简单机械
第3课时
1.利用机械的时候，对人们有用的功叫 ，人们不需要又不得不做的功叫 ， 叫总功； 叫做机械效率。
2.利用机械做功时，因为总是要做额外功，所以总功 有用功，机械效率 1。（填“大于”“小于”或“等于”）。
3.提高滑轮组的机械效率的有效办法主要有:减小 和 ，因为通过这两种方法都可以减小 。
知识点1区分有用功、额外功和总功。
4、下列说法正确的是（ ）
A．用水桶从井中提水的时候，对桶做的功是有用功
B．用水桶从井中提水的时候，对水做的是总功
C．桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，对桶做的功是有用功
D．桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，桶里带了一些水，对桶和水做的功是有用功
知识点2说明机械效率的定义，看懂机械效率的实质是个比值，没有单位，且总小于1。
5、（2018秋?江都区期中）下列关于机械效率说法正确的是（ ）
A．机械做功越快，机械效率就越高
B．省力越多的机械，机械功率越大
C．单位时间做功越多的机械，效率越高
D．额外功在总功中占比例越小的机械效率越高
6、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（ ）
A．有用功不变，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．有用功减少，总功减少
知识点3能进行机械效率的简单计算。
7、（2019?聊城二模）分别用如图所示的两个滑轮组，将同一物体提升到相同高度。若物体受到的重力为100N，动滑轮的重力为10N．把物体匀速提升1m的过程中，（不计绳重和摩擦）下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两滑轮组所做的有用功都是100J
B．甲滑轮组所做的有用功为200J，乙滑轮组所做的有用功为300J
C．甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等
D．甲和乙两滑轮组的机械效率不相等
8、（2018?泉州模拟）小明用图滑轮组将重为15N的物体匀速提升2m，手的拉力是6N．则（ ）
A．小明做的总功是30 J
B．该滑轮组的机械效率是83.3%
C．若减小物重，可以增大机械效率
D．若加快提升速度，可以增大机械效率
9、如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105N的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。
（1）计算物体上升的速度。
（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是 ，并列式计算出该物理量。
（3）计算滑轮组提升该重物时的机械效率。
知识点4找到测置简单机械的机械效率的方法。
10、（2018?荆门）工人利用斜面和滑轮将物体从斜面底端匀速拉到顶端，斜面高1m，长2m，物体重500N，平行于斜画的拉力200N，所用时间10s。在此过程中，物体动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。重力势能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。拉力的功率为 W，把物体直接提高到斜面顶端做的功为有用功，则这个装置的机械效率为 。
11、（2019?平顶山模拟）用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重为150N的物体匀速提升1m．不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为60%，则下列选项错误的是（ ）
A．动滑轮重一定是100N B．有用功一定是150J
C．总功一定是250J D．拉力大小一定是125N
12、（2018?禅城区一模）如图所示，张伟回学利用斜面，用平行于斜面F=200N的推力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上。斜面长s=2m，g取10N/kg，则（ ）
A．张伟所做的有用功为400J
B．张伟所做的总功为700J
C．张伟的做功功率为140W
D．斜面的机械效率为75%
13、（2019?广东模拟）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）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。
（2）求动滑轮受到的重力。
（3）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？
14、（2019春?商水县期末）小亮同学想把重200N的物体拉到距地面3m高的地方，用了三种不同的方法：
（1）如图（甲）所示：小亮用竖直向上的力F甲将物体匀速提升3m，求拉力Fw所做的功。
（2）如图（乙）所示：斜面长5m，高3m，拉力F乙＝150N，小亮沿斜面匀速拉动物体至斜面顶端，求使用该斜面工作时的机械效率。
（3）如图（丙）所示：在2s内将重物匀速提升3m，已知动滑轮的重为10N．求拉力F丙做功的功率。（不计绳重及摩擦）。
1．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%
2．图1、图2是由相同的滑轮组装的滑轮组，甲乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，下列说法正确的是（ ）
A．甲的拉力是乙的拉力的3倍
B．乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍
C．甲拉力的功率大于乙拉力的功率
D．如果考虑滑轮质量，图1装置的机械效率比图2的小
3．（2017春?龙口市校级期中）如图所示，甲、乙两个滑轮组中，所有滑轮的质量都相同，在FA和FB的作用下，重物A、B分别以相同的速度匀速上升。已知FA：FB=3：2，不计绳重和摩擦。则下列说法正确的是（ ）
A．两重物A、B所受的重力相等
B．在相同的时间内，拉力所做的额外功不相同
C．拉力FA和FB做功的功率之比为3：2
D．甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率
4．如图是生活中常用的剪指甲工具，小京在剪指甲时机械效率为90％．指甲刀刀口间的距离为0.2cm，指甲的厚度为0.2mm，剪断一次指甲时，刀口与指甲间的作用力为4.5N．则剪断一次指甲的过程需要做的( ? )
A．额外功是1J B．有用功是1J C．有用功是1×10－2J D．总功是1×10－3J
5．如图所示，质量为5kg的物体A在大小为5N的拉力F作用下做匀速直线运动．己知滑轮组机械效率为80%，物体运动的速度为1m/s．下列选项中正确的是( )
A．物体A受到的摩擦力为15N B．拉力F做功的功率为12W
C．绳子自由端移动的速度为2m/s D．在10s内机械所做的有用功为120J
6．如图所示，小明同学用相同规格的一个动滑轮和一个定滑轮分别按（a）、（b）两种方法分别把两桶沙和一桶沙从一楼地面提到二楼地面，若不计绳重与摩擦，用（a）方法所做的总功为W1，机械效率为η1；用（b）方法所做的总功为W2，机械效率为η2，则( )
A．W1＞W2η1=η2 B．W1＜W2η1<η2
C．W1＞W2η1>η2 D．W1＜W2η1=η2
7．工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上。如图所示，汽车车厢高度h=1.5m，斜面长度s=3m，现用力F沿斜面把重箩筐G=1800N的重物匀速拉到车上。若不计摩擦，拉力F为_____N；若实际拉力F’=1200N，则该斜面的机械效率是_______％。
8．杭州市政府投巨资于民生工程，对背街小巷实施景观改造。施工中，一建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，动滑轮重为20N，不计摩擦及绳重（如右图所示）。若工人在5s内将泥桶匀速提高2m。求：
（1）工人使用滑轮组时做的有用功为 焦；
（2）工人拉绳子的力为 牛，拉力的功率为 瓦；
（3）滑轮组的机械效率为 。
9．用如图的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓慢上升．
（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数为_______,钩码总重为，钩码上升高度为，测力计移动路离为，则杠杆的机械效率为________%，请写出使用该杠杆做额外功的一个原因_________________．
（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在、两点，测量并计算得到如表所示的两组数据：
次数
钩码悬挂点
钩码总重
钩码移动距离
拉力
测力计移动距离
机械效率
1
点
1．5
0．10
0．7
0．30
71．4
2
点
2．0
0．15
1．2
0．30
83．3
根据表中数据，能否得出：“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：________________请简要说明两条理由：①_______;②________．
10．小明站在地面上用如图所示的滑轮组提升重物。
（1）在图中画出最省力的滑轮组绕线方式。
（2）绳重及摩擦不计，小明将重为800牛的货物提至高处，人对绳子的拉力F为500
牛，货物在1分钟内匀速上升了5米。
①求滑轮组的机械效率。
②如果货物重600牛，要把货物提升5米，求：拉力做的功、滑轮组的机械效率。
简单机械
第3课时
1.利用机械的时候，对人们有用的功叫 有用功 ，人们不需要又不得不做的功叫 额外功 ，有用功与额外功的总和 叫总功； 有用功与总功的比值叫做机械效率。
2.利用机械做功时，因为总是要做额外功，所以总功 大于 有用功，机械效率 小于 1。（填“大于”“小于”或“等于”）。
3.提高滑轮组的机械效率的有效办法主要有:减小 动滑轮重 和 摩擦 ，因为通过这两种方法都可以减小 额外功 。
知识点1区分有用功、额外功和总功。
4、下列说法正确的是（ ）
A．用水桶从井中提水的时候，对桶做的功是有用功
B．用水桶从井中提水的时候，对水做的是总功
C．桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，对桶做的功是有用功
D．桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，桶里带了一些水，对桶和水做的功是有用功
【解答】解：A、用水桶从井中提水的时候，目的是提水，所以对水做的功是有用功，对桶做的功是额外功，故A错误。 B、用水桶从井中提水的时候，对水做的功是有用功，对桶做的功是额外功，有用功和额外功之和是总功。故B错误。 C、桶掉到井里，从井里把桶捞上来，目的是捞桶，所以对桶做的功是有用功，故C正确。 D、桶掉到井里，从井里把桶捞上来，目的是捞桶，所以对桶做的功是有用功，桶里带了一些水，对水做的功是额外功。故D错误。 故选：C。
知识点2说明机械效率的定义，看懂机械效率的实质是个比值，没有单位，且总小于1。
5、（2018秋?江都区期中）下列关于机械效率说法正确的是（ ）
A．机械做功越快，机械效率就越高
B．省力越多的机械，机械功率越大
C．单位时间做功越多的机械，效率越高
D．额外功在总功中占比例越小的机械效率越高
【解答】解：A、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，故A说法不对； B、机械效率是指有用功占总功的百分比，与是否省力没有必然的联系，故B说法不对； C、单位时间做功越多，说明功率越大，与机械效率无关，故C说法不对； D、总功包括有用功和额外功，额外功在总功中占比例越小，则有用功在总功中占比例越大，机械效率越高，故D说法正确。 故选：D。
6、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（ ）
A．有用功不变，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．有用功减少，总功减少
【解答】解：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，改装后的机械效率高，所以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。 故选：A。
知识点3能进行机械效率的简单计算。
7、（2019?聊城二模）分别用如图所示的两个滑轮组，将同一物体提升到相同高度。若物体受到的重力为100N，动滑轮的重力为10N．把物体匀速提升1m的过程中，（不计绳重和摩擦）下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两滑轮组所做的有用功都是 100J
B．甲滑轮组所做的有用功为 200J，乙滑轮组所做的有用功为 300J
C．甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等
D．甲和乙两滑轮组的机械效率不相等
【解答】解：（1）甲乙两滑轮组所提的重物相同、上升的高度相同，则两滑轮组所做的有用功相同，即W有=Gh=100N×1m=100J，故A正确、B错误。 （2）由图可知滑轮组绳子的有效股数n甲=2，n乙=3， 因为动滑轮的个数和重力以及物体的重力相同，所以根据F=1/n
（G物+G动）可知，两滑轮组绳子自由端的拉力不相等，故C错误， （3）不计绳重和摩擦时，滑轮组的额外功是由克服动滑轮重力所做的功， 根据W=Gh可知，动滑轮重和上升高度相同时，两者的额外功相等， 由W总=W有+W额可得，两滑轮组的总功相同， 故两滑轮组的机械效率相等。故D错误。 故选：A。
8、（2018?泉州模拟）小明用图滑轮组将重为15N的物体匀速提升2m，手的拉力是6N．则（ ）
A．小明做的总功是30 J
B．该滑轮组的机械效率是83.3%
C．若减小物重，可以增大机械效率
D．若加快提升速度，可以增大机械效率
【解答】解： A、由图可知n=3，拉力端移动的距离s=3h=3×2m=6m； 小明所做的总功： W总=Fs=6N×6m=36J；故A错； B、所做的有用功：W有用=Gh=15N×2m=30J； 滑轮组的机械效率： C、若减小提升的物重，有用功减小、而额外功几乎不变，有用功与总功的比值减小，机械效率减小，故C错； D、若加快提升速度，可以增大做功的功率，但有用功与总功的比值不变，不会增大机械效率，故D错。 故选：B
9、如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105N的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。
（1）计算物体上升的速度。
（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是 ，并列式计算出该物理量。
（3）计算滑轮组提升该重物时的机械效率。
【解答】解：（1）滑轮组由三段绳子承担总重，s=3h，， 物体上升的速度
纵坐标表示力的大小为50N，大小不变，横坐标表示距离，大小为3m， 所以阴影部分表示力所做的功W=Fs=50N×3m=150J； （3）滑轮组的机械效率
答：（1）物体上升的速度0.2m/s。 （2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是功，功的大小为150J。 （3）滑轮组提升该重物时的机械效率为70%。
知识点4找到测置简单机械的机械效率的方法。
10、（2018?荆门）工人利用斜面和滑轮将物体从斜面底端匀速拉到顶端，斜面高1m，长2m，物体重500N，平行于斜画的拉力200N，所用时间10s。在此过程中，物体动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。重力势能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。拉力的功率为 W，把物体直接提高到斜面顶端做的功为有用功，则这个装置的机械效率为 。
【解答】解： （1）将物体从斜面底端匀速拉到顶端，质量不变，速度不变，则物体的动能不变。 （2）物体沿斜面升高，质量不变，高度变大，所以其重力势能增大。 （3）图中滑轮是动滑轮，则绳端通过的距离为：s=2L=2×2m=4m； 拉力做功为：W总=Fs=200N×4m=800J； 拉力的功率为： （4）此过程的有用功为：W有=Gh=500N×1m=500J； 这个装置的机械效率为：
故答案为：不变；增大；80；62.5%。
11、（2019?平顶山模拟）用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重为150N的物体匀速提升1m．不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为60%，则下列选项错误的是（ ）
A．动滑轮重一定是100N B．有用功一定是150J
C．总功一定是250J D．拉力大小一定是125N
【解答】解：对物体做的有用功： W有=Gh=150N×1m=150J， 对左图滑轮组，承担物重的绳子股数n=3， 拉力F的大小： F=1/3（G物+G轮）=1/3×（150N+100N）=250/3N； 对右图滑轮组，承担物重的绳子股数n=2， 拉力F的大小： F=1/2×（G物+G轮）=1/2×（150N+100N）=125N。 由以上计算可知，对物体做的有用功都是150J，总功都是250J，动滑轮重都是100N，故A、B、C都正确；但拉力不同，故D错。 故选：D。
12、（2018?禅城区一模）如图所示，张伟回学利用斜面，用平行于斜面F=200N的推力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上。斜面长s=2m，g取10N/kg，则（ ）
A．张伟所做的有用功为400J
B．张伟所做的总功为700J
C．张伟的做功功率为140W
D．斜面的机械效率为75%
【解答】解： A、物体的重力：G=mg=30kg×10N/kg=300N， 张伟做的有用功：W有用=Gh=300N×1m=300J，故A错； B、张伟做的总功：W总=Fs=200N×2m=400J，故B错； C、张伟的做功功率：，故C错； （4）斜面的机械效率： 故选：D。
13、（2019?广东模拟）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）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。
（2）求动滑轮受到的重力。
（3）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？
【解答】解： （1）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=W/t=120W； （2）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： 解得：G动=200N； （3）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=1/n（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：
答：（1）拉力的功率为120W； （2）动滑轮受到的重力为200N； （3）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%。
14、（2019春?商水县期末）小亮同学想把重200N的物体拉到距地面3m高的地方，用了三种不同的方法：
（1）如图（甲）所示：小亮用竖直向上的力F甲将物体匀速提升3m，求拉力Fw所做的功。
（2）如图（乙）所示：斜面长5m，高3m，拉力F乙＝150N，小亮沿斜面匀速拉动物体至斜面顶端，求使用该斜面工作时的机械效率。
（3）如图（丙）所示：在2s内将重物匀速提升3m，已知动滑轮的重为10N．求拉力F丙做功的功率。（不计绳重及摩擦）。
【解答】解：（1）由图（甲）可知，拉力克服物重做功，可得：W甲＝F甲h＝Gh＝200N×3m＝600J，
（2）由题可知，斜面长s＝5m，高h＝3m，拉力F＝150N，
W总＝Fs＝150N×5m＝750J，
斜面的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%；
（3）拉力F丙＝（G物+G动）＝（200N+10N）＝105N，
绳子移动距离s′＝2h＝2×3m＝6m，
W丙＝F丙s′＝105N×6m＝630J，
拉力F丙的功率：
P丙＝＝＝315W；
答：（1）拉力F甲所做的功为600J。
（2）使用该斜面工作时的机械效率为80%。
（3）拉力F丙的功率为315W。
1．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%
【答案】B
【解析】
试题分析：因为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，物体和地面之间摩擦力为f=45N，A处的拉力大小为45N，从图中可以得到动滑轮由两段绳子承担着，滑轮组的机械效率，故选B。
2．图1、图2是由相同的滑轮组装的滑轮组，甲乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，下列说法正确的是（ ）
A．甲的拉力是乙的拉力的3倍
B．乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍
C．甲拉力的功率大于乙拉力的功率
D．如果考虑滑轮质量，图1装置的机械效率比图2的小
【答案】B
【解析】
由题知，重物重力相同（设其大小为G），物体升高的速度相同（设其大小为v），
对于图1，因为两个都是定滑轮，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，所以F甲=G，对于图2，因为是一个定滑轮、一个动滑轮，n=2，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，所以F乙=G，甲的拉力是乙的拉力的2倍，故A错；对于图1，绳子的速度v甲=v，对于图2，绳子的速度v乙=2v，乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍，故B正确；对于图1，拉力功率P甲=F甲v甲=Gv，对于图2，拉力功率P乙=F乙v乙=G×2v=Gv，甲拉力的功率等于乙拉力的功率，故C错；
对于图1，如果考虑滑轮质量，但空气阻力、摩擦、绳子的质量均不计，该装置的额外功为0，η甲=100%，对于图2，如果考虑滑轮质量，空气阻力、摩擦、绳子的质量均不计，该装置的额外功＞0，η乙＜100%，如果考虑滑轮质量，图1装置的机械效率比图2的大，故D错．
故选B．
3．（2017春?龙口市校级期中）如图所示，甲、乙两个滑轮组中，所有滑轮的质量都相同，在FA和FB的作用下，重物A、B分别以相同的速度匀速上升。已知FA：FB=3：2，不计绳重和摩擦。则下列说法正确的是（ ）
A．两重物A、B所受的重力相等
B．在相同的时间内，拉力所做的额外功不相同
C．拉力FA和FB做功的功率之比为3：2
D．甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率
【答案】A
【解析】
由图可知：n甲 =2，n乙 =3，由F=（G+G动 ）/n得，物体A重：GA =2FA -G动 =2×3-G动 =6-G动 ，物体B重：GB=3FB -G动 =3×2-G动 =6-G动 ；即GA =GB ，故A正确；动滑轮和重物A、B分别以相同的速度匀速上升，相同时间上升高度h相同，由W额 =G动 h可知，拉力所做额外功相等，故B错误；重物A、B上升速度为v，则拉力FA 移动速度vFA =2v，拉力FB 移动速度vFB=3v，由P=W/t=Fs/t=Fv得，拉力FA 和FB 做功的功率之比：PA ：PB =FA vFA ：FB vFB=3×2v：2×3v=1：1，故C错误；由η=W有用/W总=Gh/Fs=Gh/Fnh=G/nF得，甲滑轮组的机械效率与乙滑轮组机械效率之比：η甲 ：η乙 =GA/n甲F甲：GB/n乙F乙=G/2×3：G/3×2=1：1，即：η甲 =η乙 ，故D错误，故选A
4．如图是生活中常用的剪指甲工具，小京在剪指甲时机械效率为90％．指甲刀刀口间的距离为0.2cm，指甲的厚度为0.2mm，剪断一次指甲时，刀口与指甲间的作用力为4.5N．则剪断一次指甲的过程需要做的(? )
A．额外功是1J B．有用功是1J
C．有用功是1×10－2J D．总功是1×10－3J
【答案】D
【解析】
剪断一次指甲做多少额外功：W额=W总-W有用=1×10-3J-9×10-4J=1×10-4J，故A错误；剪断一次指甲对指甲做的有用功：W有用=Fs=4.5N×0.2×10-3m=9×10-4J，故B、C错误；因为指甲刀的效率：，所以剪断一次指甲做的总功：，因此D选项正确。
5．如图所示，质量为5kg的物体A在大小为5N的拉力F作用下做匀速直线运动．己知滑轮组机械效率为80%，物体运动的速度为1m/s．下列选项中正确的是
A．物体A受到的摩擦力为15N B．拉力F做功的功率为12W
C．绳子自由端移动的速度为2m/s D．在10s内机械所做的有用功为120J
【答案】D
【解析】
由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=3，由η=W有/W总=fs/Fns=f/nF得，物体A受到的摩擦力：f=ηnF=80%×3×5N=12N，故A错误；拉力F做功的功率：P= W总/t= Fs绳/t=Fv绳=5N×3m/s=15W，故B错误；绳子自由端移动的速度：v绳=nv物=3×1m/s=3m/s，故C错误；由v=s/t得，物体移动的距离：s物=v物t=1m/s×10s=10m，则机械所做的有用功：
W有=fs物=12N×10m=120J，故D正确．
6．如图所示，小明同学用相同规格的一个动滑轮和一个定滑轮分别按（a）、（b）两种方法分别把两桶沙和一桶沙从一楼地面提到二楼地面，若不计绳重与摩擦，用（a）方法所做的总功为W1，机械效率为η1；用（b）方法所做的总功为W2，机械效率为η2，则( )
A．W1＞W2η1=η2 B．W1＜W2η1<η2
C．W1＞W2η1>η2 D．W1＜W2η1=η2
【答案】C
【解析】
由图可知，(a)(b)是由一定、一动组成的滑轮组，若不计绳重与摩擦，两次的额外功相同，即Wa额=Wb额，由于(a)是提了两袋沙，所以有用功大，所以Wa有b有，因为总功等于有用功加上额外功，所以(a)方法的总功大，即W1>W2；
由公式η=×100%可知，
1=100，
=100，
两种方法的额外功相同，(a)方法有用功多，所以机械效率更高，即η1>η2.
故C正确。
7．工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上。如图所示，汽车车厢高度h=1.5m，斜面长度s=3m，现用力F沿斜面把重箩筐G=1800N的重物匀速拉到车上。若不计摩擦，拉力F为_____N；若实际拉力F’=1200N，则该斜面的机械效率是_______％。
【答案】900 75
【解析】
∵利用斜面不计摩擦， ∴W有用=W总， 即：Gh=Fs，
∴F===900N；
若F′=1200N， 斜面的效率：
η====75%．
8．杭州市政府投巨资于民生工程，对背街小巷实施景观改造。施工中，一建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，动滑轮重为20N，不计摩擦及绳重（如右图所示）。若工人在5s内将泥桶匀速提高2m。求：
（1）工人使用滑轮组时做的有用功为 焦；
（2）工人拉绳子的力为 牛，拉力的功率为 瓦；
（3）滑轮组的机械效率为 。
【答案】（1）440焦；（2）80牛 96瓦；（3）91.7% （或92%）
【解析】
(1)工人使用滑轮组时做的有用功：
W′=Gh=220N×2m=440J
(2)工人拉绳子的力：
F=（220N+20N）=80N
拉力做的总功：
W=Fs=80N×2m×3=480J，P=W=96W
(3)滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=91.7%
9．用如图的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓慢上升．
（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数为_______,钩码总重为，钩码上升高度为，测力计移动路离为，则杠杆的机械效率为________%，请写出使用该杠杆做额外功的一个原因_________________．
（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在、两点，测量并计算得到如表所示的两组数据：
次数
钩码悬挂点
钩码总重
钩码移动距离
拉力
测力计移动距离
机械效率
1
点
1．5
0．10
0．7
0．30
71．4
2
点
2．0
0．15
1．2
0．30
83．3
根据表中数据，能否得出：“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：________________请简要说明两条理由：①_______;②________．
【答案】（1）0．5（1分）； 66．7； 由于使用杠杆时需要克服杠杆自重（克服摩擦力）做功；
（2）不能，①两次实验时，钩码没有挂在同一位置，②同时改变两组条件，数据不宜直接比较（或仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的）。
【解析】
(1)由图可知，弹簧测力计的分度值是0.1N，所以它的示数是0.5N.在实验过程中，有用功是： =Gh=1.0N×0.1m=0.1J，总功是： =Fs=0.5N×0.3m=0.15J，所以杠杆的机械效率是：η=×100% =×100%≈66.7%，利用杠杆提升物体时，克服摩擦以及杠杆自重做的功是额外功；
(2)分析机械效率的影响因素应采取控制变量法，研究提起的物重和机械效率的关系时，应保持钩码的位置不变；原实验中先后将钩码挂在A.?B两点，是错误的；为避免实验的偶然性，应进行多次实验，分析多组数据，才能得出正确结论。原实验中只凭一次实验数据对比做出结论是不科学的。
10．小明站在地面上用如图所示的滑轮组提升重物。
（1）在图中画出最省力的滑轮组绕线方式。
（2）绳重及摩擦不计，小明将重为800牛的货物提至高处，人对绳子的拉力F
为500牛，货物在1分钟内匀速上升了5米。
①求滑轮组的机械效率。
②如果货物重600牛，要把货物提升5米，求：拉力做的功、滑轮组的机械效率。
【答案】（1）
（2）80% （3）4000J 75
【解析】
（1）[1]最省力的方式要求承重绳股数最多，绕法如下图，绳子股数n=2；
（2）①[2]机械效率为：
=100=80；
②[3]动滑轮的重力：
=nFG=2500N800=200N，
则货物重600N，把货物提升5m，此时拉力的大小为：
=()=（600N）=400N，
做的功为：
=nh=400N25m=4000J，
[4]机械效率为：
===100=75
