【文档说明】中考物理试题分类汇编 专题21 机械效率（含解析）.doc，共(35)页，631.500 KB，由MTyang资料小铺上传

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专题21机械效率一．选择题（共8小题）1．（•福建）如图，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过程（）A．额外功较小

B．额外功较大C．总功较小D．总功较大【分析】不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功与额外功之和；机械效率是有用功与总功的比值。由此分析解答。【解答】解：AB、由

题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，由W额=G动h知，提升A和B所做额外功相同，故A、B错误；CD、不计绳重与摩擦的影响，滑轮组的机械效率：η==，额外功相

同，提升A物体时滑轮组的机械效率较大，所以提升A物体所做的有用功较大，其总功较大，故C错误、D正确。故选：D。2．（•自贡）如图所示，用滑轮组提升重物时，重400N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的

力F为250N，则提升重物的过粒中（）A．做的总功是400JB．拉力F的功率是25WC．绳子自由端被拉下1mD．滑轮组的机械效率是80%【分析】（1）（3）已知拉力大小，由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2，

则s=2h，求出拉力端移动距离，利用W=Fs可求总功；（2）知道做功时间，利用P=求出拉力F的功率；（4）已知物重和物体被提升高度，根据公式W=Gh可计算出有用功；利用效率公式η=求滑轮组的机械效率。

【解答】解：AC、由图知，n=2，则绳子自由端移动的距离：s=2h=2×1m=2m，故C错误；拉力做的总功：W总=Fs=250N×2m=500J，故A错误；B、拉力F的功率：P===50W，故B错误；D、有

用功：W有用=Gh=400N×1m=400J，滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%，故D正确。故选：D。3．（•东营）对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确

的是（）A．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%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．做功快的机械，机械效率一定高【分析】（1）机械效率反映了机械的性能优劣，是有用功与总功的比值，与做功快慢没有关系；使用任何机械不可避免地做额

外功，所以机械效率一定小于100%；（2）功率是描述物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内所做的功，功率大则做功快。【解答】解：A、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B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；D、机械效率与做功快慢没有关系。故D错误。故选：C。4．（•攀枝花）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个

滑轮等重），在相同时间内把重物G提升相同高度，F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A．力F1和F2做功的功率相同B．力F1和F2做的总功相同C．乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高【分析】①使用滑

轮组时，手拉绳子自由端做的功是总功；总功与所用时间之比是拉力做功的功率；②根据已知条件判断省力情况；利用公式η====比较滑轮组机械效率。【解答】解：由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n=4。AB、若重物上升高度

为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为：s甲=3h，s乙=4h；甲滑轮组中拉力做的总功为W甲总=F1•3h，乙滑轮组中拉力做的总功为W乙总=F2•4h，已知F1=F2，所以W甲总＜W乙总，故B错误；已知时间相同，由公式P=知，P甲总＜P乙总．故A错误；

CD、已知F1=F2，所以省力情况相同，故C错误；甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，设一个动滑轮的重为G动，不计绳重及摩擦，则甲滑轮组的机械效率为：η甲====，乙滑轮组中有2个动滑轮，同理可得，乙滑轮组的机械效率为：η乙=，所以η甲＞η乙，故C错误，D正确。故选：D。5．（•宜昌）

下列有关起重机提升货物时机械效率的说法，正确的是（）A．有用功越多，机械效率越高B．同一起重机提起的货物越重，机械效率越高C．额外功越少，机械效率越高D．同一起重机提起同一货物越快，机械效率越高【分析】（1）机械效率是有用功与总功的比值。（2）增加物重，其他条件不变

，有用功增多，有用功在总功中所占的比例增大，机械效率升高；（3）机械效率高的机械，说明所做有用功占总功的比值大，额外功所占总功的比值小，不是做的额外功越少，（4）机械做功的快慢指功率，机械效率大小与功率大小没有关系

。【解答】解：A、机械效率是有用功与总功的比值，由于总功的多少不确定，所以无法判断有用功与总功比值的大小，即机械做的有用功越多，其机械效率不一定高，故A错误；B、起重机提起的货物越重，所做的额外功基本不变，有用功在总功中所占的比重越大，所以它的机械效率越大，故B

正确；C、机械效率越高，说明所做有用功占总功的比值大，额外功所占总功的比值小，不是做的额外功越少，故C错误；D、使用滑轮组做功越快，说明功率越大，但机械效率与功率没有关系，故D错误。故选：B。6．（•广安）如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重

500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力）。则下列说法正确的是（）A．斜面上的摩擦力是50NB．拉力的功率是50WC．拉力所做的功是300JD．斜面的机械效率是80%【分析】（1）利用W=Fs计算

该过程拉力F做的功；利用W有=Gh求出有用功，利用W额=W总﹣W有求出额外功，然后利用W额=fs计算货物箱在斜面上受的摩擦力大小；（2）利用P=求拉力做功功率；（3）斜面的机械效率等于有用功与总功之比。【解答】解：（1）拉力F做的功：W总=Fs=1

50N×3m=450J；有用功：W有用=Gh=500N×0.6m=300J，额外功：W额=W总﹣W有用=450J﹣300J=150J，由W额=fs可得，物体在斜面上受到的摩擦力：f===50N，故A正确

、C错；（2）拉力的功率：P===75W，故B错；（3）斜面的机械效率：η==×100%≈66.7%，故D错。故选：A。7．（•深圳）如图为“测滑轮组机械效率”的实验。在弹簧测力计拉力作用下，重6N的物体2

s内匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图示（不计绳重与摩擦）。下列说法错误的是（）A．弹簧测力计的拉力是2.4NB．物体上升的速度为0.05m/sC．弹簧测力计拉力的功率为0.12WD．滑轮组的机械效率约83.3%【分析

】（1）先确定弹簧测力计的分度值，再根据指针位置读数；（2）利用速度公式求物体上升速度；（3）由图知，n=3，重物上升h，则拉力端移动的距离s=3h，利用W总=Fs求出拉力做的功；利用P=求拉力做功功率

；（4）知道物体重，利用W=Gh求出有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。【解答】解：A、由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为2.4N，故A正确；B、物体上升速度v===0.05m/s，故B正确；C、由图知，n=3，拉力端移动距离s=3h=3×0.1m=0.3

m，拉力做功W总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J，拉力做功的功率：P===0.36W，故C错误；D、有用功W有=Gh=6N×0.1m=0.6J；滑轮组的机械效率：η==×100%≈83.3%，故D正确。故选

：C。8．（2017•黑龙江）分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组（不计绳重和摩擦，设每个滑轮质量相等），则下列选项中正确的是（）A．η组＜η动＜η定B．η动＜η定＜η组C．η定＜η动＜η组D

．η定＜η组＜η动【分析】克服物体的重力所做的功是有用功，由题知匀速提升同一物体到同一高度处，可知做的有用功相同；不计绳子质量和摩擦，额外功W额=G轮h，知道使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的动滑轮的个数为0、1、2，可以得出做的额外功的大小关系

，由于W总=W有用+W额，可以得出所做的总功的大小关系，再利用效率公式比较三种情况下机械效率的高低。【解答】解：匀速提升同一物体到同一高度处，由W有用=Gh可知，三种情况下做的有用功相同，大小都为W有用；不计绳子质量和摩擦，所做的额外功：W额=G动h，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，动滑轮

的个数分别为0、1、2，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，做的额外功：W额定＜W额动＜W额组，由W总=W有用+W额可知三种情况下做的总功：W定＜W动＜W组，由η=可知，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的机械效率：η组＜η动＜η定。故选：A。二．多选题（共3小题）9．（•聊城）工人师傅搬运货物时，在地面和卡

车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15s。已知车厢高1.5m，木板长3m，货物质量为60kg，沿斜面所用的拉力为400N，g=10N/kg，则下列说法正确的是（）A．工人做的总功为900JB．工人做的额外功为300JC．

工人做功的功率为60WD．此斜面的机械效率为75%【分析】根据功的计算公式W=Fs可求出拉力做的功，即总功；再根据P=可求功率；再根据W=Gh求出有用功；然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率。【解答】

解：A、工人做的总功为：W总=Fs=400N×3m=1200J；故A错误；B、做的有用功为：W有=Gh=mgh=60kg×10N/kg×1.5m=900J；所做额外功为：W额=W总﹣W有=1200J﹣900J=300J；故B正确；C、工人做功的功率为：P===80W；故C错误；D、斜面的

机械效率为：η==×100%=75%；故D正确；故选：BD。10．（•滨州）如图所示，重400N的物体在30N的水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是（）A．绳子自由端移动的距离为3m

B．有用功为400JC．拉力F的功率为9WD．物体与地面间的滑动摩擦力为72N【分析】（1）知道物体移动速度和时间，利用s=vt求物体移动距离，由题知，n=3，拉力端移动的距离等于物体移动距离的3倍；（2）利用W=Fs求拉力做的

总功，利用机械效率公式计算有用功；（3）利用功率公式求拉力做功功率；（4）知道机械效率和拉力大小，利用η=求摩擦力f。【解答】解：A、由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s绳=3s物=3v物t=3×0.1m/s×10s=3m，故A正确；B、拉

力做功为：W总=Fs绳=30N×3m=90J，有用功：W有=ηW总=80%×90J=72J，故B错误；C、拉力做功的功率：P===9W，故C正确；D、有用功W有=fs物，拉力做的总功W总=Fs绳，由η====得，物体与地面间的滑

动摩擦力：f=η×3F=80%×3×30N=72N，故D正确。故选：ACD。11．（•通辽）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（）A

．绳子自由端下降速度为0.3m/sB．动滑轮的重力为100NC．拉力F的功率是40WD．滑轮组的机械效率是80%【分析】（1）由图知，n=2，绳子自由端移动的距离s=2h，利用速度公式求其速度；（2）不计绳重和摩擦，利用F=（G+G轮）求出动滑轮的重力；（3

）利用W=Fs求总功，再利用P=求拉力做功功率；（4）利用W=Gh求有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。【解答】解：A、由图可知，n=2，绳子自由端移动的距离s=2h=2×1m=2m，绳子自由端移动的速度v===0.2m/s，故A错；B、不计绳重和摩

擦，拉力F=（G+G轮），则动滑轮重力：G轮=2F﹣G=2×250N﹣400N=100N；故B正确；C、拉力做的总功：W总=Fs=250N×2m=500J，拉力的功率：P===50W，故C错误；D、有用功：W

有用=Gh=400N×1m=400J，滑轮组的机械效率：η==×100%=80%，故D正确。故选：BD。三．填空题（共10小题）12．（•临沂）小明用如图所示的动滑轮提起140N的水桶，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），小明拉绳子的动

力为80N；如果向水桶内再加入40N的水，提起时动滑轮的机械效率变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【分析】不计绳重和摩擦，人拉绳子自由端的拉力F=（G+G动）；用同一个滑轮组提升物体时，物重越大，

效率越高。【解答】解：由图可知，该滑轮为动滑轮，有两段绳子拉着动滑轮，不计绳重和摩擦，则拉绳子的动力：F=（G+G动）=（140N+20N）=80N；使用同一滑轮组，在提升高度相同时，所做的额外功不变，增加水的重力，增大了有用功，所以有用功在

总功中所占的比例变大，机械效率会变大。故答案为：80；变大。13．（•菏泽）使用同一个滑轮组提升物体，提升的物体质量越大，滑轮组的机械效率越高（填“越高”、“越低”或“不变”）【分析】提升的物体质量越大（即提升物体的重力越大），在提升高度相

同时，所做有用功越大；用同一个滑轮组提升物体，克服绳重、摩擦和动滑轮重力所做的额外功变化不大；根据有用功在总功中所占的比例可判断机械效率的变化情况。【解答】解：使用同一个滑轮组提升物体，提升的物体质量越大（即提升物体的重力越大），在提升高度相同时

，所做有用功越大，而所做的额外功变化不大，则有用功在总功中所占的比例越大，即滑轮组的机械效率越高。故答案为：越高。14．（•岳阳）用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为720N的货物匀速提高10m，所做的总功为12000J，此时滑轮组的机械效率为60%；用该滑轮组提升更重的物体，机械效率会变大（选填“

变小”、“不变”或“变大”）。【分析】知道物体重和提升的高度，利用W=Gh求有用功，又知道总功，利用效率公式求滑轮组的机械效率；用同一个滑轮组提升物体时，物重越大，效率越高。【解答】解：有用功：W有用

=Gh=720N×10m=7200J；已知所做的总功：W总=12000J；则滑轮组的机械效率为：η==×100%=60%；用该滑轮组提升更重的物体，在提升高度相同时，由于物重增大，则有用功增大，而额外功几乎不变，所以有用功在总

功中所占的比例变大，机械效率会变大。故答案为：60%；变大。15．（•云南）如图所示，用滑轮组把质量为80kg的物体匀速提升3m，若拉力F=500N，则滑轮组的机械效率为80%，若不计绳重和摩擦，则动滑轮受到的重力为200N。【分析】（1）知道物体质量，利用G=

mg求其重力，再利用W=Gh求拉力做的有用功；由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h，利用W=Fs求总功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。（2）不计绳重和摩擦，拉力F=（G+G动），据此求动滑轮重力。【解答】解：（1）物体的重力：G=mg=80kg×10

N/kg=800N，做的有用功：W有用=Gh=800N×3m=2400J，由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×3m=6m，拉力做的总功：W总=Fs=500N×6m=3000J，滑轮组的机械效率：η==×100%=80%；（2）不计绳重和摩擦，拉力F=（G+G动），则动滑轮重力：G动=

2F﹣G=2×500N﹣800N=200N。故答案为：80%；200。16．（•枣庄）如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦。若GA＞

GB，则η甲＞η乙；若FA=FB，则GA＜GB．（选填“＞”、“＜”或“=”）【分析】（1）不计绳重和摩擦，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做的功为总功，根据η=×100%=×100%=×100%结合GA＞GB比较两滑轮组的机械效率关系；（2）由图可知滑

轮组绳子的有效股数，根据F=（G+G动）结合FA=FB得出提升物体的重力关系。【解答】解：（1）不计绳重和摩擦，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做的功为总功，则滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%，因物体的重力G越大，1+越

小，越大，且动滑轮的重力相等，所以，GA＞GB时，η甲＞η乙；（2）由图可知，n甲=2，n乙=3，由F=（G+G动）可得，提升物体的重力：G=nF﹣G动，则FA=FB时，提升物体的重力关系为GA＜GB

。故答案为：＞；＜。17．（•广州）小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体A，测出A移动的距离s、水平拉力F和A的重力G。（1）以上条件能否求出此时滑轮的机械效率η？不能，如果能，写出η的表达式；如果条件不足，写出还需补充的物理量的测量步骤和符号，并写出η的表达式

η=×100%（η用题目已知及补充的物理量符号表示）（2）若A在10s内运动了4m，A的速度为0.4m/s。【分析】（1）根据η==可求出滑轮的机械效率，据此分析需要补充的物理量；（2）根据速度公式v=求出A的速度。【解答】解：（1）根据η==可知，要求出滑轮的机械效率，补充的物理量为：摩擦力f

；测量摩擦力时应水平匀速拉动木块，使木块做匀速直线运动，木块处于平衡状态，由二力平衡条件可知，滑动摩擦力等于拉力；作用在动滑轮上有两段绳子，所以拉力F通过的距离为物体A移动距离的2倍，滑轮的机械效率为

：η====×100%；（2）物体A的速度为：v===0.4m/s。故答案为：（1）不能；η=×100%；（2）0.4m/s。18．（•眉山）如图所示，一同学在用滑轮组匀速提升不同重物时，记录下了绳子自

由端拉力F与对应所提升的物体的重力G，如下表：G/N123456F/N0.81.31.82.32.83.3根据上表数据分析可知，绳子自由端拉力F与物体重力G的关系式为F=0.5G+0.3N；当物体重力G=10N时，此滑轮组的机械效率η=9

4.3%。【分析】由表格数据，重力G每增大1N，绳子自由端的拉力F增大0.5N，所以F与G成一次函数关系，由此解答；根据物体的重力求出拉力的大小，然后根据机械效率公式求出机械效率。【解答】解：由表格数据可知，重力G每增大1N，绳子自由端的拉力F增大0.5N，所以F与G成一次函数关系，设F

与G关系的表达式为F=kG+b，由表格第一组数据，当G=1N，F=0.8N，则：0.8N=k×1N+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①由表格第二组数据，当G=2N，F=1.3N，则：1.3N=k×2N+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣

﹣②②﹣①可得k=0.5，将k=0.5代入①解得b=0.3N，所以拉力F与物体所受重力G的关系式：F=0.5G+0.3N；当物体重力G=10N时，此时的拉力：F=0.5×10N+0.3N=5.3N；由图可知，有两段绳子拉着动

滑轮；滑轮组的机械效率为：η=====≈94.3%。故答案为：0.5G+0.3N；94.3%。19．（•安徽）如图所示，当工人师傅用400N的拉力向下拉绳时，可使重680N的重物匀速上升，此过程中滑轮组的机

械效率为85%。【分析】已知拉力、物重，利用η=可计算滑轮组机械效率。【解答】解：由图可知，滑轮组承担物重的绳子段数：n=2，由η====得，滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=85%。故答案为：85%。20．（•安顺）

工人借助如图所示的装置，在20s时间内将700N重的货物匀速提升了4m，已知他对绳子的拉力为500N．该过程中，工人所用装置的机械效率为70%，工人对绳子拉力的功率为200W。【分析】（1）根据图中滑轮组中

线的绕法，有两段绳子承担总重，绳子自由端移动距离s=2h，利用滑轮组机械效率的公式η==计算出滑轮组的机械效率；（2）已知绳子自由端被拉下的距离，根据公式W=Fs可求出拉力所做的功；根据P=计算出拉力的功率。

【解答】解：（1）由图可知n=2，则绳子自由端移动的距离s=2h=2×4m=8m，工人所用装置的机械效率：η=×100%=×100%=×100%=70%。（2）拉力做的功：W=Fs=500N×8m=4000J，拉力的功率：P===200W。故答案为：70%，200。21．（•德阳）如图所示，

沿斜面把质量为12kg的一个物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力是F=100N，斜面长2m、高1m，则其机械效率是60%，物体所受摩擦力是40N．（取g=10N/kg）【分析】①知道拉力大小，利用W=Fs求出总功，利用W=Gh求出有用功，利用效率公式求出斜面的机械效率

。②克服摩擦力做的功即为额外功，根据W=fs求出摩擦力的大小。【解答】解：（1）有用功：W有=Gh=mgh=12kg×10N/kg×1m=120J；拉力做的总功：W总=Fs=100N×2m=200J；斜面的机械效率：η==×100%=60%；（2）额外功：W额=W总﹣W有=

200J﹣120J=80J，由W额=fs可得，物体所受的摩擦力：f===40N。故答案为：60；40。四．实验探究题（共7小题）22．（•兰州）如图所示为测定动滑轮机械效率的示意图。用弹簧测力计拉动绳子自由端，将质量为200g的钩码从A位置匀速提升至B位置，同时弹

簧测力计从图中的A′位置匀速竖直上升至B′位置，在此过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图乙所示，请根据所做实验进行分析（g=10N/kg）；（1）弹簧测力计的示数为1.2N：拉力F所做的功为0.048J

。（2）动滑轮的机械效率约为83.3%。（结果保留一位小数）【分析】（1）由乙图根据测力计分度值读数；由甲图知，绳子自由端移动的距离，根据W总=Fs求拉力F所做的功；（2）由图甲知，物体A上升的高度，根据G=mg求物体的重力；根据W有=Gh求做的有用功；根据η=×100%

求动滑轮的机械效率。【解答】解：（1）由乙图知，测力计分度值为0.2N，示数为1.2N，由甲图知，绳子自由端移动的距离为：s=8.50cm﹣4.50cm=4.00cm，拉力F所做的功为：W总=Fs=1.

2N×0.04m=0.048J；（2）由图甲知，物体A上升的高度h=2.00cm，物体的重力：G=mg=0.2kg×10N/kg=2N，做的有用功：W有=Gh=2N×0.02m=0.04J，动滑轮的机械效率约为：η==×

100%≈83.3%。故答案为：（1）1.2；0.048；（2）83.3%。23．（•绵阳）某小组同学测量滑轮组的机械效率。实验步骤有：（i）按照如图所示安装滑轮组，测钩码重力G并记钩码和绳端的位置（ii）用弹簧测力计缓慢拉动绳端，使钩

码上升，读出拉力F的值，并测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s；（iii）记录实验数据填入表格中（表格略）；（iv）多次改变钩码的数量，重复上述实验；（v）用动滑轮质量不同的两个滑轮组吊相同的钩码，分别测机械效率；（vi）分析测量结果，讨论影响机械效率的

因素回答以下问题：（1）除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的器材是刻度尺。（2）滑轮组机械效率的计算公式是η=（用直接测得的物理量符号表示）。（3）关于影响滑轮组机械效率的因素，该小组同学讨论后得到以下认识，你

认为正确的有ADE（填序号，可能不止一项正确）。A．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越小B．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越大C．忽略摩擦，定滑轮质量相同，则机械效率相同D．忽略摩擦，动滑轮质量相同，则机械效率相同E．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越大F．

忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越小【分析】（1）（2）滑轮组是用绳子把定滑轮和动滑轮组装而成的机械装置，根据滑轮组的机械效率公式η====分析探究所需要测量的工具以及测量的量、表

达式；（3）滑轮组机械效率与物体重力、动滑轮的重力，以及摩擦力的大小有关，在有用功不变的情况下，所做的额外功越多，滑轮组的机械效率越低。【解答】解：（1）由图可知，除了滑轮，弹簧测力计外，还需要测量高度的刻度尺；（2）由滑轮组的图上可知，n=3滑轮组做的有用功为W有=Gh，总

功为W总=Fs，机械效率的表达式为η==；（3）AB、在相同情况下，摩擦越大，所做的额外公功越多，机械效率越小，故A正确，B错误；CD、忽略摩擦，滑轮组的机械效率，与定滑轮的质量无关，动滑轮质量相同，重力相同，

额外功相同，则机械效率相同，故C错误、D正确；EF、忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，所做的有用功越多，则机械效率越大。故E正确、F错误。故选ADE。故答案为：（1）刻度尺；（2）；（3）ADE。24．（•德州）测量滑轮组的机械效率：步骤如图所示为测量某滑轮组机械效率的实验装

置。①实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计。②分析表中数据可知：实验2是用图乙做的实验。③实验序号3中的机械效率η=80%。装置图表格实验序号钩码重量G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率η140.11.80.3

74%280.13.10.386%380.12.50.4结论通过比较1、2（填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时

，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低问题讨论实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数。你认为他的想法不正确（选填“正确”或“不正确”），因为他没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响。【分析】（1）②根据绳子自由端移动的距离s与提升物

体的高度h的关系，s=nh，求出实验1中绳子的有效段数分析；求出实验2中绳子的有效段数分析；③根据η==×100%求第3次实验的机械效率：（2）根据控制变量法，要探究滑轮组的机械效率与物重的关系，需要控制绳子的段数相同，改变物体的重力，找出合适的次数；比较实验2和3的相同条件和不同条件得出结论；（

3）在测力计静止时，不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦考虑。【解答】解：（1）②根据绳子自由端移动的距离s与提升物体的高度h的关系，s=nh，故实验1中绳子的有效段数：n===3；实验2中绳子的有效段数：n===

3；由表格数据知：第1次实验物体的重力为4N，第2次物体的重力为8N，故第1次是用甲图做的实验，第2次是用乙图做的：③第3次实验的机械效率：η3===×100%=80%；（2）根据控制变量法，要探究滑轮组的机械效率与物重的关系，需要控

制绳子的段数相同，改变物体的重力，表格中1、2两次实验符合要求，可以得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。比较实验2和3可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低；（3）在弹簧测力计静

止时读出了数据，由于不会克服绳与轮之间的摩擦，所以测得的拉力偏小，她的想法是不正确的，因为她没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。故答案为：②乙；③80%；1、2；越低；不正确；摩擦力。25．（•钦州）下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告，实验名称：测量滑轮组的机

械效率实验步骤：（1）观察弹簧测力计的量程、零刻度线和分度值。（2）如图1所示，测量物体G所受的重力为4.6N。（3）如图2所示，实验过程中，拉动弹簧测力计并读出拉力F的数值，用刻度尺测出的物体G上升的

高度h和弹簧测力计移动的距离s，将数据填入表格。根据表格中的数据，可以知道他们选用的滑轮组是乙（选填甲”或“乙”）（4）仅改变重物G上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据实验记录：实验次数物体重量G/N物体上升高度h/

cm拉力F/N弹簧测力计移机动的距离s/cm机械效率η15.001.8015.0085.2%28.001.7724.0086.6%310.001.7530.0087.6%实验结论：滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。实验讨论与交流①小明和小红的实验结论：不科学（选填“科学”或“不科学”）

，请说明你的理由根据η=×100%，滑轮组的机械效率与所提升物体的高度无关。②小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探究：改变提升物体的重力，重复实验（3）步骤，计算出机械效率进行比较分析。【分析

】（1）测力计使用前，要观察弹簧测力计的量程、零刻度线和分度值；（2）根据测力计分度值读数；（3）测量长度的工具是刻度尺；根据绳子自由端移动的距离与物体升高高度的关系s=nh，根据绳n=求出绳子的有效段数分析回答；（4）①滑轮组的机械效率η====，据

此分析；②为得出普遍性的结论要多测量。【解答】解：（1）观察弹簧测力计的量程、零刻度线和分度值。（2）如图1所示，测力计分度值为0.2N，测量物体G所受的重力为4.6N；（3）如图2所示，实验过程中，拉动弹簧测力计并读出拉力F的数值，用刻度尺测出的物体G

上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s；根据绳子自由端移动的距离与物体升高高度的关系s=nh，绳子的有效段数n===﹣﹣﹣﹣==3，可以知道他们选用的滑轮组是乙；（4）①滑轮组的机械效率：η====，故滑轮组的机械效率与所提升物体的高度无关，由题意和表中数据，滑轮组的机械效率

与所提升物体的重力有关；小明和小红的实验结论不科学；②小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探究：改变提升物体的重力，重复实验（3）步骤，计算出机械效率进行比较分析。故答案为：（1）分度值；（2）4.6N；（3）刻度尺；乙；（4）

①不科学；根据η=×100%，滑轮组的机械效率与所提升物体的高度无关；②提升物体的重力。26．（•泰安）图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端，将重为4.5N

的物体从A位置提升到A′位置，同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B′位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题：（1）物体提升的高度是5.0cm，拉力是2N，该滑轮组的机械效率η=75%

；（2）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，则滑轮组的机械效率变小（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【分析】（1）读出BB'之间的距离，根据滑轮组的特点求出物体上升的高度；根据测力计的

分度值读出测力计示数；知道物体重力和物体升高的距离，求出绳子自由端移动的距离，读出弹簧测力计的示数；根据η=求出机械效率。（2）根据额外功的变化判定机械效率的变化。【解答】解：（1）测力计B位置匀速提升到B'位置，测力计上升的高度为：s=15.0cm；由图可知，有3段绳子拉着动滑轮，则物体上的

高度为：h=s=×15.0cm=5.0cm；由图可知，测力计的示数为2N；该动滑轮的机械效率：η====75%；（3）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，此时有用功不变，克服动滑轮重力所做的额外功变大，故机械效率变小。故答案为：（1）5.0；2；75%；（2）变小。27．

（•黔南州）如图为某同学测动滑轮机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将质量为200g的钩码从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A′位置匀速竖直上升到B′位置，这个过程用时2秒，弹簧测力

计对绳的拉力为F．请你根据这个同学做的实验完成下列问题：（1）准备了下列器材：钩码、天平、滑轮组、细绳、弹簧测力计和刻度尺，其中多余的器材是天平；（2）如图，由刻度尺的读数可知，钩码上升的距离是10.0cm。（3）若弹簧测力计的读数为1.2N，则这个动

滑轮的机械效率是83.3%，拉力F做功的功率是0.12W。【分析】（1）实验中不需要测出钩码的质量；（2）根据刻度尺的分度值读数；（3）读出测力计移动的距离，根据机械效率公式求出效率，根据功率公式求出功率。【解答】解：（1）实验中不需要测出钩码

的质量，故多余的器材是天平；（2）由图可知，刻度尺的分度值是1cm，则钩码上升的距离为10.0cm；（3）弹簧测力计从25cm开始上升，上升到45cm处，绳子末端移动的距离s=20.0cm=0.2m；拉力做的功即总功为：W总=FS=1.2N×0.2m=0.24J；有用功为：W

有=Gh=mgh=0.2kg×10N/kg×0.1m=0.2J；机械效率为：η===83.3%；拉力F做功的功率是：P===0.12W。故答案为：（1）天平；（2）10.0；（3）83.3%；0.12。28．（•襄阳）某同学“测量滑轮组的机械效率

”的实验装置如图所示。实验时把更72N的物体吊在滑轮上，向上缓慢拉动弹簧测力计，测出物体上升高度和绳端移动距离分别为0．lm和0.3m。图小弹簧测力计示数为3N，滑轮组机械效率为80%．如果用此滑轮组提升另一重为10N的物体，它的

机械效率变大（填“变大”、“变小”或“不变”）。【分析】根据弹簧测力计的分度值读数；根据η=×100%=×100%求出机械效率；不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%，据此进行解答。【解答】解：由

图可知，测力计的分度值为0.5N，示数为3N；滑轮组机械效率为：η=×100%=×100%=×100%=80%；不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率：滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%，第一次提升物体的重力为7.2N，如果用该滑轮组提升10N的物体，

物体的重力变大，滑轮组的机械效率变大。故答案为：3；80；变大。五．计算题（共6小题）29．（•北京）如图是用动滑轮提升货物A的示意图。在竖直向上的拉力F的作用下，使重450N的货物A在50s的时间里，匀速竖直上升了10m。在这个过程中，

拉力F做的功为5000J．求：（1）有用功W有；（2）拉力F的功率P；（3）动滑轮的机械效率η。【分析】（1）利用W=Gh求有用功；（2）知道拉力做的总功，利用P=求拉力做功功率；（3）动滑轮的机械效率等于有用功与总功之比。【解答】解：（1）有用功：W有=Gh=450N×10m=45

00J；（2）已知拉力F做的功为5000J，即W总=5000J，拉力做功的功率：P===100W；（3）动滑轮的机械效率：η==×100%=90%。答：（1）有用功为4500J；（2）拉力F的功率为100W；（3）动滑轮的机械效率为90%。30．（•德阳）如图所示为一吊

运设备的简化模型图，图中虚线框里是滑轮组（未画出），滑轮组绳子自由端由电动机拉动，现用该设备先后搬运水平地面上的物体A和B，已知两物体重GA=1.75GB当对A施以竖直向上的拉力FA=1500N时，物体A静止，受到地面支持力是NA当对B施以竖直向上的拉力FB=1000N时，物体B静止，受到地

面支持力是NB；且NA=2NB求：（1）物体A的重力GA和地面支持力NA大小；（2）当电动机对滑轮组绳子的自由端施以F=625N的拉力时，物体B恰好以速度v被匀速提升，已知此时拉力F功率为500W，滑轮组机械效率力80%，不计各种摩擦和绳子质量，物体B的

速度v为多少？【分析】（1）对A、B进行受力分析，FA+NA=GA，FB+NB=GB，已知两物体重GA=1.75GB，且NA=2NB，列式可解；（2）知道提升重物B时滑轮组的机械效率和绳子自由端的拉力，可利用公式

η===计算出吊着物体的绳子的段数。知道拉力F的大小和拉力F做功的功率，可利用公式P=FV计算出绳子自由端运动的速度，从而可以计算出物体B匀速上升的速度v。【解答】解：（1）当对A施以竖直向上的拉力FA=

1500N时，物体A静止，受到地面支持力是NA；对A，由力的平衡条件可得：FA+NA=GA，即：1500N+NA=GA﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①已知两物体重GA=1.75GB，且NA=2NB，所以①式可写为：1500N+2NB=1.75GB﹣﹣﹣

﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②当对B施以竖直向上的拉力FB=1000N时，物体B静止，受到地面支持力是NB；对B，由力的平衡条件可得：FB+NB=GB，即：1000N+NB=GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③②﹣③得，500N

+NB=0.75GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④③﹣④得，500N=0.25GB，解得GB=2000N，代入解得：NB=1000N，GA=3500N；NA=2000N；（2）已知绳子自由端的拉力F=625N，η=80%，物体B重为2000N，设承担物重的绳子段数为n，

则η=====80%，解得：n=4。又因为拉力F做功的功率P=500W，由P=Fv得，绳子自由端运动的速度为：v绳===0.8m/s，则物体B匀速上升的速度为：v=v绳=×0.8m/s=0.2m/s。答：（1）物体A的重力GA是3500N；地面支持力NA大

小是2000N；（2）物体B的速度v为0.2m/s。31．（•玉林）如图所示是打捞物体的模拟装置。现电动机带动钢丝绳自由端以0.5m/s的速度匀速拉动滑轮组，经过5min将体积为0.1m3的物体由海底提升到

海面，物体离开海面后钢丝绳自由端的速度变为0.49m/s，此时电动机的输出功率比物体在海水中时增大了12%（不计物体的高度、绳重和摩擦，ρ物=7.6×103kg/m3，g取10N/kg，ρ海水取1.0×103kg/m3

）。求：（1）物体浸没在海水中受到的浮力；（2）物体在海底时的深度；（3）物体在海底时受到海水的压强；（4）物体在海面下匀速上升过程中，该滑轮组的机械效率（不计动滑轮体积）【分析】（1）物体排开海水的体积等于物体的体积，利用阿基米

德原理求浸没在海水中受到的浮力；（2）由图知，n=5，物体升高速度等于绳子自由端移动速度的，利用速度公式求物体在海底时的深度；（3）利用p=ρgh求物体在海底时受到海水的压强；（4）利用G=mg=ρgV求物体重力；设物体

在水中电动机的功率为P1，钢丝绳自由端的拉力为F1，P1=F1v1；物体在离开水面后电动机的功率为P2，钢丝绳自由端的拉力为F2，P2=F2v2；而物体在离开水面后电动机的功率比物体在海水中时增大了12%，据此求F1、F2的大小关系；由图

知，n=5，不计绳重和摩擦，拉力F1=（G﹣F浮+G轮），F2=（G+G轮），进一步求出动滑轮重力，物体在海面下匀速上升过程中，该滑轮组的机械效率η==。【解答】解：（1）物体浸没在海水中时，排开海水的体积：V排=V=0.1m3，则物体浸没在海水中受到的浮力

；F浮=ρ海水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=1000N；（2）由图知，n=5，物体升高的速度：v物=v=×0.5m/s=0.1m/s，由题意可得，物体在海底时的深度：h=v物t=0.1m/s×5×60s=30m；（3）物体在

海底时受到海水的压强：p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa；（4）物体重力：G=mg=ρ物gV=7.6×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=7600N，设物体在水中时电动机的功率为P1，钢丝绳自由端的拉力为F1，绳自由端的速度

v1=0.5m/s，则P1=F1v1=F1×0.5m/s；物体在离开水面后电动机的功率为P2，钢丝绳自由端的拉力为F2，绳自由端的速度v2=0.49m/s，则P2=F2v2=F2×0.49m/s；由题知，物

体在离开水面后电动机的功率比物体在海水中时增大了12%，即：P2=P1（1+12%），代入数据可得：F2×0.49m/s=F1×0.5m/s（1+12%），解得：F2=F1，由图知，n=5，不计绳重和摩擦，两

次的拉力分别为：F1=（G﹣F浮+G轮），F2=（G+G轮），可得：（G+G轮）=×（G﹣F浮+G轮），解得：G轮=8F浮﹣G=8×1000N﹣7600N=400N，物体在海面下匀速上升过程中，动滑轮对物体的拉力G﹣F浮所做的功为有用功，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重

力做功为额外功，此过程中该滑轮组的机械效率：η===×100%≈94.3%。答：（1）物体浸没在海水中受到的浮力为1000N；（2）物体在海底时的深度为30m；（3）物体在海底时受到海水的压强为3×105Pa；（4）物体在海面下匀速上升过程中，该滑轮组的机械效率为94.3%。32．（•青岛）

工人利用如图所示的滑轮组匀速提升重600N的货物，绳子自由端被竖直拉上6m，额外功为300J．求滑轮组的机械效率【分析】由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=3，由s=nh求出货物提升的高度h，利用W有用=Gh求有用功；已知额外功，根据W总=W有用+W额计算总功；最后根据公式

η=求滑轮组的机械效率。【解答】解：由图知，n=3，由s=nh可得，货物提升的高度：h===2m，则所做的有用功：W有用=Gh=600N×2m=1200J；拉力所做的总功：W总=W有用+W额=1200J

+300J=1500J；则滑轮组的机械效率：η==×100%=80%。答：滑轮组的机械效率为80%。33．（•桂林）小熊在课外实践活动中，用如图甲所示的滑轮组匀速拉动放在树下一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从100N开始逐渐增加，每次物体被拉动的距离均为1m。根据测量结果画出了

该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图象，如图乙所示。若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，求：（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是多大？（2）当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1m/s的速

度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是多大？（3）当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳，还能用此滑轮组拉动物体吗？用计算结果说明。【分析】（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率；（2）当f1=100N时，η

1=50%，通过滑轮组拉动水平面上的物体，有用功W有用=fs；由题知，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，额外功W额外=G动s，总功等于有用功加上额外功，滑轮组的机械效率η1===，据此求动滑轮重；当η2=75%时，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，机械

效率η2===，据此求此时摩擦力；滑轮组的有用功率P有=f2v；（3）不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，拉力F=（f+G动），和小熊的重力大小比较得出能否用此滑轮组拉动物体。【解答】解：（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为

100N时，滑轮组机械效率是50%；（2）当f1=100N时，η1=50%，通过滑轮组拉动水平面上的物体，则有用功：W有用1=f1s，由题知，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，则额外功：W额外=G动s，则总功：W总1=

W有用1+W额外=f1s+G动s，所以，η1=====50%，解得动滑轮重：G动=100N；当η2=75%时，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，此时滑轮组的机械效率：η2=====75%，解得此时的摩擦力：f2=300N；则滑轮组的有用功率：P有===f2v=300N×0.1

m/s=30W；（3）由图可知，n=3，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，当f3=1500N时，拉动物体需要的拉力：F3=（f3+G动）=（1500N+100N）≈533N，小熊的重力为500N，根据力的作用是相互的，所以小熊给绳子的最大拉力等于其重力为5

00N，小于533N，故不能用此滑轮组拉动物体。答：（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是50%；（2）当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是30W；（3）当物

体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳，不能用此滑轮组拉动物体。34．（•南充）如图是工人将重160N的物体匀速放下的过程，已知物体下降的距离为3m，用时3s，工人的拉力为50N，工人质量为50kg。（物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦）（1）求工人放

绳的速度。（2）求滑轮组的效率η1（3）如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2，已知η1：η2=4：3（物体在水中仍匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g=10N/kg）。求当物体完全浸没水中后，工人对地面的压力。【分析】（1）根据v=算出物体的速度，根据

绳子段数算出工人放绳的速度；（2）根据W有用=Gh算出有用功，根据W总=Fs算出总功；根据η=×100%算出机械效率；（3）根据入水前的拉力和物体的重力，根据F=（G动+G）算出动滑轮重力；根据η1：η2=4：3算出物体完全浸没

水中后滑轮的机械效率η2根据η=×100%表示出对物体的拉力；根据G=mg算出人的重力，对人受力分析得出人对地面的压力。【解答】解：（1）物体下降速度为：v===1m/s；因为有4段绳子，所以绳子上升的速度为：v绳=4v物=4×1m/s=4m/s；（2）因为有4段绳

子，所以绳子运动距离s=4h=4×3m=12m；放绳子的有用功：W有用=Gh=160N×3m=480J；放绳子的总功：W总=Fs=50N×12m=600J；滑轮组的效率：η1=×100%=×100%=80%；（3）物体未浸入水中时，不计绳重

及摩擦，动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力，由F=（G动+G）可得，动滑轮重力：G动=4F﹣G=4×50N﹣160N=40N；已知η1：η2=4：3，则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为：η2=η1=

×80%=60%；物体完全浸没水中后，滑轮组对物体的拉力做的功为有用功，不计绳重及摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，则此时滑轮组的机械效率：η2====60%，解得F拉物=60N；完全入水后，动滑轮受到重物对它向

下的拉力、本身向下的重力、4段绳子向上的拉力，由力的平衡条件可得：4F绳=F拉物+G动，则人对绳子的拉力：F绳=（F拉物+G动）=（60N+40N）=25N，因为物体间力的作用是相互的，所以绳子对人的拉力也为25N；人的重力为：G人=m人g=50kg×10N/kg=500N，对人进行受力分析可

知，人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力，则人受到竖直向上的支持力：F支=G人+F绳=500N+25N=525N。因为物体间力的作用是相互的，则人对地面的压力为525N。答：（1）工人放绳的速度为4m/s。（2）滑轮组的效率η1为80%；（3）求当物体完全浸没水中后，工入

对地面的压力为525N。