机械效率（6题型）（练习）2024年中考物理复习（全国）（解析版）

题型过关练

题型01有用功、额外功和总功

1.如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。

若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是（）。

甲乙

A.甲方式可以省力；

B.乙方式不能改变力的方向；

C.甲、乙两种方式做的有用功相等；

D.甲、乙两种方式的机械效率相等

【答案】Co

【答案】本题中有用功就是克服物体重力所做的功。对动滑轮所做的功是额外功，总功等于有用功和

额外功之和，机械效率是有用功与总功的比值。

A.由图可知，甲方式是两个定滑轮，定滑轮的本质是等臂杠杆，不能省力，故A错误；

B.乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，不仅可以省力，也可以改变力的方向，故B错误；

C.由题可知，甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度，由亚有=611可知，W甲有=W乙有；故C正确；

D.由图可知，甲方式是两个定滑轮，乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，乙方式做的额外功

W有用

大于甲方式做的额外功，有用功相同、总功不相同，根据n='萼xloo%可知，两个滑轮组的机械效率不

W总

相等，故D错误。

2.如图所示，小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体，A物体5s内移动了100cm,且A物体与水平地

面的摩擦力大小为12N,已知滑轮组的机械效率为80%,则下列说法错误的是（）。

A.拉力/大小为4NB.绳子自由端移动的速度为0.6m/s

C.拉力尸做功的功率为3WD.拉力尸在5s内对滑轮组做的额外功为3J

【答案】A„

【解析】B.动滑轮上有三段绳子，贝！J炉3,5s内绳子自由端移动的距离s折〃s折3义100X102m=3m

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绳子自由端移动的速度j=堕=至=0.6m/s

*l5s

故B正确，不符合题意；

AC.物体克服摩擦力做的有用功W^fs^12NX100X10V12J

拉力做的总功%=9=等=151

B80%

JF1ST

拉力/大小F=」=?5N

s.3m

拉力厂做功的功率尸=畦"=更=3亚

t5s

故A错误，符合题意；C正确，不符合题意。

D.拉力尸在5s内对滑轮组做的额外功必桁『总-『小15J-12J=3J

故D正确，不符合题意。故选A。

3.因为有用功总—（选填“大于”、“等于”或“小于”）总功，所以机械效率总小于lo滑轮组的

机械效率越高，说明额外功在总功中所占的比例就—（选填“越大”或“越小”）。

【答案】小于；越小。

【解析】因为使用任何机械都要做额外功，且有用功与额外功之和等于总功，所以有用功一定小于总

功，而机械效率等于有用功与总功的比值，所以机械效率总小于1;

滑轮组的机械效率越高，说明有用功在总功中占的比例越大，则额外功在总功中占的比例就越小。

故答案为：小于；越小。

4.如图甲所示，用水平拉力Q=20N拉着重为500N的物体在水平路面上匀速移动1m的距离，如图乙所

示，用水平拉力片12.5N拉着同一物体在同一路面上也匀速移动1m的距离，求图乙中使用动滑轮时的：

（1）有用功；

（2）总功；

（3）机械效率。

甲

【答案】（1）20J；（2）25J；（3）80%0

【解析】（1）由图甲：用水平拉力E=20N拉着重为500N的物体在水平路面上匀速运动，可知物体在

水平面上受到的摩擦力为/口耳・20N

对滑轮组分析，可知绳子的股数为M=2,物体水平方向移动的距离为g=1m

故有用功为名偈于=20Nxlm=20J

(2)总功为町吟跖-12.5Nx2xlm=25J

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^S*xtOO%=—xlOO%=8C%

（3）根据机械效率公式可得滑轮组的机械效率为^=

町25J

答：（1）有用功为20J；（2）总功为25J；（3）机械效率为80%。

题型02功率与机械效率

1.关于功率、机械效率的说法正确的是（）。

A.功率大的机器做功一定多B.额外功占总功比值小的机器机械效率高

C.做功多的机器机械效率一定高D.功率大的机器做功时间一定短

【答案】B。

【解析】A.功率是指做功的快慢，功率大的机器做功并不一定多，故A错误；

B.根据机械效率公式〃=7r~~三一TOO%

十%r

可知额外功占总功比值小的机器，有用功占比大，则其机械效率高，故B正确；

C.功率大的机械、做功多的机械，额外功不一定小，机械效率不一定高，故C错误；

D.功率大的机器说明做功快，但做功时间不一定短，故D错误。故选B。

2.理解物理概念是学好物理的关键。下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是（）。

A.做有用功多的机械，机械效率一定高；

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.对机械进行改造完善，可以使其效率达到100%

【答案】Co

【解析】A.机械效率是有用功与总功的比值，有用功较多，总功不确定，机械效率不能确定，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3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；

。.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D错误。故选：C。

3.如图所示，小明分别使用甲、乙、丙三种机械匀速提升物体“（绳长不变），测得物体M所受重

力和拉力如表所示，请回答：甲、乙、丙的机械效率关系（）。

G”F丙

9N10N10N10N

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C.甲、乙的机械效率相等D.甲、乙、丙的机械效率均相等

【答案】A。

【解析】由图知：甲图承担物重的绳子股数为1,则拉力端移动的距离s=〃,

拉力做的有用功%用=G/z,拉力做的总功卬松=人=/x泌=〃2仍,

机械效率瞬=£=泮悬*=曾=蔡'10°%=9。％；

乙图承担物重的绳子股数为2,则拉力端移动的距离s=2h,

9jV

乙图中的机械效率为：7/,=—=-xl00%=45%;

‘乙2F乙2xlON

丙图中斜面的机械效率为：〃丙=%=空=9N义2m*I。。％=45%。

,%FWL102Vx4m

所以乙、丙两图的机械效率相等，甲图的机械效率是乙、丙图机械效率的2倍，故A正确，BCD错误。

故选：Ao

4.利用四个相同的滑轮，组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用同样的时间，把质量相等的物体提升

相同的高度，则关于所用的拉力/甲和户乙，拉力做的功/甲和/乙，拉力的功率尸甲和产乙，机械效率分别〃甲

=〃乙（忽略绳重与摩擦），下列关系式正确的是（）。

;

A.7'甲乙〃甲＞〃乙B.户用〉尸乙〃甲="乙C.川甲〉/乙尸甲＞产乙D.历甲=妙乙尸甲=尸乙

【答案】Do

【解析】由图可知，滑轮组中“聿=3,，七=2

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由受力平衡可知所用拉力为k=G-G?

G+G.G+G.G.G=G.G~

即月贝"甲＜乙

滑轮组的机械效率为”上:100%=^鼻・k^h，则〃钎〃乙

iTtFznFhG+4

G♦G

拉力做功为FT=Fi=----岂耻=（G-G?田，则/甲二小乙

因所有时间相同，则拉力做功的功率为尸，』-'G则尸钎户乙

rt

故ABC错误、D正确。故选D。

5.如图所示，工人用滑轮组匀速提升重800N的货物，所用的拉力F为500N,货物在50s内匀速上升

5m。在此过程中，有用功是^―J；拉力做功的功率是W；滑轮组的机械效率是%o

\\\\\\\\

【答案】4000；100；80o

【解析】⑴工人所做的有用功为%=G=8O0Nx5m=4QOW

［2］由图可知，TF2,拉力移动距离为$==2x5tn=l0m

拉力做的功为砂］=Fs=500NxlOm=5000J

拉力做功得功率为P=生=&@=100W

t50s

⑶滑轮组的机械效率？=*x】QO%=空叫*10取=80%。

F*忍DVUUJ

6.小明用如图所示滑轮组提起3个钩码（每个钩码重1.8N）,匀速拉动弹簧测力计向上移动30cm,用

时2s,弹簧测力计示数如图。则克服钩码重力所做有用功为J,拉力的功率为W,滑轮组的机械

效率是%□

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【答案】0.54；0.36；75o

【解析】⑴提升钩码的总重力为G=3Gk3XL8N=5.4N

由图可知，承担钩码重力的绳子股数〃=3,则根据s=M可得，钩码升高的高度为

h=-s=-x30cm=10cm=0Im

33

则克服钩码重力所做有用功为W有产Gh=5.4NX0.lm=0.54J

[2]由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计示数即绳端的拉力尸=2.4N,绳端移动的距离

为s=30cm=0.3m

拉力做的总功为3Fs=2.4NX0.3m=0.72J

则拉力做功的功率为尸=9=2卫=036W

054J

[3]滑轮组的机械效率为7=xl(X)%=x100%=75%

072J

题型03杠杆机械效率

1.小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率。他将两个钩码悬挂在3点，在A点用弹簧测力计保持

竖直方向向上拉动杠杆，使其绕o点缓慢转动，带动钩码上升一定的高度a（不计摩擦）。下列说法正确的

是

一

铁

架

台

A.杠杆转动过程中，弹簧测力计的示数会变小；

B.仅增加钩码的个数，拉力所做的额外功增大；

C.仅将钩码的悬挂点从3点移到C点，拉力做的总功变大；

D.仅将拉力的作用点从A点移到C点，杠杆的机械效率不变

【答案】D。

【解析】A.若弹簧测力计拉力方向一直竖直向上拉动，阻力不变，动力臂减小，阻力臂变小，如下

图所示：

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NOBB^NOAJ^,所以空=匕，所以动力臂与阻力臂的比值不变，因为阻力不变，根据杠杆的平衡

OA!OA

条件知，弹簧测力计的示数应该不变，故A错误；

B.克服杠杆重力做的功为额外功，仅增加钩码的个数，杠杆重力和杠杆上升的高度不变，拉力所做

的额外功不变，故3错误；

C.仅将钩码的悬挂点从3点移到C点，钩码和杠杆还是上升原来的高度，有用功不变；

钩码由3到C,上升高度不变，根据数学关系可知，杠杆提升的高度减小，额外功减小，又因为总功

等于额外功与有用功之和，所以拉力做的总功变小，故C错误；

D.仅将拉力的作用点从A点移到C点，钩码和杠杆还是上升原来的高度，则有用功不变，额外功也

不变，总功不变，根据〃=生可知，效率不变，故£＞正确。故选：Do

%

2.如图所示，一根质地均匀的细木棒OC,0A=(1/4)OC,B为0C的中点。在C端用始终竖直向上的50N的

拉力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.1m。提升该物体做的有用功是—J,总功是J,木棒的机械

效率为一(不计摩擦)。

【答案】18；20；90%o

【解析】提升该物体做的有用功卯有=G/i=180NxO.1m=18J,

由题意可知,0A=(1/4)0C,由比例关系可知,拉力端(C端)上升的高度s=4h=4x0.lm=0.4m,

提升该物体做的总功W1=8=50Nx0.4m=20J.

木棒的机械效率力=导］=。9=90%.。

W总J

答案为：18；20；90%o

3.由于在使用杠杆时的摩擦非常小，故杠杆是一种机械效率非常高的简单机械。如图所示，若用一根

机械效率为90%的杠杆将一个720N的物体提升5cm。求：

(1)有用功为多少？

(2)需要做多少总功？

(3)若手对杠杆向下的力为200N,求杠杆的动力臂与阻力臂的比值为多少？

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【解析】G=720N,h=5cm=0.05m,n=90%；

(1)W有用二Gh二720NX0.05m=36J；

(2)

LF

I=_"2_720N

,「FiLi=F2L2**.■­—z—二----------■=18：5o

L2F1200N

答：（1）有用功为36J；（2）总功为40J；（3）若手对杠杆向下的力为200N,求杠杆的动力臂与阻

力臂的比值为18：5o

4.某小组同学在用杠杆测定机械效率的实验中。

（一）小敏用如图所示的实验装置测定杠杆的机械效率.实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使

挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。

（1）实验中，测力计的示数F为N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m时，C点上升

了30cm,则杠杆的机械效率为%o

（2）实验中若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是o

（3）若只将钩码的悬挂点由A移至B,仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将（选

填“变大”、“变小”或“不变”）o

（二）小王用如图所示的另一实验装置测量杠杆的机械效率。0为杠杆的转轴，不计摩擦。实验时，给

B端施加竖直向下的力，使挂在杠杆A端的钩码缓缓上升.（图中杠杆为质量分布均匀的直棒）下表是提升

物体时采集到的数据：

实验序号物重G(N)拉力（N）A端上升的高度h/mB端下降的高度s/m杠杆的效率

1250.040.02

2490.040.0289%

3250.060.0380%

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46130.040.0292%

(1)第①组实验中，杠杆的机械效率为。

(2)由_______三组实验，可以初步得出的结论:相同的杠杆，提升的物体越重效率越高。

(3)该实验中杠杆的效率总小于100%的原因是杠杆有自重，分析实验数据可知道杠杆的自重为

_______N„

【答案】0.5；66.7%；杠杆的重力；变大；80%；k2、4；2„

【解析】(一)(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：心弗孙=1ONxOlm=0】J,

总功是：%=93=05Nx03m=015J,

%01J

所以杠杆的机械效率是：^=7^x100%=——xlOO%«667%；

%0.15J

(2)有用功是提升钩码所做的功，额外功主要是克服杠杆重力做的功，影响机械效率的因素主要是有

用功和总功所占的比例；提升的钩码重一定说明有用功一定，所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自

身的重力；

(3)钩码的悬挂点在A点移到B点时，0点C点位置不变，仍将钩码提升相同高度，有用功不变；额

外功是提升杠杆做的功，悬挂点A移到B后杠杆实际提升高度变小，所以额外功变小，总功变小，因此杠

杆的机械效率变大。

(二)⑴第①组实验中，杠杆的机械效率为：7=冬乂100%=学xioo%=黑、100%»80%

匕Fs5N?0.02m

(2)根据控制变量法思想，为了比较同一杠杆在提升物体时机械效率与物重大小的关系，应保持物重

大小不同，但提升物体高度必须相同的三组实验进行比较，所以只有1、2、4三组实验符合题意；

(3)假设杠杆自重为G杆，因为杠杆为质量分布均匀的直棒，所以它重心0,在杆的几何中心处，则以

第三组实验数据为例：

W有=G»,hA=2NX0.06m=0.12J,

W.6=FhB=5NX0.03m=0.15J,

W,B-W有=0.15J-0.12J=0.03J；

根据0A与OB所在的两个三角形相似的几何关系可知LOA：L°B=lu：hB=2:1,所以其重心在杆的中点位置处,

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因为LOA:LOB=2：1,可以设LOA=21,LOB=1,

又所以可推知该重心O'到0的距离为0.51,则L。，。：LOB=O.51：1=1:2,

根据几何关系可知重心0'垂直上升高度为B下降高度的一半即0.015m,

贝ljW额=0.015mXG杆=0.03J,所以G杆=2N。

题型04斜面机械效率

1.如图所示，有一斜面长为S、高为〃，现用力尸沿斜面把物重为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,则斜面机械效率〃的正确表达式为（)O

B.曲

4Fs(F+f)s

【答案】Bo

【解析】由题知，斜面的高为〃、物体的重力为G,拉力做的有用功：%用=3〃,

斜面长为s、拉力为尸，拉力做的总功：W&=Fs,

拉力做的额外功：W,f[=fs,斜面的机械效率为：〃=黑=答，故3正确;

总Fs

A选项中，是有用功与额外功的比值，不是机械效率，故A错误;

。选项中，是有用功与总功、额外功之和的比值，不是机械效率，故C错误;

。选项中，是有用功与总功、额外功之差的比值，不是机械效率，故。错误。故选：B.

2.如图所示，同一物体（质量为附先用滑轮组（如图甲）匀速提升，后沿斜面（如图乙）匀速提升,

两次提升高度均为〃，两次拉力大小均为0.75mg,斜面长AB=2/z,则这两次提升物体的机械效率比较

)O

甲乙

A.条件不足无法比较B.〃甲=〃乙C.〃甲乙D.〃甲〉〃乙

【答案】Co

【解析】两次提升物体时，提升物体的高度相同，根据公式％.=G〃可知，有用功是相同的;

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两次的拉力是相同的，

由图可知，有三段绳子拉着动滑轮，则绳子自由端通过的距离为物体上升高度的3倍，即3〃；

物体在斜面通过的距离为助，

根据公式%=Fs可知，利用滑轮组做的总功较大，

有用功相同，利用滑轮组提升物体做的总功较大，

则根据机械效率的公式〃=*可知，利用滑轮组提升物体的机械效率较小，即机械效率〃甲</。

故选：Co

3.如图所示，斜面长10m,高4m。用平行于斜面450N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉

到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（）。

A.利用此装置既可以省力，也可以省功B.物体受到的摩擦力为50N

C.对物体所做的有用功为500JD.该斜面的机械效率为刈J

【答案】Do

【解析】A.使用任何机械都不省功，所以利用此装置不能省功，故A错误；

BC.由题意知，将物体从斜面底端匀速拉到顶端所做的有用功历行劭=100NX4m=400J

所做的总功r,e=/^50NX10m=500J

额外功F^F.e-F^500J-400J=100J

物体所受的摩擦力/-9・—•10N

s10m

故BC错误；

D.该斜面的机械效率7=寸=黑幻00%=80%,故D正确。故选D。

4.如图所示，斜面长3m,高。6m。工人在6s内将重6OQN的物体从底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉

力是-0N。此过程中工人做的有用功为J,斜面的机械效率为

【答案】360；80%-

【解析】（1）工人利用斜面提升重物，所做的有用功/有用=67F600NX0.6m=360J

即此过程中工人做的有用功为360J。

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⑵斜面的机械效率n=—尸心"6m=80%

%Fs150Nx3m

即斜面的机械效率为80%„

5.如图所示，斜面与水平地面夹角为30°,某快递员用500N的力，将重800N的货物沿斜面匀速推上

车厢，不考虑斜面形变，货物所受摩擦力方向沿斜面向;斜面的机械效率为。不改变斜面与地

面夹角和货物质量，采用的方法可以提高斜面的机械效率。

【答案】①下；②80%；③减小木板粗糙程度。

【解析】口］货物相对斜面向上运动，所受的斜面的摩擦力沿斜面向下。

［2］如图所示，斜面的长度为其高度丸=工/

2

_w行G3-X800N

斜面的机械效率〃=上=且=——2=2---------*100%=80%

叱aFlFl500N

［3］斜面与地面夹角和货物质量不变，即有用功保持不变，可通过减少额外功来提高斜面的机械效率。

为了减少额外功，可减小摩擦力，压力不变时，可通过改变接触面的粗糙程度来改变摩擦，所以可通过减

小木板表面的粗糙程度来提高机械效率。

题型05滑轮组机械效率

1.以下方法不能提高滑轮组的机械效率的是（）。

A.在滑轮的转动轴中加润滑油，以减小摩擦力；

B.减小动滑轮的自重；

C.尽量增大所提升物体的重力；

D.尽量使物体移动的距离增大

【答案】Do

【解析】机械效率为有用功与总功的比，增加有用功或减少额外功可以提高效率。

A.在滑轮的转动轴中加润滑油，以减小摩擦力，可以减小克服摩擦力做的额外功，能提高机械效率;

B.提升滑轮做的功为额外功，所以减小滑轮的自重，即减小了额外功，可以提高效率；

C.使用同一滑轮组做功时，额外功是基本不变的，当尽量增大所提升物体的重力时，有用功增加，

有用功占的比例增加，即机械效率会提高；

D.根据可知，距离在计算效率时会约去，即机械效率跟提升物体的高度无关，故D错误。

Fnh

第13页共30页

故D错误，符合题意。

2.如图所示，用完全相同的四个滑轮组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端分别施加瓦和F?的拉力，

在相同的时间内将相同的物块提升相同的高度（不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦）。下列说法正确的是（）。

甲

A.拉力耳小于8

B.甲图中绳子自由端移动的速度大于乙图中绳子自由端移动的速度

C.甲、乙滑轮组的机械效率相等

D.甲、乙两滑轮组绳子自由端移动的距离相等

【答案】Co

【解析】A.不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦，拉力尸=：（G物+G动），

从图中可知4=2,%=3,

所以绳子自由端的拉力：耳=g（%+G动），K=g（%+G动），所以£＞鸟，故A错误；

B.在相同的时间内将相同的物块提升相同的高度，由"=:可得物块提升的速度“相同，绳子自由端

移动的速度，匕=2%,%=3%，所以匕＜“，故3错误；

C.因为使用相同的滑轮，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，%=6动/?,%用=6物/7,

所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功相同；由〃=畦里可知两滑轮组的机械效率相

唉

同，故C正确；

D.设物体上升的高度为L根据s=»可知，甲滑轮组绳子自由端移动的距离不=2〃，乙滑轮组绳

子自由端移动的距离52=3人所以跖＜S2,故甲、乙两滑轮组绳子自由端移动的距离不相等，故。错误。

故选：C。

3.甲乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物仿、。提高相同的高度，不

计滑轮组的摩擦，下列说法中错误的是（）。

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A.若&=&拉力做的有用功相同；

B.若G尸合,拉力做的总功不相同；

C.若6=①甲的机械效率大于乙的机械效率；

D.用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变

【答案】Do

【解析】A.若。=优，将两个重力相同的物体提高相同的高度，据聆劭知，拉力做的有用功相同，故

A正确，不符合题意；

B.由图示知，不计滑轮组摩擦，甲滑轮组提起一个动滑轮，乙滑轮组提起两个动滑轮，甲所做的额外

功比乙所做的额外功小，时，所做的有用功相同，所以拉力所做的总功不相同，故B正确，不符合题

忌；

C.若GFGZ,则两个滑轮组所做的有用功相同，甲的额外功小于乙的额外功，甲的总功小于乙的总功，

1J=

据尚*知，甲的机械效率大于乙的机械效率，故c正确，不符合题意；

D.用相同的滑轮组提起不同的重物，物重起重，机械效率越高，故D错误，符合题意。故选D。

4.在建筑工地，用如图所示的滑轮组把建筑材料运送到高处。当电动机用1000N的力拉钢丝绳，使建筑

材料在10s内匀速上升1m的过程中，额外功为300J,g取10N/kg。则下列说法中正确的是（）。

A.动滑轮重为300N；

B.电动机对钢丝绳做功的功率为100W；

C.滑轮组的机械效率为70%；

D.建筑材料的质量为270kg

【答案】Do

【解析】A.由图知，72=3,额外功为300J,若忽略绳重和摩擦，动滑轮的重力

第15页共30页

叱.

G.=」=H30^0J=300N

*AIm

但题目中缺少条件“忽略绳重和摩擦”，则动滑轮的重力不等于300N,故A错误;

B.绳子自由端移动的距离小M=3Xlm=3m

电动机对钢丝绳做功F,1S=/^1000NX3m=3000J

电动机对钢丝绳做功的功率为P="=型吧=3O0W

tIQs

C.滑轮组的机械效率为7=*="；"

W.3UUUJ

D.建筑材料的重力G=

hhIm

建筑材料的质量为用=°=型更=270kg,故D正确。故选D。

glONflcg

5.2022年冬季奥林匹克运动会主办城市是北京，北京成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥

林匹克运动会以及亚洲运动会三项国际赛事的城市。在某场馆建设中，采用如图所示的装置，滑轮组悬挂

在水平支架上，工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m.已知物

体A重400N,该工人重500N,两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为80%.关

于该过程，下列说法正确的是（）。

A.水平地面对工人的支持力为300NB.动滑轮重为50N

C.人对绳子拉力的功率为120WD.支架受到滑轮组的拉力为850N

【答案】D„

G400N

【解析】AB.设动滑轮的重力为％,则有“西二而两出‘解得q』OON

G+G400N+100N_„

人对绳子的拉力F=----=.=----------------=25C0fNt

22

水平地面对工人的支持力为国=G-F=500N-250N=250N,故AB错误;

C.绳子自由端上升的速度v*=2上=2x也=04M/S

/5s

人对绳子拉力的功率为尸=A>'=250Nx04m/i=100W,故C错误；

第16页共30页

D.支架受到滑轮组的拉力为85ONF=3F+GQ=3X25QN+10CN=850N,故D正确。故选D。

6.小明家装修房屋，一箱质量为8°kg的建筑材料放在水平地面上，它与水平地面的接触面积是

42

lxl0cmo装修工人用500N的拉力P通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升3m,用时20s。

(g=10N/kg)求：

(1)建筑材料放在水平地面上时对地面的压强；

(2)拉力厂的功率;

(3)滑轮组的机械效率。

\\\、\\\

【答案】(1)800Pa；(2)150W；(3)80%o

【解析】(1)建筑材料的重力G=mg=80版x10N/kg=800N

800Pa

建筑材料放在水平地面上时对地面的压强P=(=］义］；24m2=

(2)滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离s=〃/z=2x3m=6m

拉力做的总功=Fs=500Nx6m=3000J

4,3W3000J

拉力F的功率p=—=—=150W

(3)有用功为=G/z=800Nx3m=2400J

滑轮组的机械效率〃=Mx100%=x100%=80%

W，YJ3000J

答：(1)建筑材料放在水平地面上时对地面的压强是800Pa；(2)拉力P的功率是150W；(3)

滑轮组的机械效率是80%。

题型06测量滑轮组的机械效率

1.在“测量滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了两次实验，得出的数据如下表，分析数

据，下列说法正确的是()。

次数钩码重/N钩码上升高度/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计移动的距离/cm

12101.220

第17页共30页

25102.720

A.此实验中至少需要2个动滑轮；

B.第1次实验过程中机械所做有用功为20J；

C.第2次实验过程中滑轮组的机械效率约为83.3%；

D.比较两次实验说明同一机械提升货物越重，滑轮组的机械效率越高

【答案】Do

【解析】A.由表中实验数据可知，滑轮组承重绳子的有效股数2,所以此实验中需要1个

10cm

动滑轮就行，故A错误；

B.第1次实验过程中机械所做有用功为：%=G/i=lNx0.1m=0.2J,故5错误；

C.根据〃，=畛^/100%=2、100%=巾32担_乂100%*92.6%,故C错误；

2%F's2.7NxQ.2m

D.比较两次实验知同一滑轮组，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高，故。正确。

故选：Do

2.用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动

滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重，实验数据如表。

次数G物/NG动/NQN〃/%

16.00.32.290.9

26.01.0

36.01.92.969.0

46.03.23.458.8

(1)每次实验绳端移动距离为_____cm；

(2)第2次实验中拉力厂的示数如图乙，读数为______N,第2次实验滑轮组的机械效率为_____%。

分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越;

(3)实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将；

(4)本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例—

(选填“变大”“变小”或“不变”)。

第18页共30页

甲乙

【答案】①.30；②.2.5；③.80；④.低；⑤.不变；⑥.变小。

【解析】(1)⑴从图甲可以看出，绳子承重股数为止3,因此绳端移动距离为s=»=3xlOcm=3Ocm

(2)[2]测力计的分度值为0.IN,从图乙看出，其读数为2.5N。

[3]第2次实验中，滑轮组的机械效率为

„=^xlOO%=—xlOO%=-^-xlOO%=—xlOO%=-^^-xlOO%=8O%

叱总FsFnhnF35N

[4]分析数据可知，在物重不变的情况下，从实验1至实验4,动滑轮的重力逐渐变大，滑轮组的机械

效率逐渐变小，故动滑轮越重滑轮组的机械效率越低。

(3)[5]实验中若仅增大绳端移动的距离，根据〃=%渣=工Gh==G=h一二G

VVgFsFnhnt

可知，滑轮组的机械效率将不变。

(4)[6]四次实验中，物体上升的高度为/z=10cm=0.1m

有用功为％用=6"=6.ONx0.lm=0.6J

第1次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功%1=G动/=0.3Nx0.1m=0.03J

总功-Fxs=2.2Nx0.3m=0.66J

摩擦引起的额外功为%i=%]-%m-%i=0.66J-0.6J-0.03J=0.03J

W003J

摩擦引起的额外功占总额外功的比例为匕=皿摩;〃X100%=；x100%=50%

%1+n0.n0a3J+0n.n03QJT

第3次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功%3=Gte丸=L9Nx0.1m=0.19J

总功为％3=8s=2.9Nx0.3m=0.87J

摩擦引起的额外功为%3=%3-%用-%3=0-87J-0.6J-019J=0.08J

摩擦引起的额外功占总额外功的比例为%=?x100%=—x100%=32%

叫3+%30.19J+0.08J

第4次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功%4=Ga/=3.2Nx0.1m=0.32J

总功为%4==3.4NxO.3m=1.02J

第19页共30页

摩擦引起的额外功为%4=用-%4=L02J-0-6J-0.32J=0.1J

摩擦引起的额外功占总额外功的比例为&=x100%=x100%«24%。

TJZ0.32J+0.1Jt

由此可知，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例变小。

3.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，实验小组用如图所示的装置进行了实验，实验数据记录如

表所示，第三次实验时的拉力如图所示。

实验钩码所受的钩码上升的绳自由端移动

拉力FN机械效率〃

次数重力0N高度力/cm的距离s/cm

12100.830