專題21 機械效率一選擇題（共8小題）1（2018福建）如圖，用同一滑輪組分別將物體A和物體B勻速提升相同的高度。與提升B相比，提升A的過程滑輪組的機械效率較大。若不計繩重與摩擦的影響，則提升A的過程（）A額外功較小B額外功較大C總功較小D總功較大【分析】不計繩重及摩擦，利用相同的滑輪和繩子、提升相同的高度，做額外功相同；而總功等于有用功與額外功之和； 機械效率是有用功與總功的比值。由此分析解答?！窘獯稹拷猓篈B、由題知，提起兩物體所用的滑輪組相同，將物體提升相同的高度，不計繩重和摩擦，克服動滑輪重力所做的功是額外功，由W額=G動h知，提升A和B所做額外功相同，故A、B錯誤；CD、不計繩重與摩擦的影響，滑輪組的機械效率：=，額外功相同，提升A物體時滑輪組的機械效率較大，所以提升A物體所做的有用功較大，其總功較大，故C錯誤、D正確。故選：D。2（2018自貢）如圖所示，用滑輪組提升重物時，重400N的物體在10s內勻速上升了1m。已知拉繩子的力F為250N，則提升重物的過粒中（）A做的總功是400JB拉力F的功率是25WC繩子自由端被拉下1mD滑輪組的機械效率是80%【分析】（1）（3）已知拉力大小，由圖可知使用滑輪組承擔物重的繩子股數(shù)n=2，則s=2h，求出拉力端移動距離，利用W=Fs可求總功；（2）知道做功時間，利用P=求出拉力F的功率；（4）已知物重和物體被提升高度，根據(jù)公式W=Gh可計算出有用功；利用效率公式=求滑輪組的機械效率?！窘獯稹拷猓篈C、由圖知，n=2，則繩子自由端移動的距離：s=2h=2×1m=2m，故C錯誤；拉力做的總功：W總=Fs=250N×2m=500J，故A錯誤；B、拉力F的功率：P=50W，故B錯誤；D、有用功：W有用=Gh=400N×1m=400J，滑輪組的機械效率：=×100%=×100%=80%，故D正確。故選：D。3（2018東營）對物理概念的理解是學好物理的關鍵。關于功、功率和機械效率，下列說法正確的是（）A通過改進機械的性能可以使機械效率達到100%B做功多的機械，功率一定大C功率大的機械，做功一定快D做功快的機械，機械效率一定高【分析】（1）機械效率反映了機械的性能優(yōu)劣，是有用功與總功的比值，與做功快慢沒有關系；使用任何機械不可避免地做額外功，所以機械效率一定小于100%；（2）功率是描述物體做功快慢的物理量，它等于單位時間內所做的功，功率大則做功快。【解答】解：A、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A錯誤；B、功率是做功多少與所用時間的比值。做功多，時間不確定，功率大小不能確定。故B錯誤；C、功率反映做功的快慢，功率大則做功快，功率小，則做功慢。故C正確；D、機械效率與做功快慢沒有關系。故D錯誤。故選：C。4（2018攀枝花）某實驗小組分別用如圖所示的甲、乙兩個滑輪組（每個滑輪等重），在相同時間內把重物G提升相同高度，F(xiàn)1和F2大小相等，不計繩重及摩擦，下列說法正確的是（）A力F1和F2做功的功率相同B力F1和F2做的總功相同C乙滑輪組更省力，兩個滑輪組機械效率一樣大D甲滑輪組的機械效率比乙滑輪組高【分析】使用滑輪組時，手拉繩子自由端做的功是總功；總功與所用時間之比是拉力做功的功率；根據(jù)已知條件判斷省力情況；利用公式=比較滑輪組機械效率?！窘獯稹拷猓河蓤D知，甲滑輪組中承擔物重的繩子段數(shù)n=3，乙滑輪組中承擔物重的繩子段數(shù)n=4。AB、若重物上升高度為h，則兩滑輪組中繩端移動的距離分別為：s甲=3h，s乙=4h；甲滑輪組中拉力做的總功為W甲總=F13h，乙滑輪組中拉力做的總功為W乙總=F24h，已知F1=F2，所以W甲總W乙總，故B錯誤；已知時間相同，由公式P=知，P甲總P乙總故A錯誤；CD、已知F1=F2，所以省力情況相同，故C錯誤；甲、乙兩滑輪組提升的物重G相同，設一個動滑輪的重為G動，不計繩重及摩擦，則甲滑輪組的機械效率為：甲=，乙滑輪組中有2個動滑輪，同理可得，乙滑輪組的機械效率為：乙=，所以甲乙，故C錯誤，D正確。故選：D。5（2018宜昌）下列有關起重機提升貨物時機械效率的說法，正確的是（）A有用功越多，機械效率越高B同一起重機提起的貨物越重，機械效率越高C額外功越少，機械效率越高D同一起重機提起同一貨物越快，機械效率越高【分析】（1）機械效率是有用功與總功的比值。（2）增加物重，其他條件不變，有用功增多，有用功在總功中所占的比例增大，機械效率升高；（3）機械效率高的機械，說明所做有用功占總功的比值大，額外功所占總功的比值小，不是做的額外功越少，（4）機械做功的快慢指功率，機械效率大小與功率大小沒有關系?！窘獯稹拷猓篈、機械效率是有用功與總功的比值，由于總功的多少不確定，所以無法判斷有用功與總功比值的大小，即機械做的有用功越多，其機械效率不一定高，故A錯誤；B、起重機提起的貨物越重，所做的額外功基本不變，有用功在總功中所占的比重越大，所以它的機械效率越大，故B正確；C、機械效率越高，說明所做有用功占總功的比值大，額外功所占總功的比值小，不是做的額外功越少，故C錯誤；D、使用滑輪組做功越快，說明功率越大，但機械效率與功率沒有關系，故D錯誤。故選：B。6（2018廣安）如圖所示，斜面長3m，高0.6m，建筑工人用繩子在6s內將重500N的物體從其底端沿斜面向上勻速拉到頂端，拉力是150N（忽略繩子的重力）。則下列說法正確的是（）A斜面上的摩擦力是50NB拉力的功率是50WC拉力所做的功是300JD斜面的機械效率是80%【分析】（1）利用W=Fs計算該過程拉力F做的功；利用W有=Gh求出有用功，利用W額=W總W有求出額外功，然后利用W額=fs計算貨物箱在斜面上受的摩擦力大小；（2）利用P=求拉力做功功率；（3）斜面的機械效率等于有用功與總功之比。【解答】解：（1）拉力F做的功：W總=Fs=150N×3m=450J；有用功：W有用=Gh=500N×0.6m=300J，額外功：W額=W總W有用=450J300J=150J，由W額=fs可得，物體在斜面上受到的摩擦力：f=50N，故A正確、C錯；（2）拉力的功率：P=75W，故B錯；（3）斜面的機械效率：=×100%66.7%，故D錯。故選：A。7（2018深圳）如圖為“測滑輪組機械效率”的實驗。在彈簧測力計拉力作用下，重6N的物體2s內勻速上升0.1m，彈簧測力計示數(shù)如圖示（不計繩重與摩擦）。下列說法錯誤的是（）A彈簧測力計的拉力是2.4NB物體上升的速度為0.05m/sC彈簧測力計拉力的功率為0.12WD滑輪組的機械效率約83.3%【分析】（1）先確定彈簧測力計的分度值，再根據(jù)指針位置讀數(shù)；（2）利用速度公式求物體上升速度；（3）由圖知，n=3，重物上升h，則拉力端移動的距離s=3h，利用W總=Fs求出拉力做的功；利用P=求拉力做功功率；（4）知道物體重，利用W=Gh求出有用功，滑輪組的機械效率等于有用功與總功之比?！窘獯稹拷猓篈、由圖可知，彈簧測力計的分度值為0.2N，彈簧測力計的示數(shù)為2.4N，故A正確；B、物體上升速度v=0.05m/s，故B正確；C、由圖知，n=3，拉力端移動距離s=3h=3×0.1m=0.3m，拉力做功W總=Fs=2.4N×0.3m=0.72J，拉力做功的功率：P=0.36W，故C錯誤；D、有用功W有=Gh=6N×0.1m=0.6J；滑輪組的機械效率：=×100%83.3%，故D正確。故選：C。8（2017黑龍江）分別使用定滑輪、動滑輪、兩個定滑輪和兩個動滑輪組成的滑輪組，勻速提升同一物體到同一高度處，其機械效率分別為定、動、組（不計繩重和摩擦，設每個滑輪質量相等），則下列選項中正確的是（）A組動定B動定組C定動組D定組動【分析】克服物體的重力所做的功是有用功，由題知勻速提升同一物體到同一高度處，可知做的有用功相同；不計繩子質量和摩擦，額外功W額=G輪h，知道使用定滑輪、動滑輪、滑輪組的動滑輪的個數(shù)為0、1、2，可以得出做的額外功的大小關系，由于W總=W有用+W額，可以得出所做的總功的大小關系，再利用效率公式比較三種情況下機械效率的高低?！窘獯稹拷猓簞蛩偬嵘晃矬w到同一高度處，由W有用=Gh可知，三種情況下做的有用功相同，大小都為W有用；不計繩子質量和摩擦，所做的額外功：W額=G動h，使用定滑輪、動滑輪、滑輪組時，動滑輪的個數(shù)分別為0、1、2，使用定滑輪、動滑輪、滑輪組時，做的額外功：W額定W額動W額組，由W總=W有用+W額可知三種情況下做的總功：W定W動W組，由=可知，使用定滑輪、動滑輪、滑輪組的機械效率：組動定。故選：A。二多選題（共3小題）9（2018聊城）工人師傅搬運貨物時，在地面和卡車的車廂間傾斜放置一長木板搭成斜面，將地面上的貨物沿斜面勻速拉上車廂用時15s。已知車廂高1.5m，木板長3m，貨物質量為60kg，沿斜面所用的拉力為400N，g=10N/kg，則下列說法正確的是（）A工人做的總功為900JB工人做的額外功為300JC工人做功的功率為60WD此斜面的機械效率為75%【分析】根據(jù)功的計算公式W=Fs可求出拉力做的功，即總功；再根據(jù)P=可求功率；再根據(jù)W=Gh求出有用功；然后根據(jù)機械效率的計算公式可求出斜面的效率?！窘獯稹拷猓篈、工人做的總功為：W總=Fs=400N×3m=1200J；故A錯誤；B、做的有用功為：W有=Gh=mgh=60kg×10N/kg×1.5m=900J；所做額外功為：W額=W總W有=1200J900J=300J；故B正確；C、工人做功的功率為：P=80W；故C錯誤；D、斜面的機械效率為：=×100%=75%；故D正確；故選：BD。10（2018濱州）如圖所示，重400N的物體在30N的水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左勻速直線運動了10s，滑輪組的機械效率為80%，則在此過程中，下列說法正確的是（）A繩子自由端移動的距離為3mB有用功為400JC拉力F的功率為9WD物體與地面間的滑動摩擦力為72N【分析】（1）知道物體移動速度和時間，利用s=vt求物體移動距離，由題知，n=3，拉力端移動的距離等于物體移動距離的3倍；（2）利用W=Fs求拉力做的總功，利用機械效率公式計算有用功；（3）利用功率公式求拉力做功功率；（4）知道機械效率和拉力大小，利用=求摩擦力f。【解答】解：A、由圖知，n=3，則繩子自由端移動的距離：s繩=3s物=3v物t=3×0.1m/s×10s=3m，故A正確；B、拉力做功為：W總=Fs繩=30N×3m=90J，有用功：W有=W總=80%×90J=72J，故B錯誤；C、拉力做功的功率：P=9W，故C正確；D、有用功W有=fs物，拉力做的總功W總=Fs繩，由=得，物體與地面間的滑動摩擦力：f=×3F=80%×3×30N=72N，故D正確。故選：ACD。11（2018通遼）如圖，用滑輪組提升重物時，重400N的重物在10s內勻速上升了1m。已知拉繩子的力F為250N，不計繩重和摩擦，則提升重物的過程中（）A繩子自由端下降速度為0.3m/sB動滑輪的重力為100NC拉力F的功率是40WD滑輪組的機械效率是80%【分析】（1）由圖知，n=2，繩子自由端移動的距離s=2h，利用速度公式求其速度；（2）不計繩重和摩擦，利用F=（G+G輪）求出動滑輪的重力；（3）利用W=Fs求總功，再利用P=求拉力做功功率；（4）利用W=Gh求有用功，滑輪組的機械效率等于有用功與總功之比。【解答】解：A、由圖可知，n=2，繩子自由端移動的距離s=2h=2×1m=2m，繩子自由端移動的速度v=0.2m/s，故A錯；B、不計繩重和摩擦，拉力F=（G+G輪），則動滑輪重力：G輪=2FG=2×250N400N=100N；故B正確；C、拉力做的總功：W總=Fs=250N×2m=500J，拉力的功率：P=50W，故C錯誤；D、有用功：W有用=Gh=400N×1m=400J，滑輪組的機械效率：=×100%=80%，故D正確。故選：BD。三填空題（共10小題）12（2018臨沂）小明用如圖所示的動滑輪提起140N的水桶，動滑輪重20N（不計繩重和摩擦），小明拉繩子的動力為80N；如果向水桶內再加入40N的水，提起時動滑輪的機械效率變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）?！痉治觥坎挥嬂K重和摩擦，人拉繩子自由端的拉力F=（G+G動）；用同一個滑輪組提升物體時，物重越大，效率越高?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，該滑輪為動滑輪，有兩段繩子拉著動滑輪，不計繩重和摩擦，則拉繩子的動力：F=（G+G動）=（140N+20N）=80N；使用同一滑輪組，在提升高度相同時，所做的額外功不變，增加水的重力，增大了有用功，所以有用功在總功中所占的比例變大，機械效率會變大。故答案為：80；變大。13（2018菏澤）使用同一個滑輪組提升物體，提升的物體質量越大，滑輪組的機械效率越高（填“越高”、“越低”或“不變”）【分析】提升的物體質量越大（即提升物體的重力越大），在提升高度相同時，所做有用功越大；用同一個滑輪組提升物體，克服繩重、摩擦和動滑輪重力所做的額外功變化不大；根據(jù)有用功在總功中所占的比例可判斷機械效率的變化情況。【解答】解：使用同一個滑輪組提升物體，提升的物體質量越大（即提升物體的重力越大），在提升高度相同時，所做有用功越大，而所做的額外功變化不大，則有用功在總功中所占的比例越大，即滑輪組的機械效率越高。故答案為：越高。14（2018岳陽）用不計繩重和摩擦的滑輪組把重為720N的貨物勻速提高10m，所做的總功為12000J，此時滑輪組的機械效率為60%；用該滑輪組提升更重的物體，機械效率會變大（選填“變小”、“不變”或“變大”）。【分析】知道物體重和提升的高度，利用W=Gh求有用功，又知道總功，利用效率公式求滑輪組的機械效率；用同一個滑輪組提升物體時，物重越大，效率越高?！窘獯稹拷猓河杏霉Γ篧有用=Gh=720N×10m=7200J；已知所做的總功：W總=12000J；則滑輪組的機械效率為：=×100%=60%；用該滑輪組提升更重的物體，在提升高度相同時，由于物重增大，則有用功增大，而額外功幾乎不變，所以有用功在總功中所占的比例變大，機械效率會變大。故答案為：60%；變大。15（2018云南）如圖所示，用滑輪組把質量為80kg的物體勻速提升3m，若拉力F=500N，則滑輪組的機械效率為80%，若不計繩重和摩擦，則動滑輪受到的重力為200N。【分析】（1）知道物體質量，利用G=mg求其重力，再利用W=Gh求拉力做的有用功；由圖知，n=2，拉力端移動距離s=2h，利用W=Fs求總功，滑輪組的機械效率等于有用功與總功之比。（2）不計繩重和摩擦，拉力F=（G+G動），據(jù)此求動滑輪重力?！窘獯稹拷猓海?）物體的重力：G=mg=80kg×10N/kg=800N，做的有用功：W有用=Gh=800N×3m=2400J，由圖知，n=2，拉力端移動距離s=2h=2×3m=6m，拉力做的總功：W總=Fs=500N×6m=3000J，滑輪組的機械效率：=×100%=80%；（2）不計繩重和摩擦，拉力F=（G+G動），則動滑輪重力：G動=2FG=2×500N800N=200N。故答案為：80%；200。16（2018棗莊）如圖所示，用相同的滑輪安裝成甲、乙兩種裝置，分別用FA、FB勻速提升重力為GA、GB的A、B兩物體，不計繩重和摩擦。若GAGB，則甲乙；若FA=FB，則GAGB（選填“”、“”或“=”）【分析】（1）不計繩重和摩擦，克服物體重力做的功為有用功，克服物體重力和動滑輪重力做的功為總功，根據(jù)=×100%=×100%=×100%結合GAGB比較兩滑輪組的機械效率關系；（2）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)F=（G+G動）結合FA=FB得出提升物體的重力關系?！窘獯稹拷猓海?）不計繩重和摩擦，克服物體重力做的功為有用功，克服物體重力和動滑輪重力做的功為總功，則滑輪組的機械效率：=×100%=×100%=×100%=×100%，因物體的重力G越大，1+越小，越大，且動滑輪的重力相等，所以，GAGB時，甲乙；（2）由圖可知，n甲=2，n乙=3，由F=（G+G動）可得，提升物體的重力：G=nFG動，則FA=FB時，提升物體的重力關系為GAGB。故答案為：；。17（2018廣州）小明用圖中的動滑輪勻速拉動水平地面上的物體A，測出A移動的距離s、水平拉力F和A的重力G。（1）以上條件能否求出此時滑輪的機械效率？不能，如果能，寫出的表達式；如果條件不足，寫出還需補充的物理量的測量步驟和符號，并寫出的表達式=×100%（用題目已知及補充的物理量符號表示）（2）若A在10s內運動了4m，A的速度為0.4m/s?！痉治觥浚?）根據(jù)=可求出滑輪的機械效率，據(jù)此分析需要補充的物理量；（2）根據(jù)速度公式v=求出A的速度?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)=可知，要求出滑輪的機械效率，補充的物理量為：摩擦力f；測量摩擦力時應水平勻速拉動木塊，使木塊做勻速直線運動，木塊處于平衡狀態(tài)，由二力平衡條件可知，滑動摩擦力等于拉力；作用在動滑輪上有兩段繩子，所以拉力F通過的距離為物體A移動距離的2倍，滑輪的機械效率為：=×100%；（2）物體A的速度為：v=0.4m/s。故答案為：（1）不能；=×100%；（2）0.4m/s。18（2018眉山）如圖所示，一同學在用滑輪組勻速提升不同重物時，記錄下了繩子自由端拉力F與對應所提升的物體的重力G，如下表：G/N123456F/N0.81.31.82.32.83.3根據(jù)上表數(shù)據(jù)分析可知，繩子自由端拉力F與物體重力G的關系式為F=0.5G+0.3N；當物體重力G=10N時，此滑輪組的機械效率=94.3%?！痉治觥坑杀砀駭?shù)據(jù)，重力G每增大1N，繩子自由端的拉力F增大0.5N，所以F與G成一次函數(shù)關系，由此解答；根據(jù)物體的重力求出拉力的大小，然后根據(jù)機械效率公式求出機械效率?！窘獯稹拷猓河杀砀駭?shù)據(jù)可知，重力G每增大1N，繩子自由端的拉力F增大0.5N，所以F與G成一次函數(shù)關系，設F與G關系的表達式為F=kG+b，由表格第一組數(shù)據(jù)，當G=1N，F(xiàn)=0.8N，則：0.8N=k×1N+b由表格第二組數(shù)據(jù)，當G=2N，F(xiàn)=1.3N，則：1.3N=k×2N+b可得k=0.5，將k=0.5代入解得b=0.3N，所以拉力F與物體所受重力G的關系式：F=0.5G+0.3N；當物體重力G=10N時，此時的拉力：F=0.5×10N+0.3N=5.3N；由圖可知，有兩段繩子拉著動滑輪；滑輪組的機械效率為：=94.3%。故答案為：0.5G+0.3N；94.3%。19（2018安徽）如圖所示，當工人師傅用400N的拉力向下拉繩時，可使重680N的重物勻速上升，此過程中滑輪組的機械效率為85%?！痉治觥恳阎?、物重，利用=可計算滑輪組機械效率。【解答】解：由圖可知，滑輪組承擔物重的繩子段數(shù)：n=2，由=得，滑輪組的機械效率：=×100%=×100%=85%。故答案為：85%。20（2018安順）工人借助如圖所示的裝置，在20s時間內將700N重的貨物勻速提升了4m，已知他對繩子的拉力為500N該過程中，工人所用裝置的機械效率為70%，工人對繩子拉力的功率為200W。【分析】（1）根據(jù)圖中滑輪組中線的繞法，有兩段繩子承擔總重，繩子自由端移動距離s=2h，利用滑輪組機械效率的公式=計算出滑輪組的機械效率；（2）已知繩子自由端被拉下的距離，根據(jù)公式W=Fs可求出拉力所做的功；根據(jù)P=計算出拉力的功率。【解答】解：（1）由圖可知n=2，則繩子自由端移動的距離s=2h=2×4m=8m，工人所用裝置的機械效率：=×100%=×100%=×100%=70%。（2）拉力做的功：W=Fs=500N×8m=4000J，拉力的功率：P=200W。故答案為：70%，200。21（2018德陽）如圖所示，沿斜面把質量為12kg的一個物體勻速拉到最高處，沿斜面向上的拉力是F=100N，斜面長2m、高1m，則其機械效率是60%，物體所受摩擦力是40N（取g=10N/kg）【分析】知道拉力大小，利用W=Fs求出總功，利用W=Gh求出有用功，利用效率公式求出斜面的機械效率?？朔Σ亮ψ龅墓礊轭~外功，根據(jù)W=fs求出摩擦力的大小?！窘獯稹拷猓海?）有用功：W有=Gh=mgh=12kg×10N/kg×1m=120J；拉力做的總功：W總=Fs=100N×2m=200J；斜面的機械效率：=×100%=60%；（2）額外功：W額=W總W有=200J120J=80J，由W額=fs可得，物體所受的摩擦力：f=40N。故答案為：60；40。四實驗探究題（共7小題）22（2018蘭州）如圖所示為測定動滑輪機械效率的示意圖。用彈簧測力計拉動繩子自由端，將質量為200g的鉤碼從A位置勻速提升至B位置，同時彈簧測力計從圖中的A位置勻速豎直上升至B位置，在此過程中，彈簧測力計對繩的拉力為F，彈簧測力計的示數(shù)如圖乙所示，請根據(jù)所做實驗進行分析（g=10N/kg）；（1）彈簧測力計的示數(shù)為1.2N：拉力F所做的功為0.048J。（2）動滑輪的機械效率約為83.3%。（結果保留一位小數(shù)）【分析】（1）由乙圖根據(jù)測力計分度值讀數(shù)；由甲圖知，繩子自由端移動的距離，根據(jù)W總=Fs求拉力F所做的功；（2）由圖甲知，物體A上升的高度，根據(jù)G=mg求物體的重力；根據(jù)W有=Gh求做的有用功；根據(jù)=×100%求動滑輪的機械效率?！窘獯稹拷猓海?）由乙圖知，測力計分度值為0.2N，示數(shù)為1.2N，由甲圖知，繩子自由端移動的距離為：s=8.50cm4.50cm=4.00cm，拉力F所做的功為：W總=Fs=1.2N×0.04m=0.048J；（2）由圖甲知，物體A上升的高度h=2.00cm，物體的重力：G=mg=0.2kg×10N/kg=2N，做的有用功：W有=Gh=2N×0.02m=0.04J，動滑輪的機械效率約為：=×100%83.3%。故答案為：（1）1.2；0.048；（2）83.3%。23（2018綿陽）某小組同學測量滑輪組的機械效率。實驗步驟有：（i）按照如圖所示安裝滑輪組，測鉤碼重力G并記鉤碼和繩端的位置（ii）用彈簧測力計緩慢拉動繩端，使鉤碼上升，讀出拉力F的值，并測出鉤碼上升的高度h和繩端移動的距離s；（iii）記錄實驗數(shù)據(jù)填入表格中（表格略）；（iv）多次改變鉤碼的數(shù)量，重復上述實驗；（v）用動滑輪質量不同的兩個滑輪組吊相同的鉤碼，分別測機械效率；（vi）分析測量結果，討論影響機械效率的因素回答以下問題：（1）除了如圖所示器材和彈簧測力計外，還需要的器材是刻度尺。（2）滑輪組機械效率的計算公式是=（用直接測得的物理量符號表示）。（3）關于影響滑輪組機械效率的因素，該小組同學討論后得到以下認識，你認為正確的有ADE（填序號，可能不止一項正確）。A在相同情況下，摩擦越大，機械效率越小B在相同情況下，摩擦越大，機械效率越大C忽略摩擦，定滑輪質量相同，則機械效率相同D忽略摩擦，動滑輪質量相同，則機械效率相同E忽略摩擦，動滑輪質量相同，所吊重物質量越大，則機械效率越大F忽略摩擦，動滑輪質量相同，所吊重物質量越大，則機械效率越小【分析】（1）（2）滑輪組是用繩子把定滑輪和動滑輪組裝而成的機械裝置，根據(jù)滑輪組的機械效率公式=分析探究所需要測量的工具以及測量的量、表達式；（3）滑輪組機械效率與物體重力、動滑輪的重力，以及摩擦力的大小有關，在有用功不變的情況下，所做的額外功越多，滑輪組的機械效率越低?！窘獯稹拷猓海?）由圖可知，除了滑輪，彈簧測力計外，還需要測量高度的刻度尺；（2）由滑輪組的圖上可知，n=3滑輪組做的有用功為W有=Gh，總功為W總=Fs，機械效率的表達式為=；（3）AB、在相同情況下，摩擦越大，所做的額外公功越多，機械效率越小，故A正確，B錯誤；CD、忽略摩擦，滑輪組的機械效率，與定滑輪的質量無關，動滑輪質量相同，重力相同，額外功相同，則機械效率相同，故C錯誤、D正確；EF、忽略摩擦，動滑輪質量相同，所吊重物質量越大，所做的有用功越多，則機械效率越大。故E正確、F錯誤。故選ADE。故答案為：（1）刻度尺；（2）；（3）ADE。24（2018德州）測量滑輪組的機械效率：步驟如圖所示為測量某滑輪組機械效率的實驗裝置。實驗時沿豎直方向勻速緩慢拉動彈簧測力計。分析表中數(shù)據(jù)可知：實驗2是用圖乙做的實驗。實驗序號3中的機械效率=80%。裝置圖表格實驗序號鉤碼重量G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動距離s/m機械效率140.11.80.374%280.13.10.386%380.12.50.4結論通過比較1、2（填實驗序號）兩次實驗數(shù)據(jù)得出結論：同一滑輪組提升重物時，物重越大，滑輪組的機械效率越高。通過比較2、3兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結論：不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低問題討論實驗過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，有同學認為應靜止時讀數(shù)。你認為他的想法不正確（選填“正確”或“不正確”），因為他沒有考慮到摩擦力對滑輪組機械效率的影響?！痉治觥浚?）根據(jù)繩子自由端移動的距離s與提升物體的高度h的關系，s=nh，求出實驗1中繩子的有效段數(shù)分析；求出實驗2中繩子的有效段數(shù)分析；根據(jù)=×100%求第3次實驗的機械效率：（2）根據(jù)控制變量法，要探究滑輪組的機械效率與物重的關系，需要控制繩子的段數(shù)相同，改變物體的重力，找出合適的次數(shù)；比較實驗2和3的相同條件和不同條件得出結論；（3）在測力計靜止時，不會克服輪與軸、繩與輪之間的摩擦考慮?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)繩子自由端移動的距離s與提升物體的高度h的關系，s=nh，故實驗1中繩子的有效段數(shù)：n=3；實驗2中繩子的有效段數(shù)：n=3；由表格數(shù)據(jù)知：第1次實驗物體的重力為4N，第2次物體的重力為8N，故第1次是用甲圖做的實驗，第2次是用乙圖做的：第3次實驗的機械效率：3=×100%=80%；（2）根據(jù)控制變量法，要探究滑輪組的機械效率與物重的關系，需要控制繩子的段數(shù)相同，改變物體的重力，表格中1、2兩次實驗符合要求，可以得出結論：同一滑輪組提升重物時，物重越大，滑輪組的機械效率越高。比較實驗2和3可得出結論：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時，動滑輪的個數(shù)越多，滑輪組的機械效率越低；（3）在彈簧測力計靜止時讀出了數(shù)據(jù)，由于不會克服繩與輪之間的摩擦，所以測得的拉力偏小，她的想法是不正確的，因為她沒有考慮到摩擦對滑輪組機械效率的影響。故答案為：乙；80%；1、2；越低；不正確；摩擦力。25（2018欽州）下面是小明和小紅的“測量滑輪組的機械效率”實驗報告，實驗名稱：測量滑輪組的機械效率實驗步驟：（1）觀察彈簧測力計的量程、零刻度線和分度值。（2）如圖1所示，測量物體G所受的重力為4.6N。（3）如圖2所示，實驗過程中，拉動彈簧測力計并讀出拉力F的數(shù)值，用刻度尺測出的物體G上升的高度h和彈簧測力計移動的距離s，將數(shù)據(jù)填入表格。根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，可以知道他們選用的滑輪組是乙（選填甲”或“乙”）（4）僅改變重物G上升的高度，重復上面的實驗，記錄并計算實驗數(shù)據(jù)實驗記錄：實驗次數(shù)物體重量G/N物體上升高度h/cm拉力F/N彈簧測力計移機動的距離s/cm機械效率15.001.8015.0085.2%28.001.7724.0086.6%310.001.7530.0087.6%實驗結論：滑輪組的機械效率與所提升物體的高度有關。實驗討論與交流小明和小紅的實驗結論：不科學（選填“科學”或“不科學”），請說明你的理由根據(jù)=×100%，滑輪組的機械效率與所提升物體的高度無關。小明認為提升的物重會影響該滑輪組的機械效率，建議進一步探究：改變提升物體的重力，重復實驗（3）步驟，計算出機械效率進行比較分析。【分析】（1）測力計使用前，要觀察彈簧測力計的量程、零刻度線和分度值；（2）根據(jù)測力計分度值讀數(shù)；（3）測量長度的工具是刻度尺；根據(jù)繩子自由端移動的距離與物體升高高度的關系s=nh，根據(jù)繩n=求出繩子的有效段數(shù)分析回答；（4）滑輪組的機械效率=，據(jù)此分析；為得出普遍性的結論要多測量。【解答】解：（1）觀察彈簧測力計的量程、零刻度線和分度值。（2）如圖1所示，測力計分度值為0.2N，測量物體G所受的重力為4.6N；（3）如圖2所示，實驗過程中，拉動彈簧測力計并讀出拉力F的數(shù)值，用刻度尺測出的物體G上升的高度h和彈簧測力計移動的距離s；根據(jù)繩子自由端移動的距離與物體升高高度的關系s=nh，繩子的有效段數(shù)n=3，可以知道他們選用的滑輪組是乙；（4）滑輪組的機械效率：=，故滑輪組的機械效率與所提升物體的高度無關，由題意和表中數(shù)據(jù)，滑輪組的機械效率與所提升物體的重力有關；小明和小紅的實驗結論不科學；小明認為提升的物重會影響該滑輪組的機械效率，建議進一步探究：改變提升物體的重力，重復實驗（3）步驟，計算出機械效率進行比較分析。故答案為：（1）分度值；（2）4.6N；（3）刻度尺；乙；（4）不科學；根據(jù)=×100%，滑輪組的機械效率與所提升物體的高度無關；提升物體的重力。26（2018泰安）圖甲是某學習小組“測量滑輪組的機械效率”的示意圖。用彈簧測力計豎直向上拉動繩子自由端，將重為4.5N的物體從A位置提升到A位置，同時彈簧測力計從圖中的B位置上升到B位置，在這個過程中，彈簧測力計的示數(shù)如圖乙所示。請你根據(jù)他們做的實驗完成下列問題：（1）物體提升的高度是5.0cm，拉力是2N，該滑輪組的機械效率=75%；（2）若在圖甲裝置的基礎上，增加一個動滑輪，改為圖丙所示的裝置，提升同一物體，則滑輪組的機械效率變小（選填“變大”、“變小”或“不變”）?！痉治觥浚?）讀出BB'之間的距離，根據(jù)滑輪組的特點求出物體上升的高度；根據(jù)測力計的分度值讀出測力計示數(shù)；知道物體重力和物體升高的距離，求出繩子自由端移動的距離，讀出彈簧測力計的示數(shù)；根據(jù)=求出機械效率。（2）根據(jù)額外功的變化判定機械效率的變化?！窘獯稹拷猓海?）測力計B位置勻速提升到B'位置，測力計上升的高度為：s=15.0cm；由圖可知，有3段繩子拉著動滑輪，則物體上的高度為：h=s=×15.0cm=5.0cm；由圖可知，測力計的示數(shù)為2N；該動滑輪的機械效率：=75%；（3）若在圖甲裝置的基礎上，增加一個動滑輪，此時有用功不變，克服動滑輪重力所做的額外功變大，故機械效率變小。故答案為：（1）5.0； 2；75%；（2）變小。27（2018黔南州）如圖為某同學測動滑輪機械效率的示意圖。他用彈簧測力計拉動繩子的自由端，將質量為200g的鉤碼從A位置勻速提升到B位置，同時彈簧測力計從圖中的A位置勻速豎直上升到B位置，這個過程用時2秒，彈簧測力計對繩的拉力為F請你根據(jù)這個同學做的實驗完成下列問題：（1）準備了下列器材：鉤碼、天平、滑輪組、細繩、彈簧測力計和刻度尺，其中多余的器材是天平；（2）如圖，由刻度尺的讀數(shù)可知，鉤碼上升的距離是10.0cm。（3）若彈簧測力計的讀數(shù)為1.2N，則這個動滑輪的機械效率是83.3%，拉力F做功的功率是0.12W?！痉治觥浚?）實驗中不需要測出鉤碼的質量；（2）根據(jù)刻度尺的分度值讀數(shù)；（3）讀出測力計移動的距離，根據(jù)機械效率公式求出效率，根據(jù)功率公式求出功率?！窘獯稹拷猓海?）實驗中不需要測出鉤碼的質量，故多余的器材是天平；（2）由圖可知，刻度尺的分度值是1cm，則鉤碼上升的距離為10.0cm；（3）彈簧測力計從25cm開始上升，上升到45cm處，繩子末端移動的距離s=20.0cm=0.2m；拉力做的功即總功為：W總=FS=1.2N×0.2m=0.24J；有用功為：W有=Gh=mgh=0.2kg×10N/kg×0.1m=0.2J；機械效率為：=83.3%；拉力F做功的功率是：P=0.12W。故答案為：（1）天平；（2）10.0；（3）83.3%；0.12。28（2018襄陽）某同學“測量滑輪組的機械效率”的實驗裝置如圖所示。實驗時把更72N的物體吊在滑輪上，向上緩慢拉動彈簧測力計，測出物體上升高度和繩端移動距離分別為0lm和0.3m。圖小彈簧測力計示數(shù)為3N，滑輪組機械效率為80%如果用此滑輪組提升另一重為10N的物體，它的機械效率變大（填“變大”、“變小”或“不變”）?！痉治觥扛鶕?jù)彈簧測力計的分度值讀數(shù)；根據(jù)=×100%=×100%求出機械效率；不計繩重和摩擦，滑輪組的機械效率=×100%=×100%=×100%=×100%，據(jù)此進行解答?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，測力計的分度值為0.5N，示數(shù)為3N；滑輪組機械效率為：=×100%=×100%=×100%=80%；不計繩重和摩擦，滑輪組的機械效率：滑輪組的機械效率=×100%=×100%=×100%=×100%，第一次提升物體的重力為7.2N，如果用該滑輪組提升10N的物體，物體的重力變大，滑輪組的機械效率變大。故答案為：3；80；變大。五計算題（共6小題）29（2018北京）如圖是用動滑輪提升貨物A的示意圖。在豎直向上的拉力F的作用下，使重450N的貨物A在50s的時間里，勻速豎直上升了10m。在這個過程中，拉力F做的功為5000J求：（1）有用功W有；（2）拉力F的功率P；（3）動滑輪的機械效率?！痉治觥浚?）利用W=Gh求有用功；（2）知道拉力做的總功，利用P=求拉力做功功率；（3）動滑輪的機械效率等于有用功與總功之比?！窘獯稹拷猓海?）有用功：W有=Gh=450N×10m=4500J；（2）已知拉力F做的功為5000J，即W總=5000J，拉力做功的功率：P=100W；（3）動滑輪的機械效率：=×100%=90%。答：（1）有用功為4500J；（2）拉力F的功率為100W；（3）動滑輪的機械效率為90%。30（2018德陽）如圖所示為一吊運設備的簡化模型圖，圖中虛線框里是滑輪組（未畫出），滑輪組繩子自由端由電動機拉動，現(xiàn)用該設備先后搬運水平地面上的物體A和B，已知兩物體重GA=1.75GB當對A施以豎直向上的拉力FA=1500N時，物體A靜止，受到地面支持力是NA當對B施以豎直向上的拉力FB=1000N時，物體B靜止，受到地面支持力是NB；且NA=2NB求：（1）物體A的重力GA和地面支持力NA大??；（2）當電動機對滑輪組繩子的自由端施以F=625N的拉力時，物體B恰好以速度v被勻速提升，已知此時拉力F功率為500W，滑輪組機械效率力80%，不計各種摩擦和繩子質量，物體B的速度v為多少？【分析】（1）對A、B進行受力分析，F(xiàn)A+NA=GA，F(xiàn)B+NB=GB，已知兩物體重GA=1.75GB，且NA=2NB，列式可解；（2）知道提升重物B時滑輪組的機械效率和繩子自由端的拉力，可利用公式=計算出吊著物體的繩子的段數(shù)。知道拉力F的大小和拉力F做功的功率，可利用公式P=FV計算出繩子自由端運動的速度，從而可以計算出物體B勻速上升的速度v。【解答】解：（1）當對A施以豎直向上的拉力FA=1500N時，物體A靜止，受到地面支持力是NA；對A，由力的平衡條件可得：FA+NA=GA，即：1500N+NA=GA 已知兩物體重GA=1.75GB，且NA=2NB，所以式可寫為：1500N+2NB=1.75GB當對B施以豎直向上的拉力FB=1000N時，物體B靜止，受到地面支持力是NB；對B，由力的平衡條件可得：FB+NB=GB，即：1000N+NB=GB得，500N+NB=0.75GB得，500N=0.25GB，解得GB=2000N，代入解得：NB=1000N，GA=3500N；NA=2000N；（2）已知繩子自由端的拉力F=625N，=80%，物體B重為2000N，設承擔物重的繩子段數(shù)為n，則=80%，解得：n=4。又因為拉力F做功的功率P=500W，由P=Fv得，繩子自由端運動的速度為：v繩=0.8m/s，則物體B勻速上升的速度為：v=v繩=×0.8m/s=0.2m/s。答：（1）物體A的重力GA是3500N；地面支持力NA大小是2000N；（2）物體B的速度v為0.2m/s。31（2018玉林）如圖所示是打撈物體的模擬裝置?，F(xiàn)電動機帶動鋼絲繩自由端以0.5m/s的速度勻速拉動滑輪組，經(jīng)過5min將體積為0.1m3的物體由海底提升到海面，物體離開海面后鋼絲繩自由端的速度變?yōu)?.49m/s，此時電動機的輸出功率比物體在海水中時增大了12%（不計物體的高度、繩重和摩擦，物=7.6×103kg/m3，g取10N/kg，海水取1.0×103kg/m3）。求：（1）物體浸沒在海水中受到的浮力；（2）物體在海底時的深度；（3）物體在海底時受到海水的壓強；（4）物體在海面下勻速上升過程中，該滑輪組的機械效率（不計動滑輪體積）【分析】（1）物體排開海水的體積等于物體的體積，利用阿基米德原理求浸沒在海水中受到的浮力；（2）由圖知，n=5，物體升高速度等于繩子自由端移動速度的，利用速度公式求物體在海底時的深度；（3）利用p=gh求物體在海底時受到海水的壓強；（4）利用G=mg=gV求物體重力；設物體在水中電動機的功率為P1，鋼絲繩自由端的拉力為F1，P1=F1v1；物體在離開水面后電動機的功率為P2，鋼絲繩自由端的拉力為F2，P2=F2v2；而物體在離開水面后電動機的功率比物體在海水中時增大了12%，據(jù)此求F1、F2的大小關系；由圖知，n=5，不計繩重和摩擦，拉力F1=（GF浮+G輪），F(xiàn)2=（G+G輪），進一步求出動滑輪重力，物體在海面下勻速上升過程中，該滑輪組的機械效率=。【解答】解：（1）物體浸沒在海水中時，排開海水的體積：V排=V=0.1m3，則物體浸沒在海水中受到的浮力；F浮=海水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=1000N；（2）由圖知，n=5，物體升高的速度：v物=v=×0.5m/s=0.1m/s，由題意可得，物體在海底時的深度：h=v物t=0.1m/s×5×60s=30m；（3）物體在海底時受到海水的壓強：p=海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa；（4）物體重力：G=mg=物gV=7.6×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=7600N，設物體在水中時電動機的功率為P1，鋼絲繩自由端的拉力為F1，繩自由端的速度v1=0.5m/s，則P1=F1v1=F1×0.5m/s；物體在離開水面后電動機的功率為P2，鋼絲繩自由端的拉力為F2，繩自由端的速度v2=0.49m/s，則P2=F2v2=F2×0.49m/s；由題知，物體在離開水面后電動機的功率比物體在海水中時增大了12%，即：P2=P1（1+12%），代入數(shù)據(jù)可得：F2×0.49m/s=F1×0.5m/s（1+12%），解得：F2=F1，由圖知，n=5，不計繩重和摩擦，兩次的拉力分別為：F1=（GF浮+G輪），F(xiàn)2=（G+G輪），可得：（G+G輪）=×（GF浮+G輪），解得：G輪=8F浮G=8×1000N7600N=400N，物體在海面下勻速上升過程中，動滑輪對物體的拉力GF浮 所做的功為有用功，不計繩重和摩擦，克服動滑輪重力做功為額外功，此過程中該滑輪組的機械效率：=×100%94.3%。答：（1）物體浸沒在海水中受到的浮力為1000N；（2）物體在海底時的深度為30m；（3）物體在海底時受到海水的壓強為3×105Pa；（4）物體在海面下勻速上升過程中，該滑輪組的機械效率為94.3%。32（2018青島）工人利用如圖所示的滑輪組勻速提升重600N的貨物，繩子自由端被豎直拉上6m，額外功為300J求滑輪組的機械效率【分析】由圖知，使用滑輪組承擔物重的繩子股數(shù)n=3，由s=nh求出貨物提升的高度h，利用W有用=Gh求有用功；已知額外功，根據(jù)W總=W有用+W額計算總功；最后根據(jù)公式=求滑輪組的機械效率?！窘獯稹拷猓河蓤D知，n=3，由s=nh可得，貨物提升的高度：h=2m，則所做的有用功：W有用=Gh=600N×2m=1200J；拉力所做的總功：W總=W有用+W額=1200J+300J=1500J；則滑輪組的機械效率：=×100%=80%。答：滑輪組的機械效率為80%。33（2018桂林）小熊在課外實踐活動中，用如圖甲所示的滑輪組勻速拉動放在樹下一水平面上的不同物體，物體受到的摩擦力從100N開始逐漸增加，每次物體被拉動的距離均為1m。根據(jù)測量結果畫出了該滑輪組機械效率與物體受到摩擦力大小變化的關系圖象，如圖乙所示。若不計繩重和繩與滑輪間的摩擦，求：（1）由圖乙可知，當物體受到的摩擦力為100N時，滑輪組機械效率是多大？（2）當滑輪組的機械效率為75%，物體以0.1m/s的速度勻速運動時，該滑輪組的有用功率是多大？（3）當物體與地面的摩擦力為1500N時，體重為500N的小熊豎直向下拉繩，還能用此滑輪組拉動物體嗎？用計算結果說明?！痉治觥浚?）由圖乙可知，當物體受到的摩擦力為100N時，滑輪組機械效率；（2）當f1=100N時，1=50%，通過滑輪組拉動水平面上的物體，有用功W有用=fs；由題知，不計繩重及繩與滑輪間的摩擦，額外功W額外=G動s，總功等于有用功加上額外功，滑輪組的機械效率1=，據(jù)此求動滑輪重；當2=75%時，不計繩重及繩與滑輪間的摩擦，機械效率2=，據(jù)此求此時摩擦力；滑輪組的有用功率P有=f2v；（3）不計繩重及繩與滑輪間的摩擦，拉力F=（f+G動），和小熊的重力大小比較得出能否用此滑輪組拉動物體。【解答】解：（1）由圖乙可知，當物體受到的摩擦力為100N時，滑輪組機械效率是50%；（2）當f1=100N時，1=50%，通過滑輪組拉動水平面上的物體，則有用功：W有用1=f1s，由題知，不計繩重及繩與滑輪間的摩擦，則額外功：W額外=G動s，則總功：W總1=W有用1+W額外=f1s+G動s，所以，1=50%，解得動滑輪重：G動=100N；當2=75%時，不計繩重及繩與滑輪間的摩擦，此時滑輪組的機械效率：2=75%，解得此時的摩擦力：f2=300N；則滑輪組的有用功率：P有=f2v=300N×0.1m/s=30W；（3）由圖可知，n=3，不計繩重及繩與滑輪間的摩擦，當f3=1500N時，拉動物體需要的拉力：F3=（f3+G動）=（1500N+100N）533N，小熊的重力為500N，根據(jù)力的作用是相互的，所以小熊給繩子的最大拉力等于其重力為500N，小于533N，故不能用此滑輪組拉動物體。答：（1）由圖乙可知，當物體受到的摩擦力為100N時，滑輪組機械效率是50%；（2）當滑輪組的機械效率為75%，物體以0.1m/s的速度勻速運動時，該滑輪組的有用功率是30W；（3）當物體與地面的摩擦力為1500N時，體重為500N的小熊豎直向下拉繩，不能用此滑輪組拉動物體。34（2018南充）如圖是工人將重160N的物體勻速放下的過程，已知物體下降的距離為3m，用時3s，工人的拉力為50N，工人質量為50kg。（物體未浸入水中，且不計繩重及摩擦）（1）求工人放繩的速度。（2）求滑輪組的效率1（3）如果物體完全浸沒水中后滑輪的機械效率為2，已知1：2=4：3（物體在水中仍勻速下降，動滑輪不會浸入水中且不計繩重及摩擦，g=10N/kg）。求當物體完全浸沒水中后，工人對地面的壓力。【分析】（1）根據(jù)v=算出物體的速度，根據(jù)繩子段數(shù)算出工人放繩的速度；（2）根據(jù)W有用=Gh算出有用功，根據(jù)W總=Fs算出總功；根據(jù)=×100%算出機械效率；（3）根據(jù)入水前的拉力和物體的重力，根據(jù)F=（G動+G）算出動滑輪重力；根據(jù)1：2=4：3算出物體完全浸沒水中后滑輪的機械效率2根據(jù)=×100%表示出對物體的拉力；根