2024年人教版八年級物理復(fù)習講義：機械效率 專項訓(xùn)練【十大題型】解析版

12.3機械效率（專題訓(xùn)練）【十大題型】

4頂發(fā)嚶僧物

一.有用功和額外功（共6小題）

二.機械效率的概念（共3小題）

三.機械效率的大小比較（共6小題）

四.功的原理（共6小題）

五.機械效率的計算（共6小題）

六.增大或減小機械效率的方法（共4小題）

七.滑輪（組）的機械效率（共10小題）

八.斜面的機械效率（共7小題）

九.斜面機械效率的測量實驗（共4小題）

一十.杠桿機械效率的測量實驗（共3小題）

一專項發(fā)型荊珠

有用功和額外功（共6小題）

1.（2023春?花溪區(qū)校級月考）用一個滑輪勻速提升重物，重物移動的距離和繩子自由端豎

直移動的距離隨時間變化關(guān)系的圖像如圖所示。若物體的重力為80N,作用在繩子自由

端的拉力F為45No關(guān)于這一過程下列說法正確的是（）

A.該滑輪在這一工作過程是定滑輪

B.繩子末端移動的速度是2.5cm/s

C.動滑輪重10N

D.克服物體重力所做的有用功是8J

【答案】D

【解答】解：A、由物體的重力為80N,作用在繩子自由端的拉力F為45N可知，F(xiàn)<G,

因為定滑輪不省力，所以該滑輪在這一工作過程不是定滑輪，故A錯誤；

B、由圖像可知，繩子末端移動的速度v=亙=2NL=5cm/s=0.05m/s,故B錯誤；

t4s

C、由以上分析知，用一個動滑輪勻速提升重物，則n=2,在不計繩重和摩擦時，nF=G

物+G動，解得，G動=2F-G物=2X45N-80N=10N,故C錯誤；

D、由重物移動的距離和繩子自由端豎直移動的距離，由圖像可知，繩子移動距離s=20cm,

則物體上升高度h=10cm=0.1m,克服物體重力所做的有用功W=Gh=8ONXO.lm=8J,

故D正確。

故選：D。

2.（2023?龍崗區(qū)校級開學）小紅用如圖所示的滑輪向左勻速拉動物體A,下列說法正確的

是（）

<—A

■,\WW\WW\\\\xWWWx'\\W>\xl\xxx\x

A.物體重力做的功是有用功

B.拉力Fi做的功是額外功

C.拉力F做的功是總功

D.克服物體受到的摩擦力做的功是總功

【答案】C

【解答】解：

AD、由圖知，是水平使用動滑輪拉動物體，物體沒有沿重力方向移動距離，所以重力不

做功；克服物體與地面間的摩擦力做的功為有用功，故AD錯誤；

B、由圖知，是水平使用動滑輪拉動物體，拉力Fi做的功（克服物體與地面間的摩擦力

做的功）為有用功，故B錯誤；

C、繩子自由端的拉力F做的功包括有用功、額外功，為總功，故C正確；

故選；Ca

3.（2023春?印江縣月考）簡單機械在我們生活中應(yīng)用非常廣泛，好動手的小明同學分別用

杠桿、斜面和滑輪組將同一物體移動到相同高度，做有用功（）

A.杠桿最多B.斜面最多

C.滑輪組最多D.一樣多

【答案】D

【解答】解：用杠桿、斜面和滑輪組將同一物體舉到相同的高度，根據(jù)公式亞有=611可

知，做的有用功相等。

故選：D。

4.（2023秋?上高縣期末）如圖甲，A、B是兩個完全相同的物體，琴琴同學分別將A、B

兩物體拉到斜面頂端，對物體做功情況如圖乙所示,請問對物體A做的有用功是2J,

對物體B做的額外功是0.5Jo

【答案】2；0.5。

【解答】解：由圖乙可知，對物體A做的總功為3J,額外功為1J,故對物體A做的有用

功亞有=亞人總一WA額=3J-1J=2J；

A、B是兩個完全相同的物體，都拉到斜面頂端，故對物體B做的有用功和對物體A做

的有用功相同；由圖乙可知，對物體B做的總功為2.5J,故對物體B做的額外功

WB額=WB總-W有=2.5J-2J=0.5J。

故答案為：2；0.5o

5.（2023秋?廬江縣期末）如圖，30N的拉力F水平拉著重為200N的物體在水平路面勻速

移動0.5m的距離。物體所受摩擦力為50N,則拉力做的有用功為25J。

【答案】25。

【解答】解：由題知，物體在水平路面勻速移動的距離s物=0.5m,物體所受摩擦力￡=

50N,

使用動滑輪水平拉動物體時，所做的有用功為克服物體與水平面間摩擦力做的功，

則拉力做的有用功為W有=￡$物=50NX0.5m=25J。

故答案為：25。

6.（2023秋?南沙區(qū)期末）早在3000年前我們的祖先就設(shè)計了結(jié)構(gòu)很合理的轆糊，通常用

于從井中提水。如圖所示是古代民間的提水設(shè)施轆粉，由轆的頭、支架、井繩、水桶等

部分構(gòu)成。某次取水時井繩拉著質(zhì)量為10kg的水緩慢上升了4m,水桶的質(zhì)量為1kg,

在這一過程中，人做的總功為500J。g取10N/kg。求此次取水的過程中：

（1）所取水的重力為多少？

（2）人做的有用功為多少？

（3）人所做的額外功為多少？

井繩纏苗頭

水桶

【答案】（1）所取水的重力為100N；

（2）人做的有用功為400J；

（3）人所做的額外功為100Jo

【解答】解：（1）水的重力：

G水=111水g=10kgX10N/kg=100N；

（2）人做的有用功：

W有用=G水h=100NX4m=400J；

（3）人做的額外功：

W額=0總-W有用=500J—400J=lOOJo

答：（1）所取水的重力為100N；

（2）人做的有用功為400J；

（3）人所做的額外功為100J。

二.機械效率的概念（共3小題）

7.（2023秋?儀征市期末）關(guān)于功、功率、機械效率，下列說法正確的是（）

A.正在水平地面上滾動的足球，足球受到的重力做了功

B.功率越大的機械做功越快

C.用滑輪組提升貨物時，功率越大，則機械效率就越高

D.經(jīng)過不斷改進，機器做功的機械效率可達到100%

【答案】B

【解答】解：A、足球在水平地面上滾動，重力的方向與運動方向垂直，足球受到的重力

對足球沒有做功，故A錯誤；

B、功率是表示做功快慢的物理量，功率越大的機械做功越快，故B正確；

C、用滑輪組提升貨物時，功率越大，不會改變有用功與總功的比值，不能改變滑輪組的

機械效率，故C錯誤；

D、使用任何機械都要做額外功，所以總功一定大于有用功，即有用功與總功的比值一定

小于1,也就是機械效率小于100%,故D錯誤。

故選：Bo

8.（2023秋?宿城區(qū)期末）下列關(guān)于機械效率的說法正確的是（）

A.越省力的機械，機械效率越高

B.做功越快的機械，機械效率越高

C.所做有用功越多的機械，機械效率越高

D.做功相等的情況下，額外功越少的機械，機械效率越高

【答案】D

【解答】解：AB.機械效率是指有用功占總功的百分比，與是否省力、做功快慢沒有必

然的聯(lián)系，故AB不符合題意；

C.效率指有用功占總功的比值，有用功多，額外功多少不確定，則效率不一定高，故C

不符合題意；

D.做功相等的情況下，額外功越少的機械，有用功占總功的比值越大，所以機械效率越

高，故D符合題意。

故選：D。

9.（2024?青山湖區(qū)模擬）如圖是家庭陽臺上的手搖晾衣架。晾衣架勻速上升過程中，上升

速度越快，機械功率越高:所掛衣物越重，機械效率越高。（均選填“功率”

【答案】功率；效率。

【解答】解：晾衣架勻速上升過程中，上升速度越快，根據(jù)P=Fv可知，晾衣架勻速上

升時需要的拉力F不變，上升速度v變大，故機械做功的功率變高（大）；

所掛衣物越重，所做的額外功基本不變，根據(jù)機械效率的公式可知，有用功在總功中所

占的比重越大，故它的機械效率越大。

故答案為：功率；效率。

三.機械效率的大小比較（共6小題）

10.（2023秋?長治期末）在實踐活動基地，同學們體驗使用勞動工具對工作的影響。如圖

所示，分別用甲、乙兩種形式的滑輪組把重為400N的物體勻速向上提起相同的高度。已

知每個滑輪重為20N,忽略繩子的重力及滑輪與繩子的摩擦。下列判斷不正確的是（）

圖甲圖乙

A.甲方式中車對繩子的拉力為400N

B.乙方式中人對繩子的拉力為210N

C.甲、乙兩種方式做的有用功相等

D.甲、乙兩種方式的機械效率相等

【答案】D

【解答】解：A、圖甲中使用的是兩個定滑輪，忽略繩子的重力以及滑輪與繩子的摩擦,

車對繩子的拉力：F￥=G=400N,故A正確；

B、圖乙中使用的是一動一定的滑輪組，n=2,忽略繩子的重力以及滑輪與繩子的摩擦，

人對繩子的拉力：Fz,=工（G+G動）=-1（400N+20N）=210N,故B正確；

22

C、因為甲、乙兩種方式提升物體的重力和高度都相等，所以，由亞有=61!可知，甲、

乙兩種方式做的有用功相等，故C正確；

D、忽略繩重及摩擦，甲中不做額外功，效率為100%,乙中要提升動滑輪，做額外功，

故乙的效率要小于100%,所以甲中滑輪組的機械效率比圖乙中的高，故D錯誤。

故選：D。

11.（2023秋?京口區(qū)期中）如圖，斜面AB和AC的粗糙程度相同、傾斜程度不同，將兩個

物體沿斜面以相同的速度拉到A點，F(xiàn)I=F2,下列說法正確的是（）

C.兩個拉力做功的快慢相同

D.兩個斜面的機械效率相同

【答案】C

【解答】解：A、影響滑動摩擦力大小的因素有兩個：壓力大小和接觸面的粗糙程度，物

體分別沿斜面BA和CA運動，接觸面的粗糙程度相同，斜面越陡，則壓力越小，滑動

摩擦力越小，由圖知CA斜面更陡一些，所以fi3A＞：fcA,故A錯誤；

BD、由題知，同一物體提升的高度h相同，由亞有=611可知，有用功相同，

W有

因AB>AC,且拉力相同，所以，由M^=Fs可知，F(xiàn)i做的總功多，由月=X100%

W總

可知，左邊斜面的機械效率低，故BD錯誤；

C、兩個拉力做功的快慢即為做功的功率P=；=T>=FV，因為FI=F2,且兩次物體的

速度相等，所以拉力做功的快慢相等，故C正確。

故選：Co

12.（2023秋?花都區(qū)期中）如圖所示，分別使用甲、乙、丙三種方式把同一物體M勻速提

升至相同高度（繩長不變），測得各拉力大小如圖所示，則（）

甲乙丙

A.利用丙圖機械提升M時省力

B.F乙和F丙兩個力所做的功相等

C.乙圖機械的機械效率比丙圖機械高

D.通過圖中數(shù)據(jù)無法計算丙圖機械的機械效率

【答案】C

【解答】解：A、由圖可知，甲直接提升物體，此時的拉力為10N：乙通過定滑輪提升物

體，此時的拉力為11V；丙通過動滑輪提升物體，此時的拉力為11V,大于直接提升物

體所用的力，所以利用機械丙提升M時不省力，故A錯誤；

B、F乙和F丙兩個力的大小相同，物體上升相同的高度，由定滑輪和動滑輪的特點可知，

F乙移動的距離是F丙移動距離的一半，根據(jù)W=Fs可知F丙所做的功要大，故B錯誤；

C、機械丙和機械乙把相同的物體提升相同的高度，根據(jù)W=Gh可知，所做的有用功是

W有

相同，F(xiàn)丙所做的總功要大，根據(jù)口=一艮可知，機械丙的機械效率比機械乙的低，故C

W總

正確；

D、甲直接提升物體，此時的拉力為10N,則物體的重力為G=10N；機械乙和丙的拉力

已知，由定滑輪和動滑輪的特點可知s和h的關(guān)系，根據(jù)n=l亙=生=且可以求出機

w總FsnF

械效率的大小，故D錯誤。

故選：Co

13.（2023秋?高州市期末）如圖所示，工人們用相同的滑輪組裝成不同的滑輪組A、B,提

起等重的建材升高相同的高度，不計摩擦和繩重，拉力做的有用功Wi=W2,兩滑

輪組的機械效率TU=T1B：若拉力移動的速度相同，則拉力的功率Pl<P2（均選

填或"="）。

AB

【答案】—；—；<o

【解答】解：提起等重的建材升高相同的高度，由W=Gh得到有用功相同，即W1=W2,

不計摩擦和繩重，因滑輪相同，上升高度h相同，由W=G動h可知額外功W額相同，因

為W總=W/W額，所以總功相同，

W有

根據(jù)n二^"可知，兩裝置的機械效率相同，即TIA=TIB，

W總

不計摩擦和繩重，由圖可知，A圖中滑輪組的動滑輪繞3段繩，B圖中滑輪組的動滑輪

繞2段繩，A圖中拉力F]=A（G+G動），

3

B圖中拉力F21（G+G動），

所以FI<F2,

拉力移動的速度相同，由可知，拉力做功的功率P1<P2。

故答案為：—；=；<o

14.（2024?齊河縣模擬）2024年2月23日黃綺珊“綺望三十”小霞2.0全球巡回演唱會在

馬來西亞完美收官，年過半百的她高音仍然鏗鏘有力，下面是她演唱會的幾個片段，根

據(jù)所學物理知識，回答問題。

【演唱會中一一驚喜】

黃媽演唱會時演唱的《離不開你》，如圖所示，F(xiàn)5的高音還是鏗鏘有力，高音通常是通過

聲帶上下振動來發(fā)聲，音越高，振動得越快，黃媽的聲帶1s可上下振動100多次，每次

上升3cm,身體施加得動力為5N,聲帶肌肉之間的摩擦力為2N,黃媽1s聲帶做的有用

功是9J,機械效率為60%。

【演唱會后一一難忘】珊瑚（黃綺珊粉絲名）在聽完演唱會后仍戀戀不忘，打開手機聽

黃媽的歌《向云端》，歌詞“向云端，向云端，山那邊……”，這首歌帶著我們的心飛向

云端這首歌非常治愈，首發(fā)當天播放量就達到了3億，當我們加速從地面飛向云端時，

動能變大，重力勢能變大。（兩空均選填“變大”、“變小”或“不變”）

【答案】9；60；變大；變大。

【解答】解:（1）W,a=Fs=5NX0.03mX100=15J；

Ws=fS=2NX0.03mX100=6J

W有=\￥總-W額=15J-6J=9J；

機械效率口=-^義100%=-^L-X100%=60%；

W總15J

（2）當我們加速從地面飛向云端時，我們的質(zhì)量不變，速度變大，動能變大，高度變大,

重力勢能變大。

故答案為：9；60；變大；變大。

15.（2023秋?增城區(qū)期末）使用兩種不同的機械完成某項任務(wù)時的數(shù)據(jù)如圖所示。

甲機械乙機械

i7ow\jy

■有用功口額外功

（1）甲的機械效率n田大于乙的機械效率2（選填“大于”“等于”或“小于”）；

（2）求乙機械的額外功是多少。

【答案】故答案為：（1）大于；（2）1500J?

【解答】解：

（1）甲的機械效率為:

=——900J——”36.4%,故甲的機械效率為34.6%；

900J+1700J

乙的機械效率為r|=l-75%=25%,故則T）甲大于T）乙;

（2）機械乙中，

W總7額

ri=--------------=25%,故W總=2000J；

W色

心

乙的額外功W額=\￥總-W有用=2000J-500J=1500Jo

故答案為：（1）大于；（2）1500J。

四.功的原理（共6小題）

16.（2023春?覃塘區(qū)期末）在生產(chǎn)和生活中經(jīng)常使用各種機械，關(guān)于機械的下列說法，正

確的是（）

A.使用機械可以省力、省距離，也可以省功

B.機械做功越快，機械效率越高

C.功率越大的機械，做功越快

D.機械做功越多，機械效率越高

【答案】C

【解答】解：A、我們使用機械有時是為了省力，有時是為了省距離，有時是為了改變力

的方向，但都不能省功，故A錯誤；

B、機械做功越快，表示功率越大，但不能說明機械效率越高，故B錯誤；

C、功率是表示做功快慢的物理量，功率越大的機械，做功越快，故C正確；

D、機械效率反映有用功占總功的比例或額外功占總功的比例，機械做功越多，但機械效

率不一定越高，故D錯誤。

故選：Co

17.（2023秋?無錫期末）用如圖所示的裝置測量提升物體所做的功。經(jīng)測量,斜面長s=0.6m,

高h=0.3m,圖甲中用彈簧測力計沿斜面勻速拉動小車至高度h處，測力計示數(shù)Fi=5.5N,

圖乙中沿豎直方向勻速提升小車，使之上升高度h,測力計示數(shù)F2=10N。關(guān)于該實驗，

下列說法中錯誤的是（）

甲

A.斜面可以省力，但不能省功

B.斜面可以省力，也可以省功

C.拉力Fi做功為3.3J

D.拉力F2做功為3J

【答案】B

【解答】解：AB、根據(jù)斜面的工作特點和功的原理可知，利用斜面提高物體可以省力，

但不能省功，故A正確、B錯誤；

C、由W=Fs可知，拉力Fi做功Wi=Fis=5.5NX0.6m=3.3J,故C正確；

D、拉力F2做功W2=F2h=10NX0.3m=3J,故D正確。

故選：Bo

18.（2023秋?高新區(qū)校級期末）中華文明源遠流長，古人的智慧除四大發(fā)明以外，還有許

多值得我們學習的機械。絞車是與轆特相似的另一種機械，它從唐代起便被普遍應(yīng)用，

成為建筑、軍事必備器械之一。如圖是我國古人利用絞車提升巨石的情景，下列說法正

確的是（）

A.使用此裝置可以省功

B.上方的滑輪可以改變力的方向

C.使用此裝置可以省距離

D.絞車由動滑輪、定滑輪及輪軸組成

【答案】B

【解答】解：A、由功的原理可知，使用任何機械都不省功，所以此裝置不能省功，故A

錯誤；

B、由圖可知，上方的滑輪屬于定滑輪，可以改變力的方向，故B正確；

C、輪軸的輪半徑大于軸半徑，使用時動力作用在輪上，省力但費距離，故C錯誤；

D、由圖可知，絞車由上方的定滑輪及下面的輪軸組成，沒有用到動滑輪，故D錯誤。

故選:Bo

19.（2023秋?南昌縣期中）省力的機械必然費距離；省距離的機械必然費力；既省力又省

距離的機械是不存在的（選填“存在”、“不存在”）。也就是說使用任何機械都不能

省功。這就是機械功原理。

【答案】不存在；功。

【解答】解：由功的原理可知，使用任何機械都不能省功，既省力又省距離的機械是不

存在的。

故答案為：不存在；功。

20.（2023秋?亭湖區(qū)校級期中）如圖所示，根據(jù)功的相關(guān)知識補全知識網(wǎng)絡(luò)圖：

①“做功本領(lǐng)”應(yīng)填B；（選填"A”或"B”）

②C處：P=1o（填物理公式）

t

③使用機械可以省力或省距離，但不能省功。

【答案】①B；（2）P=1；③功。

t

【解答】解：①能是指物體做功的本領(lǐng)，故“做功本領(lǐng)”應(yīng)填B；

②功率表示做功的快慢，其公式為P=上，故C處為P=上。

tt

③使用任何機械的過程中，可以省力、省距離或改變用力方向，但都不能省功。

故答案為：①B；（2）P=1；③功。

t

21.（2022秋?吁胎縣期末）圖甲是一個汽車引擎蓋，被抬起的過程可近似看成一個能繞B

點轉(zhuǎn)動的均勻直杠桿AB（如圖乙）；若引擎蓋重G=200N,其重心在中點C處，不計摩

擦，剛剛抬起時，作用在A點豎直向上的力F=100N,使用杠桿不能（選填“能”

或“不能”）省功。

甲乙

【答案】100；不能。

【解答】解：重心在中點C處，則BA=2BC；杠桿在水平位置保持平衡，由FLBA=GLBC

可得拉力的大?。篎=52XG=*1X2OON=IOON；

LBA2

功的原理告訴人們，省力又省距離的機械是不存在的，使用任何機械都不能省功。

故答案為：100;不能。

五.機械效率的計算（共6小題）

22.（2023秋?天寧區(qū)校級月考）小亮不慎將質(zhì)量為1kg的水桶掉到了井里，在將水桶撈出

的同時，帶上了2kg的水，若水桶升高的距離為2.5m,（g取10N/kg,不考慮繩重。）則

下列說法正確的是（）

A.有用功是80J,機械效率是66.7%

B.有用功是50J,額外功是25J

C.額外功是25J,總功是75J

D.有用功是25J,機械效率33.3%

【答案】D

【解答】解：由題意知，要將水桶撈出，所以克服水桶重力做的功是有用功；水桶中帶

了部分水，克服這些水的重力做的功是額外功；克服水桶重力和水的重力做功之和是總

功。所以：

有用功為W#=Gh=mgh=1kgX10N/kgX2.5m=25J；

額外功為W額=6水h=m水gh=2kgX10N/kgX2.5m=50J；

總功為W,a=W有+W額=25J+50J=75J；

機械效率為亙X100%=至Lx100%-33.3%。

W總75J

故選：D。

23.（2023春?日照期末）起重機的機械效率一般為40%?50%之間，在某次工作中，起重

機把重5000N的物體勻速提升了3m,則它做的有用功是1.5*10打。已知這時起重

機的機械效率為40%,那么起重機的電動機所做的功是3.75X1（）4J。

【答案】1.5X1093.75X104JO

【解答】解：起重機對貨物做的有用功：亞有=611=500（^乂3m=1.5X1（）4J；

電動機所做的總功：W總=L5X1°J=3.75X10打。

T]40%

故答案為:1.5X104J；3.75X10%

24.（2023秋?宜州區(qū)期末）在南寧地鐵5號線的施工中，起重機在20s內(nèi)將質(zhì)量為4.5Xl（Pkg

的鋼材沿豎直方向勻速提升了2m,而它的電動機所做的功是2X105J,求：

（1）起重機對鋼材所做的有用功？

（2）起重機的機械效率？

（3）起重機對鋼材做功的過程中，電動機的功率是多少？

【答案】（1）起重機對鋼材所做的有用功為9Xl（）4j；

（2）起重機的機械效率為45%；

（3）起重機對鋼材做功的過程中，電動機的功率為IXlO,w。

【解答】解：（1）鋼材的重力：G=mg=4,5X103kgX10N/kg=4.5X104N,

44

起重機對鋼材所做的有用功：Ww=Gh=4.5X10NX2m=9X10J；

5

（2）已知電動機所做的功（即總功）：W,e=2X10J,

則起重機的機械效率：,=W有用=9XXioo%=45%；

W總2X105J

（3）電動機做的功W總=2X105j,所用的時間t=20s,

2X1Q5

則起重機的功率為：P=l^-=J=IX104WO

t20s

答：（1）起重機對鋼材所做的有用功為9X104J；

（2）起重機的機械效率為45%；

（3）起重機對鋼材做功的過程中，電動機的功率為1X1（）4W。

25.（2023春?福山區(qū)期末）如圖為比亞迪的一款正在測試爬坡性能的新能源汽車，該車質(zhì)

量為23當其勻速爬上高12m、長20m的陡坡時，用時2s,發(fā)動機的牽引力為LSXIO'N。

（g取10N/kg）求爬坡過程中：

（1）該車的有用功；

（2）該車的機械效率；

（3）牽引力的功率。

【答案】(1)該車的有用功為2.4X1()5J；(2)該車的機械效率為80%；(3)牽引力的功

率為1.5X105w。

【解答】解：

(1)計算汽車重力，G=mg=2X1000kgX1ON/kg=20000N,Ww=Gh=20000NX12m

=2.4X105J；

(2)機械效率n==—Z4X］四_=80%；

W總Fs1.5X104NX20m

(3)牽引力做功為W審=FS=1.5X1()4NX20m=3X105j,功率p=2^i=3，10，J=

t2s

1.5X105W?

答：(1)該車的有用功為2.4X1()5J；(2)該車的機械效率為80%；(3)牽引力的功率為

1.5X105WO

26.(2023?東港區(qū)校級三模)有人用斜面滑輪組合在一起來提升重600N的木箱，如圖所示，

動滑輪重20N,用160N的拉力F使木箱沿著斜面滑動5m,同時木箱也升高了3m,此

過程中由于繩、滑輪間摩擦而需做的額外功為40J。求：

(1)拉力做的有用功；

(2)整個裝置的機械效率；

(3)斜面對木箱的摩擦力大小。

【答案】(1)拉力做的有用功為1800J；

(2)整個裝置的機械效率為75%；

(3)斜面對木箱的摩擦力大小為100N。

【解答】解：(1)拉力做的有用功為：

W有=Gh=600NX3m=1800J；

(2)由圖可知，動滑輪上繩子的段數(shù)n=3,則繩子自由端移動的距離:

s=3L=3X5m=15m,

則拉力做的總功為：

W總=Fs=160NX15m=2400J,

整個裝置的機械效率為：

T]=W有用義100%=180°JX100%=75%；

w總2400J

(3)克服動滑輪重所做的額外功為：

W動=6動卜=2(^乂3m=60J,

由題知，由于繩、滑輪間摩擦而需做的額外功為40J,

則克服木箱與斜面間摩擦力所做的額外功：

Wf'=W,a-W有-Wf-W動=2400J-1800J-40J-60J=500J,

由Wf'=fL可得，斜面對木箱的摩擦力為：

f=l^=500J=IOONC

L5m

答：(1)拉力做的有用功為1800J；

(2)整個裝置的機械效率為75%；

(3)斜面對木箱的摩擦力大小為100N。

27.(2024?碑林區(qū)校級一模)2023年，我國干旱災(zāi)害造成2097.4萬人次不同程度受災(zāi)，農(nóng)

作物受災(zāi)面積3803.7千公頃，各地都在積極抽水抗旱。如圖所示是某村臨時搭建的抽水

抗旱情景及示意圖，水泵的流量為18t/h(每小時流出管口的水的量)，抽水高度H為6m。

求：(g=10N/kg)

(1)水泵抽水時，水的動能和重力勢能增大,剛開始抽水時，管內(nèi)的水面升高，

水泵A點受到水的壓力變大。

(2)該機械裝置所做有用功的功率為多少？

(3)帶動水泵的動力為電力，每小時耗電3.6Xl()6j。則整個機械裝置的效率為多少？

【答案】(1)重力勢；變大；

(2)該機械裝置所做有用功的功率為300W；

(3)整個機械裝置的效率為30%

【解答】解：(1)水泵抽水時，水的質(zhì)量不變，速度變大，動能變大，高度變大，重力

勢能變大；

剛開始抽水時，管內(nèi)的水面升高，根據(jù)p=pgh可知，水泵A點受到水的壓強變大；根據(jù)

F=pS可知，水泵A點受到水的壓力變大；

(2)1小時機械裝置所做有用功：

W有用=611=111水811=18><103]^*10切1^義6111=1.08><106],

有用功的功率：

6

=IW=1.08Xi0j=3OOW；

P有

t3600s

(3)每小時消耗的電能為W=3.6X106j；

WJ6

整個機械裝置的效率：ioo%=LO811°J義ioo%=3o%。

W3.6X106J

答：(1)重力勢；變大；

(2)該機械裝置所做有用功的功率為300W；

(3)整個機械裝置的效率為30%。

六.增大或減小機械效率的方法(共4小題)

28.(2023秋?東莞市期末)《物原》記載：“史佚始作轆粉?！比鐖D，人們借助轆粉從井中汲

水時，轉(zhuǎn)動搖把，使繩子在軸筒上不斷疊繞，從而將水桶從井中提出。下列說法正確的

是()

A.該裝置能夠省功

B.取水時克服水重和桶重做的功是有用功

C.使用更輕的桶能提高機械效率

D.人提水桶水平運動時，拉力對水桶做了功

【答案】C

【解答】解：A、轆輪從井中汲水時相當于一個輪軸，可以省力，但不能省功，故A錯

誤；

B、取水時克服水重做的功是有用功，克服桶重做的功是額外功，故B錯誤；

C、使用更輕的桶可以減少額外功，能提高機械效率，故C正確；

D、人提水桶水平運動時，拉力豎直向上，而水桶水平移動，因此拉力對水桶不做功，故

D錯誤。

故選：Co

29.（2023秋?海門區(qū)期末）如圖，用滑輪組勻速豎直向上提升重物，不計摩擦，下列措施

不能提高滑輪組機械效率的是（）

A.增加重物的重力B.減小滑輪的重力

C.減小繩子的重力D.減少繩子的股數(shù)

【答案】D

【解答】解：用滑輪組豎直向上提升重物時，有用功：W有=6物％

不計繩重和摩擦，額外功：W額=6動11,

總功：W總=WQW額=6物卜+6動h；

W有G物hG物

則滑輪組的機械效率：n=—邑=——即——=一見一，

W總G物h+G動hG物+G動

由上式可知，

A、增大重物的重力，在額外功一定時，可增加有用功，能提高滑輪組的機械效率，故A

不符合題意；

B、減小動滑輪的重力，在有用功一定時，額外功減小，滑輪組的機械效率會提高，故B

不符合題意；

C、減小繩子的重力，在有用功一定時，額外功減小，滑輪組的機械效率會提高，故C

不符合題意；

D、減少繩子股數(shù)，不影響滑輪組的機械效率，故D符合題意。

故選：D。

30.（2023?英德市二模）如圖為塔式起重機的起重結(jié)構(gòu)簡化示意圖，a屬于定（選填

“定”或“動”）滑輪，b能起到省力（選填”改變力的方向”或“省力”）的作用。

請你提出一個使起重機機械效率提高的方法：適當增加物重。

固定點

連按起升《—、

電動機a,'

<>>

3

【答案】定；省力；適當增加物重。

【解答】解：圖示中滑輪a的軸固定不動，為定滑輪；

軸隨物體一起運動的滑輪是動滑輪，a圖為動滑輪，動滑輪可以省力，但不能改變力的方

向；

根據(jù)公式口=——可知，在鋼絲繩允許的情況下，適當增加物重可以增加機械效率。

G+G動

故答案為：定；省力；適當增加物重。

31.（2023?梁溪區(qū)校級一模）為了研究滑輪組的機械效率，小紅分別用如圖所示的（甲）、

（乙）兩個滑輪組，在100s內(nèi)將重為400N的物體G勻速提升10m,每個滑輪的重均為

20N。不計繩重及摩擦，此過程中F甲做的功=（選填”或“<”）F乙

做的功，F(xiàn)甲做功的功率為42W,甲的機械效率=（選填”或“<”）

乙的機械效率。為了提高甲的機械效率，可以采取的措施是增加被提升物體的重力。

【解答】解：不計繩重及摩擦，拉力做的功：W總=6物11+6動h,甲、乙兩圖物體重力G

物相等，動滑輪重力G動相等，提升物體高度h相等，所以做功相等;

如圖甲所示，繩子有效段數(shù)2段，物體提升高度10m,繩子自由端移動距離為20m,移

動速度為20m+100s=0.2m/s,拉力F^=工（G物+G動）=工（400N+20N）=210N,所

22

以功率PT=*=F^=FEfJv=210NX0.2m/s=42W；

tt

不計繩重及摩擦，拉力做的功：W總=6物卜+6動h,W有=6物卜，W額=6動卜，甲、乙兩

W有

圖中有用功、額外功和總功都相等，根據(jù)n=不受可得甲、乙機械效率相等；

W總

提高滑輪組的機械效率的方法有：增大有用功和減小額外功，要增大有用功，就要增加

被提升物體的重力；要減小額外功，可以減小摩擦，也可以減小動滑輪的自重。

故答案為：=；42；=；增加被提升物體的重力。

七.滑輪（組）的機械效率（共10小題）

32.（2024春?北京月考）如圖所示，滑輪組懸掛在水平支架上，某工人站在水平地面上，

豎直向下拉動繩子自由端，使物體A以0.2m/s的速度勻速上升，提升過程支架中滑輪組

的機械效率為90%。已知物體A重540N,該工人重500N。關(guān)于該過程，下列說法正確

的是（）

A.繩子自由端受到豎直向下的拉力為200N

B.繩子自由端拉力的功率為120W

C.動滑輪的重力為60N

D.該工人對地面的壓力為300N

【答案】B

【解答】解：A.滑輪組的機械效率n=!亙=Sa=3L=q_=且；

V總FsFsFX2h2F

由圖示知，滑輪組承重繩子為2根，7]*_=普=晶-4?黑此=90%,

w總FsF-2h2F2F

解得繩子自由端受到的豎直向下的拉力F=300N,故A錯誤;

B、物體A上升的速度為0.2m/s,則繩子自由端移動的速度v繩=2v物=2X0.2m/s=0.4m/s,

繩子自由端拉力的功率為：

P=Fv繩=300NX0.4m/s=120W,故B正確；

C、忽略繩重及摩擦時，根據(jù)F,(G+G動)得動滑輪的重力為：

G動=2F-G=2X300N-540N=60N,

但題目中，摩擦及繩重不忽略，無法求出動滑輪的重力，故C錯誤；

D、拉動繩子的過程中，工人靜止，受到豎直向上的拉力、支持力及豎直向下的重力的作

用，由力的平衡條件可得地面對該工人的支持力為：

F支=6人-F=500N-300N=200N,

由于壓力和支持力是一對相互作用力，所以工人對地面的壓力為F壓=F支=2()0N,故D

錯誤。

故選：Bo

33.(2024?西安模擬)停車難是如今城市普遍存在的問題，圖-1是一“路邊空中存車亭”,

圖-2為其工作原理圖，A為存車架，O為轉(zhuǎn)動軸，B端固定懸掛泊車裝置，BC為牽引

鋼絲繩，M為電動機。汽車從水平地面被提升到BC與OB垂直的過程中，B點到地面

的距離為3m,OB長為5m(忽略O(shè)B的重力和機械的摩擦力)，以下說法不正確的是

()

圖一1圖一2

A.當處于圖-2位置時，OB屬于省力杠桿

B.每次停車過程中，機械做的額外功相同

C.若汽車和存車架的總質(zhì)量為L5Xl()3kg,要使汽車和存車架升高2m,則需要對它們

做功3義10勺

D.若A和汽車的總質(zhì)量越大，此裝置的機械效率越低

【答案】D

【解答】解：

(1)

圖乙

由上圖可知，動力臂Li大于阻力臂L2,因此杠桿0B為省力杠桿，故A正確；

(2)忽略0B的重力和機械的摩擦力，對存車架做的功為額外功，存車架的重力一定，

提升高度相同時，由W=Gh知機械做的額外功相同，故B正確；

(3)若汽車和存車架的總質(zhì)量為1.5Xl()3kg,要使汽車和存車架升高2m,則需要對它

們做功為：W=Gh=mgh=1.5X103kgX10N/kgX2m=3X104J,故C正確；

(4)A和汽車的總質(zhì)量越大時，A和汽車的總重力越大，由于A的重力一定，則車的重

力越大，

W有用

此裝置的機械效率n=上曳Gh

w總Gh+G^h

由此可知，A和汽車的總質(zhì)量越大時，機械效率越高，故D錯誤。

故選：Do

34.(2024?沙坪壩區(qū)校級開學)小開用如圖所示的滑輪組提升重物，繩子A、B能承受的最

大拉力分別為400N和125N,每個滑輪重力均為30No當滑輪組下端掛重300N的物體,

用水平向右的力F拉繩子自由端，物體在10s內(nèi)上升了2m,不考慮繩重和滑輪轉(zhuǎn)軸處的

摩擦，下列分析正確的是()

A.拉力F的功率為72W

B.繩子自由端移動的速度為0.2m/s

C.力F通過滑輪組做的有用功為660J

D.此裝置提升重物的最大機械效率為92%

【答案】D

【解答】解：A、由圖可知n=3,因為不計繩重和摩擦，所以繩子自由端的拉力：F=1

n

（G+G動）=工乂（300N+30N）=110N,

3

繩子自由端移動的距離：s=nh=3X2m=6m,

拉力做的總功：W,6=Fs=110NX6m=660J,

拉力做功的功率：拉力做功的功率：

P=*=§60L=66W,故A錯誤；

t10s

B、繩子自由端的速度為：

v繩=nv物3X2m=o.6m/s,故B錯誤；

t10s

C、拉力做的有用功：W：^=Gh=300NX2m=600J,故C錯誤；

D、繩子A能承受的最大拉力為400N,繩子B的拉力：FB=L（FA+G動）=J_X（400N+30N）

n3

七143.3N>125N,繩子B會被拉斷；

當繩子B的拉力為125N時，提升的最大物重:G最大=nFB-G動=3X125N-30N=345N,

此時滑輪組的機械效率為：

口=!更=6最大11=6最大八=」最大=J45N_xi00%=92%,故D正確。

總S

VFBFBDHnFB3X125N

故選：D。

35.（2024?福建模擬）如圖是搬運工人用滑輪組將倉庫中的貨物沿水平軌道拉出的示意圖。

己知貨物的質(zhì)量為600kg，所受軌道的摩擦力為其重力的0.1倍,滑輪組的機械效率為75%。

若人以0.6m/s的速度勻速前行，經(jīng)100s將貨物拉出倉庫。人拉貨物的過程中，分析正確

的是（）

I

—

A.貨物移動距離為20m

B.工人的拉力為400N

C.工人做的有用功為3.6X10勺

D.工人拉力的功率為360W

【答案】B

【解答】解：A、由丫=且可知，繩子自由端移動的距離：

t

s=vt=0.6m/sX100s=60m,

由圖可知n=2,貨物移動距離：

s物=亙==30m,故A錯誤；

n2

C、貨物的重力：

G=mg=600kgX1ON/kg=6000N,

由題意可知，貨物所受軌道的摩擦力為其重力的0.1倍，則貨物受到的摩擦力:

f=0.1G=0.1X6000N=600N,

工人做的有用功：

亞有=￡$物=600NX30m=1.8Xl（）4j,故c錯誤；

W有

B、由耳=」_義100%可知，拉力做的總功：

3

W總

由W,息=F