第07講 機(jī)械效率（解析版）

第07講機(jī)械效率知道有用功、額外功、總功；理解機(jī)械效率定義、大小范圍、表示方法、公式、影響因素；知道有用功、額外功、總功關(guān)系式；理解機(jī)械效率的計(jì)算及公式。要點(diǎn)一、有用功、額外功、總功功的原理：使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功，都不會(huì)少于直接用手所做的功，也就是使用任何機(jī)械都不省功。

在理想情況下，使用機(jī)械所做的功等于不使用機(jī)械所作的功。

在實(shí)際情況中，使用機(jī)械所做的功大于不使用機(jī)械所作的功。有用功：為了達(dá)到某一目的而必須做的功。如提沙子上樓時(shí)對(duì)沙子做的功就是有用功。利用機(jī)械工作時(shí)對(duì)工作目的物做的功叫有用功。額外功：對(duì)人們完成某件事情來(lái)說(shuō)沒有用，但又不得不做的功，如提沙子上樓時(shí)對(duì)桶、滑輪等做的功就是額外功?？偣Γ菏褂脵C(jī)械時(shí)，動(dòng)力做的功或者說(shuō)是外力所做的功，大小上也等于有用功和額外功的總__和___。例如：用桶從井中打水。由于工作目的是水，所以對(duì)水做的功是有用功，對(duì)桶做的功是額外功，人在整個(gè)提水過(guò)程中做的功是總功。要點(diǎn)二、機(jī)械效率為了表示有用功在總功中所占的比例，物理學(xué)中引入了機(jī)械效率，它等于有用功W有用與總功W總之比，符號(hào)為η。公式為，式中η表示機(jī)械效率，它是一個(gè)百分?jǐn)?shù)。η的值越大，表明有用功在總功中所占的比例越大，做功的效率越高。η的值總小于100%，由于機(jī)械本身的摩擦力或重力不可能為零，所以額外功總是存在的，即有用功總是小于總功，所以機(jī)械效率總小于1。知道增大機(jī)械效率的方法：盡可能增加提升物體的___重力___；減輕機(jī)械的___自身___重量；合理地減少部件間的有害___摩擦____。根據(jù)公式可知：如果有用功不變，我們可以通過(guò)減小額外功來(lái)增大機(jī)械效率，（例如我們用輕便的塑料桶打水，而不用很重的鐵桶打水，就是運(yùn)用這個(gè)道理）；如果額外功不變，我們可以通過(guò)增大有用功來(lái)提高機(jī)械效率；（例如，在研究滑輪組的機(jī)械效率時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)同一個(gè)滑輪組，提起的重物越重，機(jī)械效率越高，就是這個(gè)道理）；當(dāng)然了，如果能在增大有用功的同時(shí)，減小額外功更好。知識(shí)點(diǎn)一：有用功、額外功和總功【探究重點(diǎn)】總功是有用功與額外功之和，即W有用+W額外=W總。額外功的產(chǎn)生是因?yàn)槔脵C(jī)械做功時(shí)，除了對(duì)工作目的物做功外，還要克服機(jī)械本身的摩擦力或重力做功?！纠}精講】（2022·四川德陽(yáng)）如圖所示，有一斜面長(zhǎng)L=4m，高h(yuǎn)=2.5m。劉利同學(xué)用平行于斜面向上F=150N的拉力，將200N重的物體從底端勻速拉到斜面頂端。那么劉利同學(xué)對(duì)物體做的總功為___________J；物體沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦阻力為___________N?！敬鸢浮竣?00；②25?！窘馕觥縖1]劉利同學(xué)對(duì)物體做的總功為[2]劉利同學(xué)對(duì)物體做的有用功為劉利克服摩擦力做的功就是物體被勻速拉到斜面頂端所做的額外功，額外功物體沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦阻力。【鞏固訓(xùn)練】(2020瀘州)如圖所示，已知固定斜面長(zhǎng)5m、傾角為30°，木箱重150N。某同學(xué)用大小為100N的推力沿斜面向上推木箱，使木箱沿斜面勻速?gòu)牡锥诉\(yùn)動(dòng)到頂端的過(guò)程中，關(guān)于木箱所受的力對(duì)木箱做的功，下列判斷正確的是()A．木箱克服重力做功的大小為500JB．木箱克服斜面摩擦力做功的大小為125JC．推力做功的大小為500JD．斜面支持力做功的大小為375J【答案】BC【解析】ABC．推力對(duì)木箱做的功為總功由題意知，斜面的高度為斜面長(zhǎng)度的一半，木箱克服其重力做的功為有用功此過(guò)程中，木箱克服斜面摩擦力做的功為額外功故A錯(cuò)誤、BC正確；D．斜面對(duì)物體支持力的方向和物體運(yùn)動(dòng)的方向互相垂直，這說(shuō)明物體沒有在支持力的方向上通過(guò)一段距離，所以斜面支持力對(duì)物體沒有做功，故D錯(cuò)誤。故選BC。知識(shí)點(diǎn)二：機(jī)械效率【探究重點(diǎn)】公式為，式中η表示機(jī)械效率，它是一個(gè)百分?jǐn)?shù)。η的值越大，表明有用功在總功中所占的比例越大，做功的效率越高。η的值總小于100%，由于機(jī)械本身的摩擦力或重力不可能為零，所以額外功總是存在的，即有用功總是小于總功。3.知道增大機(jī)械效率的方法

根據(jù)公式可知：如果有用功不變，我們可以通過(guò)減小額外功來(lái)增大機(jī)械效率，（例如我們用輕便的塑料桶打水，而不用很重的鐵桶打水，就是運(yùn)用這個(gè)道理）；如果額外功不變，我們可以通過(guò)增大有用功來(lái)提高機(jī)械效率；（例如，在研究滑輪組的機(jī)械效率時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)同一個(gè)滑輪組，提起的重物越重，機(jī)械效率越高，就是這個(gè)道理）；當(dāng)然了，如果能在增大有用功的同時(shí)，減小額外功更好。【例題精講】（2022·山東泰安）如圖所示，利用滑輪組將重為的物體在內(nèi)勻速提升，已知拉力為，若不計(jì)繩重和摩擦。下列說(shuō)法正確的是（）。A.繩端移動(dòng)的速度為 B.動(dòng)滑輪重力為C.拉力做功的功率為 D.滑輪組的機(jī)械效率為80%【答案】D?！窘馕觥緼．由圖可知，有兩段繩子吊著動(dòng)滑輪，即n=2。繩端移動(dòng)的距離為s=nh=2×3m=6m繩端移動(dòng)的速度為故A錯(cuò)誤；B．忽略繩子的重力和摩擦的情況下則由于n=2，則故B錯(cuò)誤；C．拉力做功為拉力做功的功率為故C錯(cuò)誤；D．克服物體的重力做的有用功為滑輪組的機(jī)械效率為故D正確。故選D?！眷柟逃?xùn)練】如圖所示，小明用兩個(gè)不同的滑輪組，在相同時(shí)間內(nèi)分別用大小相等的拉力F將同一物體勻速提高了相同的高度，若兩個(gè)滑輪組的動(dòng)滑輪重分別為G動(dòng)1和G動(dòng)2，機(jī)械效率分別為η1、η2，小明做功的功率分別為P1、P2，不計(jì)繩重和摩擦。則()A．G動(dòng)1<G動(dòng)2，η1>η2，P1<P2 B．G動(dòng)1<G動(dòng)2，η1>η2，P1=P2C．G動(dòng)1>G動(dòng)2，η1<η2，P1<P2 D．G動(dòng)1=G動(dòng)2，η1=η2，P1=P2【答案】A【解析】①若不計(jì)繩重及摩擦，則拉力由圖知道，n1=2，n2=3，所以，繩子受的拉力根據(jù)題意知道由此解得所以②同一重物的重力相同，且兩次的拉力大小相同，由于所以，兩滑輪組的機(jī)械效率之比為故③根據(jù)題意知道，拉力相同，升高相同的高度，且時(shí)間相同，由于拉力F的功率之比為故綜上所述，A符合題意，BCD不符合題意。故選A。知識(shí)點(diǎn)三：增大或減小機(jī)械效率的方法【探究重點(diǎn)】機(jī)械效率是有用功在總功中所占的比例，其大小是由有用功和總功共同決定的，在比較機(jī)械效率大小時(shí)，可采用控制變量法，相同時(shí)，越大，越小；相同時(shí)，越大，越大。判斷有用功和額外功，必須抓住工作的目的，為達(dá)到目的必須做的功就是有用功，但對(duì)我們沒有用而不得不做的功就是額外功。并要注意工作目改變了，有用功和額外功也要發(fā)生變化。提高機(jī)械的機(jī)械效率的方法：改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)，盡量減小機(jī)械自重，合理使用機(jī)械，按規(guī)定進(jìn)行保養(yǎng)以減小摩擦。需要注意的幾個(gè)問(wèn)題：機(jī)械效率只有大小沒有單位；由于有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1，通常用百分?jǐn)?shù)表示；機(jī)械效率是標(biāo)志機(jī)械做功性能的好壞的物理量之一，機(jī)械效率越高，做的有用功占總功的比例就越大這個(gè)機(jī)械的做功性能就越好?！纠}精講】（2022·湖北十堰）如圖所示，斜面與水平地面夾角為30°，某快遞員用500N的力，將重800N的貨物沿斜面勻速推上車廂，不考慮斜面形變，貨物所受摩擦力方向沿斜面向_____；斜面的機(jī)械效率為_____。不改變斜面與地面夾角和貨物質(zhì)量，采用_____的方法可以提高斜面的機(jī)械效率。【答案】①下；②80%；③減小木板粗糙程度?！窘馕觥縖1]貨物相對(duì)斜面向上運(yùn)動(dòng)，所受的斜面的摩擦力沿斜面向下。[2]如圖所示，斜面的長(zhǎng)度為l，其高度斜面的機(jī)械效率[3]斜面與地面夾角和貨物質(zhì)量不變，即有用功保持不變，可通過(guò)減少額外功來(lái)提高斜面的機(jī)械效率。為了減少額外功，可減小摩擦力，壓力不變時(shí)，可通過(guò)改變接觸面的粗糙程度來(lái)改變摩擦，所以可通過(guò)減小木板表面的粗糙程度來(lái)提高機(jī)械效率。【鞏固訓(xùn)練】（2022·四川自貢）如圖所示，用滑輪組將重力為540N的重物勻速提升2m，所用拉力F為200N，則滑輪組的機(jī)械效率為___________，如果要提高滑輪組的機(jī)械效率，你的做法是___________。（答出一條即可）【答案】①90%；②增加重物的重力?！窘馕觥縖1]由圖示知，滑輪組承重繩子為3根，重物提升2m，繩子端移動(dòng)的距離s=3h=3×2m=6m滑輪組的機(jī)械效率；[2]要提高滑輪組的機(jī)械效率，可增加提升重物的重力，此時(shí)，提升重物所做的有用功增大，機(jī)械效率增大。如圖所示，工人師傅利用斜面將貨物裝上汽車。已知貨物重為2000N，師傅用沿斜面向上1000N的推力將貨物從斜面底端勻速推至斜面頂端。斜面長(zhǎng)4m、高1.5m，則()A．使用斜面向汽車上裝貨物可以省功B．此過(guò)程中的有用功為4000JC．斜面的機(jī)械效率為60%D．貨物受到斜面對(duì)它的摩擦阻力為250N【答案】D【解析】A．使用任何機(jī)械都不能省功，使用斜面能夠省力，但不能省功，故A不符合題意；B．此過(guò)程中的有用功為故B不符合題意；C．此過(guò)程中的總功為機(jī)械效率為故C不符合題意；D．額外功貨物受到斜面對(duì)它的摩擦阻力故D符合題意。故選D。如圖甲，小林用水平推力F推動(dòng)水平地面上的木箱。此過(guò)程中，推力F隨時(shí)間t的變化情況如圖乙，木箱前進(jìn)的速度v的大小隨時(shí)間t的變化情況如圖丙，則()A．0~1s，推力做的功為100JB．3s~5s，推力克服摩擦做功200JC．3s~5s，推力做功的功率為200WD．1s~3s，木箱受到的摩擦力小于5s~6s木箱受到的摩擦力【答案】C【解析】A．由圖乙知，從0到1s內(nèi)，推力大小為100N，由圖丙可知，在0~1s內(nèi)木箱處于靜止?fàn)顟B(tài)，沒有移動(dòng)一定距離，所以在0~1s內(nèi)推力對(duì)木箱不做功，所做的功為0J，故A不符合題意；BC．由丙圖知，木箱在3~5s內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度，木箱通過(guò)的距離由乙圖知，在3~5s內(nèi)木箱受到的推力F=200N，則推力做的功推力做功的功率為故B不符合題意，C符合題意；D．由圖丙知，3s~5s時(shí)間內(nèi)，木箱做勻速直線運(yùn)動(dòng)，結(jié)合圖乙和二力平衡條件可知，此時(shí)物體受到的摩擦力為由圖丙可知，1s~3s內(nèi)木箱做加速運(yùn)動(dòng)，5s~6s木箱做減速運(yùn)動(dòng)，受到的摩擦力都為滑動(dòng)摩擦力，由于木箱對(duì)地面的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，所以木箱受到的摩擦力不變，始終為200N，所以1s~3s木箱受到的摩擦力等于

5s~6s

木箱受到的摩擦力，故D不符合題意。故選C。如圖，在斜面上將一個(gè)重為15N的物體勻速?gòu)男泵娴锥死巾敹?，沿斜面向上的拉力F=6N，斜面長(zhǎng)s=1.2m、斜面高h(yuǎn)=0.3m。下列說(shuō)法正確的是()A．克服物體重力做功7.2JB．額外功為1.8JC．物體受到的摩擦力為2.25ND．斜面的機(jī)械效率為37.5%【答案】C【解析】A、克服物體重力做功(即有用功)：W有用=Gh=15N×0.3m=4.5J，故A錯(cuò)誤；

B、拉力做的總功：W總=Fs=6N×1.2m=7.2J，則額外功：W額=W總-W有=7.2J-4.5J=2.7J，故B錯(cuò)誤；

C、由W額=fs可得，物體受到的摩擦力：，故C正確；

D、斜面的機(jī)械效率：，故D錯(cuò)誤。

故選：C。兩個(gè)完全相同的滑輪，分別以圖中兩種方式，將重為的物體以相同的速度勻速豎直提升了1m，不計(jì)繩重和摩擦，甲、乙的機(jī)械效率、，拉力、做的功分別為、，功率分別為、，下列判斷正確的是()A． B． C． D．【答案】A【解析】C．如圖所示，不計(jì)繩重和摩擦，因?yàn)槲镏叵嗤?，提升的高度相同，故甲做的有用功等于乙做的有用功；因?yàn)榧子枚ɑ喬嵘?，乙用?dòng)滑輪提升，所以甲做的額外功為零，小于乙做的額外功，故甲做的總功小于乙做的總功，故C錯(cuò)誤；AB．由前面分析可知，甲做的有用功等于乙做的有用功，甲做的總功小于乙做的總功，因?yàn)闄C(jī)械效率是有用功與總功的比值，故甲的機(jī)械效率大于乙的機(jī)械效率，故A正確，B錯(cuò)誤；D．因?yàn)榧姿龅目偣Ρ纫业男?，所用時(shí)間相同，由可知甲的功率小于乙的功率，故D錯(cuò)誤。故選A。坡長(zhǎng)10m，頂端與底端高度差為6m，一個(gè)工人沿斜坡向上用150N的力將質(zhì)量為20kg的貨箱從坡底端勻速緩慢地推到頂端的過(guò)程中，對(duì)貨箱做的功是___________J，克服摩擦力做的功是___________J，摩擦力是___________N。(g=10N/kg)【答案】

1500

300

30【解析】[1]推力的做功為W總=Fs=150N×10m=1500J[2][3]貨箱的重力為G=mg=20kg×10N/kg=200N克服重力所做的有用功為W有用=Gh=200N×6m=1200J拉力所做的額外功，即克服摩擦力所做的功為W額外=W總-W有用=1500J-1200J=300J由W=fs得，摩擦力為（2022·江蘇鹽城·一模）用如圖所示的滑輪組將重200N的物體在10s內(nèi)豎直勻速提升4m，機(jī)械效率為80%。則有用功為______J，拉力的功率為______W，若增大所提物體的質(zhì)量，則滑輪組械效率將______（選填“增大”、“不變”或“減小”）?！敬鸢浮?00

100

增大【解析】[1]拉力做的有用功W有用=Gh=200N×4m=800J[2]由η=可得拉力做的總功W總===1000J拉力的功率為P==100W[3]若增大所提物體的質(zhì)量，有用功增加，而額外功一定，所以有用功在總功中所占的比例增大，機(jī)械效率增大。如圖所示，用彈簧測(cè)力計(jì)沿斜面勻速拉動(dòng)木塊至斜面頂端，木塊重為G，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F，其他量已在圖中標(biāo)出，則木塊在此運(yùn)動(dòng)中，力F做的總功是_________，有用功是_________，額外功是_________，斜面的機(jī)械效率是_________，木塊受到斜面摩擦力是_________。(用所給的字母表示)【答案】

Fs

Gh

Fs﹣Gh

×100%

【解析】[1]拉力做的總功W總＝Fs[2]拉力做的有用功W有用＝Gh[3]因?yàn)閃總＝W有用+W額所以克服摩擦做的額外功W額＝W總﹣W有用＝Fs﹣Gh[4]斜面的機(jī)械效率[5]因?yàn)閃額＝fs，所以木塊受到斜面摩擦力(2021·江蘇中考真題)用定滑輪勻速提升質(zhì)量為10kg的物體，所用的拉力為110N，物體在2s內(nèi)升高0.5m，此過(guò)程中的有用功是______J，定滑輪的機(jī)械效率是______%，拉力的功率是______W。(g取10N/kg)【答案】5090.9127.5【解析】[1]有用功是W有=Gh=mgh=10kg×10N/kg×0.5m=50J[2]因?yàn)槭嵌ɑ?，所以總功為W總=Fh=110N×0.5m=55J則機(jī)械效率是η=90.91%[3]拉力的功率是（2022·廣東中山·一模）在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表所示；實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼所受的重力G/N鉤碼上升的高度h/cm拉力F/N繩自由端移動(dòng)的距離s/cm機(jī)械效率η12100.83083.3%24101.53036102.23090.9%46152.24590.9%（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼豎直向上做______運(yùn)動(dòng)；（2）如果在第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)，忽略繩重和摩擦，可以計(jì)算出動(dòng)滑輪的重為______N；（3）第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)所做的有用功為______J，滑輪組的機(jī)械效率是______；（4）分析1、2、3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時(shí)，重物所受重力越______（選填“大”或“小”），滑輪組的機(jī)械效率越高；分析3、4次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度______（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）；（5）結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際，用滑輪組提升重物時(shí)，下列選項(xiàng)中也可提高機(jī)械效率的是______。A．增大繩重B．減輕動(dòng)滑輪重C．加快物體提升的速度【答案】勻速

0.4

0.4

88.9%

大

無(wú)關(guān)

B【解析】（1）[1]實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼豎直向上做勻速運(yùn)動(dòng)。（2）[2]在第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑輪組的繩子段數(shù)忽略繩重和摩擦，可以計(jì)算出動(dòng)滑輪的重（3）[3][4]第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)所做的有用功為第2次做的總功滑輪組的機(jī)械效率是（4）[5][6]分析1、2、3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時(shí)，重物重力越大，滑輪組的機(jī)械效率越高；分析3、4次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度無(wú)關(guān)。（5）[7]A．增大繩重，增大了額外功，有用功與總功的比值變小，機(jī)械效率變小，故A不符合題意。B．減輕動(dòng)滑輪重，減小了額外功，有用功與總功的比值變大，機(jī)械效率大，故B符合題意。C．由（3）知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度無(wú)關(guān)，根據(jù)分析，機(jī)械效率與物體提升的速度無(wú)關(guān)，故C不符合題意。故選B。(2022·山東省濰坊市·中考真題)許多實(shí)驗(yàn)器材在物理實(shí)驗(yàn)中能被重復(fù)利用，斜面就是其中之一。請(qǐng)完成下列利用斜面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的有關(guān)內(nèi)容。

(1)圖甲所示實(shí)驗(yàn)中，為便于測(cè)量小車在斜面上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，應(yīng)使斜面保持______(選填“很大”或“很小”)的坡度。

(2)圖乙所示實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于同一個(gè)球A，要改變A撞擊木塊前的動(dòng)能大小，可進(jìn)行的操作是______。

(3)圖丙所示實(shí)驗(yàn)中，斜面傾斜角為30°，物體B重為4N。用彈簧測(cè)力計(jì)沿斜面拉動(dòng)B時(shí)，應(yīng)使B做______運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖所示，則所測(cè)斜面的機(jī)械效率為______?！敬鸢浮亢苄?/p>

改變A在斜面上靜止釋放的高度

勻速直線

80%

【解析】解：(1)斜面傾角越小，小車運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，為便于測(cè)量小車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，實(shí)驗(yàn)中，斜面應(yīng)保持很小坡度；

(2)小球的動(dòng)能與小球的質(zhì)量和小球的速度有關(guān)，對(duì)于同一個(gè)球A，質(zhì)量一定，要改變A撞擊木塊前的動(dòng)能大小，需要改變小球的速度，所以改變A在斜面上靜止釋放的高度，使小球到達(dá)斜面底端的深度相同；

(3)在測(cè)量斜面機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，拉力的方向應(yīng)平行于斜面向上，用彈簧測(cè)力計(jì)沿斜面拉動(dòng)B做勻速直線運(yùn)動(dòng)；

由于斜面傾斜角為30°，所以s=2?，

由圖丙知彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.1N，拉力為2.5N，

斜面的機(jī)械效率為：

η=W有用W總=G?Fs=G?F×2?=G2F=4N2×2.5N×100%=80%。

故答案為：(1)很小；(2)改變A在斜面上靜止釋放的高度；(3)勻速直線；用如圖所示的動(dòng)滑輪提升重物，下列措施能提高動(dòng)滑輪機(jī)械效率的是()A．減小被提升物體的高度 B．增大動(dòng)滑輪的重力C．減小繩子的拉力 D．增大物體的重力【答案】D【解析】A．動(dòng)滑輪的機(jī)械效率公式可推導(dǎo)為由公式可知，機(jī)械效率的高低與物體被提升的高度無(wú)關(guān)，故A不符合題意；B．增大動(dòng)滑輪的重力，在其他條件不變時(shí)，需要做的額外功增大，有用功不變，減小了動(dòng)滑輪的機(jī)械效率，故B不符合題意；C．動(dòng)滑輪額外功產(chǎn)生的原因有動(dòng)滑輪重力、繩子重力以及繩子和滑輪間的摩擦，有用功是克服物體重力做的功，減小繩子拉力時(shí)既不會(huì)改變有用功，也不會(huì)改變額外功，因此不會(huì)影響機(jī)械效率，故C不符合題意；D．增大物體的重力，在其他條件不變時(shí)，所做的有用功會(huì)增大，額外功不變，這樣有用功在總功中所占的比例就會(huì)增大，即動(dòng)滑輪的機(jī)械效率增大，故D符合題意。故選D。用如圖所示的動(dòng)滑輪提升重物，下列措施能提高動(dòng)滑輪機(jī)械效率的是()A．減小被提升物體的高度 B．增大動(dòng)滑輪的重力C．減小繩子的拉力 D．增大物體的重力【答案】D【解析】A．動(dòng)滑輪的機(jī)械效率公式可推導(dǎo)為由公式可知，機(jī)械效率的高低與物體被提升的高度無(wú)關(guān)，故A不符合題意；B．增大動(dòng)滑輪的重力，在其他條件不變時(shí)，需要做的額外功增大，有用功不變，減小了動(dòng)滑輪的機(jī)械效率，故B不符合題意；C．動(dòng)滑輪額外功產(chǎn)生的原因有動(dòng)滑輪重力、繩子重力以及繩子和滑輪間的摩擦，有用功是克服物體重力做的功，減小繩子拉力時(shí)既不會(huì)改變有用功，也不會(huì)改變額外功，因此不會(huì)影響機(jī)械效率，故C不符合題意；D．增大物體的重力，在其他條件不變時(shí)，所做的有用功會(huì)增大，額外功不變，這樣有用功在總功中所占的比例就會(huì)增大，即動(dòng)滑輪的機(jī)械效率增大，故D符合題意。故選D。(2021·四川瀘州市·中考真題)如圖所示的滑輪組，動(dòng)滑輪重3N，物體A在5s內(nèi)被勻速提升0.5m的過(guò)程中，圖中繩的拉力均沿豎直方向，滑輪組的機(jī)械效率為90%，不計(jì)繩重和摩擦，則在本次實(shí)驗(yàn)中()A．若提升更重的物體，滑輪組的機(jī)械效率降低B．物體A的重力為27NC．繩子自由端的拉力F大小為8ND．繩子自由端拉力的功率為3W【答案】BD【解析】A．用同一滑輪組提升重物時(shí)，物重越重，滑輪組機(jī)械效率越高，若提升更重的物體，滑輪組的機(jī)械效率提高，故A不符合題意；B．物體A在5s內(nèi)被勻速提升0.5m的過(guò)程中，做的額外功由滑輪組的機(jī)械效率為90%，可知總功有用功物體A的重力故B符合題意；C．繩子自由端的拉力F大小為故C不符合題意；D．繩子自由端拉力的功率故D符合題意。故選BD。用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究滑輪組的機(jī)械效率，下列說(shuō)法正確的是()A．實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)可以在靜止時(shí)讀數(shù)B．實(shí)驗(yàn)時(shí)不用刻度尺也可以測(cè)量出滑輪組的機(jī)械效率C．滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重力的大小無(wú)關(guān)D．同一滑輪組的機(jī)械效率隨所掛鉤碼的重力增大而增大，最終可以達(dá)到100%【答案】B【解析】A．若彈簧測(cè)力計(jì)在靜止時(shí)讀數(shù)，則沒有測(cè)量出繩子與滑輪間的摩擦，拉力偏小，總功偏小，根據(jù)，此時(shí)所測(cè)的機(jī)械效率偏大，則該方法是錯(cuò)誤的，故A錯(cuò)誤；B．由圖示知，滑輪組承重繩子為3根，因s=3h，則滑輪組的機(jī)械效率所以實(shí)驗(yàn)中可以不測(cè)量h和s，即刻度尺可以不用，故B正確；C．在物重和提升高度都一定時(shí)，動(dòng)滑輪越重，克服滑輪重力做的額外功越多，有用功在總功中所占的比例減小，機(jī)械效率降低，即滑輪組的機(jī)械效率高低與動(dòng)滑輪重力大小有關(guān)，故C錯(cuò)誤；D．使用滑輪組時(shí)不可避免地要克服動(dòng)滑輪重力做額外功，使得有用功小于總功，機(jī)械效率不會(huì)達(dá)到100%，故D錯(cuò)誤。故選B。(2021·云南中考真題)如圖甲所示，用動(dòng)滑輪將正方體物塊從裝有水的容器底部緩慢勻速提起，拉力F隨提升高度h變化的關(guān)系如圖乙所示。物塊完全離開水面后，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為87.5%，繩重和摩擦忽略不計(jì)，下列選項(xiàng)正確的是()A．物塊的邊長(zhǎng)為0.6mB．動(dòng)滑輪重為300NC．提升物塊完全離開水面前，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率大于87.5%D．將物塊提升至上表面與水面相平的過(guò)程中拉力F做的功為1650J【答案】D【解析】A．由圖，0.6m開始出水，1.1m完全出水，所以物塊邊長(zhǎng)為0.5m，故A錯(cuò)誤；B．物塊完全離開水面后，拉力2000N，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為解得G=3500N，動(dòng)滑輪重為G1=2F-G=2×2000N-3500N=500N故B錯(cuò)誤；C．提升物塊完全離開水面前，因?yàn)榇嬖诟×?，所以?duì)物體的實(shí)際拉力小于重力，所以機(jī)械效率小于87.5%，故C錯(cuò)誤；D．將物塊提升至上表面與水面相平的過(guò)程中拉力F做的功為W=2F1h1=2×1375N×0.6m=1650J故D正確。用如圖所示的滑輪組勻速提起1200N的重物G，若要將重物提升0.3m，則拉力F移動(dòng)的距離為_________，若拉力大小為500N，則機(jī)械效率為_________，可采用_________措施提高該滑輪組機(jī)械效率?！敬鸢浮?/p>

0.9m

80%

增加被提升物體的重力或減小動(dòng)滑輪重力【解析】[1]由圖知，承擔(dān)重物繩子的段數(shù)拉力F移動(dòng)的距離[2]滑輪組的機(jī)械效率[3]克服被提升物體重力所做的功是有用功，克服動(dòng)滑輪重力做的功是額外功，要提高滑輪組的機(jī)械效率，可增加有用功、減少額外功，所以可增加被提升物體的重力或減小動(dòng)滑輪重力。(2021·湖南衡陽(yáng)市·中考真題)如圖所示，一位同學(xué)用滑輪組拉著重的物體A，使它內(nèi)在水平面上勻速前進(jìn)，水平拉力，若與地面的摩擦力是物重的0.2倍，下列說(shuō)法正確的是()A．他做的總功是 B．他做的有用功是C．拉力做功的功率是 D．該滑輪組的機(jī)械效率是【答案】AD【解析】A．滑輪組的動(dòng)滑輪繞2段繩，繩子自由端移動(dòng)的距離s=2s物=2×1m=2m總功W總=Fs=75N×2m=150J故A正確；B．摩擦力f=0.2G=0.2×450N=90N他做的有用功W有=fs物=90N×1m=90J故B錯(cuò)誤；C．拉力做功的功率故C錯(cuò)誤；D．該滑輪組的機(jī)械效率=60%故D正確。故選AD。(2022·海南省·中考真題)小明發(fā)現(xiàn)公共場(chǎng)所為殘障人士設(shè)計(jì)的無(wú)障礙通道是斜面，且不同的斜面通道的傾斜程度有所不同，這引發(fā)了小明對(duì)斜面的興趣。他想了解斜面的機(jī)械效率是否與傾斜程度有關(guān)，便與實(shí)驗(yàn)小組的小伙伴們用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

(1)測(cè)量斜面的機(jī)械效率，需要的測(cè)量工具是______、______。

(2)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。

(3)準(zhǔn)備動(dòng)手實(shí)驗(yàn)時(shí)，有小伙伴提出，斜面的機(jī)械效率還可能跟斜面的粗糙程度有關(guān)。則他們要探究斜面的機(jī)械效率是否與傾斜程度有關(guān)時(shí)，應(yīng)當(dāng)保持______不變，這里采用的科學(xué)研究方法是______?！敬鸢浮繌椈蓽y(cè)力計(jì)

刻度尺

斜面粗糙程度

控制變量法

【解析】解：(1)機(jī)械效率涉及力和移動(dòng)距離，所以需要彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺；

(2)斜面的機(jī)械效率是否與傾斜程度是否有關(guān)，需要記錄傾斜角度和機(jī)械效率相關(guān)的物理量，表格如圖所示；

；

(3)探究斜面的機(jī)械效率是否與傾斜程度有關(guān)，應(yīng)保持其他量不變，包括斜面粗糙程度不變，改變傾斜程度分析機(jī)械效率的變化，這種方法叫做控制變量法；

故答案為：(1)彈簧測(cè)力計(jì)；刻度尺；(2)如圖所示；(3)斜面粗糙程度；控制變量法。

(1)機(jī)械效率涉及力和移動(dòng)距離，所以需要彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺；

(2)斜面的機(jī)械效率是否與傾斜程度是否有關(guān)，需要記錄傾斜角度和機(jī)械效率相關(guān)的物理量；

(3)對(duì)探究實(shí)驗(yàn)“斜面的機(jī)械效率是否