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机械效率
[学习目标]
1、知道有用功、额外功、总功；
2、理解机械效率定义、大小范围、表示方法、公式、影响因素；
3、知道有用功、额外功、总功关系式；
4、理解机械效率的计算及公式。
1.有用功
(W有用)：人们为了达到工作目的____必须____要做的功。
2.额外功(W额)：利用机械时不想需要但___不得不做____的功。
3.总功(W总)：外力所做的功，即有用功和额外功的总__和___。
4.定义：机械效率是有用功与总功的比值，分析判定一个机械的机械效率高低要分析两个因素：有用功与总功。任何机械的机械效率都小于___1___.
5.计算公式:___
η=×100％_____。
6.提高机械效率的途径：尽可能增加提升物体的___重力___；减轻机械的___自身___重量；合理地减少部件间的有害___摩擦____。
要点一、有用功、额外功、总功
1、功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功。
在理想情况下，使用机械所做的功等于不使用机械所作的功。
在实际情况中，使用机械所做的功大于不使用机械所作的功。
2、有用功：为了达到某一目的而必须做的功。如提沙子上楼时对沙子做的功就是有用功。利用机械工作时对工作目的物做的功叫有用功。
3、额外功：对人们完成某件事情来说没有用，但又不得不做的功，如提沙子上楼时对桶、滑轮等做的功就是额外功。
4、总功：使用机械时，动力做的功，例如：用桶从井中打水。由于工作目的是水，所以对水做的功是有用功，对桶做的功是额外功，人在整个提水过程中做的功是总功。
要点二、机械效率
为了表示有用功在总功中所占的比例，物理学中引入了机械效率，它等于有用功W有用与总功W总之比，符号为η。
要点诠释：
1、公式为，式中η表示机械效率，它是一个百分数。η的值越大，表明有用功在总功中所占的比例越大，做功的效率越高。
2、η的值总小于100%，由于机械本身的摩擦力或重力不可能为零，所以额外功总是存在的，即有用功总是小于总功。
3、知道增大机械效率的方法
根据公式可知：如果有用功不变，我们可以通过减小额外功来增大机械效率，（例如我们用轻便的塑料桶打水，而不用很重的铁桶打水，就是运用这个道理）；如果额外功不变，我们可以通过增大有用功来提高机械效率；（例如，在研究滑轮组的机械效率时，我们会发现同一个滑轮组，提起的重物越重，机械效率越高，就是这个道理）；当然了，如果能在增大有用功的同时，减小额外功更好。
知识点一：有用功、额外功和总功
【探究重点】
1、总功是有用功与额外功之和，即W有用+W额外=W总。
2、额外功的产生是因为利用机械做功时，除了对工作目的物做功外，还要克服机械本身的摩擦力或重力做功。
【例题精讲】
(2020江苏连云港)用如图所示滑轮组在10s内将重为300N的物体匀速提升1m，拉力大小为120N，拉力做功的功率为______W，有用功为______J，滑轮组的机械效率为______。
【巩固训练】
如图所示，司机师傅利用滑轮组把汽车从泥坑里拖出来(泥坑可近似看成水平面)，在此过程中汽车匀速移动了1m，共用时5s，已知
汽车所受阻力为1200N，司机师傅的拉力功率为300W，在考虑滑轮组摩擦阻力影响因素条件下，求：
(1)司机师傅的拉力为多大？(2)滑轮组的机械效率是多少？
知识点二：机械效率
【探究重点】
1、公式为，式中η表示机械效率，它是一个百分数。η的值越大，表明有用功在总功中所占的比例越大，做功的效率越高。
2、η的值总小于100%，由于机械本身的摩擦力或重力不可能为零，所以额外功总是存在的，即有用功总是小于总功。
3、知道增大机械效率的方法
根据公式可知：如果有用功不变，我们可以通过减小额外功来增大机械效率，（例如我们用轻便的塑料桶打水，而不用很重的铁桶打水，就是运用这个道理）；如果额外功不变，我们可以通过增大有用功来提高机械效率；（例如，在研究滑轮组的机械效率时，我们会发现同一个滑轮组，提起的重物越重，机械效率越高，就是这个道理）；当然了，如果能在增大有用功的同时，减小额外功更好。
【例题精讲】
(2020·江苏省连云港市)用如图所示滑轮组在10s内将重为300N的物体匀速提升1m，拉力大小为120N，拉力做功的功率为______W，有用功为______J，滑轮组的机械效率为______。
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(2019?烟台)在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素“时，同学们提出了下列猜想
(1)滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重力有关；
(2)滑轮组机械效率高低可能与被提升的物重有关；
(3)滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；
(4)滑轮组机械效率高低可能与承重绳子股数有关。
小明同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的猜想，则该实验
验证的猜想是( )
A．(1)
B．(2)
C．(3)
D．(4)
【巩固训练】
(2020·四川省自贡市)如图，重为G的物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面的底部移到顶部，设沿斜面移动的距离为s，高为h，拉力为F，物体受到的摩擦力为f。则斜面的机械效率为( )
A.
B.
C.
D.
将一个定滑轮和挂有一个重60N钩码的动滑轮，分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组．在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6m．不计摩擦和绳重．设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则( )
A．η甲＞η乙
B．η甲＜η乙
C．η甲≈55.5%
D．η乙≈83.3%
知识点三：增大或减小机械效率的方法
【探究重点】
1.机械效率是有用功在总功中所占的比例，其大小是由有用功和总功共同决定的，在比较机械效率大小时，可采用控制变量法，相同时，越大，越小；相同时，越大，越大。
2.判断有用功和额外功，必须抓住工作的目的，为达到目的必须做的功就是有用功，但对我们没有用而不得不做的功就是额外功。并要注意工作目改变了，有用功和额外功也要发生变化。
3.提高机械的机械效率的方法：改进机械结构，尽量减小机械自重，合理使用机械，按规定进行保养以减小摩擦。
4.需要注意的几个问题：
（1）机械效率只有大小没有单位；
（2）由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1，通常用百分数表示；
（3）机械效率是标志机械做功性能的好坏的物理量之一，机械效率越高，做的有用功占总功的比例就越大这个机械的做功性能就越好。
【例题精讲】
如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用滑轮在10s内将重为40N的物体匀速提升2m，已知拉力F为25N，则在这个过程中拉力做的功是 J，滑轮组的机械效率是 ，若匀速提升重为80N的物体，则这个滑轮组的机械效率将 (变大/变小/不变)。
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(2020·河南省商丘市第一中学中考二模)如图甲、乙所示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.甲拉力的功率大于乙拉力的功率；
C.乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍；
D.如果考虑滑轮质量，图甲装置的机械效率比图乙小
【巩固训练】
(2020·江苏盐城)如图所示，小明利用动滑轮匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是( )
A．适当增加木箱重力
B．增大木箱上升高度
C．增大提升木箱的速度
D．换用质量更大的动滑轮
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(2020·重庆市中考九年级学业水平监测预测卷一)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，把相同的物体提升相同的高度，在不计绳重及机械摩擦的情况下，下列选项正确的是(
)
A.
F甲>
F乙
η甲=η乙
B.F甲<
F乙
η甲=η乙
C.
F甲>
F乙
η甲>η乙
D.F甲<
F乙
η甲<η乙
(2020滨州模拟)如图是某建筑工地上提升建筑材料用的滑轮组示意图，其动滑轮质量15kg，某次提升材料质量240kg，材料在空中静止时，不计绳重和绳与滑轮间摩擦，则竖着向上的拉力F= N；竖着向上匀速提升材料，摩擦影响较大，实际所用的拉力大小是1000N，并将材料提升了10m高．则滑轮组的机械效率是 ．(取g=10N/kg)
(2020天水模拟)利用图中的滑轮组提升重物A(物体A重1600
N)，滑轮组的机械效率为80%，当物体匀速提升时，作用在绳端的拉力F为_____N，如果增大物重，此滑轮组的机械效率____．(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(2020·辽宁阜新)用如图所示的滑轮组，将5块相同的大理石，分二次从地面匀速提升相同的高度；若每块大理石重为G，第一次运2块，第二次运3块，两次拉力分别为F1、F2，效率为η1、η2(绳重及摩擦均忽略不计)，下列选项正确的是( )
F1=G
B．F2＜1.5G
C．η1＝η2
D．η1＜η2
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(2020湖南常德)如图所示，用F1的力将物体B匀速提升h，
F1做功600J，若借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度，F2
做功为1000J。下列说法正确的是( )
A.
两个过程中的拉力F1=
3F2
B.
F1
做功的功率比F2做功的功率小
C.
滑轮组机械效率为40%
D.
F2
做功的距离为3h
如图所示，工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，共用了10秒，若在此过程中(忽略绳重和摩擦)，下列说法正确的是(
)
A．绳子自由端移动的距离是6m
B．动滑轮的重是10N
C．工人做功的功率是80W
D．滑轮组的机械效率是80％
(2020·山东泰安市·九年级二模)如图所示，用滑轮组提升重的物体，使它在内匀速上升。已知所用的拉力为。则在提升重物的过程中(不计绳重和摩擦)，下列说法正确的是( )
①拉力做功的功率为
②滑轮组的机械效率为
③动滑轮的重力为
④若用该滑轮组匀速提升更重的物体，所用拉力会变大但机械效率不变
A．只有①②正确
B．只有②③正确
C．只有①③正确
D．只有②③④正确
(2020·四川绵阳)将一个定滑轮和挂有一个重6N钩码的动滑轮分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组。在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6m。不计摩擦和绳重。设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则
A．η甲＞η乙
B．η甲＜η乙
C．η甲≈55.5%
D．η乙≈83.3%
用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系,改变G物,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出η与G物关系如图乙所示,若不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是(????)
A.?同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大,最终将超过100%
B.?G物不变,改变图甲中的绕绳方式,滑轮组机械效率将改变
C.?此滑轮组动滑轮的重力为2N
D.?当G物=6N时,机械效率η=66.7%
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(2020·四川省成都市)（多选）如图甲所示装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，常数g取10N/kg。下列结论正确的是( )
A.
动滑轮的重力为9N
B.
第2s内拉力F的功率为40W
C.
此装置最多能匀速运载80N的货物
D.
此装置提升重物的最大机械效率为85%
(2020·云南省)如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦，则( )
A.
拉力的功率为50W
B.
滑轮组中动滑轮重10N
C.
该滑轮组的机械效率为90%
D.
绳子自由端移动的速度为0.5
m/s
(2020·四川省广安市)如图所示，水平地面上建筑人利用滑轮组，将重为900N的物体在10s内匀速提升2m?工人对绳子直向下的拉力为500N，自身重力为700N，不计绳重和摩擦阻力?以下说法正确的是( )
A.
工人对地面的压力为700N
B.
拉力的功率为150W
C.
滑轮组的机械效率为60%
D.
动滑轮的自重为100N
(2020贵州黔西南)如图所示，工人们用同一滑轮组，根据需要有两种方式来提起等重的建筑材料，若不计摩擦和绳重，则F1______F2，机械效率ηA______ηB。(填“>”“=”或“<”)
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(2019?福建)工人用如图的机械将物体匀速提升到某一高度，若物体的重力与滑轮的重力之比G物：G滑轮＝9：1，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为( )
A．10%
B．45%
C．80%
D．90%
(2020·四川省达州市)如图所示，工人师傅用150N的力，使物体A在1min内沿水平地面匀速移动了12m，此时物体A受到水平向左的拉力为240N。在此过程中物体A移动的速度是______m/s，工人师傅拉绳子的力做功的功率是______W，该装置的机械效率η=______。当物体A的速度增大到0.5m/s时，物体A受到的摩擦力是______N。
(2020·辽宁省丹东市)如图，小明用滑轮组把质量为54kg的重物匀速提升了1m。此过程中，绳子自由端的拉力做功为675J。绳子自由端的拉力为______N。该滑轮组的机械效率为_________。
(2020·甘肃省武威、白银、张掖、酒泉市)如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体，物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。
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%
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（2019·菏泽）如图所示，一个质量600kg、体积0.2m3的箱子沉入5m深的水底，水面距离地面2m，若利用滑轮组和电动机组成打捞机械，以0.5m/s的速度将箱子从水底匀速提到地面，每个滑轮重100N（不计绳重、摩擦和水的阻力，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。求：
（1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强；
（2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力；
（3）物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率；
(2020山东聊城)如图所示，用相同的滑轮安装成甲。乙两种装置，分别将A、B两物体匀速向上提升，若所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是( )
A.
两物体上升的速度相同
B.
两种装置的机械效率相等
C.
两次提升物体所做的有用功相等
D.
两种装置中拉力做功的功率相等
(2020·山东济宁市·九年级二模)利用如图滑轮组传递物资，将一箱重270N的物资沿竖直方向匀速运至3m高的二楼，人对绳子的拉力为100N。若不计绳重及摩擦，此滑轮组的机械效率为_____；若同时匀速运送两箱物资时，此滑轮组的机械效率将_____(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2020·四川巴中)如图所示，物体重为50N，小明用这个滑轮组3s内将物体匀速提升0.3m。拉力为20N，不计绳重和摩擦，下列说法错误的是( )
A．动滑轮的重力为10N
B．拉力F的功率为2W
C．该滑轮组的机械效率约为83.3%
D．提升的物体越重时，该滑轮组的机械效率越高
（2019·泸州）用如图所示的滑轮组匀速竖直提高物体，不计一切摩擦和绳重。下列判断正确的是（
）。
A.该滑轮组绳自由端拉力F的大小一定等于所提物体重力的三分之一；
B.用该滑轮组提高不同的物体，物体越重，其机械效率越大；
C.用该滑轮组分别提高水面下和水面上的同一物体，其机械效率相等；
D.其他条件不变，仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，其机械效率变大
（2019·海南）（多选）工人用如图所示的滑轮组，在时间t内，将重为G的货物匀速提高了h，人对绳子竖直向下的拉力恒为F。以下说法正确的是（
）。
拉力F的功率为；
B．额外功为（2F-G）h
滑轮组的机械效率为；D．滑轮组的机械效率随h的增大而增大
1
2
3
5
6
一台起重机在10
s内将重为3
600
N的货物匀速提高了4
m，起重机做的有用功是______J。若起重机做的额外功是9
600
J，则机械效率是_______，起重机的功率是_________W。
(2020甘肃天水)在九年级物理拓展课上，李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景，设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料，若他用250N的拉力在20s内将450N的材料提升了10m，(不计绳重和摩擦，g＝10N/kg)。求：
(1)拉力的功率是多少？
(2)提升450N材料时，此滑轮组的机械效率是多少？
(3)若绳子能承受的最大拉力为400N时，此滑轮组的机械效率最大可提高到多少？
(2020·北京四中中考模拟(适应性测试)实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，钩码一盒，滑轮2个．小勇利用上述实验器材测量滑轮组的机械效率。
(1)在图中，请你用笔画线代替细绳，帮助小勇组装滑轮组，使绳子自由端施加竖直向上的拉力。
(2)该实验需要测量的物理量有：绳子自由端施加的拉力F、钩码被提升的高度h、绳子自由端移动的距离s和________。
(3)小勇使用该滑轮组做的额外功W额外=________。(用测量的物理量表示)
(4)提高该滑轮组机械效率的方法是________。(写出1个方法即可)5
机械效率
[学习目标]
1、知道有用功、额外功、总功；
2、理解机械效率定义、大小范围、表示方法、公式、影响因素；
3、知道有用功、额外功、总功关系式；
4、理解机械效率的计算及公式。
1.有用功
(W有用)：人们为了达到工作目的____必须____要做的功。
2.额外功(W额)：利用机械时不想需要但___不得不做____的功。
3.总功(W总)：外力所做的功，即有用功和额外功的总__和___。
4.定义：机械效率是有用功与总功的比值，分析判定一个机械的机械效率高低要分析两个因素：有用功与总功。任何机械的机械效率都小于___1___.
5.计算公式:___
η=×100％_____。
6.提高机械效率的途径：尽可能增加提升物体的___重力___；减轻机械的___自身___重量；合理地减少部件间的有害___摩擦____。
要点一、有用功、额外功、总功
1、功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功。
在理想情况下，使用机械所做的功等于不使用机械所作的功。
在实际情况中，使用机械所做的功大于不使用机械所作的功。
2、有用功：为了达到某一目的而必须做的功。如提沙子上楼时对沙子做的功就是有用功。利用机械工作时对工作目的物做的功叫有用功。
3、额外功：对人们完成某件事情来说没有用，但又不得不做的功，如提沙子上楼时对桶、滑轮等做的功就是额外功。
4、总功：使用机械时，动力做的功，例如：用桶从井中打水。由于工作目的是水，所以对水做的功是有用功，对桶做的功是额外功，人在整个提水过程中做的功是总功。
要点二、机械效率
为了表示有用功在总功中所占的比例，物理学中引入了机械效率，它等于有用功W有用与总功W总之比，符号为η。
要点诠释：
1、公式为，式中η表示机械效率，它是一个百分数。η的值越大，表明有用功在总功中所占的比例越大，做功的效率越高。
2、η的值总小于100%，由于机械本身的摩擦力或重力不可能为零，所以额外功总是存在的，即有用功总是小于总功。
3、知道增大机械效率的方法
根据公式可知：如果有用功不变，我们可以通过减小额外功来增大机械效率，（例如我们用轻便的塑料桶打水，而不用很重的铁桶打水，就是运用这个道理）；如果额外功不变，我们可以通过增大有用功来提高机械效率；（例如，在研究滑轮组的机械效率时，我们会发现同一个滑轮组，提起的重物越重，机械效率越高，就是这个道理）；当然了，如果能在增大有用功的同时，减小额外功更好。
知识点一：有用功、额外功和总功
【探究重点】
1、总功是有用功与额外功之和，即W有用+W额外=W总。
2、额外功的产生是因为利用机械做功时，除了对工作目的物做功外，还要克服机械本身的摩擦力或重力做功。
【例题精讲】
(2020江苏连云港)用如图所示滑轮组在10s内将重为300N的物体匀速提升1m，拉力大小为120N，拉力做功的功率为______W，有用功为______J，滑轮组的机械效率为______。
【答案】
(1)
36
(2)
300
(3)
83.3%
【解析】(1)由图可知，承担重物的绳子段数n=3，所以绳子自由端通过距离s=3×1m=3m总功W总=Fs=120N×3m=360J
拉力做功的功率P==36W
(2)有用功为W有=Gh=300N×1m=300J
(3)滑轮组机械效率为η==83.3%
【巩固训练】
如图所示，司机师傅利用滑轮组把汽车从泥坑里拖出来(泥坑可近似看成水平面)，在此过程中汽车匀速移动了1m，共用时5s，已知
汽车所受阻力为1200N，司机师傅的拉力功率为300W，在考虑滑轮组摩擦阻力影响因素条件下，求：
(1)司机师傅的拉力为多大？(2)滑轮组的机械效率是多少？
【答案】(1)500N；(2)80%．
【解析】使用滑轮组沿水平方向拉物体时，若物体移动s，承担汽车与水平面间的摩擦力的绳的股数是n股，则绳自由端移动的距离s′=ns，动力作用的绳端移动的速度是物体移动速度的n倍。
(1)绳子自由端移动的距离s=ns汽车=3×1m=3m，绳子自由端速度：v=s/t=3m/5s=0.6m/s，由P===Fv得，工人的拉力：F===500N；
(2)拉力所做总功：W总=Fs=500N×3m=1500J；
工人所做有用功：W有用=fs汽车=1200N×1m=1200J，
滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%．
知识点二：机械效率
【探究重点】
1、公式为，式中η表示机械效率，它是一个百分数。η的值越大，表明有用功在总功中所占的比例越大，做功的效率越高。
2、η的值总小于100%，由于机械本身的摩擦力或重力不可能为零，所以额外功总是存在的，即有用功总是小于总功。
3、知道增大机械效率的方法
根据公式可知：如果有用功不变，我们可以通过减小额外功来增大机械效率，（例如我们用轻便的塑料桶打水，而不用很重的铁桶打水，就是运用这个道理）；如果额外功不变，我们可以通过增大有用功来提高机械效率；（例如，在研究滑轮组的机械效率时，我们会发现同一个滑轮组，提起的重物越重，机械效率越高，就是这个道理）；当然了，如果能在增大有用功的同时，减小额外功更好。
【例题精讲】
(2020·江苏省连云港市)用如图所示滑轮组在10s内将重为300N的物体匀速提升1m，拉力大小为120N，拉力做功的功率为______W，有用功为______J，滑轮组的机械效率为______。
【答案】
(1).
36
(2).
300
(3).
83.3%
【解析】[1]由图可知，承担重物的绳子段数n=3，所以绳子自由端通过距离s=3×1m=3m
总功W总=Fs=120N×3m=360J拉力做功的功率P==36W
[2]有用功为W有=Gh=300N×1m=300J
[3]滑轮组机械效率为η==83.3%
(2019?烟台)在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素“时，同学们提出了下列猜想
(1)滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重力有关；
(2)滑轮组机械效率高低可能与被提升的物重有关；
(3)滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；
(4)滑轮组机械效率高低可能与承重绳子股数有关。
小明同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的猜想，则该实验
验证的猜想是( )
A．(1)
B．(2)
C．(3)
D．(4)
【答案】B
【解析】比较两图可知，承重绳子股数相同，动滑轮重相同，提升高度可以相同，而被提升物体的重力不同；结合控制变量法的思想，所以该实验装置探究的是滑轮组的机械效率与被提升物体的重力的关系，即该实验验证的猜想是(2)。故选：B。
【巩固训练】
(2020·四川省自贡市)如图，重为G的物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面的底部移到顶部，设沿斜面移动的距离为s，高为h，拉力为F，物体受到的摩擦力为f。则斜面的机械效率为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】有用功为W有=Gh
总功为W总=Fs斜面的机械效率为η=故选B。
将一个定滑轮和挂有一个重60N钩码的动滑轮，分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组．在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6m．不计摩擦和绳重．设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则( )
A．η甲＞η乙
B．η甲＜η乙
C．η甲≈55.5%
D．η乙≈83.3%
【答案】D
【解析】根据图示可知，n甲=2，n乙=3；
由可得，G动=2F1-G=2×36N-60N=12N；
则；
由可得，甲滑轮组的机械效率：；
乙滑轮组的机械效率：；故ABC错误，D正确。故选：D。
知识点三：增大或减小机械效率的方法
【探究重点】
1.机械效率是有用功在总功中所占的比例，其大小是由有用功和总功共同决定的，在比较机械效率大小时，可采用控制变量法，相同时，越大，越小；相同时，越大，越大。
2.判断有用功和额外功，必须抓住工作的目的，为达到目的必须做的功就是有用功，但对我们没有用而不得不做的功就是额外功。并要注意工作目改变了，有用功和额外功也要发生变化。
3.提高机械的机械效率的方法：改进机械结构，尽量减小机械自重，合理使用机械，按规定进行保养以减小摩擦。
4.需要注意的几个问题：
（1）机械效率只有大小没有单位；
（2）由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1，通常用百分数表示；
（3）机械效率是标志机械做功性能的好坏的物理量之一，机械效率越高，做的有用功占总功的比例就越大这个机械的做功性能就越好。
【例题精讲】
如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用滑轮在10s内将重为40N的物体匀速提升2m，已知拉力F为25N，则在这个过程中拉力做的功是 J，滑轮组的机械效率是 ，若匀速提升重为80N的物体，则这个滑轮组的机械效率将 (变大/变小/不变)。
【答案】100；80%；变大。
【解析】(1)由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=2，绳子自由端移动的距离s=2h=2×2m=4m；
则在这个过程中拉力做的功：W总=Fs=25N×4m=100J；
(2)拉力做的有用功：W有=Gh=40N×2m=80J，则滑轮组的机械效率：η=
W有
/
W总×100%=80J/100J×100%=80%；
(3)由η=
W有
/
(W有+W额)
×100%=
Gh/(Gh+G动h)×100%=
G/(G+G动)×100%可知，滑轮组的机械效率与动滑轮重和物体重有关，动滑轮重力不变，物体重力变大，机械效率将变大。
(2020·河南省商丘市第一中学中考二模)如图甲、乙所示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.甲拉力的功率大于乙拉力的功率；
C.乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍；
D.如果考虑滑轮质量，图甲装置的机械效率比图乙小
【答案】C。
【解析】A、由题意知，图甲为两个定滑轮，故，图乙由两端绳子承担物重，故，所以甲的拉力为乙的2倍，故A错误；
B、由A选项解析知，甲的拉力为乙的2倍，即，甲图知绳子移动的速度是乙的二分之一，即，根据知甲拉力的功率等于乙拉力的功率，故B错误；
C、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，说明物体的速度相等，图甲中，图乙知，所以甲图绳子移动的速度是乙的二分之一，故C正确；
D、用甲乙两机械提起相同高度的重物，做的有用功相同，如果考虑滑轮质量，图乙装置中由于克服动滑轮的重力做的额外功多，图乙的机械效率比图甲的小，故D错误。故选C。
【巩固训练】
(2020·江苏盐城)如图所示，小明利用动滑轮匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是( )
A．适当增加木箱重力
B．增大木箱上升高度
C．增大提升木箱的速度
D．换用质量更大的动滑轮
【答案】A
【解析】A．额外功不变，如果增加木箱重力，有用功会增大，有用功在总功中所占的比例将增大，机械效率会增大，故A符合题意；
BC．动滑轮机械效率的高低与木箱上升的高度和上升的速度无关，故BC不符合题意；
D．换用质量更大的动滑轮，额外功增加，有用功在总功中所占的比例将减小，机械效率降低，故D不符合题意。
故选A。
(2020·重庆市中考九年级学业水平监测预测卷一)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，把相同的物体提升相同的高度，在不计绳重及机械摩擦的情况下，下列选项正确的是(
)
A.
F甲>
F乙
η甲=η乙
B.F甲<
F乙
η甲=η乙
C.
F甲>
F乙
η甲>η乙
D.F甲<
F乙
η甲<η乙
【答案】A。
【解析】(1)不计绳重及摩擦，拉力F=(G物+G轮)，n甲=2，n乙=3，
所以绳子受的拉力：F甲=(G物+G轮)，F乙=(G物+G轮)，所以F甲>F乙，故BD错误。
(2)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，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，因为η=，所以滑轮组的机械效率相同。故选A。
(2020滨州模拟)如图是某建筑工地上提升建筑材料用的滑轮组示意图，其动滑轮质量15kg，某次提升材料质量240kg，材料在空中静止时，不计绳重和绳与滑轮间摩擦，则竖着向上的拉力F= N；竖着向上匀速提升材料，摩擦影响较大，实际所用的拉力大小是1000N，并将材料提升了10m高．则滑轮组的机械效率是 ．(取g=10N/kg)
【答案】850；80%．
【解析】从图上可以看出，图中有定滑和一个动滑轮，已知质量，根据G=mg计算出重力再利用动滑轮的特点分析；使用动滑轮省一半的力，要费一倍的距离，即F移动的距离是20m，根据W=Fs计算；上一步计算出来的是总功，物体升高10m做的功是有用功，根据W有=Gh求出有用功，再利用η=×100%可求滑轮组机械效率．
(1)由图可知，承担动滑轮和物体总的重力的绳子的股数n=3，
物体和动滑轮的总重力：G=(m轮+m材料)g=(15kg+240kg)×10N/kg=2550N，
不考虑绳重和摩擦，则竖着向上的拉力：
F=G=×2550N=850N
(2)拉力做的有用功：W有用=m材料gh=240kg×10N/kg×10m=24000J
拉力移动的距离：s=3h=3×10m=30m
实际拉力为1000N，则拉力做的总功：W总=F′s=1000N×30m=30000J
滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%．
(2020天水模拟)利用图中的滑轮组提升重物A(物体A重1600
N)，滑轮组的机械效率为80%，当物体匀速提升时，作用在绳端的拉力F为_____N，如果增大物重，此滑轮组的机械效率____．(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】500N，变大
【解析】已知：G＝1600N，机械效率η＝80%设提升时，物体上升h．根据图，拉力上升高度为S＝4hη＝＝ F＝＝＝500N分析物重对机械效率的影响η＝＝＝＝若h、W额不变，G增大，η提高．
(2020·辽宁阜新)用如图所示的滑轮组，将5块相同的大理石，分二次从地面匀速提升相同的高度；若每块大理石重为G，第一次运2块，第二次运3块，两次拉力分别为F1、F2，效率为η1、η2(绳重及摩擦均忽略不计)，下列选项正确的是( )
A．F1=G
B．F2＜1.5G
C．η1＝η2
D．η1＜η2
【答案】D
【解析】
AB．滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳重及摩擦均忽略不计，两次拉力F1=(2G+G动)=G+G动F1＜G
F2=(3G+G动)=1.5G+G动F2＞1.5G
故AB错误；
CD．绳重及摩擦均忽略不计，由
可得，动滑轮的重一定，物重越大，滑轮组的机械效率越大，所以η1＜η2故C错误，D正确。故选D。
(2020湖南常德)如图所示，用F1的力将物体B匀速提升h，
F1做功600J，若借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度，F2
做功为1000J。下列说法正确的是( )
A.
两个过程中的拉力F1=
3F2
B.
F1
做功的功率比F2做功的功率小
C.
滑轮组机械效率为40%
D.
F2
做功的距离为3h
【答案】D
【解析】A．F1做功600J，由
可知
由图可知，滑轮组的绳子股数n=3，所以绳子自由端移动的距离s2=3h，F2做功1000J，由
可知
所以
，故A错误；
B．题中没有给出两次运动的时间，所以无法比较两个力做功的功率，故B错误；
C．因为用F1的力将物体B匀速提升，所以物体B的重力G等于拉力F1，所以滑轮组的有用功为滑轮组的总功等于拉力F2做的功，即所以滑轮组的机械效率
故C错误；
D．由图可知，滑轮组的绳子股数n=3，所以绳子自由端移动的距离s2=3h，即F2
做功的距离为3h，故D正确。
如图所示，工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，共用了10秒，若在此过程中(忽略绳重和摩擦)，下列说法正确的是(
)
A．绳子自由端移动的距离是6m
B．动滑轮的重是10N
C．工人做功的功率是80W
D．滑轮组的机械效率是80％
【答案】D
【解析】(1)动滑轮上的绳子段数n=2，所以绳子自由端移动的距离是s=nh=2×2m=4m；
(2)需考虑G动，忽略绳重和摩擦F=(G+G动)/n
250N=(400N
+G动)/2
解得：G动=100N
(3)有用功：W有=Gh=400N×2m=800J
拉力F所做的总功：W总=Fs=250N×4m=1000Jη＝(W有用/W总)×100％ =G/n
F=400N/(2×250N)=80%
(4)P总=W总/t=1000J
/10s=100W
(2020·山东泰安市·九年级二模)如图所示，用滑轮组提升重的物体，使它在内匀速上升。已知所用的拉力为。则在提升重物的过程中(不计绳重和摩擦)，下列说法正确的是( )
①拉力做功的功率为
②滑轮组的机械效率为
③动滑轮的重力为
④若用该滑轮组匀速提升更重的物体，所用拉力会变大但机械效率不变
A．只有①②正确
B．只有②③正确
C．只有①③正确
D．只有②③④正确
【答案】B
【解析】①由已知条件，拉力做的总功拉力的功率故①错误；
②克服重物重力所做的功为有用功，滑轮组的机械效率为故②正确；
③由图可知，，不计绳重和摩擦，即解得故③正确；
④不计绳重和摩擦，克服动滑轮的重力做的功为额外功的唯一来源，由
动滑轮的重力不变，如果提起更重的物体，滑轮组的机械效率变大，故④错误。故选B。
(2020·四川绵阳)将一个定滑轮和挂有一个重6N钩码的动滑轮分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组。在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6m。不计摩擦和绳重。设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则
A．η甲＞η乙
B．η甲＜η乙
C．η甲≈55.5%
D．η乙≈83.3%
【答案】D
【解析】由图可知，甲、乙滑轮组中n1=2、n2=3，不计摩擦和绳重时滑轮组的机械效率分别为
即η甲=η乙，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。
用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系,改变G物,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出η与G物关系如图乙所示,若不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是(????)
A.?同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大,最终将超过100%
B.?G物不变,改变图甲中的绕绳方式,滑轮组机械效率将改变
C.?此滑轮组动滑轮的重力为2N
D.?当G物=6N时,机械效率η=66.7%
【答案】D
【解析】A、使用滑轮组时,克服物重的同时,不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外功,所以总功一定大于有用功;由公式知:机械效率一定小于1,即同一滑轮组机械效率随的增大而增大,但最终不能超过,故A错误;
B、不变,改变图甲中的绕绳方式，因为将同一物体匀速提高相同的高度,所以所做的有用功相同,忽略绳重及摩擦时,额外功:,即额外功相同,又因为,所以总功相同,由可以知道,两装置的机械效率相同,即.故B错误;
C、由图可以知道,,此时,则
，即计算得出,故C错误;
D、时,机械效率，故D正确
(2020·四川省成都市)（多选）如图甲所示装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，常数g取10N/kg。下列结论正确的是( )
A.
动滑轮的重力为9N
B.
第2s内拉力F的功率为40W
C.
此装置最多能匀速运载80N的货物
D.
此装置提升重物的最大机械效率为85%
【答案】BC
【解析】A．由图丙可知，在1~2s内物体匀速运动，图乙可知，拉力为10N，由图甲知绳子股数n=2，则根据
即解得G动=5N故A错误；
B．第2s内绳子自由端的速度为第2s内拉力F的功率为故B正确；
C．当拉力最大为50N时，可以拉动物重为绳子B不断，故C正确；
D．由C可得，重物最重为80N，则最大的机械效率为故D错误。故选BC。
(2020·云南省)如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦，则( )
A.
拉力的功率为50W
B.
滑轮组中动滑轮重10N
C.
该滑轮组的机械效率为90%
D.
绳子自由端移动的速度为0.5
m/s
【答案】C
【解析】由乙图可知绳子自由端和物体移动距离比为3，故绳股数n=3。
AD．由乙图可知4s绳子自由端移动了6m，故自由端的速度为1.5m/s，由得拉力的功率为150W，故AD错误；
B．物体的质量是27kg，故重力270N，拉力为100N，当不计绳重和摩擦时，由可得G动=30N，故B错误；
C．由得故C正确。故选C。
(2020·四川省广安市)如图所示，水平地面上建筑人利用滑轮组，将重为900N的物体在10s内匀速提升2m?工人对绳子直向下的拉力为500N，自身重力为700N，不计绳重和摩擦阻力?以下说法正确的是( )
A.
工人对地面的压力为700N
B.
拉力的功率为150W
C.
滑轮组的机械效率为60%
D.
动滑轮的自重为100N
【答案】D
【解析】
【详解】A．工人对地面的压力等于重力减去人受到绳子的拉力，所以是200N,故A错误；
B．绳子自由端移动的距离
拉力的功率故B错误；
C．滑轮组的机械效率故C错误；
D．动滑轮的重力故D正确。故选D。
(2020贵州黔西南)如图所示，工人们用同一滑轮组，根据需要有两种方式来提起等重的建筑材料，若不计摩擦和绳重，则F1______F2，机械效率ηA______ηB。(填“>”“=”或“<”)
【答案】(1)<
(2)
=
【解析】(1)由图可知，不计摩擦及绳重，绳子自由端拉力分别为
，
所以
不计摩擦和绳重，两种方式来提起等重的建筑材料到相同高度，则对物体做的有功相同，动滑轮相同，则所做额外功相同。所以机械效率相同，即。
(2019?福建)工人用如图的机械将物体匀速提升到某一高度，若物体的重力与滑轮的重力之比G物：G滑轮＝9：1，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为( )
A．10%
B．45%
C．80%
D．90%
【考点】机械效率的计算
【答案】D
【解析】物体的重力与滑轮的重力之比G物：G轮＝9：1，G＝9G轮，
忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率：
η＝＝＝＝＝＝90%。故选：D。
(2020·四川省达州市)如图所示，工人师傅用150N的力，使物体A在1min内沿水平地面匀速移动了12m，此时物体A受到水平向左的拉力为240N。在此过程中物体A移动的速度是______m/s，工人师傅拉绳子的力做功的功率是______W，该装置的机械效率η=______。当物体A的速度增大到0.5m/s时，物体A受到的摩擦力是______N。
【答案】
(1).
0.2
(2).
60
(3).
80%
(4).
240
【解析】[1]物体A移动的速度v===0.2m/s物体A移动的速度为0.2m/s。
[2]由图可知，n=2，则绳子自由端沿移动的距离s=nsA=2×12m=24m
拉力F做的功W总=Fs=150N×24m=3600J拉力F的功率P===60W拉力F的功率为60W。
[3]有用功W有=FAsA=240N×12m=2880J该装置的机械效率η=×100%=×100%=80%
该装置的机械效率为80%。
[4]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，则物体受到的摩擦力f=FA=
240N当物体A的速度增大到0.5m/s时，物体A对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力大小不变，即物体A受到的摩擦力仍是240N。
(2020·辽宁省丹东市)如图，小明用滑轮组把质量为54kg的重物匀速提升了1m。此过程中，绳子自由端的拉力做功为675J。绳子自由端的拉力为______N。该滑轮组的机械效率为_________。
【答案】
(1).
225N
(2).
80%
【解析】[1]由图可知滑轮组绳子的有效股数，则绳子自由端移动的距根据可得，绳子自由端的拉力
[2]有用功该滑轮组的机械效率
(2020·甘肃省武威、白银、张掖、酒泉市)如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体，物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。
【答案】
(1).
0.72
(2).
83.3%
【解析】[1]由图可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳，弹簧测力计的分度值是0.2N，弹簧测力计的示数是2.4N，拉力做的总功W总=Fs=F×3h=2.4N×3×0.4m=2.88J拉力的功率P==0.72W
[2]有用功W有=Gh=6N×0.4m=2.4J滑轮组的机械效率
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。
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。
（2019·菏泽）如图所示，一个质量600kg、体积0.2m3的箱子沉入5m深的水底，水面距离地面2m，若利用滑轮组和电动机组成打捞机械，以0.5m/s的速度将箱子从水底匀速提到地面，每个滑轮重100N（不计绳重、摩擦和水的阻力，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。求：
（1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强；
（2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力；
（3）物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率；
（4）整个打捞过程中请你分析哪个阶段电动机的输出功率最大，并计算出这个最大值。
【答案】（1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强为5×104Pa；（2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力为2×103N；（3）物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率为98.4%；（4）整个打捞过程中箱子离开水面在空中时电动机的输出功率最大，为3.05×103W。gh=1×103kg/m3×10N/Kg×5m=5×104Pa。
（2）箱子沉入水底，则V排=V=0.2m3，
则浮力F浮=ρ水gV排=1×103Kg/m3×10N/Kg×0.2m3=2×103N。
（3）物体完全露出水面后，在提高箱子过程中，不计绳重、摩擦和水的阻力，有用功是动滑轮对箱子的拉力所做的功，额外功是克服动滑轮重所做的功；
箱子的重力：G=mg=600Kg×10N/Kg=6×103N；
出水后，根据可得：
机械效率：
（4）由于箱子从水底匀速提到地面，根据P=Fv即可判断出拉力最大时，功率最大；
箱子离开水面在空中时，对滑轮组的拉力最大，故此时电动机对滑轮组的拉力最大；
由于不计绳重、摩擦和水的阻力，则；
电动机上绳子的提高速度为v′=2v=2×0.5m/s=1m/s，
则p最大=f最大v′=3.05×103N×1m/s=3.05×103W。
(2020山东聊城)如图所示，用相同的滑轮安装成甲。乙两种装置，分别将A、B两物体匀速向上提升，若所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是( )
A.
两物体上升的速度相同
B.
两种装置的机械效率相等
C.
两次提升物体所做的有用功相等
D.
两种装置中拉力做功的功率相等
【答案】D
【解析】A．由图可知，甲是定滑轮，乙是动滑轮，绳端在相同时间内移动了相同的距离，由v=可知绳端移动的速度相同，A物体上升的速度等于绳端移动的速度，B物体上升的速度是绳端移动的速度的一半，故A错误；
BCD．所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离，由W总=Fs可知总功相等，不计绳重和摩擦，甲图中物体的重力GA=F
乙图中物体的重力GB=2F-G动
A物体上升的高度hA=s
B物体上升的高度hB=s
A图中有用功W有甲=GAhA=Fs
乙图中有用功W有乙=GBhB=(2F-G动)s=Fs-G动s
W有甲＞W有乙
甲图中机械效率η甲=乙图中机械效率η乙=η甲＞η乙
由P=可知两种装置中拉力做功的功率相等，故D正确，BC错误。
(2020·山东济宁市·九年级二模)利用如图滑轮组传递物资，将一箱重270N的物资沿竖直方向匀速运至3m高的二楼，人对绳子的拉力为100N。若不计绳重及摩擦，此滑轮组的机械效率为_____；若同时匀速运送两箱物资时，此滑轮组的机械效率将_____(填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】90%
变大
【解析】[1]由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，则滑轮组的机械效率
[2]不计绳重及摩擦，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所做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率若同时匀速运送两箱物资时，G变大，(1+)变小，则此滑轮组的机械效率将变大
(2020·四川巴中)如图所示，物体重为50N，小明用这个滑轮组3s内将物体匀速提升0.3m。拉力为20N，不计绳重和摩擦，下列说法错误的是( )
A．动滑轮的重力为10N
B．拉力F的功率为2W
C．该滑轮组的机械效率约为83.3%
D．提升的物体越重时，该滑轮组的机械效率越高
【答案】B
【解析】
A．由图像可知绳子股数n=3，则动滑轮的重力为故正确，不符合题意；
B．绳子自由端移动的距离为s=3h=3×0.3m=0.9m拉力F的功率为故错误，符合题意；
C．该滑轮组的机械效率约为故正确，不符合题意；
D．由可知提升的物体越重时，该滑轮组的机械效率越高，故正确，不符合题意。故选B。
（2019·泸州）用如图所示的滑轮组匀速竖直提高物体，不计一切摩擦和绳重。下列判断正确的是（
）。
A.该滑轮组绳自由端拉力F的大小一定等于所提物体重力的三分之一；
B.用该滑轮组提高不同的物体，物体越重，其机械效率越大；
C.用该滑轮组分别提高水面下和水面上的同一物体，其机械效率相等；
D.其他条件不变，仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，其机械效率变大
【答案】B。
【解析】（1）由图知，n=3，不计一切摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮）；（2）不计一切摩擦和绳重，用该滑轮组提高不同的物体，η====；（3）用该滑轮组分别提高水面下和水面上的同一物体，好像滑轮组提高的物体重力不同，其机械效率不相等；（4）若只将滑轮组中的动滑轮重力变大，将同一物体提高相同的高度（其他条件相同），有用功相同、额外功增大、总功增大，有用功与总功的比值减小。本题考查了使用滑轮组时拉力、机械效率的计算，注意利用好条件：不计一切摩擦和绳重。
A、由图知，n=3，不计一切摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮）＞G，所以拉力F的大小大于所提物体重力的三分之一，故A错误；
B、不计一切摩擦和绳重，用该滑轮组提高不同的物体，则η====，可见提高的物体越重，其机械效率越大，故B正确；
C、用该滑轮组分别提高水面下和水面上的同一物体，由于物体在水中受到浮力，就好比用滑轮组提高的物体重力变小，所以其机械效率不相等，故C错误；
D、仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，将同一物体提高相同的高度（其他条件相同），有用功相同，由W额=G动h可知额外功增大，则总功增大，有用功与总功的比值减小，机械效率减小，故D错误。
故选B。
（2019·海南）（多选）工人用如图所示的滑轮组，在时间t内，将重为G的货物匀速提高了h，人对绳子竖直向下的拉力恒为F。以下说法正确的是（
）。
拉力F的功率为；
B．额外功为（2F-G）h
滑轮组的机械效率为；D．滑轮组的机械效率随h的增大而增大
【答案】AB。
【解答】A、由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=2，绳端移动的距离s=nh=2h，
拉力F做的功：W总=Fs=2Fh，则拉力F的功率：，故A正确；
B、拉力做的有用功：W有=Gh，则额外功：W额=W总-W有=2Fh-Gh=（2F-G）h，故B正确；
C、滑轮组的机械效率：，故C错误；
D、根据可知，滑轮组的机械效率与提高的高度h无关，故D错误。
一台起重机在10
s内将重为3
600
N的货物匀速提高了4
m，起重机做的有用功是______J。若起重机做的额外功是9
600
J，则机械效率是_______，起重机的功率是_________W。
【来源】2018年河北省初中毕业生升学文化课考试（中考）物理
【答案】
1.44×104
60%
2400
【解析】分析：（1）利用求起重机做的有用功；
（2）总功等于有用功与额外功的和，机械效率等于有用功与总功之比；
（3）利用求起重机的总功率。
解答：（1）起重机做的有用功：；
（2）起重机做的总功：则机械效率：；
（3）起重机的总功率：。
(2020甘肃天水)在九年级物理拓展课上，李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景，设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料，若他用250N的拉力在20s内将450N的材料提升了10m，(不计绳重和摩擦，g＝10N/kg)。求：
(1)拉力的功率是多少？
(2)提升450N材料时，此滑轮组的机械效率是多少？
(3)若绳子能承受的最大拉力为400N时，此滑轮组的机械效率最大可提高到多少？
【答案】(1)拉力的功率是375W；(2)提升450N材料时，此滑轮组的机械效率是60%；
(3)若绳子能承受的最大拉力为400N时，此滑轮组的机械效率最大可提高到75%。
【解答】(1)由图知，n＝3，则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×10m＝30m，
拉力做的功：W总＝Fs＝250N×30m＝7500J，则施加拉力的功率：P＝＝＝375W；
(2)有用功W有用＝Gh＝450N×10m＝4500J，机械效率η＝×100%＝×100%＝60%；
(3)由F＝(G+G动)可得，动滑轮的重力G动＝nF﹣G＝3×250N﹣450N＝300N；由F＝(G+G动)可得，
最大物重G′＝nF′﹣G动＝3×400N﹣300N＝900N；此滑轮组的最大机械效率η′＝＝＝＝＝75%。
(2020·北京四中中考模拟(适应性测试)实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，钩码一盒，滑轮2个．小勇利用上述实验器材测量滑轮组的机械效率。
(1)在图中，请你用笔画线代替细绳，帮助小勇组装滑轮组，使绳子自由端施加竖直向上的拉力。
(2)该实验需要测量的物理量有：绳子自由端施加的拉力F、钩码被提升的高度h、绳子自由端移动的距离s和________。
(3)小勇使用该滑轮组做的额外功W额外=________。(用测量的物理量表示)
(4)提高该滑轮组机械效率的方法是________。(写出1个方法即可)
【答案】(1)如图；(2)被提升的钩码的重力G；(3)Fs-Gh；(4)增大被提升的钩码的重力。
【解析】(1)对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，使绳子自由端施加竖直向上的拉力，如下图所示：
(2)根据测机械效率的原理是：；可知，该实验需要测量的物理量有：绳子自由端施加的拉力F、钩码被提升的高度h、绳子自由端移动的距离s和被提升的钩码的重力G；
(3)因为总功减去有用功即为额外功，所以额外功为：；
(4)提高该滑轮组机械效率的方法是增大被提升的钩码的重力。
答案是：(1)如图；(2)被提升的钩码的重力G；(3)Fs-Gh；(4)增大被提升的钩码的重力。
