115机械效率（分层练习）-2023-2024学年九年级物理上册（苏科版）

11.5机械效率（分层练习）一、单选题1．一个滑轮组经改进后，机械效率比原来大大提高，用该滑轮组将同一物体匀速提升同样的高度，与改进前相比（）A．总功不变，但额外功减少了B．总功不变，有用功增加了C．有用功不变，总功减少了D．做的有用功减少了【答案】C【详解】由于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，由于改装后的机械效率高，所以，由知道，改装后利用滑轮组做的总功减少，又因为W总＝W有+W额所以，改装后利用滑轮组做的额外功减少，综上所述，故ABD错误，C正确。故选C。2．在生产和生活中经常使用各种机械，关于机械的下列说法，正确的是（）A．使用机械可以省力、省距离，也可以省功B．机械做功越快，机械效率越高C．使用机械可以省力或省距离，但不能省功D．机械做功越多，机械效率越高【答案】C【详解】AC．使用机械有时是为了省力，有时是为了省距离，有时是为了改变力的方向，但都不能省功，故A错误，C正确；BD．由于机械效率是指有用功所占总功的比例，与做功快慢和做功多少无关，故BD错误。故选C。3．甲、乙两种机器所做的总功之比是2:3，机械效率之比是3:1，则它们所做的有用功之比（）A．2:3 B．2:1 C．2:9 D．9:2【答案】B【详解】由可得则它们有用功之比为故选B。4．如图所示，小明用桶把一些沙子运上三楼。在此过程中（）A．小明克服自身重力所做的功是总功B．小明克服沙子重力所做的功是有用功C．小明克服沙子重力所做的功是额外功D．小明克服桶的重力所做的功是有用功【答案】B【详解】小明用桶把一些沙子运上三楼，对克服沙子重力做的功为有用功；为了提升沙子不得不克服自身重力、克服桶的重力所做的功为额外功；克服沙子重力做的功、克服自身重力、克服桶的重力所做的功之和为总功；故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。5．如图所示，物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面高为h，斜面长为s，且s＝3h，物体所受重力为G，斜面的机械效率为50%，若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示，则（）A．F＝

f＝ B．F＝

f＝ C．F＝

f＝ D．F＝

f＝【答案】C【详解】根据题意知道，拉力做的有用功W有用＝Gh拉力做的总功W总＝Fs＝F×3h＝3Fh斜面的机械效率解得拉力克服摩擦力所做的额外功则摩擦力故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。6．用图所示的动滑轮匀速提升钩码，测量动滑轮的机械效率，下表中已填入某次实验时测量出的数据。下列说法正确的是（）钩码重G/N提升高度h/m绳自由端拉力F/N绳自由端移动距离s/m机械效率20.11.20.2

A．实验中应在弹簧测力计保持静止时读数B．本次实验中，动滑轮的机械效率为60%C．该动滑轮的机械效率不会改变D．若只增加钩码受到的重力，该动滑轮的机械效率会变大【答案】D【详解】A．实验时，在弹簧测力计静止时拉力不需要克服绳与轮之间的摩擦，所以测得的拉力偏小，故A错误；B．本次实验中，动滑轮的机械效率为故B错误；CD．若只增加钩码受到的重力，上升的高度相同，额外功不变，有用功增大，由可知该动滑轮的机械效率会变大，故D正确，C错误。故选D。7．如图用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在竖直向下的拉力F作用下，使重900N的建筑材料A在5s的时间里，匀速竖直上升了1m。在这个过程中，拉力为500N；滑轮组的机械效率为η，拉力F做功的功率为P，动滑轮重力80N，绳重可忽略不计，下列说法正确的是（）

A．拉力F所做的总功为900JB．拉力F的功率是180WC．滑轮组的机械效率是80%D．克服动滑轮与轴的摩擦所做额外功是20J【答案】D【详解】A．由图知，承担重物绳子的段数，由和可得总功故A错误；B．拉力F的功率故B错误；C．克服物体重力做的有用功滑轮组的机械效率故C错误；D．额外功克服动滑轮重力做的额外功绳重可忽略不计，所以克服动滑轮与轴的摩擦所做额外功故D正确。故选D。8．如题图所示，甲是建筑工地上的塔式起重机示意图，乙是一端的滑轮组，用2.1×103N的拉力F在10s内将重6×103N的物体匀速提升5m，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）

A．拉力F做功大小为2.1×104JB．绳索自由端速度大小为0.5m/sC．该滑轮组的动滑轮重300ND．该滑轮组的机械效率为80%【答案】C【详解】A．由图可知一端滑轮组绳子的有效段数n=3，绳子自由端移动的距离s=nh=3×5m=15m拉力做的总功W总=Fs=2.1×103N×15m=3.15×104J故A错误；B．绳索自由端的速度故B错误；C．因为不计绳重和摩擦时动滑轮重G动=3FG=3×2.1×103N6×103N=300N故C正确；D．滑轮组的机械效率故D错误。故选C。二、填空题9．当你用桶从井中提水时，你对桶做的功是；如果桶掉进井里，从井捞桶时，桶里带着一些水，这时你对桶做的功是，对水做的功是（以上三空均选填“总功”､“额外功”或“有用功”）。当你提着水桶在水平地面上匀速前进，你对物体做功为J，理由是：。【答案】额外功有用功额外功0在力的方向上没有移动距离【详解】[1]当用桶从井中提水时，对水做的功是有用功，对桶做的功是额外功。[2][3]如果桶掉进井里，从井捞桶时，桶里带着一些水，这时对桶做的功是有用功，对水做的功是额外功。[4][5]当提着水桶在水平地面上匀速前进，由于在拉力的方向上没有移动距离，故对物体做功为零。10．小明用如图所示的动滑轮提起重140N的水桶，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），此时动滑轮的机械效率为%；如果向水桶内再加入40N的水，该动滑轮的机械效率将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】87.5变大【详解】[1]动滑轮的机械效率为[2]如果向水桶内再加入40N的水，水桶的重力变为180N，动滑轮的机械效率变为，故该动滑轮的机械效率变大。11．如图所示，斜面长，高。工人在6s内将重的物体从底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是。此过程中工人做的有用功为J，斜面的机械效率为。【答案】36080【详解】[1]工人利用斜面提升重物，所做的有用功W有用=Gh=600N0.6m=360J即此过程中工人做的有用功为360J。[2]斜面的机械效率η===80即斜面的机械效率为80。12．如图所示，用滑轮组提升重为360N的货物，上升速度为0.3m/s，动滑轮重为30N，拉力F的功率为180W，则绳子自由端的拉力F为N，滑轮组的机械效率为。

【答案】20060%【详解】[1]由图知道，承担物重绳子的股数是n=3，绳子自由端移动的速度由于绳子自由端的拉力[2]滑轮组的机械效率13．如图所示，光滑斜面AB>AC，沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部拉到顶部，所需拉力分别为F1和F2，所做的功分别为W1和W2，两个斜面的效率分别为η1和η2，则F1F2，W1W2，η1η2。

【答案】<==【详解】[1][2][3]斜面光滑说明没有摩擦，所以不做额外功。所以把同一物体沿斜面AB和AC分别拉到顶端A，h相同，由W=Gh可知两次做的功相同，即W1=W2；根据，有用功与总功相等，机械效率均为100%，所以η1=η2；由图可知，LAB>LAC，而W1=W2，由W=Fs，所以F1<F2。14．如图甲所示，使用两个滑轮组提升重均为900N的物体，使物体匀速升高不同的高度。两滑轮组相关的数据如图乙所示。其中，利用A滑轮组做的有用功为1800J，利用B滑轮组做的有用功为1400J。则（1）由图乙判断：A滑轮组的机械效率是；（2）计算：①A滑轮组中，物体被提升的高度；②的大小；（3）使用A滑轮组做的额外功使用B滑轮组做的额外功。（选填“大于”“等于”“小于”）

【答案】75%2m等于【详解】（1）[1]滑轮组的机械效率反映的是有用功占总功的比例，如图乙所示，有用功占总功的75%，所以A滑轮组的机械效率是75%。（2）[2]物体重为900N，用A滑轮组做的有用功为1800J，则物体被提升的高度为[3]由题可知A滑轮组拉力做的总功为如图甲所示，A滑轮组中动滑轮上绕了3条绳，即n=3，物体升高2m，则绳子自由端移动距离为6m。则拉力的大小为（3）[4]使用A滑轮组做的额外功为如乙图所示，使用B滑轮组做的额外功为故。三、作图题15．如图所示，某人用沿斜面向上的力，把重的木箱从斜面底部推到斜面顶部。哪个力做的功是总功？请在图中画出这个力的示意图。【答案】【详解】人沿斜面向上的力做的功是总功，力的示意图如下图所示16．小明正在探究“滑轮组的机械效率和绕线方式是否有关”时，请参照小明设计的图甲补全图乙完成探究实验。

【答案】

【详解】探究“滑轮组的机械效率和绕线方式是否有关”应让滑轮相同，提升的物重相同，绳子的绕法不同，由甲图可知有2段绳子拉着动滑轮，故乙图应用3段绳子拉着动滑轮，从动滑轮的挂钩开始连起，如图所示：

四、计算题17．如图，用滑轮组提升重物时，重400N的重物在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为250N，不计绳重和摩擦，则提升重物的过程中；（1）绳子自由端下降速度为多少m/s；（2）滑轮组的机械效率为多少；（3）拉力F的功率是多少W，如果重物为900N，则滑轮组的机械效率又为多少。【答案】（1）0.2m/s；（2）80%；（3）50W，90%【详解】解：（1）由图知绳子自由端被拉下的距离绳子自由端下降的速度（2）拉力做的有用功拉力做的总功滑轮组的机械效率（3）拉力F的功率是不计绳重和摩擦，根据公式可知，动滑轮的重力如果重物为900N，根据公式可知，滑轮组的机械效率是答：（1）绳子自由端下降速度为0.2m/s；（2）滑轮组的机械效率为80%；（3）拉力F的功率是50W，如果重物为900N，则滑轮组的机械效率为90%。18．如图甲所示，通过滑轮组用拉力F将边长为20cm的正方体物块从液体中匀速拉出至液面上方一定高度处，从图示位置开始，共用时5s，拉力F随时间t变化的关系图像如图乙所示。动滑轮的重力为4N，不计摩擦及水和空气对物块的阻力，不考虑液面变化，g取10N/kg，求：（1）物块运动的速度。（2）物块离开液面后拉力所做的功。（3）物块离开液面后滑轮组的机械效率（百分号前保留一位小数）。【答案】（1）0.1m/s；（2）29.2J；（3）97.3%【详解】解：（1）由乙图图像可知，1~3s拉力不断增大，说明该过程是物块从刚刚开始露出液面到完全露出液面的过程，运动的距离所用的时间物块运动的速度（2）由乙图图像可知，3~5s是物块离开液面后运动的过程，拉力F3=73N，所用的时间物块离开液面后上升的高度由题意知承重绳的段数为，，绳子自由端移动的距离拉力F做的功（3）因为不计绳重和摩擦时所以物块的重力结合机械效率公式可得答：（1）物块运动的速度为0.1m/s；（2）物块离开液面后拉力所做的功为29.2J；（3）物块离开液面后滑轮组的机械效率为97.3%。19．如图所示装置，小明站立在水平地面提升总重力为56N的三件衣服，他以大小为15N的拉力竖直向下匀速将绳端下拉了1m，若衣服上升的速度为0.25m/s，求：（1）小明所做的总功；（2）滑轮组的机械效率；（3）小明拉力的功率。

【答案】（1）15J；（2）93.3%；（3）15W【详解】解：（1）人做的总功（2）根据图示可知，有两个动滑轮提升物体，即4条绳子提升物体，衣服上升的距离有用功为滑轮组的机械效率（3）绳子移动的速度为小明拉力的功率为答：（1）小明所做的总功为15J；（2）滑轮组的机械效率约为93.3%；（3）小明拉力的功率为15W。五、实验题20．（1）如图甲所示，用作用点不同，分别用沿圆的切线方向的三个力F1、F2、F3，使杠杆在水平位置保持平衡，则F1、F2、F3的大小关系是。（2）如图乙所示，用两种不同的滑轮将同一重物G提升到相同高度，若不计绳重、摩擦和滑轮重，F1F2，机械效率12（选填“>”“<”或“=”）。【答案】F1=F2=F3˂=【详解】（1）[1]图甲中分别用沿圆的切线方向的三个力F1、F2、F3，此时圆心(支点)到力的作用线的距离都是相同的(等于圆的半径)，根据力臂的定义可知，此时三个力的力臂都相同；由杠杆平衡条件可知：在阻力、阻力臂、动力臂都不变的情况下，动力的大小也不变，即F1=F2=F3，故F1、F2、F3的大小相等。（2）[2]图乙中第一个图是动滑轮，可以省一半的力，不计绳重、摩擦和滑轮重，则；第二个图是定滑轮，不省力，则F2=G，所以F1˂F2。[3]若不计绳重、摩擦和滑轮重，则W有用=W总，两种情况下的机械效率为1，即η1=η2。21．小强同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如图所示。他首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小多次测量，得到下表所示的数据：斜面倾斜角θ小车重G/N斜面高h/m斜面长s/m拉力F/N有用功W有/J总功W总/J机械效率η12°50.212.112.148%30°50.513.62.53.669%45°50.714.33.54.381%（1）分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角θ越，斜面越省力，斜面的机械效率越；（2）若想探究斜面的机械效率与接触面的粗糙程度的关系，则要保持斜面倾斜角度θ不变、小车的重不变，只改变。【答案】小低接触面的粗糙程度【详解】（1）[1][2]分析上表中的数据，在小车的重一定时，斜面倾斜角θ越小，所需拉力越小，则说明斜面越省力，但此时斜面的机械效率越低。（2）[3]根据控制变量法思想，若想探究斜面的机械效率与接触面的粗糙程度的关系，则要保持斜面倾斜角度θ不变、小车的重不变，只改变接触面的粗糙程度。22．某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如表所示，第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。次数钩码重G/N钩码上升的高度h/cm测力计拉力F/N测力计移动距离s/cm机械效率η12100.93074.10%24101.63083.30%34101.050（1）实验中，弹簧测力计应竖直方向提升重物。第3次实验中所做的有用功是J，机械效率为。（2）第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，所做的额外功将（增大/减小）。因而，由第2、3次实验可知：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率。（3）比较两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率。【答案】匀速0.480%增大越小1、2越高【详解】（1）[1]实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升。[2]第3次实验中有用功[3]总功机械效率（2）[4]第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，所做的额外功将增大。[5]由实验2、3得，有用功相同，总功增大，额外功增大，机械效率降低；所以滑轮组的机械效率跟动滑轮的重有关，使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小。（3）[6][7]比较第1次实验和第2次实验可知，甲乙是同一个滑轮组，甲提起2N的物体，乙提起4N的物体，其他的条件相同，甲的机械效率是74.1%，乙的机械效率是83.3%，所以，使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越高。一、单选题1．如图所示，小州分别使用甲、乙、丙三种机械匀速提升物体M（绳长不变），测得物体M所受重力和拉力如表所示，则下列说法中正确的是（）GMF甲F乙F丙9N10N10N10N

A．使用甲、乙、丙图中的三种机械时，丙图中机械最省力B．使用甲、乙、丙图中的三种机械时，乙图和丙图中机械都能省力C．使用甲、乙、丙图中的三种机械时，他们的机械效率均相等D．使用甲、乙、丙图中的三种机械时，甲图中的机械效率最大【答案】D【详解】AB．从图中信息可知，物重为9N，甲、乙和丙所使用的拉力均为10N，故三种机械都不省力，故AB错误；CD．甲、乙、丙图中的机械效率分别为比较可得甲的机械效率最大，故C错误，D正确。故选D。2．如图为了提升重物，我们选用了粗细均匀重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一个重物挂在A、B两处，每次用力让杠杆上升同样的高度，下列说法正确的是（）A．重物在A点处人做的有用功多机械效率高B．重物在A和B点处杠杆的机械效率相等C．重物在B点处做的有用功多，杠杆的机械效率高D．重物在B点处做的额外功多，杠杆的机械效率高【答案】C【详解】利用杠杆提升重物，有用功W有用=Gh，在A、B两处提升的是同一个重物，每次杠杆上升同样的高度，而重物上升的高度hB＞hA，在A、B两处人做的有用功不相同，重物在A点处做的有用功少；由图可知在A、B两处提升重物，每次用力让杠杆上升同样的高度，而杠杆的重心上升的高度hA′=hB′，额外功W额外=G杆h，所以额外功相同；在A、B两处人对重物提升的高度不同，做的有用功不相同，因为，A有用功少，额外功一样，可得ηA＜ηB，故ABD错误，C正确。故选C。3．如图甲所示，一个滑轮组竖直固定在水平支架上，已知每个滑轮均重20N，滑轮组下端挂有重为G的物体A，用力F通过滑轮组绳的末端竖直向上匀速提升重物A，重物A向上运动的速度为v，力F做功的功率P随物体上升速度v之间的关系图像如图乙所示。不计绳重与摩擦，g=10N/kg。则下列说法正确的是（）A．拉力F的大小为120NB．滑轮组对A的拉力为140NC．拉力F的功率为1.2W时，10s内滑轮组对物体A做功12JD．若在物体A下再加挂80N的重物，滑轮组的机械效率可以达到90%【答案】A【详解】A．由图乙可知，力做功的功率与物体上升速度成正比，当时，拉力的功率为1.2W，根据可得，拉力为故A正确；B．由图甲可知，滑轮组有一个动滑轮和一个定滑轮组成，承担重物绳子的段数n=3，不计绳重与摩擦，由可得，重物A的重力为滑轮组对A的拉力大小等于物体A的重力340N，故B错误；C．由图乙可知，拉力的功率为1.2W时，物体上升速度，10s内物体上升的高度为滑轮组对物体A做功为故C错误；D．物体A下再加挂80N的重物时绳端拉力此时滑轮组的机械效率为故D错误。故选A。4．如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。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，（g=10N/kg）。下列结论正确的是（）

①动滑轮的重力为9N②1~2s内拉力F的功率为2W③此装置提升重物的最大机械效率约为81.8%④用此装置匀速提升50N的货物时，小张对地面压力为470NA．①④ B．③④ C．③ D．②③④【答案】C【详解】①由图丙可知，在1~2s内A被匀速提升，由图乙可知此时的拉力F=10N，由图知n=2，忽略绳重及摩擦，拉力为则动滑轮重力为故①错误；②由图丙可知，1~2s内A上升的速度vA=0.2m/s，拉力端移动速度为1~2s内拉力F的功率为故②错误；③忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力为则当C处最大拉力为60N时，B处拉力为大于绳子B能承受的最大拉力100N，当B处最大拉力为100N时，C处拉力为小于绳子C能承受的最大拉力60N，所以要以B处最大拉力为准，此时C处的拉力为B处的拉力为此装置最多能匀速运载货物的重力为装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，此装置提升重物的最大机械效率为故③正确；④人的重力为因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力为因此小张对地面的压力为故④错误，综上所述只有③正确，故C正确，ABD错误。故选C。5．如图甲所示的装置是用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物的关系图像，如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）①此滑轮组动滑轮的重力为3N；②当时，滑轮组机械效率；③当时，弹簧测力计的示数为6N；④此滑轮组机械效率η随G物的增大而增大，最终将达到100%。A．只有①③ B．只有②④ C．只有②③ D．只有①②【答案】A【详解】①不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为由图像可知当物体的重力为12N时，滑轮组的机械效率80%，即解得动滑轮重力为故①正确；②不计绳重和摩擦，当时，滑轮组的机械效率为故②错误；③由图知，时，弹簧测力计的示数为故③正确；④使用滑轮组时，克服物重做功的同时，不可避免地要克服动滑轮重做额外功，所以总功一定大于有用功，由公式可知滑轮组的机械效率一定小于100%；由图像可知同一滑轮组的机械效率η随G物的增大而增大，但最终不能超过100%，故④错误。综上可知，只有①③符合题意；故A正确，BCD错误。故选A。二、填空题6．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与所挂物重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：

①滑轮自重是N；②当G物=7N时，重物以2m/s速度匀速上升，拉力F做功的功率是W；③仅改变图甲中的绕绳方式为图丙、重复上述实验，所得到的ηG物图线与图乙所示曲线（选填“相同”或“不同”）。【答案】218相同【详解】①[1]由图乙可知，当物重时，滑轮组的机械效率为，不计绳重和摩擦，克服物重做的功为有用功，克服滑轮重和物重做的功为总功，因此滑轮组的机械效率为解得，。②[2]当G物2=7N时，重物以2m/s速度匀速上升，拉力F做功的功率是③[3]不计绳重和摩擦，由可知，仅改变图甲的绕绳方式，重复上述实验，所得到的ηG物图线与图乙所示曲线相同。7．如图1所示，将一个长为1m、质量为50kg的长方体箱子沿着长为s=3m的斜面推到高为h=1.8m的车厢中的A处，推动箱子的st图像如图2所示，所用推力如图3所示，则整个过程中箱子的平均速度为m/s；物体在斜面上运动时所受摩擦力为N；在斜面上推动箱子的机械效率为；在车厢里推动箱子时，推力的功率为W。【答案】0.310673.560【详解】[1]由图2可知，整个过程中箱子移动的距离为6m，所用时间为20s，则整个过程中箱子的平均速度为[2]箱子在斜面上运动时，推动箱子做的有用功为由图3可知，箱子在斜面上运动时，所用推力为400N，推动箱子做的总功为则箱子在斜面上运动时，推动箱子运动做的额外功为根据可得，物体在斜面上运动时所受摩擦力为[3]在斜面上推动箱子的机械效率为[4]由图3可知，在车厢里推动箱子时，所用推力为F′=100N，所用的时间为由图2可知，在车厢里推动箱子时，箱子移动的距离为则推力的功率为8．一个质量为70kg的工人，在建筑工地用如图所示的装置提升石板，已知托盘重200N，容量足够大，每块石板重100N，绳能承受的最大拉力为800N，滑轮的摩擦和绳重忽略不计。当工人站在地面上用此装置在4s内将10块石板匀速提升2m时，此装置的机械效率为80%，则此装置的动滑轮重为N；该工人提升10块石板升高2m过程中，做的额外功为J；该工人用此装置提升石板的机械效率最高可达到（g=10N/kg，保留一位小数）。【答案】5050081.5%【详解】[1][2]10块石板的总重力G石=10×100N=1000N提升石板所做的有用功W有=G石h=1000N×2m=2000J此装置提升石板所做的总功提升石板所做的额外功W额=W总W有=2500J2000J=500J提升托盘所做的额外功W托盘=G托盘h=200N×2m=400J不计摩擦及绳重时，提升动滑轮所做的额外功W滑轮=W额W托盘=500J400J=100J动滑轮的重力[3]人对绳子的最大拉力F=G人=mg=70kg×10N/kg=700N同一轮滑组，提升物体的过程中，所做的有用功越大，机械效率越高，所以提升的物体越重，机械效率越高。当绳子端所受的拉力最大，提升的物体最重，此装置的机械效率最高。由图示知，滑轮组承重绳子为2根，所以能提起的石板的最大重力最多能提起石板的数量实际上，提升石板的重力G石实=11×100N=1100N绳子端的实际最大拉力此装置的最高机械效率三、计算题9．如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体。已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1m，当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。（g取10N/kg）求:（1）物体在水平面上受到的滑动摩擦力（2）动滑轮的重力（3）若人以0.3m/s的速度匀速向下拉绳时，拉力F的功率。

【答案】（1）2N；（2）2N；（3）0.4W【详解】解：（1）物体重力为物体在水平面上匀速运动时受到的滑动摩擦力（2）因为物体被匀速拉动，滑轮组对物体的拉力等于阻力为2N，则有用功为因为滑轮组的机械效率为50%，则额外功为如图，物体被拉的距离是1m，动滑轮上升的高度就是1m，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，克服动滑轮重力做的功就是额外功，则动滑轮重力为（3）由图可知，动滑轮上绕了3条绳子，这三条绳子共同拉动动滑轮上升，力的大小为所以绳子自由端施加的力为若人以0.3m/s的速度匀速向下拉绳时，拉力F的功率为答：（1）物体在水平面上受到的滑动摩擦力为2N；（2）动滑轮的重力为2N；（3）人以0.3m/s的速度匀速向下拉绳时，拉力F的功率为0.4W。10．为了将放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高处。小明同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置。当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，物体上升速度v随时间变化关系图像为图（丙），物体上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图（丁）所示。若重物与地面的接触面积S=5×102m2，不计摩擦和绳重，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：（1）匀速提升物体时，拉力F的功率为多少W?滑轮组的机械效率η为多少?（2）在1~2s内，拉力F做的功W为多少J?【答案】（1）300W，83.3%；（2）187.5J【详解】解：（1）在2~3s内，重物做匀速运动，其速度拉力因为连接动滑轮的绳子有三根，所以拉力F的作用点下降的速度是重物上升速度v3的三倍，则拉力F的功率滑轮组的机械效率（2）在1~2s内，拉力重物上升高度拉力F做的功答：（1）在2~3s内，拉力F的功率为300W，滑轮组的机械效率为83.33%；（2）在1~2s内，拉力F做的功为187.5J。11．如图所示，小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体，已知物体重1.2×103N，密度为1.6×103kg/m3。测得物体在出水面后牵引车作用在绳子上的拉力为500牛。若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg，问：(1)物体浸没水中时所受的浮力多大？(2)物体露出水面前滑轮组机械效率多大？(3)物体出水面后上升的速度是0.5m/s，牵引车拉力的功率多大？【答案】(1)750N；(2)60%；(3)750W【详解】(1)由可得物体的质量根据可得物体的体积物体浸没水中时排开液体体积等于物体体积，所受的浮力(2)由图知绳子承担物重的段数n为3，由可得解得动滑轮的重力设物体在水中受到的拉力为F1，则有物体出水面前作用在绳端的拉力物体出水面前的机械效率(3)物体出水面后上升的速度是0.5m/s，则绳子移动的速度则牵引车拉力做功的功率答：(1)物体浸没水中时所受的浮力750N；(2)物体露出水面前滑轮组机械效率60%；(3)物体出水面后上升的速度是0.5m/s，牵引车拉力的功率750W。四、实验题12．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小刚用如图所示滑轮组进行了三次实验，实验数据如表所示。实验序号物重G/N物体上升的高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率①40.31.80.974.1%②60.32.60.976.9%③80.33.30.9

（1）本实验中用到的测量工具有和；（2）在第②次实验中，做的有用功是J，额外功是J；（3）第③次实验中滑轮组的机械效率是（结果保留至0.1%）；（4）通过分析实验数据可以得出：同一滑轮组提升的物重增大，机械效率将（均选填“增大”、“减小”或“不变”）；（5）若弹簧测力计没有竖直向上拉，则测得的机械效率将（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。【答案】弹簧测力计刻度尺1.80.5480.8增大偏小【详解】（1）[1][2]实验中需要测量物体的重力、拉力以及物体上升的高度，因此实验中需要弹簧测力计和刻度尺。（2）[3]根据图示和记录表格可知，动滑轮上绳子的股数为3，s＝nh，第②次实验中滑轮组的有用功[4]总功额外功（3）[5]第③次实验中滑轮组的机械效率（4）[6]根据表中数据可知同一滑轮组提升物体，物重增加，机械效率提高。所以可得结论：同一滑轮组提升的物重增大，有用功增大，机械效率将增大。（5）[7]当拉力的方向不在竖直方向上时，由于动力臂变短，会造成拉力偏大，从而使得总功变大，根据知，在有用功不变的情况下，总功增大，所以机械效率偏小。13．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表．次数钩码重/N钩码上升距离/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计上升距离/cm机械效率12100.83083.3%24101.53036103090.9%（1）实验时，要向上拉动弹簧测力计；（2）第2次实验中额外功为J，滑轮组的机械效率为（结果保留一位小数）；（3）第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为N；（4）分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越（高/低）；（5）根据实验结论推测：使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为（只填序号）；A．71.6%

B．82.6%

C．92.4%（6）若第1次实验中，钩码上升高度增大为20cm，则过程中做的额外功（增大/减小/不变），滑轮组的机械效率（大于/等于/小于）83.3%；（7）若第3次实验中，弹簧测力计的示数是在向上拉动的过程中停下来读取的，则此时滑轮组实际的机械效率（大于/等于/小于）90.9%。【答案】竖直匀速0.0588.9%2.2高C增大等于小于【详解】[1][2]在实验时，要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时弹簧测力计处于平衡状态，弹簧测力计的示数等于拉力的大小。（2）[3]第2次实验中拉力的总功为W总=Fs=1.5N×0.3m=0.45J第2次实验中有用功为W有=Gh=4N×0.1m=0.4J第2次实验中额外功为W额外=W总W有=0.45J0.4J=0.05J[4]滑轮组的机械效率为（3）[5]由图丙可知弹簧测力计的分度值为0.2N，根据指针位置可以知道其示数为2.2N。（4）[6]由表中实验数据可知，1、2、3次实验提升重物依次增加，滑轮组的机械效率越来越高，可得实验结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。（5）[7]根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升10cm，重物更重，滑轮组的机械效率会更高。故选C。（6）[8]若第1次实验中，钩码上升高度增大为20cm，动滑轮的重和摩擦力大小都不变，移动的距离增加，额外功增大。[9]拉力和物体的重力大小不变，拉力移动距离仍是物体移动距离的3倍，根据机械效率公式，滑轮组的机械效率不变，等于83.3%。（7）[10]若第3次实验中，弹簧测力计的示数是在向上拉动的过程中停下来读取的，则此时滑轮组的与绳子之间没有滑动摩擦力，造成拉力变小，滑轮组的总功比实际总功偏小，造成机械效率变大，所以实际机械效率要小于90.9%。14．在学习了机械效率的相关知识后，课外研究小组有同学猜想：同一个机械的机械效率是不变的。为了验证猜想，他们用如图所示的滑轮组进行实验，改变钩码个数，用弹簧测力计沿竖直方向拉着细绳，使钩码匀速向上运动，测得的数据如表1。

表1实验次数钩码重钩码上升的高度绳端拉力绳端移动距离有用功总功机械效率120.11.00.30.20.3066.7230.11.40.30.30.4271.4350.12.20.30.50.6675