第五节
机械效率
课时2
测滑轮组的机械效率
预习导学知识点梳理
1.测滑轮组机械效率的实验中，实验原理是
，需要测量的物理量是
、
、
、
，实验器材除钩码、铁架台、细线还需要
、
；
影响滑轮组机械效率的因素有：
、
、
．提高滑轮组机械效率的方法有
、
、
．
知识点基础练（时间：40分钟
满分：100）一、填空题（每空2分，共40分）
A级
1．用一个动滑轮提起重96N的物体上升了5m（绳重与摩擦不计），所用的拉力为60N，则有用功为
J，额外功为
J,则动滑轮的机械效率为
．
A级
2．沿着长10m高1m的斜面把1500N的重物拉到车上去，如果实际用的拉力是250N，则有用功是
，总功是
，斜面的机械效率是
．
A级
3.
如图所示，物重G为480N，用滑轮组将重物匀速提升2m，所用拉力F为200N，滑轮组的机械效率为
，在“测量滑轮组机械效率的实验”中测量拉力F时，应该在弹簧测力计提着滑轮组
（选填“静止”或“匀速上升”）时读数．
A级
4．如图是伍实同学在测量滑轮组的机械效率实验的图形，每个钩码的质量为50g，每个滑轮的质量都为50g，不计绳子与滑轮、滑轮轴之间的摩擦，使用滑轮组使钩码匀速直线上升10cm，则人的拉力大小为
N，有用功为
J，额外功为
J，机械效率为
．(g=10N/kg)
A级
5．如图所示，在研究滑轮组时，测得A物体重为6N，当拉动甲测力计，使A以0.2m/s的速度匀速右移时，甲、乙测力计的示数分别为1.0N和2.4N．则拉动甲测力计的功率为
W，在匀速拉动4s时间内所做的额外功为
J.
B级
6．用如图所示的装置，做“测定滑轮组的机械效率“实验．匀速拉动弹簧测力计使钩码上升0．lm，已知每个钩码重0.5N，弹簧测力计示数为0.4N，此时滑轮组的机械效率是
．若再增加一个钩码，此滑轮组的机械效率将
（填“变大““变小“或“不变“）．
B级
7．将一个大木箱从斜面底部拉到顶部，如图所示，要提高斜面的机械效率，办法是：
（1）
木箱和斜面接触面之间的摩擦．
（2）
斜面的倾角θ．
C级
8．如图所示，已知物重等于G，请你补充一个物理量，用物重G和补充的物理量求出动滑轮的机械效率（绳重和摩擦忽略不计）．补充的物理量名称和符号是
，机械效率：η=
．
二、选择题（每题4分，共36分）
A级
9.用滑轮组来匀速提升重物时，下列关于提高滑轮组机械效率的措施中不正确的是（ ）
增大提升速度
B．减小滑轮的摩擦
C．减小动滑轮的重力
D．减小绳子的重力
A级
10.在“测定滑轮组的机械效率”的实验中，如果被提升的物体物重相同，则（ ）
A．动滑轮的个数越多越省力，且效率越高
B．动滑轮的个数越多越省力，且效率越低
C．动滑轮的个数越少越省力，且效率越低
D．机械效率主要由机械本身结构决定
A级
11.现要利用斜面将木箱拉上汽车，下列做法中可以提高机械效率的是（ ）
以较快的速度拉木箱
B．以较慢的速度拉木箱
C．减小斜面的倾斜程度
D．增大斜面的倾斜程度
B级
12．山区的公路多修成环绕山坡的盘山公路，这样车辆向上行驶时可以（ ）
A．提高功率
B．提高机械效率
C．减小所必需的牵引力
D．减小所做的功
B级
13.在测滑轮组的机械效率的实验中，甲、乙、丙、丁四组同学测得的值分别为：0.7%、72%、100%和113%，这四个结果中可能正确的是（ ）
A．甲组
B．乙组
C．丙组
D．丁组
B级
14.将一定滑轮改为动滑轮使用，则它的机械效率在不计自重和摩擦时（ ）
一定降低
B．一定提高
C．一定不变
D．无法判断
B级
15.某同学想通过实验来探究“影响滑轮组的机械效率的因素”．他做了如图所示的实验，并测算了各次实验装置的机械效率．关于他的实验过程，下列说法中不正确的是（ ）
A．根据①、②两次实验可知：滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关
B．根据②、③两次实验可知：同一滑轮组提起物重越大，机械效率越低
C．根据该同学的探究结论可知，通过适当增大物重可以提高滑轮组的机械效率
D．为使实验的结论更具可靠性，应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律
B级
16.如图所示，斜面长6m，高3m，用沿斜面向上、大小为100N的拉力F使物体在5s内沿斜面移动了2m，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率是40%
B．物体重300
N
C．拉力F做的功是600
J
D．拉力F的功率是40
W
C级
17.小刚和小明分别用沿斜面向上的力F甲、F乙把同一重物匀速拉到两个斜面的顶端，若两个斜面光滑、等高，甲斜面长4m，乙斜面长5m，所做的功跟别是W甲、W乙，则下列说法正确的是（ ）
A．使用甲斜面比使用乙斜面要省功
B．甲斜面的机械效率比乙斜面高
C．拉力F甲与F乙之比为5：4
D．两个拉力做功W甲与W乙之比为4：5
三、实验探究题（每空3分，共24分）
B级
18.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如表所示．
次数
1
2
3
4
物体的重力G/N
2
3
4
2
提升高度h/m
0.1
0.1
0.1
0.1
拉力F/N
1
1.4
1.8
1.5
绳端移动距离s/m
0.3
0.3
0.3
0.2
机械效率η/%
66.7
71.4
74.1
（1）实验中应沿竖直方向
拉动弹簧测力计，使钩码上升．
（2）表格内的第4次实验中应补充的数据是
（结果精确到0.1%）．这次数据是用图中
（填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的．
（3）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，若要增大滑轮组的机械效率，应该
．在第1次实验中，拉力F所做的额外功为
J．
（4）分析比较第
两次实验可得出结论：滑轮组机械效率与绳子的绕法无关．
（5）某同学认为，使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越大，他的想法正确吗？请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断：
．（6）在该实验中，滑轮组的机械效率不可能等于100%，而总是小于1，其原因是
．
中考模拟练
（2014 云南）19.用动滑轮把重为100N的物体匀速提升3m，拉力F=80N，则拉力F所做的额外功为
J，若改用质量更小的动滑轮来提升此重物．则动滑轮的机械效率将会
（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
第五节
机械效率
课时2
测滑轮组的机械效率
答案与解析
预习导学知识点梳理
1.；物重；绳端的拉力；物体上升的高度；绳端移动的距离；刻度尺；弹簧测力计.
2.物重；动滑轮的重；绳重与摩擦；减轻动滑轮质量；加润滑油减小摩擦；增加提升物体的重．
知识点基础练
1.480J
600J
80%
2.1500J
2500J
60%．
3.80%
匀速上升
4.0.5
0.1
0.05
66.7%
5.0.6
0.48
解析：（1）甲测力计的速度：v甲=3vA=3×0.2m/s=0.6m/s，
所以拉动甲测力计的功率大约是：
总功：W总=Pt=0.6W×4s=2.4J，
在匀速拉动4s时间内A移动的距离：
s乙=vAt=0.2m/s×4s=0.8m，
有用功：W有=F乙s乙=2.4N×0.8m=1.92J，
额外功：W额=W总-W有=2.4J-1.92J=0.48J
6.83.3%
变大
解析：由图知：此滑轮组由3段绳子承担物重，
所以s=3h=3×0.1m=0.3m，G=2×0.5N=1N，
若再增加一个钩码，额外功不变，有用功增多，有用功在总功中所占比值增大，所以机械效率增大．
7.减小
增大
解析：（1）在斜面上拉木箱时，做的额外功是克服木箱和斜面之间的摩擦做功，斜面越光滑，摩擦力越小，额外功越小，机械效率越高．
（2）斜面的倾角越大，木箱对斜面的压力越小，摩擦力越小，额外功越小，机械效率越高．
8.拉力F（或动滑轮重力G动）
（或）
解析：（1）物体的重力为G，动滑轮重力为G动，物体提升的高度为h，绳子自由端的拉力为F，绳子自由端移动的距离为s，s和h的关系为s=2h；
（2）①有用功为把物体提升一定高度做的功，即W有=Gh
②总功为拉力拉动绳子移动一段距离做的功，即W总=Fs=2Fh；
总功也可以说成是对物体和动滑轮总共做的功，即W总=（G+G动）h；
③所以动滑轮机械效率的表达式为：
或者：
9.A
10.B
11.D
12.C
解析：A、从功率的计算公式可知，要想判断功率的大小，应该同时考虑做功的多少和做功的时间，说法错误，不符合题意．B、从机械效率的公式可知，要想判断机械效率的大小，应该同时考虑有用功和总功，说法错误，不符合题意．C、斜面模型加长了运动距离，但可以省力，减小了车辆上山时所需要的牵引力，说法正确，符合题意．
D、从功的原理可知，使用任何机械都不省功，说法错误，不符合题意．
13.B
解析：在使用滑轮组时，由于必须做额外功，所以有用功一定小与总功，故机械效率总小于1．而丙、丁四组同学的机械效率大于1，所以排除C、D选项．甲组同学的机械效率为0.7%，太低，不符合实际．
14.C
解析：在不计自重和摩擦时，用定滑轮时不需要做额外功，机械效率等于100%；
而用作动滑轮时，不计自重和摩擦，额外功也是0，所以机械效率也等于100%．
可见机械效率一定不变．
15.B
解析：A、①、②两次实验中绳子绕法不同，提升物重相同，机械效率都是70%，因此，说明滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关，是正确的；
B、②、③两次实验是同一滑轮组，提升的物重不同，②的机械效率小于③，说明同一滑轮组提起物重越大，机械效率越高，因此，B是错误的，符合题意；
C、通过比较②、③两次实验可以看出，适当增大物重可提高机械效率，是正确的；
D、为使实验的结论更具可靠性，应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律，这种做法是值得提倡的，是正确的．
16.C
解析：因条件不足，无法计算物体重和机械效率，故A、B错．
拉力F移动的距离：
s=3s′=3×2m=6m；
拉力F所做的总功：
W总=Fs=100N×6m=600J，故C正确；
拉力F做功的功率：,故D错.
C
解析：斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有额外功，所以两个斜面的机械效率都是100%；把同一物体沿斜面分别拉到顶端，G和h相同，由W=Gh可知两次做的功相同，即W甲=W乙；根据题意可知，F甲的斜面长度s甲=4m；F乙的斜面长度s乙=5m，根据公式W=Fs可知，所以拉力之比：
（1）匀速
（2）66.7%
乙
增大物体的重力
0.1
（4）无关
（5）不正确
第1次比第4次省力，但两次的机械效率却相同
（6）使用滑轮组总要做额外功，有用功总小于总功
解析：（1）实验中应注意让测力计沿竖直方向做匀速直线运动．
（2）第4次实验的机械效率：
由可得，n，
而图乙中提升物体绳子条数为2，故选择装置乙；
（3）比较第1、2、3次实验数据可知，对于同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率越高，因此增大物体的重力可以提高滑轮组的机械效率；
根据第1次实验数据可知，
W有=Gh=2N×0.1m=0.2J；
W总=Fs=1N×0.3m=0.3J；
由W总=W有+W额可得，
W额=W总-W有=0.3J-0.2J=0.1J；
（4）1、4两次实验，被提升的物重和动滑轮重相同，绳子的绕线不同，机械效率相同，可知滑轮组机械效率与绳子绕法无关；
（5）不正确；比较第1、4次实验数据可知，第1次比第4次省力，但两次的机械效率却相同．
（6）使用滑轮组总要做额外功，有用功总小于总功，所以滑轮组的机械效率总是小于1．
中考模拟练
19.180
变大
解析：W有=Gh=100N×3m=300J．
W总=Fs=80N×3m×2=480J．
W额=W总-W有=480J-300J=180J．
额外功是因为克服动滑轮重力而产生的，减小动滑轮的重力，额外功会变小，有用功不变，可知，机械效率变大．第五节
机械效率
课时1
什么是机械效率
预习导学知识点梳理
利用机械做功时，对人们有用的功叫
．不需要但又不得不做的功叫
，两者之和叫
。
2.物理学中，将
与
的比值叫
做机械效率．计算公式：η=
。
使用任何机械，总功
有用功，所以
机械效率总
1（填：大于、小于、等于）。
知识点基础练（时间：40分钟
满分：100）一、填空题（每空2分，共40分）
A级
1.同一个物理过程，由于人们的主观需要不同，做功的类型也不同．如用桶在井中打水，克服桶的重力做功是
，克服水的重力做功是
，若在井中捞水桶，克服桶的重力做功是
，克服水的重力做功是
．（选填“有用功”或“额外功”）．
A级
2．如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为18N的物体缓慢升高0.1m，拉力大小F=8N，拉力移动的距离为0.25m．拉力所做的功为
J，有用功为
J，杠杆的机械效率为
%．
A级
3．如图，用一个动滑轮把重90N的沙袋从地面提到6m高的脚手架上，所用的拉力是60N，则此动滑轮提升沙袋所用的有用功为
J，机械效率是
．
A级
4．
工人用如图所示的滑轮组将质量为20kg的货物竖直匀速提高了2m，他所做的有用功是
J，已知该滑轮组的机械效率为80%，工人的拉力是
N．（g=10N/kg）
B级
5.如图所示，用滑轮组将物体提升2m，绳子末端所用的拉力是250N，那么拉力所做的功是
J，如果适当增加物体的重力，该滑轮组的机械效率将
．
B级
6．某同学利用如图的装置测量滑轮组的机械效率．他用F=10N的拉力将重为17N的物体匀速提升0.2m．在这一过程中，他做的额外功为
J，滑轮组机械效率为
．
B级
7.如图是某商场的自动扶梯．扶梯的部分几何尺寸如图所示，质量为50kg的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼．已知扶梯以1m/s的速度匀速上行．则扶梯对他做的功是
J，对他做功的功率是
W．如果站在扶梯上的人数增多，扶梯的效率将
（填“变大”、“变小”或“不变”）．
B级
8．起重机将0.9t的货物匀速提升10m的过程中所做的额外功是6×104J．该过程中起重机对货物做的功是
J，起重机机械效率是
．（g取10N/kg）
二、选择题（每题4分，共40分）
A级
9.卖茶杯的人，从货架上拿起茶杯；喝茶水的人，从桌面上端起盛茶水的茶杯，就两人克服茶杯重力做功的下列说法中正确的是（ ）
A．都是有用功
B．都是额外功
C．对喝茶的人而言是有用功
D．对卖茶杯的人而言是有用功
A级
10.关于功、功率、机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．机械的效率越高，做功越多
B．机械的效率越高，做功越快
C．机械的功率越大，做功越多
D．机械的功率越大，做功越快
B级
11.用一个动滑轮，把600N的重物匀速提高1m，拉力为400N，下列说法正确的是（ ）
A．拉力做的总功为800J
B．拉力做的有用功为400J
C．动滑轮的机械效率为60%
D．动滑轮的机械效率为67%
B级
12.如图所示，小明探究滑轮组的机械效率，动滑轮重1N，用拉力F通过该滑轮组匀速拉起重4N的物体，物体沿竖直方向上升0.2m．此过程中，不计摩擦和绳重，额外功和机械效率分别是（ ）
A．0.2J
83.3%
B．0.2J
80%
C．0.4J
80%
D．0.4J
66.7%
B级
13.如图所示，工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m，则此过程中（ ）
A．工人做的有用功为800J
B．工人做的总功为500J
C．滑轮组的机械效率为60%
D．拉力做功的功率为20W
B级
14．如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体，拉力F的大小为30N．若物体和地面之间的摩擦力大小为45N，则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为（ ）
A．45N、50%
B．45N、75%
C．60N、50%
D．60N、75%
B级
15.一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比（ ）
有用功减少，总功减少
B．有用功增加，总功增加
C．有用功不变，总功不变
D．有用功不变．总功减少
B级
16．有两个人利用斜面共同将木箱拉上汽车，为了提高斜面的机械效率，下列做法中可取的是（ ）
A．以较快的速度将木箱匀速拉上汽车
B．以较慢的速度将木箱匀速拉上汽车
C．改由一个人将木箱拉匀速上汽车
D．板长不变，改用光滑的斜面板，将木箱匀速拉上车
C级
17.利用如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端．已知斜面的长是5m，高是2m，拉力为F=50N，则该装置的机械效率为（ ）
A．40%
B．50%
C．80%
D．100%
C级
18.小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组（如图所示），在相同时间内分别将同一物体匀速提高到相同高度，拉力F1、F2的功率分别为P1、P2，滑轮组的机械效率分别为η1、η2．下列关系正确的是（忽略绳重及摩擦）（ ）
A.
F1＜F2，η1=η2，P1＜P2
B．F1＞F2，η1＞η2，P1＞P2
C．F1＞F2，η1=η2，P1=P2
D．F1＜F2，η1＞η2，P1＜P2
三、综合应用题（第19题8分，第20题12分，共20分）
B级
19.一台起重机将重3600N的货物提高4m，如果额外功是9600J．求：
（1）起重机的总功．
（2）起重机的机械效率．
B级
20.某建筑工地正在施工，一工人利用如图所示的滑轮组，在15s内将480N的重物匀速接到3m高处，所用的拉力是300N．求：
（1）有用功是多少？
（2）拉力的功率是多少？
（3）滑轮组的机械效率是多少？
（4）若利用该滑轮组提升更重的货物，则该滑轮组的机械效率如何变化？
中考模拟练
（2014 福州）21.如图所示，用甲、乙两种装置分别将重1N的物体匀速提升相同的高度，滑轮重0.2N，不计摩擦和绳重，所用的拉力分别是F甲和F乙，机械效率分别是η甲和η乙，则（ ）
A．F甲＞F乙
B．F甲=F乙
C．η甲＞η乙
D．η甲＜η乙
第五节
机械效率
课时1
什么是机械效率
答案与解析
预习导学知识点梳理
1.有用功
额外功
总功
2.有用功
总功
3.大于
小于
知识点基础练
1.额外功
有用功
有用功
额外功
2.2
1.8
90
3.540
75%
4.400
125
5.1000
增大
解析：（1）由图知，n=2，则s=2h=2×2m=4m，
拉力做功W=Fs=250N×4m=1000J；
（2）在使用同一滑轮组时，增加钩码的重力相当于增大了有用功，而额外功不变，所以根据机械效率的公式可知，其机械效率会增大．
6.0.6
85%
解析：由图可知，n=2，h=0.2m，所以s=2h=2×0.2m=0.4m；
当提升G=17N的重物时，
W有=Gh=17N×0.2m=3.4J，
W总=Fs=10N×0.4m=4J，
W额=W总-W有=4J-3.4J=0.6J，
滑轮组的机械效率：
．
7.1470
294
变大
解析：（1）扶梯对小华做的功为：W=Gh=mgh=50kg×9.8N/kg×3m=1470J；（2）扶梯的长度为：
，
由得，
扶梯上升时间为：，
扶梯的功率为：．
（3）站在扶梯上的人数增多说明有用功增加，在额外功不变时，机械效率会变大．
8.9×104
60%
解析：（1）货物重：
G=mg=900kg×10N/kg=9×103N，
起重机对货物做的功：
W有=Gh=mgh=9×103N×10m=9×104J；
(2)W总=W额+W有
=6×104J+9×104J=1.5×105J，
机械效率:
9.D
10.D
11.A
解析：n=2，s=nh=2×1m=2m，
拉力做的总功为:
W总=Fs==400N×2m=800J；故A正确；
有用功W有=Gh=600N×1m=600J；故B错误；
动滑轮的机械效率:
；故C、D错误．
12.B
解析：（1）不计摩擦和绳重，对动滑轮做的功为额外功，则：
W额=G动h=1N×0.2m=0.2J，
（2）W有=Gh=4N×0.2m=0.8J；
W总=W有+W额=0.8J+0.2J=1J，
滑轮组的机械效率：．
13.A
解析：有用功：W有=Gh=400N×2m=800J；
拉力F移动的距离：s=2h=2×2m=4m；
拉力F所做的总功：W总=Fs=250N×4m=1000J；
滑轮组的机械效率：
拉力做功的功率：．
14.B
解析：（1）物体在水平地面上做匀速运动，则此时A处绳子的拉力与物体与地面之间的摩擦力是一对平衡力，
因为物体和地面之间摩擦力为f=45N，
所以A处的拉力大小为FA=f=45N．
②从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，则S绳=2s物，因为F=30N，f=45N，
所以滑轮组的机械效率为：
15.D
解析：因为把同一物体匀速提升同样的高度，所以利用滑轮组做的有用功相同，由可知，改装后的机械效率高，改装后利用有用功所占总功的比例增加，即总功减小或额外功减少．故D正确．
16.D
解析：由机械效率公式可知，要想提高机械效率应减小拉力的功，如果板长不变，则应使拉力减小，A、B、C三项中物体都是匀速运动的，故拉力都应是相等的，只有D项，在光滑的斜面上匀速拉动物体，没有了摩擦力，拉力变小，拉力的功减小，故机械效率增加．故选D
17.A
解析：有用功：W有=Gh=100N×2m=200J；
总功：W总=FS=50N×2×5m=500J；
机械效率：．
18.C
解析：不计绳重及摩擦，
（1）因为拉力，
n1=2，n2=3，所以绳子受的拉力：
，，
故F1＞F2；
（2）因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G动h，W有=G物h，
所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同：W1=W2，
由可得，滑轮组的机械效率相同；
（3）已知两滑轮组物体升高的高度相同，所用时间相同，所以绳子自由端移动的时间相同，又知两滑轮组做的总功相同，根据可知，两滑轮组的功率相同，P1=P2．综上所述，选项ABD错误，C正确．
19.解：（1）起重机做的有用功
W有=Gh=3600N×4m=1.44×104J；
起重机的总功W总=W有+W额=1.44×104J+9.6×103J=2.4×104J；
（2）起重机的机械效率：
答：（1）起重机的总功为2.4×104J；
（2）起重机的机械效率为60%．
20.解：由图示可知，滑轮组绳子的有效股数n=2；
（1）工人做的有用功：
W有=Gh=480N×3m=1440J；
（2）s=2h=2×3m=6m
拉力做的总功：
W总=Fs=300N×6m=1800J；
拉力做功的功率：
；
（3）此过程中，该装置的机械效率：
（4）在使用同一滑轮组时，增加物体的重力相当于增大了有用功，而额外功不变，有用功占总功的比值增大，机械效率增大．
答：（1）有用功是1440J；
（2）拉力的功率是120W；
（3）滑轮组的机械效率是80%；
（4）若利用该滑轮组提升更重的货物，则该滑轮组的机械效率将增大．
中考模拟练
D
解析：动滑轮省力，而定滑轮不省力，即在图中，使用动滑轮时，，
使用定滑轮时F乙=G=1N，故AB错误；
不计绳重与摩擦，所以使用动滑轮时，要对动滑轮本身做额外功，η甲＜100%，使用定滑轮时没有额外功，η乙==100%，
所以η甲＜η乙．故选D．
