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【考点精讲】浙教版科学九年级上册考点梳理与巩固
专题08 简单机械2——滑轮与机械效率
知识点一、滑轮的分类与作用
（一）滑轮的定义
滑轮是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子
（二）滑轮的分类和作用
使用滑轮工作时，根据滑轮轴的位置是否移动，可将滑轮分成定滑轮和动滑轮两类。
定滑轮 动滑轮
定义 轴固定不动 轴随物体一起移动
特点 不省力，不省距离，但能够改变力的作用方向 省一半力， 费一倍距离，并且不能改变力的作用方向
应用 旗杆顶部的滑轮 起重机的动滑轮
（三）定滑轮和动滑轮的实质
(1)定滑轮可以看做一个变形的杠杆，如图所示，滑轮的轴相当于支点，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆的平衡条件可知:F=G,所以不省力。因此，定滑轮的实质是一个等臂杠杆。
(2)动滑轮也可以看做一个变形的杠杆，如图所示，支点o在滑轮的边缘上，动力臂为阻力臂的2倍，故动力F是阻力F的二分之一，即动滑轮能够省一半力。因此，动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，使用动滑轮费一倍的距离，如物体上升距离为h，则绳子自由端移动的距离s=2h。
【能力拓展】
例：用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体,拉力F的f的值
题图可知：拉力F的方向不是竖直向上的，则力F的力臂将不再是动滑轮的直径，而是小于直径，如图所示，根据杠杆的平衡条件FL=（G+G轮）r，
知识点二、使用定滑轮和动滑轮的几种情况(图中物体全部匀速运动)
定滑轮 动滑轮
图示
表达式 F=G F=F摩，F摩物体与地面的摩擦力 F=(G+G轮)/2S绳=2h物v绳=2v物 F=F摩/ 2S绳=2h物v绳=2v物 F=2G+G轮S轮=s物/2v轮=v物/2 F=2F摩S轮=s物/2v轮=v物/2
【能力拓展】
使用定滑轮提升物体时，拉力F无论沿什么方向拉，拉力大小均等于物体的重力;使用动滑轮提升物体，只有拉力方向竖直向上时，拉力大小才等于物重的二分之一。(不考虑摩擦、绳重和动滑轮重)
知识点三、滑轮组
由定滑轮和动滑轮组成，同时具备定滑轮和动滑轮的特点，既可以省力，又能改变力的方向(但费距离)。
(1)探究滑轮组的省力情况:
①用弹簧测力计测出钩码和动滑轮的总重。
②按图甲所示的方式匀速拉动绳子，记录此时承担重物和动滑轮总重的绳子股数和弹簧测力计的读数F1。
③按如图乙所示方式匀速拉动绳子，记录此时承担重物和动滑轮总重的绳子股数和弹簧测力计的读数F2。分析实验数据可以得出，在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与钩码的重G以及动滑轮的重G轮的关系为F=(G+G轮)/2即重物与动滑轮的总重由几股绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之几。
(2)利用滑轮组提起物体时，动力F通过的距离s与物体被提高的高度h的关系是s=nh (n表示承担物重的绳子股数)。
【能力拓展】
(1)确定滑轮组中承担物重绳子的股数n的方法:
①要分清哪个(些)是定滑轮，哪个(些)是动滑轮。
②在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔开来，只计算绕在动滑轮上的绳子股数。
(2)组装滑轮组的方法:
按要求确定动滑轮个数:n为奇数时，从动滑轮开始绕绳;n为偶数时，从定滑轮开始绕绳。
知识点四、机械效率
（一）有用功、额外功、总功的定义
(1)有用功:人们提升重物过程中必须做的功，用w有用表示。
(2)额外功:利用机械时，人们不得不额外做的功，用W额外表示。
(3)总功:人的拉力(动力)对动滑轮(机械)所做的功，用W总表示，W总=W有用+W额外
(4)有用功、额外功、总功的单位都是焦(J)。
（二）机械效率
定义 公式
有用功 提升重物过程中必须要做的功 W有
额外功 利用机械时，人们不得不额外做的功 W额
总功 有用功和额外功之和 W总＝W有＋W额
机械效率 科学上把有用功跟总功的比值 η＝×100%
（三）提高机械效率的途径:
①在所做的有用功不变的情况下，减小额外功，具体方法是改进结构，使机械更合理，更轻巧，如减少动滑轮的个数，或换用质量小的动滑轮，尽量减小摩擦等;
②在所做额外功一定的情况下，增大有用功，即在机械能承受范围内尽可能增加每次提起重物的重力。
【能力拓展】
对于不同的目的，有用功和额外功会发生改变，如用水桶从井里提水的过程中，对桶中的水所做的功为有用功,而对水桶做的功为额外功;但当水桶不小心掉入井中，我们想办法从井中将水桶捞出时，对水桶所做的功为有用功，而对残留在水桶中的水所做的功为额外功。
知识点五、斜面的机械效率
(1)斜面是一种简单机械，使用它可以省力，但要费距离。
(2)探究影响斜面机械效率的因素:
①如图所示，将一块长木板的一端垫高，构成一个斜面，用刻度尺测出斜面的长s和斜面的高度h
②用弹簧测力计测出小车的重力G。
③用弹簧测力计沿着斜面把小车从斜面底端匀速拉到顶端，读出弹簧测力计的示数F。
改变斜面的倾斜程度，重复上述步骤。实验测量结果见下表:
实验序号 1 2 3
斜面倾斜程度 较缓 较陡 最陡
斜面粗糙程度 木板表面 木板表面 木板表面
小车重力G/牛 2 2 2
斜面高度h/米 0.1 0.2 0.3
斜面拉力F/牛 0.6 1 1.4
斜面长s/米 0.5 0.5 0.5
有用功W有用/焦 0.2 0.4 0.6
总功W总/焦 0.3 0.5 0.7
机械效率η 67% 80% 86%
结论:对于光滑程度相同的斜面，倾斜程度越大，机械效率越高。
(3)测量斜面的机械效率：
①光滑斜面：Fl＝Gh W额＝0 η＝100%
②有摩擦的斜面：η＝Gh/Fl
③斜面的机械效率与斜面的光滑程度和倾斜程度有关。
测量滑轮组的机械效率：多数情况下仅考虑由于动滑轮自重所带来的额外功，而不考虑绳子的重力和摩擦。此时对于用滑轮组提升物体时有：η＝＝＝。测量杠杆的机械效率：η= =
题型一、定滑轮及其特点
1．如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起重物A，若不计摩擦，关于三个力的大小关系（ ）
A．F1＝F2＝F3 B．F1＞F2＞F3 C．F2＞F1＝F3 D．F1＜F2＜F3
【答案】A
【详解】定滑轮相当于一个等臂杠杆，能改变力的方向，但不能省力。利用定滑轮沿三个不同方向拉同一物体时，所用拉力的大小均等于物体的重力大小，故有
F2=F1=F3
故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
2．如图所示，某人通过滑轮提升重为的重物，人由到的过程中，物体保持匀速上升，人对绳子的拉力为，间水平距离为，不计绳重和摩擦。则此过程中（ ）
A．大小保持不变 B．人做的功为
C．人做的功为 D．人做功的功率逐渐增大
【答案】A
【详解】A．定滑轮的实质是等臂杠杆，使用定滑轮不省力也不费力，不计绳重和摩擦，则F=G，F大小保持不变，故A符合题意；
BC．s是AB间水平距离，既不是拉力移动的距离也不是物体升高的距离，所以人做的功既不是Gs，也不是Fs，故BC不符合题意；
D．拉力不变，物体保持匀速上升，拉力移动的速度也不变，由
可知，人做功的功率不变，故D不符合题意。
故选A。
3．现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图1）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图2），使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．使用这个滑轮能省力
B．甲拉力大小等于乙拉力大小
C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功
D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度
【答案】B
【详解】A．图中滑轮的轴固定不动，属于定滑轮，使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力，故A错误；
B．不计绳重和摩擦，使用定滑轮不省力，所以两个拉力的大小都等于物体的重力，甲拉力大小等于乙拉力大小，故B正确；
C．使重物在相同的时间内匀速上升相同高度，甲乙拉力相等，甲乙拉力移动的距离相等，由W=Fs知道，甲拉力做的功等于乙拉力做的功，故C错误；
D．由题意知道，重物在相同时间内上升的距离相同，即重物上升的速度相同；在使用定滑轮中，绳子移动的距离等于重物上升的距离，绳子移动的时间和重物上升的时间相同，由可知，甲、乙拉力移动的速度都等于重物上升的速度，故D错误。
故选B。
4．如图甲是某小区使用的一种垃圾投放装置，即方便又卫生，其侧面模式图如图乙所示，人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖，桶盖所受的重力可视为集中在桶盖中心。下列说法正确的是（ ）
A．装置中的滑轮是动滑轮
B．绳子拉起桶盖瞬间，桶盖是费力杠杆
C．装置中的滑轮改变了使用者施力的方向
D．用此装置拉起桶盖比直接打开桶盖做功更少
【答案】C
【详解】AC．由图可知，垃圾桶盖使用过程中，滑轮轴固定不动，所以该装置中的滑轮为定滑轮；定滑轮实质相当于等臂杠杆，不省力，可以改变力的方向，故A错误，C正确；
B．由图可知，垃圾桶盖使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B错误；
D．用此装置拉起桶盖比直接打开桶盖多克服摩擦和绳子重力做功，用此装置拉起桶盖比直接打开桶盖做功更多，故D错误。
故选C。
5．（1）如图1所示，甲物体重3N，乙物体重10N，用绳绕过定滑轮相连（不计绳重与摩擦）。乙静止于水平地面上，则a绳对甲的拉力为 N。
（2）在分析b绳对乙的拉力时，小明认为是3N，小慧认为是7N。小明做了以下实验：用弹簧测力计测出某物体的重力（如图2）；然后将绳子靠着定滑轮（不计绳重与摩擦），如图3所示，弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时，其示数保持不变。由此可见，定滑轮的特点是 。
【答案】 3 能改变力的方向，但不改变力的大小
【详解】（1）[1]根据图1可知，物体甲绳子向上的拉力，受到竖直向下的重力。由于甲处于静止状态，那么拉力和重力平衡，即a绳对甲的拉力
F=G甲=3N
（2）[2]根据图3可知，无论测力计沿哪个方向，其示数都不变，因此定滑轮不能省力。直接拉动物体时方向向上，而使用定滑轮时拉力方向向下，即定滑轮可以改变力的方向。则定滑轮的特点为：能改变力的方向，但不改变力的大小。
题型二、动滑轮及其特点
6．如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0.2m。已知G＝18N，F＝10N。这一过程中，不能得到的结论是（ ）
A．绳子自由端上升0.4m B．拉力F做功4J
C．动滑轮重为2N D．物体克服重力做功3.6J
【答案】C
【详解】A．由图示可知，滑轮承重绳子的有效股数n=2，绳子自由端上升的高度
s=nh=2×0.2m=0.4m
故A正确；
B．拉力的功
W=Fs=10N×0.4m=4J
故B正确；
C．如果不考虑摩擦力，则
G滑轮=nF-G=2×10N-18N=2N
实际上滑轮是存在摩擦的，因此滑轮的重力小于2N，故C错误；
D．物体克服重力做功
W有=Gh=18N×0.2m=3.6J
故D正确。
故选C。
7．如图所示甲、乙两个装置，已知A在地面上滑动时所受的摩擦力为40牛（不考虑绳与滑轮的摩擦及滑轮重力）。要使A向右匀速滑动，拉力与的大小分别（ ）
A．40牛、20牛 B．20牛、40牛
C．40牛、40牛 D．20牛、20牛
【答案】A
【详解】甲、乙两图是水平使用滑轮，这时拉力克服的是摩擦力。甲图为定滑轮，定滑轮不省力也不费力，所以
乙图为动滑轮，动滑轮可以省一半的力，所以
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
8．在建设新乡村的建筑工地上，工人用如图所示的动滑轮来提升建筑材料，现用的拉力，将重的建筑材料匀速提升。不计绳重和摩擦，下列有关提升过程的说法正确的是（ ）
A．绳子移动的距离为
B．该动滑轮的重力为
C．提升过程所做的有用功为
D．该动滑轮的机械效率为
【答案】D
【详解】A．绳子移动的距离
s=nh=2×4m=8m
故A错误；
B．由可得，该动滑轮的重力
故B错误；
C．提升过程所做的有用功
W有=Gh=600N×4m=2400J
故C错误；
D．提升过程所做的总功
W总=Fs=400N×8m=3200J
该动滑轮的机械效率
故D正确。
故选D。
9．如图所示，不计滑轮与绳、滑轮与转轴间的摩擦及绳及滑轮重力前提下，用三个同样的滑轮分别拉同一物体，使物体沿同一水平面做匀速直线运动，速度分别为、、（），所用的拉力分别为、、，则、、大小关系是（ ）
A． B．
C． D．无法判断
【答案】B
【详解】设物体移动时与地面的摩擦力是f，三个图中物体对水平面的压力和粗糙程度相同，则摩擦力相同，第一个图中滑轮是动滑轮则
第二个图中是定滑轮不省力也不费距离所以
F2=f
第三个图中因为动力作用在了轴上所以费力
F3=2f
所以可以得出
故选B。
10．如图所示，当重为10牛的物体G静止时，弹簧测力计a的读数是6N。试回答下列问题：（不计绳重及摩擦）
（1）弹簧测力计b的读数是 ；
（2）2秒内将重物匀速拉升10厘米，拉力的功率为 瓦；
（3）若重物G增大为12牛，仍将其匀速拉升，弹簧测力计b的读数是 N。
【答案】 6N 0.6 7
【详解】（1）[1]根据图片可知，弹簧测力计a和b都连接在同一根绳子上，则当绳子静止时，两个测力计的示数应是相等的，弹簧测力计a的读数是6N，则弹簧测力计b的读数为6N。
（2）[2]由图可知滑轮是动滑轮，绕绳子的段数n=2，拉力移动的距离
s=nh=2×10×10-2m=0.2m
拉力做的功
W=Fs=6N×0.2m=1.2J
拉力的功率
（3）[3]动滑轮的重力为
G动=2F-G=2×6N-10N=2N
此时的拉力为
11．小科同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，装置图如图所示。
实验次数 物重G/N 测力计的示数F/N
1 1.00 0.65
2 1.50 0.90
3 2.00 1.15
(1)在探究定滑轮时，照图乙操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会 （选填“变大”、“变小”或“不变”），其理由是 。
(2)在探究动滑轮时，照图丙操作，记录数据如上表，分析数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是 。
【答案】(1) 变小 测力计有重力
(2)动滑轮本身有重力，转轴之间有摩擦，绳也有一定重量
【详解】（1）[1][2]测力计倒过来使用时，弹簧测力计受力情况是：受到向上绳子的拉力，受到向下的重力和手的向下拉力。这时测力计测量的是手向下的拉力，大小等于绳子自由端的拉力与测力计的重力之差。所以在匀速拉动时，根据二力平衡条件可知实验会造成测量值会小于钩码的重力。
（2）人在提升重物时把动滑轮也提起了，所以动滑轮本身的重力是存在差异的最主要原因；由于转轴之间有摩擦，绳也有一定重量，导致拉力大于物重G的一半。
题型三、滑轮组及其特点
12．利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力F1和F2分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（ ）
A．力F2做功的功率大 B．甲滑轮组做的有用功较大
C．甲和乙滑轮组的机械效率相同 D．甲滑轮组做的总功较大
【答案】D
【详解】A．由图知，甲滑轮组由3段绳子承担物重（即n1=3），乙滑轮组由2段绳子承担物重（即n2=2），在相同的时间内两物体提升的高度相同，则两物体上升速度相同，由v绳=nv物可知，甲绳端移动速度大于乙绳端移动速度。拉力F相同，甲绳端移动速度大，根据
可知，F1做功的功率大，故A错误；
B．已知滑轮组把质量相等的重物提升到相同的高度，由公式W有用=Gh=mgh
可知，两个滑轮组做的有用功相同，故B错误；
C．甲滑轮组由3段绳子承担物重，所以绳端移动的距离s1=3h，则甲滑轮组的机械效率为
乙滑轮组由2段绳子承担物重，所以绳端移动的距离s2=2h，则乙滑轮组的机械效率为
由于两拉力相同、物重相同，所以比较可知乙滑轮组的机械效率高，故C错误；
D．由于两拉力相同，且绳端移动的距离s1＞s2
所以，由W总=Fs可知甲滑轮组做的总功较大，故D正确。
故选D。
13．如图所示为小区里的高层电梯工作示意图，轿厢重4500N，重为500N的小明乘坐电梯匀速上升60m，用时60s，，忽略绳重与摩擦，电动机中的滑轮为定滑轮。下列说法正确的是（ ）
A．电梯的平均速度为1.05m/s
B．动滑轮A重500N
C．若乘坐电梯的乘客增多，动滑轮A的机械效率将增大
D．若轿厢匀速运动的速度增大，动滑轮A的机械效率将增大
【答案】C
【详解】A．小明乘坐电梯匀速上升60m，用时60s，电梯的平均速度
故A错误；
B．由图可知，动滑轮上的绳子段数n=2,，F=3000N，则
解得动滑轮的重力G动=1000N，故B错误；
C．若坐电梯的乘客增多，箱体重力不变，动滑轮和钢丝绳的重力及摩擦力均忽略不计，额外功不变，有用功增加，由
可知，该电梯机械效率将变大，故C正确；
D．由
可知，机械效率与运动的速度无关，所以轿厢匀速运动的速度增大，机械效率不变，故D错误。
故选C。
14．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
【答案】B
【详解】A．由图可知n=2，绳子自由端（物体B）移动的距离，则物体A移动的距离为：，，由可知，拉力F做的总功为：，可知，拉力为：
故A错误；
C．克服物体B重力做的有用功为：，即拉力F做的功大于克服物体B重力做的功，故C错误；
B．该装置的机械效率为：，故B正确；
D．物体A速度为：，故D错误。
故选B。
15．如图所示装置，物体A在水平桌面上，滑轮和绳子重力以及滑轮轴处的摩擦均不计。当B物体重为10牛顿时，它恰好能匀速下降，若用一个水平向左的力拉物体A使其向左匀速运动，则这个力的大小是（ ）
A．5牛顿 B．10牛顿 C．15牛顿 D．20牛顿
【答案】B
【详解】如图，B匀速下降，两股绳的拉力等于物体B的重力，每股绳的拉力为5N；当A向右做匀速直线运动，水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力
当A向左做匀速直线运动，水平方向上受到水平向左的拉力、向右的摩擦力、B对A的拉力；滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力不变，接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，所以向右的摩擦力为；A向左做匀速直线运动，受到平衡力的作用，A受到的水平向左的拉力为
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
16．用如图甲所示的滑轮组提升重270N的物体，已知拉力F为100N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示。
(1)反映绳子自由端运动的图线是 （选填“A”或“B”）。
(2)该滑轮组的机械效率为 。
【答案】(1)A
(2)90%
【详解】（1）由图甲可知n=3，则拉力端移动距离s=3h，所以图乙中上面的倾斜直线A是绳子自由端运动的s-t图像，而下面的倾斜直线B是物体运动的s-t图像。
（2）滑轮组的机械效率为
17．如图所示，，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。
（1）弹簧测力计读数为 N；
（2）物体A和地面之间的摩擦力 N；
（3）如果增大，物体A是否有可能向左运动？请说明理由 。
【答案】 18 4 不可能，AB间，以及A与地面间摩擦力不变，A仍旧静止
【详解】解：（1）不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，由力的平衡条件可得，弹簧测力计的示数
（2）由图知道，水平使用滑轮组，n=2，
fB=2F2=2×6N=12N
根据B向左做匀速直线运动知道，物体A对B的摩擦力的方向向右，根据力的作用是相互的知道，物体B对物体A的摩擦力向左，大小为12N；物体A做匀速直线运动，受到的合力为0，因此物体A和地面之间的摩擦力
F4=F3-F1=12N-8N=4N
（3）如果增大F2，B将做加速运动，B对A的压力和接触面的粗糙程度不变，B与A之间的摩擦力不变，A受力不变，同理可知，A受到地面的摩擦力也不变，即A的受力情况不变，还是处于静止状态。
答：（1）弹簧测力计读数为18N；
（2）物体A和地面之间的摩擦力4N；
（3）如果增大，物体A不可能向左运动，因为AB间，以及A与地面间摩擦力不变，A仍旧静止。
18．如图所示，一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体从井底匀速拉至井口，所用时间为15s，已知井深15m，物体重，汽车重，汽车匀速拉绳子时的拉力。若不计绳与滑轮及滑轮与轴间的摩擦，求：
(1)汽车匀速前进的距离；
(2)动滑轮重力；
(3)汽车拉绳子时的拉力的功率。
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【详解】（1）由图知，n=3，汽车匀速前进距离
s=nh=3×15m=45m
（2）不考虑绳与滑轮的摩擦和绳重，根据拉力可知动滑轮重力
G动=nF-G=3×2500N-7000N=500N
（3）拉力做的总功
W总=Fs=2500N×45m=1.125×105J
汽车拉绳子时的拉力F的功率
题型四、机械效率实验
19．为了探究影响斜面机械效率的因素，小成利用三个质量不同的木块和一块长木板，设计了如图所示的实验装置，并按图正确完成了实验，相关实验数据和计算结果如表所示。请回答下列问题。
测量次数 物重G/N 斜面高h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长 有用功 总功 机械效率
1 1.5 0.1 0.6 0.4 0.15 0.24 62.5%
2 3 0.1 1.2 0.4 0.3
3 6 0.1 2.4 0.4 0.6 0.96 62.5%
(1)完成该实验需测量器材是 。
(2)请将表格中第2次测量时的数据补充完整，分别是 、 。
(3)分析实验过程和数据，可知该实验结论是 。
(4)第3次实验中物体受到的摩擦力为 N。
【答案】(1)弹簧测力计和刻度尺
(2) 0.48 62.5%
(3)用同一斜面提升重力不同的重物时，斜面的机械效率不变
(4)0.9
【详解】（1）测量拉力和物重用到弹簧测力计，测量斜面的高度和长度用到刻度尺。
（2）[1]第二次实验中的总功
W总2=F2s=1.2N×0.4m=0.48J
[2]第二次实验的机械效率
（3）从表中数据可知，三次实验的机械效率相等，由此可知：用同一斜面提升重力不同的重物时，机械效率不变。
（4）第三次实验的额外功
W额=W总-W有=0.96J-0.6J=0.36J
额外功是克服摩擦力所做的功，所以
20．某实验小组探究影响滑轮组机械效率因素的实验装置如图所示，（不计绳重）实验数据如下表。
次数物理量
钩码重
钩码上升高度
绳端拉力
绳端移动距离
机械效率
(1)通过分析表中数据可知第次实验是用 （填“甲”或“乙”）图装置做到。
(2)计算第4次实验的机械效率 ，通过比较和两次的实验数据，可以得出的结论是 。
(3)已知每只滑轮重，请计算第次实验中由于机械摩擦而损耗的能量为 。
【答案】(1)甲
(2) 83.3% 滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关
(3)0.04
【详解】（1）根据第2次实验数据可得，所以第2次实验是用甲图装置做的。
（2）[1]第4次实验所做的有用功W有=Gh=6N×0.2m=1.2J
总功W总=Fs=2.4N×0.6m=1.44J
则机械效率
[2]比较3、4实验可知：使用同一滑轮组，物体的重力相同，物体提升的高度不同，但机械效率相同，可以得出的结论是滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。
（3）第2次做的总功W总=Fs=1.8N×0.3m=0.54J
有用功W有=Gh=4N×0.1m=0.4J
对动滑轮做功W动=G动h=1N×0.1m=0.1J
则克服摩擦力做功（即损耗的能量）Wf=W总-W有-W动=0.54J-0.4J-0.1J=0.04J
21．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图所示。她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车，调节斜面倾斜角的大小并多次测量，得表中所示的数据：
实验次数 斜面倾斜角 小车重G/N 斜面高 斜面长 拉力 有用功 总功 机械效率
① 12° 5 0.2 1 2.1 1.0 2.1 ________
② 30° 5 0.5 1 3.6 2.5 ________ 69.4%
③ 45° 5 0.7 1 4.3 3.5 4.3 81.4%
(1)根据表格中数据，第①次实验斜面的机械效率为 （计算结果精确到0.1%），第②次实验中总功为 ；第③次实验中额外功为 ；
(2)分析表中的数据，可以得出的探究结论：在光滑程度相同的斜面上，斜面倾斜角越小，斜面的机械效率越 。
【答案】(1) 47.6% 3.6J 0.8J
(2)低
【详解】（1）[1]第①次实验斜面的机械效率为
[2]第②次实验中总功为
[3]第③次实验中总功为
有用功
额外功为
（2）分析表中的数据知道，在①、②、③三次实验中，机械效率分别是47.6%、69.4%、81.4%，且其他条件一定时，斜面的倾斜角θ越小，拉力越小，即越省力，对应的机械效率也越小，故可得结论：斜面倾斜角θ越小，斜面越省力，斜面的机械效率越低。
22．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某实验小组用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表。
次数 钩码重/N 钩码上升距离/ 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升/ 距离机械效率/%
1 2 10 0.8 30 83.3
2 4 10 1.5 30
3 6 10 30 90.9
（1）在第2次实验中，滑轮组的机械效率为 ；（保留一位小数）
（2）分析数据可得结论：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；
（3）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重为8N的物体匀速提升10，此时滑轮组的机械效率可能为 ；
A．71.6% B．82.6%
C． 92.4% D．100%
（4）另一实验小组改变动滑轮的重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图像。分析可知：被提升物体所受的重力相同时， ；分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 N。（忽略绳重和摩擦）
【答案】 88.9% C 提升物体所受的重力相同时，动滑轮的重力越大时，机械效率越低 12
【详解】（1）[1]在第2次实验中，滑轮组的机械效率为
（3）[2]根据（2）问结论可知，同一滑轮组，提升的物重越重，滑轮组的机械效率越高，表中当重为6N的物体匀速提升10，机械效率为90.9%，使用该滑轮组再次将重为8N的物体匀速提升10，此时滑轮组的机械效率会大于90.9%，由于该过程中需要做额外功，因此机械效率不会达到100%，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（4）[3]据图分析可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮的重力越大时，机械效率越低。
[4]忽略绳重和摩擦，可得
已知当动滑轮的重力为4N，是机械效率为75%，带入上式中，可得物体的重力为
23．为了研究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系。小滨同学利用长木板、刻度尺、弹簧测力计、木块、小车等器材设计了如图所示的实验装置，实验测量的数据如表；
实验次数 斜面倾斜程度 小车重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率
1 较缓 3 0.2 1.6 1 37.5%
2 较陡 3 0.3 1.8 1
3 最陡 3 0.4 2.0 1 60%
请你根据表中的数据解答下列问题：
(1)实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速运动。若物块沿斜面加速运动。则测得的机械效率 （选填“偏大”、“不变”、或“偏小”）；
(2)在第2次实验中，物体受到的摩擦力f= ；
(3)当斜面长度一定时，斜面的机械效率与斜面的高度h之间的关系大概如图________所示。
A． B．
C． D．
【答案】(1)偏小
(2)0.9N
(3)C
【详解】（1）实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速运动，若物块沿斜面加速运动，则拉力大小大于摩擦力大小，即测力计示数偏大，则计算的拉力做的总功偏大，拉力做的有用功不变，由
可知，测得的机械效率偏小。
（2）实验中，克服摩擦力做功为额外功，在第2次实验中，额外功
则物体受到的摩擦力
（3）当斜面长度一定时，由3次实验结果可知，斜面的机械效率η随斜面的高度h的增大而增加，且增大的趋势会逐渐变小，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
24．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。
【答案】(1) 2.3 87%
(2)一
(3)小明
【解析】【小题1】[1]由图可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，弹簧测力计的示数为2.3N。
[2]第三次实验滑轮组的机械效率为
【小题2】小明通过分析表格中的数据可知，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，故方法一符合题意；
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，故方法二不符合题意；
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，故方法三不符合题意；
综上所述，方法一与本实验同理。
【小题3】根据
可知，机械效率与高度无关，故小明的看法是正确的。
题型五、机械效率的计算（大题）
25．胡柚大丰收，小乐帮爷爷把一箱质量为80kg的胡柚搬到2m高的车上，为了省力，他采用5m的长木板搭了一个斜面（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上400N的力，历时1min将重物匀速地推到车上，求此过程中：
(1)斜面对重物做的有用功；
(2)简易斜面装置的机械效率；
(3)斜面与箱子间的摩擦力。
【答案】(1)1600J
(2)80%
(3)80N
【详解】（1）重物的重力
G=mg=80kg×10N/kg=800N
此过程中斜面对重物做的有用功
W有=Gh=800N×2m=1600J
（2）拉力做的总功
W总=Fs=400N×5m=2000J
斜面的机械效率
（3）额外功
W额=W总-W有=2000J-1600J=400J
根据W额=fs得，物体受到的摩擦力
答：（1）斜面对重物做的有用功为1600J；
（2）简易斜面装置的机械效率为80%；
（3）斜面与箱子间的摩擦力为80N。
26．某项目建设中，工人用如图所示的装置将质量为70kg的建筑材料匀速提升了6m，用时10s电动机的输出功率恒定为600W，不计绳重和摩擦，g取10N/kg，求：
(1)10s内电动机输出的总功；
(2)电动机绳子的拉力；
(3)所做的有用功是多少；
(4)滑轮组的机械效率。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】（1）已知电动机的输出功率恒定为600W，10s内电动机输出的总功为：。
（2）由图可知，有效绳子股数为2股，物体匀速上升，10s内提升6m，则拉力移动的速度为，则拉力为：。
（3）所做的有用功是：。
（4）滑轮组的机械效率为：。
27．重为100N的物体B，在足够深的水中匀速下沉（不计水的阻力），通过滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速运动，在4s内物体A移动了0.8米，已知物体B的密度是水的密度的5倍，动滑轮重12N，不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦（g取10N/kg）求：
(1)B对绳的拉力为多少？
(2)A物体受摩擦力多大？
(3)滑轮组的机械效率多大？
【答案】(1)80N
(2)148N
(3)92.5%
【详解】（1）已知物体B的密度是水的密度的5倍，物体B的密度为：，物体B的体积为：，此时物体B受到的浮力为：，由于物体B在水中匀速下沉，处于平衡状态，此时物体B受到绳子的拉力为：，力的作用是相互的，则B对绳的拉力为F=80N。
（2）不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦，连接动滑轮绳子的股数是2股，可得，则A物体受摩擦力为：。
（3）滑轮组的机械效率为：。
28．如图是滑轮和斜面构成的一种组合机械。重物为，在拉力作用下，重物以速度沿斜面匀速移动，重物上升的高度为，该组合机械的机械效率为，求：
(1)有用功的大小。
(2)拉力的功率大小。
(3)拉力的大小。（计算结果保留一位小数）
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）有用功的大小
（2）拉力做的功
时间
拉力F的功率
（3）绳端移动的距离
所需拉力
29．在农村常有家庭挖井取水。小明同学用如图（甲）所示的滑轮组提土，他用20s的时间把重为140N的土从井中匀速提升4m，拉力做的功W随时间t的变化图象如图（乙）所示。不计绳重和摩擦，求：
(1)有用功；
(2)滑轮组的机械效率；
(3)动滑轮的重力。
【答案】(1)560J
(2)70%
(3)50N
【详解】（1）有用功
（2）由乙图知道，20s时拉力做的总功W总=800J，滑轮组的机械效率
（3）拉力移动距离
由W=F知道，拉力大小是
不计绳重和摩擦，则
即
动滑轮的重力
G轮=50N
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【考点精讲】浙教版科学九年级上册考点梳理与巩固
专题08 简单机械2——滑轮与机械效率
知识点一、滑轮的分类与作用
（一）滑轮的定义
滑轮是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子
（二）滑轮的分类和作用
使用滑轮工作时，根据滑轮轴的位置是否移动，可将滑轮分成 和 两类。
定滑轮 动滑轮
定义 轴固定不动 轴随物体一起移动
特点 不省力，不省距离，但能够改变力的作用方向 省一半力， 费一倍距离，并且不能改变力的作用方向
应用 旗杆顶部的滑轮 起重机的动滑轮
（三）定滑轮和动滑轮的实质
(1)定滑轮可以看做一个变形的杠杆，如图所示，滑轮的轴相当于支点，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆的平衡条件可知:F=G,所以不省力。因此，定滑轮的实质是一个 杠杆。
(2)动滑轮也可以看做一个变形的杠杆，如图所示，支点o在滑轮的边缘上，动力臂为阻力臂的2倍，故动力F是阻力F的二分之一，即动滑轮能够省一半力。因此，动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，使用动滑轮费一倍的距离，如物体上升距离为h，则绳子自由端移动的距离s=2h。
【能力拓展】
例：用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体,拉力F的f的值
题图可知：拉力F的方向不是竖直向上的，则力F的力臂将不再是动滑轮的直径，而是小于直径，如图所示，根据杠杆的平衡条件FL=（G+G轮）r，
知识点二、使用定滑轮和动滑轮的几种情况(图中物体全部匀速运动)
定滑轮 动滑轮
图示
表达式 F=G F=F摩，F摩物体与地面的摩擦力 F=(G+G轮)/2S绳=2h物v绳=2v物 F=F摩/ 2S绳=2h物v绳=2v物 F=2G+G轮S轮=s物/2v轮=v物/2 F=2F摩S轮=s物/2v轮=v物/2
【能力拓展】
使用定滑轮提升物体时，拉力F无论沿什么方向拉，拉力大小均等于物体的重力;使用动滑轮提升物体，只有拉力方向竖直向上时，拉力大小才等于物重的二分之一。(不考虑摩擦、绳重和动滑轮重)
知识点三、滑轮组
由定滑轮和动滑轮组成，同时具备定滑轮和动滑轮的特点，既可以 ，又能 。
(1)探究滑轮组的省力情况:
①用弹簧测力计测出钩码和动滑轮的总重。
②按图甲所示的方式匀速拉动绳子，记录此时承担重物和动滑轮总重的绳子股数和弹簧测力计的读数F1。
③按如图乙所示方式匀速拉动绳子，记录此时承担重物和动滑轮总重的绳子股数和弹簧测力计的读数F2。分析实验数据可以得出，在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与钩码的重G以及动滑轮的重G轮的关系为F=(G+G轮)/2即重物与动滑轮的总重由几股绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之几。
(2)利用滑轮组提起物体时，动力F通过的距离s与物体被提高的高度h的关系是s=nh (n表示承担物重的绳子股数)。
【能力拓展】
(1)确定滑轮组中承担物重绳子的股数n的方法:
①要分清哪个(些)是定滑轮，哪个(些)是动滑轮。
②在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔开来，只计算绕在动滑轮上的绳子股数。
(2)组装滑轮组的方法:
按要求确定动滑轮个数:n为奇数时，从动滑轮开始绕绳;n为偶数时，从定滑轮开始绕绳。
知识点四、机械效率
（一）有用功、额外功、总功的定义
(1)有用功:人们提升重物过程中必须做的功，用w有用表示。
(2)额外功:利用机械时，人们不得不额外做的功，用W额外表示。
(3)总功:人的拉力(动力)对动滑轮(机械)所做的功，用W总表示，W总=W有用+W额外
(4)有用功、额外功、总功的单位都是焦(J)。
（二）机械效率
定义 公式
有用功 提升重物过程中必须要做的功 W有
额外功 利用机械时，人们不得不额外做的功 W额
总功 有用功和额外功之和 W总＝W有＋W额
机械效率 科学上把有用功跟总功的比值 η＝×100%
（三）提高机械效率的途径:
①在所做的有用功不变的情况下，减小额外功，具体方法是改进结构，使机械更合理，更轻巧，如减少动滑轮的个数，或换用质量小的动滑轮，尽量减小摩擦等;
②在所做额外功一定的情况下，增大有用功，即在机械能承受范围内尽可能增加每次提起重物的重力。
【能力拓展】
对于不同的目的，有用功和额外功会发生改变，如用水桶从井里提水的过程中，对桶中的水所做的功为有用功,而对水桶做的功为额外功;但当水桶不小心掉入井中，我们想办法从井中将水桶捞出时，对水桶所做的功为有用功，而对残留在水桶中的水所做的功为额外功。
知识点五、斜面的机械效率
(1)斜面是一种简单机械，使用它可以 ，但要 。
(2)探究影响斜面机械效率的因素:
①如图所示，将一块长木板的一端垫高，构成一个斜面，用刻度尺测出斜面的长s和斜面的高度h
②用弹簧测力计测出小车的重力G。
③用弹簧测力计沿着斜面把小车从斜面底端匀速拉到顶端，读出弹簧测力计的示数F。
改变斜面的倾斜程度，重复上述步骤。实验测量结果见下表:
实验序号 1 2 3
斜面倾斜程度 较缓 较陡 最陡
斜面粗糙程度 木板表面 木板表面 木板表面
小车重力G/牛 2 2 2
斜面高度h/米 0.1 0.2 0.3
斜面拉力F/牛 0.6 1 1.4
斜面长s/米 0.5 0.5 0.5
有用功W有用/焦 0.2 0.4 0.6
总功W总/焦 0.3 0.5 0.7
机械效率η 67% 80% 86%
结论:对于光滑程度相同的斜面，倾斜程度越大，机械效率越高。
(3)测量斜面的机械效率：
①光滑斜面：Fl＝Gh W额＝0 η＝100%
②有摩擦的斜面：η＝Gh/Fl
③斜面的机械效率与斜面的光滑程度和倾斜程度有关。
测量滑轮组的机械效率：多数情况下仅考虑由于动滑轮自重所带来的额外功，而不考虑绳子的重力和摩擦。此时对于用滑轮组提升物体时有：η＝＝＝。测量杠杆的机械效率：η= =
题型一、定滑轮及其特点
1．如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起重物A，若不计摩擦，关于三个力的大小关系（ ）
A．F1＝F2＝F3 B．F1＞F2＞F3 C．F2＞F1＝F3 D．F1＜F2＜F3
2．如图所示，某人通过滑轮提升重为的重物，人由到的过程中，物体保持匀速上升，人对绳子的拉力为，间水平距离为，不计绳重和摩擦。则此过程中（ ）
A．大小保持不变 B．人做的功为
C．人做的功为 D．人做功的功率逐渐增大
3．现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图1）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图2），使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．使用这个滑轮能省力
B．甲拉力大小等于乙拉力大小
C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功
D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度
4．如图甲是某小区使用的一种垃圾投放装置，即方便又卫生，其侧面模式图如图乙所示，人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖，桶盖所受的重力可视为集中在桶盖中心。下列说法正确的是（ ）
A．装置中的滑轮是动滑轮
B．绳子拉起桶盖瞬间，桶盖是费力杠杆
C．装置中的滑轮改变了使用者施力的方向
D．用此装置拉起桶盖比直接打开桶盖做功更少
5．（1）如图1所示，甲物体重3N，乙物体重10N，用绳绕过定滑轮相连（不计绳重与摩擦）。乙静止于水平地面上，则a绳对甲的拉力为 N。
（2）在分析b绳对乙的拉力时，小明认为是3N，小慧认为是7N。小明做了以下实验：用弹簧测力计测出某物体的重力（如图2）；然后将绳子靠着定滑轮（不计绳重与摩擦），如图3所示，弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时，其示数保持不变。由此可见，定滑轮的特点是 。
题型二、动滑轮及其特点
6．如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0.2m。已知G＝18N，F＝10N。这一过程中，不能得到的结论是（ ）
A．绳子自由端上升0.4m B．拉力F做功4J
C．动滑轮重为2N D．物体克服重力做功3.6J
7．如图所示甲、乙两个装置，已知A在地面上滑动时所受的摩擦力为40牛（不考虑绳与滑轮的摩擦及滑轮重力）。要使A向右匀速滑动，拉力与的大小分别（ ）
A．40牛、20牛 B．20牛、40牛
C．40牛、40牛 D．20牛、20牛
8．在建设新乡村的建筑工地上，工人用如图所示的动滑轮来提升建筑材料，现用的拉力，将重的建筑材料匀速提升。不计绳重和摩擦，下列有关提升过程的说法正确的是（ ）
A．绳子移动的距离为
B．该动滑轮的重力为
C．提升过程所做的有用功为
D．该动滑轮的机械效率为
9．如图所示，不计滑轮与绳、滑轮与转轴间的摩擦及绳及滑轮重力前提下，用三个同样的滑轮分别拉同一物体，使物体沿同一水平面做匀速直线运动，速度分别为、、（），所用的拉力分别为、、，则、、大小关系是（ ）
A． B．
C． D．无法判断
10．如图所示，当重为10牛的物体G静止时，弹簧测力计a的读数是6N。试回答下列问题：（不计绳重及摩擦）
（1）弹簧测力计b的读数是 ；
（2）2秒内将重物匀速拉升10厘米，拉力的功率为 瓦；
（3）若重物G增大为12牛，仍将其匀速拉升，弹簧测力计b的读数是 N。
11．小科同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，装置图如图所示。
实验次数 物重G/N 测力计的示数F/N
1 1.00 0.65
2 1.50 0.90
3 2.00 1.15
(1)在探究定滑轮时，照图乙操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会 （选填“变大”、“变小”或“不变”），其理由是 。
(2)在探究动滑轮时，照图丙操作，记录数据如上表，分析数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是 。
题型三、滑轮组及其特点
12．利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力F1和F2分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（ ）
A．力F2做功的功率大 B．甲滑轮组做的有用功较大
C．甲和乙滑轮组的机械效率相同 D．甲滑轮组做的总功较大
13．如图所示为小区里的高层电梯工作示意图，轿厢重4500N，重为500N的小明乘坐电梯匀速上升60m，用时60s，，忽略绳重与摩擦，电动机中的滑轮为定滑轮。下列说法正确的是（ ）
A．电梯的平均速度为1.05m/s
B．动滑轮A重500N
C．若乘坐电梯的乘客增多，动滑轮A的机械效率将增大
D．若轿厢匀速运动的速度增大，动滑轮A的机械效率将增大
14．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
15．如图所示装置，物体A在水平桌面上，滑轮和绳子重力以及滑轮轴处的摩擦均不计。当B物体重为10牛顿时，它恰好能匀速下降，若用一个水平向左的力拉物体A使其向左匀速运动，则这个力的大小是（ ）
A．5牛顿 B．10牛顿 C．15牛顿 D．20牛顿
16．用如图甲所示的滑轮组提升重270N的物体，已知拉力F为100N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示。
(1)反映绳子自由端运动的图线是 （选填“A”或“B”）。
(2)该滑轮组的机械效率为 。
17．如图所示，，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。
（1）弹簧测力计读数为 N；
（2）物体A和地面之间的摩擦力 N；
（3）如果增大，物体A是否有可能向左运动？请说明理由 。
18．如图所示，一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体从井底匀速拉至井口，所用时间为15s，已知井深15m，物体重，汽车重，汽车匀速拉绳子时的拉力。若不计绳与滑轮及滑轮与轴间的摩擦，求：
(1)汽车匀速前进的距离；
(2)动滑轮重力；
(3)汽车拉绳子时的拉力的功率。
题型四、机械效率实验
19．为了探究影响斜面机械效率的因素，小成利用三个质量不同的木块和一块长木板，设计了如图所示的实验装置，并按图正确完成了实验，相关实验数据和计算结果如表所示。请回答下列问题。
测量次数 物重G/N 斜面高h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长 有用功 总功 机械效率
1 1.5 0.1 0.6 0.4 0.15 0.24 62.5%
2 3 0.1 1.2 0.4 0.3
3 6 0.1 2.4 0.4 0.6 0.96 62.5%
(1)完成该实验需测量器材是 。
(2)请将表格中第2次测量时的数据补充完整，分别是 、 。
(3)分析实验过程和数据，可知该实验结论是 。
(4)第3次实验中物体受到的摩擦力为 N。
20．某实验小组探究影响滑轮组机械效率因素的实验装置如图所示，（不计绳重）实验数据如下表。
次数物理量
钩码重
钩码上升高度
绳端拉力
绳端移动距离
机械效率
(1)通过分析表中数据可知第次实验是用 （填“甲”或“乙”）图装置做到。
(2)计算第4次实验的机械效率 ，通过比较和两次的实验数据，可以得出的结论是 。
(3)已知每只滑轮重，请计算第次实验中由于机械摩擦而损耗的能量为 。
21．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图所示。她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车，调节斜面倾斜角的大小并多次测量，得表中所示的数据：
实验次数 斜面倾斜角 小车重G/N 斜面高 斜面长 拉力 有用功 总功 机械效率
① 12° 5 0.2 1 2.1 1.0 2.1 ________
② 30° 5 0.5 1 3.6 2.5 ________ 69.4%
③ 45° 5 0.7 1 4.3 3.5 4.3 81.4%
(1)根据表格中数据，第①次实验斜面的机械效率为 （计算结果精确到0.1%），第②次实验中总功为 ；第③次实验中额外功为 ；
(2)分析表中的数据，可以得出的探究结论：在光滑程度相同的斜面上，斜面倾斜角越小，斜面的机械效率越 。
22．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某实验小组用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表。
次数 钩码重/N 钩码上升距离/ 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升/ 距离机械效率/%
1 2 10 0.8 30 83.3
2 4 10 1.5 30
3 6 10 30 90.9
（1）在第2次实验中，滑轮组的机械效率为 ；（保留一位小数）
（2）分析数据可得结论：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；
（3）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重为8N的物体匀速提升10，此时滑轮组的机械效率可能为 ；
A．71.6% B．82.6%
C． 92.4% D．100%
（4）另一实验小组改变动滑轮的重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图像。分析可知：被提升物体所受的重力相同时， ；分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 N。（忽略绳重和摩擦）
23．为了研究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系。小滨同学利用长木板、刻度尺、弹簧测力计、木块、小车等器材设计了如图所示的实验装置，实验测量的数据如表；
实验次数 斜面倾斜程度 小车重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率
1 较缓 3 0.2 1.6 1 37.5%
2 较陡 3 0.3 1.8 1
3 最陡 3 0.4 2.0 1 60%
请你根据表中的数据解答下列问题：
(1)实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速运动。若物块沿斜面加速运动。则测得的机械效率 （选填“偏大”、“不变”、或“偏小”）；
(2)在第2次实验中，物体受到的摩擦力f= ；
(3)当斜面长度一定时，斜面的机械效率与斜面的高度h之间的关系大概如图________所示。
A． B．
C． D．
24．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。
题型五、机械效率的计算（大题）
25．胡柚大丰收，小乐帮爷爷把一箱质量为80kg的胡柚搬到2m高的车上，为了省力，他采用5m的长木板搭了一个斜面（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上400N的力，历时1min将重物匀速地推到车上，求此过程中：
(1)斜面对重物做的有用功；
(2)简易斜面装置的机械效率；
(3)斜面与箱子间的摩擦力。
26．某项目建设中，工人用如图所示的装置将质量为70kg的建筑材料匀速提升了6m，用时10s电动机的输出功率恒定为600W，不计绳重和摩擦，g取10N/kg，求：
(1)10s内电动机输出的总功；
(2)电动机绳子的拉力；
(3)所做的有用功是多少；
(4)滑轮组的机械效率。
27．重为100N的物体B，在足够深的水中匀速下沉（不计水的阻力），通过滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速运动，在4s内物体A移动了0.8米，已知物体B的密度是水的密度的5倍，动滑轮重12N，不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦（g取10N/kg）求：
(1)B对绳的拉力为多少？
(2)A物体受摩擦力多大？
(3)滑轮组的机械效率多大？
28．如图是滑轮和斜面构成的一种组合机械。重物为，在拉力作用下，重物以速度沿斜面匀速移动，重物上升的高度为，该组合机械的机械效率为，求：
(1)有用功的大小。
(2)拉力的功率大小。
(3)拉力的大小。（计算结果保留一位小数）
29．在农村常有家庭挖井取水。小明同学用如图（甲）所示的滑轮组提土，他用20s的时间把重为140N的土从井中匀速提升4m，拉力做的功W随时间t的变化图象如图（乙）所示。不计绳重和摩擦，求：
(1)有用功；
(2)滑轮组的机械效率；
(3)动滑轮的重力。
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