机械效率（分层练习）（原卷版）-2023-2024学年九年级物理上册同步课堂（苏科版）

11.5机械效率（分层练习）

基础练

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

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

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.2:3B.2:1C.2:9D,9:2

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

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，已知斜面高为儿斜面长

为，，且5=3〃，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/和/表

B=D

-FT/=TC.F=与/=7T/

6

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〃

小i■窗A.实验中应在弹簧测力计保持静止时读数

Th

G

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

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/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〃，拉力尸做功的功率

为P,动滑轮重力80N,绳重可忽略不计，下列说法正确的是（）

•

A

A.拉力尸所做的总功为900J

B.拉力厂的功率是180W

C.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

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2.1X103N的拉力厂在10s内

将重6X103N的物体匀速提升5m,不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）

甲乙

A.拉力尸做功大小为2.1xl（）4j

B.绳索自由端速度大小为0.5m/s

C.该滑轮组的动滑轮重300N

D.该滑轮组的机械效率为80%

二、填空题

9.当你用桶从井中提水时，你对桶做的功是一；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：。

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"）。

11.如图所示，斜面长3m,高0.6m。工人在6s内将重600N的物体从底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力

是150N。此过程中工人做的有用功为_____J,斜面的机械效率为o

12.如图所示，用滑轮组提升重为360N的货物，上升速度为03m/s,动滑轮重为30N,拉力/的功率为

18CW,则绳子自由端的拉力尸为N,滑轮组的机械效率为。

13.如图所示，光滑斜面A44C,沿斜面A4和4C分别将同一重物从它们的底部拉到顶部，所需拉力分别

为F/和产2，所做的功分别为W/和1%,两个斜面的效率分别为，〃和“2,则B尸2,W;卬2,

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尸।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〃）

〃//////

18.如图甲所示，通过滑轮组用拉力”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/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）。

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。

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Q、&、F3,使杠杆在水平位置保

持平衡，则尸八斤、a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,BF2,

机械效率〃172（选填或"="）。

旗G

G

勿G

甲乙

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。的大小多次测量，得

到下表所示的数据：

D

3

斜面长

斜面倾斜角0小车重G/N斜面高A/m拉力F/N有用功W"J总功Wa/J机械效率n

s/m

12°50.212.112.148%

30。50.513.62.53.669%

45°50.714.33.54381%

（1）分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角B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夕不变、小车的重不变，

只改变o

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。

\\\\»\\\\\\\\\\\\\\\\\\

事

甲乙丙

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n

12100.93074.10%

24101.63083.30%

34101.050

（1）实验中，弹簧测力”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o

提升练

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，则卜列说法中正确的是（）

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

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48两处，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4和8点处杠杆的机械效率相等

C.重物在8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

3.如图甲所示，一个滑轮组竖直固定在水平支架上，己知每个滑轮均重20N,滑轮组下端挂有重为G的物

体A,用力〃通过滑轮组绳的末端竖直向上匀速提升重物A,重物A向上运动的速度为打力/做功的功率

〃随物体上升速度v之间的关系匡像如图乙所示。不计绳重与摩擦，g=10N/kg。则下列说法正确的足（)

甲

A.拉力”的人小为120N

B.滑轮组对A的拉力为140N

C.拉力/的功率为1.2W时，10s内滑轮组对物体A做功12J

D.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%

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?随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度y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9N

②1~2s内拉力F的功率为2W

③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470N

A.①④B.③④C.③D.②③④

5.如图中所示的装置是用来探究滑轮组的机械效率〃与物重G勿的关系，改变。板竖直向上匀速拉动弹簧

测力计，计算并绘出“与G衲的关系图像，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G伪=6N时，滑轮组机械效率〃=40%；

③当G物'=15N时，弹簧测力计的示数为6N；

④此滑轮组机械效率牛随G片的增大而增大，最终将达到100%,

A.只有①③B,只有②④C.只有②③D.只有①②

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〃与所挂物重G将的关系，改变G枷竖直向上匀速拉动弹

簧测力计，计算并绘出〃与G法系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则：

\\\\\\\\\\\\\\\\

①滑轮自重是_____N；

②当G桁7N时，重物以2m/s速度匀速上升，拉力「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，所得到的中G溷线与图乙所示曲线（选填“相同〃

或“不同”）。

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的斜面推到高为辰1.8m的车厢

中的A处，推动箱子的X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Wo

s/mF/N，

--------------------------------------400；

/：300-

——ys-（：200-

510152005101520

图-1图-2图-3

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,容昌: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）。

三、计算题

9.如图所小，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的速度匀速向卜拉绳时，拉力尸的功率。

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尸拉绳时，物体上升速度-随时间变化关系图像为图（丙），

物体上升的高度力随时间，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=5xl（y2m2,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，拉力厂的功率为多少W?滑轮组的机械效率〃为多少?

（2）在1~2s内，拉力尸做的功卬为多少J?

甲乙丙丁

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1.2xlO3N,密度为1.6xl03kg/m\

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,

（2）物体露出水面前滑轮组机械效率多大？

⑶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？

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物体上升的高度力/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率〃

40.31.80.974.1%

②60.32.60.976.9%

③80.33.30.9A

（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

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弹簧测力计示数小弹簧测力计上升距离/cm机械效率

12100.83083.3%

24101.530

36103090.9%

甲乙丙

（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一（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%。

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

实验钩码重钩码上升的高绳端拉力绳端移动距有用功总功机械效率

次数G/N度〃/mF/N离s/m“”〃/%

一20.11.00.30.20.3066.7

230.11.4030.30.4271.4

350.12.20.30.50.6675.8

（1）分析表中的数据，他的猜想是（选填"正确〃或"错误〃）的；

（2）实验小组又进行了如下的探究：改变滑轮的个数组成不同的滑轮组，仍用弹簧测力计沿竖直方向向.上

匀速拉动细绳，测得的数据如表2：

表2

动滑

实验钩码重绳端拉力钩码上升的绳端移动距有用功总功机械效率

轮个

次数G/NF/N高度〃/m离s/m%"〃/%

数%/J

4163.60.2041.21.4483.3

5262.40.2081.21.9262.5

6362.20.2121.22.6445.5

分析数据可知：物重相同，动滑轮个数超?多越省力，但机械效率越________.进一步分析还发EQ,当滑轮

组越来越省力时，它的额外功越来越大，甚至会出现额外功有用功的情况，所以设计一个机械模

型时，既要考虑省力，还要考虑;

（3）根据表2中的数据，如果增加动滑轮个数继续实验，将会出现的困难是,你的改进方法

是。

素养探究练

一、综合题

1.新冠病毒是威胁全人类生命的大规模流行病，众志成城、共同抗疫是中国从抗疫过程中得到的宝贵经验，

在抗疫过程中，武汉货物中转站借助了甲图的电动液压小吊车，很好的完成了物资的调运工作，图乙是小

吊车的结构简图（吊杆重力、吊钩重力、各处摩擦力均不计）。如图乙所示，可伸缩吊杆A8CZ）伸缩时可将

货物水平移动，吊杆最短长度AC=1.2m,最长长度人。=3m。液压杆双汨作用在吊杆的B点时，可将吊

杆绕八点逆时针转动从而抬高货物，当吊杆处于水平状态时,八点到液压杆EGB距离AG=0.4m,AB=0.5m。

（1）由于操作不当或吊起的货物太重，电动液压小吊车可能会出现翻转的现象。如果把整个小吊车当作一

个杠杆，吊车出现翻车时，大部分时候会以为支点；（选填"£"、"0〃或

（2）当用电动液压小吊车在C处吊起质量为1500kg的货物时，吊杆处于水平静止状态，此时液压杆对吊

杆的推力是多少N?如果已知液压杆内液体推动杆BG的有效作用面积为5=0.0151/,求液压杆内

液体对BG的压强为多少Pa?

（3）当用该小吊车在。处吊起质量为It的货物时，货物在1分钟内被抬高了0.9m,已知该小吊车的工作

效率为15%,求此时小吊车的输入功率是多少W?

乙

11.5机械效率（分层练习）

基础练

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

卬总=卬^卬薇

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Co

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.2:3B.2:1C.2:9D.9:2

【答案】B

【详解】由〃=三言可得

%用=也

则它们有用功之比为

吗S甲_%甲_3x2_2

瓦丁〃乙叫「而下

故选Bo

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、克服桶的重尢所做的功之

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，已知斜面高为从斜面长

为$，且$=3力，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/和/表

_G

~~6

【答案】C

【详解】根据题意知道，拉力做的有用功

Wm）i=Gh

拉力做的总功

W^=Fs=Fx3h=3Hi

斜面的机械效率

T喘上5。%

解得拉力

F=-G

3

克服摩擦力所做的额外功

2

W&l=Js=fx3h=3fli=Wt-\¥{{f^=3Fh-G/t=3x-G/z-Gh=Gh

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绳自由端拉力尸/N绳自由端移动距离s/m机械效率〃

20.11.20.2

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

2NxO.lm

”区一生一a83.3%

%Fs1.2NxO.2m

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

卬仃

//------------_---1-----

%%+W融1+%

%

可知该动滑轮的机械效率会变大，故D正确，C错误。

故选Do

7.如图用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在竖直向下的拉力厂作用下，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〃，拉力广做功的功率

为P，动滑轮重力80N,绳重可忽略不计，下列说法正确的是（）

A.拉力厂所做的总功为900J

B.拉力户的功率是180W

C.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〃=2,由5=泌和%=户5可得总功

W,=回访=500Nx2xlm=1000J

故A错误；

B.拉力尸的功率

夕二区二侬二200W

t5s

故B错误；

C.克服物体重力做的有用功

=G/z=900Nxlm=900J

滑轮组的机械效率

故C错误;

D.额外功

喉；=1%-W{i=1000J-900J=1OOJ

克服动滑轮重力做的额外功

1匕=G.*=80Nxlm=80J

绳重可忽略不计，所以克服动滑轮与轴的摩擦所做额外功

W,=1%-叱=100J-80J=20J

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2.1X103N的拉力厂在10s内

将重6X103N的物体匀速提升5m,不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）

甲乙

A.拉力尸做功大小为2.1X104J

B.绳索自由端速度大小为0.5m/s

C.该滑轮组的动滑轮重300N

D.该滑轮组的机械效率为80%

【答案】C

【详解】A.由图可知•端滑轮组绳子的有效段数”3,绳子自由端移动的距离

5=/2/?=3x5m=15m

拉力做的总功

34

lV.<j=F5=2.1xlONxl5m=3.15xlOJ

故A错误；

B.绳索自由端的速度

s15m,=,

v=—=-----=1.5m/s

t10s

故B错误;

C.因为不计绳重和摩擦时

动滑轮重

33

G4=3F-G=3X2.1X10N-6X10N=300N

故C正确;

D.滑轮组的机械效率

鸳久旦=旦=6x*N,95%

%FsFx3hFx32.1xlO3Nx3

故D错误。

故选Co

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：O

【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】⑴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。

⑵⑶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。

⑷[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】⑴动滑轮的机械效率为

x100%=—曳独一140N

x100%=x10Ci%=x100%=87.5%

（G桶+G纶）x〃I40N+20N

⑵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

G^xhxlOO%=―”一I80N

xlOO%=xl(X)%=xl00%=90%

(1+GQx/?缢+G轮180N+20N

>〃，故该动滑轮的机械效率变大。

11.如图所示，斜面长3m,高0.6m。工人在6s内将重600N的物体从底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力

是150N。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】口］工人利用斜面提升重物，所做的有用功

W）功=G〃=600Nx0.6m=360J

即此过程中工人做的有用功为360Jo

⑵斜面的机械效率

Wfi用Gh600Nx0.6m

〃=二—=-----------=80%

W包Fs150Nx3m

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,拉力小的功率为

18CW,则绳子自由端的拉力产为N,滑轮组的机械效率为o

【答案】20060%

【详解】⑴由图知道，承担物重绳子的股数是〃=3,绳子自由端移动的速度

v=〃丫物=3x0.3m/s=0.9m/s

由于

绳子自由端的拉力

180W

=200N

0.9m/s

⑵滑轮组的机械效率

G=360N

=60%

JiF-3x2OON

13.如图所示，光滑斜面沿斜面/IB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F/和月，所做的功分别为W/和两个斜面的效率分别为，〃和利，贝B,W;W2,

【详解】⑴⑵⑶斜面光滑说明没芍摩擦，所以不做额外功。所以把同一物体沿斜面A8和AC分别拉到顶端

人，力相同，由W=G/?可知两次做的功相同，即W尸例；根据〃二暮、100%,有用功与总功相等，机械效率

%

均为100%,所以，〃=〃2；由图可知，LAB>LAC,而W尸卬2,由W=Fs,所以尸/<尸2。

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；②6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〃）

甲乙

【答案】75%2m400N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）⑵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

n=-------=---------=zm

G900N

⑶由题可知A滑轮组拉力做的总功为

以=此=24001

总7175%

如图甲所示，A滑轮组中动滑轮上绕了3条绳，即〃=3,物体升高2m,则绳子自由端移动距离为6m。则拉

力耳的大小为

月,3=小

s6m

(3)⑷使用A滑轮组做的额外功为

%=W.,-W行用=2400J-18(M)J=6(X)J

如乙图所示，使用B滑轮组做的额外功为

叫=x30%=x30%=600J

频I]70%

故也领=小顺。

三、作图题

15.如图所示，某人用沿斜面向上的力尸=100N,把重G=50N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。

【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。

\\\\\\\\

【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「为250N,不

计维重和摩擦，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）拉力厂的功率是多少W,如果重物为900N,则滑轮组的机械效率又为多少。

〃//////

【答案】(l)0.2m/s；(2)80%：(3)50W,90%

【详解】解：（1）由图知

n=2

绳子自由端被拉下的距离

s=2〃=2xlm=2m

绳子自由端下降的速度

s2m八c,

v=-=——=0.2m/s

t10s

（2）拉力做的有用功

wf.=GJ?=400NXlm=400J

拉力做的总功

%=R=250Nx2m=500J

滑轮组的机械效率

〃=%x100%=^!-x100%=80%

%500J

（3）拉力厂的功率是

P=Fv=250Nx0.2m/s=50W

不计绳重和摩擦，根据公式尸=：（G物+G动）可知，动滑轮的重力

G,,j=2产一G的=2x250N-400N=100N

根据公式〃=&

如果重:物为900N,可知，滑轮组的机械效率是

%卬行+%G物〃+G动〃G物+G动

剪，9。％

n=

G物+G动900N+100N

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）拉力厂的功率是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/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,拉力尸随时间，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，广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

h2-20cm=0.2m

所用的时间

t2=3s-Is=2s

物块运动的速度

九0.2m.i.