資源簡(jiǎn)介

第 05 講 機(jī)械效率
模塊一 思維導(dǎo)圖串知識(shí) 1．知道有用功、額外功、總功。
模塊二 基礎(chǔ)知識(shí)全梳理（吃透教材） 2．理解機(jī)械效率定義、大小范圍、表示方法、公
模塊三 教材習(xí)題學(xué)解題 式、影響因素。
模塊四 核心考點(diǎn)精準(zhǔn)練（11 大考點(diǎn)） 3．知道有用功、額外功、總功關(guān)系式。
模塊五 小試牛刀過(guò)關(guān)測(cè) 4．理解機(jī)械效率的計(jì)算及公式。
1、機(jī)械效率的概念
（1）概念：有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率，通常用百分?jǐn)?shù)表示。
①有用功：利用機(jī)械做功的時(shí)候，對(duì)人們有用的功就叫做有用功。
②額外功：并非我們需要但又不得不做的功叫做額外功。
③總功：有用功與額外功的和叫總功。
④總功的計(jì)算：W 總=Fs；W 總=W 有用+W 額外。
⑤有用功的計(jì)算方法：W 有用=Gh；W 有用=W 總-W 額外。
⑥額外功的計(jì)算方法：W 額外=G′h，W 額外=f 摩s；W 額外=W 總-W 有用。
W有用
（2）計(jì)算公式：用 W 總表示總功，用 W 有用表示有用功，用η表示機(jī)械效率，則： 100%W 。總
由于額外功不可避免，有用功只是總功的一部分，因而機(jī)械效率總小于 1。
（3）提高機(jī)械效率的主要辦法：
①在有用功一定時(shí)，盡量減少額外功，采用減輕機(jī)械自身的重力和加潤(rùn)滑油來(lái)減少摩擦的措施。
②在額外功一定時(shí)，增大有用功，在機(jī)械能夠承受的范圍內(nèi)盡可能增加每次提起重物的重力，充分發(fā)揮機(jī)
械的作用。
2、三種簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率的計(jì)算和大小比較
杠桿 滑輪或滑輪組 斜面
提升重物 水平勻速拉動(dòng)物體
W
有 Gh ①
W W F s F W
有 Gh G 有 摩 物 摩 ① 有 Gh
W總 Fs W總 Fs F W總 Fs繩 nF W總 FL
其中 G為提升重 ②不計(jì)繩重及摩擦 其中 F 摩為物體與水平面 ② Gh
Gh F摩L
物的重力；h為重 Gh G 的摩擦力；F為拉力；s
Gh G動(dòng)h G G動(dòng) 其中 G為物重；h為
物升高的高度；F 物為物體移動(dòng)的距離；S 繩
其中 G為物重；G動(dòng)為動(dòng)滑輪的重力；h 斜面高度；L為斜面
為動(dòng)力；s為動(dòng)力 為繩子自由端移動(dòng)的距
為重物上升的高度；s為繩自由端移動(dòng) 長(zhǎng)度；F為拉力；F 摩
作用點(diǎn)移動(dòng)的距 離；n為承擔(dān)摩擦力的繩
的距離；n為承擔(dān)物重的繩子的段數(shù) 為摩擦力
離 了的段數(shù)
3、機(jī)械效率的大小比較
機(jī)械效率由有用功和總功兩個(gè)因素共同決定，不能理解成：“有用功多，機(jī)械效率高”或“總功大，機(jī)械效
率低”。
（1）當(dāng)總功一定時(shí)，機(jī)械做的有用功越多（或額外功越少），機(jī)械效率就越高。
（2）當(dāng)有用功一定時(shí)，機(jī)械所做的總功越少（或額外功越少），機(jī)械效率就越高。
（3）當(dāng)額外功一定時(shí)，機(jī)械所做的總功越多（或有用功越多），有用功在總功中所占的比例就越大，機(jī)械
效率就越高。
4、機(jī)械效率的應(yīng)用及改變方法
（1）有用功是由使用機(jī)械的目的所決定的，當(dāng)用斜面提升物體時(shí)，克服物體重力做的功就是有用功，W 有
=Gh。
（2）額外功是克服相互接觸物體間的摩擦阻力所做的功，對(duì)于斜面而言，W 額=fs。
（3）總功是指動(dòng)力對(duì)所做的功，一般情況下使用斜面時(shí)，動(dòng)力做功 W 總=Fs。
（4）由功的原理：“動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功等于機(jī)械克服阻力所做的功”，而機(jī)械克服阻力所做的功就包含了
有用功和額外功，即：W 總=W 有+W 額。
（5）機(jī)械效率是有用功與總功的比值，只能小于 1（理想狀態(tài)下可能等于 1），并且無(wú)單位。
h
（6）斜面的機(jī)械效率 ，在同一斜面上，由于傾斜程度相同，即 s 一定，故在同一斜面上拉同
一物體（粗糙程度相同）時(shí)，在斜面上所移動(dòng)的距離（或物體被提升的高度）不同時(shí)，機(jī)械效率是相同的。
（7）斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度、斜面的粗糙程度有關(guān)，斜面粗糙程度相同時(shí)，斜面的傾斜程度越
大，機(jī)械效率越高；斜面的傾斜程度一定時(shí)，斜面越粗糙，機(jī)械效率越低。
5、滑輪（組）機(jī)械效率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)
（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)量滑輪組的機(jī)械效率。
（2）實(shí)驗(yàn)原理： 。
（3）實(shí)驗(yàn)器材：滑輪組、相同的鉤碼若干、鐵架臺(tái)、細(xì)繩、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺。
（4）實(shí)驗(yàn)步驟：
①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量出鉤碼的重力 G。
②按裝置圖把滑輪組和刻度尺安裝好，并記下鉤碼下沿和繩子末端在刻度尺上的位置。
③豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼上升，讀出其示數(shù) F，并從刻度尺上讀出鉤碼上升的距離 h 和繩
子末端移動(dòng)的距離 s。
④分別算出有用功 W 有、總功 W 總和機(jī)械效率η，將各項(xiàng)數(shù)據(jù)填入下表。
⑤增加被提升鉤碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟（2）（3）（4）。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：
注意事項(xiàng)：
（l）勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，目的是保證彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) F大小不變。
（2）為了便于讀數(shù)，鉤碼下沿和繩子末端在刻度尺上的位置最好取整數(shù)。
（3）多次測(cè)量的目的是進(jìn)行一些必要的比較，利用不完全歸納法總結(jié)規(guī)律，而不是求平均值。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：使用同一滑輪組提升不同的重物時(shí)，重物越重，滑輪組的機(jī)械效率越大。
6、斜面機(jī)械效率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)
（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄啃泵娴臋C(jī)械效率。
W有用
（2）實(shí)驗(yàn)原理： 100%W 。總
（3）實(shí)驗(yàn)器材：斜面（高度可調(diào)），木塊，彈簧測(cè)力計(jì)，細(xì)線，刻度尺。
（4）實(shí)驗(yàn)步驟：
①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出小木塊的重力。
②調(diào)節(jié)斜面的高度并測(cè)出斜面的高度。
③測(cè)出小木塊在斜面上移動(dòng)的距離，并讀出拉力的大小。
④重復(fù)做 3次，并把數(shù)據(jù)填入下表。
實(shí)驗(yàn)記錄：
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：斜面越陡機(jī)械效率越高，斜面越緩，機(jī)械效率越低。
7、杠桿機(jī)械效率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)
用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率，實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在較長(zhǎng)杠桿下
面的鉤碼緩緩上升．
（1）實(shí)驗(yàn)中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測(cè)力計(jì)的示數(shù) F 為 0.5N，鉤碼總重 G 為 1.0N，鉤碼上升高度 h
為 0.1m，測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離 s 為 0.3m，則杠桿的機(jī)械效率為 66.7%．請(qǐng)寫(xiě)出使用該杠桿做額外功的一個(gè)原因：
由于使用杠桿時(shí)需要克服摩擦做功；
（2）為了進(jìn)一步研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，一位同學(xué)用該實(shí)驗(yàn)裝置，先后將鉤碼掛在 A、B 兩
點(diǎn)，測(cè)量并計(jì)算得到下表所示的兩組數(shù)據(jù)：
鉤碼總重 鉤碼移動(dòng)距 測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離 機(jī)械效率
次數(shù) 鉤碼懸掛點(diǎn) 拉力 F/N
G/N 離 h/m s/m η/%
1 A點(diǎn) 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4
2 B點(diǎn) 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3
根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出“杠桿的機(jī)械效率與所掛鉤碼的重有關(guān)，鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論？答：不
能；
請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明兩條理由：①兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)鉤碼沒(méi)有掛在同一位置；②僅根據(jù)一次對(duì)比實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論是不可靠的。
教材習(xí)題 01 解題方法
用定滑輪勻速提升質(zhì)量為 20kg 的物體，所用的拉 ①先根據(jù) G＝mg 求出質(zhì)量，然后根據(jù) W 有
力為 220N，物體提升的高度為 2m．求此過(guò)程中 ＝Gh 求出有用功。
的有用功、總功和定滑輪的機(jī)械效率（g 取 ②定滑輪既不省距離也不費(fèi)距離，利用 W 總
10N/kg）。 ＝Fs 求出總功。
③利用η＝ 求出機(jī)械效率……
【答案】
教材習(xí)題 02 解題方法
有一種重心在支點(diǎn)處的杠桿，他與轉(zhuǎn)軸間的摩擦較小，因此機(jī)械效率 ①首先計(jì)算物體的
很高。若用這種杠桿將質(zhì)量為 18kg 的物體勻速提升 50cm 的過(guò)程中， 重力，然后用物體
杠桿的機(jī)械效率為 90% ，則提升該物體需要做多少總功？ 重力乘以物體上升
高度計(jì)算出有用
功，最后用有用功
除以機(jī)械效率得出
總功……
【答案】
教材習(xí)題 03 解題方法
如圖所示是一種塔式起重機(jī)上的滑輪組。已知在勻速 ①先根據(jù) G＝mg 計(jì)算物體的重力，
起吊 600kg 的物體時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是 80%，g 根據(jù) W＝Gh 求出有用功。
取 10N/kg。
②根據(jù)η＝ 求出總功。
（1）使物體上升 5m，所做的有用功是多少？
（2）使物體上升 5m，所做的總功是多少？ ③利用 W 總＝Fs 的變形公式求出拉
（3）繩端的拉力 F 是多大？ 力……
【答案】
考點(diǎn)一 機(jī)械效率的概念
1．生產(chǎn)生活中常常會(huì)用到各種機(jī)械設(shè)備，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．有用功越多，機(jī)械效率就越大 B．減小摩擦可以提高機(jī)械效率
C．機(jī)械做功越快，其效率就越高 D．精密機(jī)械的效率能達(dá)到 100%
考點(diǎn)二 機(jī)械效率的大小比較
2．用兩個(gè)完全相同的滑輪構(gòu)成如圖甲、乙所示的兩個(gè)滑輪組，分別將同一重物 G 提升相同的高度。若不計(jì)
繩重和摩擦，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．繩端拉力：F 甲＞F 乙
B．繩端拉力做的功：W 甲＞W(wǎng) 乙
C．兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率：η 甲＝η 乙
D．繩端拉力移動(dòng)的距離：s 甲＝s 乙
3．如圖，為了提升重物，選用了粗細(xì)均勻，重為 G 的杠桿，不計(jì)杠桿支點(diǎn)處的摩擦，先后把同一個(gè)重物掛
在 A、B 兩處，每次用豎直向上的力讓重物勻速上升同樣的高度，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．重物在 A 點(diǎn)處時(shí)拉力做的有用功多 B．重物在 B 點(diǎn)處時(shí)拉力做的有用功多
C．重物在 B 點(diǎn)處時(shí)拉力做的額外功多 D．重物在 B 點(diǎn)處杠桿的機(jī)械效率高
考點(diǎn)三 實(shí)驗(yàn) 使用動(dòng)滑輪是否省功
4．小東想探究“使用動(dòng)滑輪是否省功”。請(qǐng)你幫他將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整并回答相應(yīng)的問(wèn)題。
（1）實(shí)驗(yàn)步驟：
①在彈簧測(cè)力計(jì)下掛兩個(gè)鉤碼，用彈簧測(cè)力計(jì)將鉤碼緩慢地勻速豎直向上提升一定高度，并同時(shí)用刻度
尺測(cè)量，記錄拉力 F1 與彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離 s1，根據(jù)公式 W1＝ 　，計(jì)算拉力所做的功 W1。
②　
　 。
③比較 W1 和 W2 的大小關(guān)系，得出結(jié)論。
（2）若 W1＜W2，該實(shí)驗(yàn)?zāi)艹醪降玫降慕Y(jié)論是：　 　。
考點(diǎn)四 功的原理
5．鐘樓是西安的地標(biāo)式建筑，歷經(jīng) 600 余年雄姿依舊，鐘樓歷久彌新的竅訣就在于有專業(yè)人員定期的修繕
保養(yǎng)，如圖所示，在一次修繒過(guò)程中工人用滑輪組將重為 300N 的貨物 10s 內(nèi)勻速提升 2m，已知?jiǎng)踊?br/>的重力是 100N。若不計(jì)繩重與摩擦，工人對(duì)繩子的拉力為 　 　N，拉力做的功為 　 　J；使用
該滑輪組 　 　（選填“能”或“不能”）省功。
考點(diǎn)五 機(jī)械效率的計(jì)算
6．起重機(jī)把質(zhì)量為 0.5t 的重物勻速提升了 3m，它的電動(dòng)機(jī)所做的功是 3.3×104J，則起重機(jī)的機(jī)械效率是
（ ）
A．45% B．55% C．0.45kW D．55W
7．如圖所示，中考體育測(cè)試中，小宇同學(xué)正在測(cè)試自己的仰臥起坐的成績(jī)。小宇同學(xué)質(zhì)量為 50kg，她上半
身（肚臍以上）質(zhì)量約為全身質(zhì)量的 60%；若一分鐘內(nèi)她做了 40 個(gè)仰臥起坐，每次上半身重心上升的高
度均為 0.3m，這一分鐘小宇共消耗 4000J 能量。（g 取 10N/kg）求：
（1）小宇完成 1 次仰臥起坐，克服重力所做的功；
（2）這段時(shí)間內(nèi)她克服重力做功的功率；
（3）這個(gè)過(guò)程小宇做功的效率。
考點(diǎn)六 實(shí)驗(yàn) 測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
8．在“測(cè)量滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，某組同學(xué)選擇了如圖所示的兩種滑輪組進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，記錄的實(shí)
驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示：
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 鉤碼重 G/N 拉力 F/N 繩端移動(dòng)距離 機(jī)械效率
s/cm
1 0.5 10 30
2 1.5 10 0.8 30 62.5%
3 0.5 10 0.5 40 25.0%
4 1.5 10 0.7 40 53.6%
（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以判斷出第一次實(shí)驗(yàn)所選擇的是 　 　（選填“甲”或“乙”）滑輪組。并補(bǔ)全表
格中的項(xiàng)目 。
（2）在第一次實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)勻速豎直拉動(dòng)滑輪組時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖丙所示，拉力 F 為 　 　N；
該次實(shí)驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效率是 　 　（計(jì)算結(jié)果精確到 0.1%）。
（3）機(jī)械效率是機(jī)械性能好壞的重要標(biāo)志結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，下列提高機(jī)械效率的
措施不可行的是 　（選填符號(hào)）。
A．增加所提物重；
B．減輕機(jī)械自重；
C．機(jī)械加潤(rùn)滑油；
D．增加重物上升高度。
9．提高機(jī)械效率能夠充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的作用，一組同學(xué)用如圖所示裝置在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)
驗(yàn)中，測(cè)得的數(shù)據(jù)如表所示。
次數(shù) 物體的重力 G/N 提升的高度 h/m 拉力 F/N 繩斷移動(dòng)的距離 s/m 機(jī)械效率 η
1 2 0.1 1 0.3 66.7%
2 3 0.1 1.4 0.3 71.4%
3 4 0.1 1.8 0.3
4 4 0.2 1.8 0.6 74.1%
（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)盡量豎直向上 　 　（選填“勻速”或“加速”）拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；
（2）計(jì)算出第 3 次實(shí)驗(yàn)機(jī)械效率是 　 　（結(jié)果精確到 0.1%）；
（3）分析比較第 1、2、3 次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以初步判定，使用同一個(gè)滑輪組提升物體時(shí)，被提升的物體越重，
滑輪組的機(jī)械效率 　 　（選填“越高”“越低”或“不變”）；繩和輪之間的摩擦屬于 　 　
（選填“有益”或“有害”）摩擦。
考點(diǎn)七 滑輪（組）的機(jī)械效率
10．用如圖所示的滑輪組勻速提升 200N 的重物 G，豎直向上的拉力 F 為 100N，在 2s 內(nèi)將重物勻速提升
1m，不計(jì)繩重和滑輪的摩擦，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．動(dòng)滑輪的重力為 50N
B．拉力做的額外功是 50J
C．拉力做的總功的功率為 150W
D．該滑輪組機(jī)械效率為 60%
11．如圖所示，工人利用輕質(zhì)滑輪組水平勻速搬運(yùn)貨物 A，已知該滑輪組的機(jī)械效率為 75%，貨物 A 與地
面的摩擦力為 30N，則工人施加在繩子端的拉力 F 為 　 　N。
12．如圖所示，用 F＝50N 的拉力通過(guò)動(dòng)滑輪將貨物勻速提升 1m，用時(shí) 5s，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為 90%。不
計(jì)繩重及滑輪與軸之間的摩擦，求：
（1）上述過(guò)程中的有用功 W 有。
（2）上述過(guò)程中拉力所做的功的功率 PF。
（3）動(dòng)滑輪所受的重力 G 動(dòng)。
考點(diǎn)八 杠桿的機(jī)械效率
13．我國(guó)古代科學(xué)著作《天工開(kāi)物》中記載有井上汲水裝置——桔槔，如圖甲所示，它相當(dāng)于一個(gè)杠桿。
圖乙為小明根據(jù)其原理自制的模型裝置，杠桿左端是懸掛的石塊，右端懸掛水桶。下列有關(guān)說(shuō)法正確的
是（　　）
A．左端懸掛石塊越重越好
B．右邊水桶越重，提起水時(shí)有用功越多
C．當(dāng)減輕桔槔（模型 AB 桿）的重時(shí)，提水時(shí)機(jī)械效率可達(dá) 100%
D．汲水后，如圖乙所示時(shí)，水桶總重比石塊大
考點(diǎn)九 斜面的機(jī)械效率
14．往車上裝重物時(shí)，常常用長(zhǎng)木板搭個(gè)斜面，把重物沿斜面推上去，如圖所示，工人用 3m 長(zhǎng)的斜面，
把 120kg 的重物提高 1m，若實(shí)際用力為 500N，重物受到的摩擦力為 　 　N。另一斜面的機(jī)械效率為
80%，應(yīng)用它可以用 100N 的力，勻速地沿斜面拉起重 400N 的物體，則斜面的高與長(zhǎng)度之比為 　 　。
考點(diǎn)十 斜面機(jī)械效率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)
15．小金用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率。實(shí)驗(yàn)時(shí)豎直向上拉動(dòng)杠桿，使掛在杠桿下面的鉤碼
緩緩上升（支點(diǎn)和杠桿的摩擦不計(jì)）。問(wèn)：
（1）重為 5N 的鉤碼掛在 A 點(diǎn)時(shí)，人的拉力 F 為 2.5N，鉤碼上升 0.15m 時(shí)，動(dòng)力作用點(diǎn) C 上升 0.5m，
此時(shí)機(jī)械效率 η1 為 ；
（2）小金為了進(jìn)一步研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，仍用該實(shí)驗(yàn)裝置，將鉤碼移到 B 點(diǎn)，再次
緩慢提升杠桿使動(dòng)力作用點(diǎn) C 仍然上升 0.5m，拉力變?yōu)?4N，鉤碼上升 0.3m。實(shí)驗(yàn)測(cè)得，此時(shí)的機(jī)械效
率 η 　 　（選填“＞”“＜”或“＝”）η1。請(qǐng)你進(jìn)一步分析，簡(jiǎn)述此過(guò)程中杠桿效率變化的原
因 　 　。
考點(diǎn)十一 杠桿機(jī)械效率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)
16．某實(shí)驗(yàn)小組利用圖示裝置探究杠桿的機(jī)械效率，實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：
①將質(zhì)地均勻的杠桿 O 點(diǎn)懸掛，能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在 A 點(diǎn)懸掛總重為 9N 的鉤碼，在 B 點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)豎
直向上拉，使杠桿保持水平靜止，其中 AO＝10cm，AB＝20cm。
②豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)緩慢勻速上升使物體上升 5cm（保持 O 點(diǎn)位置不變），在此過(guò)程中彈簧測(cè)力
計(jì)的讀數(shù)為 4N，回答下列問(wèn)題：
（1）在步驟①中，若杠桿自重和摩擦不計(jì)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)應(yīng)為 　 　N。
（2）步驟 2 中，杠桿機(jī)械效率為 　 　%。
（3）若將測(cè)力計(jì)的懸掛點(diǎn)由 B 移至 C，O、A 位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機(jī)械效率
將 　 　（變大/變小/不變）。
（4）若只將鉤碼的懸掛點(diǎn)由 A 移至 C 點(diǎn)，O 和 B 位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度（不計(jì)摩擦阻
力），則杠桿的機(jī)械效率將 　 　（變大/變小/不變）。
一．選擇題（共 9 小題）
1．關(guān)于功、功率、機(jī)械效率，下列說(shuō)法中正確的是（　　）
A．有用功越多，機(jī)械效率越高
B．機(jī)械效率越高，做功越快
C．做功時(shí)間越長(zhǎng)，機(jī)器的功率越大
D．通過(guò)減輕機(jī)械自重、減小摩擦可以提高機(jī)械效率
2．下列說(shuō)法中正確的是（　　）
A．使用任何機(jī)械都能省力
B．總功等于有用功加額外功
C．使用某些機(jī)械可以省功
D．額外功可以不做，現(xiàn)實(shí)生活中機(jī)械效率可達(dá) 100%
3．《物原》記載：“史佚始作轆轤。”如圖所示，人們借助轆轤從井中汲水時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，使繩子在軸筒上
不斷疊繞，從而將水桶從井中提出。以下方法可以提高轆轤機(jī)械效率的是（　　）
A．增大桶內(nèi)的水量 B．增大水桶的質(zhì)量
C．增大轉(zhuǎn)動(dòng)搖把的速度 D．使用更粗的繩子
4．如圖所示，用滑輪組提升重物時(shí)，重 800N 的物體在 10s 內(nèi)勻速上升了 1m。已知拉繩子的力 F 為 500N，
則提升重物的過(guò)程中（　　）
A．繩子自由端被拉下 3m
B．滑輪組的機(jī)械效率是 60%
C．拉力 F 的功率是 80W
D．做的有用功是 800J
5．如圖所示，物體 A 在拉力 F 作用下 0.4m/s 勻速上升，物體重 30N，滑輪重為 12N，不計(jì)繩重及摩擦，則
此過(guò)程中（　　）
A．滑輪組的機(jī)械效率為 83.3%
B．人做的有用功為 12J
C．拉力 F 的大小為 21N
D．拉力做功的功率為 12W
6．建筑工地用如圖 1 所示的裝置提升重物 A，電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子的功率保持不變，電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力 F 與
繩子自由端的移動(dòng)速度 v 的關(guān)系如圖 2 所示。重物 A 以 0.1m/s 的速度勻速上升時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為
80%。不計(jì)繩重與摩擦。下列分析與計(jì)算正確的是（　　）
A．重物 A 以 0.1m/s 的速度勻速上升時(shí)，電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力為 600N
B．重物 A 的重力為 600N
C．動(dòng)滑輪重為 120N
D．勻速提升 108kg 的重物 B 時(shí)，重物 B 在 30s 上升的高度為 4.5m
7．在學(xué)校體育館建設(shè)的施工現(xiàn)場(chǎng)能看到各種起重機(jī)，某臺(tái)起重機(jī)上的滑輪組簡(jiǎn)化為如圖所示，虛線框內(nèi)是
由兩個(gè)相同的滑輪安裝成的滑輪組，利用該滑輪組提升質(zhì)量為 27kg 的物體所用的拉力為 100N，不計(jì)繩
重和摩擦，則滑輪組機(jī)械效率（　　）
A．45% B．60% C．75% D．90%
8．如圖所示，王瑞同學(xué)通過(guò)斜面用平行于斜面 F＝200N 的拉力，將重為 300N 的物體在 5s 時(shí)間內(nèi)勻速拉到
1m 高的平臺(tái)上，斜面長(zhǎng) s＝2m。下列說(shuō)法中（　　）
①拉力的功率為 40W
②斜面的機(jī)械效率為 75%
③斜面對(duì)物體的摩擦力 100N
④拉力做的額外功 100J
A．只有①③正確 B．只有②④正確
C．只有③④正確 D．①②③④都正確
9．如圖為小華研究斜面機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置。斜面高度為 20cm，她用 50N 的拉力將重為 80N 的物體勻速
拉到斜面頂端。則物體受到斜面的摩擦力為（　　）
A．50N B．30N C．10N D．25N
二．填空題（共 5 小題）
10．某同學(xué)用滑輪組提升物體，繩子自由端豎直移動(dòng)的距離隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖中 a 所示，物體上升的
距離隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖中 b 所示。已知物體的重力為 4.5N，所用動(dòng)滑輪的重力為 0.5N，繩子自由端
的拉力 F 為 1.3N。在 0～2s 內(nèi)，拉力所做的總功為 　 　J，拉力 F 的功率為 　 　W，額外功為 　 　
J，滑輪組的機(jī)械效率為 　 　。
11．如圖使用滑輪組提起物體，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，其示數(shù)為 4N，物體重 10N，不計(jì)繩重和摩
擦。則動(dòng)滑輪重為 　 　N，該滑輪組的機(jī)械效率為 　 　。
12．如圖所示，起重機(jī)以 1m/s 的速度將重 1500N 的貨物勻速提升 4s，穿過(guò)滑輪的鋼絲繩中拉力為 500N，
則此過(guò)程中，有用功為 　 　J，起重機(jī)的機(jī)械效率為 　 　%，拉力的功率為 　 　W；若改用
2m/s 的速度提升重物，則該起重機(jī)的機(jī)械效率將 　 　（選填“變大”、“變小”或“不變”）。
13．用圖甲的滑輪組運(yùn)送貨物上樓，圖乙記錄了滑輪組的機(jī)械效率隨貨物重力增加而變化的圖像，當(dāng)某次
運(yùn)送重為 460N 的貨物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率＝　 　%。（不考慮繩重和摩擦）
14．小明用如圖所示的滑輪組提升物體，已知?jiǎng)踊喼?120N，小明重 600N，他的最大臂力為 800N：
（1）若他用 500N 的拉力將重為 830N 的物體勻速提升 2m，所用時(shí)間 2s，此過(guò)程中：
①做的額外功是 　 　J；
②拉力做功的功率是 　 　W；
（2）若提升過(guò)程中繩重和摩擦對(duì)應(yīng)的額外功始終占總功的 5%，此滑輪組最高的機(jī)械效率是 　 　%。
三．實(shí)驗(yàn)探究題（共 2 小題）
15．提高機(jī)械效率能夠充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的作用，某興趣小組的同學(xué)在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中，
實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如表所示。
次數(shù) 物體的重力 提升的高度 拉力 F/N 繩端移動(dòng)的距 機(jī)械效率 η
G/N h/m 離 s/m
1 2 0.1 1 0.3 66.7%
2 3 0.1 1.4 0.3 71.4%
3 4 0.1 1.8 0.3
4 4 0.2 1.8 0.6 74.1%
（1）第 3 次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的機(jī)械效率是 　 　（結(jié)果精確到 0.1%）。
（2）分析比較第 1、2、3 次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以判定，使用同一個(gè)滑輪組提升物體時(shí)，被提升的物體越重，
滑輪組的機(jī)械效率越 　 　。
（3）分析比較第 　 　次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，機(jī)械效率與物體上升的高度無(wú)關(guān)。
16．（1）如圖 1 所示，工人用 400N 的推力沿斜面將重為 840N 的箱子勻速推到車上。已知箱子沿斜面移動(dòng)
的距離為 3m，斜面的機(jī)械效率為 70%，在這過(guò)程中，推力所做的功為 　 　J，有用功為 　 　J，
箱子受到的摩擦力是 　 　N。
（2）小明用圖 2 中的動(dòng)滑輪勻速拉動(dòng)水平地面上的物體 A，他猜想動(dòng)滑輪拉動(dòng)的物體越輕，機(jī)械效率越
高。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)其猜想，并完成部分實(shí)驗(yàn)報(bào)告的填寫(xiě)：
①實(shí)驗(yàn)?zāi)康模骸? 　。
②實(shí)驗(yàn)步驟（若需要可補(bǔ)充器材、可以畫(huà)圖或文字）：　
　 。
四．計(jì)算題（共 2 小題）
17．利用圖甲所示滑輪組提升重力為 960N 的物體 A 時(shí)，拉力 F 隨時(shí)間 t 的變化關(guān)系如圖乙所示，物體上升
的速度 v 隨時(shí)間 t 變化的關(guān)系如圖丙所示，不計(jì)繩重和一切摩擦。
（1）在 0～1s 內(nèi)物體 A 上升了 0.5m，求此過(guò)程中拉力做的功；
（2）求在 1～3s 內(nèi)拉力做功的功率；
（3）求在 1～3s 內(nèi)滑輪組的機(jī)械效率。
18．用如圖所示的裝置提升重為 700N 的物體 A，動(dòng)滑輪重為 300N。在卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子的拉力 F 作用下，物
體 A 在 10s 內(nèi)豎直勻速上升了 2m。在此過(guò)程中，不計(jì)繩重和輪與軸的摩擦，求：
（1）滑輪組的機(jī)械效率 η；
（2）拉力 F 的功率 P。第 05 講 機(jī)械效率
模塊一 思維導(dǎo)圖串知識(shí) 1．知道有用功、額外功、總功。
模塊二 基礎(chǔ)知識(shí)全梳理（吃透教材） 2．理解機(jī)械效率定義、大小范圍、表示方法、公
模塊三 教材習(xí)題學(xué)解題 式、影響因素。
模塊四 核心考點(diǎn)精準(zhǔn)練（11 大考點(diǎn)） 3．知道有用功、額外功、總功關(guān)系式。
模塊五 小試牛刀過(guò)關(guān)測(cè) 4．理解機(jī)械效率的計(jì)算及公式。
1、機(jī)械效率的概念
（1）概念：有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率，通常用百分?jǐn)?shù)表示。
①有用功：利用機(jī)械做功的時(shí)候，對(duì)人們有用的功就叫做有用功。
②額外功：并非我們需要但又不得不做的功叫做額外功。
③總功：有用功與額外功的和叫總功。
④總功的計(jì)算：W 總=Fs；W 總=W 有用+W 額外。
⑤有用功的計(jì)算方法：W 有用=Gh；W 有用=W 總-W 額外。
⑥額外功的計(jì)算方法：W 額外=G′h，W 額外=f 摩s；W 額外=W 總-W 有用。
W有用
（2）計(jì)算公式：用 W 總表示總功，用 W 有用表示有用功，用η表示機(jī)械效率，則： 100%W 。總
由于額外功不可避免，有用功只是總功的一部分，因而機(jī)械效率總小于 1。
（3）提高機(jī)械效率的主要辦法：
①在有用功一定時(shí)，盡量減少額外功，采用減輕機(jī)械自身的重力和加潤(rùn)滑油來(lái)減少摩擦的措施。
②在額外功一定時(shí)，增大有用功，在機(jī)械能夠承受的范圍內(nèi)盡可能增加每次提起重物的重力，充分發(fā)揮機(jī)
械的作用。
2、三種簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率的計(jì)算和大小比較
杠桿 滑輪或滑輪組 斜面
提升重物 水平勻速拉動(dòng)物體
W
有 Gh ①
W W F s F W
有 Gh G 有 摩 物 摩 ① 有 Gh
W總 Fs W總 Fs F W總 Fs繩 nF W總 FL
其中 G為提升重 ②不計(jì)繩重及摩擦 其中 F 摩為物體與水平面 ② Gh
Gh F摩L
物的重力；h為重 Gh G 的摩擦力；F為拉力；s
Gh G動(dòng)h G G動(dòng) 其中 G為物重；h為
物升高的高度；F 物為物體移動(dòng)的距離；S 繩
其中 G為物重；G動(dòng)為動(dòng)滑輪的重力；h 斜面高度；L為斜面
為動(dòng)力；s為動(dòng)力 為繩子自由端移動(dòng)的距
為重物上升的高度；s為繩自由端移動(dòng) 長(zhǎng)度；F為拉力；F 摩
作用點(diǎn)移動(dòng)的距 離；n為承擔(dān)摩擦力的繩
的距離；n為承擔(dān)物重的繩子的段數(shù) 為摩擦力
離 了的段數(shù)
3、機(jī)械效率的大小比較
機(jī)械效率由有用功和總功兩個(gè)因素共同決定，不能理解成：“有用功多，機(jī)械效率高”或“總功大，機(jī)械
效率低”。
（1）當(dāng)總功一定時(shí)，機(jī)械做的有用功越多（或額外功越少），機(jī)械效率就越高。
（2）當(dāng)有用功一定時(shí)，機(jī)械所做的總功越少（或額外功越少），機(jī)械效率就越高。
（3）當(dāng)額外功一定時(shí)，機(jī)械所做的總功越多（或有用功越多），有用功在總功中所占的比例就越大，機(jī)械
效率就越高。
4、機(jī)械效率的應(yīng)用及改變方法
（1）有用功是由使用機(jī)械的目的所決定的，當(dāng)用斜面提升物體時(shí)，克服物體重力做的功就是有用功，W 有
=Gh。
（2）額外功是克服相互接觸物體間的摩擦阻力所做的功，對(duì)于斜面而言，W 額=fs。
（3）總功是指動(dòng)力對(duì)所做的功，一般情況下使用斜面時(shí)，動(dòng)力做功 W 總=Fs。
（4）由功的原理：“動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功等于機(jī)械克服阻力所做的功”，而機(jī)械克服阻力所做的功就包含
了有用功和額外功，即：W 總=W 有+W 額。
（5）機(jī)械效率是有用功與總功的比值，只能小于 1（理想狀態(tài)下可能等于 1），并且無(wú)單位。
h
（6）斜面的機(jī)械效率 ，在同一斜面上，由于傾斜程度相同，即 s 一定，故在同一斜面上拉同
一物體（粗糙程度相同）時(shí)，在斜面上所移動(dòng)的距離（或物體被提升的高度）不同時(shí)，機(jī)械效率是相同的。
（7）斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度、斜面的粗糙程度有關(guān)，斜面粗糙程度相同時(shí)，斜面的傾斜程度越
大，機(jī)械效率越高；斜面的傾斜程度一定時(shí)，斜面越粗糙，機(jī)械效率越低。
5、滑輪（組）機(jī)械效率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)
（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)量滑輪組的機(jī)械效率。
（2）實(shí)驗(yàn)原理： 。
（3）實(shí)驗(yàn)器材：滑輪組、相同的鉤碼若干、鐵架臺(tái)、細(xì)繩、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺。
（4）實(shí)驗(yàn)步驟：
①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量出鉤碼的重力 G。
②按裝置圖把滑輪組和刻度尺安裝好，并記下鉤碼下沿和繩子末端在刻度尺上的位置。
③豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼上升，讀出其示數(shù) F，并從刻度尺上讀出鉤碼上升的距離 h 和繩
子末端移動(dòng)的距離 s。
④分別算出有用功 W 有、總功 W 總和機(jī)械效率η，將各項(xiàng)數(shù)據(jù)填入下表。
⑤增加被提升鉤碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟（2）（3）（4）。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：
注意事項(xiàng)：
（l）勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，目的是保證彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) F大小不變。
（2）為了便于讀數(shù)，鉤碼下沿和繩子末端在刻度尺上的位置最好取整數(shù)。
（3）多次測(cè)量的目的是進(jìn)行一些必要的比較，利用不完全歸納法總結(jié)規(guī)律，而不是求平均值。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：使用同一滑輪組提升不同的重物時(shí)，重物越重，滑輪組的機(jī)械效率越大。
6、斜面機(jī)械效率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)
（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄啃泵娴臋C(jī)械效率。
W有用
（2）實(shí)驗(yàn)原理： 100%W 。總
（3）實(shí)驗(yàn)器材：斜面（高度可調(diào)），木塊，彈簧測(cè)力計(jì)，細(xì)線，刻度尺。
（4）實(shí)驗(yàn)步驟：
①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出小木塊的重力。
②調(diào)節(jié)斜面的高度并測(cè)出斜面的高度。
③測(cè)出小木塊在斜面上移動(dòng)的距離，并讀出拉力的大小。
④重復(fù)做 3次，并把數(shù)據(jù)填入下表。
實(shí)驗(yàn)記錄：
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：斜面越陡機(jī)械效率越高，斜面越緩，機(jī)械效率越低。
7、杠桿機(jī)械效率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)
用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率，實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在較長(zhǎng)杠桿下
面的鉤碼緩緩上升．
（1）實(shí)驗(yàn)中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測(cè)力計(jì)的示數(shù) F 為 0.5N，鉤碼總重 G 為 1.0N，鉤碼上升高度 h
為 0.1m，測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離 s 為 0.3m，則杠桿的機(jī)械效率為 66.7%．請(qǐng)寫(xiě)出使用該杠桿做額外功的一個(gè)原因：
由于使用杠桿時(shí)需要克服摩擦做功；
（2）為了進(jìn)一步研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，一位同學(xué)用該實(shí)驗(yàn)裝置，先后將鉤碼掛在 A、B 兩
點(diǎn)，測(cè)量并計(jì)算得到下表所示的兩組數(shù)據(jù)：
鉤碼總重 鉤碼移動(dòng)距 測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離 機(jī)械效率
次數(shù) 鉤碼懸掛點(diǎn) 拉力 F/N
G/N 離 h/m s/m η/%
1 A點(diǎn) 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4
2 B點(diǎn) 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3
根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出“杠桿的機(jī)械效率與所掛鉤碼的重有關(guān)，鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論？答：不
能；
請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明兩條理由：①兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)鉤碼沒(méi)有掛在同一位置；②僅根據(jù)一次對(duì)比實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論是不可靠的。
教材習(xí)題 01 解題方法
用定滑輪勻速提升質(zhì)量為 20kg 的物體，所用的拉 ①先根據(jù) G＝mg 求出質(zhì)量，然后根據(jù) W 有
力為 220N，物體提升的高度為 2m．求此過(guò)程中 ＝Gh 求出有用功。
的有用功、總功和定滑輪的機(jī)械效率（g 取 ②定滑輪既不省距離也不費(fèi)距離，利用 W 總
10N/kg）。 ＝Fs 求出總功。
③利用η＝ 求出機(jī)械效率……
【答案】解：（1）有用功：W 有用＝Gh＝mgh＝20kg×10N/kg×2m＝400J；
（2）定滑輪既不省距離也不費(fèi)距離，則拉力端移動(dòng)的距離 s＝h＝2m，
拉力做的總功：W 總＝Fs＝220N×2m＝440J。
（3）定滑輪的機(jī)械效率：η＝ ＝ ×100%≈90.9%。
答：此過(guò)程中的有用功是 400J；總功是 440J；定滑輪的機(jī)械效率是 90.9%。
教材習(xí)題 02 解題方法
有一種重心在支點(diǎn)處的杠桿，他與轉(zhuǎn)軸間的摩擦較小，因此機(jī)械效率 ①首先計(jì)算物體的
很高。若用這種杠桿將質(zhì)量為 18kg 的物體勻速提升 50cm 的過(guò)程中， 重力，然后用物體
杠桿的機(jī)械效率為 90% ，則提升該物體需要做多少總功？ 重力乘以物體上升
高度計(jì)算出有用
功，最后用有用功
除以機(jī)械效率得出
總功……
【答案】解：物體重力：G＝mg＝18kg×10N/kg＝180N，上升高度 h＝50cm＝0.5m，
有用功：W 有用＝Gh＝180N×0.5m＝90J。
因?yàn)?η＝ ×100%，所以 W 總＝ ＝ ＝100J。
答：需要做的總功為 100J。
教材習(xí)題 03 解題方法
如圖所示是一種塔式起重機(jī)上的滑輪組。已知在勻速 ①先根據(jù) G＝mg 計(jì)算物體的重力，
起吊 600kg 的物體時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是 80%，g 根據(jù) W＝Gh 求出有用功。
取 10N/kg。
②根據(jù)η＝ 求出總功。
（1）使物體上升 5m，所做的有用功是多少？
（2）使物體上升 5m，所做的總功是多少？ ③利用 W 總＝Fs 的變形公式求出拉
（3）繩端的拉力 F 是多大？ 力……
【答案】解：（1）物體的重力 G＝mg＝600kg×10N/kg＝6000N，
有用功 W 有＝Gh＝6000N×5m＝3×104J；
（2）滑輪組的機(jī)械效率 η＝ 得：W 總＝ ＝ ＝3.75×104J；
（3）繩端的拉力 F＝ ＝ ＝2500N。
答：（1）使物體上升 5m，所做的有用功是 3×104J。
（2）使物體上升 5m，所做的總功是 3.75×104J。
（3）繩端的拉力 F 是 2500N。
考點(diǎn)一 機(jī)械效率的概念
1．生產(chǎn)生活中常常會(huì)用到各種機(jī)械設(shè)備，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．有用功越多，機(jī)械效率就越大
B．減小摩擦可以提高機(jī)械效率
C．機(jī)械做功越快，其效率就越高
D．精密機(jī)械的效率能達(dá)到 100%
【答案】B
【解答】解：A、機(jī)械效率是有用功與總功的比值，有用功多，總功不確定，機(jī)械效率無(wú)法確定。故 A
不正確；
B、克服機(jī)械間摩擦做的一般是額外功，所以減小摩擦也就是減小了額外功，可以提高機(jī)械效率。故 B
正確；
C、機(jī)械效率的高低與做功的快慢無(wú)關(guān)。故 C 不正確；
D、使用任何機(jī)械不可避免地做額外功，所以機(jī)械效率都小于 100%。故 D 不正確。
故選：B。
考點(diǎn)二 機(jī)械效率的大小比較
2．用兩個(gè)完全相同的滑輪構(gòu)成如圖甲、乙所示的兩個(gè)滑輪組，分別將同一重物 G 提升相同的高度。若不計(jì)
繩重和摩擦，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．繩端拉力：F 甲＞F 乙
B．繩端拉力做的功：W 甲＞W(wǎng) 乙
C．兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率：η 甲＝η 乙
D．繩端拉力移動(dòng)的距離：s 甲＝s 乙
【答案】C
【解答】解：A、左圖中 n1＝3，不計(jì)繩重和摩擦，則 F 甲＝ （G+G 動(dòng)）；
右圖中 n2＝2，不計(jì)繩重和摩擦，則 F 乙＝ （G+G 動(dòng)）；
所以可得 F 甲＜F 乙；故 A 錯(cuò)誤；
BD、同一重物 G 以相同的速度勻速提升相同的高度，則甲中拉力移動(dòng)的距離 s 甲＝3h，乙中拉力移動(dòng)的
距離 s 乙＝2h，F(xiàn) 甲＜F 乙，W 甲＝F 甲 s 甲，W 乙＝F 乙 s 乙，所以 W 甲＝W 乙，故 BD 錯(cuò)誤；
C、將重物勻速提升相同高度 h，動(dòng)滑輪的重力相同，則額外功相同，
因?yàn)?G 相同，所以由 W 有用＝Gh 可知 W 有用甲＝W 有用乙，
W 總＝W 額+W 有用，由 η＝ ×100%可知 η 甲＝η 乙，故 C 正確。
故選：C。
3．如圖，為了提升重物，選用了粗細(xì)均勻，重為 G 的杠桿，不計(jì)杠桿支點(diǎn)處的摩擦，先后把同一個(gè)重物掛
在 A、B 兩處，每次用豎直向上的力讓重物勻速上升同樣的高度，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．重物在 A 點(diǎn)處時(shí)拉力做的有用功多
B．重物在 B 點(diǎn)處時(shí)拉力做的有用功多
C．重物在 B 點(diǎn)處時(shí)拉力做的額外功多
D．重物在 B 點(diǎn)處杠桿的機(jī)械效率高
【答案】D
【解答】解：（1）利用杠桿提升重物時(shí)，有用功 W 有用＝Gh，
在 A、B 兩處提升的是同一個(gè)重物，上升同樣的高度，所以在 A、B 兩處人做的有用功相同，故 A、B
選項(xiàng)錯(cuò)誤。
（2）由下圖可知：在 A、B 兩處提升重物，重物上升同樣的高度 h 時(shí)，而杠桿的重心上升的高度 hA＞
hB，
額外功 W 額外＝G 桿 h，
則 W 額外 A＞W(wǎng) 額外 B，故 C 錯(cuò)誤；
在 A、B 兩處人做的有用功相同，而 W 總＝W 有用+W 額外，
所以 W 總 A＞W(wǎng) 總 B，
由 η＝ ，可知 ηA＜ηB，故 D 正確。
故選：D。
考點(diǎn)三 實(shí)驗(yàn) 使用動(dòng)滑輪是否省功
4．小東想探究“使用動(dòng)滑輪是否省功”。請(qǐng)你幫他將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整并回答相應(yīng)的問(wèn)題。
（1）實(shí)驗(yàn)步驟：
①在彈簧測(cè)力計(jì)下掛兩個(gè)鉤碼，用彈簧測(cè)力計(jì)將鉤碼緩慢地勻速豎直向上提升一定高度，并同時(shí)用刻度
尺測(cè)量，記錄拉力 F1 與彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離 s1，根據(jù)公式 W1＝　F1h　，計(jì)算拉力所做的功 W1。
②　用彈簧測(cè)力計(jì)并借助一個(gè)動(dòng)滑輪將同樣的鉤碼緩慢地勻速向上提升相同高度 h，記錄拉力 F2，計(jì)算
拉力所做的功 W2＝F22h　。
③比較 W1 和 W2 的大小關(guān)系，得出結(jié)論。
（2）若 W1＜W2，該實(shí)驗(yàn)?zāi)艹醪降玫降慕Y(jié)論是：　在使用動(dòng)滑輪提升物體時(shí)，要對(duì)動(dòng)滑輪做功　。
【答案】（1）①F1h；②用彈簧測(cè)力計(jì)并借助一個(gè)動(dòng)滑輪將同樣的鉤碼緩慢地勻速向上提升相同高度
h，記錄拉力 F2，計(jì)算拉力所做的功 W2＝F22h；（2）在使用動(dòng)滑輪提升物體時(shí)，要對(duì)動(dòng)滑輪做功
【解答】解：（1）①用彈簧測(cè)力計(jì)將鉤碼緩慢地勻速向上提升一定高度，并同時(shí)用刻度尺測(cè)量，記錄
拉力與高度 F1、h，根據(jù) W＝Fs 可知，W1＝F1h；
②用彈簧測(cè)力計(jì)并借助一個(gè)動(dòng)滑輪將同樣的鉤碼緩慢地勻速向上提升相同高度 h，記錄拉力 F2，計(jì)算拉
力所做的功 W2＝F22h；
（2）若 W1＜W2，其原因是，在使用動(dòng)滑輪提升物體時(shí)，要對(duì)動(dòng)滑輪做功，所做的總功要大于只提升物
體所做的功。
故答案為：（1）①F1h；②用彈簧測(cè)力計(jì)并借助一個(gè)動(dòng)滑輪將同樣的鉤碼緩慢地勻速向上提升相同高度
h，記錄拉力 F2，計(jì)算拉力所做的功 W2＝F22h；（2）在使用動(dòng)滑輪提升物體時(shí)，要對(duì)動(dòng)滑輪做功。
考點(diǎn)四 功的原理
5．鐘樓是西安的地標(biāo)式建筑，歷經(jīng) 600 余年雄姿依舊，鐘樓歷久彌新的竅訣就在于有專業(yè)人員定期的修繕
保養(yǎng)，如圖所示，在一次修繒過(guò)程中工人用滑輪組將重為 300N 的貨物 10s 內(nèi)勻速提升 2m，已知?jiǎng)踊?br/>的重力是 100N。若不計(jì)繩重與摩擦，工人對(duì)繩子的拉力為 　200　N，拉力做的功為 　800　J；使用該
滑輪組 　不能　（選填“能”或“不能”）省功。
【答案】200；800；不能。
【解答】解：由圖可知，動(dòng)滑輪上承擔(dān)物重的繩子股數(shù) n＝2，不計(jì)繩重和摩擦，工人對(duì)繩子的拉力
F＝ ；
提升重物勻速上升的過(guò)程中，拉力做的總功 W 總＝F 丙；
＝Fnh＝200N×2×2m＝800J；使用該滑輪組可以省力不能省功，且使用任何機(jī)械都不能省功。
故答案為：200；800；不能。
考點(diǎn)五 機(jī)械效率的計(jì)算
6．起重機(jī)把質(zhì)量為 0.5t 的重物勻速提升了 3m，它的電動(dòng)機(jī)所做的功是 3.3×104J，則起重機(jī)的機(jī)械效率是
（　　）
A．45% B．55% C．0.45kW D．55W
【答案】A
【解答】解：（1）起重機(jī)做的有用功：
W 有＝Gh＝mgh＝0.5×103kg×10N/kg×3m＝1.5×104J；
（2）起重機(jī)的機(jī)械效率是：
η＝ ＝ ≈45%。
故選：A。
7．如圖所示，中考體育測(cè)試中，小宇同學(xué)正在測(cè)試自己的仰臥起坐的成績(jī)。小宇同學(xué)質(zhì)量為 50kg，她上半
身（肚臍以上）質(zhì)量約為全身質(zhì)量的 60%；若一分鐘內(nèi)她做了 40 個(gè)仰臥起坐，每次上半身重心上升的高
度均為 0.3m，這一分鐘小宇共消耗 4000J 能量。（g 取 10N/kg）求：
（1）小宇完成 1 次仰臥起坐，克服重力所做的功；
（2）這段時(shí)間內(nèi)她克服重力做功的功率；
（3）這個(gè)過(guò)程小宇做功的效率。
【答案】（1）小宇完成 1 次仰臥起坐，克服重力所做的功為 90J；
（2）這段時(shí)間內(nèi)她克服重力做功的功率 60W；
（3）這個(gè)過(guò)程小宇做功的效率為 90%。
【解答】解：（1）小宇同學(xué)質(zhì)量為 50kg，小宇所受的重力
G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，
每次上半身重心上升的高度均為 0.3m，仰臥起坐 1 次克服自身重力做功
W＝60%Gh＝60%×500N×0.3m＝90J；
（2）1min 內(nèi)完成 40 個(gè)仰臥起坐，所做的功
W 有＝40×90J＝3600J，
這段時(shí)間做功的功率
；
（3）這個(gè)過(guò)程小宇做功的效率
。
答：（1）小宇完成 1 次仰臥起坐，克服重力所做的功為 90J；
（2）這段時(shí)間內(nèi)她克服重力做功的功率 60W；
（3）這個(gè)過(guò)程小宇做功的效率為 90%。
考點(diǎn)六 實(shí)驗(yàn) 測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
8．在“測(cè)量滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，某組同學(xué)選擇了如圖所示的兩種滑輪組進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，記錄的實(shí)
驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示：
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 鉤碼重 G/N 拉力 F/N 繩端移動(dòng)距離 機(jī)械效率
s/cm
1 0.5 10 30
2 1.5 10 0.8 30 62.5%
3 0.5 10 0.5 40 25.0%
4 1.5 10 0.7 40 53.6%
（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以判斷出第一次實(shí)驗(yàn)所選擇的是 　甲　（選填“甲”或“乙”）滑輪組。并補(bǔ)全
表格中的項(xiàng)目 　鉤碼上升的高度/cm　。
（2）在第一次實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)勻速豎直拉動(dòng)滑輪組時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖丙所示，拉力 F 為 　0.4　N；
該次實(shí)驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效率是 　41.7%　（計(jì)算結(jié)果精確到 0.1%）。
（3）機(jī)械效率是機(jī)械性能好壞的重要標(biāo)志結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，下列提高機(jī)械效率的
措施不可行的是 　D　（選填符號(hào)）。
A．增加所提物重；
B．減輕機(jī)械自重；
C．機(jī)械加潤(rùn)滑油；
D．增加重物上升高度。
【答案】（1）甲；鉤碼上升的高度/cm；（2）0.4；41.7%；（3）D。
【解答】解：（1）由表中第一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，鉤碼上升的高度 h＝10cm，繩端移動(dòng)的距離 s＝30cm，
由 s＝nh 可得，繩子的有效股數(shù) n＝ ＝ ＝3，
由圖可知，甲滑輪組繩子的有效股數(shù)為 3，乙滑輪組繩子的有效股數(shù)為 4，
所以，第一次實(shí)驗(yàn)所選擇的是甲滑輪組；表格中還需要補(bǔ)充的數(shù)據(jù)是鉤碼上升的高度/cm；
（2）由圖丙可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為 0.2N，拉力 F＝0.4N，
該次實(shí)驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效率 η＝ ＝ ＝×100%＝ ×100%≈41.7%；
（3）A．由 1、2 或 3、4 兩組數(shù)據(jù)可知，用相同的裝置提升物體的重力越大，滑輪組的機(jī)械效率越大，
故 A 可行；
B．由 1、3 或 2、4 兩組數(shù)據(jù)可知，用不同的狀態(tài)提升相同的物體上升相同的高度時(shí)，機(jī)械自重越小，
滑輪組機(jī)械效率越大，故 B 可行；
C．機(jī)械加潤(rùn)滑油，提升重物時(shí)減小了額外功，根據(jù) η＝ ×100%＝ ×100%可知，滑輪組
的機(jī)械效率越大，故 C 可行；
D．由 η＝ ＝ ＝ ＝ ×100%可知，滑輪組機(jī)械效率與物體提升的高度無(wú)關(guān)，故 D 不可行。
故選：D。
故答案為：（1）甲；鉤碼上升的高度/cm；（2）0.4；41.7%；（3）D。
9．提高機(jī)械效率能夠充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的作用，一組同學(xué)用如圖所示裝置在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)
驗(yàn)中，測(cè)得的數(shù)據(jù)如表所示。
次數(shù) 物體的重力 G/N 提升的高度 h/m 拉力 F/N 繩斷移動(dòng)的距離 機(jī)械效率 η
s/m
1 2 0.1 1 0.3 66.7%
2 3 0.1 1.4 0.3 71.4%
3 4 0.1 1.8 0.3
4 4 0.2 1.8 0.6 74.1%
（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)盡量豎直向上 　勻速　（選填“勻速”或“加速”）拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；
（2）計(jì)算出第 3 次實(shí)驗(yàn)機(jī)械效率是 　74.1%　（結(jié)果精確到 0.1%）；
（3）分析比較第 1、2、3 次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以初步判定，使用同一個(gè)滑輪組提升物體時(shí)，被提升的物體越重，
滑輪組的機(jī)械效率 　越高　（選填“越高”“越低”或“不變”）；繩和輪之間的摩擦屬于 　有害　
（選填“有益”或“有害”）摩擦。
【答案】（1）勻速；（2）74.1%；（3）越高；有害。
【解答】解：（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向勻速緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，拉力大小才等于
測(cè)力計(jì)示數(shù)；
（2）根據(jù)第 3 次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，有用功為：W 有＝Gh＝4N×0.1m＝0.4J；
總功為：W 總＝Fs＝1.8N×0.3m＝0.54J；
第 3 次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率：η＝ ＝ ≈74.1%；
（3）比較第 1、2、3 次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，提升高度相同，繩子自由端移動(dòng)的距離相同，說(shuō)明使用的是同一
滑輪組，但物重不同，且物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高；
克服繩和輪之間的摩擦所做的功是額外功，所以繩和輪之間的摩擦屬于有害摩擦。
故答案為：（1）勻速；（2）74.1%；（3）越高；有害。
考點(diǎn)七 滑輪（組）的機(jī)械效率
10．用如圖所示的滑輪組勻速提升 200N 的重物 G，豎直向上的拉力 F 為 100N，在 2s 內(nèi)將重物勻速提升
1m，不計(jì)繩重和滑輪的摩擦，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．動(dòng)滑輪的重力為 50N
B．拉力做的額外功是 50J
C．拉力做的總功的功率為 150W
D．該滑輪組機(jī)械效率為 60%
【答案】C
【解答】解：
有用功：W 有用＝Gh＝200N×1m＝200J，
由圖知 n＝3，則繩子末端移動(dòng)的距離：s＝3h＝3×1m＝3m；
拉力做的總功：W 總＝Fs＝100N×3m＝300J，
拉力做的額外功：W 額＝W 總﹣W 有用＝300J﹣200J＝100J，故 B 錯(cuò)誤；
由圖可知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù) n＝3，不計(jì)繩重和滑輪的摩擦，由
可知，動(dòng)滑輪的重力為
G 動(dòng)＝nF﹣G＝3×100N﹣200N＝100N，故 A 錯(cuò)誤。
拉力做的總功的功率為
，故 C 正確；
該滑輪組機(jī)械效率為
，故 D 錯(cuò)誤。
故選：C。
11．如圖所示，工人利用輕質(zhì)滑輪組水平勻速搬運(yùn)貨物 A，已知該滑輪組的機(jī)械效率為 75%，貨物 A 與地
面的摩擦力為 30N，則工人施加在繩子端的拉力 F 為 　20　N。
【答案】20。
【解答】解：由圖可知，n＝2，根據(jù) η＝ ＝ ＝ ＝ 可知，拉力 F 為：
F＝ ＝ ＝20N。
故答案為：20。
12．如圖所示，用 F＝50N 的拉力通過(guò)動(dòng)滑輪將貨物勻速提升 1m，用時(shí) 5s，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為 90%。不
計(jì)繩重及滑輪與軸之間的摩擦，求：
（1）上述過(guò)程中的有用功 W 有。
（2）上述過(guò)程中拉力所做的功的功率 PF。
（3）動(dòng)滑輪所受的重力 G 動(dòng)。
【答案】（1）上述過(guò)程中的有用功為 90J；
（2）上述過(guò)程中拉力所做的功的功率為 20W；
（3）動(dòng)滑輪所受的重力為 10N。
【解答】解：（1）動(dòng)滑輪承擔(dān)貨物的繩子股數(shù)為 2，動(dòng)滑輪做的總功為：
W 總＝Fs＝Fnh＝50N×2×1m＝100J，
根據(jù) η＝ 可知，有用功為：
W 有＝ηW 總＝90%×100J＝90J；
（2）上述過(guò)程中拉力所做的功的功率為：
PF＝ ＝ ＝20W；
（3）根據(jù) W 總＝W 有+W 額可知，額外功為：
W 額＝W 總﹣W 有＝100J﹣90J＝10J，
不計(jì)繩重及滑輪與軸之間的摩擦，動(dòng)滑輪重為：
G 動(dòng)＝ ＝ ＝10N。
答：（1）上述過(guò)程中的有用功為 90J；
（2）上述過(guò)程中拉力所做的功的功率為 20W；
（3）動(dòng)滑輪所受的重力為 10N。
考點(diǎn)八 杠桿的機(jī)械效率
13．我國(guó)古代科學(xué)著作《天工開(kāi)物》中記載有井上汲水裝置——桔槔，如圖甲所示，它相當(dāng)于一個(gè)杠桿。
圖乙為小明根據(jù)其原理自制的模型裝置，杠桿左端是懸掛的石塊，右端懸掛水桶。下列有關(guān)說(shuō)法正確的
是（　　）
A．左端懸掛石塊越重越好
B．右邊水桶越重，提起水時(shí)有用功越多
C．當(dāng)減輕桔槔（模型 AB 桿）的重時(shí)，提水時(shí)機(jī)械效率可達(dá) 100%
D．汲水后，如圖乙所示時(shí)，水桶總重比石塊大
【答案】D
【解答】解：A．左端懸掛的石塊是在提水時(shí)，給水桶向上的拉力，減小人所用的拉力，不是懸掛石塊
越重越好，故 A 錯(cuò)誤；
B．右邊水桶越重，提起水時(shí)對(duì)水桶做的功是額外功，額外功越多，故 B 錯(cuò)誤；
C．當(dāng)減輕桔槔（模型 AB 桿）的重時(shí)，由于水桶的重力不可忽略，仍要做額外功，因而提水時(shí)機(jī)械效率
不可能達(dá) 100%，故 C 錯(cuò)誤；
D．汲水后，如圖乙所示時(shí)，杠桿平衡，此時(shí)水桶總重拉力的力臂比石塊拉力的力臂短根據(jù)杠桿平衡條
件知，水桶拉力比石塊拉力大，水桶重力比石塊重力大，故 D 正確。
故選：D。
考點(diǎn)九 斜面的機(jī)械效率
14．往車上裝重物時(shí)，常常用長(zhǎng)木板搭個(gè)斜面，把重物沿斜面推上去，如圖所示，工人用 3m 長(zhǎng)的斜面，
把 120kg 的重物提高 1m，若實(shí)際用力為 500N，重物受到的摩擦力為 　100　N。另一斜面的機(jī)械效率
為 80%，應(yīng)用它可以用 100N 的力，勻速地沿斜面拉起重 400N 的物體，則斜面的高與長(zhǎng)度之比為 　 　。
【答案】100； 。
【解答】解：（1）工人做的有用功：W 有＝Gh＝mgh＝120kg×10N/kg×1m＝1200J；
工人所做的總功：W 總＝Fs＝500N×3m＝1500J；
工人做的額外功：W 額＝W 總﹣W 有＝1500J﹣1200J＝300J，
重物受到的摩擦力：f＝ ＝ ＝100N。
（2）設(shè)斜面的高和長(zhǎng)度分別為 h 和 s，
G＝400N，F(xiàn)＝100N，
W 有用＝Gh＝400N×h，W 總＝Fs＝100N×s，
而 η＝ ＝80%＝ ，
＝ ，
從而可知， ＝ 。
故答案為：100； 。
考點(diǎn)十 斜面機(jī)械效率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)
15．小金用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率。實(shí)驗(yàn)時(shí)豎直向上拉動(dòng)杠桿，使掛在杠桿下面的鉤碼
緩緩上升（支點(diǎn)和杠桿的摩擦不計(jì)）。問(wèn)：
（1）重為 5N 的鉤碼掛在 A 點(diǎn)時(shí)，人的拉力 F 為 2.5N，鉤碼上升 0.15m 時(shí)，動(dòng)力作用點(diǎn) C 上升 0.5m，
此時(shí)機(jī)械效率 η1 為 　60%　；
（2）小金為了進(jìn)一步研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，仍用該實(shí)驗(yàn)裝置，將鉤碼移到 B 點(diǎn)，再次
緩慢提升杠桿使動(dòng)力作用點(diǎn) C 仍然上升 0.5m，拉力變?yōu)?4N，鉤碼上升 0.3m。實(shí)驗(yàn)測(cè)得，此時(shí)的機(jī)械效
率 η 　＞　（選填“＞”“＜”或“＝”）η1。請(qǐng)你進(jìn)一步分析，簡(jiǎn)述此過(guò)程中杠桿效率變化的原因 　
額外功不變，有用功變大，總功變大，額外功所占比例減小，有用功所占比例變大　。
【答案】（1）60%；（2）＞；額外功不變，有用功變大，總功變大，額外功所占比例減小，有用功所
占比例變大。
【解答】解：（1）有用功：W 有用＝Gh＝5N×0.15m＝0.75J；
總功：W 總＝Fs＝2.5N×0.5m＝1.25J，
機(jī)械效率：η＝ ×100%＝ ×100%＝60%；
（2）鉤碼的懸掛點(diǎn)在 A 點(diǎn)時(shí)，由于杠桿的重力會(huì)阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，
則由杠桿的平衡條件得：G OA+G 杠桿 OC＝F OC；
懸掛點(diǎn)移至 B 點(diǎn)時(shí)，由杠桿的平衡條件得 G OB+G 杠桿 OC＝F′ OC，
觀察比較可知，懸掛點(diǎn)移至 B 點(diǎn)時(shí)，OB＞OA，即鉤碼重力的力臂變大，所以拉力 F 也變大；
此時(shí)由于杠桿的機(jī)械效率：η＝ ＝ ＝ ；
因?yàn)楦軛U升高的高度不變，所以克服杠桿自重所做的額外功不變（即 W 額＝G 杠桿 h 杠桿不變）；由于懸掛
點(diǎn) B 更接近支點(diǎn)，所以鉤碼提升的高度變大，根據(jù) W 有用＝Gh 可知，有用功變大；
從上面 η 的表達(dá)式可知：W 有用變大、W 額不變，所以分母變小，η 就變大；即 η＞η1。
故答案為：（1）60%；（2）＞；額外功不變，有用功變大，總功變大，額外功所占比例減小，有用功
所占比例變大。
考點(diǎn)十一 杠桿機(jī)械效率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)
16．某實(shí)驗(yàn)小組利用圖示裝置探究杠桿的機(jī)械效率，實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：
①將質(zhì)地均勻的杠桿 O 點(diǎn)懸掛，能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在 A 點(diǎn)懸掛總重為 9N 的鉤碼，在 B 點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)豎
直向上拉，使杠桿保持水平靜止，其中 AO＝10cm，AB＝20cm。
②豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)緩慢勻速上升使物體上升 5cm（保持 O 點(diǎn)位置不變），在此過(guò)程中彈簧測(cè)力
計(jì)的讀數(shù)為 4N，回答下列問(wèn)題：
（1）在步驟①中，若杠桿自重和摩擦不計(jì)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)應(yīng)為 　3　N。
（2）步驟 2 中，杠桿機(jī)械效率為 　75　%。
（3）若將測(cè)力計(jì)的懸掛點(diǎn)由 B 移至 C，O、A 位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機(jī)械效率
將 　不變　（變大/變小/不變）。
（4）若只將鉤碼的懸掛點(diǎn)由 A 移至 C 點(diǎn)，O 和 B 位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度（不計(jì)摩擦阻
力），則杠桿的機(jī)械效率將 　變大　（變大/變小/不變）。
【答案】（1）3；（2）75%；（3）不變；（4）變大。
【解答】解：
（1）OB＝AO+AB＝10cm+20cm＝30cm＝0.3m，
不計(jì)杠桿自重和摩擦，可由杠桿平衡條件，F(xiàn)×OB＝G×OA，
即 F×0.3m＝9N×0.1m，
解得 F＝3N；
（2）因?yàn)?AO：OB＝10cm：30cm＝1：3，所以 hA：hB＝1：3；
若 F＝2N，杠桿的機(jī)械效率為：
η＝ ＝ ＝ ＝ ×100%＝75%；
（3）杠桿提升鉤碼時(shí)，對(duì)鉤碼做有用功，克服杠桿重做額外功，W 有+W 額＝W 總，
設(shè)杠桿重心升高的距離為 h，所以，Gh1+G 杠 h＝Fh2，G 不變，h1 不變，G 杠不變，
若只將測(cè)力計(jì)的懸掛點(diǎn)由 B 移至 C 點(diǎn)，鉤碼還升高相同的高度，杠桿上旋的角度不變，杠桿升高的距離
h 不變，所以 Gh1+G 杠 h 不變，所以 Fh2 也不變。
根據(jù) η＝ ×100%，分母不變，分子不變，所以 η 不變；
（4）將鉤碼的懸掛點(diǎn)由 A 移至 C 點(diǎn)，O 和 B 位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，杠桿向上轉(zhuǎn)動(dòng)的角
度減小，杠桿升高的高度變小，則克服杠桿重做的額外功變小，而有用功不變；根據(jù) W 有+W 額＝W 總可
知總功變小，由機(jī)械效率公式可知杠桿的機(jī)械效率變大。
故答案為：（1）3；（2）75%；（3）不變；（4）變大。
一．選擇題（共 9 小題）
1．關(guān)于功、功率、機(jī)械效率，下列說(shuō)法中正確的是（　　）
A．有用功越多，機(jī)械效率越高
B．機(jī)械效率越高，做功越快
C．做功時(shí)間越長(zhǎng)，機(jī)器的功率越大
D．通過(guò)減輕機(jī)械自重、減小摩擦可以提高機(jī)械效率
【答案】D
【解答】解：A．機(jī)械效率是有用功占總功的比值，因?yàn)椴恢揽偣Γ杏霉Χ啵瑱C(jī)械效率不一定高，
故 A 錯(cuò)誤；
B．做功快慢是指功率，機(jī)械效率是有用功占總功的比值，故 B 錯(cuò)誤；
C．功率是做功與所用時(shí)間的比，表示做功的快慢。不知道總功，無(wú)法根據(jù)做功時(shí)間判斷機(jī)器的功率，
故 C 錯(cuò)誤；
D．通過(guò)減輕機(jī)械自重、減小摩擦可以減小機(jī)械的額外功，從而提高機(jī)械效率，故 D 正確。
故選：D。
2．下列說(shuō)法中正確的是（　　）
A．使用任何機(jī)械都能省力
B．總功等于有用功加額外功
C．使用某些機(jī)械可以省功
D．額外功可以不做，現(xiàn)實(shí)生活中機(jī)械效率可達(dá) 100%
【答案】B
【解答】解：
A、生活中，使用起重機(jī)，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力機(jī)械，可以省距離，并不是任何機(jī)械都能省力，
故 A 錯(cuò)誤；
B、使用機(jī)械時(shí)，由于要克服摩擦力、提升機(jī)械而做額外功，總功等于有用功加額外功，故 B 正確；
C、使用任何機(jī)械都不能省功，故 C 錯(cuò)誤；
D、由于要克服摩擦力、提升機(jī)械而做額外功，有用功小于總功，機(jī)械效率不能達(dá)到 100%，故 D 錯(cuò)誤。
故選：B。
3．《物原》記載：“史佚始作轆轤。”如圖所示，人們借助轆轤從井中汲水時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，使繩子在軸筒
上不斷疊繞，從而將水桶從井中提出。以下方法可以提高轆轤機(jī)械效率的是（　　）
A．增大桶內(nèi)的水量 B．增大水桶的質(zhì)量
C．增大轉(zhuǎn)動(dòng)搖把的速度 D．使用更粗的繩子
【答案】A
【解答】解：
A、增大桶內(nèi)的水量，有用功會(huì)變大，桶的重力不變，額外功不變，根據(jù) η＝ ＝ 可知，機(jī)
械效率會(huì)變大，故 A 正確；
B、增大水桶的重力，在水的重力不變的情況下，有用功不變，額外功變大，根據(jù) η＝ ＝
可知，機(jī)械效率會(huì)變小，故 B 錯(cuò)誤；
CD、根據(jù) η＝ ＝ 可知，增大搖把轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、增大繩子的粗細(xì)都不會(huì)改變機(jī)械效率的大
小，故 CD 錯(cuò)誤。
故選：A。
4．如圖所示，用滑輪組提升重物時(shí)，重 800N 的物體在 10s 內(nèi)勻速上升了 1m。已知拉繩子的力 F 為 500N，
則提升重物的過(guò)程中（　　）
A．繩子自由端被拉下 3m
B．滑輪組的機(jī)械效率是 60%
C．拉力 F 的功率是 80W
D．做的有用功是 800J
【答案】D
【解答】解：
A、由圖知，n＝2，s＝2h＝2×1m＝2m，故 A 錯(cuò)；
B、滑輪組的機(jī)械效 η＝ ×100%＝ ×100%＝80%，故 B 錯(cuò)；
C、W 總＝Fs＝500N×2m＝1000J，P＝ ＝ ＝100W，故 C 錯(cuò)；
D、W 有用＝Gh＝800N×1m＝800J，故 D 正確。
故選：D。
5．如圖所示，物體 A 在拉力 F 作用下 0.4m/s 勻速上升，物體重 30N，滑輪重為 12N，不計(jì)繩重及摩擦，則
此過(guò)程中（　　）
A．滑輪組的機(jī)械效率為 83.3%
B．人做的有用功為 12J
C．拉力 F 的大小為 21N
D．拉力做功的功率為 12W
【答案】A
【解答】解：BC．不計(jì)繩重及摩擦，由圖可知：F＝2G 物+G 動(dòng)＝2×30N+12N＝72N；
物體 A 以 0.4m/s 勻速上升，則 F 的速度為 0.2m/s，由于上升時(shí)間和距離未知，根據(jù) W 有用＝Gh 可知，所
做有用功不能計(jì)算，故 B、C 錯(cuò)誤；
D．拉力 F＝72N，F(xiàn) 的速度為 0.2m/s，根據(jù) P＝Fv 可知，拉力的功率為：P＝Fv＝72N×0.2m/s＝14.4W，
故 D 錯(cuò)誤；
A ．由圖可知，當(dāng) F 移動(dòng)距離為 s 時(shí)，物體上升的距離為 2s ，滑輪組的機(jī)械效率為：
，故 A 正確。
故選：A。
6．建筑工地用如圖 1 所示的裝置提升重物 A，電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子的功率保持不變，電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力 F 與
繩子自由端的移動(dòng)速度 v 的關(guān)系如圖 2 所示。重物 A 以 0.1m/s 的速度勻速上升時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為
80%。不計(jì)繩重與摩擦。下列分析與計(jì)算正確的是（　　）
A．重物 A 以 0.1m/s 的速度勻速上升時(shí)，電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力為 600N
B．重物 A 的重力為 600N
C．動(dòng)滑輪重為 120N
D．勻速提升 108kg 的重物 B 時(shí)，重物 B 在 30s 上升的高度為 4.5m
【答案】C
【解答】解：A、由圖可知，n＝3，自由端移動(dòng)的速度為：
v 繩＝nv 物＝3×0.1m/s＝0.3m/s，由圖 2 可知，電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力為 200N，故 A 錯(cuò)誤；
B、根據(jù) η＝ ＝ ＝ ＝ 可知，重物 A 的重力為：
G＝ηnF＝80%×3×200N＝480N，故 B 錯(cuò)誤；
C、不計(jì)繩重與摩擦，根據(jù) F＝ （G+G 動(dòng)）可知，動(dòng)滑輪重為：
G 動(dòng)＝nF﹣G＝3×200N﹣480N＝120N，故 C 正確；
D、電動(dòng)機(jī)的功率為：
P＝ ＝ ＝Fv 繩＝200N×0.3m/s＝60W；
當(dāng)勻速提升 108kg 的重物 B 時(shí)的拉力 F'為：
F'＝ （G'+G 動(dòng)）＝ （m'g+G 動(dòng)）＝ ×（108kg×10N/kg+120N）＝400N，
因電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子的功率保持不變，重物 B 移動(dòng)的速度為：
vB＝ ＝ ＝0.05m/s，
則重物 B 在 30s 上升的高度為：
h＝vBt＝0.05m/s×30s＝1.5m，故 D 錯(cuò)誤。
故選：C。
7．在學(xué)校體育館建設(shè)的施工現(xiàn)場(chǎng)能看到各種起重機(jī)，某臺(tái)起重機(jī)上的滑輪組簡(jiǎn)化為如圖所示，虛線框內(nèi)是
由兩個(gè)相同的滑輪安裝成的滑輪組，利用該滑輪組提升質(zhì)量為 27kg 的物體所用的拉力為 100N，不計(jì)繩
重和摩擦，則滑輪組機(jī)械效率（　　）
A．45% B．60% C．75% D．90%
【答案】D
【解答】解：物體重力為 G＝mg＝27kg×10N/kg＝270N，所用的拉力為 100N，說(shuō)明承擔(dān)物體重力的繩
子股數(shù)至少是 3 股，而虛線框內(nèi)是由兩個(gè)相同的滑輪安裝成的滑輪組，因此繩子股數(shù)是 3 股；
該滑輪組的機(jī)械效率為：
η＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ×100%＝90%，故 D 正確。
故選：D。
8．如圖所示，王瑞同學(xué)通過(guò)斜面用平行于斜面 F＝200N 的拉力，將重為 300N 的物體在 5s 時(shí)間內(nèi)勻速拉到
1m 高的平臺(tái)上，斜面長(zhǎng) s＝2m。下列說(shuō)法中（　　）
①拉力的功率為 40W
②斜面的機(jī)械效率為 75%
③斜面對(duì)物體的摩擦力 100N
④拉力做的額外功 100J
A．只有①③正確 B．只有②④正確
C．只有③④正確 D．①②③④都正確
【答案】B
【解答】解：①拉力做的總功為：W 總＝Fs＝200N×2m＝400J，
拉力的功率為：P＝ ＝ ＝80W，故①錯(cuò)誤。
②拉力做的有用功為：W 有＝Gh＝300N×1m＝300J，
斜面機(jī)械效率為：η＝ ＝ ＝75%，故②正確。
③④所做額外功為：W 額＝W 總﹣W 有＝400J﹣300J＝100J，
由 W 額＝fs 得，摩擦力 f＝ ＝ ＝50N，故③錯(cuò)誤，④正確。
故選：B。
9．如圖為小華研究斜面機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置。斜面高度為 20cm，她用 50N 的拉力將重為 80N 的物體勻速
拉到斜面頂端。則物體受到斜面的摩擦力為（　　）
A．50N B．30N C．10N D．25N
【答案】C
【解答】解：斜面傾角為 30°，高為 20cm＝0.2m，所以斜面長(zhǎng)為 40cm＝0.4m，物體從斜面底端運(yùn)動(dòng)到
頂端的過(guò)程中，
克服重力做功：W 有用＝Gh＝80N×0.2m＝16J，
拉力 F 做的功：W 總＝Fs＝50N×0.4m＝20J，
則克服摩擦力做的功：Wf＝W 總﹣W 有用＝20J﹣16J＝4J，
摩擦力：f＝ ＝ ＝10N，故 C 正確、ABD 錯(cuò)誤。
故選：C。
二．填空題（共 5 小題）
10．某同學(xué)用滑輪組提升物體，繩子自由端豎直移動(dòng)的距離隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖中 a 所示，物體上升的
距離隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖中 b 所示。已知物體的重力為 4.5N，所用動(dòng)滑輪的重力為 0.5N，繩子自由端
的拉力 F 為 1.3N。在 0～2s 內(nèi)，拉力所做的總功為 　0.52　J，拉力 F 的功率為 　0.26　W，額外功為 　
0.07　J，滑輪組的機(jī)械效率為 　86.5%　。
【答案】0.52；0.26；0.07；86.5%
【解答】解：由圖線 a 知，0～2s 內(nèi)繩端移動(dòng)距離 s＝40cm＝0.4m，
拉力所做的總功 W 總＝Fs＝1.3N×0.4m＝0.52J；
拉力 F 的功率：P＝ ＝ ＝0.26W；
由圖線 b 知，0～2s 內(nèi)物體上升高度 h＝10cm＝0.1m，
克服物體重力做的有用功：W 有＝Gh＝4.5N×0.1m＝0.45J，
額外功：W 額＝W 總﹣W 有＝0.52J﹣0.45J＝0.07J；
滑輪組的機(jī)械效率：η＝ ＝ ≈86.5%。
故答案為：0.52；0.26；0.07；86.5%
11．如圖使用滑輪組提起物體，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，其示數(shù)為 4N，物體重 10N，不計(jì)繩重和摩
擦。則動(dòng)滑輪重為 　2　N，該滑輪組的機(jī)械效率為 　83.3%　。
【答案】2；83.3%。
【解答】解：由圖可知，n＝3，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，其示數(shù)為 4N，即 F＝4N，不計(jì)繩重和摩
擦，根據(jù) F＝ （G+G 動(dòng)）可知，動(dòng)滑輪重為：
G 動(dòng)＝nF﹣G＝3×4N﹣10N＝2N；
該滑輪組的機(jī)械效率為：
η＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ×100%≈83.3%。
故答案為：2；83.3%。
12．如圖所示，起重機(jī)以 1m/s 的速度將重 1500N 的貨物勻速提升 4s，穿過(guò)滑輪的鋼絲繩中拉力為 500N，
則此過(guò)程中，有用功為 　6000　J，起重機(jī)的機(jī)械效率為 　75　%，拉力的功率為 　2000　W；若改
用 2m/s 的速度提升重物，則該起重機(jī)的機(jī)械效率將 　不變　（選填“變大”、“變小”或“不變”）。
【答案】6000；75；2000；不變
【解答】解：物體上升的高度 h＝vt＝1m/s×4s＝4m，
克服物體重力做的有用功：W＝Gh＝1500N×4m＝6000J；
由圖可知，承擔(dān)繩子的股數(shù) n＝4，則繩子自由端移動(dòng)的距離 s＝nh＝4h＝4×4m＝16m，
總功 W 總＝Fs＝500N×16m＝8000J，
起重機(jī)的機(jī)械效率：η＝ ＝ ×100%＝75%；
拉力的功率：P＝ ＝ ＝2000W，
由于滑輪組的機(jī)械效率與提升物體的速度無(wú)關(guān)，因此若改用 2m/s 的速度提升重物，則該起重機(jī)的機(jī)械效
率不變。
故答案為：6000；75；2000；不變。
13．用圖甲的滑輪組運(yùn)送貨物上樓，圖乙記錄了滑輪組的機(jī)械效率隨貨物重力增加而變化的圖像，當(dāng)某次
運(yùn)送重為 460N 的貨物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率＝　92　%。（不考慮繩重和摩擦）
【答案】92
【解答】解：由圖乙可知，運(yùn)送貨物 G＝120N 時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率 η＝75%，
不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，滑輪組的機(jī)械效率：
η＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ×100%＝75%，
解得：G 動(dòng)＝40N；
由圖可知，n＝2，不計(jì)繩重和摩擦，運(yùn)送 460N 的貨物時(shí)繩子的拉力：
F＝ （G'+G 動(dòng)）＝ ×（460N+40N）＝250N；
不計(jì)繩重和摩擦，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率：
η'＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ×100%＝92%。
故答案為：92。
14．小明用如圖所示的滑輪組提升物體，已知?jiǎng)踊喼?120N，小明重 600N，他的最大臂力為 800N：
（1）若他用 500N 的拉力將重為 830N 的物體勻速提升 2m，所用時(shí)間 2s，此過(guò)程中：
①做的額外功是 　340　J；
②拉力做功的功率是 　1000　W；
（2）若提升過(guò)程中繩重和摩擦對(duì)應(yīng)的額外功始終占總功的 5%，此滑輪組最高的機(jī)械效率是 　85　%。
【答案】（1）340；1000；（2）85。
【解答】解：（1）由圖知，n＝2，則繩端移動(dòng)的距離 s＝2h＝2×2m＝4m，
①有用功：W 有用＝Gh＝830N×2m＝1660J，
總功：W 總＝Fs＝500N×4m＝2000J，
則他做的額外功：W 額＝W 總﹣W 有用＝2000J﹣1660J＝340J。
②拉力做功的功率：P＝ ＝ ＝1000W。
（2）當(dāng)作用在繩子上的拉力最大時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率最大，
小明體重為 600N，則繩子受到的最大拉力 F′＝G 人＝600N。
設(shè)物體上升的高度為 h，則拉力做的總功：
W 總′＝F′s＝2F′h，
克服動(dòng)滑輪重力做的額外功：
W 動(dòng)＝G 動(dòng) h，
由題知提升過(guò)程中繩子重和摩擦對(duì)應(yīng)的額外功：
W 繩摩＝5%W 總′＝5%×2F′h＝0.1F′h，
滑輪組做的有用功：
W 有′＝W 總′﹣W 動(dòng)﹣W 繩摩＝2F′h﹣G 動(dòng) h﹣0.1F′h＝1.9F′h﹣G 動(dòng) h，
滑輪組的最大機(jī)械效率：
η＝ ＝ ＝ ＝ ×100%＝85%。
故答案為：（1）340；1000；（2）85。
三．實(shí)驗(yàn)探究題（共 2 小題）
15．提高機(jī)械效率能夠充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的作用，某興趣小組的同學(xué)在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中，
實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如表所示。
次數(shù) 物體的重力 提升的高度 拉力 F/N 繩端移動(dòng)的距 機(jī)械效率 η
G/N h/m 離 s/m
1 2 0.1 1 0.3 66.7%
2 3 0.1 1.4 0.3 71.4%
3 4 0.1 1.8 0.3
4 4 0.2 1.8 0.6 74.1%
（1）第 3 次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的機(jī)械效率是 　74.1%　（結(jié)果精確到 0.1%）。
（2）分析比較第 1、2、3 次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以判定，使用同一個(gè)滑輪組提升物體時(shí)，被提升的物體越重，
滑輪組的機(jī)械效率越 　高　。
（3）分析比較第 　3、4　次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，機(jī)械效率與物體上升的高度無(wú)關(guān)。
【答案】（1）74.1%；（2）高；（3）3、4。
【解答】解：（1）第 3 次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率：
η＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%≈74.1%；
（2）比較第 1、2、3 次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，對(duì)于同一滑輪組，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高；
（3）通過(guò)分析第 3、4 兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：使用滑輪組提升相同的重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率與
物體上升的高度無(wú)關(guān)。
故答案為：（1）74.1%；（2）高；（3）3、4。
16．（1）如圖 1 所示，工人用 400N 的推力沿斜面將重為 840N 的箱子勻速推到車上。已知箱子沿斜面移
動(dòng)的距離為 3m，斜面的機(jī)械效率為 70%，在這過(guò)程中，推力所做的功為 　1200　J，有用功為 　840　
J，箱子受到的摩擦力是 　120　N。
（2）小明用圖 2 中的動(dòng)滑輪勻速拉動(dòng)水平地面上的物體 A，他猜想動(dòng)滑輪拉動(dòng)的物體越輕，機(jī)械效率越
高。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)其猜想，并完成部分實(shí)驗(yàn)報(bào)告的填寫(xiě)：
①實(shí)驗(yàn)?zāi)康模骸◎?yàn)證動(dòng)滑輪拉動(dòng)的物體越輕，機(jī)械效率越高　。
②實(shí)驗(yàn)步驟（若需要可補(bǔ)充器材、可以畫(huà)圖或文字）：　1、用測(cè)力計(jì)直接拉著物體沿水平方向做勻速
直線運(yùn)動(dòng)，木塊處于平衡狀態(tài)，由二力平衡條件可知，滑動(dòng)摩擦力 f 等于拉力；
2、改用動(dòng)滑輪拉動(dòng)物體在同一水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，記下測(cè)力計(jì)的示數(shù) F，并求出動(dòng)滑輪的機(jī)械效
率；
3、在物體上方放置不同數(shù)量的鉤碼，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)兩次；
4、分析動(dòng)滑輪的機(jī)械效率與物體重力的關(guān)系，檢驗(yàn)猜想是否正確　。
【答案】（1）1200；840；120；
（2）①驗(yàn)證動(dòng)滑輪拉動(dòng)的物體越輕，機(jī)械效率越高；
②實(shí)驗(yàn)步驟：
1、用測(cè)力計(jì)直接拉著物體沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，木塊處于平衡狀態(tài)，由二力平衡條件可知，滑動(dòng)
摩擦力 f 等于拉力；
2、改用動(dòng)滑輪拉動(dòng)物體在同一水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，記下測(cè)力計(jì)的示數(shù) F，并求出動(dòng)滑輪的機(jī)械效
率；
3、在物體上方放置不同數(shù)量的鉤碼，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)兩次；
4、分析動(dòng)滑輪的機(jī)械效率與物體重力的關(guān)系，檢驗(yàn)猜想是否正確。
【解答】解：（1）推力所做的功：W 總＝Fs＝400N×3m＝1200J，
根據(jù) η＝ 可得，有用功 W 有用＝ηW 總＝70%×1200J＝840J；
額外功：W 額＝W 總﹣W 有用＝1200J﹣840J＝360J，
根據(jù) W＝fs 可得，箱子受到的摩擦力：f＝ ＝ ＝120N；
（2）①由題意可知，實(shí)驗(yàn)的目的是：驗(yàn)證動(dòng)滑輪拉動(dòng)的物體越輕，機(jī)械效率越高；
②上圖中，繩子的有效段數(shù)為 2，故繩子自由端移動(dòng)的距離為物體移動(dòng)距離 s 的 2 倍，克服物體與地面
之間的摩擦力 f 做的功為有用功，繩端拉力做的功為總功，根據(jù) η＝ ＝ ＝ ×100%可知，
要求出動(dòng)滑輪的機(jī)械效率，需測(cè)出的物理量為：滑動(dòng)摩擦力 f、拉力 F；
實(shí)驗(yàn)步驟：
1、用測(cè)力計(jì)直接拉著物體沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，木塊處于平衡狀態(tài)，由二力平衡條件可知，滑動(dòng)
摩擦力 f 等于拉力；
2、改用動(dòng)滑輪拉動(dòng)物體在同一水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，記下測(cè)力計(jì)的示數(shù) F，并求出動(dòng)滑輪的機(jī)械效
率；
3、在物體上方放置不同數(shù)量的鉤碼，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)兩次；
4、分析動(dòng)滑輪的機(jī)械效率與物體重力的關(guān)系，檢驗(yàn)猜想是否正確。
故答案為：（1）1200；840；120；
（2）①驗(yàn)證動(dòng)滑輪拉動(dòng)的物體越輕，機(jī)械效率越高；
②實(shí)驗(yàn)步驟：
1、用測(cè)力計(jì)直接拉著物體沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，木塊處于平衡狀態(tài)，由二力平衡條件可知，滑動(dòng)
摩擦力 f 等于拉力；
2、改用動(dòng)滑輪拉動(dòng)物體在同一水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，記下測(cè)力計(jì)的示數(shù) F，并求出動(dòng)滑輪的機(jī)械效
率；
3、在物體上方放置不同數(shù)量的鉤碼，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)兩次；
4、分析動(dòng)滑輪的機(jī)械效率與物體重力的關(guān)系，檢驗(yàn)猜想是否正確。
四．計(jì)算題（共 2 小題）
17．利用圖甲所示滑輪組提升重力為 960N 的物體 A 時(shí)，拉力 F 隨時(shí)間 t 的變化關(guān)系如圖乙所示，物體上升
的速度 v 隨時(shí)間 t 變化的關(guān)系如圖丙所示，不計(jì)繩重和一切摩擦。
（1）在 0～1s 內(nèi)物體 A 上升了 0.5m，求此過(guò)程中拉力做的功；
（2）求在 1～3s 內(nèi)拉力做功的功率；
（3）求在 1～3s 內(nèi)滑輪組的機(jī)械效率。
【答案】（1）在 0～1s 內(nèi)物體 A 上升了 0.5m，此過(guò)程中拉力做的功為 675J；
（2）在 1～3s 內(nèi)拉力做功的功率為 1200W；
（3）在 1～3s 內(nèi)滑輪組的機(jī)械效率為 80%。
【解答】解：（1）從圖中可知 n＝3，在 0～1s 內(nèi)拉力 F＝450N，
物體 A 上升了 0.5m，繩子自由端移動(dòng)的距離 s＝nh＝3×0.5m＝1.5m，
此過(guò)程中拉力做的功 W＝Fs＝450N×1.5m＝675J；
（2）在 1～3s 內(nèi)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度 v 物＝1.0m/s，繩子自由端的速度 v＝nv 物＝3×1.0m/s＝
3m/s，拉力 F′＝400N，
根據(jù) P＝ ＝ ＝Fv 可知拉力做功的功率 P＝F′v＝400N×3m/s＝1200W；
（3）在 1～3s 內(nèi)滑輪組的機(jī)械效率 η＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ×100%＝80%。
答：（1）在 0～1s 內(nèi)物體 A 上升了 0.5m，此過(guò)程中拉力做的功為 675J；
（2）在 1～3s 內(nèi)拉力做功的功率為 1200W；
（3）在 1～3s 內(nèi)滑輪組的機(jī)械效率為 80%。
18．用如圖所示的裝置提升重為 700N 的物體 A，動(dòng)滑輪重為 300N。在卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子的拉力 F 作用下，物
體 A 在 10s 內(nèi)豎直勻速上升了 2m。在此過(guò)程中，不計(jì)繩重和輪與軸的摩擦，求：
（1）滑輪組的機(jī)械效率 η；
（2）拉力 F 的功率 P。
【答案】（1）滑輪組的機(jī)械效率 η 為 70%；
（2）拉力 F 的功率 P 為 200W。
【解答】解：（1）滑輪組做的有用功：W 有＝Gh＝700N×2m＝1400J；
不計(jì)繩重和輪與軸間摩擦，則額外功：W 額＝G 動(dòng) h＝300N×2m＝600J，
拉力 F 做的總功：W 總＝W 有+W 額＝1400J+600J＝2000J，
滑輪組的機(jī)械效率：η＝ ＝ ×100%＝70%；
（2）拉力的功率：P＝ ＝ ＝200W。
答：（1）滑輪組的機(jī)械效率 η 為 70%；
（2）拉力 F 的功率 P 為 200W。

展開(kāi)更多......

收起↑