2026届中考物理一轮复习 力学：机械效率 知识点专练（含解析）
文档属性
| 名称 | 2026届中考物理一轮复习 力学：机械效率 知识点专练（含解析） |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 5.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-12-08 08:44:33 | ||
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文档简介
2026届中考物理一轮复习 力学：机械效率 知识点专练
【知识点1】有用功、额外功、总功
1、(2025·重庆)在美丽乡村建设的工地上，如图所示，工人借助动滑轮用250 N的拉力，将450 N的重物匀速提升2 m，用时10 s。则( )
A.重物上升的速度为0.4 m/s
B.动滑轮做的有用功为1 000 J
C.工人的拉力的功率为90 W
D.拉力做的总功1 000 J
2、小红用如图所示的滑轮向左匀速拉动物体A，下列说法正确的是( )
A.物体重力做的功是有用功
B.拉力F1做的功是额外功
C.拉力F做的功是总功
D.克服物体受到的摩擦力做的功是总功
3、下列说法中正确的是( )
A.使用任何机械都能省力
B.总功等于有用功加额外功
C.使用某些机械可以省功
D.额外功可以不做，现实生活中机械效率可达100%
4、任何机械效率都 (选填“大于”“小于”或“等于”)1，如图所示，工人利用滑轮组以250N的拉力将重为400N的货物匀速提高2m。则此过程中，对货物做的功是 (选填“有用功”“额外功”或“总功”)，为 J。
5、如图甲所示，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别利用两个滑轮组将A、B两物体从地面匀速拉到相同高度，对物体做功情况如图乙所示，请问：
（1）琴琴操作的滑轮组对物体A做的有用功是 J，对物体B做的额外功是 J。
（2）将物体A从地面往上拉动的过程中，物体A的动能 ，机械能 （以上两空选填“减小”“不变”或“增大”）。
6、用如图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，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，反映绳子自由端运动的图线
是 （选填“A”或“B”），动滑轮重为 N，3s内对物体做的有用功为 J。
7、如图甲，小明先后使用两个不同的滑轮组将同一物体提升了相同高度，所用拉力分别为FA、FB，整个过程中，拉力FA、FB的做功情况如图乙所示。该过程中，小明对物体所做的有用功是 J，小明利用右侧滑轮组提升物体时所做的额外功是 J。
8、如图所示，小明利用斜面将质量为20kg的物体匀速提高2m，物体在斜面上运动的距离为5m，所用时间为10s。求：（g取10N/kg）
（1）物体受到的重力；
（2）物体在斜面上运动的速度；
（3）小明对物体做的有用功。
9、如图所示，工人利用滑轮组将沙子从地面提升到距地面6m高的三楼，沙子的质量为50kg，装沙子的桶的质量8kg，动滑轮的质量为2kg，工人匀速拉绳子的力为300N。(忽略摩擦和绳重，g取10N/kg)
求：(1)工人做的有用功；(2)工人做的总功；(3)工人做的额外功。
【知识点2】测量滑轮组的机械效率
1、用如图甲所示的装置探究滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动的关系。（忽略绳重和摩擦）
（1）实验时，应 （选填“匀速”“加速”或“减速”）竖直向下拉动弹簧测力计；
（2）改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图像。分析图像可知：被提升物体重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率 （选填“越高”或“越低”）。滑轮组的效率与物体上升的高度 （选填“有关”或“无关”）；
（3）分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 N。若用不同滑轮组提升同一物体的效率分别为50%和90%，则两次滑轮组中的动滑轮重力之比为 。
2、在“探究影响滑轮组机械效率”的验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如表：
(1)实验时沿竖直方向缓慢拉动弹簧测力计使物体升高，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应________(选填“保持静止”或“匀速上升”)；
(2)第三次实验中滑轮组的机械效率为_________(结果精确到0.1%)。
3、某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。
（1）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计，使钩码上升；
（2）分析表中数据，可得第1次实验的s1＝ h1，这是用 （选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验；第2次实验的s2＝ h2，这是用 （选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验。
（3）比较第1次实验和第2次实验的数据可得：两次实验提升的重物G1 （选填“＞”“＜”或“＝”）G2，机械效率η1 （选填“＞”“＜”或“＝”）η2，从两次使用的滑轮组装置角度分析，造成两次机械效率有这样关系的原因是 。
（4）小组同学再用第1次实验使用的装置做第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s3＝ m，机械效率η3＝ 。
（5）比较第1次和第3次实验的机械效率，可得：使用同一滑轮组提升物体，物体越
（选填“轻”或“重”），滑轮组的机械效率越高。
4、如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。
（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，若钩码上升的高度为8cm，则弹簧测力计向上移动 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 ，如果使钩码升高的高度增加为原来的2倍，机械效率将 （均选填“增大”“减小”或“不变”）。
5、小敏和同学们用如图甲所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在表中：
（1）小敏在实验中，发现竖直向上 拉动弹簧测力计时读数很不方便，她便在测力计静止时读数，同组的小明同学指出她这样测出的数据是错误的，原因是 。
（2）第三次实验中，绳端移动的距离为 m，滑轮组的机械效率是 。
（3）由1、2两次实验数据可得出结论： 。
（4）同组的小华增加了一个质量相同的滑轮，组成了图乙所示滑轮组来提升相同的重物，发现更省力，那么与小敏相比，小华的方法测出的机械效率将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（5）在图乙实验操作的基础上，如图丙所示改变绳端拉力方向，测得的测力计示数
将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
6、提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学用如图所示装置在“测量滑轮组的机械效率”实验中，测得的数据如表所示。
（1）实验中应尽量竖直向上 （选填“匀速”或“加速”）拉动弹簧测力计；
（2）计算出第3次实验机械效率是 （结果精确到0.1%）；
（3）分析比较第1、2、3次实验数据可以初步判定，使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越重，滑轮组的机械效率 （选填“越高”“越低”或“不变”）；绳和轮之间的摩擦属于 （选填“有益”或“有害”）摩擦。
7、某小组在“测量滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。
(1)实验中应沿着竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计；
(2)用图丁装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中两个数据填写完整； 、 ；
(3)通过比较 、 两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子股数无关；
(4)通过比较 、 两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；
(5)通过比较3、4两次实验数据可得出结论： 。
【知识点3】机械效率的简单计算
1、(2025·云南)如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720 N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80 N，不计绳重和摩擦，则( )
A.绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
B.拉力F为800 N
C.拉力F的功率为360 W
D.动滑轮的机械效率为90%
2、(2022常德)如图所示，用两滑轮采用不同的绕绳方法，将同一重物匀速提升相同的高度(不计绳重和摩擦)，下列说法中正确的是( )
A.F >F ,F 移动距离多
B.FC.F 所做的额外功多
D.两装置的机械效率相同
3、(2025 河南)如图所示,在200 N的拉力F作用下,用滑轮组将重为300N的货物匀速提升，在20 s内货物竖直上升了2m.不计绳重及滑轮上的摩擦.下列说法正确的是( )
A.滑轮组做的有用功为 400 J
B.拉力F做功的功率为 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
4、(2025 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0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，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( )
A.绳子自由端移动的距离为3m
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
5、(2025·佛山禅城区一模)如图所示，用两个完全相同的滑轮匀速提升所受重力相等的物体。不计轴处摩擦，比较甲、乙装置可知( )
A.甲省力，机械效率较高
B.甲不省力，机械效率较低
C.乙省力，机械效率较低
D.乙不省力，机械效率较高
6、(2025连云港)下列关于机械效率的说法正确的是( )
A.越省力的机械，机械效率越高
B.做功越快的机械，机械效率越高
C.所做有用功越多的机械，机械效率越高
D.有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高
7、学校每周一举行的升旗仪式中，升旗手在国歌声中将国旗升到旗杆顶端(如图所示)，下列说法正确的是( )
A.升旗手拉绳子用的力是国旗所受重力的一半
B.旗杆顶端的定滑轮用来改变力的方向
C.国旗匀速上升过程中机械能守恒
D.滑轮越多，滑轮组的机械效率越高
8、如图为荆州李埠长江公铁大桥施工现场，一台起重机在2min内消耗106J能量将重为30000N的混凝土预制件匀速提升了24m。g取10N/kg，下列说法正确的是（ ）
A.在此过程中预制件的机械能不变
B.在此过程中起重机的功率为5×104W
C.起重机对混凝土预制件做功为7.2×106J
D.起重机的械效率为72%
9、如图所示，用F=250N的拉力，把重G=400N的物体在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，则( )
A.拉力做的有用功为500J
B.拉力的功率为50W
C.滑轮组的机械效率为80%
D.增大提升重物的高度，可以提高该滑轮组的机械效率
10、(2020·深圳)如图所示，湖面上有一艘小船，站在岸上的人通过滑轮用100 N的力拉绳子的自由端，在10 s内小船向岸边匀速移动了5 m，船在水平方向受到的阻力为160 N。下列说法正确的是( )
A.人对船做的有用功为500 J
B.人做的总功为800 J
C.人做的有用功的功率为50 W
D.滑轮的机械效率为80%
11、如图所示，不计摩擦和绳重，把一个重为20N的物体沿竖直方向在4s内匀速提升了2m，所用拉力F为12.5N．则拉力F所做的功为 J，滑轮组的机械效率为 。
12、(2025·惠州一模)如图所示，把重为200 N的物体匀速提升2 m，不计滑轮、绳子的重力及摩擦，所用拉力F为________ N，拉力所做的功为________ J；若拉力为110 N，滑轮组的机械效率为________。
13、(2025·广州改编)如图物体A以2 cm/s的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3 N，绳子自由端水平拉力F＝________ N，物体受到的摩擦力f＝5 N,2 s内绳子自由端移动的距离为________ m，滑轮组的机械效率是________。(不计轮与绳之间的摩擦)
14、(2025·安徽改编)如图，一固定斜面顶端装有定滑轮，为测量该装置提升物体时的机械效率，用弹簧测力计连接细绳，跨过定滑轮将重为6 N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6 m，物体上升的高度为0.3 m，弹簧测力计的示数为4 N。此过程中做的有用功________ J；该装置的机械效率为________。
15、一辆车开进了泥潭中，司机取来一个动滑轮欲将汽车从泥潭中拉出，如图所示，若司机用750N的拉力在5s内将汽车水平匀速拉动1m，那么：
(1)司机所做的功是多少J？
(2)司机做功的功率是多少W？
(3)若滑轮的机械效率为60%，汽车所受地面的摩擦力是多少N？
16、城市公交是城市文明的流动窗口，吕梁市市区全部使用新能源纯电动公交车，全民免费乘坐，全力推进节能减排，呼吁广大市民优先选乘公交，共建美丽幸福吕梁。如图是“纯电”公交车以最大总质量正在运营的场景，公交车所受的阻力为车重的0.02倍，表格是公交车铭牌的部分参数（g取10N/kg）。求：
（1）若轮胎与地面接触的总面积0.06m2，公交车以最大总质量在水平路上匀速行驶时对地面的压强。
（2）若某次公交车以峰值功率在水平路面以36km/h的速度匀速行驶5min，牵引力所做的功和机械效率。
17、早在3000多年前，我们的祖先就设计了汲水工具﹣﹣辘轳（如图所示），辘轳是一种省力的机械。小军用辘轳从井中匀速提上来一桶水，水重200N，桶重20N，用时30s，提升的高度6m，做的总功为1500J，求：
（1）小军所做的有用功？
（2）辘轳的机械效率？
（3）小军提水的总功率？
（4）小军克服绳重和摩擦阻力所做的功？
【知识点4】机械效率的计算
1、小聪想搬起地面上重350N的石块，但未搬起；小明用重50N的动滑轮在6s内将此石块匀速竖直提升3m，如图所示（不计绳重和滑轮摩擦），下列说法不正确的是（ ）
A. 搬石块时，小聪没有对石块做功
B. 绳子自由端的拉力为200N
C. 动滑轮的机械效率为87.5%
D. 拉力的功率为100W
2、如图所示使用动滑轮时拉力F在4s内做了80J的功，此动滑轮的机械效率为75%。在同一个坐标轴里画出总功、有用功和额外功的图像，下列图像正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
3、某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示，已知物体的质量为450g，所用动滑轮的质量为50g，绳子自由端的拉力F为1.3N，g取10N/kg。在0～2s的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A.绳子自由端移动的速度为5.0cm/s
B.拉力F的功率为0.26W
C.额外功为0.45J
D.滑轮组的机械效率为90%
4、小明用如图所示滑轮组将一个放在水平地面上的物体匀速拉动，物体用时2s移动了4m，物体重为2000N，运动过程中物体受到的摩擦力为450N，绳子自由端受到的拉力F为200N。下列说法正确的是( )
A.绳子移动了12m
B.该装置的有用功是8000J
C.拉力的功率是400W
D.该装置的机械效率70%
5、一个人利用如图所示的滑轮组提起一个重2000N的重物，所用的拉力是400N，重物上升1m，下列说法正确的是( )
A.总功是3200J，机械效率是60%
B.总功是2000J，机械效率是50%
C.有用功是3200J，机械效率是83%
D.有用功是2000J，机械效率是62.5%
6、如图，用12N的拉力F竖直向上匀速提升木块，2s内木块升高的高度为、木块重力，下列判断正确的是( )
A. 拉力F做功为
B. 滑轮组做的有用功为
C. 滑轮组机械效率为
D. 拉力F做功的功率为
7、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，汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，g取10N/kg。下列说法中（ ）
①滑轮组的机械效率为80%
②汽车受到的摩擦力为150N
③汽车牵引力在4s内做的功为8×103J
④汽车牵引力的功率为6000W
A.只有①正确
B.只有①④正确
C.只有①②正确
D.只有③④正确
8、如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，（g＝10N/kg）。下列结论正确的是（ ）
①动滑轮的重力为9N
②1～2s内拉力F的功率为2W
③此装置提升重物的最大机械效率约为81.8%
④用此装置匀速提升50N的货物时，小张对地面压力为470N
A.①④
B.③④
C.③
D.②③④
9、如图所示是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重为的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重200N，重物在8s内上升了10m，不计绳重与摩擦，下列说法中不正确的是（ ）
A. 拉力F大小为400N
B. 拉力F的功率为1250W
C. 克服动滑轮重力做功2000J
D. 滑轮组的机械效率约为83.3%
10、修建房屋时，质量为60kg的建筑工人使用滑轮组提升建材。他用竖直向下的拉力在15s内将重为480N的建材匀速提升了3m，每个滑轮重20N，不计滑轮摩擦和绳重，g取。下列结论正确的是（ ）
A. 工人拉动绳子的速度为0.2m/s
B. 工人对绳子拉力的功率50W
C. 此装置的机械效率为96%
D. 若工人脚与地接触面积共，则他对地的压强为
11、用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知物体M重760N，体积为3×10﹣3m3，物体M未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m。此过程拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，(ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/ kg，不计绳重和摩擦，忽略水对物体阻力)下面分析中错误的是( )
A. 此过程绳端的拉力F大小为400N
B. 当物体M没有露出水面时，动滑轮下端挂钩上绳子的拉力为730N
C. 动滑轮的重力为70N
D. 物体M未露出水面的过程中，该滑轮组提升货物的机械效率为95%
12、用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，将重的货物匀速吊起高。每只滑轮重为，绳自由端的拉力的大小分别为和，若不计绳重和摩擦，______（选填“大于”“等于”或“小于”），甲滑轮组的机械效率为______。
13、如图所示，在200N拉力F的作用下，用滑轮组将重为300N的货物匀速提升，在20s内货物竖直上升了2m。在这个过程中，绳子自由端移动的速度为 m/s，额外功为 J，滑轮组的机械效率为 。
14、 工人利用如图所示装置提升物料，该装置中的滑轮为________滑轮。已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦。工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为________N。若绳子能承受的最大拉力为520N，每根钢条重100N，该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率为________。
15、用如图所示滑轮组将重540N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10m，绳端拉力为200N（不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦），则动滑轮重______N，此过程该滑轮组的机械效率为______。
16、如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1s内，将重为的建筑材料沿竖直方向匀速提升1m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为；
（1）支腿做成“”形而非“”形的作用是：__________；
（2）求钢丝绳自由端的移动速度；____
（3）求拉力F的功率和滑轮组的机械效率。____
17、(2025·连云港)重450 N的箱子，在20 N水平推力的作用下，沿水平路面做匀速直线运动，地面对箱子的支持力大小为________ N，箱子受到的阻力大小为________ N。如果用如图所示的滑轮组匀速提升该箱子，拉力F＝250 N，滑轮组的机械效率为________。箱子以0.1 m/s的速度匀速上升的过程中，拉力的功率为________ W。
18、 如图甲，质量为40kg的货物静止在水平地面上，与地面的接触面积是。如图乙。工人用250N的拉力F，将货物用滑轮组匀速提升到3m高的二楼，此过程中货物上升的速度是0.2m/s。求：
（1）货物静止在水平地面上时，对地面的压强；
（2）工人用滑轮组提升货物时做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）为提高该滑轮组的机械效率，请你提出一条合理建议。
19、工人师傅用如图所示的滑轮组，用400N的拉力在10s内把900N的货物匀速提高2m。求：
(1)工人师傅拉力所做的功；
(2)工人师傅所做有用功的功率；
(3)滑轮组的机械效率。
20、小夏利用如图的滑轮组，将重量为的物体匀速提升了。已知他自身的重量为，对绳子施加的拉力，两脚与地面接触的总面积求此过程中：小夏对地面的压强；拉力做的功；该滑轮组的机械效率。
21、杠杆是一种让人类突破自身力量极限的简单机械。如图所示，OA长20cm，OB长120cm，张宇同学竖直下压B端，重物被竖直匀速顶起10cm，已知重物质量为270kg，求：
（1）若不计杆重和摩擦，上述过程在B端施加多大的力；
（2）若实际使用600N的力，则这个过程的机械效率。
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【答案】解：（1）图中的动力与阻力都在竖直方向，力臂都是水平方向，根据相似的知识知，动力臂与阻力臂之比等于OB与OA的比，LOA：LBO＝OA：OB；若不计杆重和摩擦，根据杠杆平衡条件可得：
G LOA＝F LBO，即270kg×10N/kg×20cm＝F×120cm；
解得：F＝450N；
（2）若不计杆重和摩擦，F＝450N做功都是有用功，
η100%＝75%。
22、图1所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图2所示。吊篮的质量为60kg，两名工人及工具的总质量为240kg，某次吊升过程中，吊篮在30s内匀速上升了6m。不计滑轮重、绳重和摩擦，g取10N/kg，求
(1)电动机对绳子的拉力；
(2)电动机对吊篮(包括人及工具)做的功和功率；
(3)对吊篮做的功为额外功，对人和工具做的功为有用功，则机械效率是多少。
23、(2022遵义)《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械.其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流，绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一顷于枧内，流入亩中.昼夜不息，百亩无忧.”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示.若接水槽离取水处高4m ，水轮上有 12 个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为60s.(接水槽离倒水处的高度忽略不计,g取10 N/kg)
(1)请从能量转化的角度，简要分析筒车的工作原理.
(2)求该筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功.
(3)若水流冲击筒车的功率为40 W，求筒车旋转一周取水的机械效率.
【知识点5】斜面的机械效率
1、如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置，斜面粗糙程度相同。他用平行于斜面向上的恒定拉力F，将重6N的物体以的速度匀速拉到斜面顶端，测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是（ ）
A. 拉力做功为3J
B. 物体受到摩擦力为1.5N
C. 在匀速拉动过程中，物体的机械能不变
D. 若以的速度匀速拉动物体，斜面机械效率仍为75%
2、如图所示，人借助滑轮组或斜面可以把重均为G的物体A、B匀速提升相同高度h，绳子对A的拉力为F1，F3平行于斜面，则（ ）
A.斜面的机械效率是
B.滑轮组的额外功2F2h﹣Gh
C.滑轮组的机械效率是
D.斜面的总功是Gh
3、工人用推力F将重为1000N的箱子沿ABC匀速推至水平车厢中，斜面高1.5m，F始终与箱子运动方向相同。该过程中的各项信息如表格所示。则（ ）
A.AB过程额外功为1800J
B.BC过程推力所做的功为1000J
C.AB过程推力做功的功率为18000W
D.斜面的机械效率约为66.7%
4、小明将木板一端置于水平桌面上，另一端与量角器组装成斜面（如图所示），按以下步骤进行了实验：
①选3个物体A、B和C，分别测出它们的重力大小；
②将斜面倾角（木板与桌面夹角）调成5°，分别将物体A、B、C放置在斜面上保持静止，用压力传感器分别测出它们对木板的压力大小；
③将斜面倾角先后调成10°和15°，重复步骤②。
实验数据记录如下表：
结合以上信息，按要求回答下列问题：
（1）请在图中画出物体A对木板（斜面倾角为15°）压力的示意图，要求包含力的三要素；
（2）若研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系，可选择实验序号______中的数据进行分析；
（3）分析比较实验数据可知：不同物体静止在同一斜面上时，物体对木板的压力与该物体重力的比值______；
（4）分析比较实验数据可知，同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力与该物体重力的比值______（选填“越大”“越小”或“不变”）；
（5）斜面作为一种简单的机械，在生活中常有应用。在沿斜面向上的拉力F作用下，质量为的物体沿斜面向上匀速运动了，升高了，斜面的机械效率为90%，则该物体所受摩擦力的大小为______N。（取）
5、如图甲所示，在探究斜面机械效率的小组活动中，分别将A、B两个完全相同的物体拉到斜面顶端，做功情况如图乙所示，对物体A做的总功是 J，对物体A做的有用功是 J，对物体B做功的机械效率是 。
6、如图是小明同学做“探究斜面的机械效率”的实验装置。
(1)请计算斜面坡度为60°时的机械效率。
(2)请你根据实验数据推导下列的结论：
结论1：沿粗糙程度相同的斜面向上匀速拉动同一物体时，斜面坡度越 ，拉力越小；
结论2：在粗糙程度相同的条件下，斜面坡度越大，机械效率越 。
(3)如果你是一位建筑设计师，需要设计一幢老年人俱乐部的大楼，受上述实验的启发，在设计楼梯时，您会把楼梯设计得较 (选填“缓”或“陡”)。
7、如图所示是小红同学探究影响斜面机械效率因素的实验装置，物体在沿斜面向上的拉力F作用下匀速向上运动。实验准备的器材有：三个质量不同的木块A，三条粗糙程度不同的长木板B，三个高度不同的长方体铁块C，刻度尺，弹簧测力计。
(1)下面是小红探究斜面机械效率与物重的关系时记录的有关数据：
通过分析数据，你可以得出结论： 。
(2)上述实验中，保持斜面长度不变，将斜面升高到0.2m，把一个重3N物体沿斜面匀速向上拉时，所需拉力为1.0N，则此时物体受到的摩擦力是 ，斜面的机械效率是 。此过程中物体的机械能 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)小红猜想斜面的机械效率可能还与斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度有关，小红想研究斜面的机械效率与斜面的粗糙程度的关系，于是小红将三条粗糙程度不同的长木板放置成相同的倾斜程度，并将这三个不同物重的物体同时沿斜面匀速拉动相同的长度，测出弹簧测力计的示数，比较它们的机械效率，这种方法 (选填“能”或“不能”)得出结论，原因是 。
8、为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置，实验测得的数据如表：
请你根据表中的数据解答下列问题：
(1)实验中要求用沿平行斜面向上的力拉木块在斜面上做 运动，该过程中木块的机械能 (选填“变大”“不变”或“变小”)；
(2)第2次实验中，拉力所做的有用功为 J，斜面的机械效率为 ，斜面对木块的摩擦力为 N；
(3)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是： ；
(4)试列举出生活中利用斜面的一个实例： 。
9、(2022海南)小明发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面，且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同，这引发了小明对斜面的兴趣.他想了解斜面的机械效率是否与倾斜程度有关，便与实验小组的小伙伴们用如图所示装置进行实验探究.
(1)测量斜面的机械效率，需要的测量工具是 、 .
(2)请设计出实验数据记录表.
(3)准备动手实验时，有小伙伴提出，斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度有关.则他们要探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时，应当保持 不变，这里采用的科学研究方法是 .
10、(2025郴州)如图所示，在斜面上将一个重 10 N的物体匀速拉到顶端所用的时间为4s .沿斜面向上的拉力 F=9N，斜面中AB=5m,AC=4m,物体与斜面的接触面积为 100 cm ,斜面对物体的支持力为8N.求：
(1)物体在斜面上的速度.
(2)物体对斜面的压强.
(3)斜面的机械效率.(计算结果保留一位小数)
【知识点6】机械效率的概念
1、机械效率总是小于1的原因是( )
A.额外功较大
B.总功较小
C.有用功总是小于总功
D.有用功总是小于额外功
2、伴随着中国城市化建设的高速发展，塔吊在建筑施工、货物搬运等方面发挥着越来越大的作用，如图为塔吊的工作场景，下列对相关知识的分析正确的是（ ）
A.塔吊将建筑材料匀速向上提升时，建筑材料的机械能不变
B.塔吊吊着建筑材料匀速水平转动时，建筑材料的机械能增大
C.所吊的建筑材料越重，机械效率越高
D.吊起建筑材料用时越短，机械效率越高
3、关于功、功率和机械效率，下列说法错误的是( )
A.使用机械时，有时可以省力，但一定不省功
B.做功快的机器，功率一定大
C.功率不同的机器，做的功一定不相等
D.额外功与总功之比越小，机械效率一定越大
4、下列说法中正确的是（ ）
A.机械的效率越高，做功越快
B.做功越多，做功越快
C.做功时间越少，做功越快
D.功率越大，做功越快
5、下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是( )
A.机械效率越高，机械做功一定越多
B.机械做的有用功越多，机械效率一定越高
C.功率越大的机械，做功一定越快
D.做功越快的机械，机械效率一定越高
6、机械效率越高的简单机械，必定是有用功占总功的比例越 (选填“大”或“小”)，机械效率的数值总 (选填“大于”“等于”或“小于”)1。以同样速度行驶的列车和小汽车， (选填“列车”或“小汽车”)动能大。
7、明代学者宋应星（江西人）著有《天工开物》，如图所示，是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景。桔槔属于 （选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），使用时，机械效率η （选填“＞”“＜”或“＝”）1。
8、挖掘机主要特点是力气大，效率高，能完成人力所不能完成的工程，提高工作效率。下表是“斗山中国”制造的挖掘机的一些参数（“标准斗容”是指铲斗铲满泥土的体积；质斗比是指挖掘机的整机质量与标准斗容之比），请根据参数计算（g＝10N/kg）。
（1）型号DH80﹣7挖掘机对水平地面的压强？
（2）型号DH80﹣7挖掘机将铲满密度为2.5×103kg/m3的泥土举高2m，克服泥土重力做功？
（3）型号DH80﹣7挖掘机正常工作1h消耗的能量？
（4）“质斗比”的单位是 ；从机械效率角度考虑，“质斗比”越 越好（填“大”或“小”）。
【知识点7】影响机械效率大小的因素
1、某大厦观光电梯工作原理如图所示，当电梯匀速上升时，下面说法中错误的是（ ）
A.以轿厢为参照物，乘客是静止的
B.电梯内乘客越多，电动机的机械效率越高
C.电梯匀速上升过程中，乘客的动能转化为重力势能
D.电动机驱动滑轮，利用钢丝绳和滑轮间的摩擦力传递动力
2、工人师傅用动滑轮把一重物匀速提升到某一高度。若物体的重力与滑轮的重力之比G物：G轮＝5：1，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为（ ）
A.75%
B.80%
C.83.3%
D.87.5%
3、小柳利用如图所示滑轮组将重物A提升到高处。下列说法正确的是（ ）
A.小柳利用滑轮组的目的是为了省功
B.重物A悬停时，小柳对重物不做功
C.用滑轮组做功多，说明它的机械效率高
D.当重物A匀速缓慢上升时，小柳对重物不做功
4、如图所示，用两滑轮采用不同的绕绳方法，将同一重物匀速提升相同的高度（不计绳重和摩擦），这两种不同的绕绳情况下（ ）
A.拉力大小不相等，机械效率相等
B.拉力大小相等，机械效率不相等
C.拉力大小相等，机械效率相等
D.拉力大小不相等，机械效率不相等
5、用同一滑轮按甲、乙两种方式竖直匀速提升同一物体，设弹簧测力计示数分别为F甲、F乙，滑轮机械效率分别为η甲、η乙，则它们的大小关系应是F甲 F乙，η甲 η乙。（不计绳重和摩擦）
6、如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为3.6N。
(1)实验时要竖直向上且 拉动弹簧测力计。若物体上升一定高度，此时弹簧测力计的示数如图所示，是 N，则滑轮组的机械效率是 ；
(2)若仅增加物体的重力，该滑轮组的机械效率将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。(不计摩擦)
7、在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙三组实验，实验数据记录如下：
(1)求进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为 (结果精确到0.1%)；
(2)进行第3次测量时，克服物重做的有用功是 J，弹簧测力计示数为 N；
(3)从实验数据可以看出，同样的装置，提升重物越重，机械效率越 (选填“大”或“小”)；
(4)若提起同样的重物，用轻质塑料动滑轮代替实验中的铁质动滑轮，则机械效率变 (选填“大”或“小”)。
8、提高机械效率可以充分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。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想：
猜想I：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示。
(1)实验时应沿竖直方向 缓慢向上拉动弹簧测力计；
(2)分析表中数据可知：第3次实验是利用了图 的装置完成的，它的机械效率η= ；
(3)比较2、4两次实验数据，可验证猜想I是 (选填“正确”或“错误”)的；
(4)通过比较 (填实验序号)两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；
(5)通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率 。
2026届中考物理一轮复习 力学：机械效率 知识点专练（参考答案）
【知识点1】有用功、额外功、总功
1、(2025·重庆)在美丽乡村建设的工地上，如图所示，工人借助动滑轮用250 N的拉力，将450 N的重物匀速提升2 m，用时10 s。则( )
A.重物上升的速度为0.4 m/s
B.动滑轮做的有用功为1 000 J
C.工人的拉力的功率为90 W
D.拉力做的总功1 000 J
【答案】D
【解析】重物上升的速度v＝＝＝0.2 m/s，故A错误；动滑轮做的有用功W有＝Gh＝450 N×2 m＝900 J，故B错误；由题图可知，绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×2 m＝4 m，拉力做的总功W总＝Fs＝250 N×4 m＝1 000 J，拉力做功的功率P＝＝＝100 W，故C错误，D正确。
2、小红用如图所示的滑轮向左匀速拉动物体A，下列说法正确的是( )
A.物体重力做的功是有用功
B.拉力F1做的功是额外功
C.拉力F做的功是总功
D.克服物体受到的摩擦力做的功是总功
【答案】C
【解析】由图可知，用动滑轮拉动物体向左匀速拉动，因为物体沿重力方向移动距离为0，所以重力不做功；克服摩擦力做的功为有用功，故A、D错误；
是水平使用动滑轮拉动物体，由图可知，克服物体与地面间的摩擦力做的功为有用功，有用功即等于拉力做的功，故B错误；
绳子自由端的拉力做的功为总功，包括有用功、额外功，故C正确。
3、下列说法中正确的是( )
A.使用任何机械都能省力
B.总功等于有用功加额外功
C.使用某些机械可以省功
D.额外功可以不做，现实生活中机械效率可达100%
【答案】B
【解析】有些机械可以省力，有些机械可以省距离，但使用任何机械都不省功，故A、C错误；
总功都等于有用功和额外功的总和，故B正确；
机械效率是指有用功与总功的比值，总功是有用功和额外功之和，由于机械的自重和摩擦，使用机械时不可能不做额外功，即额外功不为0，所以，机械效率总小于1，故D错误。
故选B。
4、任何机械效率都 (选填“大于”“小于”或“等于”)1，如图所示，工人利用滑轮组以250N的拉力将重为400N的货物匀速提高2m。则此过程中，对货物做的功是 (选填“有用功”“额外功”或“总功”)，为 J。
【答案】小于 有用功 800
【解析】 总功等于有用功加额外功。使用任何机械做功时，都需要克服机械之间的摩擦力或者自身重力做功，这些都属于额外功，所以机械效率一定比1小。
对货物做的有用功为。
5、如图甲所示，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别利用两个滑轮组将A、B两物体从地面匀速拉到相同高度，对物体做功情况如图乙所示，请问：
（1）琴琴操作的滑轮组对物体A做的有用功是 J，对物体B做的额外功是 J。
（2）将物体A从地面往上拉动的过程中，物体A的动能 ，机械能 （以上两空选填“减小”“不变”或“增大”）。
【答案】（1）2；0.5；
（2）不变；增大。
【解析】（1）由图乙可知，滑轮组对物体A做的总功为3J，额外功为1J，故对物体A做的有用功为：
W有＝W总A﹣W额A＝3J﹣1J＝2J；
A、B是两个完全相同的物体，都拉到相同高度，故对物体B做的有用功和对物体A做的有用功相同；
由图乙可知，对物体B做的总功为2.5J，故对物体B做的额外功：
W额B＝W总B﹣W有＝2.5J﹣2J＝0.5J；
（2）将物体A从地面往上拉动的过程中，物体A质量不变，速度不变，动能不变；高度增加，重力势能增加，因此机械能增大。
6、用如图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，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，反映绳子自由端运动的图线
是 （选填“A”或“B”），动滑轮重为 N，3s内对物体做的有用功为 J。
【答案】A；40；300。
【解析】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；
不计绳重和摩擦，拉力F（G+G动），则动滑轮重力：
G动＝3F﹣G＝3×80N﹣200N＝40N；
由图乙可知，t＝3s时，物体运动的高度h＝1.5m，
对物体做的有用功：W有用＝Gh＝200N×1.5m＝300J。
7、如图甲，小明先后使用两个不同的滑轮组将同一物体提升了相同高度，所用拉力分别为FA、FB，整个过程中，拉力FA、FB的做功情况如图乙所示。该过程中，小明对物体所做的有用功是 J，小明利用右侧滑轮组提升物体时所做的额外功是 J。
【答案】2；0.5。
【解析】由乙图可知，拉力FA做的总功为3J，额外功为1J，则对物体所做的有用功是
W有＝W总﹣W额＝3J﹣1J＝2J
小明先后使用两个不同的滑轮组将同一物体提升了相同高度，所以两次过程中做的有用功相同，则右侧滑轮组提升物体时所做的额外功是
W额＝W总﹣W有＝2.5J﹣2J＝0.5J
8、如图所示，小明利用斜面将质量为20kg的物体匀速提高2m，物体在斜面上运动的距离为5m，所用时间为10s。求：（g取10N/kg）
（1）物体受到的重力；
（2）物体在斜面上运动的速度；
（3）小明对物体做的有用功。
【答案】（1）物体受到的重力为200N；
（2）物体在斜面上运动的速度为0.5m/s；
（3）小明对物体做的有用功为400J。
【解析】（1）根据G＝mg可知，物体的重力为：
G＝mg＝20kg×10N/kg＝200N；
（2）根据v可知，物体在斜面上运动的速度为
v0.5m/s；
（3）物体上升的高度为2m，小明对物体做的有用功为
W有用＝Gh＝200N×2m＝400J。
9、如图所示，工人利用滑轮组将沙子从地面提升到距地面6m高的三楼，沙子的质量为50kg，装沙子的桶的质量8kg，动滑轮的质量为2kg，工人匀速拉绳子的力为300N。(忽略摩擦和绳重，g取10N/kg)
求：(1)工人做的有用功；(2)工人做的总功；(3)工人做的额外功。
【答案】(1)3000J (2)3600J (3)600J
【解析】沙子的重力G沙＝m沙g＝50kg10N/kg＝500N；
工人做的有用功W有＝Gh＝500N6m＝3000J；
(2)由图知，绳子有效股数n＝2，绳子自由端移动的距离s＝2h＝2×6m＝12m，
拉力做功：W总＝Fs＝300N×12m＝3600J；
(3)由于忽略摩擦和绳重，
所以W额＝(G桶+G动)h＝(m桶+m动)gh＝(8kg+2kg)×10N/kg×6m＝600J。
【知识点2】测量滑轮组的机械效率
1、用如图甲所示的装置探究滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动的关系。（忽略绳重和摩擦）
（1）实验时，应 （选填“匀速”“加速”或“减速”）竖直向下拉动弹簧测力计；
（2）改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图像。分析图像可知：被提升物体重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率 （选填“越高”或“越低”）。滑轮组的效率与物体上升的高度 （选填“有关”或“无关”）；
（3）分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 N。若用不同滑轮组提升同一物体的效率分别为50%和90%，则两次滑轮组中的动滑轮重力之比为 。
【答案】（1）匀速；（2）越低；无关；（3）3；9：1。
【解析】（1）实验时，应匀速竖直向下拉动弹簧测力计使物体匀速运动，且应该在弹簧测力计匀速拉动时读取示数。
（2）根据图乙可知，被提升物体所受的重力相同时，滑轮组的机械效率随动滑轮的重力的增加而减小，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
忽略绳重和摩擦，滑轮组的机械斜率
所以滑轮组的效率与物体上升的高度无关。
（3）根据图中A点的数据，根据得到被提升物体所受的重力
两次滑轮组中的动滑轮重力之比为
2、在“探究影响滑轮组机械效率”的验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如表：
(1)实验时沿竖直方向缓慢拉动弹簧测力计使物体升高，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应________(选填“保持静止”或“匀速上升”)；
(2)第三次实验中滑轮组的机械效率为_________(结果精确到0.1%)。
【答案】(1)匀速上升 (2)55.6%
【解析】(1)实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使物体缓缓上升，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应匀速上升，滑轮组处于平衡状态，三股绳对动滑轮的拉力、物体和动滑轮的总重力、滑轮组的摩擦力平衡。
(2)第3次实验机械效率
3、某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。
（1）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计，使钩码上升；
（2）分析表中数据，可得第1次实验的s1＝ h1，这是用 （选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验；第2次实验的s2＝ h2，这是用 （选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验。
（3）比较第1次实验和第2次实验的数据可得：两次实验提升的重物G1 （选填“＞”“＜”或“＝”）G2，机械效率η1 （选填“＞”“＜”或“＝”）η2，从两次使用的滑轮组装置角度分析，造成两次机械效率有这样关系的原因是 。
（4）小组同学再用第1次实验使用的装置做第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s3＝ m，机械效率η3＝ 。
（5）比较第1次和第3次实验的机械效率，可得：使用同一滑轮组提升物体，物体越
（选填“轻”或“重”），滑轮组的机械效率越高。
【答案】（1）匀速；（2）3；甲；4；乙；（3）＝；＞；使用不同滑轮组提升相同重物时，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）0.3；83.3%；（5）重。
【解析】（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小。
（2）由表格中的数据可知，第1次实验中的s1＝3h1，即由三段绳子拉着动滑轮，故图中的甲图是该实验的装置；第2次实验中的s1＝4h1，即由四段绳子拉着动滑轮，故图中的乙图是该实验的装置；
（3）由第1次实验和第2次实验的数据可知，两次实验提升的重物G1＝G2，机械效率η1＞η2，造成两次机械效率有这样关系的主要原因是动滑轮的个数是不同的，动滑轮个数越多，机械效率越低，即使用不同滑轮组提升相同重物时，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＝3×0.1m＝0.3m，机械效率．
（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，重力越大，即增大物体的重力大小，可以提高滑轮组的机械效率。
4、如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。
（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，若钩码上升的高度为8cm，则弹簧测力计向上移动 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 ，如果使钩码升高的高度增加为原来的2倍，机械效率将 （均选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】（1）匀速；2.4；24；83.3%；（2）增大；不变。
【解析】（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样测量出的拉力才准确；
图中弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数为2.4N；
因为滑轮组用三段绳子承担物重，那么弹簧测力计移动的距离就是钩码上升高度的三倍，故弹簧测力计向上移动了3×8cm＝24cm；
该滑轮组的机械效率η100%100%100%≈83.3%；
（2）在滑轮组其它条件不变的情况下，仅增加钩码的个数，相当于增大了有用功的比例，因此，其机械效率会增大；
根据η100%100%100%100%，滑轮组的机械效率与被提升的高度无关，钩码升高的高度为原来2倍时，机械效率不变。
5、小敏和同学们用如图甲所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在表中：
（1）小敏在实验中，发现竖直向上 拉动弹簧测力计时读数很不方便，她便在测力计静止时读数，同组的小明同学指出她这样测出的数据是错误的，原因是 。
（2）第三次实验中，绳端移动的距离为 m，滑轮组的机械效率是 。
（3）由1、2两次实验数据可得出结论： 。
（4）同组的小华增加了一个质量相同的滑轮，组成了图乙所示滑轮组来提升相同的重物，发现更省力，那么与小敏相比，小华的方法测出的机械效率将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（5）在图乙实验操作的基础上，如图丙所示改变绳端拉力方向，测得的测力计示数
将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】（1）匀速；没有考虑机械之间的摩擦，测出的拉力偏小；（2）0.45；80%；（3）同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越大；（4）变小；（5）变大。
【解析】（1）在实验过程中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小，若在测力计静止时读数，这时测出的数据是错误的，原因是：没有考虑机械之间的摩擦，测出的拉力偏小；
（2）由图知，滑轮组由三段绳子承担物重，所以s3＝3h3＝3×0.15m＝0.45m；
η3100%100%＝80%；
（3）通过比较1、2两次实验数据知，滑轮组和提升物体的高度相同，钩码的重力越大，机械效率越高，故得出结论：同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越大；
（4）实验中动滑轮的个数多，做的额外功更多，在有用功相同时，机械效率会变小；
（5）在图乙实验操作的基础上，如图丙所示改变绳端拉力方向，拉力F向右倾斜，则拉力的力臂变小，拉力变大，测得的测力计示数将变大。
6、提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学用如图所示装置在“测量滑轮组的机械效率”实验中，测得的数据如表所示。
（1）实验中应尽量竖直向上 （选填“匀速”或“加速”）拉动弹簧测力计；
（2）计算出第3次实验机械效率是 （结果精确到0.1%）；
（3）分析比较第1、2、3次实验数据可以初步判定，使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越重，滑轮组的机械效率 （选填“越高”“越低”或“不变”）；绳和轮之间的摩擦属于 （选填“有益”或“有害”）摩擦。
【答案】（1）匀速；（2）74.1%；（3）越高；有害。
【解析】（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，系统处于平衡状态，拉力大小才等于测力计示数；
（2）根据第3次实验数据可知，有用功为：W有＝Gh＝4N×0.1m＝0.4J；
总功为：W总＝Fs＝1.8N×0.3m＝0.54J；
第3次实验的机械效率：η74.1%；
（3）比较第1、2、3次实验数据可知，提升高度相同，绳子自由端移动的距离相同，说明使用的是同一滑轮组，但物重不同，且物重越大，滑轮组的机械效率越高；
克服绳和轮之间的摩擦所做的功是额外功，所以绳和轮之间的摩擦属于有害摩擦。
7、某小组在“测量滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。
(1)实验中应沿着竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计；
(2)用图丁装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中两个数据填写完整； 、 ；
(3)通过比较 、 两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子股数无关；
(4)通过比较 、 两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；
(5)通过比较3、4两次实验数据可得出结论： 。
【答案】(1)匀速 (2)0.4 80% (3)1 2 (4)2 3 (5)提升物体重力一定时，动滑轮重力越大，机械效率越低
【解析】(1)实验中缓慢沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，此时滑轮组处于平衡状态，拉力大小和测力计示数相等。
(2)用丁图所示装置进行实验，绳端移动的距离
s=4h=0.4m
第4次实验的机械效率
(3)如甲乙两图，使用同一滑轮组提升同一重物时，绳子有效股数不同，但机械效率相同，说明使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子有效股数无关。
(4)研究滑轮组的机械效率与物重的关系，要控制其他因素相同，只改变物重大小，故通过比较2、3两次实验得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。
(5)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组机械效率越低。
【知识点3】机械效率的简单计算
1、(2025·云南)如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720 N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80 N，不计绳重和摩擦，则( )
A.绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
B.拉力F为800 N
C.拉力F的功率为360 W
D.动滑轮的机械效率为90%
【答案】D
【解析】由题图乙可知，货物上升的速度v物＝＝＝0.5 m/s，滑轮为动滑轮，绳子自由端移动的速度v＝2v物＝2×0.5 m/s＝1 m/s；不计绳重和摩擦，拉力F＝(G＋G动)＝×(720 N＋80 N)＝400 N；拉力F的功率P＝＝＝Fv＝400 N×1 m/s＝400 W；动滑轮的机械效率η＝＝＝＝＝＝90%，故选D。
2、(2022常德)如图所示，用两滑轮采用不同的绕绳方法，将同一重物匀速提升相同的高度(不计绳重和摩擦)，下列说法中正确的是( )
A.F >F ,F 移动距离多
B.FC.F 所做的额外功多
D.两装置的机械效率相同
【答案】D
3、(2025 河南)如图所示,在200 N的拉力F作用下,用滑轮组将重为300N的货物匀速提升，在20 s内货物竖直上升了2m.不计绳重及滑轮上的摩擦.下列说法正确的是( )
A.滑轮组做的有用功为 400 J
B.拉力F做功的功率为 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
【答案】C
【解析】滑轮组做的有用功2m=600 J，A错误；由图可知，滑轮组承担物重的有效绳子段数 n=2，则拉力做的总功200 N×2×2m=800 J,拉力F做功的功率 B错误；滑轮组的机械效率 C正确；滑轮组提升的货物越轻，有用功在总功中所占比例越小，机械效率越小,D错误.
4、(2025 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0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，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( )
A.绳子自由端移动的距离为3m
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
【答案】D
【解析】物体移动的距离1m，由图可知，n=2，绳子自由端移动的距离 ，A错误；拉力做的有用功 ，B错误；拉力做的总功 额外功150 J=100 J,C错误;拉力做功的功率25 W,D正确.
5、(2025·佛山禅城区一模)如图所示，用两个完全相同的滑轮匀速提升所受重力相等的物体。不计轴处摩擦，比较甲、乙装置可知( )
A.甲省力，机械效率较高
B.甲不省力，机械效率较低
C.乙省力，机械效率较低
D.乙不省力，机械效率较高
【答案】D
【解析】定滑轮不省力，不用对滑轮做功，故机械效率高；动滑轮省力，但要对滑轮做额外功，故机械效率低，故选D。
6、(2025连云港)下列关于机械效率的说法正确的是( )
A.越省力的机械，机械效率越高
B.做功越快的机械，机械效率越高
C.所做有用功越多的机械，机械效率越高
D.有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高
【答案】D
7、学校每周一举行的升旗仪式中，升旗手在国歌声中将国旗升到旗杆顶端(如图所示)，下列说法正确的是( )
A.升旗手拉绳子用的力是国旗所受重力的一半
B.旗杆顶端的定滑轮用来改变力的方向
C.国旗匀速上升过程中机械能守恒
D.滑轮越多，滑轮组的机械效率越高
【答案】B
【解析】旗杆上滑轮轴固定，是定滑轮，定滑轮相当于等臂杠杆，不省力，因此拉绳子的力等于国旗的重力；定滑轮可以改变力的方向；国旗匀速上升，所以动能不变，重力势能增大，机械能增大；滑轮越多的滑轮组，提升相同物体时，动滑轮越重，机械效率越低。
8、如图为荆州李埠长江公铁大桥施工现场，一台起重机在2min内消耗106J能量将重为30000N的混凝土预制件匀速提升了24m。g取10N/kg，下列说法正确的是（ ）
A.在此过程中预制件的机械能不变
B.在此过程中起重机的功率为5×104W
C.起重机对混凝土预制件做功为7.2×106J
D.起重机的械效率为72%
【答案】D
【解析】A．在此过程中，预制件质量不变，速度不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，机械能＝动能+势能，机械能变大，故A错误；
B．在此过程中起重机的功率
故B错误；
C．起重机对混凝土预制件做功
W有＝Gh＝30000N×24m＝7.2×105J
故C错误；
D．起重机的械效率
故D正确。
9、如图所示，用F=250N的拉力，把重G=400N的物体在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，则( )
A.拉力做的有用功为500J
B.拉力的功率为50W
C.滑轮组的机械效率为80%
D.增大提升重物的高度，可以提高该滑轮组的机械效率
【答案】C
【解析】对物体所做的有用功W有=Gh=400N×2m=800J；故A不符合题意；
由图可知，与动滑轮相连的绳子有效股数n=2，绳端移动的距离s=nh=2×2m=4m
拉力所做的总功W总=Fs=250N×4m=1000N
拉力的功率
滑轮组的机械效率；故B不符合题意，C符合题意；
滑轮组的效率
由上式可知，滑轮组的机械效率的大小与重物的上升的高度无关，故D不符合题意。
10、(2020·深圳)如图所示，湖面上有一艘小船，站在岸上的人通过滑轮用100 N的力拉绳子的自由端，在10 s内小船向岸边匀速移动了5 m，船在水平方向受到的阻力为160 N。下列说法正确的是( )
A.人对船做的有用功为500 J
B.人做的总功为800 J
C.人做的有用功的功率为50 W
D.滑轮的机械效率为80%
【答案】D
【解析】人对船做的有用功：W有＝F阻s船＝160 N×5 m＝800 J，故A错误；由题图知该滑轮为动滑轮，则n＝2，绳子自由端移动距离s绳＝2s船＝2×5 m＝10 m，人做的总功：W总＝Fs绳＝100 N×10 m＝1 000 J，故B错误；人做的有用功的功率：P有＝＝＝80 W，故C错误；滑轮的机械效率：η＝＝＝80%，故D正确。
11、如图所示，不计摩擦和绳重，把一个重为20N的物体沿竖直方向在4s内匀速提升了2m，所用拉力F为12.5N．则拉力F所做的功为 J，滑轮组的机械效率为 。
【答案】见试题解析内容
【解析】由图可知，n＝2，拉力端移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m，
拉力F做的功：W总＝Fs＝12.5N×4m＝50J；
克服物体重力做的有用功：W有＝Gh＝20N×2m＝40J，
滑轮组的机械效率：
η＝80%。
12、(2025·惠州一模)如图所示，把重为200 N的物体匀速提升2 m，不计滑轮、绳子的重力及摩擦，所用拉力F为________ N，拉力所做的功为________ J；若拉力为110 N，滑轮组的机械效率为________。
【答案】100 400 90.9%
【解析】由滑轮组可知，承重绳子的有效股数n＝2，
拉力F＝＝＝100 N；
绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×2 m＝4 m，
拉力做的功W＝Fs＝100 N×4 m＝400 J；
若拉力为110 N，
由滑轮组的机械效率公式可知滑轮组的机械效率η＝＝＝90.9%。
13、(2025·广州改编)如图物体A以2 cm/s的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3 N，绳子自由端水平拉力F＝________ N，物体受到的摩擦力f＝5 N,2 s内绳子自由端移动的距离为________ m，滑轮组的机械效率是________。(不计轮与绳之间的摩擦)
【答案】3 0.08 83.3%
【解析】因为拉力F与弹簧测力计的示数相等，所以F＝3 N。因为动滑轮省一半力，但要多移动一倍的距离，所以绳子自由端运动的速度是物体A运动速度的2倍。所以，v绳＝2vA＝2×2 cm/s＝4 cm/s，s＝2 s×4 cm/s＝8 cm＝0.08 m。滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝＝83.3%。
14、(2025·安徽改编)如图，一固定斜面顶端装有定滑轮，为测量该装置提升物体时的机械效率，用弹簧测力计连接细绳，跨过定滑轮将重为6 N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6 m，物体上升的高度为0.3 m，弹簧测力计的示数为4 N。此过程中做的有用功________ J；该装置的机械效率为________。
【答案】1.8 75%
【解析】克服物体重力做的有用功W有＝Gh＝6 N×0.3 m＝1.8 J。
弹簧测力计的示数大小即为拉力大小，故拉力做的总功W总＝Fs＝4 N×0.6 m＝2.4 J，
该装置的机械效率η＝＝＝75%。
15、一辆车开进了泥潭中，司机取来一个动滑轮欲将汽车从泥潭中拉出，如图所示，若司机用750N的拉力在5s内将汽车水平匀速拉动1m，那么：
(1)司机所做的功是多少J？
(2)司机做功的功率是多少W？
(3)若滑轮的机械效率为60%，汽车所受地面的摩擦力是多少N？
【答案】(1)1500J；(2)300W；(3)900N
【解析】(1)车被拉动了1m，绳子承重的有效股数n=2，则拉力F移动的距离为
故司机所做的功
(2)司机做功的功率
(3)滑轮做的有用功
汽车受到地面的摩擦力
16、城市公交是城市文明的流动窗口，吕梁市市区全部使用新能源纯电动公交车，全民免费乘坐，全力推进节能减排，呼吁广大市民优先选乘公交，共建美丽幸福吕梁。如图是“纯电”公交车以最大总质量正在运营的场景，公交车所受的阻力为车重的0.02倍，表格是公交车铭牌的部分参数（g取10N/kg）。求：
（1）若轮胎与地面接触的总面积0.06m2，公交车以最大总质量在水平路上匀速行驶时对地面的压强。
（2）若某次公交车以峰值功率在水平路面以36km/h的速度匀速行驶5min，牵引力所做的功和机械效率。
【答案】（1）若轮胎与地面接触的总面积0.06m2，公交车以最大总质量在水平路上匀速行驶时对地面的压强为3×106Pa。
（2）若某次公交车以峰值功率在水平路面以36km/h的速度匀速行驶5min，牵引力所做的功为1.08×107J，机械效率为36%。
【解析】（1）公交车对水平地面的压力为：
F＝G＝mg＝18000kg×10N/kg＝1.8×105N，
公交车对水平地面的压强为：
；
（2）时间 ，
由 得公交车行驶的路程为：
，
因为公交车匀速行驶，则F＝f＝0.02G＝0.02×1.8×105N＝3.6×103N，
牵引力做的功为：
W＝Fs＝3.6×103N×3000m＝1.08×107J，
由 得电动机做的总功为：
，
机械效率为：
。
17、早在3000多年前，我们的祖先就设计了汲水工具﹣﹣辘轳（如图所示），辘轳是一种省力的机械。小军用辘轳从井中匀速提上来一桶水，水重200N，桶重20N，用时30s，提升的高度6m，做的总功为1500J，求：
（1）小军所做的有用功？
（2）辘轳的机械效率？
（3）小军提水的总功率？
（4）小军克服绳重和摩擦阻力所做的功？
【答案】（1）小军所做的有用功是1200J；
（2）辘轳的机械效率是80%；
（3）小军提水的总功率是50W；
（4）小军克服绳重和摩擦阻力所做的功是180J。
【解析】（1）水重200N，小军所做的有用功
W有＝G水h＝200N×6m＝1200J；
（2）做的总功为1500J，辘轳的机械效率
；
（3）小军提水的总功率
；
（4）小军对桶做的功
W桶＝G桶h＝20N×6m＝120J，
小军克服绳重和摩擦阻力所做的功
W余＝W总﹣W有﹣W桶＝1500J﹣1200J﹣120J＝180J。
【知识点4】机械效率的计算
1、小聪想搬起地面上重350N的石块，但未搬起；小明用重50N的动滑轮在6s内将此石块匀速竖直提升3m，如图所示（不计绳重和滑轮摩擦），下列说法不正确的是（ ）
A. 搬石块时，小聪没有对石块做功
B. 绳子自由端的拉力为200N
C. 动滑轮的机械效率为87.5%
D. 拉力的功率为100W
【答案】D
【解析】搬石块时，但未搬起，有力无距离，所以小聪没有对石块做功，故A正确，不符合题意；
由图可知，n＝2，绳子自由端的拉力为
故B正确，不符合题意；
动滑轮的机械效率为
故C正确，不符合题意；
拉力的功率为
故D错误，符合题意。
2、如图所示使用动滑轮时拉力F在4s内做了80J的功，此动滑轮的机械效率为75%。在同一个坐标轴里画出总功、有用功和额外功的图像，下列图像正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】若此机械的机械效率为75%，根据η知，当总功为80J时，有用功W有用＝ηW总＝80J×75%＝60J，W额＝W总﹣W有用＝80J﹣60J＝20J；并且总功、有用功、额外功都与时间成正比，图像都是过原点的直线，故ABD错、C正确。
3、某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示，已知物体的质量为450g，所用动滑轮的质量为50g，绳子自由端的拉力F为1.3N，g取10N/kg。在0～2s的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A.绳子自由端移动的速度为5.0cm/s
B.拉力F的功率为0.26W
C.额外功为0.45J
D.滑轮组的机械效率为90%
【答案】B
【解析】A、绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，则2s内绳子自由端移动的距离为s＝40cm＝0.4m，
绳子自由端移动的速度为：v0.2m/s，故A错误；
B、拉力F的功率：PFv＝1.3N×0.2m/s＝0.26W，故B正确；
C、物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示，则2s内物体上升的高度为10cm＝0.1m，
物体的质量为450g＝0.45kg，
有用功：W有用＝Gh＝mgh＝0.45kg×10N/kg×0.1m＝0.45J，
总功：W总＝Fs＝1.3N×0.4m＝0.52J，
则额外功：W额＝W总﹣W有用＝0.52J﹣0.45J＝0.07J，故C错误；
D、则滑轮组的机械效率为：η100%≈86.5%，故D错误。
4、小明用如图所示滑轮组将一个放在水平地面上的物体匀速拉动，物体用时2s移动了4m，物体重为2000N，运动过程中物体受到的摩擦力为450N，绳子自由端受到的拉力F为200N。下列说法正确的是( )
A.绳子移动了12m
B.该装置的有用功是8000J
C.拉力的功率是400W
D.该装置的机械效率70%
【答案】A
【解析】 滑轮组有效绳子股数n=3，绳子移动的距离:s绳=ns物=3×4m=12m,故A 正确；
该滑轮组的有用功： W有=fs物=450N×4m=1800J，故B错误；
拉力做的功： W=Fs绳=200N×12m=2400J
拉力的功率：，故C错误；
该装置的机械效率：，故D错误。
5、一个人利用如图所示的滑轮组提起一个重2000N的重物，所用的拉力是400N，重物上升1m，下列说法正确的是( )
A.总功是3200J，机械效率是60%
B.总功是2000J，机械效率是50%
C.有用功是3200J，机械效率是83%
D.有用功是2000J，机械效率是62.5%
【答案】D
【解析】从图中可以看出，滑轮组有效绳子股数n=8，物体升高的高度，绳子自由端移动距离，拉力做的总功：
有用功：
机械效率：
故选D。
6、如图，用12N的拉力F竖直向上匀速提升木块，2s内木块升高的高度为、木块重力，下列判断正确的是( )
A. 拉力F做功为
B. 滑轮组做的有用功为
C. 滑轮组机械效率为
D. 拉力F做功的功率为
【答案】D
【解析】滑轮组做的有用功：
滑轮组绳子的有效股数n=3，则
拉力F做功：
故A、B错误；
机械效率：
故C错误；
拉力F做功的功率：
故D正确。
7、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，汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，g取10N/kg。下列说法中（ ）
①滑轮组的机械效率为80%
②汽车受到的摩擦力为150N
③汽车牵引力在4s内做的功为8×103J
④汽车牵引力的功率为6000W
A.只有①正确
B.只有①④正确
C.只有①②正确
D.只有③④正确
【答案】B
【解析】①由图可知，n＝3，滑轮组的机械效率为：
η100%＝80%，故①正确；
②汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，则汽车受到的摩擦力为：
f＝0.05G车＝0.05m车g＝0.05×3×103kg×10N/kg＝1.5×103N，故②错误；
③汽车牵引力在4s内做的功为：
W＝F1s＝F1nvt＝4000N×3×0.5m/s×4s＝24000J，故③错误；
④汽车牵引力的功率为：
P6000W，故④正确。
故选B。
8、如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，（g＝10N/kg）。下列结论正确的是（ ）
①动滑轮的重力为9N
②1～2s内拉力F的功率为2W
③此装置提升重物的最大机械效率约为81.8%
④用此装置匀速提升50N的货物时，小张对地面压力为470N
A.①④
B.③④
C.③
D.②③④
【答案】C
【解析】①由图丙可知，在1～2s内A被匀速提升，由图乙可知此时的拉力F＝10N，
由图知n＝2，忽略绳重及摩擦，拉力F（GA+G动），则动滑轮重力：G动＝2F﹣GA＝2×10N﹣10N＝10N，故①错误；
②由图丙可知，1～2s内A上升的速度vA＝0.2m/s，拉力端移动速度：v＝2vA＝2×0.2m/s＝0.4m/s，
1～2s内拉力F的功率：PFv＝10N×0.4m/s＝4W，故②错误；
③忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力：FC（FB+G动），
则当C处最大拉力为60N时，B处拉力为：FB'＝nFC最大﹣G动＝2×60N﹣10N＝110N，大于绳子B能承受的最大拉力100N；
当B处最大拉力为100N时，C处拉力为：FC（FB最大+G动）（100N+10N）＝55N，小于绳子C能承受的最大拉力60N；
所以要以B处最大拉力为准，此时C处的拉力：FC＝55N，
B处的拉力：FB＝GA+G货物＝100N，
此装置最多能匀速运载货物的重力：G货物＝FB﹣GA＝100N﹣10N＝90N，
装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，
此装置提升重物的最大机械效率：
η100%100%≈81.8%，故③正确；
④人的重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，
因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力：F'（G'+GA+G动）（50N+10N+10N）＝35N，
因此小张对地面的压力：F压＝G﹣F'＝500N﹣35N＝465N，故④错误。
综上所述只有③正确，故C正确。
9、如图所示是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重为的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重200N，重物在8s内上升了10m，不计绳重与摩擦，下列说法中不正确的是（ ）
A. 拉力F大小为400N
B. 拉力F的功率为1250W
C. 克服动滑轮重力做功2000J
D. 滑轮组的机械效率约为83.3%
【答案】B
【解析】由图可知，滑轮组绳子的有效股数，拉力F大小为
故A正确，不符合题意；
绳子自由端移动的距离为
拉力F做的功为
拉力F的功率为
故B错误，符合题意；
克服动滑轮重力做功
故C正确，不符合题意；
有用功为
滑轮组的机械效率约为
故D正确，不符合题意。
10、修建房屋时，质量为60kg的建筑工人使用滑轮组提升建材。他用竖直向下的拉力在15s内将重为480N的建材匀速提升了3m，每个滑轮重20N，不计滑轮摩擦和绳重，g取。下列结论正确的是（ ）
A. 工人拉动绳子的速度为0.2m/s
B. 工人对绳子拉力的功率50W
C. 此装置的机械效率为96%
D. 若工人脚与地接触面积共，则他对地的压强为
【答案】C
【解析】物体上升速度
由图可知，承担物重的绳子股数n=2，工人拉动绳子的速度为
故A错误；
绳子的拉力
工人对绳子拉力的功率
故B错误；
此装置的机械效率为
故C正确；
工人受到重力、支持力和绳子的拉力，在三个力的作用下，处于平衡状态，则
地面对工人支持力和工人对地面的压力是一对相互作用力，二者大小相等，则
若工人脚与地接触面积共，则他对地的压强为
故D错误。
11、用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知物体M重760N，体积为3×10﹣3m3，物体M未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m。此过程拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，(ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/ kg，不计绳重和摩擦，忽略水对物体阻力)下面分析中错误的是( )
A. 此过程绳端的拉力F大小为400N
B. 当物体M没有露出水面时，动滑轮下端挂钩上绳子的拉力为730N
C. 动滑轮的重力为70N
D. 物体M未露出水面的过程中，该滑轮组提升货物的机械效率为95%
【答案】D
【解析】物体运动的时间：，
根据图乙可知，此过程中绳子自由端拉力F做的总功是8000J，由图甲可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2，绳子自由端移动距离：，
拉力的大小：，
故A正确，不符合题意； 当物体M没有露出水面时，其排开水的体积等于其自身体积，即
，
此时物体受到的浮力：
动滑轮下端绳子的拉力：，故B正确，不符合题意；
不计绳重和摩擦，忽略水对物体阻力，则动滑轮的重力：
，故C正确，不符合题意；
当物体M没有露出水面时，滑轮组的机械效率为
故D错误，符合题意。
12、用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，将重的货物匀速吊起高。每只滑轮重为，绳自由端的拉力的大小分别为和，若不计绳重和摩擦，______（选填“大于”“等于”或“小于”），甲滑轮组的机械效率为______。
【答案】 大于
【解析】由甲图可知，滑轮组承担重物的绳子的段数为2，不计绳重和摩擦，可得
由乙图可知，滑轮组承担重物的绳子的段数为3，不计绳重和摩擦，可得
甲滑轮组的机械效率
13、如图所示，在200N拉力F的作用下，用滑轮组将重为300N的货物匀速提升，在20s内货物竖直上升了2m。在这个过程中，绳子自由端移动的速度为 m/s，额外功为 J，滑轮组的机械效率为 。
【答案】0.2；200；75%。
【解析】由图可知，n＝2，绳子自由端的速度为：
v绳＝nv物0.2m/s；
有用功为：
W有＝Gh＝300N×2m＝600J，
总功为：
W总＝Fs＝Fnh＝200N×2×2m＝800J，
额外功为：
W额＝W总﹣W有＝800J﹣600J＝200J；
滑轮组的机械效率为：
η100%＝75%。
14、 工人利用如图所示装置提升物料，该装置中的滑轮为________滑轮。已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦。工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为________N。若绳子能承受的最大拉力为520N，每根钢条重100N，该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率为________。
【答案】 动 100 80%
【解析】由图可知，滑轮随物料一起运动，所以该装置中滑轮为动滑轮。
由图可知，动滑轮上有两股绳，已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦，用该装置匀速提升空货篮时的拉力
若绳子能承受的最大拉力为520N，提升钢条的最大重力
由于每根钢条重100N，所以最多能提升8根钢条，则该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率
15、用如图所示滑轮组将重540N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10m，绳端拉力为200N（不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦），则动滑轮重______N，此过程该滑轮组的机械效率为______。
【答案】 60 90％
【解析】滑轮组绳子承重段数
不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦
则
此过程该滑轮组的机械效率为
16、如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1s内，将重为的建筑材料沿竖直方向匀速提升1m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为；
（1）支腿做成“”形而非“”形的作用是：__________；
（2）求钢丝绳自由端的移动速度；____
（3）求拉力F的功率和滑轮组的机械效率。____
【答案】 （1）减小压强 （2）3m/s （3），60%
【解析】（1）根据知，在压力不变时，增大受力面积减小压强。所以支腿做成“”形而非“”形的作用是减小吊车对地面的压强。
（2）由图知物体有3段绳子承担，n=3，钢丝绳移动的距离
钢丝绳自由端的移动速度
（3）此时该滑轮组做的总功
拉力F的功率
使用该滑轮组做的有用功
此时该滑轮组做的机械效率
17、(2025·连云港)重450 N的箱子，在20 N水平推力的作用下，沿水平路面做匀速直线运动，地面对箱子的支持力大小为________ N，箱子受到的阻力大小为________ N。如果用如图所示的滑轮组匀速提升该箱子，拉力F＝250 N，滑轮组的机械效率为________。箱子以0.1 m/s的速度匀速上升的过程中，拉力的功率为________ W。
【答案】450 20 90% 50
【解析】箱子在大小为20 N的水平推力作用下，沿水平路面做匀速直线运动，箱子在水平方向上受到推力和阻力作用，这两个力是平衡力，大小相等，所以箱子受到的阻力大小等于推力大小，即为20 N；箱子在竖直方向上受到重力和地面对箱子的支持力作用，这两个力是平衡力，大小相等，所以地面对箱子的支持力大小等于重力大小，即为450 N；由题图可知滑轮组绳子的有效股数n＝2，设箱子被提升的高度为h，则拉力端移动距离s＝2h，拉力端移动的速度等于箱子上升速度的2倍，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝90%。根据P＝＝＝Fv可求拉力做功功率P＝Fv＝250 N×2×0.1 m/s＝50 W。
18、 如图甲，质量为40kg的货物静止在水平地面上，与地面的接触面积是。如图乙。工人用250N的拉力F，将货物用滑轮组匀速提升到3m高的二楼，此过程中货物上升的速度是0.2m/s。求：
（1）货物静止在水平地面上时，对地面的压强；
（2）工人用滑轮组提升货物时做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）为提高该滑轮组的机械效率，请你提出一条合理建议。
【答案】解：（1）因为货物静止在水平地面上，对地面压力为
则货物对地面的压强为
（2）由图可知，有效绳子段数，绳子自由端移动的速度为
工人做功的功率为
（3）滑轮组的机械效率为
（4）为提高该滑轮组的机械效率，措施有：①增加所提升的物重②减轻动滑轮重。
19、工人师傅用如图所示的滑轮组，用400N的拉力在10s内把900N的货物匀速提高2m。求：
(1)工人师傅拉力所做的功；
(2)工人师傅所做有用功的功率；
(3)滑轮组的机械效率。
【答案】(1)3200J；(2)180W；(3)56.25%
【解析】(1)由图可知绳子的有效股数n=4，绳子自由端移动的距离：s=nh=4×2m=8m
拉力所做的功：W总=Fs=400N×8m=3200J
(2)工人师傅所做有用功：W有=Gh=900N×2m=1800J
功率：
(3)滑轮组的机械效率：
20、小夏利用如图的滑轮组，将重量为的物体匀速提升了。已知他自身的重量为，对绳子施加的拉力，两脚与地面接触的总面积求此过程中：小夏对地面的压强；拉力做的功；该滑轮组的机械效率。
【答案】；
；
。
【解析】人对绳子的拉力为F拉200N，根据力的相互作用，绳子对人的拉为F拉=，故人对地面的压力：
小夏对地面的压强：
绳子的有效股数n=，绳子自由端向下移动的距离为：
拉力做的功：
对重物做的有用功：； 滑轮组的机械效率：。 【难度】中档题
21、杠杆是一种让人类突破自身力量极限的简单机械。如图所示，OA长20cm，OB长120cm，张宇同学竖直下压B端，重物被竖直匀速顶起10cm，已知重物质量为270kg，求：
（1）若不计杆重和摩擦，上述过程在B端施加多大的力；
（2）若实际使用600N的力，则这个过程的机械效率。
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【答案】解：（1）图中的动力与阻力都在竖直方向，力臂都是水平方向，根据相似的知识知，动力臂与阻力臂之比等于OB与OA的比，LOA：LBO＝OA：OB；若不计杆重和摩擦，根据杠杆平衡条件可得：
G LOA＝F LBO，即270kg×10N/kg×20cm＝F×120cm；
解得：F＝450N；
（2）若不计杆重和摩擦，F＝450N做功都是有用功，
η100%＝75%。
【答案】解：（1）图中的动力与阻力都在竖直方向，力臂都是水平方向，根据相似的知识知，动力臂与阻力臂之比等于OB与OA的比，LOA：LBO＝OA：OB；若不计杆重和摩擦，根据杠杆平衡条件可得：
G LOA＝F LBO，即270kg×10N/kg×20cm＝F×120cm；
解得：F＝450N；
（2）若不计杆重和摩擦，F＝450N做功都是有用功，
η100%＝75%。
22、图1所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图2所示。吊篮的质量为60kg，两名工人及工具的总质量为240kg，某次吊升过程中，吊篮在30s内匀速上升了6m。不计滑轮重、绳重和摩擦，g取10N/kg，求
(1)电动机对绳子的拉力；
(2)电动机对吊篮(包括人及工具)做的功和功率；
(3)对吊篮做的功为额外功，对人和工具做的功为有用功，则机械效率是多少。
【答案】(1)750N；(2)18000J，600W；(3)80%
【解析】(1)由题图可知，绳子有效股数为n=4，不计滑轮重、绳重和摩擦，电动机对绳子的拉力：
(2)绳子自由端移动的距离：
电动机对吊篮做的功：
电动机对吊篮做功的功率：
(3)有用功：
机械效率为
23、(2022遵义)《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械.其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流，绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一顷于枧内，流入亩中.昼夜不息，百亩无忧.”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示.若接水槽离取水处高4m ，水轮上有 12 个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为60s.(接水槽离倒水处的高度忽略不计,g取10 N/kg)
(1)请从能量转化的角度，简要分析筒车的工作原理.
(2)求该筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功.
(3)若水流冲击筒车的功率为40 W，求筒车旋转一周取水的机械效率.
【答案】(1)从能量转化的角度来看，筒车工作时，把水流的动能转化为筒车和取水筒内水的动能和重力势能.
【解析】(2)筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功 1 920 J
(3)水流冲击筒车60s所做的总功
筒车旋转一周取水的机械效率
【知识点5】斜面的机械效率
1、如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置，斜面粗糙程度相同。他用平行于斜面向上的恒定拉力F，将重6N的物体以的速度匀速拉到斜面顶端，测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是（ ）
A. 拉力做功为3J
B. 物体受到摩擦力为1.5N
C. 在匀速拉动过程中，物体的机械能不变
D. 若以的速度匀速拉动物体，斜面机械效率仍为75%
【答案】D
【解析】拉力做的有用功为
斜面的机械效率为75%，则拉力做功为
故A错误；
此过程中额外功为
有图可知，斜面的长度为
物体受到摩擦力为
故B错误；
在匀速拉动过程中，物体的质量不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，物体的机械能变大，故C错误；
若以的速度匀速拉动物体，此过程中摩擦力大小不变，则额外功不变，有用功也不变，总功也不变，因此斜面机械效率仍为75%，故D正确。
2、如图所示，人借助滑轮组或斜面可以把重均为G的物体A、B匀速提升相同高度h，绳子对A的拉力为F1，F3平行于斜面，则（ ）
A.斜面的机械效率是
B.滑轮组的额外功2F2h﹣Gh
C.滑轮组的机械效率是
D.斜面的总功是Gh
【答案】A
【解析】AD、使用斜面时，拉力做的总功W总＝F3L，有用功W有用＝Gh＝F1h，机械效率η，故A正确、D错误；
BC、使用滑轮组时，n＝3，拉力端移动距离s＝nh＝3h，
拉力做的总功W总＝F2s＝F2×nh＝3F2h，
拉力做的额外功W额＝W总﹣W有用＝3F2h﹣Gh；
滑轮组的机械效率η，故BC错误；
3、工人用推力F将重为1000N的箱子沿ABC匀速推至水平车厢中，斜面高1.5m，F始终与箱子运动方向相同。该过程中的各项信息如表格所示。则（ ）
A.AB过程额外功为1800J
B.BC过程推力所做的功为1000J
C.AB过程推力做功的功率为18000W
D.斜面的机械效率约为66.7%
【答案】B
【解析】AC、由表格可知，AB段推力做的功为：W总＝1800J，有用功为：W有用＝Gh＝1000N×1.5m＝1500J，额外功为：W额＝W总﹣W有＝1800J﹣1500J＝300J，
AB过程推力做功的功率为：P180W，故AC错误；
B、BC段推力为200N，总功为：W总′＝F′s′＝200N×5m＝1000J，故B正确；
D、斜面的机械效率83.3%，故D错误。
4、小明将木板一端置于水平桌面上，另一端与量角器组装成斜面（如图所示），按以下步骤进行了实验：
①选3个物体A、B和C，分别测出它们的重力大小；
②将斜面倾角（木板与桌面夹角）调成5°，分别将物体A、B、C放置在斜面上保持静止，用压力传感器分别测出它们对木板的压力大小；
③将斜面倾角先后调成10°和15°，重复步骤②。
实验数据记录如下表：
结合以上信息，按要求回答下列问题：
（1）请在图中画出物体A对木板（斜面倾角为15°）压力的示意图，要求包含力的三要素；
（2）若研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系，可选择实验序号______中的数据进行分析；
（3）分析比较实验数据可知：不同物体静止在同一斜面上时，物体对木板的压力与该物体重力的比值______；
（4）分析比较实验数据可知，同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力与该物体重力的比值______（选填“越大”“越小”或“不变”）；
（5）斜面作为一种简单的机械，在生活中常有应用。在沿斜面向上的拉力F作用下，质量为的物体沿斜面向上匀速运动了，升高了，斜面的机械效率为90%，则该物体所受摩擦力的大小为______N。（取）
【答案】（1）见解析图 （2）1、4、7（2、5、8或3、6、9）
（3）都相等 （4）越小
（5）10
【解析】（1）物体A对斜面的压力作用点在接触面，与接触面垂直并指向斜面；由表格中数据可知，当斜面倾角为15°，A对斜面的压力大小为9.66N。如图所示：
（2）研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系，应选择同一物体放在同一斜面上，改变斜面倾角，测出压力大小进行比较，所以可选择实验序号1、4、7或2、5、8、或3、6、9中的数据进行分析。
（3）分析比较1、2、3（4、5、6或7、8、9）三组数据，A、B、C三个不同物体静止在同一斜面上，物体对木板的压力与该物体重力的比值都相等。
（4）分析比较序号1、4、7（2、5、8、或3、6、9）中的实验数据可知，同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力越小，由于重力不变，则物体对木板的压力与该物体重力的比值越小。
（5）拉力F做的有用功为
总功为
额外功为
则该物体所受摩擦力的大小为
5、如图甲所示，在探究斜面机械效率的小组活动中，分别将A、B两个完全相同的物体拉到斜面顶端，做功情况如图乙所示，对物体A做的总功是 J，对物体A做的有用功是 J，对物体B做功的机械效率是 。
【答案】3；2；80%。
【解析】由乙图知，对物体A做的总功是3J，对物体A做的额外功是1J，
用功与额外功的和叫总功，则对物体A做的有用功WA有用＝WA总﹣WA额＝3J﹣1J＝2J，
如图甲，分别将A、B两个完全相同的物体拉到斜面顶端，G和h相等，则做的有用功相等，即WB有用＝WA有用＝2J，
由乙图知，对物体A做的总功是2.5J，
则对物体B做功的机械效率是ηB＝80%。
6、如图是小明同学做“探究斜面的机械效率”的实验装置。
(1)请计算斜面坡度为60°时的机械效率。
(2)请你根据实验数据推导下列的结论：
结论1：沿粗糙程度相同的斜面向上匀速拉动同一物体时，斜面坡度越 ，拉力越小；
结论2：在粗糙程度相同的条件下，斜面坡度越大，机械效率越 。
(3)如果你是一位建筑设计师，需要设计一幢老年人俱乐部的大楼，受上述实验的启发，在设计楼梯时，您会把楼梯设计得较 (选填“缓”或“陡”)。
【答案】(1)77.8 (2)小 大 (3)缓
【解析】(1)物体做的有用功：
物体做的总功：
物体在60°的斜面的机械效率：
(2)由表中数据知，斜面的粗糙程度、物重、斜面长不变，斜面坡度越缓，拉力越小，机械效率越低。反之，拉力越大，机械效率越大。
(3)由(2)中的结论可知楼梯越缓，上楼所用的力越小。
7、如图所示是小红同学探究影响斜面机械效率因素的实验装置，物体在沿斜面向上的拉力F作用下匀速向上运
【知识点1】有用功、额外功、总功
1、(2025·重庆)在美丽乡村建设的工地上，如图所示，工人借助动滑轮用250 N的拉力，将450 N的重物匀速提升2 m，用时10 s。则( )
A.重物上升的速度为0.4 m/s
B.动滑轮做的有用功为1 000 J
C.工人的拉力的功率为90 W
D.拉力做的总功1 000 J
2、小红用如图所示的滑轮向左匀速拉动物体A，下列说法正确的是( )
A.物体重力做的功是有用功
B.拉力F1做的功是额外功
C.拉力F做的功是总功
D.克服物体受到的摩擦力做的功是总功
3、下列说法中正确的是( )
A.使用任何机械都能省力
B.总功等于有用功加额外功
C.使用某些机械可以省功
D.额外功可以不做，现实生活中机械效率可达100%
4、任何机械效率都 (选填“大于”“小于”或“等于”)1，如图所示，工人利用滑轮组以250N的拉力将重为400N的货物匀速提高2m。则此过程中，对货物做的功是 (选填“有用功”“额外功”或“总功”)，为 J。
5、如图甲所示，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别利用两个滑轮组将A、B两物体从地面匀速拉到相同高度，对物体做功情况如图乙所示，请问：
（1）琴琴操作的滑轮组对物体A做的有用功是 J，对物体B做的额外功是 J。
（2）将物体A从地面往上拉动的过程中，物体A的动能 ，机械能 （以上两空选填“减小”“不变”或“增大”）。
6、用如图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，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，反映绳子自由端运动的图线
是 （选填“A”或“B”），动滑轮重为 N，3s内对物体做的有用功为 J。
7、如图甲，小明先后使用两个不同的滑轮组将同一物体提升了相同高度，所用拉力分别为FA、FB，整个过程中，拉力FA、FB的做功情况如图乙所示。该过程中，小明对物体所做的有用功是 J，小明利用右侧滑轮组提升物体时所做的额外功是 J。
8、如图所示，小明利用斜面将质量为20kg的物体匀速提高2m，物体在斜面上运动的距离为5m，所用时间为10s。求：（g取10N/kg）
（1）物体受到的重力；
（2）物体在斜面上运动的速度；
（3）小明对物体做的有用功。
9、如图所示，工人利用滑轮组将沙子从地面提升到距地面6m高的三楼，沙子的质量为50kg，装沙子的桶的质量8kg，动滑轮的质量为2kg，工人匀速拉绳子的力为300N。(忽略摩擦和绳重，g取10N/kg)
求：(1)工人做的有用功；(2)工人做的总功；(3)工人做的额外功。
【知识点2】测量滑轮组的机械效率
1、用如图甲所示的装置探究滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动的关系。（忽略绳重和摩擦）
（1）实验时，应 （选填“匀速”“加速”或“减速”）竖直向下拉动弹簧测力计；
（2）改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图像。分析图像可知：被提升物体重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率 （选填“越高”或“越低”）。滑轮组的效率与物体上升的高度 （选填“有关”或“无关”）；
（3）分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 N。若用不同滑轮组提升同一物体的效率分别为50%和90%，则两次滑轮组中的动滑轮重力之比为 。
2、在“探究影响滑轮组机械效率”的验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如表：
(1)实验时沿竖直方向缓慢拉动弹簧测力计使物体升高，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应________(选填“保持静止”或“匀速上升”)；
(2)第三次实验中滑轮组的机械效率为_________(结果精确到0.1%)。
3、某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。
（1）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计，使钩码上升；
（2）分析表中数据，可得第1次实验的s1＝ h1，这是用 （选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验；第2次实验的s2＝ h2，这是用 （选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验。
（3）比较第1次实验和第2次实验的数据可得：两次实验提升的重物G1 （选填“＞”“＜”或“＝”）G2，机械效率η1 （选填“＞”“＜”或“＝”）η2，从两次使用的滑轮组装置角度分析，造成两次机械效率有这样关系的原因是 。
（4）小组同学再用第1次实验使用的装置做第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s3＝ m，机械效率η3＝ 。
（5）比较第1次和第3次实验的机械效率，可得：使用同一滑轮组提升物体，物体越
（选填“轻”或“重”），滑轮组的机械效率越高。
4、如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。
（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，若钩码上升的高度为8cm，则弹簧测力计向上移动 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 ，如果使钩码升高的高度增加为原来的2倍，机械效率将 （均选填“增大”“减小”或“不变”）。
5、小敏和同学们用如图甲所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在表中：
（1）小敏在实验中，发现竖直向上 拉动弹簧测力计时读数很不方便，她便在测力计静止时读数，同组的小明同学指出她这样测出的数据是错误的，原因是 。
（2）第三次实验中，绳端移动的距离为 m，滑轮组的机械效率是 。
（3）由1、2两次实验数据可得出结论： 。
（4）同组的小华增加了一个质量相同的滑轮，组成了图乙所示滑轮组来提升相同的重物，发现更省力，那么与小敏相比，小华的方法测出的机械效率将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（5）在图乙实验操作的基础上，如图丙所示改变绳端拉力方向，测得的测力计示数
将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
6、提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学用如图所示装置在“测量滑轮组的机械效率”实验中，测得的数据如表所示。
（1）实验中应尽量竖直向上 （选填“匀速”或“加速”）拉动弹簧测力计；
（2）计算出第3次实验机械效率是 （结果精确到0.1%）；
（3）分析比较第1、2、3次实验数据可以初步判定，使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越重，滑轮组的机械效率 （选填“越高”“越低”或“不变”）；绳和轮之间的摩擦属于 （选填“有益”或“有害”）摩擦。
7、某小组在“测量滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。
(1)实验中应沿着竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计；
(2)用图丁装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中两个数据填写完整； 、 ；
(3)通过比较 、 两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子股数无关；
(4)通过比较 、 两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；
(5)通过比较3、4两次实验数据可得出结论： 。
【知识点3】机械效率的简单计算
1、(2025·云南)如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720 N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80 N，不计绳重和摩擦，则( )
A.绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
B.拉力F为800 N
C.拉力F的功率为360 W
D.动滑轮的机械效率为90%
2、(2022常德)如图所示，用两滑轮采用不同的绕绳方法，将同一重物匀速提升相同的高度(不计绳重和摩擦)，下列说法中正确的是( )
A.F >F ,F 移动距离多
B.F
D.两装置的机械效率相同
3、(2025 河南)如图所示,在200 N的拉力F作用下,用滑轮组将重为300N的货物匀速提升，在20 s内货物竖直上升了2m.不计绳重及滑轮上的摩擦.下列说法正确的是( )
A.滑轮组做的有用功为 400 J
B.拉力F做功的功率为 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
4、(2025 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0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，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( )
A.绳子自由端移动的距离为3m
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
5、(2025·佛山禅城区一模)如图所示，用两个完全相同的滑轮匀速提升所受重力相等的物体。不计轴处摩擦，比较甲、乙装置可知( )
A.甲省力，机械效率较高
B.甲不省力，机械效率较低
C.乙省力，机械效率较低
D.乙不省力，机械效率较高
6、(2025连云港)下列关于机械效率的说法正确的是( )
A.越省力的机械，机械效率越高
B.做功越快的机械，机械效率越高
C.所做有用功越多的机械，机械效率越高
D.有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高
7、学校每周一举行的升旗仪式中，升旗手在国歌声中将国旗升到旗杆顶端(如图所示)，下列说法正确的是( )
A.升旗手拉绳子用的力是国旗所受重力的一半
B.旗杆顶端的定滑轮用来改变力的方向
C.国旗匀速上升过程中机械能守恒
D.滑轮越多，滑轮组的机械效率越高
8、如图为荆州李埠长江公铁大桥施工现场，一台起重机在2min内消耗106J能量将重为30000N的混凝土预制件匀速提升了24m。g取10N/kg，下列说法正确的是（ ）
A.在此过程中预制件的机械能不变
B.在此过程中起重机的功率为5×104W
C.起重机对混凝土预制件做功为7.2×106J
D.起重机的械效率为72%
9、如图所示，用F=250N的拉力，把重G=400N的物体在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，则( )
A.拉力做的有用功为500J
B.拉力的功率为50W
C.滑轮组的机械效率为80%
D.增大提升重物的高度，可以提高该滑轮组的机械效率
10、(2020·深圳)如图所示，湖面上有一艘小船，站在岸上的人通过滑轮用100 N的力拉绳子的自由端，在10 s内小船向岸边匀速移动了5 m，船在水平方向受到的阻力为160 N。下列说法正确的是( )
A.人对船做的有用功为500 J
B.人做的总功为800 J
C.人做的有用功的功率为50 W
D.滑轮的机械效率为80%
11、如图所示，不计摩擦和绳重，把一个重为20N的物体沿竖直方向在4s内匀速提升了2m，所用拉力F为12.5N．则拉力F所做的功为 J，滑轮组的机械效率为 。
12、(2025·惠州一模)如图所示，把重为200 N的物体匀速提升2 m，不计滑轮、绳子的重力及摩擦，所用拉力F为________ N，拉力所做的功为________ J；若拉力为110 N，滑轮组的机械效率为________。
13、(2025·广州改编)如图物体A以2 cm/s的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3 N，绳子自由端水平拉力F＝________ N，物体受到的摩擦力f＝5 N,2 s内绳子自由端移动的距离为________ m，滑轮组的机械效率是________。(不计轮与绳之间的摩擦)
14、(2025·安徽改编)如图，一固定斜面顶端装有定滑轮，为测量该装置提升物体时的机械效率，用弹簧测力计连接细绳，跨过定滑轮将重为6 N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6 m，物体上升的高度为0.3 m，弹簧测力计的示数为4 N。此过程中做的有用功________ J；该装置的机械效率为________。
15、一辆车开进了泥潭中，司机取来一个动滑轮欲将汽车从泥潭中拉出，如图所示，若司机用750N的拉力在5s内将汽车水平匀速拉动1m，那么：
(1)司机所做的功是多少J？
(2)司机做功的功率是多少W？
(3)若滑轮的机械效率为60%，汽车所受地面的摩擦力是多少N？
16、城市公交是城市文明的流动窗口，吕梁市市区全部使用新能源纯电动公交车，全民免费乘坐，全力推进节能减排，呼吁广大市民优先选乘公交，共建美丽幸福吕梁。如图是“纯电”公交车以最大总质量正在运营的场景，公交车所受的阻力为车重的0.02倍，表格是公交车铭牌的部分参数（g取10N/kg）。求：
（1）若轮胎与地面接触的总面积0.06m2，公交车以最大总质量在水平路上匀速行驶时对地面的压强。
（2）若某次公交车以峰值功率在水平路面以36km/h的速度匀速行驶5min，牵引力所做的功和机械效率。
17、早在3000多年前，我们的祖先就设计了汲水工具﹣﹣辘轳（如图所示），辘轳是一种省力的机械。小军用辘轳从井中匀速提上来一桶水，水重200N，桶重20N，用时30s，提升的高度6m，做的总功为1500J，求：
（1）小军所做的有用功？
（2）辘轳的机械效率？
（3）小军提水的总功率？
（4）小军克服绳重和摩擦阻力所做的功？
【知识点4】机械效率的计算
1、小聪想搬起地面上重350N的石块，但未搬起；小明用重50N的动滑轮在6s内将此石块匀速竖直提升3m，如图所示（不计绳重和滑轮摩擦），下列说法不正确的是（ ）
A. 搬石块时，小聪没有对石块做功
B. 绳子自由端的拉力为200N
C. 动滑轮的机械效率为87.5%
D. 拉力的功率为100W
2、如图所示使用动滑轮时拉力F在4s内做了80J的功，此动滑轮的机械效率为75%。在同一个坐标轴里画出总功、有用功和额外功的图像，下列图像正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
3、某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示，已知物体的质量为450g，所用动滑轮的质量为50g，绳子自由端的拉力F为1.3N，g取10N/kg。在0～2s的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A.绳子自由端移动的速度为5.0cm/s
B.拉力F的功率为0.26W
C.额外功为0.45J
D.滑轮组的机械效率为90%
4、小明用如图所示滑轮组将一个放在水平地面上的物体匀速拉动，物体用时2s移动了4m，物体重为2000N，运动过程中物体受到的摩擦力为450N，绳子自由端受到的拉力F为200N。下列说法正确的是( )
A.绳子移动了12m
B.该装置的有用功是8000J
C.拉力的功率是400W
D.该装置的机械效率70%
5、一个人利用如图所示的滑轮组提起一个重2000N的重物，所用的拉力是400N，重物上升1m，下列说法正确的是( )
A.总功是3200J，机械效率是60%
B.总功是2000J，机械效率是50%
C.有用功是3200J，机械效率是83%
D.有用功是2000J，机械效率是62.5%
6、如图，用12N的拉力F竖直向上匀速提升木块，2s内木块升高的高度为、木块重力，下列判断正确的是( )
A. 拉力F做功为
B. 滑轮组做的有用功为
C. 滑轮组机械效率为
D. 拉力F做功的功率为
7、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，汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，g取10N/kg。下列说法中（ ）
①滑轮组的机械效率为80%
②汽车受到的摩擦力为150N
③汽车牵引力在4s内做的功为8×103J
④汽车牵引力的功率为6000W
A.只有①正确
B.只有①④正确
C.只有①②正确
D.只有③④正确
8、如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，（g＝10N/kg）。下列结论正确的是（ ）
①动滑轮的重力为9N
②1～2s内拉力F的功率为2W
③此装置提升重物的最大机械效率约为81.8%
④用此装置匀速提升50N的货物时，小张对地面压力为470N
A.①④
B.③④
C.③
D.②③④
9、如图所示是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重为的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重200N，重物在8s内上升了10m，不计绳重与摩擦，下列说法中不正确的是（ ）
A. 拉力F大小为400N
B. 拉力F的功率为1250W
C. 克服动滑轮重力做功2000J
D. 滑轮组的机械效率约为83.3%
10、修建房屋时，质量为60kg的建筑工人使用滑轮组提升建材。他用竖直向下的拉力在15s内将重为480N的建材匀速提升了3m，每个滑轮重20N，不计滑轮摩擦和绳重，g取。下列结论正确的是（ ）
A. 工人拉动绳子的速度为0.2m/s
B. 工人对绳子拉力的功率50W
C. 此装置的机械效率为96%
D. 若工人脚与地接触面积共，则他对地的压强为
11、用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知物体M重760N，体积为3×10﹣3m3，物体M未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m。此过程拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，(ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/ kg，不计绳重和摩擦，忽略水对物体阻力)下面分析中错误的是( )
A. 此过程绳端的拉力F大小为400N
B. 当物体M没有露出水面时，动滑轮下端挂钩上绳子的拉力为730N
C. 动滑轮的重力为70N
D. 物体M未露出水面的过程中，该滑轮组提升货物的机械效率为95%
12、用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，将重的货物匀速吊起高。每只滑轮重为，绳自由端的拉力的大小分别为和，若不计绳重和摩擦，______（选填“大于”“等于”或“小于”），甲滑轮组的机械效率为______。
13、如图所示，在200N拉力F的作用下，用滑轮组将重为300N的货物匀速提升，在20s内货物竖直上升了2m。在这个过程中，绳子自由端移动的速度为 m/s，额外功为 J，滑轮组的机械效率为 。
14、 工人利用如图所示装置提升物料，该装置中的滑轮为________滑轮。已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦。工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为________N。若绳子能承受的最大拉力为520N，每根钢条重100N，该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率为________。
15、用如图所示滑轮组将重540N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10m，绳端拉力为200N（不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦），则动滑轮重______N，此过程该滑轮组的机械效率为______。
16、如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1s内，将重为的建筑材料沿竖直方向匀速提升1m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为；
（1）支腿做成“”形而非“”形的作用是：__________；
（2）求钢丝绳自由端的移动速度；____
（3）求拉力F的功率和滑轮组的机械效率。____
17、(2025·连云港)重450 N的箱子，在20 N水平推力的作用下，沿水平路面做匀速直线运动，地面对箱子的支持力大小为________ N，箱子受到的阻力大小为________ N。如果用如图所示的滑轮组匀速提升该箱子，拉力F＝250 N，滑轮组的机械效率为________。箱子以0.1 m/s的速度匀速上升的过程中，拉力的功率为________ W。
18、 如图甲，质量为40kg的货物静止在水平地面上，与地面的接触面积是。如图乙。工人用250N的拉力F，将货物用滑轮组匀速提升到3m高的二楼，此过程中货物上升的速度是0.2m/s。求：
（1）货物静止在水平地面上时，对地面的压强；
（2）工人用滑轮组提升货物时做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）为提高该滑轮组的机械效率，请你提出一条合理建议。
19、工人师傅用如图所示的滑轮组，用400N的拉力在10s内把900N的货物匀速提高2m。求：
(1)工人师傅拉力所做的功；
(2)工人师傅所做有用功的功率；
(3)滑轮组的机械效率。
20、小夏利用如图的滑轮组，将重量为的物体匀速提升了。已知他自身的重量为，对绳子施加的拉力，两脚与地面接触的总面积求此过程中：小夏对地面的压强；拉力做的功；该滑轮组的机械效率。
21、杠杆是一种让人类突破自身力量极限的简单机械。如图所示，OA长20cm，OB长120cm，张宇同学竖直下压B端，重物被竖直匀速顶起10cm，已知重物质量为270kg，求：
（1）若不计杆重和摩擦，上述过程在B端施加多大的力；
（2）若实际使用600N的力，则这个过程的机械效率。
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【答案】解：（1）图中的动力与阻力都在竖直方向，力臂都是水平方向，根据相似的知识知，动力臂与阻力臂之比等于OB与OA的比，LOA：LBO＝OA：OB；若不计杆重和摩擦，根据杠杆平衡条件可得：
G LOA＝F LBO，即270kg×10N/kg×20cm＝F×120cm；
解得：F＝450N；
（2）若不计杆重和摩擦，F＝450N做功都是有用功，
η100%＝75%。
22、图1所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图2所示。吊篮的质量为60kg，两名工人及工具的总质量为240kg，某次吊升过程中，吊篮在30s内匀速上升了6m。不计滑轮重、绳重和摩擦，g取10N/kg，求
(1)电动机对绳子的拉力；
(2)电动机对吊篮(包括人及工具)做的功和功率；
(3)对吊篮做的功为额外功，对人和工具做的功为有用功，则机械效率是多少。
23、(2022遵义)《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械.其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流，绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一顷于枧内，流入亩中.昼夜不息，百亩无忧.”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示.若接水槽离取水处高4m ，水轮上有 12 个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为60s.(接水槽离倒水处的高度忽略不计,g取10 N/kg)
(1)请从能量转化的角度，简要分析筒车的工作原理.
(2)求该筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功.
(3)若水流冲击筒车的功率为40 W，求筒车旋转一周取水的机械效率.
【知识点5】斜面的机械效率
1、如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置，斜面粗糙程度相同。他用平行于斜面向上的恒定拉力F，将重6N的物体以的速度匀速拉到斜面顶端，测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是（ ）
A. 拉力做功为3J
B. 物体受到摩擦力为1.5N
C. 在匀速拉动过程中，物体的机械能不变
D. 若以的速度匀速拉动物体，斜面机械效率仍为75%
2、如图所示，人借助滑轮组或斜面可以把重均为G的物体A、B匀速提升相同高度h，绳子对A的拉力为F1，F3平行于斜面，则（ ）
A.斜面的机械效率是
B.滑轮组的额外功2F2h﹣Gh
C.滑轮组的机械效率是
D.斜面的总功是Gh
3、工人用推力F将重为1000N的箱子沿ABC匀速推至水平车厢中，斜面高1.5m，F始终与箱子运动方向相同。该过程中的各项信息如表格所示。则（ ）
A.AB过程额外功为1800J
B.BC过程推力所做的功为1000J
C.AB过程推力做功的功率为18000W
D.斜面的机械效率约为66.7%
4、小明将木板一端置于水平桌面上，另一端与量角器组装成斜面（如图所示），按以下步骤进行了实验：
①选3个物体A、B和C，分别测出它们的重力大小；
②将斜面倾角（木板与桌面夹角）调成5°，分别将物体A、B、C放置在斜面上保持静止，用压力传感器分别测出它们对木板的压力大小；
③将斜面倾角先后调成10°和15°，重复步骤②。
实验数据记录如下表：
结合以上信息，按要求回答下列问题：
（1）请在图中画出物体A对木板（斜面倾角为15°）压力的示意图，要求包含力的三要素；
（2）若研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系，可选择实验序号______中的数据进行分析；
（3）分析比较实验数据可知：不同物体静止在同一斜面上时，物体对木板的压力与该物体重力的比值______；
（4）分析比较实验数据可知，同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力与该物体重力的比值______（选填“越大”“越小”或“不变”）；
（5）斜面作为一种简单的机械，在生活中常有应用。在沿斜面向上的拉力F作用下，质量为的物体沿斜面向上匀速运动了，升高了，斜面的机械效率为90%，则该物体所受摩擦力的大小为______N。（取）
5、如图甲所示，在探究斜面机械效率的小组活动中，分别将A、B两个完全相同的物体拉到斜面顶端，做功情况如图乙所示，对物体A做的总功是 J，对物体A做的有用功是 J，对物体B做功的机械效率是 。
6、如图是小明同学做“探究斜面的机械效率”的实验装置。
(1)请计算斜面坡度为60°时的机械效率。
(2)请你根据实验数据推导下列的结论：
结论1：沿粗糙程度相同的斜面向上匀速拉动同一物体时，斜面坡度越 ，拉力越小；
结论2：在粗糙程度相同的条件下，斜面坡度越大，机械效率越 。
(3)如果你是一位建筑设计师，需要设计一幢老年人俱乐部的大楼，受上述实验的启发，在设计楼梯时，您会把楼梯设计得较 (选填“缓”或“陡”)。
7、如图所示是小红同学探究影响斜面机械效率因素的实验装置，物体在沿斜面向上的拉力F作用下匀速向上运动。实验准备的器材有：三个质量不同的木块A，三条粗糙程度不同的长木板B，三个高度不同的长方体铁块C，刻度尺，弹簧测力计。
(1)下面是小红探究斜面机械效率与物重的关系时记录的有关数据：
通过分析数据，你可以得出结论： 。
(2)上述实验中，保持斜面长度不变，将斜面升高到0.2m，把一个重3N物体沿斜面匀速向上拉时，所需拉力为1.0N，则此时物体受到的摩擦力是 ，斜面的机械效率是 。此过程中物体的机械能 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)小红猜想斜面的机械效率可能还与斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度有关，小红想研究斜面的机械效率与斜面的粗糙程度的关系，于是小红将三条粗糙程度不同的长木板放置成相同的倾斜程度，并将这三个不同物重的物体同时沿斜面匀速拉动相同的长度，测出弹簧测力计的示数，比较它们的机械效率，这种方法 (选填“能”或“不能”)得出结论，原因是 。
8、为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置，实验测得的数据如表：
请你根据表中的数据解答下列问题：
(1)实验中要求用沿平行斜面向上的力拉木块在斜面上做 运动，该过程中木块的机械能 (选填“变大”“不变”或“变小”)；
(2)第2次实验中，拉力所做的有用功为 J，斜面的机械效率为 ，斜面对木块的摩擦力为 N；
(3)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是： ；
(4)试列举出生活中利用斜面的一个实例： 。
9、(2022海南)小明发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面，且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同，这引发了小明对斜面的兴趣.他想了解斜面的机械效率是否与倾斜程度有关，便与实验小组的小伙伴们用如图所示装置进行实验探究.
(1)测量斜面的机械效率，需要的测量工具是 、 .
(2)请设计出实验数据记录表.
(3)准备动手实验时，有小伙伴提出，斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度有关.则他们要探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时，应当保持 不变，这里采用的科学研究方法是 .
10、(2025郴州)如图所示，在斜面上将一个重 10 N的物体匀速拉到顶端所用的时间为4s .沿斜面向上的拉力 F=9N，斜面中AB=5m,AC=4m,物体与斜面的接触面积为 100 cm ,斜面对物体的支持力为8N.求：
(1)物体在斜面上的速度.
(2)物体对斜面的压强.
(3)斜面的机械效率.(计算结果保留一位小数)
【知识点6】机械效率的概念
1、机械效率总是小于1的原因是( )
A.额外功较大
B.总功较小
C.有用功总是小于总功
D.有用功总是小于额外功
2、伴随着中国城市化建设的高速发展，塔吊在建筑施工、货物搬运等方面发挥着越来越大的作用，如图为塔吊的工作场景，下列对相关知识的分析正确的是（ ）
A.塔吊将建筑材料匀速向上提升时，建筑材料的机械能不变
B.塔吊吊着建筑材料匀速水平转动时，建筑材料的机械能增大
C.所吊的建筑材料越重，机械效率越高
D.吊起建筑材料用时越短，机械效率越高
3、关于功、功率和机械效率，下列说法错误的是( )
A.使用机械时，有时可以省力，但一定不省功
B.做功快的机器，功率一定大
C.功率不同的机器，做的功一定不相等
D.额外功与总功之比越小，机械效率一定越大
4、下列说法中正确的是（ ）
A.机械的效率越高，做功越快
B.做功越多，做功越快
C.做功时间越少，做功越快
D.功率越大，做功越快
5、下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是( )
A.机械效率越高，机械做功一定越多
B.机械做的有用功越多，机械效率一定越高
C.功率越大的机械，做功一定越快
D.做功越快的机械，机械效率一定越高
6、机械效率越高的简单机械，必定是有用功占总功的比例越 (选填“大”或“小”)，机械效率的数值总 (选填“大于”“等于”或“小于”)1。以同样速度行驶的列车和小汽车， (选填“列车”或“小汽车”)动能大。
7、明代学者宋应星（江西人）著有《天工开物》，如图所示，是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景。桔槔属于 （选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），使用时，机械效率η （选填“＞”“＜”或“＝”）1。
8、挖掘机主要特点是力气大，效率高，能完成人力所不能完成的工程，提高工作效率。下表是“斗山中国”制造的挖掘机的一些参数（“标准斗容”是指铲斗铲满泥土的体积；质斗比是指挖掘机的整机质量与标准斗容之比），请根据参数计算（g＝10N/kg）。
（1）型号DH80﹣7挖掘机对水平地面的压强？
（2）型号DH80﹣7挖掘机将铲满密度为2.5×103kg/m3的泥土举高2m，克服泥土重力做功？
（3）型号DH80﹣7挖掘机正常工作1h消耗的能量？
（4）“质斗比”的单位是 ；从机械效率角度考虑，“质斗比”越 越好（填“大”或“小”）。
【知识点7】影响机械效率大小的因素
1、某大厦观光电梯工作原理如图所示，当电梯匀速上升时，下面说法中错误的是（ ）
A.以轿厢为参照物，乘客是静止的
B.电梯内乘客越多，电动机的机械效率越高
C.电梯匀速上升过程中，乘客的动能转化为重力势能
D.电动机驱动滑轮，利用钢丝绳和滑轮间的摩擦力传递动力
2、工人师傅用动滑轮把一重物匀速提升到某一高度。若物体的重力与滑轮的重力之比G物：G轮＝5：1，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为（ ）
A.75%
B.80%
C.83.3%
D.87.5%
3、小柳利用如图所示滑轮组将重物A提升到高处。下列说法正确的是（ ）
A.小柳利用滑轮组的目的是为了省功
B.重物A悬停时，小柳对重物不做功
C.用滑轮组做功多，说明它的机械效率高
D.当重物A匀速缓慢上升时，小柳对重物不做功
4、如图所示，用两滑轮采用不同的绕绳方法，将同一重物匀速提升相同的高度（不计绳重和摩擦），这两种不同的绕绳情况下（ ）
A.拉力大小不相等，机械效率相等
B.拉力大小相等，机械效率不相等
C.拉力大小相等，机械效率相等
D.拉力大小不相等，机械效率不相等
5、用同一滑轮按甲、乙两种方式竖直匀速提升同一物体，设弹簧测力计示数分别为F甲、F乙，滑轮机械效率分别为η甲、η乙，则它们的大小关系应是F甲 F乙，η甲 η乙。（不计绳重和摩擦）
6、如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为3.6N。
(1)实验时要竖直向上且 拉动弹簧测力计。若物体上升一定高度，此时弹簧测力计的示数如图所示，是 N，则滑轮组的机械效率是 ；
(2)若仅增加物体的重力，该滑轮组的机械效率将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。(不计摩擦)
7、在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙三组实验，实验数据记录如下：
(1)求进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为 (结果精确到0.1%)；
(2)进行第3次测量时，克服物重做的有用功是 J，弹簧测力计示数为 N；
(3)从实验数据可以看出，同样的装置，提升重物越重，机械效率越 (选填“大”或“小”)；
(4)若提起同样的重物，用轻质塑料动滑轮代替实验中的铁质动滑轮，则机械效率变 (选填“大”或“小”)。
8、提高机械效率可以充分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。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想：
猜想I：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示。
(1)实验时应沿竖直方向 缓慢向上拉动弹簧测力计；
(2)分析表中数据可知：第3次实验是利用了图 的装置完成的，它的机械效率η= ；
(3)比较2、4两次实验数据，可验证猜想I是 (选填“正确”或“错误”)的；
(4)通过比较 (填实验序号)两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；
(5)通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率 。
2026届中考物理一轮复习 力学：机械效率 知识点专练（参考答案）
【知识点1】有用功、额外功、总功
1、(2025·重庆)在美丽乡村建设的工地上，如图所示，工人借助动滑轮用250 N的拉力，将450 N的重物匀速提升2 m，用时10 s。则( )
A.重物上升的速度为0.4 m/s
B.动滑轮做的有用功为1 000 J
C.工人的拉力的功率为90 W
D.拉力做的总功1 000 J
【答案】D
【解析】重物上升的速度v＝＝＝0.2 m/s，故A错误；动滑轮做的有用功W有＝Gh＝450 N×2 m＝900 J，故B错误；由题图可知，绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×2 m＝4 m，拉力做的总功W总＝Fs＝250 N×4 m＝1 000 J，拉力做功的功率P＝＝＝100 W，故C错误，D正确。
2、小红用如图所示的滑轮向左匀速拉动物体A，下列说法正确的是( )
A.物体重力做的功是有用功
B.拉力F1做的功是额外功
C.拉力F做的功是总功
D.克服物体受到的摩擦力做的功是总功
【答案】C
【解析】由图可知，用动滑轮拉动物体向左匀速拉动，因为物体沿重力方向移动距离为0，所以重力不做功；克服摩擦力做的功为有用功，故A、D错误；
是水平使用动滑轮拉动物体，由图可知，克服物体与地面间的摩擦力做的功为有用功，有用功即等于拉力做的功，故B错误；
绳子自由端的拉力做的功为总功，包括有用功、额外功，故C正确。
3、下列说法中正确的是( )
A.使用任何机械都能省力
B.总功等于有用功加额外功
C.使用某些机械可以省功
D.额外功可以不做，现实生活中机械效率可达100%
【答案】B
【解析】有些机械可以省力，有些机械可以省距离，但使用任何机械都不省功，故A、C错误；
总功都等于有用功和额外功的总和，故B正确；
机械效率是指有用功与总功的比值，总功是有用功和额外功之和，由于机械的自重和摩擦，使用机械时不可能不做额外功，即额外功不为0，所以，机械效率总小于1，故D错误。
故选B。
4、任何机械效率都 (选填“大于”“小于”或“等于”)1，如图所示，工人利用滑轮组以250N的拉力将重为400N的货物匀速提高2m。则此过程中，对货物做的功是 (选填“有用功”“额外功”或“总功”)，为 J。
【答案】小于 有用功 800
【解析】 总功等于有用功加额外功。使用任何机械做功时，都需要克服机械之间的摩擦力或者自身重力做功，这些都属于额外功，所以机械效率一定比1小。
对货物做的有用功为。
5、如图甲所示，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别利用两个滑轮组将A、B两物体从地面匀速拉到相同高度，对物体做功情况如图乙所示，请问：
（1）琴琴操作的滑轮组对物体A做的有用功是 J，对物体B做的额外功是 J。
（2）将物体A从地面往上拉动的过程中，物体A的动能 ，机械能 （以上两空选填“减小”“不变”或“增大”）。
【答案】（1）2；0.5；
（2）不变；增大。
【解析】（1）由图乙可知，滑轮组对物体A做的总功为3J，额外功为1J，故对物体A做的有用功为：
W有＝W总A﹣W额A＝3J﹣1J＝2J；
A、B是两个完全相同的物体，都拉到相同高度，故对物体B做的有用功和对物体A做的有用功相同；
由图乙可知，对物体B做的总功为2.5J，故对物体B做的额外功：
W额B＝W总B﹣W有＝2.5J﹣2J＝0.5J；
（2）将物体A从地面往上拉动的过程中，物体A质量不变，速度不变，动能不变；高度增加，重力势能增加，因此机械能增大。
6、用如图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，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，反映绳子自由端运动的图线
是 （选填“A”或“B”），动滑轮重为 N，3s内对物体做的有用功为 J。
【答案】A；40；300。
【解析】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；
不计绳重和摩擦，拉力F（G+G动），则动滑轮重力：
G动＝3F﹣G＝3×80N﹣200N＝40N；
由图乙可知，t＝3s时，物体运动的高度h＝1.5m，
对物体做的有用功：W有用＝Gh＝200N×1.5m＝300J。
7、如图甲，小明先后使用两个不同的滑轮组将同一物体提升了相同高度，所用拉力分别为FA、FB，整个过程中，拉力FA、FB的做功情况如图乙所示。该过程中，小明对物体所做的有用功是 J，小明利用右侧滑轮组提升物体时所做的额外功是 J。
【答案】2；0.5。
【解析】由乙图可知，拉力FA做的总功为3J，额外功为1J，则对物体所做的有用功是
W有＝W总﹣W额＝3J﹣1J＝2J
小明先后使用两个不同的滑轮组将同一物体提升了相同高度，所以两次过程中做的有用功相同，则右侧滑轮组提升物体时所做的额外功是
W额＝W总﹣W有＝2.5J﹣2J＝0.5J
8、如图所示，小明利用斜面将质量为20kg的物体匀速提高2m，物体在斜面上运动的距离为5m，所用时间为10s。求：（g取10N/kg）
（1）物体受到的重力；
（2）物体在斜面上运动的速度；
（3）小明对物体做的有用功。
【答案】（1）物体受到的重力为200N；
（2）物体在斜面上运动的速度为0.5m/s；
（3）小明对物体做的有用功为400J。
【解析】（1）根据G＝mg可知，物体的重力为：
G＝mg＝20kg×10N/kg＝200N；
（2）根据v可知，物体在斜面上运动的速度为
v0.5m/s；
（3）物体上升的高度为2m，小明对物体做的有用功为
W有用＝Gh＝200N×2m＝400J。
9、如图所示，工人利用滑轮组将沙子从地面提升到距地面6m高的三楼，沙子的质量为50kg，装沙子的桶的质量8kg，动滑轮的质量为2kg，工人匀速拉绳子的力为300N。(忽略摩擦和绳重，g取10N/kg)
求：(1)工人做的有用功；(2)工人做的总功；(3)工人做的额外功。
【答案】(1)3000J (2)3600J (3)600J
【解析】沙子的重力G沙＝m沙g＝50kg10N/kg＝500N；
工人做的有用功W有＝Gh＝500N6m＝3000J；
(2)由图知，绳子有效股数n＝2，绳子自由端移动的距离s＝2h＝2×6m＝12m，
拉力做功：W总＝Fs＝300N×12m＝3600J；
(3)由于忽略摩擦和绳重，
所以W额＝(G桶+G动)h＝(m桶+m动)gh＝(8kg+2kg)×10N/kg×6m＝600J。
【知识点2】测量滑轮组的机械效率
1、用如图甲所示的装置探究滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动的关系。（忽略绳重和摩擦）
（1）实验时，应 （选填“匀速”“加速”或“减速”）竖直向下拉动弹簧测力计；
（2）改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图像。分析图像可知：被提升物体重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率 （选填“越高”或“越低”）。滑轮组的效率与物体上升的高度 （选填“有关”或“无关”）；
（3）分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 N。若用不同滑轮组提升同一物体的效率分别为50%和90%，则两次滑轮组中的动滑轮重力之比为 。
【答案】（1）匀速；（2）越低；无关；（3）3；9：1。
【解析】（1）实验时，应匀速竖直向下拉动弹簧测力计使物体匀速运动，且应该在弹簧测力计匀速拉动时读取示数。
（2）根据图乙可知，被提升物体所受的重力相同时，滑轮组的机械效率随动滑轮的重力的增加而减小，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
忽略绳重和摩擦，滑轮组的机械斜率
所以滑轮组的效率与物体上升的高度无关。
（3）根据图中A点的数据，根据得到被提升物体所受的重力
两次滑轮组中的动滑轮重力之比为
2、在“探究影响滑轮组机械效率”的验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如表：
(1)实验时沿竖直方向缓慢拉动弹簧测力计使物体升高，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应________(选填“保持静止”或“匀速上升”)；
(2)第三次实验中滑轮组的机械效率为_________(结果精确到0.1%)。
【答案】(1)匀速上升 (2)55.6%
【解析】(1)实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使物体缓缓上升，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应匀速上升，滑轮组处于平衡状态，三股绳对动滑轮的拉力、物体和动滑轮的总重力、滑轮组的摩擦力平衡。
(2)第3次实验机械效率
3、某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。
（1）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计，使钩码上升；
（2）分析表中数据，可得第1次实验的s1＝ h1，这是用 （选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验；第2次实验的s2＝ h2，这是用 （选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验。
（3）比较第1次实验和第2次实验的数据可得：两次实验提升的重物G1 （选填“＞”“＜”或“＝”）G2，机械效率η1 （选填“＞”“＜”或“＝”）η2，从两次使用的滑轮组装置角度分析，造成两次机械效率有这样关系的原因是 。
（4）小组同学再用第1次实验使用的装置做第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s3＝ m，机械效率η3＝ 。
（5）比较第1次和第3次实验的机械效率，可得：使用同一滑轮组提升物体，物体越
（选填“轻”或“重”），滑轮组的机械效率越高。
【答案】（1）匀速；（2）3；甲；4；乙；（3）＝；＞；使用不同滑轮组提升相同重物时，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）0.3；83.3%；（5）重。
【解析】（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小。
（2）由表格中的数据可知，第1次实验中的s1＝3h1，即由三段绳子拉着动滑轮，故图中的甲图是该实验的装置；第2次实验中的s1＝4h1，即由四段绳子拉着动滑轮，故图中的乙图是该实验的装置；
（3）由第1次实验和第2次实验的数据可知，两次实验提升的重物G1＝G2，机械效率η1＞η2，造成两次机械效率有这样关系的主要原因是动滑轮的个数是不同的，动滑轮个数越多，机械效率越低，即使用不同滑轮组提升相同重物时，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＝3×0.1m＝0.3m，机械效率．
（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，重力越大，即增大物体的重力大小，可以提高滑轮组的机械效率。
4、如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。
（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，若钩码上升的高度为8cm，则弹簧测力计向上移动 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 ，如果使钩码升高的高度增加为原来的2倍，机械效率将 （均选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】（1）匀速；2.4；24；83.3%；（2）增大；不变。
【解析】（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样测量出的拉力才准确；
图中弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数为2.4N；
因为滑轮组用三段绳子承担物重，那么弹簧测力计移动的距离就是钩码上升高度的三倍，故弹簧测力计向上移动了3×8cm＝24cm；
该滑轮组的机械效率η100%100%100%≈83.3%；
（2）在滑轮组其它条件不变的情况下，仅增加钩码的个数，相当于增大了有用功的比例，因此，其机械效率会增大；
根据η100%100%100%100%，滑轮组的机械效率与被提升的高度无关，钩码升高的高度为原来2倍时，机械效率不变。
5、小敏和同学们用如图甲所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在表中：
（1）小敏在实验中，发现竖直向上 拉动弹簧测力计时读数很不方便，她便在测力计静止时读数，同组的小明同学指出她这样测出的数据是错误的，原因是 。
（2）第三次实验中，绳端移动的距离为 m，滑轮组的机械效率是 。
（3）由1、2两次实验数据可得出结论： 。
（4）同组的小华增加了一个质量相同的滑轮，组成了图乙所示滑轮组来提升相同的重物，发现更省力，那么与小敏相比，小华的方法测出的机械效率将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（5）在图乙实验操作的基础上，如图丙所示改变绳端拉力方向，测得的测力计示数
将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】（1）匀速；没有考虑机械之间的摩擦，测出的拉力偏小；（2）0.45；80%；（3）同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越大；（4）变小；（5）变大。
【解析】（1）在实验过程中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小，若在测力计静止时读数，这时测出的数据是错误的，原因是：没有考虑机械之间的摩擦，测出的拉力偏小；
（2）由图知，滑轮组由三段绳子承担物重，所以s3＝3h3＝3×0.15m＝0.45m；
η3100%100%＝80%；
（3）通过比较1、2两次实验数据知，滑轮组和提升物体的高度相同，钩码的重力越大，机械效率越高，故得出结论：同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越大；
（4）实验中动滑轮的个数多，做的额外功更多，在有用功相同时，机械效率会变小；
（5）在图乙实验操作的基础上，如图丙所示改变绳端拉力方向，拉力F向右倾斜，则拉力的力臂变小，拉力变大，测得的测力计示数将变大。
6、提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学用如图所示装置在“测量滑轮组的机械效率”实验中，测得的数据如表所示。
（1）实验中应尽量竖直向上 （选填“匀速”或“加速”）拉动弹簧测力计；
（2）计算出第3次实验机械效率是 （结果精确到0.1%）；
（3）分析比较第1、2、3次实验数据可以初步判定，使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越重，滑轮组的机械效率 （选填“越高”“越低”或“不变”）；绳和轮之间的摩擦属于 （选填“有益”或“有害”）摩擦。
【答案】（1）匀速；（2）74.1%；（3）越高；有害。
【解析】（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，系统处于平衡状态，拉力大小才等于测力计示数；
（2）根据第3次实验数据可知，有用功为：W有＝Gh＝4N×0.1m＝0.4J；
总功为：W总＝Fs＝1.8N×0.3m＝0.54J；
第3次实验的机械效率：η74.1%；
（3）比较第1、2、3次实验数据可知，提升高度相同，绳子自由端移动的距离相同，说明使用的是同一滑轮组，但物重不同，且物重越大，滑轮组的机械效率越高；
克服绳和轮之间的摩擦所做的功是额外功，所以绳和轮之间的摩擦属于有害摩擦。
7、某小组在“测量滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。
(1)实验中应沿着竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计；
(2)用图丁装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中两个数据填写完整； 、 ；
(3)通过比较 、 两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子股数无关；
(4)通过比较 、 两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；
(5)通过比较3、4两次实验数据可得出结论： 。
【答案】(1)匀速 (2)0.4 80% (3)1 2 (4)2 3 (5)提升物体重力一定时，动滑轮重力越大，机械效率越低
【解析】(1)实验中缓慢沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，此时滑轮组处于平衡状态，拉力大小和测力计示数相等。
(2)用丁图所示装置进行实验，绳端移动的距离
s=4h=0.4m
第4次实验的机械效率
(3)如甲乙两图，使用同一滑轮组提升同一重物时，绳子有效股数不同，但机械效率相同，说明使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子有效股数无关。
(4)研究滑轮组的机械效率与物重的关系，要控制其他因素相同，只改变物重大小，故通过比较2、3两次实验得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。
(5)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组机械效率越低。
【知识点3】机械效率的简单计算
1、(2025·云南)如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720 N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80 N，不计绳重和摩擦，则( )
A.绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
B.拉力F为800 N
C.拉力F的功率为360 W
D.动滑轮的机械效率为90%
【答案】D
【解析】由题图乙可知，货物上升的速度v物＝＝＝0.5 m/s，滑轮为动滑轮，绳子自由端移动的速度v＝2v物＝2×0.5 m/s＝1 m/s；不计绳重和摩擦，拉力F＝(G＋G动)＝×(720 N＋80 N)＝400 N；拉力F的功率P＝＝＝Fv＝400 N×1 m/s＝400 W；动滑轮的机械效率η＝＝＝＝＝＝90%，故选D。
2、(2022常德)如图所示，用两滑轮采用不同的绕绳方法，将同一重物匀速提升相同的高度(不计绳重和摩擦)，下列说法中正确的是( )
A.F >F ,F 移动距离多
B.F
D.两装置的机械效率相同
【答案】D
3、(2025 河南)如图所示,在200 N的拉力F作用下,用滑轮组将重为300N的货物匀速提升，在20 s内货物竖直上升了2m.不计绳重及滑轮上的摩擦.下列说法正确的是( )
A.滑轮组做的有用功为 400 J
B.拉力F做功的功率为 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
【答案】C
【解析】滑轮组做的有用功2m=600 J，A错误；由图可知，滑轮组承担物重的有效绳子段数 n=2，则拉力做的总功200 N×2×2m=800 J,拉力F做功的功率 B错误；滑轮组的机械效率 C正确；滑轮组提升的货物越轻，有用功在总功中所占比例越小，机械效率越小,D错误.
4、(2025 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0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，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( )
A.绳子自由端移动的距离为3m
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
【答案】D
【解析】物体移动的距离1m，由图可知，n=2，绳子自由端移动的距离 ，A错误；拉力做的有用功 ，B错误；拉力做的总功 额外功150 J=100 J,C错误;拉力做功的功率25 W,D正确.
5、(2025·佛山禅城区一模)如图所示，用两个完全相同的滑轮匀速提升所受重力相等的物体。不计轴处摩擦，比较甲、乙装置可知( )
A.甲省力，机械效率较高
B.甲不省力，机械效率较低
C.乙省力，机械效率较低
D.乙不省力，机械效率较高
【答案】D
【解析】定滑轮不省力，不用对滑轮做功，故机械效率高；动滑轮省力，但要对滑轮做额外功，故机械效率低，故选D。
6、(2025连云港)下列关于机械效率的说法正确的是( )
A.越省力的机械，机械效率越高
B.做功越快的机械，机械效率越高
C.所做有用功越多的机械，机械效率越高
D.有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高
【答案】D
7、学校每周一举行的升旗仪式中，升旗手在国歌声中将国旗升到旗杆顶端(如图所示)，下列说法正确的是( )
A.升旗手拉绳子用的力是国旗所受重力的一半
B.旗杆顶端的定滑轮用来改变力的方向
C.国旗匀速上升过程中机械能守恒
D.滑轮越多，滑轮组的机械效率越高
【答案】B
【解析】旗杆上滑轮轴固定，是定滑轮，定滑轮相当于等臂杠杆，不省力，因此拉绳子的力等于国旗的重力；定滑轮可以改变力的方向；国旗匀速上升，所以动能不变，重力势能增大，机械能增大；滑轮越多的滑轮组，提升相同物体时，动滑轮越重，机械效率越低。
8、如图为荆州李埠长江公铁大桥施工现场，一台起重机在2min内消耗106J能量将重为30000N的混凝土预制件匀速提升了24m。g取10N/kg，下列说法正确的是（ ）
A.在此过程中预制件的机械能不变
B.在此过程中起重机的功率为5×104W
C.起重机对混凝土预制件做功为7.2×106J
D.起重机的械效率为72%
【答案】D
【解析】A．在此过程中，预制件质量不变，速度不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，机械能＝动能+势能，机械能变大，故A错误；
B．在此过程中起重机的功率
故B错误；
C．起重机对混凝土预制件做功
W有＝Gh＝30000N×24m＝7.2×105J
故C错误；
D．起重机的械效率
故D正确。
9、如图所示，用F=250N的拉力，把重G=400N的物体在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，则( )
A.拉力做的有用功为500J
B.拉力的功率为50W
C.滑轮组的机械效率为80%
D.增大提升重物的高度，可以提高该滑轮组的机械效率
【答案】C
【解析】对物体所做的有用功W有=Gh=400N×2m=800J；故A不符合题意；
由图可知，与动滑轮相连的绳子有效股数n=2，绳端移动的距离s=nh=2×2m=4m
拉力所做的总功W总=Fs=250N×4m=1000N
拉力的功率
滑轮组的机械效率；故B不符合题意，C符合题意；
滑轮组的效率
由上式可知，滑轮组的机械效率的大小与重物的上升的高度无关，故D不符合题意。
10、(2020·深圳)如图所示，湖面上有一艘小船，站在岸上的人通过滑轮用100 N的力拉绳子的自由端，在10 s内小船向岸边匀速移动了5 m，船在水平方向受到的阻力为160 N。下列说法正确的是( )
A.人对船做的有用功为500 J
B.人做的总功为800 J
C.人做的有用功的功率为50 W
D.滑轮的机械效率为80%
【答案】D
【解析】人对船做的有用功：W有＝F阻s船＝160 N×5 m＝800 J，故A错误；由题图知该滑轮为动滑轮，则n＝2，绳子自由端移动距离s绳＝2s船＝2×5 m＝10 m，人做的总功：W总＝Fs绳＝100 N×10 m＝1 000 J，故B错误；人做的有用功的功率：P有＝＝＝80 W，故C错误；滑轮的机械效率：η＝＝＝80%，故D正确。
11、如图所示，不计摩擦和绳重，把一个重为20N的物体沿竖直方向在4s内匀速提升了2m，所用拉力F为12.5N．则拉力F所做的功为 J，滑轮组的机械效率为 。
【答案】见试题解析内容
【解析】由图可知，n＝2，拉力端移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m，
拉力F做的功：W总＝Fs＝12.5N×4m＝50J；
克服物体重力做的有用功：W有＝Gh＝20N×2m＝40J，
滑轮组的机械效率：
η＝80%。
12、(2025·惠州一模)如图所示，把重为200 N的物体匀速提升2 m，不计滑轮、绳子的重力及摩擦，所用拉力F为________ N，拉力所做的功为________ J；若拉力为110 N，滑轮组的机械效率为________。
【答案】100 400 90.9%
【解析】由滑轮组可知，承重绳子的有效股数n＝2，
拉力F＝＝＝100 N；
绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×2 m＝4 m，
拉力做的功W＝Fs＝100 N×4 m＝400 J；
若拉力为110 N，
由滑轮组的机械效率公式可知滑轮组的机械效率η＝＝＝90.9%。
13、(2025·广州改编)如图物体A以2 cm/s的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3 N，绳子自由端水平拉力F＝________ N，物体受到的摩擦力f＝5 N,2 s内绳子自由端移动的距离为________ m，滑轮组的机械效率是________。(不计轮与绳之间的摩擦)
【答案】3 0.08 83.3%
【解析】因为拉力F与弹簧测力计的示数相等，所以F＝3 N。因为动滑轮省一半力，但要多移动一倍的距离，所以绳子自由端运动的速度是物体A运动速度的2倍。所以，v绳＝2vA＝2×2 cm/s＝4 cm/s，s＝2 s×4 cm/s＝8 cm＝0.08 m。滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝＝83.3%。
14、(2025·安徽改编)如图，一固定斜面顶端装有定滑轮，为测量该装置提升物体时的机械效率，用弹簧测力计连接细绳，跨过定滑轮将重为6 N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6 m，物体上升的高度为0.3 m，弹簧测力计的示数为4 N。此过程中做的有用功________ J；该装置的机械效率为________。
【答案】1.8 75%
【解析】克服物体重力做的有用功W有＝Gh＝6 N×0.3 m＝1.8 J。
弹簧测力计的示数大小即为拉力大小，故拉力做的总功W总＝Fs＝4 N×0.6 m＝2.4 J，
该装置的机械效率η＝＝＝75%。
15、一辆车开进了泥潭中，司机取来一个动滑轮欲将汽车从泥潭中拉出，如图所示，若司机用750N的拉力在5s内将汽车水平匀速拉动1m，那么：
(1)司机所做的功是多少J？
(2)司机做功的功率是多少W？
(3)若滑轮的机械效率为60%，汽车所受地面的摩擦力是多少N？
【答案】(1)1500J；(2)300W；(3)900N
【解析】(1)车被拉动了1m，绳子承重的有效股数n=2，则拉力F移动的距离为
故司机所做的功
(2)司机做功的功率
(3)滑轮做的有用功
汽车受到地面的摩擦力
16、城市公交是城市文明的流动窗口，吕梁市市区全部使用新能源纯电动公交车，全民免费乘坐，全力推进节能减排，呼吁广大市民优先选乘公交，共建美丽幸福吕梁。如图是“纯电”公交车以最大总质量正在运营的场景，公交车所受的阻力为车重的0.02倍，表格是公交车铭牌的部分参数（g取10N/kg）。求：
（1）若轮胎与地面接触的总面积0.06m2，公交车以最大总质量在水平路上匀速行驶时对地面的压强。
（2）若某次公交车以峰值功率在水平路面以36km/h的速度匀速行驶5min，牵引力所做的功和机械效率。
【答案】（1）若轮胎与地面接触的总面积0.06m2，公交车以最大总质量在水平路上匀速行驶时对地面的压强为3×106Pa。
（2）若某次公交车以峰值功率在水平路面以36km/h的速度匀速行驶5min，牵引力所做的功为1.08×107J，机械效率为36%。
【解析】（1）公交车对水平地面的压力为：
F＝G＝mg＝18000kg×10N/kg＝1.8×105N，
公交车对水平地面的压强为：
；
（2）时间 ，
由 得公交车行驶的路程为：
，
因为公交车匀速行驶，则F＝f＝0.02G＝0.02×1.8×105N＝3.6×103N，
牵引力做的功为：
W＝Fs＝3.6×103N×3000m＝1.08×107J，
由 得电动机做的总功为：
，
机械效率为：
。
17、早在3000多年前，我们的祖先就设计了汲水工具﹣﹣辘轳（如图所示），辘轳是一种省力的机械。小军用辘轳从井中匀速提上来一桶水，水重200N，桶重20N，用时30s，提升的高度6m，做的总功为1500J，求：
（1）小军所做的有用功？
（2）辘轳的机械效率？
（3）小军提水的总功率？
（4）小军克服绳重和摩擦阻力所做的功？
【答案】（1）小军所做的有用功是1200J；
（2）辘轳的机械效率是80%；
（3）小军提水的总功率是50W；
（4）小军克服绳重和摩擦阻力所做的功是180J。
【解析】（1）水重200N，小军所做的有用功
W有＝G水h＝200N×6m＝1200J；
（2）做的总功为1500J，辘轳的机械效率
；
（3）小军提水的总功率
；
（4）小军对桶做的功
W桶＝G桶h＝20N×6m＝120J，
小军克服绳重和摩擦阻力所做的功
W余＝W总﹣W有﹣W桶＝1500J﹣1200J﹣120J＝180J。
【知识点4】机械效率的计算
1、小聪想搬起地面上重350N的石块，但未搬起；小明用重50N的动滑轮在6s内将此石块匀速竖直提升3m，如图所示（不计绳重和滑轮摩擦），下列说法不正确的是（ ）
A. 搬石块时，小聪没有对石块做功
B. 绳子自由端的拉力为200N
C. 动滑轮的机械效率为87.5%
D. 拉力的功率为100W
【答案】D
【解析】搬石块时，但未搬起，有力无距离，所以小聪没有对石块做功，故A正确，不符合题意；
由图可知，n＝2，绳子自由端的拉力为
故B正确，不符合题意；
动滑轮的机械效率为
故C正确，不符合题意；
拉力的功率为
故D错误，符合题意。
2、如图所示使用动滑轮时拉力F在4s内做了80J的功，此动滑轮的机械效率为75%。在同一个坐标轴里画出总功、有用功和额外功的图像，下列图像正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】若此机械的机械效率为75%，根据η知，当总功为80J时，有用功W有用＝ηW总＝80J×75%＝60J，W额＝W总﹣W有用＝80J﹣60J＝20J；并且总功、有用功、额外功都与时间成正比，图像都是过原点的直线，故ABD错、C正确。
3、某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示，已知物体的质量为450g，所用动滑轮的质量为50g，绳子自由端的拉力F为1.3N，g取10N/kg。在0～2s的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A.绳子自由端移动的速度为5.0cm/s
B.拉力F的功率为0.26W
C.额外功为0.45J
D.滑轮组的机械效率为90%
【答案】B
【解析】A、绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，则2s内绳子自由端移动的距离为s＝40cm＝0.4m，
绳子自由端移动的速度为：v0.2m/s，故A错误；
B、拉力F的功率：PFv＝1.3N×0.2m/s＝0.26W，故B正确；
C、物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示，则2s内物体上升的高度为10cm＝0.1m，
物体的质量为450g＝0.45kg，
有用功：W有用＝Gh＝mgh＝0.45kg×10N/kg×0.1m＝0.45J，
总功：W总＝Fs＝1.3N×0.4m＝0.52J，
则额外功：W额＝W总﹣W有用＝0.52J﹣0.45J＝0.07J，故C错误；
D、则滑轮组的机械效率为：η100%≈86.5%，故D错误。
4、小明用如图所示滑轮组将一个放在水平地面上的物体匀速拉动，物体用时2s移动了4m，物体重为2000N，运动过程中物体受到的摩擦力为450N，绳子自由端受到的拉力F为200N。下列说法正确的是( )
A.绳子移动了12m
B.该装置的有用功是8000J
C.拉力的功率是400W
D.该装置的机械效率70%
【答案】A
【解析】 滑轮组有效绳子股数n=3，绳子移动的距离:s绳=ns物=3×4m=12m,故A 正确；
该滑轮组的有用功： W有=fs物=450N×4m=1800J，故B错误；
拉力做的功： W=Fs绳=200N×12m=2400J
拉力的功率：，故C错误；
该装置的机械效率：，故D错误。
5、一个人利用如图所示的滑轮组提起一个重2000N的重物，所用的拉力是400N，重物上升1m，下列说法正确的是( )
A.总功是3200J，机械效率是60%
B.总功是2000J，机械效率是50%
C.有用功是3200J，机械效率是83%
D.有用功是2000J，机械效率是62.5%
【答案】D
【解析】从图中可以看出，滑轮组有效绳子股数n=8，物体升高的高度，绳子自由端移动距离，拉力做的总功：
有用功：
机械效率：
故选D。
6、如图，用12N的拉力F竖直向上匀速提升木块，2s内木块升高的高度为、木块重力，下列判断正确的是( )
A. 拉力F做功为
B. 滑轮组做的有用功为
C. 滑轮组机械效率为
D. 拉力F做功的功率为
【答案】D
【解析】滑轮组做的有用功：
滑轮组绳子的有效股数n=3，则
拉力F做功：
故A、B错误；
机械效率：
故C错误；
拉力F做功的功率：
故D正确。
7、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，汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，g取10N/kg。下列说法中（ ）
①滑轮组的机械效率为80%
②汽车受到的摩擦力为150N
③汽车牵引力在4s内做的功为8×103J
④汽车牵引力的功率为6000W
A.只有①正确
B.只有①④正确
C.只有①②正确
D.只有③④正确
【答案】B
【解析】①由图可知，n＝3，滑轮组的机械效率为：
η100%＝80%，故①正确；
②汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，则汽车受到的摩擦力为：
f＝0.05G车＝0.05m车g＝0.05×3×103kg×10N/kg＝1.5×103N，故②错误；
③汽车牵引力在4s内做的功为：
W＝F1s＝F1nvt＝4000N×3×0.5m/s×4s＝24000J，故③错误；
④汽车牵引力的功率为：
P6000W，故④正确。
故选B。
8、如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，（g＝10N/kg）。下列结论正确的是（ ）
①动滑轮的重力为9N
②1～2s内拉力F的功率为2W
③此装置提升重物的最大机械效率约为81.8%
④用此装置匀速提升50N的货物时，小张对地面压力为470N
A.①④
B.③④
C.③
D.②③④
【答案】C
【解析】①由图丙可知，在1～2s内A被匀速提升，由图乙可知此时的拉力F＝10N，
由图知n＝2，忽略绳重及摩擦，拉力F（GA+G动），则动滑轮重力：G动＝2F﹣GA＝2×10N﹣10N＝10N，故①错误；
②由图丙可知，1～2s内A上升的速度vA＝0.2m/s，拉力端移动速度：v＝2vA＝2×0.2m/s＝0.4m/s，
1～2s内拉力F的功率：PFv＝10N×0.4m/s＝4W，故②错误；
③忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力：FC（FB+G动），
则当C处最大拉力为60N时，B处拉力为：FB'＝nFC最大﹣G动＝2×60N﹣10N＝110N，大于绳子B能承受的最大拉力100N；
当B处最大拉力为100N时，C处拉力为：FC（FB最大+G动）（100N+10N）＝55N，小于绳子C能承受的最大拉力60N；
所以要以B处最大拉力为准，此时C处的拉力：FC＝55N，
B处的拉力：FB＝GA+G货物＝100N，
此装置最多能匀速运载货物的重力：G货物＝FB﹣GA＝100N﹣10N＝90N，
装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，
此装置提升重物的最大机械效率：
η100%100%≈81.8%，故③正确；
④人的重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，
因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力：F'（G'+GA+G动）（50N+10N+10N）＝35N，
因此小张对地面的压力：F压＝G﹣F'＝500N﹣35N＝465N，故④错误。
综上所述只有③正确，故C正确。
9、如图所示是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重为的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重200N，重物在8s内上升了10m，不计绳重与摩擦，下列说法中不正确的是（ ）
A. 拉力F大小为400N
B. 拉力F的功率为1250W
C. 克服动滑轮重力做功2000J
D. 滑轮组的机械效率约为83.3%
【答案】B
【解析】由图可知，滑轮组绳子的有效股数，拉力F大小为
故A正确，不符合题意；
绳子自由端移动的距离为
拉力F做的功为
拉力F的功率为
故B错误，符合题意；
克服动滑轮重力做功
故C正确，不符合题意；
有用功为
滑轮组的机械效率约为
故D正确，不符合题意。
10、修建房屋时，质量为60kg的建筑工人使用滑轮组提升建材。他用竖直向下的拉力在15s内将重为480N的建材匀速提升了3m，每个滑轮重20N，不计滑轮摩擦和绳重，g取。下列结论正确的是（ ）
A. 工人拉动绳子的速度为0.2m/s
B. 工人对绳子拉力的功率50W
C. 此装置的机械效率为96%
D. 若工人脚与地接触面积共，则他对地的压强为
【答案】C
【解析】物体上升速度
由图可知，承担物重的绳子股数n=2，工人拉动绳子的速度为
故A错误；
绳子的拉力
工人对绳子拉力的功率
故B错误；
此装置的机械效率为
故C正确；
工人受到重力、支持力和绳子的拉力，在三个力的作用下，处于平衡状态，则
地面对工人支持力和工人对地面的压力是一对相互作用力，二者大小相等，则
若工人脚与地接触面积共，则他对地的压强为
故D错误。
11、用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知物体M重760N，体积为3×10﹣3m3，物体M未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m。此过程拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，(ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/ kg，不计绳重和摩擦，忽略水对物体阻力)下面分析中错误的是( )
A. 此过程绳端的拉力F大小为400N
B. 当物体M没有露出水面时，动滑轮下端挂钩上绳子的拉力为730N
C. 动滑轮的重力为70N
D. 物体M未露出水面的过程中，该滑轮组提升货物的机械效率为95%
【答案】D
【解析】物体运动的时间：，
根据图乙可知，此过程中绳子自由端拉力F做的总功是8000J，由图甲可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2，绳子自由端移动距离：，
拉力的大小：，
故A正确，不符合题意； 当物体M没有露出水面时，其排开水的体积等于其自身体积，即
，
此时物体受到的浮力：
动滑轮下端绳子的拉力：，故B正确，不符合题意；
不计绳重和摩擦，忽略水对物体阻力，则动滑轮的重力：
，故C正确，不符合题意；
当物体M没有露出水面时，滑轮组的机械效率为
故D错误，符合题意。
12、用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，将重的货物匀速吊起高。每只滑轮重为，绳自由端的拉力的大小分别为和，若不计绳重和摩擦，______（选填“大于”“等于”或“小于”），甲滑轮组的机械效率为______。
【答案】 大于
【解析】由甲图可知，滑轮组承担重物的绳子的段数为2，不计绳重和摩擦，可得
由乙图可知，滑轮组承担重物的绳子的段数为3，不计绳重和摩擦，可得
甲滑轮组的机械效率
13、如图所示，在200N拉力F的作用下，用滑轮组将重为300N的货物匀速提升，在20s内货物竖直上升了2m。在这个过程中，绳子自由端移动的速度为 m/s，额外功为 J，滑轮组的机械效率为 。
【答案】0.2；200；75%。
【解析】由图可知，n＝2，绳子自由端的速度为：
v绳＝nv物0.2m/s；
有用功为：
W有＝Gh＝300N×2m＝600J，
总功为：
W总＝Fs＝Fnh＝200N×2×2m＝800J，
额外功为：
W额＝W总﹣W有＝800J﹣600J＝200J；
滑轮组的机械效率为：
η100%＝75%。
14、 工人利用如图所示装置提升物料，该装置中的滑轮为________滑轮。已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦。工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为________N。若绳子能承受的最大拉力为520N，每根钢条重100N，该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率为________。
【答案】 动 100 80%
【解析】由图可知，滑轮随物料一起运动，所以该装置中滑轮为动滑轮。
由图可知，动滑轮上有两股绳，已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦，用该装置匀速提升空货篮时的拉力
若绳子能承受的最大拉力为520N，提升钢条的最大重力
由于每根钢条重100N，所以最多能提升8根钢条，则该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率
15、用如图所示滑轮组将重540N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10m，绳端拉力为200N（不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦），则动滑轮重______N，此过程该滑轮组的机械效率为______。
【答案】 60 90％
【解析】滑轮组绳子承重段数
不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦
则
此过程该滑轮组的机械效率为
16、如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1s内，将重为的建筑材料沿竖直方向匀速提升1m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为；
（1）支腿做成“”形而非“”形的作用是：__________；
（2）求钢丝绳自由端的移动速度；____
（3）求拉力F的功率和滑轮组的机械效率。____
【答案】 （1）减小压强 （2）3m/s （3），60%
【解析】（1）根据知，在压力不变时，增大受力面积减小压强。所以支腿做成“”形而非“”形的作用是减小吊车对地面的压强。
（2）由图知物体有3段绳子承担，n=3，钢丝绳移动的距离
钢丝绳自由端的移动速度
（3）此时该滑轮组做的总功
拉力F的功率
使用该滑轮组做的有用功
此时该滑轮组做的机械效率
17、(2025·连云港)重450 N的箱子，在20 N水平推力的作用下，沿水平路面做匀速直线运动，地面对箱子的支持力大小为________ N，箱子受到的阻力大小为________ N。如果用如图所示的滑轮组匀速提升该箱子，拉力F＝250 N，滑轮组的机械效率为________。箱子以0.1 m/s的速度匀速上升的过程中，拉力的功率为________ W。
【答案】450 20 90% 50
【解析】箱子在大小为20 N的水平推力作用下，沿水平路面做匀速直线运动，箱子在水平方向上受到推力和阻力作用，这两个力是平衡力，大小相等，所以箱子受到的阻力大小等于推力大小，即为20 N；箱子在竖直方向上受到重力和地面对箱子的支持力作用，这两个力是平衡力，大小相等，所以地面对箱子的支持力大小等于重力大小，即为450 N；由题图可知滑轮组绳子的有效股数n＝2，设箱子被提升的高度为h，则拉力端移动距离s＝2h，拉力端移动的速度等于箱子上升速度的2倍，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝90%。根据P＝＝＝Fv可求拉力做功功率P＝Fv＝250 N×2×0.1 m/s＝50 W。
18、 如图甲，质量为40kg的货物静止在水平地面上，与地面的接触面积是。如图乙。工人用250N的拉力F，将货物用滑轮组匀速提升到3m高的二楼，此过程中货物上升的速度是0.2m/s。求：
（1）货物静止在水平地面上时，对地面的压强；
（2）工人用滑轮组提升货物时做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）为提高该滑轮组的机械效率，请你提出一条合理建议。
【答案】解：（1）因为货物静止在水平地面上，对地面压力为
则货物对地面的压强为
（2）由图可知，有效绳子段数，绳子自由端移动的速度为
工人做功的功率为
（3）滑轮组的机械效率为
（4）为提高该滑轮组的机械效率，措施有：①增加所提升的物重②减轻动滑轮重。
19、工人师傅用如图所示的滑轮组，用400N的拉力在10s内把900N的货物匀速提高2m。求：
(1)工人师傅拉力所做的功；
(2)工人师傅所做有用功的功率；
(3)滑轮组的机械效率。
【答案】(1)3200J；(2)180W；(3)56.25%
【解析】(1)由图可知绳子的有效股数n=4，绳子自由端移动的距离：s=nh=4×2m=8m
拉力所做的功：W总=Fs=400N×8m=3200J
(2)工人师傅所做有用功：W有=Gh=900N×2m=1800J
功率：
(3)滑轮组的机械效率：
20、小夏利用如图的滑轮组，将重量为的物体匀速提升了。已知他自身的重量为，对绳子施加的拉力，两脚与地面接触的总面积求此过程中：小夏对地面的压强；拉力做的功；该滑轮组的机械效率。
【答案】；
；
。
【解析】人对绳子的拉力为F拉200N，根据力的相互作用，绳子对人的拉为F拉=，故人对地面的压力：
小夏对地面的压强：
绳子的有效股数n=，绳子自由端向下移动的距离为：
拉力做的功：
对重物做的有用功：； 滑轮组的机械效率：。 【难度】中档题
21、杠杆是一种让人类突破自身力量极限的简单机械。如图所示，OA长20cm，OB长120cm，张宇同学竖直下压B端，重物被竖直匀速顶起10cm，已知重物质量为270kg，求：
（1）若不计杆重和摩擦，上述过程在B端施加多大的力；
（2）若实际使用600N的力，则这个过程的机械效率。
版权所有
【答案】解：（1）图中的动力与阻力都在竖直方向，力臂都是水平方向，根据相似的知识知，动力臂与阻力臂之比等于OB与OA的比，LOA：LBO＝OA：OB；若不计杆重和摩擦，根据杠杆平衡条件可得：
G LOA＝F LBO，即270kg×10N/kg×20cm＝F×120cm；
解得：F＝450N；
（2）若不计杆重和摩擦，F＝450N做功都是有用功，
η100%＝75%。
【答案】解：（1）图中的动力与阻力都在竖直方向，力臂都是水平方向，根据相似的知识知，动力臂与阻力臂之比等于OB与OA的比，LOA：LBO＝OA：OB；若不计杆重和摩擦，根据杠杆平衡条件可得：
G LOA＝F LBO，即270kg×10N/kg×20cm＝F×120cm；
解得：F＝450N；
（2）若不计杆重和摩擦，F＝450N做功都是有用功，
η100%＝75%。
22、图1所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图2所示。吊篮的质量为60kg，两名工人及工具的总质量为240kg，某次吊升过程中，吊篮在30s内匀速上升了6m。不计滑轮重、绳重和摩擦，g取10N/kg，求
(1)电动机对绳子的拉力；
(2)电动机对吊篮(包括人及工具)做的功和功率；
(3)对吊篮做的功为额外功，对人和工具做的功为有用功，则机械效率是多少。
【答案】(1)750N；(2)18000J，600W；(3)80%
【解析】(1)由题图可知，绳子有效股数为n=4，不计滑轮重、绳重和摩擦，电动机对绳子的拉力：
(2)绳子自由端移动的距离：
电动机对吊篮做的功：
电动机对吊篮做功的功率：
(3)有用功：
机械效率为
23、(2022遵义)《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械.其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流，绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一顷于枧内，流入亩中.昼夜不息，百亩无忧.”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示.若接水槽离取水处高4m ，水轮上有 12 个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为60s.(接水槽离倒水处的高度忽略不计,g取10 N/kg)
(1)请从能量转化的角度，简要分析筒车的工作原理.
(2)求该筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功.
(3)若水流冲击筒车的功率为40 W，求筒车旋转一周取水的机械效率.
【答案】(1)从能量转化的角度来看，筒车工作时，把水流的动能转化为筒车和取水筒内水的动能和重力势能.
【解析】(2)筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功 1 920 J
(3)水流冲击筒车60s所做的总功
筒车旋转一周取水的机械效率
【知识点5】斜面的机械效率
1、如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置，斜面粗糙程度相同。他用平行于斜面向上的恒定拉力F，将重6N的物体以的速度匀速拉到斜面顶端，测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是（ ）
A. 拉力做功为3J
B. 物体受到摩擦力为1.5N
C. 在匀速拉动过程中，物体的机械能不变
D. 若以的速度匀速拉动物体，斜面机械效率仍为75%
【答案】D
【解析】拉力做的有用功为
斜面的机械效率为75%，则拉力做功为
故A错误；
此过程中额外功为
有图可知，斜面的长度为
物体受到摩擦力为
故B错误；
在匀速拉动过程中，物体的质量不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，物体的机械能变大，故C错误；
若以的速度匀速拉动物体，此过程中摩擦力大小不变，则额外功不变，有用功也不变，总功也不变，因此斜面机械效率仍为75%，故D正确。
2、如图所示，人借助滑轮组或斜面可以把重均为G的物体A、B匀速提升相同高度h，绳子对A的拉力为F1，F3平行于斜面，则（ ）
A.斜面的机械效率是
B.滑轮组的额外功2F2h﹣Gh
C.滑轮组的机械效率是
D.斜面的总功是Gh
【答案】A
【解析】AD、使用斜面时，拉力做的总功W总＝F3L，有用功W有用＝Gh＝F1h，机械效率η，故A正确、D错误；
BC、使用滑轮组时，n＝3，拉力端移动距离s＝nh＝3h，
拉力做的总功W总＝F2s＝F2×nh＝3F2h，
拉力做的额外功W额＝W总﹣W有用＝3F2h﹣Gh；
滑轮组的机械效率η，故BC错误；
3、工人用推力F将重为1000N的箱子沿ABC匀速推至水平车厢中，斜面高1.5m，F始终与箱子运动方向相同。该过程中的各项信息如表格所示。则（ ）
A.AB过程额外功为1800J
B.BC过程推力所做的功为1000J
C.AB过程推力做功的功率为18000W
D.斜面的机械效率约为66.7%
【答案】B
【解析】AC、由表格可知，AB段推力做的功为：W总＝1800J，有用功为：W有用＝Gh＝1000N×1.5m＝1500J，额外功为：W额＝W总﹣W有＝1800J﹣1500J＝300J，
AB过程推力做功的功率为：P180W，故AC错误；
B、BC段推力为200N，总功为：W总′＝F′s′＝200N×5m＝1000J，故B正确；
D、斜面的机械效率83.3%，故D错误。
4、小明将木板一端置于水平桌面上，另一端与量角器组装成斜面（如图所示），按以下步骤进行了实验：
①选3个物体A、B和C，分别测出它们的重力大小；
②将斜面倾角（木板与桌面夹角）调成5°，分别将物体A、B、C放置在斜面上保持静止，用压力传感器分别测出它们对木板的压力大小；
③将斜面倾角先后调成10°和15°，重复步骤②。
实验数据记录如下表：
结合以上信息，按要求回答下列问题：
（1）请在图中画出物体A对木板（斜面倾角为15°）压力的示意图，要求包含力的三要素；
（2）若研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系，可选择实验序号______中的数据进行分析；
（3）分析比较实验数据可知：不同物体静止在同一斜面上时，物体对木板的压力与该物体重力的比值______；
（4）分析比较实验数据可知，同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力与该物体重力的比值______（选填“越大”“越小”或“不变”）；
（5）斜面作为一种简单的机械，在生活中常有应用。在沿斜面向上的拉力F作用下，质量为的物体沿斜面向上匀速运动了，升高了，斜面的机械效率为90%，则该物体所受摩擦力的大小为______N。（取）
【答案】（1）见解析图 （2）1、4、7（2、5、8或3、6、9）
（3）都相等 （4）越小
（5）10
【解析】（1）物体A对斜面的压力作用点在接触面，与接触面垂直并指向斜面；由表格中数据可知，当斜面倾角为15°，A对斜面的压力大小为9.66N。如图所示：
（2）研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系，应选择同一物体放在同一斜面上，改变斜面倾角，测出压力大小进行比较，所以可选择实验序号1、4、7或2、5、8、或3、6、9中的数据进行分析。
（3）分析比较1、2、3（4、5、6或7、8、9）三组数据，A、B、C三个不同物体静止在同一斜面上，物体对木板的压力与该物体重力的比值都相等。
（4）分析比较序号1、4、7（2、5、8、或3、6、9）中的实验数据可知，同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力越小，由于重力不变，则物体对木板的压力与该物体重力的比值越小。
（5）拉力F做的有用功为
总功为
额外功为
则该物体所受摩擦力的大小为
5、如图甲所示，在探究斜面机械效率的小组活动中，分别将A、B两个完全相同的物体拉到斜面顶端，做功情况如图乙所示，对物体A做的总功是 J，对物体A做的有用功是 J，对物体B做功的机械效率是 。
【答案】3；2；80%。
【解析】由乙图知，对物体A做的总功是3J，对物体A做的额外功是1J，
用功与额外功的和叫总功，则对物体A做的有用功WA有用＝WA总﹣WA额＝3J﹣1J＝2J，
如图甲，分别将A、B两个完全相同的物体拉到斜面顶端，G和h相等，则做的有用功相等，即WB有用＝WA有用＝2J，
由乙图知，对物体A做的总功是2.5J，
则对物体B做功的机械效率是ηB＝80%。
6、如图是小明同学做“探究斜面的机械效率”的实验装置。
(1)请计算斜面坡度为60°时的机械效率。
(2)请你根据实验数据推导下列的结论：
结论1：沿粗糙程度相同的斜面向上匀速拉动同一物体时，斜面坡度越 ，拉力越小；
结论2：在粗糙程度相同的条件下，斜面坡度越大，机械效率越 。
(3)如果你是一位建筑设计师，需要设计一幢老年人俱乐部的大楼，受上述实验的启发，在设计楼梯时，您会把楼梯设计得较 (选填“缓”或“陡”)。
【答案】(1)77.8 (2)小 大 (3)缓
【解析】(1)物体做的有用功：
物体做的总功：
物体在60°的斜面的机械效率：
(2)由表中数据知，斜面的粗糙程度、物重、斜面长不变，斜面坡度越缓，拉力越小，机械效率越低。反之，拉力越大，机械效率越大。
(3)由(2)中的结论可知楼梯越缓，上楼所用的力越小。
7、如图所示是小红同学探究影响斜面机械效率因素的实验装置，物体在沿斜面向上的拉力F作用下匀速向上运
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