《机械效率》培优练习
1．小明用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”。实验时，将总重为G=100N的钩码挂在铁质杠杆上，弹簧测力计作用于P点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h=0.2m，弹簧测力计的示数为F=50N，其移动的距离为s=0.6m，则杠杆的机械效率η= （结果保留一位小数）。
（1）若增加钩码的重量，重复实验，则杠杆的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）若钩码的重量不变，将钩码悬挂点移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，设此时弹簧测力计的示数为F'，杠杆机械效率为η'，若不计转轴O处摩擦，则：F' F，η' η（以上均选填“＞”“=”或“＜”）。
（3）若钩码的重量不变，将弹簧测力计移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，设此时弹簧测力计的示数为F'，杠杆的机械效率为η'，若不计转轴O处的摩擦，则：F' F，η' η（以上均选填“＞”“=”或“＜”）。
2．如图所示，小明用500N竖直向下的拉力F能匀速提起一箱重1200N的货物，已知货物的底面积是300cm2，小明的体重为600N，不计绳重和摩擦。求：
（1）此时滑轮组的机械效率；
（2）动滑轮的重力；
（3）若小明改用最大拉力（绳子没有断裂）提两箱相同的货物，结果没有把货物提起来，此时货物对地面的压强为多少？（两箱货物竖直叠放，与地面接触面积仍为300cm2）
3．小熊在课外实践活动中，用如图甲所示的滑轮组匀速拉动放在树下一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从100N开始逐渐增加，每次物体被拉动的距离均为1m。根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图象，如图乙所示。若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，求：
（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是多大？
（2）当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是多大？
（3）当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳，还能用此滑轮组拉动物体吗？用计算结果说明。
4．如图是工人将重160N的物体匀速放下的过程，已知物体下降的距离为3m，用时3s，工人的拉力为50N，工人质量为50kg。（物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦）
（1）求工人放绳的速度。
（2）求滑轮组的效率η1
（3）如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2，已知η1：η2=4：3（物体在水中仍匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g=10N/kg）。求当物体完全浸没水中后，工人对地面的压力。
5． 如图甲是一副小型起重机吊起货物的图片，货物挂在动滑轮的下端，绳子的自由端通过放置在起重机上的卷扬机竖直向上拉动，最右端时为了防止吊起货物时起重机向左倾倒而挂的配重。起重机吊起重物时主要结构可简化成如图乙所示。已知AB、CD、DE水平且长度为1m，BC段的水平距离CF也为1m，前轮与地的接触点在B点的正下方，后轮与地的接触点在D点的正下方。起重机的自重（含配重）为3×104N，重心在CD中点。起重机的钢丝绳重和滑轮与轴之间的摩擦不计，g取10N/kg。
（1）为使起重机吊起货物时不发生倾倒，求起重机最多能吊起货物的质量m；
（2）当起重机吊起质量m1=2×102kg的物体以v=0.5m/s的速度匀速上升时，卷扬机的输出功率P1=1.1kW．求此时滑轮组的机械效率η；
（3）当起重机吊起质量m2=3×102kg的物体仍以v=0.5m/s的速度匀速上升时，求卷扬机的输出功率P2。
答案和解析
1．【解答】解：G=100N的钩码挂在铁质杠杆上，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h=0.2m，弹簧测力计的示数为F=50N，其移动的距离为s=0.6m，
杠杆的机械效率：
η===×100%≈66.7%；
（1）若增加钩码的重量，重复实验，则有用功增大，根据η=×100%，则杠杆的机械效率将变大；
（2）根据原图可知，将钩码移动到Q点时，阻力和动力臂都不变，阻力臂增大，由F1L1=F2L2可知，动力将增大，即F′＞F；
将钩码移至Q点，提升相同高度，由W有=Gh，有用功相同，弹簧测力计竖直移动的距离不同，如下图1所示：
钩码悬挂点移动到Q点时测力计上升的高度小，若不计转轴O处摩擦，克服杠杆的自重做的额外功小些，
根据η=×100%，所以机械效率变大，即η′＞η；
（3）根据原图示可知，若钩码的重量不变，将弹簧测力计移动到Q点时，阻力和阻力臂都不变，动力臂减小，由F1L1=F2L2可知，动力将增大，即F′＞F；
由于有用功和额外功均不变，则总功也不变，根据η=×100%，故机械效率不变，即η′=η。
故答案为：66.7%；（1）变大；（2）＞；＞（3）＞；=。
2．【解答】解：
（1）再由图可知，n=3，
则此起重机的机械效率为：
η=====×100%=80%；
（2）若不计绳重及摩擦，则拉力F=（G物+G动）得
G物=3F﹣G物=3×500N﹣1200=300N；
（1）该货物静止在水平地面上时，对地面的压力等于其重力，F=2×1200N=2400N，
对地面的压强是：p===4×104Pa；
答：（1）此时滑轮组的机械效率为80%；（2）动滑轮的重力为300N；（3）对地面的压强是4×104Pa。
3．【解答】解：
（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是50%；
（2）当f1=100N时，η1=50%，
通过滑轮组拉动水平面上的物体，则有用功：W有用1=f1s，
由题知，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，则额外功：W额外=G动s，
则总功：W总1=W有用1+W额外=f1s+G动s，
所以，η1=====50%，
解得动滑轮重：G动=100N；
当η2=75%时，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，此时滑轮组的机械效率：
η2=====75%，
解得此时的摩擦力：f2=300N；
则滑轮组的有用功率：
P有===f2v=300N×0.1m/s=30W；
（3）由图可知，n=3，
不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，当f3=1500N时，拉动物体需要的拉力：
F3=（f3+G动）=（1500N+100N）≈533N，
小熊的重力为500N，根据力的作用是相互的，所以小熊给绳子的最大拉力等于其重力为500N，小于533N，故不能用此滑轮组拉动物体。
答：（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是50%；
（2）当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是30W；
（3）当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳，不能用此滑轮组拉动物体。
4．【解答】解：
（1）物体下降速度为：v===1m/s；
因为有4段绳子，所以绳子上升的速度为：v绳=4v物=4×1m/s=4m/s；
（2）因为有4段绳子，所以绳子运动距离s=4h=4×3m=12m；
放绳子的有用功：W有用=Gh=160N×3m=480J；
放绳子的总功：W总=Fs=50N×12m=600J；
滑轮组的效率：η1=×100%=×100%=80%；
（3）物体未浸入水中时，不计绳重及摩擦，动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力，
由F=（G动+G）可得，动滑轮重力：G动=4F﹣G=4×50N﹣160N=40N；
已知η1：η2=4：3，
则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为：η2=η1=×80%=60%；
物体完全浸没水中后，滑轮组对物体的拉力做的功为有用功，不计绳重及摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，
则此时滑轮组的机械效率：η2====60%，
解得F拉物=60N；
完全入水后，动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、4段绳子向上的拉力，
由力的平衡条件可得：4F绳=F拉物+G动，
则人对绳子的拉力：F绳=（F拉物+G动）=（60N+40N）=25N，
因为物体间力的作用是相互的，所以绳子对人的拉力也为25N；
人的重力为：G人=m人g=50kg×10N/kg=500N，
对人进行受力分析可知，人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力，
则人受到竖直向上的支持力：F支=G人+F绳=500N+25N=525N。
因为物体间力的作用是相互的，则人对地面的压力为525N。
答：（1）工人放绳的速度为4m/s。
（2）滑轮组的效率η1为80%；
（3）求当物体完全浸没水中后，工入对地面的压力为525N。
5．【解答】解：
（1）由乙图起重机相当于一个杠杆，如图所示：，
根据杠杆的平衡条件：m货g×AB=G起重机×（FC+CD），
即：m货×10N/kg×1m=3×104N×（1m+×1m），
解得：m货=4.5×103kg；
（2）设提起重物的时间为t，
此时滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%≈90.9%；
（2）提起质量m1物体时，由甲图可知通过动滑轮绳子的段数n=4，
钢绳自由端速度vF=4v，
P1=F4v，
F===550N，
起重机的钢丝绳重和滑轮与轴之间的摩擦不计，提起质量m1物体时，F=×（G+G动），
G动=4F﹣G=4×550N﹣2×102kg×10N/kg=200N，
当提起质量为m2物体的时钢绳自由端拉力：
F′=×（G′+G动）=×（3×102kg×10N/kg+200N）=800N，
此时卷扬机的输出功率：
P2=F′×4v=800N×4×0.5m/s=1600W。
答：（1）为使起重机吊起货物时不发生倾倒，起重机最多能吊起货物的质量为4.5×103kg；
（2）当起重机吊起质量m1=2×102kg的物体以v=0.5m/s的速度匀速上升时，卷扬机的输出功率P1=1.1kW．此时滑轮组的机械效率为90.9%；
（3）当起重机吊起质量m2=3×102kg的物体仍以x=0.5m/s的速度匀速上升时，卷扬机的输出功率为1600W。
《机械效率》基础练习
1．甲同学用水桶从井里提水，乙同学把掉在井里的水桶捞上来，水桶里带了一些水，在上述过程中，两位同学都做了功，则下列说法正确的是（ ）
A．甲做的功都是有用功 B．乙做的功都是有用功
C．甲对桶做的功是额外功 D．乙对桶做的功是额外功
2．如图所示，在大小为400N的拉力F作用下，滑轮组将600N的重物提升了0.6m，在此过程中（ ）
A．做的有用功是500J
B．做的总功是800J
C．滑轮组的机械效率是62.5%
D．滑轮组的机械效率是75%
3．关于功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．机械效率越高，机械做功一定越多
B．机械做功越多，机械效率一定越高
C．做功越快的机械，机械效率一定越高
D．机械功率越大，机械做功一定越快
4．分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举升相同高度，做的有用功（ ）
A．杠杆最多 B．斜面最多 C．滑轮组最多 D．一样多
5．如图所示，斜面长10m，高4m，用沿斜面方向的推力F，将一个质量为50kg的货物由斜面底端匀速推到顶端，运动过程中克服摩擦力做功500J，下列说法正确的是（ ）
A．机械效率为75% B．F=300N
C．摩擦力为50N D．推力做的总功为3000J
6．下列说法正确的是（ ）
A．所有机械的机械效率都小于1
B．做功时间长的机械，功率一定小
C．效率高的机械，功率一定大
D．功率大的机械，做功一定多
7．如图所示，某同学使用动滑轮把600N的重物匀速提升了3m，所用的拉力是400N．下列说法正确的是（ ）
A．机械效率是80% B．有用功是1800J
C．额外功是300J D．总功是2100J
8．如图所示，小冯分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，沙子和桶的总重均为500N，滑轮重均为10N，甲的机械效率为η1，乙的机械效率为η2，若不计绳重与摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．甲图中的拉力小于乙图中的拉力
B．甲图中的有用功大于乙图中的有用功
C．甲图中的总功等于乙图中的总功
D．甲图中的机械效率η1大于乙图中的机械效率η2
9．将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示）。已知斜面长1.2m，高为0.4m，斜面对物体的摩擦力为0.3N（物体的大小可忽略不计）。则在上述过程中有用功为 J，额外功为 J，沿斜面向上的拉力大小为 N
10．如图所示，在滑轮组的作用下，重100N的物体以0.2m/s的速度匀速上升，动滑轮重为20N，不计绳重和摩擦，则绳子自由端的拉力F= N，该滑轮组的机械效率η= ，拉力F做功的功率P= W
11．如图，箱子A重为1200N，在大小为100N的水平方向拉力F的作用下以0.1m/s的速度向左匀速运动，若滑轮组的机械效率为80%，则A受到地面对它的摩擦力的大小为 N，在5s内拉力所做的功是 J，重力所做的功是 J。
12．如图，用滑轮组将物块从位置A 匀速拉到位置B，请在图中画出最省力的绕线方法；物块移动的距离为 cm；若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，滑轮组的机械效率为 。
13．在“探究滑轮组的机械效率”的实验中，小明利用三个滑轮组进行了4次测量，如图所示。
已知甲、丙滑轮组中的动滑轮的重力相等，且小于乙滑轮组中动滑轮的重力。实验数据如下
表：（实验中不计绳重和摩擦）
次数
钩码重力/N
钩码匀速上升的距离h/m
绳子自由端的拉力F/N
绳子自由端移动的距离s/m
机械效率η
1
2
0.1
1.2
0.2
83.3%
2
4
0.1
2.2
0.2
90.9%
3
4
0.1
2.7
0.2
74.1%
4
2
0.1
0.8
0.3
（1）实验中应 拉动弹簧测力计。
（2）第四次实验滑轮组的机械效率为 。
（3）对比4次实验数据，可知滑轮组机械效率与 有关，与 无关。
【拓展】（1）甲、乙两个滑轮组中的动滑轮的重力之比为 。
（2）利用甲装置在2s内提升9.6N的重物上升0.1m，拉力的功率是 W。
14．如图是一种塔式起重机上的滑轮组，利用它吊起600Kg的重物，g取10N/Kg，机械效率为80%，求：
（1）在重物升高5m的过程中，所做的总功是多少？
（2）若做功所用时间为5s，拉力做功的功率是多少？
15．一辆卡车不慎开进了一段泥泞的道路不能继续行驶，司机找来一辆拖车，利用绳子、动滑轮组装成如图所示的装置来拖出卡车，若拖车（图中未画出）对绳子的水平拉力为4000N，将卡车水平匀速向前拖动了8m，用时20s，不计绳子和滑轮重，求：
（1）拖车对绳子做的功是多少？
（2）拖车拉绳子的功率是多少？
（3）若卡车被匀速拖动时，泥泞道路对卡车的阻力位6400N，则动滑轮的机械效率为多少？
答案和解析
1．【解答】解：
AC、甲同学的目的是提水，所以甲对水做的功是有用功；但是对桶又不得不做功，则对桶做的是额外功，故A错、C正确；
BD、乙同学的目的是提桶，所以乙对桶做的功是有用功；但是对水又不得不做功，则对水做的是额外功，故BD都错。
故选：C。
2．【解答】解：
（1）拉力做的有用功为：W有用=Gh=600N×0.6m=360J，故A错；
（2）由图知，n=2，拉力端移动的距离s=2h=2×0.6m=1.2m，
拉力做的总功：
W总=Fs=400N×12m=480J，故B错；
（3）滑轮组的机械效率：
η==×100%=75%，故C错、D正确。
故选：D。
3．【解答】解：AB、有用功与总功的比值叫做机械效率，与做功的多少没有直接关系，故AB错误；
C、做功快说明功率大，但机械效率与功率大小无关，故C错误；
D、功率是表示做功快慢的物理量，所以机械功率越大，机械做功一定越快，故D正确。
故选：D。
4．【解答】解：用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举到相同的高度，根据公式W有=Gh可知，做的有用功相等。
故选：D。
5．【解答】解：
AD、推力做的有用功：
W有用=Gh=mgh=50kg×10N/kg×4m=2000J，
推力做的总功：
W总=W有用+W额=2000J+500J=2500J，故D错；
该斜面的机械效率：
η==×100%=80%，故A错；
B、由W总=Fs得推力：
F===250N，故B错；
C、由W额=fs得摩擦力：
f===50N，故C正确；
故选：C。
6．【解答】解：
A、使用机械时，都要克服摩擦、提升机械做额外功，使得有用功小于总功，机械效率小于1，故A正确；
B、做功时间长，做功多少不知道，所以功率大小不能确定，故B错误；
C、机械效率是指有用功占总功的比值，与功率大小（做功快慢）无关，故C错误；
D、功率大的机械，不知道做功时间，做功多少不能确定，故D错误。
故选：A。
7．【解答】解：
有用功：W有用=Gh=600N×3m=1800J，故B正确；
由图知n=2，则拉力端移动的距离：s=2h=2×3m=6m，
总功：W总=Fs=400N×6m=2400J，故D错误；
额外功：W额=W总﹣W有用=2400J﹣1800J=600J，故C错误；
机械效率：η==×100%=75%，故A错误。
故选：B。
8．【解答】解：
（1）不计绳重与摩擦，
甲图中为定滑轮，绳子的拉力F甲=G=500N，
由图中为动滑轮，绳子的拉力F乙=（G+G动）=（500N+10N）=255N，
则F甲＞F乙，故A错误；
（2）由题意可知，同一桶沙的重力相等，上升的高度相等，由W=Gh可知，两者克服沙子重力所做的有用功相等，故B错误；
不计绳重与摩擦，甲图中总功为克服沙和桶总重力做的功，乙图中总功等于克服沙子和桶以及动滑轮总重力所做的功，所以，甲图中的总功小于乙图中的总功，故C错误；
有用功相等，甲图中的总功较小，由η=×100%可知，甲图中的机械效率η1大于乙图中的机械效率η2，故D正确。
故选：D。
9．【解答】解：
把物体沿斜面从底端匀速拉到顶端，有用功：
W有=Gh=4.5N×0.4m=1.8J；
所做的额外功为：
W额=fs=0.3N×1.2m=0.36J；
所做的总功为：
W总=W额+W有=0.36J+1.8J=2.16J；
由W总=Fs可得拉力：
F===1.8N；
故答案为：1.8；0.36；1.8。
10．【解答】解：
（1）由图知，n=3，不计绳重和摩擦，则绳子自由端的拉力：
F=（G+G轮）=（100N+20N）=40N；
（2）滑轮组的机械效率：
η====×100%≈83.3%。
（3）拉力端移动的速度：
v=3v物=3×0.2m/s=0.6m/s，
拉力做功的功率：
P===Fv=40N×0.6m/s=24W；
故答案为：40；83.3%；24。
11．【解答】解：（1）由图可知，n=3，
因水平方向使用滑轮组时，克服物体受到的摩擦力所做的功为有用功，
所以，滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=80%，
解得f=240N，即A受到地面对它的摩擦力240N；
（2）由v=可得，5s内物体移动的距离：
s物=v物t=0.1m/s×5s=0.5m，
绳端移动的距离：
s绳=ns物=3×0.5m=1.5m，
在5s内拉力所做的功：
W=Fs绳=100N×1.5m=150J；
（3）由于物体在水平路面上运动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0J。
故答案为：240；150；0。
12．【解答】解：要最省力，需从动滑轮绕起，依次通过定滑轮、动滑轮。如图所示：
；
刻度尺的分度值为1mm，以物块右边的边为准，开始在45.00cm处，最后在41.90cm处，所以物体运动的距离为45.00cm﹣41.90cm=3.10cm
由于滑轮组由3段绳子承担，所以s=3h。
则η=×100%=×100%=×100%=60%。
故答案为：绕线如上图；3.10；60%。
13．【解答】解：
（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力；
（2）第四次实验滑轮组的机械效率：
η==×100%=×100%≈83.3%；
（3）根据绳子自由端移动的距离与物体升高高度的关系：s=nh，1﹣3次实验，绳子的有效段数：
n===2，是用甲乙中的某图装置做的实验；第4次实验，绳子的有效段数为3，故用丙装置我做的实验；
不计绳子重和摩擦，故作用在绳子自由端的拉力：
F=
根据表中数据：
第1次实验动滑轮的重力：G动1=2F1﹣G1=2×1.2N﹣2N=0.4N，用甲装置做的实验；
第2次实验动滑轮的重力：G动2=2F2﹣G2=2×2.2N﹣4N=0.4N，用甲装置做的实验；
第3次实验动滑轮的重力：G动3=2F3﹣G3=2×2.7N﹣4N=1.4N，用乙装置做的实验；
第4次实验动滑轮的重力：G动4=3F4﹣G4=3×0.8N﹣2N=0.4N，用丙装置做的实验；
由实验1、2知，同一滑轮组，提升物体越重，机械效率越高，
由实验2、3知，提升同一物体，动滑轮重力越大，机械效率越低，即与动滑轮自重有关；
由实验1、4知，同一滑轮组，机械效率与绳子与绕法无关
所以可得：使用同一滑轮组，增加物重可以提高滑轮组的机械效率；
【拓展】（1）甲、乙两个滑轮组中的动滑轮的重力之比为=2：7，
（2）利用甲装置在2s内提升9.6N的重物上升0.1m，
作用在绳子自由端的拉力：F===5N，重物上升0.1m，绳子自由端移动 的距离为0.2m，绳子自由端的速度为：v===0.1m/s，故拉力的功率是：
P===Fv=5N×0.1m/s=0.5W。
故答案为：（1）竖直向上匀速；（2）83.3%；（3）提升物体的重力、动滑轮的自重；绳子的绕法；
拓展：（1）2：7；（2）0.5。
14．【解答】解：
（1）物体重力G=mg=600kg×10N/kg=6000N，h=5m，
拉力做的有用功：
W有=Gh=6000N×5m=30000J；
由η==80%得拉力做的总功：
W总===37500J；
（2）拉力做功的功率：
P===7500W。
答：（1）在重物升高5m的过程中，所做的总功为37500J；
（2）若做功所用时间为5s，拉力做功的功率是7500W。
15．【解答】解：（1）动滑轮上绳子的有效股数n=2，则绳端移动的距离：
s绳=ns车=2×8m=16m，
拖车对绳子做的功：
W总=Fs绳=4000N×16m=6.4×104J；
（2）拖车拉绳子的功率：
P===3.2×103W；
（3）有用功为克服卡车阻力所做的功，则有用功：
W有=fs车=6400N×8m=5.12×104J，
动滑轮的机械效率：
η=×100%=×100%=80%。
答：（1）拖车对绳子做的功是6.4×104J；
（2）拖车拉绳子的功率是3.2×103W；
（3）动滑轮的机械效率为80%。
《机械效率》提高练习
1．如图所示的装置，用250N的拉力F将重为400N的物体匀速提升2m，下列计算结果正确的是（ ）
A．总功为800J B．有用功为500J
C．额外功为300J D．机械效率为80%
2．如图，将重为5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端，斜面长s=0.5m，高h=0.1m，斜面对物体的摩擦力为0.6N，忽略绳重及空气阻力。则下列说法正确的是（ ）
A．沿斜面上的拉力为0.6N
B．有用功0.3J，机械效率60%
C．总功0.8J，机械效率60%
D．总功0.8J，机械效率62.5%
3．对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
B．做功多的机械，功率一定大
C．功率大的机械，做功一定快
D．做功快的机械，机械效率一定高
4．如图所示，拉力F使物体竖直匀速上升，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F 做的功是有用功
B．提升动滑轮做的功是额外功
C．拉力F 移动的距离是物体移动距离的 2 倍
D．物体越重，滑轮组的机械效率越低
5．如图，两个滑轮组由每个质量相同的滑轮组成，不计摩擦和绳重。用它们分别将物体G1、G2提高相同的高度（ ）
A．若G1=G2，拉力做的额外功相同
B．若G1=G2，拉力做的总功相同
C．若G1=G2，甲的机械效率大于乙的机械效率
D．用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
6．如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为240N的泥桶，动滑轮重为30N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。若工人在10s内将绳子匀速向上拉9m，则泥桶上升 m，手拉绳子的力为 N，拉力的功率为 W，滑轮组的机械效率为 。
7．如图所示，小明用一个滑轮组匀速提升重为200N的物体，物体在4s内上升2m的过程中，人所用的拉力为125N．此过程中，小明做的有用功是 J，拉力的功率是 W，滑轮组的机械效率是 。
8．某实验小组在“测定滑轮组机械效率“的实验中得到数据如下表所示，第1，2，3次实验装置分别如图13中的甲，乙。丙所示
次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
有用功
W有用/J
测力计拉力F/N
测力计移动距离S/m
总功
W总/J
机械效率/η
1
2
0.1
0.2
0.9
0.3
0.27
74.10%
2
4
0.1
0.4
1.6
0.3
0.48
83.80%
3
4
0.1
1.1
0.5
0.55
（1）实验时，应 拉动弹簧力测力计。使钩码上升。并由弹簧测力计读出绳于自由端的拉力的大小；同时用 测出钩码上升高度。
（2）比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重。滑轮组的机械效率越 。
（3）第3次实验中所做的有用功是 J．机械效率是 。
（4）由第2，3次试验可知：滑轮组的机械效率与 有关。
9．如图滑轮组中，物重12牛，每个滑轮重3牛，人用拉力F在2秒内把物体匀速提高了3米，不计绳重和滑轮轴处摩擦。求：
（1）滑轮组机械效率为多少？
（2）人拉绳子所做的功率为多少？
10．装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重力为900N的货物，所用的拉力F为500N，物体在10s内被提升1m，在此过程中（不计绳重及摩擦），求
（1）有用功；（2）拉力F的功率；（3）滑轮组的机械效率。
答案和解析
1．【解答】解：
A、由图知n=2，则拉力端移动的距离：s=2h=2×2m=4m；
拉力F所做的总功：W总=Fs=250N×4m=1000J；故A错误；
B、有用功：W有=Gh=400N×2m=800J；故B错误；
C、额外功为：W额=W总﹣W有=1000J﹣800J=200J，故C错误；
D、滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%，故D正确。
故选：D。
2．【解答】解：此过程所做有用功为：W有=Gh=5N×0.1m=0.5J；
此过程中的额外功为：W额=fs=0.6m×0.5m=0.3J；
所做总功为：W总=W有+W额=0.5J+0.3J=0.8J；
由W总=Fs变形得：拉力为：F===1.6N；
斜面的机械效率为：=600N×10m=6000J；
故机械效率为：η===62.5%；
故ABC错误；D正确。
故选：D。
3．【解答】解：A、使用任何机械都要做额外功，所以总功一定大于有用功，即有用功与总功的比值一定小于1，也就是机械效率小于100%．故A错误；
B、功率是做功多少与所用时间的比值。做功多，时间不确定，功率大小不能确定。故B错误；
C、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小，则做功慢。故C正确；
D、机械效率与做功快慢没有关系。故D错误。
故选：C。
4．【解答】解：
A、使用滑轮组提升物体时，对物体做的功为有用功，W有用=Gh；拉力F做的功为总功，W总=Fs，故A错；
B、提升动滑轮、克服绳重、克服摩擦做的功都是额外功，故B正确；
C、由图知，n=3，则拉力F移动的距离是物体移动距离的 3 倍，故C错；
D、增加物体的重力，在动滑轮、摩擦不变的情况下（即额外功不变的情况下），有用功增加，有用功在总功中所占比例增大，所以机械效率增大，故D错。
故选：B。
5．【解答】解：
A、由图可知，甲滑轮组中有一个动滑轮，乙滑轮组中有两个动滑轮，已知把物体提升相同的高度，不计摩擦和绳重，根据W额=G动h可知，乙滑轮组做的额外功多，故A错误；
BC、若G1=G2，已知把物体提升相同的高度，由W有=Gh可知，甲、乙所做的有用功相同；
由于W总=W有+W额，所以乙做的总功大于甲做的总功，故B错误；
根据η=可知，甲的机械效率大于乙的机械效率，故C正确；
D、用同一个滑轮组提起不同的重物，在提升高度相同时，所做的额外功不变，有用功发生变化，所以有用功在总功中所占的比例将发生变化，即机械效率要发生变化，故D错误。
故选：C。
6．【解答】解：（1）如图，泥桶由3股绳子承担，n=3，
∵s=3h，s=9m，
∴泥桶上升的高度：h=3m；
（2）不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重，拉力大小：
F=（G轮+G物）=（30N+240N）=90N；
（3）拉力做功：
W总=Fs=90N×9m=810J，
拉力做功功率：
P===81W；
（4）提升泥桶做的有用功：
W有=Gh=240N×3m=720J，
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%≈88.9%。
故答案为：3；90；81；88.9%。
7．【解答】解：
①拉力做的有用功为W有用=Gh=200N×2m=400J；
②绳子拉下的长度为s=2h=2×2m=4m，
拉力做的总功为W总=Fs=125N×4m=500J，
拉力的功率为P==125W；
③滑轮组的机械效率为η=×100%=80%。
故答案为：400；125；80%。
8．【解答】解：（1）实验时，应竖直向上匀速拉动弹簧力测力计，使钩码上升，并由弹簧测力计读出绳于自由端的拉力的大小；
用刻度尺测出钩码上升高度。
（2）比较1、2组实验数据可知，两次使用同一滑轮组，第二次比第一次提升的钩码重，机械效率高，即使用同样的滑轮组，提起的钩码越重。滑轮组的机械效率越高。
（3）实验3中，有用功：W有=Gh=4N×0.1m=0.4J；
滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%；
（4）由实验2、3实验可知，有用功相同，总功增大，额外功增大，机械效率降低；所以滑轮组的机械效率跟动滑轮的重有关。
故答案为：（1）竖直向上匀速；刻度尺；（2）高；（3）0.4；80%；（4）动滑轮的重力。
9．【解答】解：
（1）人做的有用功：
W有用=G物h=12N×3m=36J，
由图知，n=3，不计绳重和滑轮轴处摩擦，人的拉力：
F=（G物+G轮）=（12N+3N）=5N，
拉力端移动距离：
s=3h=3×3m=9m，
拉力做的总功：
W总=Fs=5N×9m=45J，
滑轮组的机械效率：
η==×100%=80%；
（2）人拉绳子所做的功率：
P===22.5W。
答：（1）滑轮组机械效率为80%；
（2）人拉绳子所做的功率为22.5W。
10．【解答】解：
（1）有用功：W有用=Gh=900N×1m=900J，
（2）绳子自由端移动的距离：s=2h=2×1m=2m，
拉力做的总功：W总=Fs=500N×2m=1000J；
拉力F的功率：P===100W；
（3）滑轮组的机械效率：η==×100%=90%。
答：（1）有用功为900J。
（2）拉力F的功率为100W。
（3）滑轮组的机械效率为90%。
