答；
（2）当卷扬机拉绳子的速度v为0.2m/s时，由图确定卷扬机对绳子竖直向下的拉力F的大小，根据PFv求出卷扬机拉绳子的功率；
根据滑轮组装置确定绳子股数，不计绳重及摩擦，利用F（G+G动）求出物重，根据η求出滑轮组的机械效率。
【解答】解：（1）动滑轮重为90N，不计绳重及摩擦，根据F（G+G动）可知，随着卷扬机对绳子竖直向下的拉力F的减小，说明G减小，
由η可知，滑轮组的机械效率减小；
（2）当卷扬机拉绳子的速度v为0.2m/s时，由图可知，卷扬机对绳子竖直向下的拉力F为450N，则卷扬机拉绳子的功率为：
PFv＝450N×0.2m/s＝90W；
由图甲可知，n＝2，不计绳重及摩擦，根据F（G+G动）可知，物重为：
G＝nF﹣G动＝2×450N﹣90N＝810N，
滑轮组的机械效率为：
η100%＝90%。
答：（1）减小；
（2）当卷扬机拉绳子的速度v为0.2m/s时，卷扬机拉绳子的功率为90W，滑轮组的机械效率为90%。
【点评】本题考查了功率公式和滑轮组拉力公式以及滑轮组机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。
03 斜面机械效率问题
8．【答案】D
【分析】（1）根据公式W有用＝G物h，判断有用功的大小关系；
（2）已知所做总功的关系以及有用功的关系，利用公式η可以判断出斜面的机械效率关系。
【解答】解：AB、已知将两件完全相同的货物从斜面的底端推到顶端，即物体的重力相等、上升的高度相等，由公式W有用＝G物h可知所做的有用功相等，故AB错误；
CD、已知所做的总功WAB总＜WCD总，根据公式η可知，所做的有用功相等时，总功越大，效率越低，所以斜面的机械效率ηAB＞ηCD，故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】此题考查机械效率公式和对有用功的理解，难度不大，属于基础性题目。
9．【答案】D
【分析】斜面是用来提高物体位置的，有用功等于物体重力和斜面高度的乘积，即W有用＝Gh；
总功等于物体沿斜面向上的拉力和斜面长的乘积，即W总＝FL；
机械效率就是有用功和总功的比值。使用斜面时，所做的额外功就是克服物体与斜面摩擦力做的功，总功等于有用功和额外功之和，据此进行分析和判断即可。
【解答】解：
斜面的高为h，物体的重力为G，有用功W有用＝Gh，
斜面长为L，拉力为F，总功W总＝FL，
则机械效率为：
η，
而物体与斜面的摩擦力为f，额外功为：W额外＝fL，
则总功为：W总＝W有用+W额外＝Gh+fL，
机械效率为：
η；
有用功：W有用＝W总﹣W额外＝FL﹣fL，
机械效率为：
η；
故ABC正确、D错。
故选：D。
【点评】此题考查有关斜面机械效率的计算，容易出错的是摩擦力的计算，我们要知道使用斜面时克服摩擦力做的功就是额外功，关键在于明确总功应等于有用功与额外功之和。
10．【答案】D
【分析】斜面的机械效率与斜面的粗糙程度和斜面的倾斜程度有关，测量时要匀速拉动弹簧测力计；测出重力、拉力、斜面的长和上升的高度，可以计算机械效率。
【解答】解：A、实验过程中应沿斜面匀速拉动弹簧测力计，故A正确；
B．减小斜面的粗糙程度，物体对斜面的压力不变，摩擦力减小，做的额外功减小，提高了斜面的机械效率；故B正确；
C．只改变h，斜面长度不变时，斜面的倾斜程度改变，即可研究斜面倾斜程度对斜面机械效率的影响，故C正确；
D．若物体没有被拉到斜面顶端，只要测量移动的距离和对应的高度，也可以测出斜面的机械效率，故D错误。
故选：D。
【点评】本题考查斜面机械效率的测量和有关因素，是简单的综合题。
11．【答案】900；2700；75%。
【分析】（1）使用斜面时，若不计摩擦，则没有额外功，根据总功等于有用功，可求出拉力F；
（2）根据W有＝Gh求出拉力做的有用功，利用W总＝F's求出拉力做的总功，根据η求出该斜面的机械效率。
【解答】解：使用斜面时，若不计摩擦，则有W有＝W总，即Gh＝Fs，
则：F900N；
拉力做的有用功为：
W'有＝Gh＝1800N×1.5m＝2700J，
拉力做的总功为：
W'总＝F's＝1200N×3m＝3600J，
该斜面的机械效率为：
η100%＝75%。
故答案为：900；2700；75%。
【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、机械效率的计算，明确有用功、总功、额外功的含义是关键。
12．【答案】D
【分析】①总功＝有用功+额外功；
②有用功和总功的比值叫机械效率；
③由机械效率的定义可知，机械效率的高低只与有用功在总功中所占的比例有关，与做功多少、功率大小无关。
【解答】解：A、机械效率是有用功与总功的比值，有用功多，总功不确定，有用功占总功的比例不一定高，所以机械效率不一定高。故A错误；
B、有用功占总功的比例与单位时间内做功多少无关。故B错误；
C、省力多的机械的机械效率往往偏低。如物重一定时，使用滑轮组提起物体，动滑轮个数越多越省力，但效率越低。故C错误；
D、额外功在总功中所占比例越小，说明有用功在总功中所占的比例越大，机械效率就越高。故D正确。
故选：D。
【点评】理解机械效率的定义，明确有用功、额外功和总功之间的关系是解决此类题目的关键。
13．【答案】D
【分析】（1）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，功率的计算公式为P，即功率的大小等于功与时间的比值；
（2）机械效率是有用功与总功的比值，用公式η可计算。
【解答】解：A、根据η可知，当盾构机做的总功相同时，有用功越多，则机械效率越高，选项缺条件，故A错误；
B、根据P可知，当做功时间相同时，做功越多，则功率越大，选项缺条件，故B错误；
C、工作时间对机械效率没有影响，故C错误；
D、功率是描述做功快慢的物理量，盾构机做功越快，功率越大，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查机械效率和功率的概念，属于基础性内容，难度不大。
14．【答案】D
【分析】①功的原理是使用任何机械都不省功；
②设斜面的倾角为θ，斜面的机械效率η，与物体上升的高度无关；
③根据有用功W有用＝Gh，推力做的总功W总＝Fs，根据η100%，求该斜面的机械效率；
④根据 W额＝W总﹣W有用求额外功，根据W＝fs求摩擦力。
【解答】解：A.根据功的原理可知，使用任何机械都不省功，故A错误；
B.设斜面的倾角为θ，斜面的机械效率η，与上升的高度无关，故B错误；
C、克服物体重力所做的有用功：W有用＝Gh＝1000 N×2m＝2000J，推力做的总功：W总＝Fs＝500N×5m＝2500J，
故斜面的机械效率：η100%100%＝80%，故C错误；
D、克服物体受到的摩擦力做的额外功：W额＝W总﹣W有用＝2500J﹣2000J＝500J，
由W额＝fs得物体受到的摩擦力：f＝ 100N，故D正确。
故选：D。
【点评】本题综合考查与斜面相关的力、功、机械效率等，难度中上。
15．【答案】D
【分析】（1）根据v求出20s内水桶上升的高度，由图甲可知滑轮组绳子的有效股数，利用s＝nh求出绳子自由端移动的距离，再根据图乙读出20s内拉力做的总功，利用W＝Fs求出工人的拉力，再利用P求出工人做功的功率；
（2）根据W＝Gh求出拉力做的有用功，利用η100%求出该装置的机械效率。
【解答】解：ABC．由v可得，20s内水桶上升的高度：h＝vt＝0.2m/s×20s＝4m，
由图甲可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×4m＝8m，故C错误；
由图乙可知，20s内拉力做的总功：W总＝800J，
由W＝Fs可得，工人的拉力：F100N，故A错误；
工人做功的功率：P40W，故B错误；
D．拉力做的有用功：W有＝Gh＝160N×4m＝640J，
该装置的机械效率：η100%100%＝80%，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了速度公式和做功公式、功率公式以及滑轮组机械效率公式的应用等，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。
16．【答案】A
【分析】（1）由图知，水平使用滑轮组，n＝2，拉力端移动速度等于物体移动速度的2倍，利用PFv求拉力做功的功率；
（2）物体B静止在地面上，处于平衡状态；水平方向上物体B受到向右的弹簧拉力等于地面对它向左的摩擦力与物体A对它向左的摩擦力之和，据此求物体A对它向左的摩擦力，由于力的作用是相互的，可求物体A受到的摩擦力；
（3）由图知，水平使用滑轮组，利用η求滑轮组的机械效率；
（4）若拉力F增大到12N时，A将做加速运动。而A对B的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A和B之间的摩擦力不变，所以物体B的运动状态不会改变，即物体B仍然静止。
【解答】解：
A、由图知，水平使用滑轮组，n＝2，拉力端移动速度：v＝2v物＝2×0.1m/s＝0.2m/s，则拉力做功的功率：PFv＝5N×0.2m/s＝1.0W，故A正确；
B、物体B静止在地面上，处于平衡状态；则水平方向上物体B受到向右的弹簧拉力等于地面对它向左的摩擦力与物体A对它向左的摩擦力之和，即fAB+4N＝12N，则fAB＝8N；由于力的作用是相互的，物体A受到的摩擦力为f＝fAB＝8N，故B错误；
C、由图知，水平使用滑轮组，滑轮组的机械效率：η100%＝80%，故C错误；
D、若拉力F增大到10N时，A在运动过程中，A对B的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A和B之间的摩擦力不变，所以物体B的运动状态不会改变，即物体B仍然静止，不会向左运动，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了水平使用滑轮组时机械效率的计算、滑动摩擦力的影响因素。解决此题的关键是对每个物体进行正确的受力分析，搞清楚各个力之间的关系。
17．【答案】B
【分析】（1）由图可知n＝2，绳子自由端（物体B）移动的距离sB＝2sA，利用P求拉力F做的功，利用W总＝FsA求拉力F；
（2）利用W有＝GBsB求出克服物体B重力做的功与拉力F做的功相比较；
（3）利用η100%求该装置的机械效率；
（4）利用vA求物体A速度。
【解答】解：A、由图可知n＝2，绳子自由端（物体B）移动的距离sB＝2sA，则物体A移动的距离：sAsB4m＝2m，
由P可知，拉力F做的总功：W总＝P总t＝30W×2s＝60J，
W总＝FsA可知，拉力：F30N，故A错误；
C、克服物体B重力做的有用功：W有＝GBsB＝10N×4m＝40J＜60J，即拉力F做的功大于克服物体B重力做的功，故C错误；
B、该装置的机械效率：η100%100%≈66.7%，故B正确；
D、物体A速度：vA1m/s，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率和机械效率的计算，理解有用功和总功是解题的关键。
18．【答案】B
【分析】（1）根据G＝mg求两名工人及所带工具的总重力，利用W有＝Gh求有用功。
（2）由图可知n＝4，利用η求机械效率。
（3）根据W额外＝G动h分析额外功的变化，根据η分析机械效率变化。
（4）根据W有＝Gh分析有用功的变化，根据η分析机械效率变化。
【解答】解：A、两名工人及所带工具的总重力：G＝mg＝200kg×10N/kg＝2000N，则本次吊升过程中的有用功：W有＝Gh＝2000N×4m＝8×103J，故A正确；
B、由图可知n＝4，本次吊升过程中的机械效率：η100%≈66.7%，故B错误；
C、减少吊篮和动滑轮的重力，由W额外＝G动h可知，吊篮上升相同的高度时，有用功W有不变，额外功W额外减小，由η可知，机械效率增大，故C正确；
D、增加工人和工具重力，由W有＝Gh可知，吊篮上升相同的高度时，有用功W有增大，额外功W额外几乎不变，由η可知，机械效率增大，故D正确。
故选：B。
【点评】本题考查了使用滑轮组时功和机械效率公式的应用，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。
19．【答案】C
【分析】①根据滑轮组装置确定绳子股数，利用求出滑轮组的机械效率；
②根据汽车做匀速直线运动，受力平衡，求出汽车受到的摩擦力；
③根据的变形公式G动＝nF﹣G物计算出动滑轮的重力；
④根据求出汽车牵引力的功率。
【解答】解：①由图可知，n＝3，滑轮组的机械效率为：
，故①正确；
②由于物体匀速上升，则汽车匀速直线运动，则汽车受到平衡力的作用，汽车受到牵引力的作用、摩擦力的作用及滑轮组对它的拉力的作用，因此它受到的摩擦力：f＝F1﹣F2＝4000N﹣2500N＝1500N，故②错误；
③动滑轮的重力G动＝nF2﹣G物＝3×2500N﹣6000N＝1500N，故③正确；
④由于汽车做匀速直线运动，，汽车牵引力的功率为：，故④错误；
综上所述，ABD错误，C正确。
故选：C。
【点评】本题考查了做功公式、功率公式和机械效率公式的综合应用。
20．【答案】（1）见解答图；（2）小于。
【分析】（1）使用杠杆时，若阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，越省力；因此解答此题，只需找出使动力臂最大的动力作用点，然后作动力臂的垂线即可，为使杠杆在图示位置平衡，动力的方向应该垂直于OC向上；
（2）将钩码的悬挂点B点移到A点，改变了钩码重力的力臂，根据杠杆平衡条件分析，改变了弹簧测力计的拉力，改变了弹簧测力计的拉力做功的多少，改变了机械效率的高低。
【解答】解：（1）根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，动力臂最长则最省力，由图知OC做动力臂最长，过C点作OC的垂线就得到动力F的方向，为使杠杆在图示位置平衡，动力的方向应该垂直于OC向上，如下图所示：
；
（2）钩码的悬挂点由B点移到A点时，经对比发现，由B到A阻力臂变大，由杠杆的平衡条件得F L1＝G L2拉力F也变大，如果仍使钩码提升相同的高度，那么杠杆提升的高度就会减小，额外功减小，因此杠杆的机械效率变大，即η1小于η2。
故答案为：（1）见解答图；（2）小于。
【点评】此题是杠杆平衡条件的应用和杠杆的机械效率的变化，根据杠杆的平衡条件判断出力F的变化。
21．【答案】120；66.7%；180.
【分析】（1）根据物体移动的距离求出绳端移动的距离，由公式W＝Fs求出工人做的功，从而可根据P求出功率的大小；
（2）根据公式W＝Gh求出有用功，由公式η求出机械效率；
（3）由W＝G动h求出克服动滑轮重力做的功，求出克服摩擦做的功，从而可根据f求出摩擦力的大小。
【解答】解：由题意知，物体被拉到顶端，物体上升的高度h＝2m，斜面与水平地面的夹角为30°，所以物体在斜面移动距离s＝2×2m＝4m；
滑轮组由2段绳子拉着动滑轮，所以绳端移动的距离为：
s绳＝2s＝2×4m＝8m；
所以工人做的功为：
W总＝Fs绳＝300N×8m＝2400J；
工人做功的功率为：
P总120W；
对物体做的有用功为：
W有＝Gh＝800N×2m＝1600J；
则整个装置的机械效率为：
η100%≈66.7%；
动滑轮上升的高度与物体在斜面上移动的距离相等，所以工人克服动滑轮重力做的功为：
W动＝G动h动＝20N×4m＝80J；
所以克服物体与斜面的摩擦力做的功为：
W摩＝W总﹣W有﹣W动＝2400J﹣1600J﹣80J＝720J；
所以f180N。
故答案为：120；66.7%；180.
【点评】本题考查了机械效率、功和功率的综合计算，整个装置由滑轮组和斜面共同组成，掌握各公式并弄弄清各功之间的关系是关键。
22．【答案】（1）使用杠杆时需要克服杠杆自重、克服摩擦力等做功；（2）100%；（3）＞；＜
【分析】（1）（2）弹簧测力计向上拉力做的功是总功，克服钩码重力做的功是有用功，克服摩擦以及杠杆自重做的功是额外功；由功的计算公式求出有用功、总功与额外功，由效率公式求出杠杆的效率；
（3）有用功不变，根据总功的来源，分析动力的作用点移动后，总功的变化，根据机械效率公式讨论机械效率大小变化
【解答】解：（1）因为杠杆自身有重力，提升物体的同时也要提升杠杆，即克服杠杆自重做功、克服摩擦力等做功，就有了额外功；
（2）有用功：W有＝Gh2；总功：W总＝F1h1，则杠杆的机械效率为η100%100%；
（3）悬挂点移至C点，从图中可以看出，拉力的力臂不变，钩码的重力不变，钩码的重力的力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知，弹簧测力计的示数变大，即F2＞F1；
悬挂点移至C点时，缓慢拉动弹簧测力计将钩码提升相同的高度，有用功不变，但杠杆提升的高度减小，额外功减小，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小于第一次做的功，根据η知机械效率变大，即η1＜η2。
故答案是：（1）使用杠杆时需要克服杠杆自重、克服摩擦力等做功；（2）100%；（3）＞；＜。
【点评】机械效率计算的关键是明确有用功和总功，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。
23．【答案】（1）2.4；83%；（2）丙；（3）机械效率与提升物体的高度无关；（4）1、3。
【分析】（1）根据图乙读出拉力的大小；
由表格中第2次实验的数据可知，提升物体的重力为6N，由测力计移动的距离和物体上升的高度之间的关系可知使用的是图乙装置进行的实验，根据η得出机械效率；
（2）由表格中第4次实验的数据，利用n得出连接动滑轮的绳子的段数，进而分析；
（3）分析第3、4次实验数据可知，物体提升的高度变大，机械效率不变；
（4）分析第1、3次实验数据可知，使用的是不同的滑轮组，第3次机械效率低，说明动滑轮的个数增多，机械效率减小；
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。
【解答】解：（1）由图乙可知拉力为2.4N；
第2次实验测得的机械效率为：
η83%；
（2）由表格中第4次实验的数据可知，连接动滑轮的绳子的段数为n5，即使用的是图丙装置进行的实验；
（3）分析第3、4次实验数据可知，物体提升的高度变大，机械效率不变，即机械效率与提升物体的高度无关；
（4）分析第1、3次实验数据可知，使用的是不同的滑轮组，第3次机械效率低，说明动滑轮的个数增多，机械效率减小；
汽车制造厂用新材料减轻车身重量来提高效率，这种方法运用了实验中1、3两次数据分析得出的结论。
故答案为：（1）2.4；83%；（2）丙；（3）机械效率与提升物体的高度无关；（4）1、3。
【点评】本题为测量滑轮组机械效率的实验，考查机械效率的计算和实验结论等知识。
24．【答案】见试题解答内容
【分析】（1）弹簧测力计的读数，应该先看分度值再读数；
根据W有用＝Gh算出有用功，根据W总＝Fs算出总功，根据η算出机械效率；
（2）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。
（3）根据η来分析。
【解答】解：
（1）由图知，弹簧测力计的分度值为0.1N，弹簧测力计的示数为2.3N；
第三次实验滑轮组的机械效率：
η100%≈87%；
（2）小明通过分析表格中的数据知，同一滑轮组，物体越重，机械效率越高。
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加机械效率的，故不符合题意，
故选方法一与本实验同理；
（3）根据η知机械效率与高度无关，故小明的正确。
故答案为：（1）2.3；87%；（2）一；（3）小明。
【点评】本题考查了测量滑轮组机械效率的实验，涉及到拉力的计算和滑轮组机械效率的计算以及实验的注意事项、分析实验数据得出结论、多次测量的目的等，要注意影响滑轮组机械效率因素的掌握。
25．【答案】（1）A未浸入水中时，拉力F的大小为200N；
（2）A未浸入水中时，滑轮组的机械效率为83.3%；
（3）A自由沉在水底时，对池底的压强为8000Pa。
【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，不计绳重和摩擦，根据F（G+G动）求出A未浸入水中时，拉力F的大小；
（2）根据η求出A未浸入水中时，滑轮组的机械效率；
（3）根据阿基米德原理求出A浸没在水中时受到的浮力，A自由沉在水底时，对池底的压力等于自身的重力减去浮力，利用p求出A自由沉在水底时，对池底的压强。
【解答】解：（1）由图可知，n＝3，不计绳重和摩擦，A未浸入水中时，拉力F的大小为：
F（G+G动）（500N+100N）＝200N；
（2）A未浸入水中时，滑轮组的机械效率为：
η100%≈83.3%；
（3）A自由沉在水底时，受到水的浮力为：
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gVA＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣2m3＝100N，
A自由沉在水底时，对池底的压力为F压＝G﹣F浮＝500N﹣100N＝400N，
则A对池底的压强为：
p8000Pa。
答：（1）A未浸入水中时，拉力F的大小为200N；
（2）A未浸入水中时，滑轮组的机械效率为83.3%；
（3）A自由沉在水底时，对池底的压强为8000Pa。
【点评】本题考查了压强公式、阿基米德原理、力的平衡、滑轮组拉力公式以及滑轮组机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。
26．【答案】（1）15m；（2）1200N；0.12m3；（3）1800；3000；（4）小于。
【分析】（1）已知超声波在水中传播的速度以及传播的时间，利用s＝vt求出超声波传播的距离，沉船在水下的深度等于超声波传播距离的一半；
（2）根据滑轮组装置确定绳子的股数，不计绳重和摩擦，利用F（G﹣F浮+G轮）和F浮＝ρ水gV排可求货箱受到的浮力和货箱的体积；
（3）根据货箱在水面下匀速上升时绳子自由端的拉力F结合PFv求出图中P1的功率；
货箱出水后，利用F（G+G轮）求出绳子自由端的拉力F'，根据PF'v求出图中P2的功率；
（4）出水后，滑轮组对货箱的拉力变大，有用功在增大，额外功一定，机械效率增大。
【解答】解：（1）由v可得，超声波传播的距离：
s＝vt＝1500m/s×0.02s＝30m，
因货箱在水下的深度等于超声波传播距离的一半，
所以，货箱所在的深度：
hs30m＝15m；
（2）由图可知，n＝3，不计绳重和摩擦，绳子自由端的拉力为：F（G﹣F浮+G轮），
则：nF＝G﹣F浮+G轮，
工件受到的浮力：F浮＝G+G轮﹣nF＝2500N+500N﹣3×600N＝1200N；
由F浮＝ρ水gV排可得货箱的体积：
V＝V排0.12m3；
（3）若货箱提升速度恒保持1m/s，则货箱在水面下匀速上升时的功率P1为：
P1Fv'＝Fnv＝600N×3×1m/s＝1800W；
货箱出水后，不计绳重和摩擦，绳子自由端的拉力为：F'（G+G轮）（2500N+500N）＝1000N，
则货箱出水后匀速上升时的功率P2为：
P1F'v＝F'nv＝1000N×3×1m/s＝3000W；
（4）物体在水中，滑轮组做的有用功，W有′＝（G﹣F浮）h，出水后，W有＝Gh，物体完全出水后吊起同样的高度，有用功增大，不计绳重及摩擦，额外功不变，由η可知，机械效率增大，即出水前机械效率小于出水后的机械效率。
故答案为：（1）15m；（2）1200N；0.12m3；（3）1800；3000；（4）小于。
【点评】本题考查了回声测距离的应用、阿基米德原理的应用、功率的计算和滑轮组机械效率公式的应用等知识，综合性较强，有一定的难度。
27．【答案】（1）改变拉力方向；（2）滑车B可向右移动的最远距离是25m；（4）电机克服物体C重力做功的功率为3200W；电机的机械效率为64%。
【分析】（1）定滑轮的作用，改变拉力方向；
（2）根据杠杆平衡条件求力臂大小；
（3）先根据W＝Gh求出电机克服物体C重力做功，再根据功率公式P求出电机克服物体C重力做功的功率；然后根据W＝Pt求出电机所做的功，最后利用η计算电机的机械效率。
【解答】解：（1）滑车B中定滑轮的作用：改变拉力方向，但不省力；
（2）配重箱的重力相当于动力，即F1＝G＝mg＝4000kg×10N/kg＝4×104N，重物的重力相当于阻力F2＝G′＝8×103N，根据杠杆平衡条件可知：F1L1＝F2L2，滑车B可向右移动的最远距离为：L225m；
（4）该电机克服物体C重力做功：W＝G′h＝8×103N×10m＝8×104J；
该电机克服物体C重力做功的功率为：P3200W；
电机所做的功为W电机＝Pt＝5000W×25s＝1.25×105J；
该电机的机械效率为η64%。
故答案为：（1）改变拉力方向；（2）滑车B可向右移动的最远距离是25m；（4）电机克服物体C重力做功的功率为3200W；电机的机械效率为64%。
【点评】此题考查了定滑轮的特点、杠杆平衡条件、功和功率的计算、机械效率的计算，有一定难度。
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精练20 机械效率问题
01 有用功
使用机械做功时，对人们有用的功叫有用功，用W有用表示。也就是人们不用机械而直接用手时必须做的功，也等于在理想情况下（即不考虑摩擦和机械本身的重力）人们所做的功，或者是机械对物体做的功。在提升物体时，W有用＝Gh。
02 额外功
1、使用机械时，对人们没有用但又不得不做的功叫额外功，用W额表示。
2、额外功的来源主要有：
（1）提升物体时，克服机械自重、容器自重、绳重等所做的功；
（2）克服机械的摩擦所做的功。
03 总功
人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功，用W总表示。它等于有用功和额外功的总和，即W总＝ ，或人对机械的动力为F，则W总＝FS。
04 机械效率
1、定义：有用功与总功的比值叫做机械效率。
2、公式：η＝ 。
由于总是存在额外功，使得 W有用＜W额，所以η总是＜1；影响机械效率的主要因素有摩擦和机械自重等。
常考机械的有用功、总功、机械效率计算
简单机械 有用功 总功 额外功 机械效率
杠杆 W有用=Gh W总=Fs W额=W总－W有用 _____________________
滑轮组 W有用=Gh W总=Fs W总=Gh+G动h （不计绳重 和摩擦） W额=W总－W有用 W额=G动h （不计绳重和摩擦） _____________________ _____________________
斜面 W有用=Gh W总=Fl W总=Gh+fl （f为摩擦力） W额=W总－W有用 W额=fl （f为摩擦力） _____________________ _____________________
01 杠杆机械效率问题
1．如图，为了提升重物，我们选用了粗细均匀重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一个重物挂在A、B两处，每次用力让重物上升同样的高度，下列说法正确的是（ ）
A．重物在A点处人做的有用功多
B．重物在B点处人做的有用功多
C．重物在A点处杠杆的机械效率高
D．重物在B点处杠杆的机械效率高
2．用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率，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，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆A点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为0.5N．若杠杆的本身的重力不计，则下列说法正确的是（ ）
A．拉力对杠杆做的额外功为0.1J
B．匀速竖直拉动过程中弹簧测力计示数先变小后变大
C．若将钩码从A点移到B点，用同样的方式将钩码提升0.1m，则机械效率降低
D．若将钩码从A点移到B点，用同样的方式将钩码提升0.1m，则机械效率升高
3．在“测杠杆机械效率”的实验中，如图所示，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置的过程中，弹簧测力计的示数 （选填“变大”“变小”或“不变”）。若OA：OB＝2：3，物块所受重力G为1.4N，弹簧测力计的示数F是2.8牛。则该杠杆的机械效率为 %。
02 滑轮机械效率问题
4．重为30牛的A物体，分别用如图所示甲、乙两种方法进行提升和水平移动。若A物体在水平面滑动时受到的摩擦力为20N，F1＝18N，F2＝8N，A物体在10s内匀速移动的距离均为0.5m，甲、乙两图中绳子自由端的速度分别为v1和v2，则在该过程中，下列分析错误的是（ ）
A．v1小于v2
B．F1做功比F2做功多
C．F1与F2做功的功率相同
D．两种方法机械效率相同
5．用图甲滑轮组探究“动滑轮的重量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量，每次实验都匀速拉动绳子自由端使物体上升10厘米，实验数据如表所示。
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
（1）每次实验时，绳子自由端移动的距离 厘米。
（2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为 牛。
（3）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 。
（4）保持物体和动滑轮的重量不变，增大绳子自由端移动的距离，滑轮组的机械效率将 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
6．在“探究滑轮组的机械效率”时，小金利用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组实验，实验中测得数据真实可靠，见下表：
实验次数 物重G/N 钩码上升高度h/m 动力F/N 动力作用点移动距离s/m 滑轮组的机械效率η/%
1 1 0.1 0.7 0.3 47.6
2 1 0.2 0.7 0.6 47.6
3 2 0.1 1.1 0.3 60.6
4 4 0.1 2 0.3 ①
（1）表格中编号①处数据应填 ；
（2）由表中第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与 无关；
（3）分析表中第1、3、4组数据，你得出的本实验结论是：同一滑轮组匀速提升重物时，机械效率随 的增加而增大。
7．如图甲所示为用滑轮组匀速提升重物的示意图；如图乙所示为卷扬机对绳子竖直向下的拉力F与卷扬机拉绳子的速度v的关系图，卷扬机拉绳子的功率P保持不变，动滑轮重为90N。不计绳重及摩擦。
（1）滑轮组匀速提升不同重物时，随着卷扬机对绳子竖直向下的拉力F的减小，滑轮组的机械效率 （选填“增大”“不变”或“减小”）。
（2）当卷扬机拉绳子的速度v为0.2m/s时，求卷扬机拉绳子的功率P和滑轮组的机械效率。
03 斜面机械效率问题
8．小江看到工人用木板搭建斜面将货物推到车上，为了了解斜面的机械效率，他通过模拟实验进行研究（如图），分别将两件完全相同的货物从斜面的底端推到顶端，所做的总功WAB总＜WCD总。下列说法正确的是（ ）
A．有用功WAB有＜WCD有
B．有用功WAB有＞WCD有
C．斜面的机械效率ηAB＜ηCD
D．斜面的机械效率ηAB＞ηCD
9．如图所示，用力F沿斜面把重为G的物体从粗糙斜面的底端匀速拉到顶端。设此过程中物体受到的摩擦力为f，则关于此斜面的机械效率，下列关系式不正确的是（ ）
A．η B．η C．η D．η
10．小科用如图所示装置探究斜面机械效率的影响因素。斜面长为L，高为h。沿斜面向上把物体从斜面底端拉到顶端。下列说法错误的是（ ）
A．实验过程中应沿斜面匀速拉动弹簧测力计
B．减小斜面的粗糙程度，可增大斜面的机械效率
C．只改变h即可研究斜面倾斜程度对斜面机械效率的影响
D．若物体没有被拉到斜面顶端，则无法测出斜面的机械效率
11．工人师傅通常得用斜面把重物搬运到汽车上，如图所示，汽车车厢底板距地面高度h＝1.5m，斜面长度s＝3m，现用沿着斜面的力F把重为1800N的重物匀速拉到车上（若不计摩擦），F为 N；若实际拉力F'＝1200N，则有用功为 J，该斜面的机械效率为 。
1．关于机械效率的问题，下列说法中正确的是（ ）
A．做的有用功越多，机械效率一定越高
B．单位时间内做功越多，机械效率一定越高
C．省力越多的机械，机械效率一定越高
D．额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高
2．“建设美丽城市，优化市内交通”，台州市在建设轻轨S1号线使用了大型机械——盾构机。如图是轻轨建设施工挖隧道的盾构机正面，下列关于工作中的盾构机说法正确的是（ ）
A．做的功越多，机械效率越高
B．做功多的盾构机，功率大
C．延长工作时间，可提高机械效率
D．做功越快的盾构机，功率越大
3．搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢，常使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速推上顶端，已知斜面长5m，高2m，物体重1000N，沿斜面向上的推力为500N，则下列判定正确的是（ ）
A．斜面是一种可以省功的机械
B．物体上升高度越高机械效率越大
C．斜面的机械效率为85%
D．物体受到斜面的摩擦力为100N
4．如图甲为工人师傅用滑轮组提升重物的装置示意图，已知动滑轮和水桶总重20N，将重为160N的水以0.2m/s的速度匀速提起，所用时间为20s，此过程工人拉力做的功随时间变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．工人的拉力为200N
B．工人做功的功率为100W
C．绳子自由端移动的距离为4m
D．该装置的机械效率为80%
5．如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N。下列说法正确的是（ ）
A．拉力F的功率为1.0W
B．物体A受到的摩擦力为16N
C．滑轮组的机械效率为75%
D．拉力F增大到10N时，物体B开始向左运动
6．如图所示，物体A的重力为180N，物体B的重力为10N。物体A受到一个水平向右的拉力F，拉力F的功率为30W，在拉力F的作用下，物体B在2s内匀速上升4m。不计滑轮、绳子的自重及它们之间的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F大小为20N
B．该装置的机械效率为66.7%
C．拉力F做的功等于物体B克服重力做的功
D．物体A向右做匀速直线运动的速度为4m/s
7．如图甲是工人使用升降平台进行高空玻璃幕墙清洗的场景，该平台结构简图如图乙所示。其中吊篮和动滑轮总质量为30kg，吊篮由电动机控制升降。在某次吊升过程中，两名工人及所带工具总质量200kg，20s内吊篮匀速上升4m，电动机对钢丝绳的拉力为750N。下列说法错误的是（ ）
A．本次吊升过程中的有用功是8×103J
B．本次吊升过程中的机械效率约为87.0%
C．可以通过减少吊篮和动滑轮的重力来提高该平台使用时的机械效率
D．可以通过增加工人和工具重力来提高该平台使用时的机械效率
8．如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为3×103kg，牵引力F1为4000N，对绳子的拉力F2为2500N；物体的重力为6000N，物体匀速上升的速度始终为0.5m/s，不计绳重和滑轮间的摩擦。下列说法中（ ）
①滑轮组的机械效率为80%
②汽车受到的摩擦为4000N
③动滑轮的重力为1500N
④汽车牵引力的功率为4000W
A．只有①②正确 B．只有①④正确
C．只有①③正确 D．只有③④正确
9．小黄用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。（O点是钢质固定装置的端点，故O点始终保持不动），在不计支点和杠杆的摩擦及空气阻力的情况下。试分析：
（1）要使杠杆保持如图平衡，请在图中画出作用在杠杆上的最小力F。
（2）小黄实验时在C点用竖直向上的力拉动杠杆，使挂在杠杆B点的钩码缓缓上升一定的高度，测出相关物理量，算出此时杠杆的效率为η1，然后将钩码移到A点，再次用竖直向上的力拉动杠杆，仍然使钩码上升相同的高度，同理测出相关物理量，算出此时杠杆的效率为η2 比较此时的机械效率η1 η2。（选填“等于”、“小于”或“大于”）
10．工人用如图所示装置把重为800N的物体，从斜面底部匀速拉到2m高的平台上（斜面与水平地面的夹角为30°），用时20s。工人对绳子的拉力为300N，动滑轮重为20N，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，整个过程中工人做功的功率为 W，整个装置的机械效率为 ，物体与斜面的摩擦力为 N。
11．小宏用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，杠杆的质量分布均匀，右端固定在O点，杠杆可绕O点在竖直平面内转动，且AC＝BC＝OB；
（1）该实验中杠杆所做的额外功主要是 。
（2）他将重为G的钩码悬挂在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，则此次杠杆的机械效率为＝ （用物理量的符号表示）；
（3）若保持弹簧测力计位置不变，将钩码挂在C点，缓慢拉动弹簧测力计将钩码提升相同的高度（不计摩擦），则弹簧测力计的示数F2 F1，杠杆的机械效率η1
η2（均选填“＞”或“＜”或“＝”）。
12．小红在研究滑轮组机械效率与哪些因素有关的实验中，所用装置如图所示，每个钩码重2N，测得的数据如表：
次数 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 74%
2 6 0.1 0.3
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
（1）第2次测量中，测力计示数如乙图。由乙图可知拉力大小为 N；第2次实验测得的机械效率为 ；（结果保留整数）
（2）分析表中数据可知：第4次实验是用 （填“甲”、“乙”或“丙”）图装置完成的；
（3）分析第3、4次实验数据得出结论： ；
（4）生活中汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。汽车制造厂用新材料减轻车身重量来提高效率，这种方法运用了实验中 两次数据分析得出的结论。
13．小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验。（如图所示），用相同的滑轮组提升不同数量的钩码，记录数据如表所示。
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）观察如图中测力计的示数，表格中编号①的数值是 ，②的数值是 。
（2）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。
（3）小明发现绳端移动的距离与钩码提升高度有固定的倍数关系，于是他认为钩码数量一定时，无论将钩码提升多高。都不影响该滑轮组的机械效率，小芳则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了，你认为 的看法是正确的。
14．如图所示，一个重为500N的实心长方体A，体积为10﹣2m3，其底面积为500cm2，用一滑轮组拉着将其从空气中缓慢放入水中，直到最后沉在水池底部（池底水平），已知动滑轮重为100N，不计绳重和摩擦，取g＝10N/kg，求：
（1）A未浸入水中时，拉力F的大小。
（2）A未浸入水中时，滑轮组的机械效率。
（3）A自由沉在水底时，对池底的压强。
15．如图甲是用来打捞一封闭货箱的模拟装置设计。已知货箱重2500牛，货箱高2.5米，动滑轮重500牛，声音在水中的传播速度是1500米/秒。在水面上用超声测位仪向水中垂直发射声波直至遇到货箱后返回，测位仪用时0.02秒收到回波。货箱在水面下匀速上升时绳子自由端的拉力F为600牛。（注：不计绳重和摩擦，不计动滑轮体积，g取10牛/千克，ρ水＝1.0×103千克/米3）求：
（1）货箱在水下的深度是 。
（2）货箱在水面下匀速上升，则货箱受到的浮力是 ；货箱的体积是 。
（3）若货箱提升速度恒保持1米/秒，出水后继续提升5米，乙图表示整个过程中F拉绳的功率P和货箱匀速被提升的距离关系的坐标图，请补充图中P1和P2的数值：P1＝ W；P2＝ W。
（4）出水前机械效率 出水后的机械效率。（选填“大于”、“等于”或“小于”）
16．如图甲是建筑工地上的“塔吊”示意图，其配重箱A重4000kg，起重臂上有一个可以沿水平方向左右移动的滑车B，图乙为滑车B及滑轮组中钢绳的穿绳示意图，滑车B内装的电机可卷动钢绳提升重物C。现用该装置吊起重8×103N的物体C，若不计起重臂、滑车、钢绳、动滑轮重及摩擦，g取10N/kg，请完成以下问题。
（1）滑车B中定滑轮的作用是 。
（2）若配重箱A到支点O的距离为5m，则滑车B可向右移动的最远距离是多少？
（3）若电机在25s内将物体C竖直向上匀速吊起10m，则该电机克服物体C重力做功的功率为多少？若此时电机工作的实际功率为5000W，则该电机的机械效率为多少？
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