12.3機(jī)械效率（基礎(chǔ)練習(xí)）

人教版八年級(jí)物理下冊(cè)第12章《簡(jiǎn)單機(jī)械》第3節(jié)機(jī)械效率（同步基礎(chǔ)練習(xí)）姓名：學(xué)校：老師：題型選擇題填空題作圖題實(shí)驗(yàn)題計(jì)算題總計(jì)題數(shù)251503750一、選擇題（共25小題）：1．甲吊車(chē)比乙吊車(chē)的機(jī)械效率高，當(dāng)它們分別把相同質(zhì)量的物體勻速提升相同高度時(shí)，則（）A．甲吊車(chē)的電動(dòng)機(jī)做的有用功較多B．甲吊車(chē)的電動(dòng)機(jī)做的總功較多C．乙吊車(chē)的電動(dòng)機(jī)做的額外功較多D．甲、乙兩吊車(chē)的電動(dòng)機(jī)做的總功相同【答案】C【解析】甲吊車(chē)的機(jī)械效率比乙吊車(chē)的機(jī)械效率高，說(shuō)明甲吊車(chē)所做的有用功在總功中占的比值比乙吊車(chē)大；把相同質(zhì)量的物體提高相同的高度，根據(jù)公式W有用＝Gh＝mgh可知：兩輛吊車(chē)所做的有用功相同；機(jī)械效率不同，是因?yàn)樽龅念~外功不同，導(dǎo)致總功不同。解：A、根據(jù)公式W有用＝Gh＝mgh可知甲、乙吊車(chē)做的有用功相同，此選項(xiàng)錯(cuò)誤，不符合題意；B、已知甲吊車(chē)的機(jī)械效率高，有用功相同，甲吊車(chē)的總功較少，此選項(xiàng)錯(cuò)誤，不符合題意；C、兩輛吊車(chē)做的有用功相同，乙的效率較低，所以乙吊車(chē)做的額外功較多，此選項(xiàng)正確，符合題意；D、已知甲吊車(chē)的機(jī)械效率高，有用功相同，甲吊車(chē)的總功較少，此選項(xiàng)錯(cuò)誤，不符合題意。故選：C。2．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，重物被提升1m，不計(jì)繩重和滑輪的摩擦，下列說(shuō)法正確的是（）A．拉力做的額外功是100J B．動(dòng)滑輪的重力為50N C．拉力做的總功是200J D．繩子末端移動(dòng)的距離是2m【答案】A【解析】根據(jù)W有用＝Gh求出有用功，根據(jù)s＝3h求出繩子自由端移動(dòng)距離，根據(jù)W總＝Fs求出總功，根據(jù)W總＝W有用+W額求出克服動(dòng)滑輪重做的額外功，再根據(jù)W額＝G動(dòng)h求出動(dòng)滑輪重。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，故D錯(cuò)誤；拉力做的總功：W總＝Fs＝100N×3m＝300J，故C錯(cuò)誤；拉力做的額外功：W額＝W總﹣W有用＝300J﹣200J＝100J，故A正確；不計(jì)繩重和滑輪的摩擦，由W額＝G動(dòng)h可得，動(dòng)滑輪的重力：G動(dòng)=W故選：A。3．關(guān)于功率、機(jī)械效率的說(shuō)法正確的是（）A．功率大的機(jī)器做功一定多B．額外功占總功比值小的機(jī)器機(jī)械效率高C．做功多的機(jī)器機(jī)械效率一定高D．功率大的機(jī)器做功時(shí)間一定短【答案】B【解析】①功率是描述物體做功快慢的物理量，它等于單位時(shí)間內(nèi)所做的功，功率大則做功快；功率與效率大小沒(méi)有關(guān)系；②機(jī)械效率反映了機(jī)械的性能優(yōu)劣，是有用功與總功的比值；機(jī)械效率與做功多少?zèng)]有直接關(guān)系。解：A、由W＝Pt可知，做功多少由于功率和做功時(shí)間有關(guān)，時(shí)間不確定無(wú)法比較做功多少，故A錯(cuò)誤；B、機(jī)械效率是有用功與總功的比值，總功包括有用功和額外功兩部分。額外功占總功的比值越小，機(jī)械效率越高，故B正確；C、機(jī)械效率與做功多少?zèng)]有關(guān)系，故C錯(cuò)誤；D、功率描述物體做功的快慢。功率大說(shuō)明做功快，時(shí)間長(zhǎng)短不能確定，故D錯(cuò)誤。故選：B。4．如圖所示的滑輪組，每個(gè)滑輪重100N。用力F在10s內(nèi)將物體勻速提升2m，其滑輪組的機(jī)械效率η為80%，若不計(jì)繩重和摩擦。下列說(shuō)法中正確的是（）A．拉力做的有用功為1200J B．拉力大小為300N C．拉力的功率為200W D．在勻速提升的過(guò)程中，物體的機(jī)械能不變【答案】C【解析】（1）不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)η=W（2）由滑輪組的結(jié)構(gòu)可以看出，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n＝3，則拉力F移動(dòng)的距離s＝3h，不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)F=1n（G+G（3）利用W＝Fs求總功；根據(jù)P=W（4）勻速上升過(guò)程中，物體的質(zhì)量不變、速度不變、高度變大，據(jù)此分析動(dòng)能和重力勢(shì)能的變化，進(jìn)而得出機(jī)械能的變化。解：A、不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)η=WηG+ηG動(dòng)＝G，G=η拉力做的有用功：W有用＝Gh＝800N×2m＝1600J，故A錯(cuò)誤；B、繩子自由端移動(dòng)距離s＝nh＝4×2m＝8m，由圖可知，n＝4，拉力大小：F=1n（G+G動(dòng)）C、拉力做的功：W總＝F×s＝250N×8m＝2000J，拉力的功率：P=WD、勻速上升過(guò)程中，物體的質(zhì)量不變、速度不變，動(dòng)能不變；質(zhì)量不變、高度變大，重力勢(shì)能變大，所以機(jī)械能變大，故D錯(cuò)誤。故選：C。5．如圖所示，甲、乙杠桿的質(zhì)量和長(zhǎng)度均相同，機(jī)械摩擦不計(jì)，分別使用甲、乙杠桿將物體A提升相同的高度，則在工作過(guò)程中，甲、乙杠桿的機(jī)械效率相比（）A．甲的大B．乙的大C．一樣大D．無(wú)法確定【答案】B【解析】使用杠桿提升物體時(shí)，克服物體重力做的功是有用功；克服杠桿重力做的功是額外功。在有用功一定時(shí)，額外功越大，機(jī)械效率越低。解：使用杠桿提升物體時(shí)，克服物體重力做的功是有用功，物體A重力一定，提升相同的高度，根據(jù)W＝Gh可知，拉力所做的有用功相比W甲＝W乙；由圖知：使用甲裝置提起物體時(shí)，拉力做的功包括兩部分：克服物重、克服杠桿重力；使用乙裝置提起物體時(shí)，由于杠桿的重心在O點(diǎn)，所以拉力做的功只要克服物重即可。由η=W故選：B。6．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(zhǎng)不變），測(cè)得各拉力大小如圖所示，則（）A．利用機(jī)械丙提升M時(shí)省力 B．F乙和F丙兩個(gè)力所做的功相同 C．機(jī)械丙的機(jī)械效率比機(jī)械乙的低 D．所測(cè)的的數(shù)據(jù)不能計(jì)算機(jī)械乙和丙的機(jī)械效率【答案】C【解析】（1）根據(jù)拉力的大小分析；（2）根據(jù)W＝Fs分析功的大小；（3）比較有用功和總功的大小，從而判定機(jī)械效率的大??；（4）根據(jù)η=W解：A、由圖可知，甲直接提升物體，此時(shí)的拉力為10N；乙通過(guò)定滑輪提升物體，此時(shí)的拉力為11N；丙通過(guò)動(dòng)滑輪提升物體，此時(shí)的拉力為11N，大于直接提升物體所用的力，所以利用機(jī)械丙提升M時(shí)不省力，故A錯(cuò)誤；B、F乙和F丙兩個(gè)力的大小相同，物體上升相同的高度，由定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)可知，F(xiàn)乙移動(dòng)的距離時(shí)F丙移動(dòng)距離的一半，根據(jù)W＝Fs可知，F(xiàn)丙所做的功要大，故B錯(cuò)誤；C、機(jī)械丙和機(jī)械乙把相同的物體提升相同的高度，根據(jù)W＝Gh可知，所做的有用功是相同的，F(xiàn)丙所做的總功要大，根據(jù)η=WD、甲直接提升物體，此時(shí)的拉力為10N，則物體的重力為G＝10N；機(jī)械乙和丙的拉力已知，由定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)可知s和h的關(guān)系，根據(jù)η=W故選：C。7．如圖所示，小明分別使用甲、乙、丙三種機(jī)械勻速提升物體M（繩長(zhǎng)不變），測(cè)得物體M所受重力和各拉力如表所示，則（）GMF甲F乙F丙8N10N10N7NA．乙、丙的機(jī)械效率相等 B．使用圖丙斜面可以省力C．甲、乙的機(jī)械效率相等 D．甲、丙的機(jī)械效率相等【答案】B【解析】（1）根據(jù)η=W（2）根據(jù)丙圖拉力與物體M重力的關(guān)系判斷出丙圖是否省力；（3）根據(jù)η=W解：（1）甲圖承擔(dān)物重的繩子股數(shù)為1，則拉力端移動(dòng)的距離s＝h，拉力做的有用功W有用＝Gh，拉力做的總功W總＝Fs＝F×nh＝nFh，機(jī)械效率η=W乙圖承擔(dān)物重的繩子股數(shù)為2，則拉力端移動(dòng)的距離s＝2h，乙圖中的機(jī)械效率為：η′=W丙圖知斜面的機(jī)械效率為：η″=W所以乙、丙兩圖的機(jī)械效率不相等，甲圖的機(jī)械效率是乙圖機(jī)械效率的2倍，故ACD錯(cuò)誤；（2）因?yàn)楸麍D的拉力小于物體M的重力，所以丙圖使用斜面可以省力，故B正確。故選：B。8．如圖所示，甲、乙兩套裝置所用滑輪質(zhì)量均相等，用它們分別將所掛重物在相等時(shí)間內(nèi)豎直向上勻速提升相同高度。若G1＝G2，所用豎直向上的拉力分別為F1和F2，拉力做功的功率分別為P1和P2，兩裝置的機(jī)械效率分別為η1和η2（忽略繩重和摩擦），則下列選項(xiàng)正確的是（）A．F1＞F2，η1＜η2，P1＜P2 B．F1＜F2，η1＞η2，P1＞P2 C．F1＞F2，η1＝η2，P1＝P2 D．F1＞F2，η1＝η2，P1＞P2【答案】C【解析】由滑輪組的結(jié)構(gòu)知道承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n，不計(jì)繩重及摩擦，由F=1n（G+G動(dòng)）比較F1、F把相同的重物勻速提升相同的高度，做的有用功相同；不計(jì)繩重及摩擦，動(dòng)滑輪重和提升高度都相同時(shí)，做的額外功相同；而總功等于有用功加上額外功，可知利用滑輪組做的總功相同，再根據(jù)η=W解：由圖可知n1＝2，n2＝3，已知每個(gè)滑輪的質(zhì)量相同，且兩滑輪組均只有一個(gè)動(dòng)滑輪，則動(dòng)滑輪重相同；不計(jì)繩重及摩擦，則繩子受到的拉力分別為：F1=12（G1+G動(dòng)），F(xiàn)2=13（G2+G動(dòng)），因G1＝G2，故F因?yàn)閯?dòng)滑輪重相同，提升的物體重和高度都相同，且W額＝G動(dòng)h，W有用＝G物h，所以利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同，則總功相同；由η=W有用W總可知，兩滑輪組的機(jī)械效率相同，即η又因?yàn)樗脮r(shí)間相同、總功相同，所以由P=Wt可知，拉力做功的功率P1＝P故選：C。9．如圖所示，牽引車(chē)通過(guò)滑輪組將水平面上的物體勻速吊起，物體重900N、底面積為200cm2，物體20s內(nèi)勻速豎直上升1m，牽引車(chē)的拉力為400N。不計(jì)繩重和摩擦，則下列結(jié)果正確的是（）A．動(dòng)滑輪的重力為200N B．20s內(nèi)牽引車(chē)的拉力做功為3600J C．該滑輪組提升重物的機(jī)械效率為75% D．當(dāng)物體受到100N的拉力時(shí)，物體對(duì)地面的壓強(qiáng)為4.5×104Pa【答案】C【解析】（1）根據(jù)圖示滑輪組可知繩子的有效股數(shù)，不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)F=1n（G+G（2）根據(jù)s＝nh求出牽引車(chē)的拉力端移動(dòng)的距離，根據(jù)W＝Fs求出20s內(nèi)牽引車(chē)的拉力做的功；（3）利用W＝Fs求出拉力做的有用功，利用η=W（4）當(dāng)物體受到100N的拉力時(shí)，物體對(duì)地面的壓力等于自身的重力減去拉力，利用p=F解：A.由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n＝3，不計(jì)繩重和摩擦，由F=1n（G+G動(dòng)）可得，動(dòng)滑輪的重力GB.牽引車(chē)的拉力端移動(dòng)的距離s＝nh＝3×1m＝3m，20s內(nèi)牽引車(chē)的拉力做的功W總＝Fs＝400N×3m＝1200J，故B錯(cuò)誤；C.拉力做的有用功W有＝Gh＝900N×1m＝900J，該滑輪組提升重物的機(jī)械效率η=W有WD.當(dāng)物體受到100N的拉力時(shí)，物體對(duì)地面的壓力F′＝G﹣F拉＝900N﹣100N＝800N，物體對(duì)地面的壓強(qiáng)p=F′S=故選：C。10．某建筑工地上用如圖所示的滑輪組提升建材，如果工人師傅用500N的拉力F，30s內(nèi)將重1200N的建材豎直勻速提高了6m。則下列判斷正確的是（）A．繩子自由端移動(dòng)的速度為0.2m/s B．工人師傅拉繩子的功率為300W C．該滑輪的機(jī)械效率約為83.3% D．提升建材所做的總功為7200J【答案】B【解析】（1）動(dòng)滑輪繩子的有效股數(shù)n＝3，根據(jù)s＝nh求出繩端移動(dòng)的距離，利用v=s（2）（3）（4）根據(jù)W＝Gh求出提升重物所做的有用功；根據(jù)W＝Fs求出工人師傅做的總功，利用P=Wt求出工人師傅拉繩子的功率；根據(jù)η解：A、動(dòng)滑輪繩子的有效股數(shù)n＝3，則繩端移動(dòng)的距離s＝nh＝3×6m＝18m，繩端移動(dòng)的速度v=sBCD、提升重物所做的有用功W有＝Gh＝1200N×6m＝7200J；工人師傅做的總功W總＝Fs＝500N×18m＝9000J，故D錯(cuò)誤；工人師傅拉繩子的功率P=W該滑輪的機(jī)械效率η=W有W故選：B。11．漁民利用如圖所示的滑輪組把水中的小漁船拖上岸進(jìn)行維護(hù)，當(dāng)漁民作用在繩子自由端的拉力為150N時(shí)，小漁船在河水中以0.2m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng)，每個(gè)滑輪重為60N，不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦，下列說(shuō)法正確的是（）A．拉力的功率為30W B．小漁船在水中受到的阻力為180N C．滑輪組的效率為80% D．小漁船從水中被拖上岸后滑輪組的效率變低【答案】C【解析】（1）根據(jù)圖示可知滑輪組繩子的有效股數(shù)n＝2，根據(jù)v＝nv船求出繩子自由端移動(dòng)的速度，根據(jù)P=W（2）不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦，根據(jù)F=12（F拉+G（3）小漁船受到拉力做的功為有用功，根據(jù)η=W（4）小漁船從水中被拖上岸后，小漁船受到的阻力變大，即克服小船受到阻力做的有用功增大，在額外功不變時(shí)，有用功在總功中所占的比例增大，據(jù)此判斷機(jī)械效率的變化。解：A、由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n＝2，則繩子自由端移動(dòng)的速度：v＝2v船＝2×0.2m/s＝0.4m/s，拉力的功率：P=WB、不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦，小漁船受到的拉力與動(dòng)滑輪重、自由端拉力的關(guān)系：F=12（F拉+G即150N=12（F拉+60N），解得F由于小漁船勻速行駛時(shí)受到的拉力和阻力是一對(duì)平衡力，所以小漁船受到的阻力f＝F拉＝240N，故B錯(cuò)誤；C、滑輪組的效率：η=WD、不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦，小漁船從水中被拖上岸后，克服小船受到阻力做的有用功增大，在額外功不變時(shí)，有用功在總功中所占的比例增大，因此滑輪組的機(jī)械效率變大，故D錯(cuò)誤。故選：C。12．用如圖甲所示的滑輪組緩慢提升不同的物體，每次物體被提升的高度均為0.5m，滑輪組的機(jī)械效率與物體受到重力的關(guān)系如圖乙所示，不計(jì)繩重和摩擦，下列分析正確的是（）A．滑輪組的機(jī)械效率越高，功率越大 B．該滑輪組的機(jī)械效率能達(dá)到100% C．滑輪組的機(jī)械效率越高，拉力做的功越多 D．每次提升重物時(shí)，滑輪組做的額外功均為5J【答案】D【解析】（1）功率是表示做功快慢的物理量，功率同時(shí)跟做功多少和做功時(shí)間有關(guān)；（2）使用滑輪組時(shí)，需要提升動(dòng)滑輪做額外功，使得有用功小于總功，滑輪組的機(jī)械效率總小于100%；（3）機(jī)械效率高，說(shuō)明有用功在總功中所占比值大；（4）由圖乙可知，提升物重G＝10N時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率η＝50%，不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率η=W解：A、滑輪組的機(jī)械效率越高，說(shuō)明有用功與總功的比值越大，拉力做功的功率不一定大，故A錯(cuò)誤；B、使用滑輪組時(shí)，需要提升動(dòng)滑輪做額外功，使得有用功小于總功，滑輪組的機(jī)械效率總小于100%，故B錯(cuò)誤；C、滑輪組的機(jī)械效率高，有用功在總功中所占比值大，不能說(shuō)明拉力做的功越多，故C錯(cuò)誤；D、由圖乙可知，提升物重G＝10N時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率η＝50%，不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率η=W解得動(dòng)滑輪重力：G動(dòng)＝10N，由題知，利用滑輪組每次物體被提升的高度均為0.5m，提升動(dòng)滑輪上升的高度也都是0.5m，則每次提升重物時(shí)，不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組做的額外功都為：W額＝G動(dòng)h＝10N×0.5m＝5J，故D正確。故選：D。13．建筑工地上用如圖所示的卷?yè)P(yáng)機(jī)和滑輪組從豎直深井中提升物體，其中兩個(gè)定滑輪的總質(zhì)量為動(dòng)滑輪質(zhì)量的2倍。將物體以0.2m/s的速度勻速豎直提升時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩的拉力F為100N，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為80%，不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．動(dòng)滑輪所受的重力為120N B．拉力F做功的功率為20W C．物體所受的重力為240N D．支架受到的拉力為420N【答案】C【解析】（1）根據(jù)圖示滑輪組可知繩子的有效股數(shù)，根據(jù)η=W有W總×100%=GhFs×100%（2）根據(jù)v繩＝nv物求出卷?yè)P(yáng)機(jī)拉繩子的速度，利用P=W（3）兩個(gè)定滑輪的總質(zhì)量為動(dòng)滑輪質(zhì)量的2倍，據(jù)此結(jié)合G＝mg求出兩定滑輪的總重力，以?xún)蓚€(gè)定滑輪整體為研究對(duì)象，受力分析可知，受到豎直向上支架對(duì)兩定滑輪整體的拉力、豎直向下兩定滑輪的重力和四股繩子的拉力作用處于平衡狀態(tài)，根據(jù)兩個(gè)定滑輪整體受到的合力為零求出支架對(duì)定滑輪的拉力，支架對(duì)定滑輪的拉力和支架受到滑輪組的拉力是一對(duì)相互作用力，二力大小相等。解：AC.由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n＝3，則滑輪組的機(jī)械效率：η=W有W總×100%=GhFs解得：G＝240N，故C正確；不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦，由F=1n（G+GG動(dòng)＝nF﹣G＝3×100N﹣240N＝60N，故A錯(cuò)誤；B.卷?yè)P(yáng)機(jī)拉繩子的速度：v繩＝nv物＝3×0.2m/s＝0.6m/s，拉力F做功的功率：P=W總tD.由兩個(gè)定滑輪的總質(zhì)量為動(dòng)滑輪質(zhì)量的2倍可知，由G＝mg可得，兩定滑輪的總重力：G定＝2G動(dòng)＝2×60N＝120N，以?xún)蓚€(gè)定滑輪整體為研究對(duì)象，受力分析可知，受到豎直向上支架對(duì)兩定滑輪整體的拉力、豎直向下兩定滑輪的重力和四股繩子的拉力作用處于平衡狀態(tài)，由兩個(gè)定滑輪整體受到的合力為零可得：F拉＝G定+4F＝120N+4×100N＝520N，因支架對(duì)定滑輪的拉力和支架受到滑輪組的拉力是一對(duì)相互作用力，所以，支架受到滑輪組的拉力：F拉′＝F拉＝520N，故D錯(cuò)誤。故選：C。14．如圖甲所示的裝置，A是重10N的空吊籃，繩子B和C能承受的最大拉力分別為100N和60N。質(zhì)量為50kg的小張同學(xué)將A提升到高處，施加的拉力F隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示，A上升的速度v隨時(shí)間變化關(guān)系如圖丙所示。忽略繩重及摩擦，（g＝10N/kg）。下列結(jié)論正確的是（）①動(dòng)滑輪的重力為9N；②0～1s內(nèi)拉力F做的功為2.4J；③1～2s內(nèi)拉力F的功率為4W；④此裝置提升重物的最大機(jī)械效率約為81.8%。A．①④ B．①③ C．②③④ D．③【答案】C【解析】（1）由圖丙可知，在第2s內(nèi)A被勻速提升，由圖乙可知第2s內(nèi)拉力F大小；由圖知，n＝2，忽略繩重及摩擦，拉力F=12（GA+G（2）由圖丙可知，0～1s內(nèi)，A做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)圖示，結(jié)合三角形面積的求法可求出物體通過(guò)的路程，再根據(jù)自由端移動(dòng)的距離為物體上升高度的2倍求出自由端移動(dòng)的距離，再由圖乙讀出拉力F的大小，并利用W＝Fs求出拉力做的功；（3）由圖丙可知，1～2s內(nèi)，物體A做勻速運(yùn)動(dòng)，并得出其速度大小，再根據(jù)自由端移動(dòng)速度等于A(yíng)上升速度的2倍可知自由端的速度，最后利用P＝Fv求出第1～2s內(nèi)拉力F的功率；（4）忽略繩重及摩擦，C處繩子拉力FC=12（FB+G動(dòng)），據(jù)此判斷出B、C處的最大拉力，進(jìn)一步求出最大物重，而此裝置提升重物的機(jī)械效率隨提升物重的增大而增大，根據(jù)η解：①由圖丙可知，在1～2s內(nèi)，A被勻速提升，由圖乙可知拉力F＝10N，由圖知，n＝2，忽略繩重及摩擦，拉力F=12（GA+G動(dòng)），則動(dòng)滑輪重力：G動(dòng)＝2F﹣G②由圖丙可知，0～1s內(nèi)物體上升的距離：h=1則自由端移動(dòng)的距離：s＝2h＝2×0.1m＝0.2m，由圖乙可知，0～1s內(nèi)拉力F＝12N，則0～1s內(nèi)拉力F做的功：W＝Fs＝12N×0.2m＝2.4J，故②正確；③由圖丙可知，A上升的速度vA＝0.2m/s，拉力端移動(dòng)速度v＝2vA＝2×0.2m/s＝0.4m/s，1～2s內(nèi)拉力F的功率：P＝Fv＝10N×0.4m/s＝4W，故③正確；④忽略繩重及摩擦，C處繩子拉力FC=12（FB+G動(dòng)）=1則當(dāng)C處最大拉力為60N時(shí)，B處拉力為110N；當(dāng)B處最大拉力為100N時(shí)，C處拉力為55N；所以要以B處最大拉力為準(zhǔn)，B處的拉力：FB＝GA+G貨物＝100N，此裝置最多能勻速運(yùn)載貨物的重力：G貨物＝FB﹣GA＝100N﹣10N＝90N；此裝置提升重物的機(jī)械效率隨提升物重的增大而增大，此裝置提升重物的最大機(jī)械效率：η=W故選：C。15．如圖所示，用滑輪組提升重物，此時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)為680N。已知人的質(zhì)量為50kg，每個(gè)滑輪的重力為20N，不計(jì)繩重及摩擦，下列說(shuō)法正確的是（g＝10N/kg）（）A．人的拉力大小為340N B．物體的重力為400N C．滑輪組的機(jī)械效率為61.8% D．人能夠拉起的最大物重為980N【答案】D【解析】（1）對(duì)于上面的定滑輪，受到重力、向上的拉力、向下的三個(gè)拉力，則：3F+G定滑輪＝F拉＝F示，據(jù)此求人的拉力；（2）由圖知，n＝2，不計(jì)繩重及摩擦，拉力F=12（G+G（3）根據(jù)η=W（4）人的最大拉力等于人的重力，不計(jì)繩重及摩擦，F(xiàn)最大=12（G最大+G解：A、對(duì)于上面的定滑輪，受到重力、向上的拉力（等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)）、向下的三個(gè)拉力（每個(gè)拉力等于人的拉力），則：3F+G定滑輪＝F拉＝F示，3×F+20N＝680N，則人的拉力：F＝220N，故A錯(cuò)誤；B、由圖知，n＝2，不計(jì)繩重及摩擦，拉力F=12（G+G提升的物體重力：G＝2F﹣G動(dòng)滑輪＝2×220N﹣20N＝420N，故B錯(cuò)誤；C、拉力端移動(dòng)距離s＝2h，滑輪組的機(jī)械效率：η=WD、人的最大拉力：F最大＝G人＝m人g＝50kg×10N/kg＝500N，不計(jì)繩重及摩擦，F(xiàn)最大=12（G最大+G提升的物體最大重力：G最大＝2F最大﹣G動(dòng)滑輪＝2×500N﹣20N＝980N，故D正確。故選：D。16．如圖甲所示，用一個(gè)動(dòng)滑輪和兩個(gè)定滑輪組成的滑輪組提升重物A。拉力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，重物上升的速度v隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖丙所示。不計(jì)一切摩擦和繩重，已知在1s～2s內(nèi)，滑輪組的機(jī)械效率為80%。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．0～1s內(nèi)，重物A受到了非平衡力的作用 B．若以動(dòng)滑輪為參照物，重物A是靜止的 C．動(dòng)滑輪的重力為300N D．若將重物A的重力減小為900N，則提升重物勻速上升時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率將變?yōu)?0%【答案】D【解析】（1）物體靜止或做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的力為平衡力，否則為非平衡狀態(tài)，受到的力為非平衡力；（2）運(yùn)動(dòng)和靜止是相對(duì)的，判斷物體的運(yùn)動(dòng)和靜止，首先確定一個(gè)參照物，如果被研究的物體和參照物之間沒(méi)有發(fā)生位置的改變，被研究的物體是靜止的，否則是運(yùn)動(dòng)的；（3）在1s～2s內(nèi)，根據(jù)圖甲讀出滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)圖乙讀出拉力F，根據(jù)圖丙可知物體勻速上升，利用η=W有W總×100%=GhFs×100%（4）若將重物A的重力減小為900N，提升重物勻速上升時(shí)，根據(jù)η=W有W總×解：A.由圖丙可知，物體在0～1s內(nèi)做變速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，由此可知物體A受到了非平衡力作用，故A正確；B.隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪，因?yàn)橹匚锵鄬?duì)于動(dòng)滑輪的位置沒(méi)有發(fā)生改變，所以重物相對(duì)于動(dòng)滑輪是靜止的，故B正確；C.在1s～2s內(nèi)，由圖甲可知滑輪組繩子的有效股數(shù)n＝3，由圖乙可知拉力F＝500N，由圖丙可知物體勻速上升，則滑輪組的機(jī)械效率η=W有W總×100%=GhFs不計(jì)一切摩擦和繩重，由F=1n（G+G動(dòng)）可得，動(dòng)滑輪的重力GD.若將重物A的重力減小為900N，則提升重物勻速上升時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率η′=W有′W總′×故選：D。17．救援車(chē)工作原理如圖所示，當(dāng)車(chē)載電機(jī)對(duì)鋼繩施加的拉力F大小為2.5×103N時(shí)，小車(chē)恰能勻速緩慢地沿斜面上升。已知小車(chē)的質(zhì)量為1t，斜面高為2m，斜面長(zhǎng)為5m（不計(jì)小車(chē)長(zhǎng)、鋼繩重、動(dòng)滑輪重、鋼繩與滑輪間的摩擦和滑輪與軸間的摩擦，g＝10N/kg）。在小車(chē)由斜面底端被拖上救援車(chē)的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）A．滑輪A為定滑輪，滑輪B為動(dòng)滑輪 B．拉力F移動(dòng)的距離為20m C．該裝置的機(jī)械效率為75% D．該斜面的摩擦力為1000N【答案】D【解析】（1）根據(jù)動(dòng)滑輪和定滑輪的特點(diǎn)區(qū)分滑輪的種類(lèi)；（2）不計(jì)車(chē)長(zhǎng)，使用滑輪組拉力端移動(dòng)距離s＝2L；（3）知道小車(chē)質(zhì)量，利用G＝mg求其重力，利用W＝Gh求鋼繩做的有用功，利用W＝Fs求出拉力做的總功，整個(gè)裝置的機(jī)械效率等于有用功與總功之比；（4）根據(jù)W額＝W總﹣W有用求出額外功，再根據(jù)W額＝fL求出摩擦力的大小。解：A、根據(jù)圖中裝置可知，物體移動(dòng)時(shí)，A滑輪隨之移動(dòng)，B滑動(dòng)固定不動(dòng)，因此A滑輪為動(dòng)滑輪，B滑輪為定滑輪，故A錯(cuò)誤；B、不計(jì)車(chē)長(zhǎng)、拉力端移動(dòng)距離：s＝2L＝2×5m＝10m，故B錯(cuò)誤；C、小車(chē)質(zhì)量：m＝1t＝1000kg，重力：G＝mg＝1000kg×10N/kg＝1×104N，鋼繩做的有用功：W有用＝Gh＝1×104N×2m＝2×104J，拉力做的總功：W總＝Fs＝2.5×103N×10m＝2.5×104J，整個(gè)裝置的機(jī)械效率：η=W有用WD、額外功：W額＝W總﹣W有用＝2.5×104J﹣2×104J＝5×103J，由W額＝fL可得，摩擦力：f=W故選：D。18．如圖所示，一個(gè)重為600N的物體在25N拉力作用下勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)了2m，用時(shí)5s。已知物體受到的滑動(dòng)摩擦力為60N，這一過(guò)程中，結(jié)果錯(cuò)誤的是（）A．繩子自由端移動(dòng)的速度為1.2m/sB．拉力做功的功率為30WC．滑輪組拉力做的有用功為120JD．該滑輪組的機(jī)械效率為75%【答案】D【解析】（1）根據(jù)圖示滑輪組可知繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s繩＝ns物求出繩子自由端移動(dòng)的距離，根據(jù)v=s（2）根據(jù)W＝Fs求出拉力做的功，利用P=W（3）根據(jù)W＝fs求出滑輪組拉力做的有用功；（4）根據(jù)η=W解：A.由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n＝3，則繩子自由端移動(dòng)的距離s繩＝ns物＝3×2m＝6m，繩子自由端移動(dòng)的速度v=sB.拉力做的功W總＝Fs繩＝25N×6m＝150J，拉力做功的功率P=WC.滑輪組拉力做的有用功W有＝fs物＝60N×2m＝120J，故C正確；D.該滑輪組的機(jī)械效率η=W有W故選：D。19．用如圖所示的滑輪組勻速拉動(dòng)水平地面上重為G的物體A，在時(shí)間t內(nèi)物體A移動(dòng)的距離為s，已知繩子自由端拉力的大小為F，物體A和地面之間的摩擦力大小為f。下列表達(dá)式正確的是（）A．繩子自由端移動(dòng)的距離s′＝2sB．滑輪組對(duì)物體A做的功W＝GsC．滑輪組的機(jī)械效率η=fD．拉力F做功的功率P=【答案】C【解析】（1）根據(jù)圖示滑輪組可知繩子有效股數(shù)，根據(jù)s′＝ns求出繩子自由端移動(dòng)的距離；（2）滑輪組對(duì)物體A做的功等于克服物體A和地面之間摩擦力做的功，根據(jù)W＝fs求出對(duì)物體A做的功；（3）根據(jù)W總＝Fs′求出滑輪組拉力做的功，利用η=W（4）根據(jù)P=W解：A.由圖可知，滑輪組繩子有效股數(shù)n＝3，則繩子自由端移動(dòng)的距離s′＝ns＝3s，故A錯(cuò)誤；B.滑輪組對(duì)物體A做的功等于克服物體A和地面之間摩擦力做的功，即W＝W有＝fs，故B錯(cuò)誤；C.滑輪組拉力做的功W總＝Fs′＝F×3s＝3Fs，滑輪組的機(jī)械效率η=WD.拉力F做功的功率P=W故選：C。20．如圖所示，拉力F＝20N，在拉力F的作用下，重為100N的物體M沿水平地面以2m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)10m，已知每個(gè)滑輪重10N，忽略繩重和滑輪與軸間的摩擦，該過(guò)程中（）A．拉力F做的功為200J B．拉力F的功率為120W C．滑輪組對(duì)物體做的有用功為400J D．滑輪組的機(jī)械效率為75%【答案】D【解析】（1）根據(jù)圖示滑輪組可知繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s繩＝ns物求出繩子自由端移動(dòng)的距離，利用W＝Fs繩求出拉力F做的功；（2）根據(jù)v=st求出物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間即繩端移動(dòng)的時(shí)間，利用P（3）忽略繩重和滑輪與軸間的摩擦，克服動(dòng)滑輪重力做的功為額外功，此時(shí)動(dòng)滑輪上升的高度等于物體水平方向移動(dòng)的距離，根據(jù)W額＝G動(dòng)h求出拉力做的額外功，滑輪組對(duì)物體做的有用功等于總功減去額外功；（4）根據(jù)η=W解：A.由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n＝2，則繩子自由端移動(dòng)的距離：s繩＝ns物＝2×10m＝20m，拉力F做的功：W總＝Fs繩＝20N×20m＝400J，故A錯(cuò)誤；B.由v=st可得，物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間即繩端移動(dòng)的時(shí)間：t拉力F的功率：P=WC.忽略繩重和滑輪與軸間的摩擦，克服動(dòng)滑輪重力做的功為額外功，則拉力做的額外功：W額＝G動(dòng)h＝G動(dòng)s物＝10N×10m＝100J，滑輪組對(duì)物體做的有用功：W有＝W總﹣W額＝400J﹣100J＝300J，故C錯(cuò)誤；D.滑輪組的機(jī)械效率：η=W有W故選：D。21．如圖所示，小凱用拉力F提著重為G的物體勻速緩慢上升h，下列關(guān)于杠桿的有關(guān)說(shuō)法正確的是（）A．拉力F所做的總功為Fh B．杠桿的機(jī)械效率是GhFh×C．若把懸掛點(diǎn)從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，把同一物體勻速緩慢提升相同的高度，拉力的大小與原來(lái)相同 D．若把懸掛點(diǎn)從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，把同一物體勻速緩提升相同的高度，杠桿的機(jī)械效率提高【答案】D【解析】（1）拉力F所做的總功W總＝Fs；（2）杠桿的機(jī)械效率η=W（3）若把懸掛點(diǎn)從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，把同一物體勻速緩慢提升相同的高度，阻力的大小為G不變，阻力臂變大，動(dòng)力臂不變，根據(jù)杠桿平衡條件分析；（4）若把懸掛點(diǎn)從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，把同一物體勻速緩慢提升相同的高度，此時(shí)拉力F變大，杠桿提升高度減小，額外功減小，根據(jù)η=W解：A、拉力F所做的總功為W總＝Fs，其中s為拉力移動(dòng)的距離，故A錯(cuò)誤；B、杠桿的機(jī)械效率η=W有WC、根據(jù)杠桿的平衡條件，動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂可知，若把懸掛點(diǎn)從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，阻力的大小為G不變，阻力臂變大，動(dòng)力臂不變，則拉力變大，故C錯(cuò)誤；D、若把懸掛點(diǎn)從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，把同一物體勻速緩提升相同的高度，此時(shí)拉力F變大，杠桿提升高度減小，額外功減小，根據(jù)η=W故選：D。22．小明用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究“杠桿的機(jī)械效率”。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將總重為G的鉤碼掛在鐵質(zhì)杠桿上A點(diǎn)，彈簧測(cè)力計(jì)作用于C點(diǎn)，現(xiàn)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，杠桿的機(jī)械效率η1；若僅將彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)到B點(diǎn)，仍將鉤碼豎直向上勻速提升h的高度，杠桿的機(jī)械效率為η2，則（）A．η2＝η1 B．η2＜η1 C．η2＞η1 D．無(wú)法確定【答案】A【解析】該實(shí)驗(yàn)中克服鉤碼重力做的功為有用功，克服杠桿重力做的功為額外功，總功等于有用功與額外功之和；通過(guò)分析有用功、總功和額外功的變化得出機(jī)械效率的變化。解：將彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，仍將鉤碼豎直向上勻速提升的高度，根據(jù)W有用＝Gh知有用功不變；因杠桿的偏轉(zhuǎn)角度不變，杠桿重心上升的高度不變，則由W額＝G杠桿h杠桿可知，克服杠桿重力做的額外功不變，由于有用功和額外功都不變，所以總功也不變，由η=W有用W總×故選：A。23．用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率，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，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A點(diǎn)下面的鉤碼緩緩上升，實(shí)驗(yàn)中，將杠桿拉至圖中虛線(xiàn)位置，測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為0.5N．若杠桿的本身的重力不計(jì)，則下列說(shuō)法正確的是（）A．拉力對(duì)杠桿做的額外功為0.1J B．勻速豎直拉動(dòng)過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)先變小后變大 C．若將鉤碼從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，用同樣的方式將鉤碼提升0.1m，則機(jī)械效率降低 D．若將鉤碼從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，用同樣的方式將鉤碼提升0.1m，則機(jī)械效率升高【答案】D【解析】（1）先找出鉤碼G和彈簧測(cè)力計(jì)拉力F的力臂，根據(jù)相似三角形得出豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)兩者的力臂之比是否發(fā)生變化，根據(jù)杠桿的平衡條件得出等式，然后分析判斷彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化，根據(jù)W＝Fs求出拉力做的總功，根據(jù)W＝Gh求出拉力做的應(yīng)用，總功減去額外功即為拉力對(duì)杠桿做的額外功；（2）將鉤碼的懸掛點(diǎn)從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，鉤碼還升高相同的高度，杠桿上旋的角度減小，克服桿與O點(diǎn)的摩擦力做功減小，有用功不變，額外功減小，總功減小，機(jī)械效率增大。解：（1）由圖可知，OC為鉤碼G的力臂，OD為彈簧測(cè)力計(jì)拉力的力臂，由△OCA∽△ODE可得：OCOD=由杠桿的平衡條件可得：G×OC＝F×OD，則FG由OAOE拉力做的總功：W總＝Fs＝0.5N×0.3m＝0.15J，拉力做的有用功：W有＝Gh＝1.0N×0.1m＝0.1J，拉力對(duì)杠桿做的額外功：W額＝W總﹣W有＝0.15J﹣0.1J＝0.05J，故A錯(cuò)誤；（2）若將鉤碼從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，用同樣的方式將鉤碼提升0.1m時(shí)，有用功不變，此時(shí)杠桿上旋的角度減小，杠桿升高的距離變小，克服桿與O點(diǎn)的摩擦力做功變小，則額外功變小，由η=W故選：D。24．如圖斜面長(zhǎng)為2m、高為0.4m，現(xiàn)將重為20N的物體沿斜面向上從底端勻速拉到頂端，若拉力F為5N，則（）A．拉力所做的功為2JB．斜面的機(jī)械效率為80%C．物體受到的摩擦力為5ND．有用功為40J【答案】B【解析】（1）知道拉力的大小和斜面的長(zhǎng)度，根據(jù)W＝Fs求出拉力做的總功；（2）知道物體的重力和斜面的高度，根據(jù)W＝Gh求出拉力做的有用功，斜面的機(jī)械效率等于有用功與總功之比；（3）拉力做的總功減去有用功等于物體克服摩擦力做的額外功，根據(jù)W額＝fs求出物體與斜面間的摩擦力。解：A、拉力做的總功W總＝Fs＝5N×2m＝10J，故A錯(cuò)誤；BD、拉力做的有用功W有＝Gh＝20N×0.4m＝8J，斜面的機(jī)械效率η=WC．物體克服摩擦力做的額外功W額＝W總﹣W有＝10J﹣8J＝2J，由W額＝fs可得物體與斜面間的摩擦力：f=W故選：B。25．我國(guó)南方地區(qū)經(jīng)常因多輪強(qiáng)降雨造成多地發(fā)生較重的洪澇災(zāi)害?？购閾岆U(xiǎn)小分隊(duì)成員在一次行動(dòng)中需要幫老百姓把一個(gè)質(zhì)量為240kg的重物搬到2m高的車(chē)上，他們用5m的長(zhǎng)木板搭了一個(gè)斜面（如圖所示），用1200N的力花了5min將重物勻速推到車(chē)上，關(guān)于此簡(jiǎn)易斜面裝置，下列說(shuō)法中正確的是（）A．他們對(duì)重物做了6000J的功 B．他們做功的功率為16W C．此次簡(jiǎn)易斜面裝置的機(jī)械效率為50% D．斜面是一種省功機(jī)械【答案】A【解析】（1）已知推力F與斜面長(zhǎng)，利用W＝Fs計(jì)算對(duì)重物做的功（即推力做的總功）；（2）利用P=W（3）知道重物的重力和斜面的高度，根據(jù)W＝Gh求出克服重力做的有用功；知道有用功和總功，根據(jù)機(jī)械效率公式求出機(jī)械效率。（4）據(jù)功的原理可知，斜面不能省功，但能省力。解：A、他們對(duì)重物做的功（即推力做的總功）：W總＝Fs＝1200N×5m＝6000J，故A正確；B、做功的功率為：P=WC、重物的重力：G＝mg＝240kg×10N/kg＝2400N，對(duì)重物做的有用功：W有用＝Gh＝2400N×2m＝4800J，斜面裝置的機(jī)械效率：η=WD、根據(jù)功的原理可知，使用任何機(jī)械都不省功，故D錯(cuò)誤。故選：A。二、填空題（共15小題）：26．利用機(jī)械做功時(shí)，對(duì)人們有用的功叫。不需要但又不得不做的功叫，兩者之和叫?！敬鸢浮坑杏霉Γ活~外功；總功?！窘馕觥渴褂脵C(jī)械時(shí)，①人們?yōu)橥瓿赡稠?xiàng)任務(wù)必須做的功叫有用功；②對(duì)完成任務(wù)沒(méi)有用，但不得不做的功叫額外功；③有用功與額外功之和叫總功。解：利用機(jī)械做功時(shí)，對(duì)人們有用的功叫有用功。不需要但又不得不做的功叫額外功，兩者之和叫總功。故答案為：有用功；額外功；總功。27．由于存在著摩擦和機(jī)械本身受到重力作用等原因，機(jī)械效率永遠(yuǎn)小于?！敬鸢浮?【解析】有用功和總功的比值叫機(jī)械效率，因?yàn)榭偣Φ扔谟杏霉宇~外功，所以機(jī)械效率總小于1。解：機(jī)械效率等于有用功和總功的比值。而總功等于有用功加額外功；由于使用機(jī)械時(shí)，不得不提升機(jī)械、克服摩擦做額外功，所以有用功一定小于總功，則機(jī)械效率永遠(yuǎn)小于1。故答案為：1。28．一臺(tái)起重機(jī)在10s內(nèi)將重為3000N的貨物勻速提高了4m，起重機(jī)做的有用功是J。若起重機(jī)做的額外功是8000J，則機(jī)械效率是，起重機(jī)的功率是W?！敬鸢浮?.2×104；60%；2000?！窘馕觥浚?）利用W＝Gh求起重機(jī)做的有用功；（2）總功等于有用功與額外功的和，機(jī)械效率等于有用功與總功之比；（3）利用P=W解：（1）起重機(jī)做的有用功：W有用＝Gh＝3000N×4m＝1.2×104J，（2）起重機(jī)做的總功：W總＝W有+W外＝1.2×104J+8000J＝2×104J；則機(jī)械效率：η=W有用W（3）起重機(jī)的功率：P=W故答案為：1.2×104；60%；2000。29．用200N的拉力把450N的木箱勻速提升2米，此時(shí)拉力所做的功為J，該滑輪組的機(jī)械效率為?！敬鸢浮?200；75%?！窘馕觥坑蓤D示可知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n＝3；（1）先根據(jù)s＝nh求出繩子自由端移動(dòng)的距離，再根據(jù)W總＝Fs求拉力做功；（2）根據(jù)W有＝Gh求出有用功，再根據(jù)η=W解：由圖示可知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n＝3；（1）繩子自由端移動(dòng)的距離：s＝3h＝3×2m＝6m，拉力所做的功：W總＝Fs＝200N×6m＝1200J；（2）有用功：W有＝Gh＝450N×2m＝900J，滑輪組的機(jī)械效率：η=W有W故答案為：1200；75%。30．如圖所示，工人用240N的拉力，在15s的時(shí)間內(nèi)，將重600N的建筑材料提升到6m高的樓頂上，拉力做的功是J，拉力的功率是W，機(jī)械效率。【答案】4320；288；83.3%。【解析】（1）由圖可知使用滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n＝3，則s＝3h，求出拉力端移動(dòng)距離，已知拉力大小，利用W＝Fs可求總功；（2）知道時(shí)間，利用P=W（3）已知物重和物體被提升高度，根據(jù)公式W＝Gh可計(jì)算出有用功，利用效率公式η=W解：（1）由圖知，n＝3，拉力端移動(dòng)距離s＝3h＝3×6m＝18m，W總＝Fs＝240N×18m＝4320J，（2）拉力做功的功率：P=W（3）W有用＝Gh＝600N×6m＝3600J，滑輪組的機(jī)械效率：η=W有用W故答案為：4320；288；83.3%。31．為了將重為600N的物體運(yùn)送到6m高的樓頂上，甲工人利用如圖所示的滑輪組（不計(jì)摩擦和繩重）用250N拉力在30s內(nèi)完成任務(wù)，此過(guò)程中繩子自由端移動(dòng)的距離為m；拉力的功率為W；該滑輪組的機(jī)械效率為%；動(dòng)滑輪的重為N，如果繩子能承受的最大拉力為400N，則該滑輪組最大可吊起N的物體，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為%?！敬鸢浮?8；150；80；150；1050；87.5?！窘馕觥浚?）由圖知，使用滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n＝3，繩子自由端移動(dòng)的距離s＝3h；（2）利用W＝Fs拉力所做的功，再利用P=W（3）利用W＝Gh求有用功，再利用η=W（4）繩重及摩擦不計(jì)，利用拉力F=13（G+G動(dòng)）求動(dòng)滑輪的重力；知道繩子能承受的最大拉力，再利用F=13（G+G解：（1）由圖知，n＝3，繩子自由端移動(dòng)的距離s＝3h＝3×6m＝18m，（2）拉力所做的功：W總＝Fs＝250N×18m＝4500J，拉力的功率：P=W（3）W有用＝Gh＝600N×6m＝3600J，此滑輪組機(jī)械效率：η=W（4）繩重及摩擦不計(jì)，根據(jù)拉力F=13（G+G動(dòng)）可得動(dòng)滑輪的重力：G如果繩子能承受的最大拉力為400N，則最大吊起的物重：G′＝3F′﹣G動(dòng)＝3×400N﹣150N＝1050N，此時(shí)的機(jī)械效率：η′=W故答案為：18；150；80；150；1050；87.5。32．甲、乙是兩套完全相同的滑輪組成的滑輪組，加圖所示，用這兩套裝置提升重為200N的相同重物時(shí)，甲裝置中所用的拉力為F1，機(jī)械效率為η1，乙裝置中所用的拉力為F2，機(jī)械效率為η2，不計(jì)繩重與摩擦，如果F1＝120N，則F2＝N；并且η1η2（選填“＞”“＜”或“＝”）?！敬鸢浮?0；＝?！窘馕觥浚?）由滑輪組的結(jié)構(gòu)知道承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n，不計(jì)繩重與摩擦，根據(jù)F=1n（G物+G動(dòng)）分別求出動(dòng)滑輪重和拉力F（2）把相同的重物勻速提升相同的高度，做的有用功相同；不計(jì)摩擦，利用相同的滑輪、提升相同的高度，做的額外功相同；而總功等于有用功加上額外功，可知利用滑輪組做的總功相同，再根據(jù)效率公式判斷兩滑輪組機(jī)械效率的大小關(guān)系。解：（1）甲圖中n＝2，F(xiàn)1＝120N，不計(jì)繩重與摩擦，根據(jù)F=12（G物+GG動(dòng)＝2F1﹣G物＝2×120N﹣200N＝40N；乙圖中n＝3，不計(jì)繩重與摩擦，則繩端的拉力：F2=13（G物+G動(dòng)）（2）比較甲、乙兩個(gè)滑輪組可知，動(dòng)滑輪重相同，提升的物體重和高度相同，繩重和摩擦忽略不計(jì)，則W額＝G動(dòng)h，W有用＝G物h，所以，利用甲、乙裝置做的有用功相同、額外功相同，總功相同，根據(jù)η=W有用W總可知，兩個(gè)裝置的機(jī)械效率相同，即：η故答案為：80；＝。33．如圖所示，分別用甲、乙兩個(gè)滑輪將同一個(gè)物體G勻速提升相同的高度，已知兩次拉力之比F甲：F乙＝4：3，則這兩個(gè)過(guò)程中，有用功之比W甲：W乙＝，兩個(gè)滑輪的機(jī)械效率之比η甲：η乙＝。【答案】1：1；3：2?！窘馕觥浚?）將同一物體勻速提升相同的高度，利用W＝Gh比較有用功的大小關(guān)系；（2）使用定滑輪不省力也不省距離（s＝h），使用動(dòng)滑輪可以省力一半，但費(fèi)距離（s＝2h），據(jù)此得出拉力端移動(dòng)距離的關(guān)系；知道拉力大小關(guān)系，利用W＝Fs可得拉力做的總功的大小關(guān)系；機(jī)械效率等于有用功與總功之比，據(jù)此得出機(jī)械效率的大小關(guān)系。解：（1）將同一物體勻速提升相同的高度，物重和提升的高度均相同，由W＝Gh可知，所做的有用功相同，即有用功之比為W甲：W乙＝1：1；（2）由圖知，甲、乙分別是定滑輪和動(dòng)滑輪，物體上升的高度為h，則拉力端移動(dòng)的距離s甲＝h，s乙＝2h，所以s甲：s乙＝1：2，則總功之比：W甲總機(jī)械效率之比：η甲：η乙=W甲W故答案為：1：1；3：2。34．利用四個(gè)相同的滑輪，組成如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，把質(zhì)量相等的重物G勻速提升，在相同的時(shí)間內(nèi)繩子移動(dòng)的距離相等，所用的拉力分別為F甲、F乙，拉力做的有用功分別為W甲、W乙，拉力的功率分別為P甲、P乙，機(jī)械效率分別是η甲、η乙（忽略繩重與摩擦），則F甲F乙、W甲W乙、P甲P乙、η甲η乙。（均選填“＞”“＝”或“＜”）【答案】＜；＜；＜；＝。【解析】由圖可知，承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n甲＝3，n乙＝2。（1）由圖可知承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n，不計(jì)繩重與摩擦，由F=1n（G+G（2）拉力做功可以由W總＝Fs比較得到；（3）由P=W（4）根據(jù)效率公式判斷滑輪組機(jī)械效率的大小關(guān)系。解：由圖可知，承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n甲＝3，n乙＝2。由題可知，滑輪重、物體質(zhì)量和重力均相等，不計(jì)繩重與摩擦，根據(jù)F=1n（G+G動(dòng)）可知，甲滑輪組的拉力較小，即F甲＜F拉力做的功是總功，繩子自由端移動(dòng)的距離相同，F(xiàn)甲＜F乙，根據(jù)W＝Fs可知，W甲＜W乙；物拉力做功的功率P=W總t，由于W甲＜W乙，做功時(shí)間相同，故P甲物體的重力相同，動(dòng)滑輪的重力也相同，根據(jù)η=W有W總=故答案為：＜；＜；＜；＝。35．如右圖所示，在4N的拉力F作用下，質(zhì)量為2kg的物體A，以0.2m/s的速度勻速移動(dòng)了0.4m，地面對(duì)物體A的摩擦力為物體A重力的0.3倍，不計(jì)滑輪重及滑輪與繩之間的摩擦，則拉力所做的功是J，功率是W。動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為。【答案】3.2；1.6；75%。【解析】（1）由圖知，使用的是動(dòng)滑輪，n＝2，拉力端移動(dòng)的距離等于物體移動(dòng)距離的2倍，利用W＝Fs求拉力做的功；（2）利用速度公式求做功時(shí)間，再利用P=W（3）先根據(jù)G＝mg求出物體的重力，再根據(jù)地面對(duì)物體A的摩擦力為物體A重力的0.3倍求出摩擦力的大小，最后根據(jù)η=W解：（1）由圖可知，使用的是動(dòng)滑輪，n＝2，拉力端移動(dòng)的距離：s＝2s物＝2×0.4m＝0.8m，拉力F所做的功：W總＝Fs＝4N×0.8m＝3.2J；（2）由v=st可得，做功時(shí)間：t拉力F做功的功率：P=W（3）物體的重力：G＝mg＝2kg×10N/kg＝20N，地面對(duì)物體A的摩擦力：f＝0.3G＝0.3×20N＝6N，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率：η=W有W故答案為：3.2；1.6；75%。36．如圖所示，小聰用滑輪組拉動(dòng)水平地面上的物體A，使它勻速前進(jìn)2m，地面對(duì)它的摩擦力為300N，小聰施加的拉力F＝250N（忽略繩重和滑輪重），滑輪組的機(jī)械效率為?！敬鸢浮?0%?！窘馕觥坷肳＝fs求滑輪組做的有用功；由圖知，n＝2，拉力端移動(dòng)距離等于物體移動(dòng)距離的2倍，利用W＝Fs求拉力做的總功，滑輪組的機(jī)械效率等于有用功與總功之比。解：滑輪組做的有用功：W有用＝fs物＝300N×2m＝600J；由圖知，n＝2，拉力端移動(dòng)距離s＝2s物＝2×2m＝4m，拉力做的總功：W總＝Fs＝250N×4m＝1000J，滑輪組的機(jī)械效率：η=W故答案為：60%。37．如圖所示物體重為90N，滑輪重為20N，若用力豎直向上勻速拉動(dòng)滑輪，則滑輪的機(jī)械效率為（不計(jì)繩重和摩擦）?！敬鸢浮?0%?！窘馕觥坑蓤D可知，動(dòng)力作用在動(dòng)滑輪的軸上，用力豎直向上勻速拉動(dòng)滑輪時(shí)，動(dòng)滑輪受到向上的力與向下的力相等，由此計(jì)算F的大??；物體上升的高度等于拉力端移動(dòng)距離的2倍，利用η=W解：不計(jì)繩重和摩擦，豎直向上勻速拉動(dòng)滑輪，拉力：F＝2G+G輪＝2×90N+20N＝200N；由圖知，動(dòng)力作用在動(dòng)滑輪的軸上，此時(shí)動(dòng)滑輪費(fèi)力、但省一半的距離，即s=1該滑輪的機(jī)械效率：η=W故答案為：90%。38．如圖所示，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為N，鉤碼的重力為1.0N，鉤碼上升的高度h為0.1m，測(cè)力計(jì)豎直向上移動(dòng)的距離s為0.3m，此時(shí)杠桿的機(jī)械效率為。忽略杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)軸的摩擦，僅將鉤碼的懸掛點(diǎn)從A移到B，若重物提升高度相同，則額外功與有用功的比值將（增大/減小/不變），杠桿的機(jī)械效率將。（增大/減小/不變）【答案】0.5；66.7%；減??；增大?！窘馕觥浚?）對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行讀數(shù)時(shí)，需看清彈簧測(cè)力計(jì)的分度值，然后根據(jù)指針位置進(jìn)行讀數(shù)；（2）在實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)向上拉力做的功是總功，克服鉤碼重力做的功是有用功，克服摩擦以及杠桿自重做的功是額外功；杠桿的機(jī)械效率可以根據(jù)公式η=W（3）將鉤碼的懸掛點(diǎn)從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，鉤碼還升高相同的高度，杠桿上旋的角度減小，克服杠桿重做功減小，有用功不變，額外功減小，總功減小，進(jìn)而判斷機(jī)械效率的變化。解：（1）由圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.1N，所以它的示數(shù)是0.5N。（2）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有用功是：W有＝Gh＝1.0N×0.1m＝0.1J，總功是：W總＝Fs＝0.5N×0.3m＝0.15J，所以杠桿的機(jī)械效率：η=W有用W（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，并且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，鉤碼從A點(diǎn)到B點(diǎn)，鉤碼還升高相同的高度，有用功不變；杠桿上旋的角度減小，杠桿升高的距離h變小，克服杠桿重力所做的額外功變小，所以額外功與有用功的比值將減??；因?yàn)镚h1+G杠h變小，所以Fh2也變??；根據(jù)η=W故答案為：0.5；66.7%；減??；增大。39．將一個(gè)重為4.5N的物體沿斜面從底端勻速拉到頂端（如圖所示）。已知斜面長(zhǎng)1.2m，高為0.4m，斜面對(duì)物體的摩擦力為0.3N（物體的大小可忽略不計(jì)）。則在上述過(guò)程中有用功為J，額外功為J，沿斜面向上的拉力大小為N【答案】1.8；0.36；1.8?！窘馕觥扛鶕?jù)功的計(jì)算公式W＝fs可求出額外功；再根據(jù)W＝Gh求出有用功；額外功加上有用功等于總功，再根據(jù)W＝Fs變形求出拉力F。解：把物體沿斜面從底端勻速拉到頂端，有用功：W有＝Gh＝4.5N×0.4m＝1.8J；所做的額外功為：W額＝fs＝0.3N×1.2m＝0.36J；所做的總功為：W總＝W額+W有＝0.36J+1.8J＝2.16J；由W總＝Fs可得拉力：F=W故答案為：1.8；0.36；1.8。40．工人用如圖所示裝置將重600N的貨物沿斜面由底部拉到頂端。裝置固定在水平面上，斜面長(zhǎng)12m，高6m；工人的拉力為400N，此過(guò)程工人所做的總功為J，該裝置的機(jī)械效率為，若不計(jì)繩重、繩子與滑輪間的摩擦，物體與斜面間的摩擦力為N?！敬鸢浮?800；75%；100。【解析】（1）使用定滑輪不省力、不省距離，且繩子自由端移動(dòng)距離等于物體移動(dòng)的距離；根據(jù)功的計(jì)算公式W＝Fs可求出拉力做的功，即總功；再根據(jù)W＝Gh求出有用功；然后根據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式可求出該裝置的機(jī)械效率η。（2）根據(jù)總功與有用功的差得出額外功，再根據(jù)W額＝fs變形后可求物體與斜面間的摩擦力f。解：（1）此過(guò)程所做有用功為：W有＝Gh＝600N×6m＝3600J；圖中使用的滑輪為定滑輪，由定滑輪的特點(diǎn)可知，s繩＝s物＝12m，拉力所做的總功為：W總＝Fs＝400N×12m＝4800J；該裝置的機(jī)械效率為：η=W（2）此過(guò)程所做額外功為：W額＝W總﹣W有＝4800J﹣3600J＝1200J；由W額＝fs可得，物體與斜面間的摩擦力為：f=W故答案為：4800；75%；100。三、實(shí)驗(yàn)探究題（共3小題）：41．小明和小剛設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示兩種滑輪組來(lái)提升同一重物，在討論滑輪組機(jī)械效率時(shí)，兩人產(chǎn)生了分歧，小明認(rèn)為：“甲滑輪組的動(dòng)滑輪總重小，機(jī)械效率高”；小剛卻認(rèn)為：“乙滑輪組更省力，機(jī)械效率高”.兩人誰(shuí)也說(shuō)服不了誰(shuí)，于是決定進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證自己的猜想是否正確，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如表所示：裝置甲裝置乙鉤碼重G/N44鉤碼上升的高度h/m0.10.1繩端拉力F/N1.61.4繩端移動(dòng)的距離s/m0.3機(jī)械效率η71.4%（1）實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)沿豎直方向拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使物體上升。（2）甲滑輪組的機(jī)械效率是%，由計(jì)算結(jié)果可以確定（小明小剛）的說(shuō)法是正確的。（3）裝置乙中繩端移動(dòng)距離m，通過(guò)提高裝置乙鉤碼上升的高度h，（能/不能）提高乙滑輪組的機(jī)械效率。（4）根據(jù)裝置甲所測(cè)數(shù)據(jù)，請(qǐng)計(jì)算其動(dòng)滑輪的重力為N。（繩重和摩擦忽略不計(jì)）（5）小明又設(shè)計(jì)了一個(gè)方案，如圖丙所示，和裝置甲對(duì)比（甲、丙中每個(gè)滑輪重相同），在提升同一重物時(shí)，由于丙裝置繩重和摩擦較大，則裝置丙的機(jī)械效率（大于/等于小于）裝置甲的機(jī)械效率.如果不計(jì)繩重和摩擦，則裝置丙的機(jī)械效率（大于/等于小于）裝置甲的機(jī)械效率?！敬鸢浮浚?）勻速；（2）83.3%；小明；（3）0.4；不能；（4）0.8；（5）小于；等于?！窘馕觥浚?）實(shí)驗(yàn)中，沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，此時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，測(cè)力計(jì)示數(shù)等于拉力大小；（2）根據(jù)η=W（3）用圖乙滑輪組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，繩子的有效段數(shù)為4，根據(jù)s＝nh求出繩子自由端移動(dòng)的距離；根據(jù)η=W（4）根據(jù)W有用＝Gh和W總＝Fs算出有用功和總功，W額＝W總﹣W有用算出額外功，根據(jù)W額＝G動(dòng)h算出動(dòng)滑輪的重力；（5）繩重和摩擦較大，則所做的額外功越大；不計(jì)繩重和摩擦忽略，故克服動(dòng)滑輪自重做的功為額外功的唯一來(lái)源，根據(jù)η=W解：（1）實(shí)驗(yàn)中，沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使物體緩緩上升；（2）甲滑輪組的機(jī)械效率是：η=W（3）乙滑輪組繩子的有效段數(shù)為4，繩子自由端移動(dòng)的距離為：s＝nh＝4×0.1m＝0.4m；根據(jù)η=W（4）甲滑輪組的有用功：W有＝Gh＝4N×0.1m＝0.4J；總功：W總＝Fs＝1.6N×0.3m＝0.48J；額外功：W額＝W總﹣W有用＝0.48J﹣0.4J＝0.08J；根據(jù)W額＝G動(dòng)h知，動(dòng)滑輪的重力：G動(dòng)=W（5）在提升同一重物時(shí)，由于丙裝置繩重和摩擦較大，有用功相同，則總功大，故裝置丙的機(jī)械效率小于裝置甲的機(jī)械效率；不計(jì)繩重和摩擦忽略，故克服動(dòng)滑輪自重做的功為額外功的唯一來(lái)源，根據(jù)η=W故答案為：（1）勻速；（2）83.3%；小明；（3）0.4；不能；（4）0.8；（5）小于；等于。42．如圖甲所示是某一學(xué)習(xí)小組探究“斜面的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)裝置。小名猜想斜面的機(jī)械效率可能跟斜面的粗糙程度有關(guān)，小悅猜想斜面的機(jī)械效率可能跟斜面的傾斜程度有關(guān)。表格是其中一位同學(xué)在其它條件一定時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，沿斜面拉動(dòng)木塊時(shí)，為使測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定，應(yīng)盡量使木塊做運(yùn)動(dòng)。（2）通過(guò)比較表格中“物塊重”和“”兩欄對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，可知斜面是一種省力的簡(jiǎn)單機(jī)械。實(shí)驗(yàn)次數(shù)斜面的傾斜程度物塊重力G/N斜面高度h/m拉力F/N斜面長(zhǎng)度s/m機(jī)械效率η1較緩100.25.5136.4%2較陡100.47.0157.1%3最陡100.68.5170.6%（3）表格實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了（小名/小悅）的猜想，結(jié)論是：在其它條件一定時(shí)，斜面，機(jī)械效率越高。（4）第一次實(shí)驗(yàn)中，物塊所受斜面的摩擦力為N。（5）請(qǐng)你進(jìn)一步分析了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并結(jié)合所學(xué)物理知識(shí)，解決下列關(guān)于斜面的物理問(wèn)題。圖乙中斜面1的長(zhǎng)度小于斜面2的長(zhǎng)度，木塊從斜面頂端由靜止釋放后沿著斜面下滑，該過(guò)程中斜面對(duì)木塊的支持力（做功/不做功）。木塊到達(dá)斜面1、2底端時(shí)的速度分別為v1、v2，若斜面光滑，則v1v2（大于/小于/等于）；若斜面粗糙程度相同，則v1v2（大于/小于/等于）?！敬鸢浮浚?）勻速直線(xiàn)；（2）拉力；（3）小悅；傾斜程度越大（或越陡）；（4）3.5；（5）不做功；等于；大于。【解析】（1）應(yīng)沿斜面勻速拉動(dòng)木塊，讓木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；（2）分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)所控制的變量與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析答題；（3）分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所控制的變量與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；（4）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出額外功，然后由功的計(jì)算公式求出摩擦力；（5）做功的條件：在力的方向上通過(guò)了距離；若斜面光滑機(jī)械能守恒判斷v1、v2的關(guān)系，若斜面粗糙程度相同，摩擦力不同，分析v1、v2的大小。解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，沿斜面拉動(dòng)木塊時(shí)，為使測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定，應(yīng)盡量使木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；（2）比較表中“物塊重”和“拉力”兩欄對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在同一次實(shí)驗(yàn)中，拉力總是小于重力的，由此可知斜面是一種省力的簡(jiǎn)單機(jī)械；（3）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)控制了斜面長(zhǎng)度不變而高度不斷變化，即斜面的傾斜程度不斷變化，實(shí)驗(yàn)研究的是斜面傾斜程度對(duì)斜面機(jī)械效率的影響，故是驗(yàn)證小悅的猜想；由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：在物體重力與斜面長(zhǎng)度不變時(shí)，斜面傾斜程度越大（或越陡），斜面的機(jī)械效率越高；（4）由表中第1組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，有用功：W有＝Gh＝10N×0.2m＝2J，總功：W總＝Fs＝5.5N×1m＝5.5J，則額外功：W額＝W總﹣W有＝5.5J﹣2J＝3.5J，因?yàn)閃額＝fs，所以摩擦力f=W（5）木塊從斜面頂端由靜止釋放后沿著斜面下滑，斜面對(duì)木塊的支持力垂直于斜面向上（即支持力與移動(dòng)的距離垂直），木塊在支持力的方向上沒(méi)有移動(dòng)距離，故支持力不做功；若斜面光滑，木塊從斜面頂端由靜止釋放后沿著斜面下滑時(shí)，重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，同一木塊在斜面1和2上的高度相同，重力勢(shì)能相同，故到達(dá)斜面底端時(shí)動(dòng)能相同，速度相同，即v1等于v2；若斜面粗糙程度相同，斜面2的傾斜程度小，木塊對(duì)斜面的壓力大，滑動(dòng)摩擦力大，且斜面2更長(zhǎng)，則克服摩擦所做的額外功多，木塊到達(dá)斜面2底端時(shí)動(dòng)能小，速度小，即v1大于v2。故答案為：（1）勻速直線(xiàn)；（2）拉力；（3）小悅；傾斜程度越大（或越陡）；（4）3.5；（5）不做功；等于；大于。43．某實(shí)驗(yàn)小組利用圖示裝置研究杠桿的機(jī)械效率，實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：①用輕繩懸掛杠桿一端的O點(diǎn)作為支點(diǎn)，在A(yíng)點(diǎn)用輕繩懸掛總重為G的鉤碼，在B點(diǎn)用輕繩豎直懸掛一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，使杠桿保持水平；②豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)緩慢勻速上升（保持0點(diǎn)位置不變），在此過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為F，利用刻度尺分別測(cè)出A、B兩點(diǎn)上升的高度為h1、h2回答下列問(wèn)題：（1）實(shí)驗(yàn)中有用功的表達(dá)式為W有＝，總功的表達(dá)式為W總＝，杠桿機(jī)械效率的表達(dá)式為η＝。（用已知或測(cè)量的物理量符號(hào)表示）（2）本次實(shí)驗(yàn)中，若提升的鉤碼重一定，則影響杠桿機(jī)械效率的主要因素是：；（3）若只將鉤碼的懸掛點(diǎn)由A移至C，O、B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（選填“變大”、“變小”或“不變”）。（4）若彈簧測(cè)力計(jì)拉力方向一直垂直于OB桿向上拉動(dòng)，則測(cè)力計(jì)示數(shù)（選填“變大”、“變小”或“不變”）?！敬鸢浮浚?）Gh1；Fh2；Gh【解析】（1）使用杠桿克服鉤碼的重力做功，有用功等于克服鉤碼重力做的功，總功等于彈簧測(cè)力計(jì)的拉力做的功，機(jī)械效率等于有用功和總功的比值；（2）機(jī)械效率是有用功和總功的比值，它反映了有用功在總功中所占比例的大小，也反映了額外功所占比例的大小，影響機(jī)械效率的因素從有用功和額外功兩方面考慮；（3）彈簧測(cè)力計(jì)拉力方向總垂直于杠桿，動(dòng)力臂不變，阻力不變，阻力臂減小，動(dòng)力會(huì)增大；（4）彈簧測(cè)力計(jì)拉力方向總垂直于杠桿，動(dòng)力臂不變，阻力不變，阻力臂減小，動(dòng)力會(huì)增大。解：（1）有用功為W有＝Gh1，總功W總＝Fh2，則機(jī)械效率的表達(dá)式η=W有用W（2）有用功是提升鉤碼所做的功，額外功主要是克服杠桿重力做的功，影響機(jī)械效率的因素主要是有用功和總功所占的比例；提升的鉤碼重一定，重物升高的距離一定，說(shuō)明有用功一定，所以影響杠桿機(jī)械效率的主要因素是杠桿自身的重力。（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，并且W有+W額＝W總；設(shè)杠桿重心升高的距離為h，則有：Gh1+G杠h＝Fh2，而G不變，h1不變，G杠不變，鉤碼從A點(diǎn)到C點(diǎn)，鉤碼還升高相同的高度，杠桿上旋的角度減小，杠桿升高的距離h變小，所以Gh1+G杠h變小，所以Fh2也變??；由η=G（4）若彈簧測(cè)力計(jì)拉力方向一直垂直于OB桿向上拉動(dòng)，阻力不變，動(dòng)力臂不變，阻力臂減小，動(dòng)力減小，所以測(cè)力計(jì)示數(shù)變小。故答案為：（1）Gh1；Fh2；Gh四、計(jì)算題（共7小題）：44．小強(qiáng)用如圖所示裝置在10s內(nèi)將重為450N的貨物勻速提升2m，此過(guò)程中拉力F的功率為100W。求：（1）提升裝置所做的有用功；（2）拉力F做的功；（3）該滑輪組的機(jī)械效率?！敬鸢浮浚?）900J；（2）1000J；（3）90%?！窘馕觥浚?）知道貨物的重力和提升的高度，根據(jù)W＝Gh求出提升裝置所做的有用功；（2）知道拉力F的功率和時(shí)間，根據(jù)W＝Pt求出拉力F做的功；（3）利用η=W解：（1）提升裝置所做的有用功：W有＝Gh＝450N×2m＝900J。（2）由P=Wt可得，拉力F做的功：W（3）該滑輪組的機(jī)械效率：η=W有W答：（1）提升裝置所做的有用功為900J；（2）拉力F做的功為1000J；（3）該滑輪組的機(jī)械效率為90%。45．如圖所示，工人利用滑輪組提升重為810N的物體，某段過(guò)程中物體勻速上升的速度為0.1m/s，工人拉力F的功率為90W，不計(jì)繩重和摩擦。求這段過(guò)程中：（1）工人拉繩子的速度；（2）作用在繩子自由端的拉力F；（3）滑輪組的機(jī)械效率?！敬鸢浮浚?）0.3m/s；（2）300N；（3）90%?！窘馕觥浚?）由圖知，使用滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n＝3，拉力端移動(dòng)速度等于物體上升速度的3倍；（2）知道拉力做功功率，利用P＝Fv求作用在繩子自由端的拉力；（3）滑輪組的機(jī)械效率η=W解：（1）由圖知，n＝3，則工人拉繩子的速度：v＝3v物＝3×0.1m/s＝0.3m/s；（2）由P=Wt=（3）滑輪組的機(jī)械效率：η=W答：（1）工人拉繩子的速度為0.3m/s；（2）作用在繩子自由端的拉力為300N；（3）滑輪組的機(jī)械效率為90%。46．如圖所示，斜面長(zhǎng)L＝5m，高h(yuǎn)＝2m，某工人師傅用繩子沿此斜面將重為800N的物體由斜面底端勻速拉到頂端，繩重不計(jì)，物體克服摩擦力做了400J的功。試求：（1）工人做的有用功是多少？（2）物體受到斜面的摩擦力f是多大？（3）斜面的機(jī)械效率是多少？（4）工人所用拉力F是多大？【答案】（1）工人做的有用功是1600J；（2）物體受到斜面的摩擦力f是80N；（3）斜面的機(jī)械效率是80/%；（4）工人所用拉力F是400N?！窘馕觥浚?）知道物體重力和斜面的高度，利用W＝Gh求工人對(duì)物體做的有用功；（2）已知物體克服摩擦力做了400J的功，由W額＝fL公式變形可求得摩擦力f；（3）有用功加上額外功為總功，由η=W（4）已知總功，由W總＝FL公式變形可求得工人所用拉力F。解：（1）工人做的有用功：W有用＝Gh＝800N×2m＝1600J；（2）已知W額＝400J，由W額＝fL可得，摩擦力f=W（3）W總＝W額+W有用＝400J+1600J＝2000J，機(jī)械效率η=W有用W（4）由W總＝FL可得，工人所用拉力F=W答：（1）工人做的有用功是1600J；（2）物體受到斜面的摩擦力f是80N；（3）斜面的機(jī)械效率是80/%；（4）工人所用拉力F是400N。47．在抗擊新型冠狀病毒肺炎疫情的特殊時(shí)期，小馬同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置進(jìn)行“無(wú)接觸傳送”物品。現(xiàn)有質(zhì)量M＝25kg的木箱，長(zhǎng)L＝5m，高h(yuǎn)＝3m的固定斜面，他用F＝100N的力拉繩，使木箱以v＝0.2m/s的速度沿斜面勻速地由底端上升到頂端，此過(guò)程因繩和滑輪間的摩擦而做的額外功W0＝20J。已知?jiǎng)踊嗁|(zhì)量m＝1kg，連接動(dòng)滑輪的繩子拉直且與斜面平行，不計(jì)繩的質(zhì)量、木箱大小和木箱到動(dòng)滑輪間的繩長(zhǎng)，g取10N/kg。求：（1）木箱由斜面底端上升到頂端所用的時(shí)間；（2）小馬同學(xué)拉力的功率；（3）整個(gè)裝置的機(jī)械效率；（4）斜面對(duì)木箱的摩擦力大小。【答案】（1）木箱由斜面底端上升到頂端所用的時(shí)間為25s；（2）小馬同學(xué)拉力的功率為40W；（3）整個(gè)裝置的機(jī)械效率為75%；（4）斜面對(duì)木箱的摩擦力為40N?！窘馕觥浚?）已知斜面長(zhǎng)和木箱的運(yùn)動(dòng)速度，根據(jù)公式t=s（2）先判斷動(dòng)滑輪上繩子的股數(shù)n，又知繩子自由端移動(dòng)的速度是物體移動(dòng)的n倍，利用公式P=W（3）利用公式W有＝Gh求得有用功，W總＝Fs求得總功，根據(jù)公式η=W（4）利用公式W動(dòng)＝G動(dòng)h可以求得克服動(dòng)滑輪重力所做的功，克服摩擦力做的功等于總功減去有用功、克服動(dòng)滑輪重力所做的功以及因繩和滑輪間的摩擦而做的額外功，再根據(jù)公式f=W解：（1）木箱移動(dòng)的距離：s＝L＝5m，木箱由斜面底端上升到頂端所用的時(shí)間：t=s（2）由圖知，動(dòng)滑輪上繩子的股數(shù)n＝2，繩子自由端移動(dòng)的速度：v繩＝nv＝2×0.2m/s＝0.4m/s，拉力的功率：P=Wt=（3）物體的重力：G＝Mg＝25kg×10N/kg＝250N，機(jī)械做的有用功：W有＝Gh＝250N×3m＝750J，繩子自由端移動(dòng)的距離：s′＝nL＝2×5m＝10m，機(jī)械做的總功：W總＝Fs′＝100N×10m＝1000J，整個(gè)裝置的機(jī)械效率：η=W有W（4）動(dòng)滑輪的重力：G動(dòng)＝mg＝1kg×10N/kg＝10N，克服動(dòng)滑輪重力所做的功：W動(dòng)＝G動(dòng)h＝10N×3m＝30J，克服摩擦力做的功：Wf＝W總﹣W有﹣W動(dòng)﹣W0＝1000J﹣750J﹣30J﹣20J＝200J，斜面對(duì)木箱的摩擦力為：f=W答：（1）木箱由斜面底端上升到頂端所用的時(shí)間為25s；（2）小馬同學(xué)拉力的功率為40W；（3）整個(gè)裝置的機(jī)械效率為75%；（4）斜面對(duì)木箱的摩擦力為40N。48．如圖1，輕質(zhì)杠桿在水平位置平衡?，F(xiàn)利用該杠桿提升貨物（如圖2），貨物P重120N，在豎直向下大小為120N的拉力F作用下，該杠桿從圖中水平位置緩慢勻速轉(zhuǎn)至虛線(xiàn)位置，此過(guò)程中重物P上升的高度為0.8m，拉力F下降的高度為1m。求：（1）提升貨物做的有用功W有。（2）拉力F做的額外功W額。（3）該杠桿的機(jī)械效率η?！敬鸢浮浚?）W有為96J；（2）W額為24J；（3）η為80%?！窘馕觥浚?）用W有＝Gh計(jì)算有用功；（2）先用W＝Fs計(jì)算總功，再用W額＝W﹣W有計(jì)算額外功；（3）用η=W解：（1）提升貨物做的有用功W有＝Gh＝120N×0.8m＝96J；（2）拉力F做的總功為：W＝Fs＝120N×1m＝120J，額外功：W額＝W﹣W有＝120J﹣96J＝24J；（3）該杠桿的機(jī)械效率：η=W有W答：（1）提升貨物做的有用功W有為96J；（2）拉力F做的額外功W額為24J；（3）該杠桿的機(jī)械效率η為80%。49．小雨想用滑輪組提升重物，每個(gè)滑輪等重，不計(jì)繩重、摩擦和水的阻力，g取10N/kg。（1）如圖甲所示，物體A的質(zhì)量為50kg，小雨對(duì)繩子自由端的拉力為150N時(shí)，地面對(duì)物體A的支持力是100N。則此時(shí)天花板上受到拉力大小為多少？（2）為了提起物體A，他增加了滑輪個(gè)數(shù)，組裝了如圖乙所示的滑輪組，并利用它將物體A在空氣中勻速提升了2m，求小雨做的功是多少？（3）小雨用圖乙所示的滑輪組，將另一密度為1.5×103kg/m3的物體B從某液體中勻速向上拉至空氣中，拉力F隨時(shí)間t變化的圖像如圖丙所示。已知F2與F1之差為50N，在空氣中提升B時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為75%。求液體密度是多少？【答案】（1）700N；（2）1200J；（3）1.0×103kg/m3。【解析】（1）知道物體A的質(zhì)量，根據(jù)G＝mg求出其重力，以動(dòng)滑輪和物體A整體為研究對(duì)象可知，動(dòng)滑輪受到豎直向上3股繩子的拉力和地面對(duì)物體A的支持力、豎直向下動(dòng)滑輪和物體A總重力作用處于平衡狀態(tài)，根據(jù)動(dòng)滑輪和物體A整體受到的合力為零得出等式即可求出動(dòng)滑輪的重力，根據(jù)每個(gè)滑輪等重可知定滑輪的重力，以?xún)蓚€(gè)定滑輪整體為研究對(duì)象，兩定滑輪整體受到天花板豎直向上的拉力、豎直向下4股繩子的拉力和兩定滑輪重力作用處于平衡狀態(tài)，根據(jù)兩個(gè)定滑輪整體受到的合力得出等式即可求出兩定滑輪整體受到天花板豎直向上的拉力，天花板對(duì)兩定滑輪整體的拉力和天花板上受到拉力是一對(duì)相互作用力，二力大小相等，據(jù)此求出天花板上受到拉力大??；（2）不計(jì)繩重、摩擦，克服物體A的重力和兩動(dòng)滑輪重力做的功為總功，根據(jù)W＝（GA+2G動(dòng)）h求出小雨做的功；（3）在空氣中提升B時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為75%，根