人教版八年级物理下册通关讲义第3节机械效率(分层作业)(原卷版+解析)

第3节机械效率[基础达标练]知识点1有用功和额外功1．竖直提升物体时W有=__________；水平拉动物体时W有=__________；用滑轮提升物体时W额=__________。因为用滑轮的目的是提升物体，所以克服动滑轮重力做功就是额外功。2．用动滑轮提起一个重800N的物体，用的拉力是500N，物体升高1m，则人做的总功为_____J，有用功为_____J，额外功为_____J。3．用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N的物体A，使物体A在4s内匀速前进了4m，物体A受到地面的摩擦力，所用拉力，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦．则A物体克服摩擦力所做的功是________．绳子拉力所做的功是________．（以上均选填“有用功”、“额外功”或“总功”）4．清晨，清河河畔聚集了很多钓鱼爱好者，若某位师傅不小心把水桶弄进水里，捞上桶时发现桶里带些水。在打捞水桶的过程中，下列关于做功的说法中正确的是（）A．对水所做的功是有用功 B．对桶所做的功是总功C．对水所做的功是总功 D．对桶所做的功是有用功5．小红用塑料桶从井中打水；小军把不小心掉进井中的塑料桶打捞上来．在这两个情形中水桶中都有水．那么下列分析中正确的是A．两个情形中，两人对水做的功都是有用功B．两个情形中，两人对水做的功都是总功C．两个情形中，两人对水做的功都是额外功D．小红对水做的功是有用功，小军对水做的功是额外功知识点2机械效率6．下列说法中正确的是（）A．有力作用在物体上，力一定对物体做功B．物体做功越多，功率就越大C．在光滑水平面上做匀速直线运动的物体，功率为零D．额外功越少，机械效率越低7．生产生活中常常会用到各种机械设备，下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（）A．效率越高的机械，其功率就越大B．越省力的机械，其功率就越小C．任何机械设备的效率总小于1D．做有用功越多的机械，其效率就越高8．下列说法符合实际情况的是（）A．托起两个鸡蛋的力约为10NB．起重机的机械效率可高达100%C．中学生的体重约为50ND．中学生双脚站立时对地面的压强约为104Pa9．如图所示，使用滑轮组提升重物时（不计绳重和摩擦），能提高机械效率的是（）A．减小提升重物的高度 B．减小被提升物的质量C．减小定滑轮的重力 D．减小动滑轮的重力10．如图所示，用拉力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．拉力对物体做的功是额外功C．绳子自由端移动的距离是物体移动距离的3倍D．增加物体的重力可以增加滑轮组的机械效率11．如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体，物体重100N，滑轮重25N，绳重和摩擦不计。图甲中F甲＝______N，图乙装置的机械效率η乙＝______，图甲装置的机械效率η甲______η乙。12．如图所示，通过定滑轮，在竖直向下的力F3作用下，将装满沙子的盒子水平匀速拉动。盒子重为G，受到的水平拉力为F1，经过的路程为s1（绳长不可伸缩），此过程，定滑轮做的有用功W有用=________；机械效率η=______（用题目中的符号，写出表达式）。13．有一根重，粗细均匀的木棒OD，平均分成四个等份，如图所示。在A点悬挂一重300N的物体，在D点施加一竖直向上的力F，把物体匀速提升0.2m，不计摩擦，则木棒的机械效率为______。14．工人师傅常采用斜面把重物搬运到汽车上，如图所示。汽车车厢底板高度h=3m，斜面长度s=5m，现用力F沿着斜面把重力G=3000N的重物在50s内匀速拉到车上。若摩擦力f=700N，则拉力F的功率为___________W，该斜面的机械效率为___________。15．提高机械效率的方法：当动滑轮重力不变时，提高_________可以提高机械效率；当物体重力不变时，减小_________可以提高机械效率；减少______，涂润滑油，减小机械自重。知识点3测量滑轮组的机械效率16．在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验时，某小组利用重力不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量，数据记录如下:实验序号钩码重/N动滑轮重/N拉力/N钩码上升的高度/m测力计移动的距离/m有用功/J总功/J机械效率/%①40.52.30.20.40.80.9287.0②40.92.50.20.40.81.080.0③60.53.30.20.41.21.3290.9（1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上______拉动弹簧测力计；（2）第②次实验中的机械效率是______；（3）通过比较______两次实验数据（选填实验序号），可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重______（选填“有关”或“无关”）；（4）小明认为“同一个机械,它的机械效率是不变的”，通过比较______两次实验数据（选填实验序号）。可知他的观点是______的（选填“正确”或“错误”）。17．某实验小组在做“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示。次数钩码重G/N钩码上升高度h/m测力计拉力F/N测力计移动距离s/m机械效率η120.10.90.374.1%240.11.6____________340.11.10.572.7%（1）补充表格中的数据；（2）在实验操作中应竖直向上______拉动弹簧测力计；（3）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，______可以提高滑轮组的机械效率；（4）由第2、3次实验可得结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（质量越大），滑轮组的机械效率______。[能力提升练]18．如图所示，小明分别使用滑轮或滑轮组匀速提升质量为m1的物体，滑轮的质量均相等且为m2，在相同的时间内物体被提升的高度均为h，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（）A．甲、乙、丙三种装置做的有用功都为m1ghB．绳子自由端移动的速度关系为C．绳子自由端的拉力大小为D．乙、丙两种装置的机械效率均为19．如图，用同一滑轮组在相同时间内分别使物体A、B以相同速度匀速上升，发现提升A比提升B时，滑轮组的机械效率更大。若不计绳重和摩擦，以下四个判断中，正确的是（）①物体A与物体B的重力更小②提升A比提升B时的有用功更大③提升A比提升B时的额外功更小④提升A比提升B时，人做功的功率更大A．①② B．①③ C．②③ D．②④20．如图所示，拉力F为10N，物体A以0.2m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左6N的摩擦力，弹簧测力计示数为20N。下列说法正确的是（）A．物体A受到物体B的摩擦力为20NB．此时拉力F的功率为2WC．此时滑轮组的机械效率为70%D．当拉力F增大到20N时，物体B将向左运动21．工人师傅用如图所示的装置将水泥从地面匀速运至高处，若水泥重为G0，桶重为G1，动滑轮重为G2，该装置的机械效率为η（不计绳重和摩擦），求工人师傅作用在绳子自由端的拉力F。下列表达式中正确的是（）A．F＝ B． C． D．F＝22．如图所示，小丽用滑轮组匀速提升一个重为600N的物体，物体上升的速度为0.1m/s，人拉绳的力F为250N，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（）A．人拉绳做功的功率为75W B．滑轮组的机械效率为80%C．动滑轮重为100N D．绳子自由端移动的速度为0.3m/s23．在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30s时间，将水平路面上质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场，若故障车被拖离的速度是5m/s，绳子自由端的拉力F是500N，地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍，拉力F在30s内所做的功为______J，整个装置的机械效率为______（）。24．如图所示的滑轮组在10s内将一重为400N的物体向上匀速提升2m，绳自由端受到的拉力F为250N，若不计绳重及摩擦，则在这个过程中绳自由端下降的速度是___________m/s，该滑轮组的机械效率是___________%。25．如图所示，已知斜面长5m，高2m，拉力为50N。利用这个装置将重为100N的物体在5s内匀速从斜面的底端拉到顶端，功率为______W，总功为______，该装置的机械效率为______。26．如图所示，用竖直向上的力匀速拉动杠杆，使重为18N的物体缓慢升高0.1m，拉力F为8N，拉力移动的距离为0.25m。拉力所做的功为_____J，杠杆的机械效率为_____%。若保持杠杆在如图所示位置不动，F绕动力作用点顺时针转动至水平向右的过程中，F_____。27．小明和小刚设计了如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物，在讨论滑轮组机械效率时两人产生了分歧，小明认为：“甲滑轮组的动滑轮个数少，机械效率高”；小刚却认为：“乙滑轮组更省力，机械效率高”，两人谁也说服不了谁，于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确（所用每个滑轮的重相同，绳重和摩擦忽略不计），他们在实验中得到的数据如表所示：装置甲装置乙钩码重G/N44钩码上升的高度h/m0.10.1绳端拉力F/N1.61.4绳端移动的距离s/m0.30.4机械效率η71.4%（1）实验中，沿竖直方向_______拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升，且在_______（选填“静止”或“拉动”）时读数；（2）甲滑轮组的机械效率是_______（保留一位小数）。由计算结果可以确定_______的说法是正确的（选填“小明”或“小刚”），由实验可得结论_______；（3）随后小明又设计了一个方案，如图丙所示，你认为和图甲装置对比，在提升同一重物时，装置丙的机械效率_______（选填“大于”“等于”或“小于”）装置甲的机械效率。28．习近平总书记强调，要把老百姓对幸福生活的向往作为政府工作的头等大事。因此，某北方城市开展了暖房子工程，以改善老旧住宅楼的保温效果，图为施工现场使用的提升装置。已知被提升的建筑材料的质量为200kg，动滑轮重力为500N，拉力F在10s内将重物匀速提升了10m，不计绳重及摩擦。（）求：（1）提升装置所做的有用功；（2）拉力F的功率；（3）该装置的机械效率。[高频考题实战练]29．（2022·广西桂林·统考中考真题）下列办法中，能提高如图滑轮组机械效率的是（）A．增大摩擦 B．增大定滑轮重力C．增大动滑轮重力 D．增大被提升物体重力30．（2022·内蒙古通辽·统考中考真题）用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知物体M所受的重力为550N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20s内沿竖直方向匀速提升10m，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A．拉力F为350N B．绳子自由端移动的速度为0.5m/sC．动滑轮重为50N D．该滑轮组的机械效率为83.3%第3节机械效率[基础达标练]知识点1有用功和额外功1．竖直提升物体时W有=__________；水平拉动物体时W有=__________；用滑轮提升物体时W额=__________。因为用滑轮的目的是提升物体，所以克服动滑轮重力做功就是额外功。【答案】G物h

fs

G动h【解析】[1][2][3]竖直方向上提升重物时，有用功W有=Gh，水平拉动物体是有用功W有=fs，用滑轮提升物体时，有用功W有=Gh。2．用动滑轮提起一个重800N的物体，用的拉力是500N，物体升高1m，则人做的总功为_____J，有用功为_____J，额外功为_____J。【答案】1000

800

200【解析】[1]动滑轮由两股绳子承担物重，即n=2则拉力移动的距离为s=2h=2×1m=2m总功为W总=Fs=500N×2m=1000J[2]有用功为W有=Gh=800N×1m=800J[3]额外功为W额=W总W有=1000J800J=200J3．用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N的物体A，使物体A在4s内匀速前进了4m，物体A受到地面的摩擦力，所用拉力，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦．则A物体克服摩擦力所做的功是________．绳子拉力所做的功是________．（以上均选填“有用功”、“额外功”或“总功”）【答案】有用功

总功【解析】[1]物体匀速运动，滑轮对物体的拉力大小等于地面对物体的摩擦力大小，拉动物体即克服摩擦力做功，所以A物体克服摩擦力所做的功是有用功；[2]绳子拉力所做的功是全部的功，为总功．4．清晨，清河河畔聚集了很多钓鱼爱好者，若某位师傅不小心把水桶弄进水里，捞上桶时发现桶里带些水。在打捞水桶的过程中，下列关于做功的说法中正确的是（）A．对水所做的功是有用功 B．对桶所做的功是总功C．对水所做的功是总功 D．对桶所做的功是有用功【答案】D【解析】师傅不小心把水桶弄进水里，目的是为了把水桶提上来，所以对水桶做的功为有用功；但水桶里面有一些水，又不得不对水做功，所以对水做的功为额外功；手对绳子拉力做的功，包括对水做的功、对桶做的功、对绳子做的功为总功，故ABC错误；D正确。故选D。5．小红用塑料桶从井中打水；小军把不小心掉进井中的塑料桶打捞上来．在这两个情形中水桶中都有水．那么下列分析中正确的是A．两个情形中，两人对水做的功都是有用功B．两个情形中，两人对水做的功都是总功C．两个情形中，两人对水做的功都是额外功D．小红对水做的功是有用功，小军对水做的功是额外功【答案】D【解析】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；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，对水做的功是额外功；有用功和额外功之和是总功，故D正确.知识点2机械效率6．下列说法中正确的是（）A．有力作用在物体上，力一定对物体做功B．物体做功越多，功率就越大C．在光滑水平面上做匀速直线运动的物体，功率为零D．额外功越少，机械效率越低【答案】C【解析】A．有力作用在物体上，物体没有在力的方向上通过距离，力对物体没有做功，故A错误；B．根据可知，功率大小同时跟做功多少和做功时间有关，做功多可能时间也长，功率不一定大，故B错误；C．在光滑的水平面上，物体由于惯性做匀速直线运动，水平方向上没有受到力的作用，没有力对物体做功，功率为零，故C正确；D．机械效率越高说明有用功在总功中占的比例越大，也就是额外功在总功中占的比例较小，因不知道总功的多少，所以不能说额外功越少，机械效率越低，故D错误。故选C。7．生产生活中常常会用到各种机械设备，下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（）A．效率越高的机械，其功率就越大B．越省力的机械，其功率就越小C．任何机械设备的效率总小于1D．做有用功越多的机械，其效率就越高【答案】C【解析】A．效率越高的机械，表示有用功占总功的比例越大，与做功的快慢无关，故A错误；B．机械是否省力与功率大小无关，故B错误；C．任何机械设备的效率总小于1，因为任何机械设备都要做一部分额外功，故C正确；D．在总功相同时，做有用功越多的机械，其效率就越高，故D错误。故选C。8．下列说法符合实际情况的是（）A．托起两个鸡蛋的力约为10NB．起重机的机械效率可高达100%C．中学生的体重约为50ND．中学生双脚站立时对地面的压强约为104Pa【答案】D【解析】A．两个鸡蛋的重力约为1N，所以托起两个鸡蛋的力约为1N，故A不符合题意；B．使用任何机械，总避免不了额外功的产生，所以机械效率一定小于100%，故B不符合题意；C．中学生的体重约为500N，故C不符合题意；D．中学生的体重约为500N，双脚站立时与水平地面的接触面积约为0.05m2，所以中学生双脚站立时对地面的压强约为故D符合题意。故选D。9．如图所示，使用滑轮组提升重物时（不计绳重和摩擦），能提高机械效率的是（）A．减小提升重物的高度 B．减小被提升物的质量C．减小定滑轮的重力 D．减小动滑轮的重力【答案】D【解析】A．减小提升重物的高度时，绳端移动的距离也变短了，根据可知机械效率并不受影响，故A不符合题意；B．减小被提升物的质量，就减小了重物的重力，不计绳重和摩擦，动滑轮不变，即额外功不变的情况下，有用功减小了，所以机械效率就降低了，故B不符合题意；C．不计绳重和摩擦，减小定滑轮重力，有用功、额外功、总功均不受影响，所以机械效率不变，故C不符合题意；D．减小动滑轮的重力，在提升物体重力不变的情况下，即有用功不变的情况下，额外功减小了，所以机械效率就提高了，故D符合题意；故选D。10．如图所示，用拉力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．拉力对物体做的功是额外功C．绳子自由端移动的距离是物体移动距离的3倍D．增加物体的重力可以增加滑轮组的机械效率【答案】D【解析】A．拉力F做的功是总功，故A错误；B．拉力对物体做的功是有用功，故B错误；C．因为动滑轮上绳子根数为2根，所以绳子自由端移动的距离是物体移动距离的2倍，故C错误；D．由机械效率公式可知，增加物体的重力可以增加有用功，额外功不变，增加滑轮组的机械效率，故D正确。故选D。11．如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体，物体重100N，滑轮重25N，绳重和摩擦不计。图甲中F甲＝______N，图乙装置的机械效率η乙＝______，图甲装置的机械效率η甲______η乙。【答案】100

80%

＞【解析】[1]图甲中滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计，所需拉力[2][3]在图甲中绳重和摩擦不计，拉力做的额外功为0J，定滑轮的机械效率①图乙中滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，动滑轮的机械效率②由①②可见，绳重和摩擦不计，机械效率12．如图所示，通过定滑轮，在竖直向下的力F3作用下，将装满沙子的盒子水平匀速拉动。盒子重为G，受到的水平拉力为F1，经过的路程为s1（绳长不可伸缩），此过程，定滑轮做的有用功W有用=________；机械效率η=______（用题目中的符号，写出表达式）。【答案】F1s1

【解析】[1]由题意知，定滑轮所做的有用功W有用=F1s1[2]定滑轮所做的总功W总=F3s1所以定滑轮的机械效率13．有一根重，粗细均匀的木棒OD，平均分成四个等份，如图所示。在A点悬挂一重300N的物体，在D点施加一竖直向上的力F，把物体匀速提升0.2m，不计摩擦，则木棒的机械效率为______。【答案】75%【解析】提升物体做的有用功粗细均匀的木棒OD，平均分成四个等分，如图所示所以所以，由相似三角形的知识可知，当物体上升0.2m时，B点（重心）将上升的高度克服木棒重力做的额外功木棒做的总功木棒的机械效率14．工人师傅常采用斜面把重物搬运到汽车上，如图所示。汽车车厢底板高度h=3m，斜面长度s=5m，现用力F沿着斜面把重力G=3000N的重物在50s内匀速拉到车上。若摩擦力f=700N，则拉力F的功率为___________W，该斜面的机械效率为___________。【答案】250

72%【解析】[1]由题意知当物体在F作用下从底部到达顶部，F做的功等于克服物体重力做功与克服摩擦力做功的和，故[2]机械效率15．提高机械效率的方法：当动滑轮重力不变时，提高_________可以提高机械效率；当物体重力不变时，减小_________可以提高机械效率；减少______，涂润滑油，减小机械自重。【答案】物体重力

动滑轮重力

摩擦【解析】[1][2][3]由机械效率公式可得当动滑轮重力不变时，提高物体重力可以提高机械效率；当物体重力不变时，减小动滑轮的重力可以提高机械效率；减小机械间的摩擦，涂润滑油，减小机械自重都可以减小机械效率。知识点3测量滑轮组的机械效率16．在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验时，某小组利用重力不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量，数据记录如下:实验序号钩码重/N动滑轮重/N拉力/N钩码上升的高度/m测力计移动的距离/m有用功/J总功/J机械效率/%①40.52.30.20.40.80.9287.0②40.92.50.20.40.81.080.0③60.53.30.20.41.21.3290.9（1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上______拉动弹簧测力计；（2）第②次实验中的机械效率是______；（3）通过比较______两次实验数据（选填实验序号），可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重______（选填“有关”或“无关”）；（4）小明认为“同一个机械,它的机械效率是不变的”，通过比较______两次实验数据（选填实验序号）。可知他的观点是______的（选填“正确”或“错误”）。【答案】匀速

80%

①②

有关

①③

错误【解析】（1）[1]在实验中，测绳端拉力F时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。（2）[2]由表可知，第二次实验的机械效率为80%。（3）[3][4]通过对比①、②两次实验可知，用同一装置将相同的物体提升相同的高度，动滑轮越重，机械效率越低，故动滑轮的机械效率与动滑轮自重有关。（4）[5][6]通过对比①、③两次实验可知，用同一装置提升不同的重物到相同的高度，物体越重机械效率越高，故小明的观点是错误的。17．某实验小组在做“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示。次数钩码重G/N钩码上升高度h/m测力计拉力F/N测力计移动距离s/m机械效率η120.10.90.374.1%240.11.6____________340.11.10.572.7%（1）补充表格中的数据；（2）在实验操作中应竖直向上______拉动弹簧测力计；（3）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，______可以提高滑轮组的机械效率；（4）由第2、3次实验可得结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（质量越大），滑轮组的机械效率______。【答案】0.3

83.3%

匀速

增加物重

低【解析】（1）[1]根据图乙可知n=3[2]第2次实验做的总功为有用功为机械效率（2）[3]在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计。（3）[4]比较第1次实验和第2次实验，可以得到使用同样的滑轮组，提起的重物越重，滑轮组的机械效率越高。（4）[5]由第2、3次实验可得结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（质量越大），额外功在总功中的比值越大，机械效率越低，即滑轮组机械效率可能跟动滑轮重力有关。[能力提升练]18．如图所示，小明分别使用滑轮或滑轮组匀速提升质量为m1的物体，滑轮的质量均相等且为m2，在相同的时间内物体被提升的高度均为h，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（）A．甲、乙、丙三种装置做的有用功都为m1ghB．绳子自由端移动的速度关系为C．绳子自由端的拉力大小为D．乙、丙两种装置的机械效率均为【答案】C【解析】A．克服物体重力做的功为有用功，甲、乙、丙三种装置做的有用功都为W有用=G1h=m1gh故A正确；B．从图中可知，甲为定滑轮（n=1），乙为动滑轮（n=2），丙为滑轮组（n=3），在相同的时间内物体被提升的高度均为h，则绳子自由端移动的距离s甲=h，s乙=2h，s丙=3h，因此s甲＜s乙＜s丙运动时间相同，根据可知，绳子自由端移动的速度关系为v甲＜v乙＜v丙故B正确；C．不计绳重和摩擦，甲乙丙的拉力大小分别为F甲=G1=m1g由于物体的质量m1与动滑轮质量m2的关系不知道，无法比较F甲与F乙的大小关系，但F乙＞F丙故C错误；D．不计绳重和摩擦，克服动滑轮的重力做的功为额外功W额=G动h=m2gh乙、丙两种装置的机械效率故D正确。故选C。19．如图，用同一滑轮组在相同时间内分别使物体A、B以相同速度匀速上升，发现提升A比提升B时，滑轮组的机械效率更大。若不计绳重和摩擦，以下四个判断中，正确的是（）①物体A与物体B的重力更小②提升A比提升B时的有用功更大③提升A比提升B时的额外功更小④提升A比提升B时，人做功的功率更大A．①② B．①③ C．②③ D．②④【答案】D【解析】不计绳重和摩擦的影响，滑轮组的机械效率因同一滑轮组中动滑轮的重力相等，物体的重力G越大时，滑轮组的机械效率越高。所以，由提升A的过程滑轮组的机械效率较大可知，物体A的重力较大，故①错误；拉力的功率为由上式可知，用相同的速度分别匀速提升物体A和B时，提升A的过程中拉力的功率较大，故④正确；因在相同时间内分别使物体A、B以相同速度匀速上升，由可知，物体A和物体B的高度相等；由W有＝Gh可知，提升A比提升B时的有用功更大，故②正确；由不计绳重和摩擦时W额＝G动h可知，提升物体A和物体B时的额外功相等，故③错误。综上可知，只有②④正确，故D正确，ABC错误。故选D。20．如图所示，拉力F为10N，物体A以0.2m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左6N的摩擦力，弹簧测力计示数为20N。下列说法正确的是（）A．物体A受到物体B的摩擦力为20NB．此时拉力F的功率为2WC．此时滑轮组的机械效率为70%D．当拉力F增大到20N时，物体B将向左运动【答案】C【解析】A．对B进行受力分析，B受到A对B水平向左的摩擦力，地面对B向左的摩擦力为6N，弹簧测力计的拉力为20N，这三个力平衡，则B受到A对B的摩擦力为根据力的作用是相互的，则物体A受到物体B的摩擦力也为16N，故A错误；B．由n=2可知，绳子自由端移动的速度此时拉力F的功率为故B错误；C．此时滑轮组的机械效率为故C正确；D．当拉力F增大到20N时，物体A受到B给A的滑动摩擦力不变，所以B受到A对B的摩擦力也不变，依然为14N，B受力平衡，仍保持静止，故D错误。故选C。21．工人师傅用如图所示的装置将水泥从地面匀速运至高处，若水泥重为G0，桶重为G1，动滑轮重为G2，该装置的机械效率为η（不计绳重和摩擦），求工人师傅作用在绳子自由端的拉力F。下列表达式中正确的是（）A．F＝ B． C． D．F＝【答案】D【解析】A．由图知，承担重物绳子的段数n=3，根据题意，不计绳重和摩擦，工人师傅作用在绳子自由端的拉力故A错误；BCD．克服水泥重力做的有用功W有=G0h，绳子自由端的拉力做的总功滑轮组的机械效率所以绳子自由端拉力综上分析知，故BC错误，D正确。故选D。22．如图所示，小丽用滑轮组匀速提升一个重为600N的物体，物体上升的速度为0.1m/s，人拉绳的力F为250N，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（）A．人拉绳做功的功率为75W B．滑轮组的机械效率为80%C．动滑轮重为100N D．绳子自由端移动的速度为0.3m/s【答案】C【解析】AD．因为物体上升的速度为，所以绳子移动的速度为人拉绳做功的功率为故AD正确，AD不符合题意；B．滑轮组的机械效率为故B正确，B不符合题意；C．由得故C错误，C符合题意。故选C。23．在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30s时间，将水平路面上质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场，若故障车被拖离的速度是5m/s，绳子自由端的拉力F是500N，地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍，拉力F在30s内所做的功为______J，整个装置的机械效率为______（）。【答案】2.25×105

80%【解析】[1]由可知，车移动的距离由图可知，绳子自由端移动的距离拉力做的总功[2]车的重力因为摩擦力为车重力的0.08倍，所以车受到地面的摩擦力有用功滑轮组的机械效率24．如图所示的滑轮组在10s内将一重为400N的物体向上匀速提升2m，绳自由端受到的拉力F为250N，若不计绳重及摩擦，则在这个过程中绳自由端下降的速度是___________m/s，该滑轮组的机械效率是___________%。【答案】0.4

80【解析】[1]由图可知此滑轮组承载动滑轮的绳的股数为如图所示的滑轮组在10s内将一重为400N的物体向上匀速提升2m，故物体上升的速度为故绳自由端下降的速度为[2]根据机械效率的公式25．如图所示，已知斜面长5m，高2m，拉力为50N。利用这个装置将重为100N的物体在5s内匀速从斜面的底端拉到顶端，功率为______W，总功为______，该装置的机械效率为______。【答案】100

500J

40%【解析】[1][2]根据图示可知，n＝2；则拉力做功的功W总＝Fs＝50N×2×5m＝500J拉力做功的功率为W有用＝Gh＝100N×2m＝200J[3]装置的机械效率26．如图所示，用竖直向上的力匀速拉动杠杆，使重为18N的物体缓慢升高0.1m，拉力F为8N，拉力移动的距离为0.25m。拉力所做的功为_____J，杠杆的机械效率为_____%。若保持杠杆在如图所示位置不动，F绕动力作用点顺时针转动至水平向右的过程中，F_____。【答案】2

90

先变小后变大【解析】[1]拉力所做的功为W总＝Fs＝8N×0.25m＝2J[2]有用功为W有＝Gh＝18N×0.1m＝1.8J杠杆的机械效率为[3]若保持杠杆在如图所示位置不动，F绕动力作用点顺时针转动至水平向右的过程中动力臂先不断变长，当F与杠杆垂直时，力臂最长，然后再继续转动到水平向右，力臂又逐渐变短，此过程中阻力、阻力臂不变，由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可知，动力F先变小后变大。27．小明和小刚设计了如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物，在讨论滑轮组机械效率时两人产生了分歧，小明认为：“甲滑轮组的动滑轮个数少，机械效率高”；小刚却认为：“乙滑轮组更省力，机械效率高”，两人谁也说服不了谁，于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确（所用每个滑轮的重相同，绳重和摩擦忽略不计），他们在实验中得到的数据如表所示：装置甲装置乙钩码重G/N44钩码上升的高度h/m0.10.1绳端拉力F/N1.61.4绳端移动的距离s/m0.30.4机械效率η71.4%（1）实验中，沿竖直方向_______拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升，且在_______（选填“静止”或“拉动”）时读数；（2）甲滑轮组的机械效率是_______（保留一位小数）。由计算结果可以确定_____