11．3 如何提高机械效率
习题课
一、选择题
1．小明用如图11－3－22所示的滑轮组把重为160
N的物体匀速提升1
m，他的拉力为100
N，所用时间为2
s。下列说法中正确的是( )
A．小明做的有用功为200
J
B．小明做的总功为160
J
C．该滑轮组的机械效率为80%
D．小明将该物体的重力增大时，滑轮组的机械效率不变
图11－3－22
图11－3－23
2.
甲、乙两个滑轮组如图11－3－23所示，每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G1、G2提升相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是( )
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．用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
3．如图11－3－24所示，有一斜面长为L，高为h。现用力F沿斜面把重为G的物体从底端匀速拉到顶端，已知物体受到斜面的摩擦力为f，则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是( )
图11－3－24
A．η＝×100%
B．η＝×100%
C．η＝×100%
D．η＝×100%
4．如图11－3－25所示，滑轮组将重50
N的物体A以0.2
m/s的速度沿水平地面匀速向前拉动了1
m，拉力F的大小为10
N，滑轮组的机械效率为80%，下列说法中正确的是( )
图11－3－25
A．拉力F做功的功率为2
W
B．2
s内绳子自由端移动的距离为0.4
m
C．滑轮组做的有用功为50
J
D．物体A受到水平地面的摩擦力为16
N
二、填空题
5．工人用如图11－3－26所示的滑轮组将一重为400
N的物体匀速提起，若滑轮组的机械效率为80%，绳重及摩擦忽略不计，则拉力的大小是________N，动滑轮总重________N；若使用该滑轮组提升600
N的重物，其机械效率将________(选填“变大”“变小”或“变”)。
图11－3－26
6．如图11－3－27所示，在20
N的水平拉力F作用下，重200
N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力为48
N，则滑轮组的机械效率为________；若物体的速度为0.2
m/s，则1
min内拉力做的功为________J。
图11－3－27
7．
如图11－3－28所示，沿斜面把质量为12
kg的一个物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力F＝100
N，斜面长2
m、高1
m，则机械效率是________，额外功为________J，物体所受摩擦力是________N。(g取10
N/kg)
图11－3－28
三、实验探究题
8．某班同学在探究“滑轮组的机械效率与哪些因素有关”时，他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮个数、物重和物体上升的高度等因素有关，各小组利用如图11－3－29所示的装置进行验证，杨阳那组得到的实验数据如下表所示：
图11－3－29
实验
次数
物重
/N
物体上升的高度/m
拉力
/N
绳子自由端移动的距离/m
机械效率
η
1
1
0.1
0.6
0.2
83.3%
2
1
0.1
0.4
0.4
62.5%
3
2
0.1
0.65
0.4
76.9%
4
1
0.2
0.6
0.4
83.3%
(1)比较第1、2次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮个数越多，____________；比较第2、3次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重，____________；比较第1、4次实验数据得出：同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度________。
(2)在测拉力时，某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动，不便读数，就让弹簧测力计处于静止状态时才读数，该同学的读数与实际相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)，测得的机械效率________(选填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(3)有两个滑轮组所用的动滑轮的质量相同，提升的物体也相同，测得的机械效率却不同，原因可能是绳子与滑轮之间的________不同，影响了测量结果。所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了________它们的机械效率。
9．用如图11－3－30所示的实验装置测杠杆的机械效率。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缓上升。实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，弹簧测力计的示数F为________N，钩码总重G为1
N，钩码上升高度h为0.1
m，测力计移动距离s为0.3
m，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：____________。
图11－3－30
如图11－3－31所示是小明探究“斜面的机械效率”的实验装置，他在实验时用弹簧测力计拉着重为6
N的木块分别沿倾斜程度不同的同一斜面匀速向上运动，实验数据记录如下表。
图11－3－31
实验
次数
斜面倾
斜程度
斜面高
h/m
斜面长
s/m
沿斜面拉
力F/N
机械效
率η
1
较缓
0.1
0.5
2
60%
2
较陡
0.2
0.5
3
★
(1)在第2次实验中拉力所做的额外功是________J，机械效率是________。
(2)小明完成两次实验后，得出的结论是：光滑程度一样的斜面，其倾斜程度越大，机械效率越高。他的结论________(选填“可靠”或“不可靠”)，理由是________________________________________________________________________。
(3)斜面在生产、生活中随处可见。在盘山公路、镊子、螺丝钉、汽车方向盘中，应用了斜面的是________________________。
四、计算题
11．小明同学用如图11－3－32甲所示的滑轮组提土，他用80
N的拉力把重为120
N的土从井中匀速提升5
m，所花时间是20
s。其中拉力做功W随时间t变化的图像如图乙所示。求：
(1)提升土所做的有用功。
(2)滑轮组的机械效率。
(3)拉力的功率。
(4)在图甲中画出小明所用滑轮组的绕线并说出提高其机械效率的方法。
图11－3－32
教师详解详析
1．C [解析]W有用＝Gh＝160
N×1
m＝160
J，A错误；因为由2股绳子承担物重，所以s＝2h＝2
m，W总＝Fs＝100
N×2
m＝200
J，B错误；η＝×100%＝×100%＝80%，C正确；小明将该物体的重力增大时，有用功增大，额外功不变，所以机械效率增大，D错误。
2．C
3.D
4．D [解析]
此滑轮组n＝2，所以绳子自由端移动的速度和距离为物体的2倍，即为0.4
m/s、2
m；拉力所做的功为W＝Fs＝10
N×2
m＝20
J，功率：P＝Fv＝10
N×0.4
m/s＝4
W，所以选项A错误；2
s内绳子自由端移动的距离为s′＝2v物t＝2×0.2
m/s×2
s＝0.8
m，故选项B错误；W有用＝ηW＝80%×20
J＝16
J，故选项C错误；物体A受到的拉力：F′＝＝
＝16
N，物体A做匀速直线运动，受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，所以
f＝F′＝16
N，故选项D正确。
5．125 100 变大
[解析]
由图可知滑轮组由4股绳子承担物重，则n＝4；机械效率η＝×100%＝×100%＝×100%，所以F＝＝＝125
N。又F＝，故
G动＝nF－G＝4×125
N－400
N＝100
N。
6．80% 720
[解析]
由题图可知，n＝3，滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×
100%＝×100%＝80%。功率：P＝Fv＝20
N×3×0.2
m/s＝12
W，则拉力做的功：
W＝Pt＝12
W×60
s＝720
J。
7．60% 80 40
[解析]
有用功：W有用＝Gh＝mgh＝12
kg×10
N/kg×1
m＝120
J；拉力做的总功：W总＝Fs＝100
N×2
m＝200
J；斜面的机械效率：η＝×100%＝×100%＝60%；额外功：W额外＝W总－W有用＝200
J－120
J＝80
J；由W额外＝fs可得，物体所受的摩擦力：f＝＝
＝40
N。
8．(1)机械效率越低 机械效率越高 无关
(2)偏小 偏高 (3)摩擦 提高
[解析]
(1)比较第1、2次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮的个数越多，其机械效率越低；比较第2、3次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重，其机械效率越高；比较第1、4次实验数据可知，两次实验时的效率相同，因此同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关。(2)要正确测量拉力，弹簧测力计需要做匀速直线运动，若在弹簧测力计静止时读数，则由摩擦力分担了一部分拉力的作用，所以所测拉力偏小，机械效率偏高。(3)两个小组所用的动滑轮质量相同，提升的物体也相同，测得的机械效率却不同，原因可能是绳子与滑轮之间的摩擦不同，影响了测量结果；我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了减小摩擦，提高机械效率。
9．0.5 66.7% 杠杆有重力
[解析]
由图可知，弹簧测力计的分度值是0.1
N，所以它的示数是0.5
N。在实验过程中，有用功是W有用＝Gh＝1
N×0.1
m＝0.1
J，总功是W总＝Fs＝0.5
N×0.3
m＝0.15
J，所以杠杆的机械效率是η＝×100%＝×100%≈66.7%。
10．(1)0.3 80%
(2)不可靠 实验次数太少，结论不具有普遍性
(3)盘山公路、螺丝钉
11．(1)提升土所做的有用功：
W有用＝Gh＝120
N×5
m＝600
J。
(2)把120
N的土提升5
m，用时20
s，由图乙知，拉力做功800
J；所以滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝75%。
(3)拉力的功率：P＝＝＝40
W。
(4)如图所示
由机械效率的公式η＝×100%＝×100%可知：同一滑轮组，额外功相同的情况下，被提升的物体越重，所做的有用功越多，机械效率越高，所以可以通过增加被提升物体的重力来提高滑轮组的机械效率。11．3 如何提高机械效率
第2课时 机械效率的测量
(
知识要点分类练
夯实基础
)
知识点
1 测滑轮组的机械效率
1．如图11－3－12所示在测算动滑轮机械效率的实验中，下列要求中错误的是( )
图11－3－12
A．弹簧测力计必须先校零
B．弹簧测力计必须竖直向上拉
C．弹簧测力计必须在静止时读数
D．实验时装置旁的直尺必须竖直放置
2．小明测算滑轮组机械效率的实验过程如图11－3－13所示。
图11－3－13
(1)实验原理是机械效率的公式______________，其中W有用＝________，W总＝________。
(2)实验中小明应________向上________拉动弹簧测力计。
(3)所获得的测量数据如图所示，由图知：G＝________，h＝________，F＝________，
s＝________。
(4)计算得出滑轮组的机械效率为________。
知识点
2 影响滑轮组机械效率的因素
3．不计绳重和摩擦，将一定滑轮改为动滑轮，则它的机械效率( )
A．一定提高
B．一定降低
C．一定不变
D．无法判断
4．小红在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时，提出下列假设：
①机械效率可能跟动滑轮的重力有关；
②机械效率可能跟被拉物体上升的高度有关；
③机械效率可能跟被拉物体的重力有关；
④机械效率可能跟承担物重的绳子段数有关。
然后小婷设计了如图11－3－14所示的两组实验进行对比，来验证小红提出的假设，则该实验验证的假设是( )
图11－3－14
A．①
B．②
C．③
D．④
5．某实验小组探究影响滑轮组机械效率的因素的实验装置如图11－3－15所示，实验数据如下表。若不计摩擦，比较1和2两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与________________有关；比较1和3两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与________________有关。
图11－3－15
次数
1
2
3
钩码重G/N
4
4
6
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.8
1.4
2.4
绳端移动距离s/m
0.3
0.5
0.3
机械效率η
74%
57%
83%
知识点
3 提高滑轮组机械效率的方法
6．采取下列措施，可以提高机械效率的是( )
A．有用功一定，增大总功
B．总功一定，增大额外功
C．有用功一定，减小额外功
D．额外功一定，减小总功
7．某同学提出了五种提高滑轮组机械效率的方法：
①使用轻质滑轮；②用滑轮组提升很轻的物体；③在滑轮的轮与轴之间加些润滑油；④多绕上几段绳子；⑤增加提升物体的重力。其中可行的是( )
A．①②⑤
B．①③⑤
C．②④
D．①④
(
规律方法综合练
提升能力
)
8．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11－3－16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( )
图11－3－16
A．根据①②两次实验可知：滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关
B．根据②③两次实验可知：同一滑轮组提升的物体越重，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
9．小聪测量了如图11－3－17所示的滑轮组的机械效率，他先后进行了两次实验，将物体分别匀速竖直提升h1和h2的高度(h1＞h2)。对两次实验中一些物理量进行比较，正确的是(其中s为绳子自由端通过的距离，H为动滑轮上升的高度)( )
图11－3－17
A．s1＝s2
B．H1＝H2
C．η1＝η2
D．W有用1＝W有用2
10．在“测算滑轮组的机械效率”实验中，物体重为6
N，若物体上升高度为10
cm，此时弹簧测力计的示数如图11－3－18所示，则拉力做的有用功是________J，滑轮组的机械效率是________。若把动滑轮换成一个质量较轻的滑轮，提升该物体时，滑轮组的机械效率将________(选填“增大”“减小”或“不变”)。(不计绳重及摩擦)
图11－3－18
11．如图11－3－19所示，用甲、乙两种方法提起相同的物体，则：
(1)使用图________所示的方法省力，机械效率高的是图________所示的方法。
(2)提高机械效率的方法有：①______________；②________________。
图11－3－19
12．在“测滑轮组机械效率”的实验中，先用弹簧测力计测量钩码所受的重力G，再按如图11－3－20所示的连接方式组装好滑轮组，并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。
图11－3－20
(1)为了测量绳子自由端的拉力F，应该在弹簧测力计________________(选填“缓慢匀速提升”或“静止”)时读数，图中弹簧测力计的示数是________N。
(2)按照正确的测量方法，测出的拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F________(选填“>”“＝”或“<”)G。
(3)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，是为了测量________________________，从而计算出有用功和总功。
(4)在此实验中，若仅增加钩码的重力，该滑轮组的机械效率将________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
考| 题| 展| 示
13．图11－3－21甲是某学习小组测量“滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上____________拉动绳子自由端，将重为4.5
N的物体从A位置提升到A′位置，同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B′位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题：
图11－3－21
(1)物体上升的高度是________cm，拉力是________N，该滑轮组的机械效率η＝________。
(2)若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，则滑轮组的机械效率将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
教师详解详析
1．C
2．(1)η＝×100% Gh Fs (2)竖直 匀速
(3)2
N 0.1
m 0.8
N 0.3
m (4)83.3%
3．B 4.D 5.动滑轮的总重 提升的物重
6．C 7.B
8．B [解析]①②两次实验中绳子的绕法不同，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，A正确；②③两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，说明同一滑轮组提升的物体越重，机械效率越高，B错误，符合题意；通过比较②③两次实验可以看出，适当增大物重可提高机械效率，C正确；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，D正确。
9．C [解析]
使用同一滑轮组提升重物，n值一定，由s＝nh可知，当h1＞h2时，s1＞s2，故A错误；使用滑轮组提升重物，动滑轮与重物上升高度相同，由于h1＞h2，则H1＞H2，故B错误；由η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%可知，只改变物体被提升的高度，机械效率不变，故C正确；由W有用＝Gh可知，物重G一定，
h1＞h2，则W有用1＞W有用2，故D错误。
10．0.6 83.3% 增大
11．(1)乙 甲
(2)①减小动滑轮重(或减小摩擦)
②增加物重(在承受范围内)
12．(1)缓慢匀速提升 0.8 (2)>
(3)钩码和弹簧测力计移动的距离 (4)增大
[解析]
(1)为了读数准确、方便，测量绳子自由端的拉力F，应在弹簧测力计缓慢匀速提升时读数。(2)由题图知，滑轮组由3股绳子承担物重，所以F＝，但其成立的条件是不考虑机械自重和摩擦，实际实验中二者均存在，故拉力F大于。(3)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，是为了测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功。
(4)整个滑轮组保持不变，即额外功不变，因为对钩码做的功为有用功，仅增加钩码的重力，即增大了有用功，因此机械效率会增大。
13．匀速缓慢 (1)5.0 2 75% (2)变小11．3 如何提高机械效率
第1课时 机械效率
(
知识要点分类练
夯实基础
)
知识点
1 有用功、额外功和总功
1．用水桶从井中提水的时候，克服________的重力做的功是有用功，克服________的重力做的功是额外功；如果桶掉到井里，捞桶时桶里带了一些水，在此过程中克服________的重力做的功是有用功，克服________的重力做的功是额外功。(均选填“水”或“水桶”)
2．小明用如图11－3－1所示的滑轮组提升重物G时(不计绳重及摩擦)，则下列说法中正确的是( )
图11－3－1
A．克服重物所做的功是总功
B．克服动滑轮重所做的功是有用功
C．拉力所做的功是总功
D．克服重物所做的功等于克服动滑轮重所做的功和拉力做的功之和
知识点
2 机械效率的概念
3．下列关于机械效率的说法中正确的是( )
A．做的有用功越多，机械效率越高
B．做的总功越多，机械效率越高
C．额外功越少，机械效率越高
D．因为有用功总小于总功，故机械效率总小于1
4．如图11－3－2所示，剪刀剪纸的机械效率为80%，这表示( )
图11－3－2
A．若作用在剪刀上的动力是1
N，则阻力是0.8
N
B．若作用在剪刀上的阻力是1
N，则动力是0.8
N
C．若作用在剪刀上的动力做功1
J，则有0.2
J的功用于剪纸
D．若作用在剪刀上的动力做功1
J，则有0.8
J的功用于剪纸
5．机械效率总是小于1的原因是( )
A．动力大于阻力
B．动力做的功小于机械克服摩擦做的功
C．额外功大于有用功
D．使用任何机械都要做额外功
知识点
3 机械效率的计算
6．某人用机械做了8000
J的功，其中额外功是有用功的三分之一，那么该机械做的有用功是________J，机械效率是________。
7．用一个机械效率是80%的动滑轮提升重物，已知做的总功是200
J，则有用功是________J，额外功是________J。
8．电工师傅用移动式升降机抢修一条动力外线，已知升降机的箱篮重900
N，用升降机将重600
N的王师傅匀速提升8
m，升降机做的有用功为________J，升降机的机械效率是________。(伸缩杆和所携带工具的质量不计)
9．用如图11－3－3所示的动滑轮提升100
N的重物，把重物提升了3
m，作用在绳子自由端的拉力为60
N，则动滑轮的机械效率为( )
图11－3－3
A．30%
B．60%
C．83.3%
D．120%
10．用如图11－3－4所示的滑轮组将重90
N的货物匀速提升1
m的过程中，所用拉力F＝50
N，不计绳重及摩擦。求：
(1)上述过程中的有用功W有用。
(2)上述过程中的总功W总。
(3)滑轮组的机械效率η。
图11－3－4
(
规律方法综合练
提升能力
)
11．甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把质量相同的物体匀速提升相同的高度，两者相比，甲升降机( )
A．做的总功较少
B．做的总功较多
C．提升重物做的有用功较少
D．提升重物做的有用功较多
12．如图11－3－5所示，用同样的轻绳(不计绳重)和滑轮分别安装成甲、乙两种装置。在将同一物体匀速提升相同高度的过程中( )
图11－3－5
A．F1＞F2、η甲＞η乙
B．F1＞F2、η甲＜η乙
C．F1＜F2、η甲＜η乙
D．F1＜F2、η甲＞η乙
13．如图11－3－6所示，工人用250
N的拉力将重400
N的物体匀速提升2
m，共用了10
s，在此过程中(忽略绳重和摩擦)，下列说法中正确的是( )
图11－3－6
A．绳子自由端移动的距离是6
m
B．动滑轮的重力是10
N
C．工人做功的功率是80
W
D．滑轮组的机械效率是80%
14．一名质量为40
kg的同学，由于找不到机械，只能自己在20
s内将100
N的物体从一楼搬上三楼，若每层楼的高度为3
m，则他对物体做的功为________J，他对物体做功的机械功率为________W，他做功的机械效率是________。(g取10
N/kg)
15．如图11－3－7所示，起重机将6×103
N的货物匀速提升10
m，再水平移动10
m后静止，起重机在整个过程中对货物做的功为________J；若起重机的机械效率为80%，则起重机做的额外功为________J。
图11－3－7
16．小雪用三个质量相同的滑轮组成如图11－3－8所示的滑轮组，将重为120
N的物体匀速提高了4
m。若机械效率为80%，不计绳重及摩擦，则每个滑轮重为________N。
图11－3－8
17．用如图11－3－9甲所示的滑轮组运送货物上楼，每次运送的量不定，图乙记录了滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像(不考虑绳重和摩擦)。求：
(1)动滑轮的重力。
(2)货物重400
N时滑轮组的机械效率。
图11－3－9
考| 题| 展| 示
18．
用如图11－3－10所示的滑轮组匀速提升200
N的重物G，竖直向上的拉力F为100
N，重物被提升1
m，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是( )
图11－3－10
A．拉力做的额外功是100
J
B．动滑轮的重力为50
N
C．拉力做的总功是200
J
D．绳端移动的距离是2
m
19．
用如图11－3－11所示的滑轮组将重85
N的物体匀速提升2
m，拉力F为50
N，此过程中有用功为________J，总功为________J，滑轮组的机械效率为________。根据已知条件，以下四个物理量：①动滑轮上升的高度、②动滑轮的重力、③额外功、④拉力的功率，还能求出的有________和________。(后两空均选填序号)
图11－3－11
教师详解详析
1．水 水桶 水桶 水 2.C 3.D 4.D 5.D 6.6000 75% 7.160 40
8．4800 40% 9.C
10．(1)有用功：
W有用＝Gh＝90
N×1
m＝90
J。
(2)由题图知n＝2，所以绳端移动的距离：
s＝2h＝2×1
m＝2
m，
总功：W总＝Fs＝50
N×2
m＝100
J。
(3)滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝90%。
11．A [解析]
由于甲、乙升降机分别把质量相同的物体匀速提升相同的高度，则它们所做的有用功W有用是相等的，根据η＝×100%可得，W总＝，由于η甲>η乙，所以甲升降机做的总功较少。
12.
A [解析]
图甲中使用的是定滑轮，图乙中使用的是动滑轮，根据定滑轮和动滑轮的特点，甲不省力，乙可以省力，即F1＞F2；匀速提升同一物体，提升高度相同，所做的有用功相同，由η＝×100%可知，不计摩擦，因为图甲使用定滑轮不用对滑轮做额外功，故机械效率高，因为图乙使用动滑轮要对滑轮做额外功，故机械效率低。由上述分析知，A正确。
13．D
14．600 30 20% [解析]
将物体从一楼搬上三楼时上升的高度：h＝2×3
m＝6
m；该同学对物体做的功：W有用＝G物h＝100
N×6
m＝600
J，他对物体做功的功率：P＝＝＝30
W；他克服自身重力所做的额外功：W额外＝Gh＝mgh＝40
kg×10
N/kg×6
m＝2400
J，
他做功的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%＝20%。
15．6×104 1.5×104 [解析]
因为货物在水平方向上移动时拉力不做功，所以起重机在整个过程中对货物做的功：W有用＝Gh＝6×103
N×10
m＝6×104
J，由η＝×100%得，W总＝＝＝7.5×104
J，W额外＝W总－W有用＝7.5×104
J－6×104
J＝1.5×104
J。
16．30 [解析]
由题图知，n＝3，η＝×100%＝×100%＝×100%，则F＝＝＝50
N。不计绳重和摩擦，F＝，即50
N＝，则G动＝30
N。
17．(1)根据图像知，当货物重为100
N时，滑轮组的机械效率为50%；因为不考虑绳重和摩擦，所以滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%，则动滑轮的重力：G动＝－G＝－100
N＝200
N－100
N＝100
N。
(2)当货物重G′＝400
N时，不考虑绳重和摩擦，滑轮组的机械效率：
η′＝×100%＝×100%＝×100%＝80%。
18．A [解析]
由图可知，n＝3，拉力做的总功：W总＝Fs＝Fnh＝100
N×3×1
m＝300
J，故C错误；有用功：W有用＝Gh＝200
N×1
m＝200
J，则额外功：W额外＝300
J－200
J＝100
J，故A正确；不计绳重和摩擦，则F＝，动滑轮的重力：G0＝3F－G＝3×100
N－200
N＝100
N，故B错误；绳端移动的距离为3
m，故D错误。
19．170 200 85% ① ③
[解析]
有用功W有用＝Gh＝85
N×2
m＝170
J，滑轮组承担物重的绳子股数n＝2，则总功：W总＝Fs＝Fnh＝50
N×2×2
m＝200
J，滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝85%；动滑轮上升的高度等于重物上升的高度2
m；因为存在摩擦和绳重，所以无法计算出动滑轮的重力；额外功W额外＝W总－W有用＝200
J－170
J＝30
J；由于不知道做功的时间，所以无法计算出拉力的功率。
