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第3节：机械效率跟踪训练（附解析）
一、选择题
1.小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组（如图所示），分别将同一物体匀速提高到相同高度，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 B．F1＞F2，η1＞η2 C．F1＜F2，η1=η2 D．F1＜F2，η1＞η2
2.（2017 德州）如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m。此过程中，额外功和机械效率分别是（ ）。
A．0.4J、83.3% B．0.8J、91.7% C．0.8J、83.3% D．0.4J、91.7%21*cnjy*com
3.如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中（ ）。21*教*育*名*师
A．甲图省力，机械效率甲图大；B．甲图省力，机械效率一样大；
C．乙图省力，机械效率乙图大；D．乙图省力，机械效率一样大
4.用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）。21-cnjy*com
A．绳子受的拉力F1和F2大小相等，滑轮组的机械效率相同；
B．绳子受的拉力F1和F2大小不相等，滑轮组的机械效率不同；
C．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等；
D．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等
5.如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2。若不计绳重与摩擦，则（ ）。
A．W1=W2，η1=η2 B．W1=W2，η1＜η2 C．W1＜W2，η1＞η2 D．W1＞W2，η1＞η2
6．关于机械效率的说法中正确的是（ ）。
A．越省力的机械，效率越高；
B．做有用功越多的机械，效率越高；
C．做相同的功，额外功的值越小，则机械效率一定越高；
D．做功越快的机械，机械效率越高
7.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%
8．如图，为了提升重物，我们选用了粗细均匀重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一个重物挂在A、B两处，每次用力让重物上升同样的高度，下列说法正确的是（ ）。
A.重物在A点处人做的有用功多；B.重物在B点处人做的有用功多；
C.重物在A点处杠杆的机械效率高；C.重物在B点处杠杆的机械效率高
9.某同学用自制的滑轮组来提起450N的重物，如图，绳子自由端拉力F=200N，重物以0.2m/s的速度匀速上升，不考虑绳重和摩擦，则拉力做功功率和该滑轮组的机械效率分别等于（ ）。
A.120W、80% B.100W、75% C.120W、75% D.100W、80%21cnjy.com
二、填空题
10.滑轮组将重500N的物体，举高80cm的过程中，机械效率为80%，则此过程中有用功为 J；额外功为 J。若不计滑轮摩擦及拉线质量的影响，则可知动滑轮重 N；当提升重物为400N时，滑轮组的机械效率为 。www.21-cn-jy.com
11.如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用F1、F2匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦。若GA＞GB，则η甲 η乙；若FA=FB，则GA GB。（选填“＞”、“＜”或“=”）
12.某人将一物体用F=40N的推力匀速将一个重200 N的物体推上高h=1m、长s=6m的斜面，则此人对物体做的总功为 J，额外功为_____J，斜面的机械效率_____，斜面和物体间的摩擦力是______N。
三、计算题
13.利用如图所示的滑轮组，用F=1000N的力拉绳子自由端，货物A以0.1 m/s的速度匀速直线运动l0s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%。求：
（1）货物A在10 s内移动的距离；
（2）这个过程中拉力F的功率；
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小。
14.小华用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为60Kg，在F=50N的拉力作用下，货箱以0.1m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍．求：
（1）货箱的重力是多少？
（2）拉力F的功率是多少？
（3）货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是多少？
（4）此滑轮组的机械效率是多少？
15.下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告。
实验名称：测量滑轮组的机械效率
实验步骤：
（1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。
（2）按如安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置。
（3）拉动弹簧测力计并读出拉力F的值，用刻度尺测出的钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离S，将这三个量填入表格。21·cn·jy·com
（4）算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格。
（5）改变钩码上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据。
实验记录：
实验次数 钩码重力G/N 物体上升的高度h/cm 有用功W有/J 拉力F/N 弹簧测力计移动的距离s/cm 总功W总/J 机械效率η
1 6 3.00 18.00 2.38 9.00 21.42 84.0%
2 6 5.00 30.00 2.40 15.00 36.00 83.3%
3 6 8.00 48.00 2.36 24.00 56.64 84.7%
4 6 10.00 60.00 2.35 30.00 70.50 85.1%
实验结论：在忽略绳子的重力和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率与所提升物体的重力和高度无关。
请你评价小明和小红的实验报告。
（1）指出实验步骤中存在的错误和不足；
（2）从理论上分析说明他们实验结论的局限性。
第3节：机械效率跟踪训练解析
一、选择题
1.小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组（如图所示），分别将同一物体匀速提高到相同高度，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 B．F1＞F2，η1＞η2 C．F1＜F2，η1=η2 D．F1＜F2，η1＞η2
【解析】忽略绳重及摩擦，使用滑轮组时的拉力，左图承担物重的绳子股数n=2，右图承担物重的绳子股数n=3，而动滑轮重相同、提升的物体重相同，据此判断拉力大小关系；两图分别将同一物体匀速提高到相同高度，做的有用功相同；由题知，忽略绳重及摩擦，所做的额外功为提升动滑轮做的功，由W额=Gh可知额外功相同，又因为总功等于有用功加上额外功，所以总功相同，所以可以得出两图的机械效率相同。21世纪教育网
解：因为忽略绳重及摩擦，承担物重的绳子股数n1=2，n2=3。所以，两图所用拉力：
，，因为滑轮相同，提升的物体重相同，
所以F1＞F2；因为两图将同一物体匀速提高相同的高度，所以做的有用功W有相同；
因为忽略绳重及摩擦，所做的额外功W额=G轮h，额外功W额相同，又因为W总=W有+W额，所以总功相同，由，所以两图的机械效率η相同，即η1=η2。故选A。【21·世纪·教育·网】
【答案】A。
【考点】滑轮组绳子拉力的计算、滑轮（组）的机械效率。
2.（2017 德州）如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m。此过程中，额外功和机械效率分别是（ ）。
A．0.4J、83.3% B．0.8J、91.7% C．0.8J、83.3% D．0.4J、91.7%21·世纪*教育网
【解析】（1）题目没有指明不计摩擦和绳重，因此是需要计摩擦和绳重，此时额外功不能直接计算，需要用总功减去有用功得到，W总=Fs，W有用=Gh，W额=W总﹣W有用；（2）根据求出机械效率。
解答：（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×0.4m=0.8m，W总=FS=6N×0.8=4.8J，
W有用=Gh=10N×0.4m=4J，W额=W总﹣W有用=4.8J﹣4J=0.8J；
（2）滑轮组的机械效率：。
【答案】C。
【考点】机械效率的计算、有用功和额外功。
3.如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中（ ）。
A．甲图省力，机械效率甲图大；B．甲图省力，机械效率一样大；
C．乙图省力，机械效率乙图大；D．乙图省力，机械效率一样大
【解析】（1）分析左图滑轮组的结构，得出承担物重的绳子股数n=3，则拉力端移动的距离S=3h，因摩擦力可以忽略不计，根据求拉力的大小；利用求机械效率大小；；（2）同理，求出右图的拉力和机械效率，通过比较得出答案。
分析左图可知，n=3，则s=3h，因为摩擦力可以忽略不计，所以，。
（2）分析右图可知，n=2，则s=2h，因为摩擦力可以忽略不计，所以，
，由此可知：F1＜F2，η1=η2，所以甲图省力，机械效率一样大。
【答案】B。
【考点】滑轮组绳子拉力的计算、机械效率的计算。
4.用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）。
A．绳子受的拉力F1和F2大小相等，滑轮组的机械效率相同；
B．绳子受的拉力F1和F2大小不相等，滑轮组的机械效率不同；
C．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等；
D．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等
【解析】由图可知，甲滑轮组n=2，乙滑轮组n=3，；货物重相同，故，；甲图中，绳子自由端移动的距离是物体升高h的2倍，乙图中，绳子自由端移动的距离是物体升高h的3倍，所以，两个力对物体做功相同（忽略绳重及摩擦）。【21cnj*y.co*m】
所以，正确答案是C。
【答案】C。
【考点】滑轮组、功、机械效率。
5.如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2。若不计绳重与摩擦，则（ ）。
A．W1=W2，η1=η2 B．W1=W2，η1＜η2 C．W1＜W2，η1＞η2 D．W1＞W2，η1＞η2
【解析】根据总功等于有用功加上额外功，由图可知甲是定滑轮，乙是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，可以比较出两种情况的总功大小；再根据两种情况的有用功相同，利用即可比较出二者机械效率的大小。
因为小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，所以两种情况的有用功相同；当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效率越高；因为乙滑轮是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低。
即W1＜W2，η1＞η2，所以C选项正确。
【答案】C。
【考点】功与机械效率的大小比较。
6．关于机械效率的说法中正确的是（ ）。
A．越省力的机械，效率越高；
B．做有用功越多的机械，效率越高；
C．做相同的功，额外功的值越小，则机械效率一定越高；
D．做功越快的机械，机械效率越高
【解析】A、机械效率与省力情况无关，定滑轮不省力，但它的机械效率比动滑轮要高，该选项说法不正确。
B、有用功越多的机械效率不一定高，机械效率是有用功在总功中所占的比例，该选项说法不正确。
C、做相同的功，额外功的值越小，额外功占的比值越小，效率越高，该选项说法正确。
D、机械做功越快，表示功率越大，单位时间内做的功越多，但机械效率不一定就高，该选项说法不正确。故选C。
【考点】机械效率概念。
7.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%
【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：。故选B正确。
【考点】机械效率计算。
8．如图，为了提升重物，我们选用了粗细均匀重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一个重物挂在A、B两处，每次用力让重物上升同样的高度，下列说法正确的是（ ）。
A.重物在A点处人做的有用功多；B.重物在B点处人做的有用功多；
C.重物在A点处杠杆的机械效率高；C.重物在B点处杠杆的机械效率高
【考点】功的大小比较；机械效率的大小比较。
【解析】（1）知道重物重力和重物上升的距离，根据W=Gh求出有用功；（2）由于拉力总是竖直向上的，重物挂在杠杆的A、B两处，所以动力臂不变，阻力臂变大，知道利用杠杆所做的额外功就是克服杠杆的重力而做的功，则根据杠杆的重力和杠杆中点上升的距离，根据W=Gh求出额外功；求出总功；根据机械效率公式求出机械效率。
解：（1）因为利用杠杆提升重物，
所以W有用=Gh，因为在A、B两处提升的是同一个重物，上升同样的高度，
所以在A、B两处人做的有用功相同，故A、B选项错误。
（2）由图可知：在A、B两处提升重物，重物上升同样的高度时，而杠杆的重心上升的高度hA＞hB，因为W额外=G杆h，21教育网
所以W额外A＞W额外B，
因为在A、B两处人做的有用功相同，而W总=W有用+W额外，所以W总A＞W总B，
因为η=，所以ηA＜ηB．所以C选项错误，D选项正确。
故选D。
9.某同学用自制的滑轮组来提起450N的重物，如图，绳子自由端拉力F=200N，重物以0.2m/s的速度匀速上升，不考虑绳重和摩擦，则拉力做功功率和该滑轮组的机械效率分别等于（ ）。
A.120W、80% B.100W、75% C.120W、75% D.100W、80%2·1·c·n·j·y
【考点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率。
【解析】①已知滑轮组的绳子股数为3，则v绳=3v物，拉力所做的功即总功W总=FS，总功的功率P===Fv绳；②滑轮组的机械效率η====，据此计算。
解：由图可知：n=3，则v绳=3v物=3×0.2m/s=0.6m/s，由P===Fv绳得：拉力做功功率P=Fv绳=200N×0.6m/s=120W；由η====得：滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=75%。故选C。
二、填空题
10.滑轮组将重500N的物体，举高80cm的过程中，机械效率为80%，则此过程中有用功为 J；额外功为 J。若不计滑轮摩擦及拉线质量的影响，则可知动滑轮重 N；当提升重物为400N时，滑轮组的机械效率为 。
【解析】可以先求有用功，用有用功除以机械效率得到总功，然后减去有用功得到额外功；若不计滑轮摩擦及拉线质量的影响，克服动滑轮重力所做功是额外功，所以动滑轮重等于额外功除以举高的高度，当物体重力改变时，有用功改变，额外功不变，可计算出总功，利用有用功除以总功就可计算出新的机械效率。
解：W有用1=G1h=500N×0.8m=400J，;
W额=W总1-W有用1=500J-400J=100J，
；
W有用2=G2h=400N×0.8m=320J，
W总2=W有用2+W额=320J+100J=420J，
。
故答案为：400、100、125、76.2%。
【考点】机械效率的计算。
11.如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用F1、F2匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦。若GA＞GB，则η甲 η乙；若FA=FB，则GA GB。（选填“＞”、“＜”或“=”）
【解析】（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，根据结合GA＞GB比较两滑轮组的机械效率关系；（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据结合FA=FB得出提升物体的重力关系。
解答：（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，则滑轮组的机械效率：
因物体的重力G越大，越小，越大，且动滑轮的重力相等，所以，GA＞GB时，η甲＞η乙；
（2）由图可知，n甲=2，n乙=3，由F=（G+G动）可得，提升物体的重力：G=nF﹣G动，
则FA=FB时，提升物体的重力关系为GA＜GB。
【答案】＞、＜。
【考点】机械效率的大小比较、滑轮组绳子拉力的计算。
12.某人将一物体用F=40N的推力匀速将一个重200 N的物体推上高h=1m、长s=6m的斜面，则此人对物体做的总功为 J，额外功为_____J，斜面的机械效率_____，斜面和物体间的摩擦力是______N。www-2-1-cnjy-com
【解析】（1）推力做功：W总=Fs=40N×6m=240J，
克服物体的重力做的功：W有用=Gh=200N×1m=200J。
（2）克服摩擦力做功：W额=W总-W有用=240J-200J=40J。
（3）所以W额=fs，
故，摩擦力。
（4）机械效率：。
故答案为：240；40；6.67；83.3%。
三、计算题
13.利用如图所示的滑轮组，用F=1000N的力拉绳子自由端，货物A以0.1 m/s的速度匀速直线运动l0s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%。求：
（1）货物A在10 s内移动的距离；
（2）这个过程中拉力F的功率；
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小。
【考点】机械效率计算。
【解析】（1）根据S=vt算出货物A在10s内移动的距离；（2）由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数：n=2，求出绳子自由端移动的距离；由功率公式P=Fv求出拉力的功率；（3）根据机械效率公式η===求出摩擦力。
【答案】解：（1）根据v=可知货物A在10 s内移动的距离：sA=vAt=0.1m/s×10s=1m；
（2）由图可知，动滑轮上绳子的有效股数：n=2，绳子自由端移动的速度：
v绳=nvA=2×0.1m/s=0.2m/s，
拉力的功率：；
（3）由η===得摩擦力：f=nηF=2×75%×1000N=1500N。
答：（1）货物A在10 s内移动的距离为1m；（2）这个过程中拉力F的功率200W；（3）水平地面对货物A的摩擦力大小1500N。
14.小华用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为60Kg，在F=50N的拉力作用下，货箱以0.1m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍．求：
（1）货箱的重力是多少？
（2）拉力F的功率是多少？
（3）货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是多少？
（4）此滑轮组的机械效率是多少？
【考点】重力的计算、功的计算、滑轮（组）的机械效率、功率的计算。
【解析】（1）已知物体的质量，利用G=mg计算物质重力；（2）已知拉力的大小和物体的移动速度以及动滑轮上绳子的段数，根据公式P=FV可求拉力的功率；（3）水平使用滑轮组，拉力克服摩擦力做功，用摩擦力乘以物体移动距离计算有用功，即克服摩擦做功；（4）用拉力乘以拉力移动距离计算总功，然后用有用功除以总功计算机械效率。
【答案】（1）货箱所受重力：G=mg=60kg×10N/kg=600N。
（2）滑轮组n值为3，绳子自由端移动速度：v绳=3v=3×0.1m/s=0.3m/s，
拉力的功率是P=Fv绳=50N×0.3m/s=15W。
（3）f=0.2G=0.2×600N=120N；
由v=得，货箱移动距离：s=vt=0.1m/s×1×60s=6m，
克服摩擦做功：W有=fs=120N×6m=720J。
（4）1min内绳子自由端移动距离：s绳=3s=3×6m=18m，[]
W总=Fs绳=50N×18m=900J，η=×100%=×100%=80%。
答：（1）货箱所受重力为600N；（2）拉力F做功的功率是15W；（3）货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是720J；（4）该滑轮组的机械效率是80%。
15.下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告。
实验名称：测量滑轮组的机械效率
实验步骤：
（1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。
（2）按如安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置。
（3）拉动弹簧测力计并读出拉力F的值，用刻度尺测出的钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离S，将这三个量填入表格。
（4）算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格。
（5）改变钩码上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据。
实验记录：
实验次数 钩码重力G/N 物体上升的高度h/cm 有用功W有/J 拉力F/N 弹簧测力计移动的距离s/cm 总功W总/J 机械效率η
1 6 3.00 18.00 2.38 9.00 21.42 84.0%
2 6 5.00 30.00 2.40 15.00 36.00 83.3%
3 6 8.00 48.00 2.36 24.00 56.64 84.7%
4 6 10.00 60.00 2.35 30.00 70.50 85.1%
实验结论：在忽略绳子的重力和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率与所提升物体的重力和高度无关。
请你评价小明和小红的实验报告。
（1）指出实验步骤中存在的错误和不足；
（2）从理论上分析说明他们实验结论的局限性。
【考点】滑轮（组）机械效率的测量实验。
【解析】（1）根据有用功W有用=Gh和总功W总=FS分析表中计算功的错误原因；根据控制变量法，研究机械效率与物体的重力关系时，应改变提升的物体重力大小；（2）用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件：一是样本要有代表性，二是样本数量足够多。2-1-c-n-j-y
【解答】（1）①表中有用功W有用=Gh和总功W总=FS的计算值都是错误的，原因在于计算时，物体上升的高度和测力计通过的距离均以cm为单位，在计算时没有换算成国际单位m。
②在研究滑轮组机械效率与物体的重力关系时，应改变提升的物体重力大小，由表中数据可知，小明和小红没有改变提升物体的重力大小，故无法得出机械效率大小与提升物体重力的关系。
（2）研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关系时，要控制物体的重力相同，为使结论具有普遍性，应换用不同的滑轮组多次实验；原实验只使用了一个滑轮组做了实验。
研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系时，应改变物体的重力大小，使用不同的滑轮组做实验，而原实验没有改变物体的重力用只使用了同一滑轮组做实验。【21教育名师】
故答案为：（1）有用功和总功计算错误；在研究滑轮组机械效率与物体的重力关系时，小明和小红没有改变提升物体的重力大小；（2）研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关系时，原实验只使用了一个滑轮组做了实验；研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系时，原实验没有改变物体的重力且只使用了同一滑轮组做实验。【21教育】
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第3节：机械效率
１.有用功：对机械、活动有用的功。
公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总；斜面：W有用= Gh。
2.额外功：并非需要但又不得不做的功。
公式：W额= W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）；斜面： W额=fL。
3.总功：有用功加额外功或动力所做的功。
公式： W总=W有用＋W额=FS= W有用／η；斜面：W总= fL+Gh=FL。
4.机械效率：有用功跟总功的比值。机械效率计算公式：。
5.滑轮组的机械效率（不计滑轮重以及摩擦时）
（1）滑轮组（竖直方向提升物体）：（G为物重，h为物体提升高度，F为拉力，S为绳子自由端走的距离）。 21世纪教育网
（2）滑轮组（水平方向拉动物体）：（f为摩擦力，l为物体移动距离，F为拉力，S为绳子自由端走的距离）。 21教育网
6.斜面的机械效率：(h为斜面高，S为斜面长，G为物重，F为沿斜面对物体的拉力)。
1.考试内容
本章计算题主要集中在机械效率和做功计算，所以机械效率的计算在本单元占据很重要的位置。机械效率和功的计算相结合，是本节计算题的主要特点，常见于选择题、填空题和压轴计算题中，以压轴计算题居多。考试内容主要是滑轮与滑轮组机械效率的计算、斜面机械效率计算和力做功的计算。在中考试题中，无论是哪类题型，有关机械效率计算考查的是考生对机械效率理解能力和应用知识的计算能力；在压轴计算题中，机械效率计算与其他计算相结合，一般分值较高，希望在复习中侧重于这部分，投入时间和精力做好复习。2-1-c-n-j-y
纵观历年中考，对“机械效率”考查主要有以下几个方面：（1）机械效率概念类：考查学生对机械效率概念的理解和掌握程度，在这里需要指出的是：一、任何机械，机械效率都不可能达到100%；二、影响机械效率大小的因素是滑轮自重、摩擦阻力、空气阻力等；（2）机械效率计算类：利用公式进行机械效率计算是本部分的主要内容，掌握机械效率概念和有关计算方法尤为重要，希望在复习中注意这方面的问题。【21cnj*y.co*m】
2.题型与难度
机械效率在中考中出现的概率很高，主要题型有选择题、填空题和计算题，但出现概率较高的是选择题。选择题以机械效率的简单计算为主，主要考查学生对机械效率概念的理解和认识程度；填空题以考查机械效率概念和功的计算为主；计算题一般情况下和其他计算结合作为压轴题出现较多。
机械效率在近几年中考中分值保持在2—5分之间，平均分值在2.5分左右；压轴计算题分值较高，难度也有增加，属于中等偏高。21·cn·jy·com
3.考点分类：考点分类见下表
考点分类 考点内容 考点分析与常见题型
常考热点 机械效率的计算 常见于选择题和填空题，以简单计算为主
一般考点 有关机械效率大型计算题 属于压轴题，考查学生的计算能力和对机械效率的理解
冷门考点 对机械效率概念的认识 考查机械效率概念，考查题型是选择题
★考点一：机械效率的概念
◆典例一：（2017 德州）如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m。此过程中，额外功和机械效率分别是（ ）。
A．0.4J、83.3% B．0.8J、91.7% C．0.8J、83.3% D．0.4J、91.7%
【解析】（1）题目没有指明不计摩擦和绳重，因此是需要计摩擦和绳重，此时额外功不能直接计算，需要用总功减去有用功得到，W总=Fs，W有用=Gh，W额=W总﹣W有用；（2）根据求出机械效率。21*教*育*名*师
解答：（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×0.4m=0.8m，W总=FS=6N×0.8=4.8J，
W有用=Gh=10N×0.4m=4J，W额=W总﹣W有用=4.8J﹣4J=0.8J；
（2）滑轮组的机械效率：。
【答案】C。
【考点】机械效率的计算、有用功和额外功。
◆典例二：（2017 伊春）分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组（不计绳重和摩擦，设每个滑轮质量相等），则下列选项中正确的是（ ）。21-cnjy*com
A．η组＜η动＜η定 B．η动＜η定＜η组 C．η定＜η动＜η组 D．η定＜η组＜η动
【解析】克服物体的重力所做的功是有用功，由题知匀速提升同一物体到同一高度处，可知做的有用功相同；不计绳子质量和摩擦，额外功W额=G轮h，知道使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的动滑轮的个数为0、1、2，可以得出做的额外功的大小关系，由于W总=W有用+W额，可以得出所做的总功的大小关系，再利用效率公式比较三种情况下机械效率的高低。
匀速提升同一物体到同一高度处，由W有用=Gh可知，三种情况下做的有用功相同，大小都为W有用；不计绳子质量和摩擦，所做的额外功：W额=G动h，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，动滑轮的个数分别为0、1、2，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，做的额外功：W额定＜W额动＜W额组，由W总=W有用+W额可知三种情况下做的总功：W定＜W动＜W组，由可知，使用定滑轮、动滑轮，滑轮组的机械效率：η组＜η动＜η定。
【答案】A。
【考点】机械效率的大小比较。
★考点二：机械效率的计算
◆典例一：（2017 天水）如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重为6N。
（1）实验时应竖直向上 拉动弹簧测力计，测得拉力大小为2.5N；
（2）若钩码上升的高度为10cm，该滑轮组的机械效率为 ；
（3）若仅增加钩码的质量，则该滑轮组的机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【解析】（1）实验时应匀速拉动测力计；（2）根据实验数据，由效率公式求出滑轮组的效率；（3）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，因此机械效率会变大。
（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计。
（2）由图示滑轮组可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3，滑轮组的机械效率：
。
（3）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，则有用功占总功的比例增大，也就是机械效率变大。2·1·c·n·j·y
【答案】（1）匀速；（2）80%；（3）增大。
【考点】滑轮（组）机械效率的测量实验。
◆典例二：（2017 德阳）某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，工人对绳的拉力F为400N，并能用10s的时间将96kg的重物匀速提升2m，则拉力F的功率为 W，此时滑轮组的机械效率为 %。（不计绳重和摩擦，取g=10N/kg）
【解析】（1）知道拉力大小，由滑轮组结构得出承担物重的绳子股数n=3，则s=3h，利用W总=FS求拉力做功，再利用功率公式求拉力做功功率；（2）知道物重G和提升的高度，利用W=Gh求有用功；再利用效率公式求滑轮组的机械效率。
（1）由图知，n=3，则绳端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，拉力F做的功：W总=FS=400N×6m=2400J；
拉力F做功的功率：；
（2）重物的重力：G=mg=96kg×10N/kg=960N，
有用功：W有用=Gh=960N×2m=1920J；
滑轮组的机械效率：。
【答案】240、80。
【考点】滑轮（组）的机械效率、功率的计算。
一、选择题
1. （2017 东营） 如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦。若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是（ ）。
A．甲更省力，甲机械效率大； B．乙更省力，机械效率一样大；
C．乙更省力，乙机械效率大； D．甲更省力，机械效率一样大
2.（2017·通辽）某实验小组分别用如图所示的甲乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物，所用的拉力分别为F1和F2，机械效率分别为η1和η2，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）。21·世纪*教育网
A．F1＞F2，η1=η2 B．F1＜F2，η1=η2 C．F1＜F2，η1＞η2 D．F1＞F2，η1＜η2
3.（2017 滨州）（多选题）在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m、高1m；把重物直接提升h所做的功作有用功（g取10N/kg）。下列说法正确的是（ ）。
A．物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用；
B．做的有用功是50J；
C．此斜面的机械效率为62.5%；
D．物体受到的摩擦力大小为10N
4.（2017 遵义）建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中下列说法正确的是（ ）。
A．绳子自由端沿水平方向移动了6m；B．物体受到的拉力为750N；
C．拉力F的功率为750W； D．滑轮组的机械效率为80%
5.（2017·陕西）如图所示，某工地用滑轮组将重为5000N的货物匀速提升6m，所用时间为20s，在绳的末端所用拉力为2200N，下列说法错误的是（ ）。
A．M处滑轮的作用是改变力的方向；
B．提升货物过程中的有用功是3×104J；
C．拉力的功率为660W；
D．若只增加货物所受的重力，滑轮组的机械效率将增大
二、填空题
6.（2017·怀化）如图所示，小张用5N的拉力将重为10N物体在10s内匀速提升了0.1m，则该滑轮组的机械效率为 ，拉力的功率是 W。21cnjy.com
7.（2017·天津）利用如图所示的滑轮组，在5s内将重为360N的物体匀速向上提起2m，作用在绳端竖直向上的拉力F为150N，该滑轮组的机械效率是 ，拉力F的功率是 W。
8.（2017·徐州）如图所示，用动滑轮提升重物，使用动滑轮的好处是 。若物体重为4N，弹簧测力计示数如图所示为 N，则动滑轮的机械效率为 。
9.（2017·南京）如图所示，物体重180N，动滑轮重10N，小明用100N的拉力（方向不变）将物体匀速提升2m，用了10s，则此过程中有用功是 J，额外功是 J，拉力的功率是 W，滑轮组的机械效率是 。
三、计算题
10.（2017 郴州）利用如图所示的滑轮组，用F=1000N的力拉绳子自由端，货物A以0.1 m/s的速度匀速直线运动l0s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%．求：
（1）货物A在10 s内移动的距离；
（2）这个过程中拉力F的功率；
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小。
11.（2017 泰安）如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为90W，物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J，不计绳重。求：
（1）工人拉绳子的速度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）滑轮组中的动滑轮的重力。
12.（2017 襄阳）质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计。（g=10N/kg）
（1）影响滑轮组机械效率的因素之一是 ；
（2）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，求拉力的功率。
（3）求动滑轮受到的重力。
（4）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？
跟踪训练解析
一、选择题
1. （2017 东营） 如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦。若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是（ ）。
A．甲更省力，甲机械效率大； B．乙更省力，机械效率一样大；
C．乙更省力，乙机械效率大； D．甲更省力，机械效率一样大
【考点】滑轮组及其工作特点、机械效率的大小比较。
【解析】由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，则绳子自由端移动的距离S=nh；把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系。【21·世纪·教育·网】
解：不计绳重及摩擦，拉力F=（G物+G轮），n甲=2，n乙=3，
绳子受的拉力：F甲=（G物+G轮），F乙=（G物+G轮），
F甲＞F乙，乙图省力。
动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G轮h，W有用=G物h，
利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，
由η=×100%，可知，滑轮组的机械效率相同。
故选B。
2.（2017·通辽）某实验小组分别用如图所示的甲乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物，所用的拉力分别为F1和F2，机械效率分别为η1和η2，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）。
A．F1＞F2，η1=η2 B．F1＜F2，η1=η2 C．F1＜F2，η1＞η2 D．F1＞F2，η1＜η2
【考点】机械效率、滑轮组分析。
【解析】由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，则绳子自由端移动的距离S=nh；把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系。
解：不计绳重及摩擦，则拉力F=（G物+G动），由图可知n1=2，n2=3，
则绳子受的拉力：F1=（G物+G动），F2=（G物+G动），
故F1＞F2。
动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G动h，W有用=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，
则由η=可知，滑轮组的机械效率相同，即η1=η2。
故选A。
3.（2017 滨州）（多选题）在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m、高1m；把重物直接提升h所做的功作有用功（g取10N/kg）。下列说法正确的是（ ）。
A．物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用；
B．做的有用功是50J；
C．此斜面的机械效率为62.5%；
D．物体受到的摩擦力大小为10N
【解析】（1）对物体进行受力分析，受重力、支持力、摩擦力和拉力；（2）已知物体的重力和提升的高度（斜面高），根据公式W=Gh可求重力做功，即提升物体所做的有用功；（3）求出了有用功和总功，可利用公式计算出机械效率；（4）总功减去有用功即为克服摩擦力所做的额外功，根据W额=fS求出物体所受斜面的摩擦力。
A：沿斜面向上拉物体时，物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用，故A错误。
B：所做的有用功：W有用=Gh=mgh=5kg×10N/kg×1m=50J，故B 正确。
C：拉力F对物体做的总功：W总=Fs=40N×2m=80J；斜面的机械效率为：
，故C正确。
D：克服摩擦力所做的额外功：W额=W总﹣W有=80J﹣50J=30J，由W额=fs可得，物体受到的摩擦力：，故D错误。【21教育名师】
【答案】B、C。
4.（2017 遵义）建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中下列说法正确的是（ ）。
A．绳子自由端沿水平方向移动了6m；B．物体受到的拉力为750N；
C．拉力F的功率为750W； D．滑轮组的机械效率为80%
【解析】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据S=nSA求出绳子自由端沿水平方向移动；（2）物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，根据FA=f=0.4G求出物体受到的拉力；（3）根据W=FS求出拉力F做的功，根据求出拉力F的功率；（4）根据W有=FASA求出拉力做的有用功，根据求出滑轮组的机械效率。
A．由图可知，n=2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离S=nSA=2×2m=4m，故A错误。
B．物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，
则物体受到的拉力FA=f=0.4G=0.4×1500N=600N，故B错误。
C．拉力F做的功W总=Fs=375N×4m=1500J，则拉力F的功率，故C错误。
D．有用功W有=FASA=600N×2m=1200J，则滑轮组的机械效率，故D正确。
【答案】D。
5.（2017·陕西）如图所示，某工地用滑轮组将重为5000N的货物匀速提升6m，所用时间为20s，在绳的末端所用拉力为2200N，下列说法错误的是（ ）。21*cnjy*com
A．M处滑轮的作用是改变力的方向；
B．提升货物过程中的有用功是3×104J；
C．拉力的功率为660W；
D．若只增加货物所受的重力，滑轮组的机械效率将增大
【解析】A、轴的位置不变滑轮叫定滑轮，其作用是改变力的方向；随物体一起运动的滑轮叫动滑轮，使用动滑轮可以省力；B、利用W=Gh求提升货物过程中的有用功；C、由图知n=3，则拉力端移动距离s=3h，利用W=FS求拉力做的总功，再利用P=求拉力做功功率；D、提高滑轮组机械效率的方法：一是增加提升的货物重，二是减轻动滑轮重力、减小摩擦。
【答案】A、M处滑轮的轴的位置不变，是定滑轮，其作用是改变力的方向，故A正确。
B、提升货物过程中的有用功W有用=Gh=5000N×6m=3×104J，故B正确。
C、由图知n=3，则拉力端移动距离S=3h=3×6m=18m，
拉力做的总功W总=FS=2200N×18m=3.96×104J，
拉力做功功率：P===1980W，故C错。
D、只增加货物所受的重力，有用功增加，额外功不变，有用功占和总功的比值变大，滑轮组的机械效率也会随之增大，故D正确。
故选C。
二、填空题
6.（2017·怀化）如图所示，小张用5N的拉力将重为10N物体在10s内匀速提升了0.1m，则该滑轮组的机械效率为 ，拉力的功率是 W。
【解析】利用滑轮组对物体做的功是有用功，所以有公式W有用=Gh可计算出有用功，拉力所做的功是总功，滑轮组由三段绳子吊着动滑轮，所以绳子自由端上升的距离s=3h，由公式W总=FS可得出拉力所做的总功；用公式便可算出机械效率；由公式计算出拉力的功率。
【答案】解：有用功是对重物做的功，所以W有用=Gh=10N×0.1m=1J，
拉力做的总功：W总=Fs=F 3h=5N×3×0.1m=1.5J，
所以机械效率，
拉力做功的功率P===0.15W。
故答案为：66.7%、0.15。
7.（2017·天津）利用如图所示的滑轮组，在5s内将重为360N的物体匀速向上提起2m，作用在绳端竖直向上的拉力F为150N，该滑轮组的机械效率是 ，拉力F的功率是 W。
【解析】由图可知，滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出拉力做的功，根据求出拉力的功率，根据W=Gh求出有用功，利用×100%求出滑轮组的机械效率。【21教育】
【答案】由图可知，n=3，则绳端移动的距离：s=nh=3×2m=6m，
拉力做的功：W总=Fs=150N×6m=900J，
有用功：W有=Gh=360N×2m=720J，
滑轮组的机械效率：；
拉力F的功率：。
故答案为：80%、180。
8.（2017·徐州）如图所示，用动滑轮提升重物，使用动滑轮的好处是 。若物体重为4N，弹簧测力计示数如图所示为 N，则动滑轮的机械效率为 。
【解析】（1）动滑轮的特点是能够省一半的力；（2）弹簧测力计在读数时，要看清量程与分度值，再根据指针的位置进行读数；（3）动滑轮承担物重的绳子股数n=2，则拉力F移动的距离S=2h，使用滑轮组做的有用功是指把重物提升所做的功，即W有=Gh；使用滑轮组做的总功是人的拉力所做的功，即W总=FS；根据η= 求出动滑轮的机械效率。
【答案】（1）因为动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮的好处是能够省一半的力。
（2）由图可知，弹簧测力计的1N分成5份，故其分度值为0.2N，此时的示数为2.4N。
（3）题中使用的是动滑轮，有2段绳子承担物重，绳子末端移动距离S=2h，拉力做的有用功：W有=Gh；拉力做的总功：W总=FS。
动滑轮的机械效率为：。
故答案为：可以省力、2.4、83.3%。
9.（2017·南京）如图所示，物体重180N，动滑轮重10N，小明用100N的拉力（方向不变）将物体匀速提升2m，用了10s，则此过程中有用功是 J，额外功是 J，拉力的功率是 W，滑轮组的机械效率是 。
【解析】（1）根据W有用=Gh求出所做的有用功；（2）根据W总=FS求出做功；然后根据W额外=W总﹣W有用即可求出W额外；（3）根据P=算出拉力的功率；知道有用功和总功，根据效率公式求出滑轮组的机械效率。
【答案】（1）滑轮组提升重物时所做的有用功：W有=Gh=180N×2m=360J。
（2）、（3）由图知有2段绳子拉着物体，S=2h=2×2m=4m，
拉力所做的总功：W总=FS=100N×4m=400J，
拉力所做的总功的功率：P===40W；
则W额外=W总﹣W有用=400J﹣360J=40J。
（4）滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=90%。
故答案为：360、40、40、90%。
三、计算题
10.（2017 郴州）利用如图所示的滑轮组，用F=1000N的力拉绳子自由端，货物A以0.1 m/s的速度匀速直线运动l0s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%．求：www.21-cn-jy.com
（1）货物A在10 s内移动的距离；
（2）这个过程中拉力F的功率；
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小。
【解析】（1）根据S=vt算出货物A在10s内移动的距离；（2）由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数：n=2，求出绳子自由端移动的距离；由功率公式P=Fv求出拉力的功率；（3）根据机械效率公式η===求出摩擦力。
【答案】解：（1）根据v=可知货物A在10 s内移动的距离：sA=vAt=0.1m/s×10s=1m；
（2）由图可知，动滑轮上绳子的有效股数：n=2，绳子自由端移动的速度：
v绳=nvA=2×0.1m/s=0.2m/s，
拉力的功率：；
（3）由η===得摩擦力：f=nηF=2×75%×1000N=1500N。
答：（1）货物A在10 s内移动的距离为1m；（2）这个过程中拉力F的功率200W；（3）水平地面对货物A的摩擦力大小1500N。
【考点】机械效率计算。
11.（2017 泰安）如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为90W，物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J，不计绳重。求：
（1）工人拉绳子的速度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）滑轮组中的动滑轮的重力。
【解析】（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数，根据v绳=nv物求出绳端移动的速度；（2）根据求出滑轮组自由端的拉力F；根据求出滑轮组的机械效率；（3）根据S=nh求出绳端移动的距离，根据W=FS求出总功，根据W=Gh求出有用功和克服动滑轮重力所做的额外功，总功减去有用功、减去克服滑轮组的摩擦做的功，就是克服动滑轮重力所做的额外功，利用W轮=G轮h可求动滑轮的重力。
（1）由图可知，n=3，绳端移动的速度：v绳=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s；
（2）根据可得，工人的拉力：，
滑轮组的机械效率：；
（3）重物上升的高度：h=vt=0.1m/s×10s=1m，拉力做的有用功：W有用=Gh=810N×1m=810J，
拉力做的总功：W总=FS=Fnh=300N×3×1m=900J，
提升动滑轮做的额外功：W轮=W总﹣W有用﹣Wf=900J﹣810J﹣60J=30J，
由W轮=G轮h可得，动滑轮的重：G轮===30N。
答：（1）工人拉绳子的速度是0.3m/s；（2）滑轮组的机械效率是90%；（3）滑轮组中的动滑轮的重力是30N。www-2-1-cnjy-com
【答案】（1）工人拉绳子的速度是0.3m/s；（2）滑轮组的机械效率是90%；（3）滑轮组中的动滑轮的重力是30N。
【考点】滑轮（组）的机械效率、速度公式及其应用、滑轮组绳子拉力的计算。
12.（2017 襄阳）质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计。（g=10N/kg）
（1）影响滑轮组机械效率的因素之一是 ；
（2）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，求拉力的功率。
（3）求动滑轮受到的重力。
（4）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？
【解析】（1）影响滑轮组机械效率高低的因素主要有动滑轮的重力、提升物体的重力和绳子间的摩擦；（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=FS求出拉力做的功，利用求出拉力的功率；（3）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，根据求出动滑轮受到的重力；（4）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力等于人的重力，根据G=mg求出其大小，根据求出提升的最大物重，然后利用求出滑轮组的最大机械效率。
解答：（1）已知机械中摩擦力及绳重忽略不计，则影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重；
（2）由图可知，n=3，则绳端移动的距离：s=nh=3×6m=18m，
拉力做的功：W=FS=400N×18m=7200J，
拉力的功率：P===120W；
（3）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，
因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率：
η=====60%，解得：G动=200N。
（4）已知工人的质量为60kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：F大=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N，
由F=（G+G动）可得，提升的最大物重：G大=nF大﹣G动=3×600N﹣200N=1600N，
则滑轮组的最大机械效率：η大=×100%=×100%≈88.9%。
【答案】（1）物重（或动滑轮重）；（2）拉力的功率为120W；（3）动滑轮受到的重力为200N；（4）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是88.9%。
【考点】滑轮（组）的机械效率、功率的计算。
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