一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题
1．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，己知每个滑轮重均为50N，滑轮组下端挂有物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，此时物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，测力计的示数为550N；在物体B下加挂重为90N 的物体C后，同时用水平向左的力F拉动物体A使其沿水平桌面向左做匀速直线运动此时物体B上升的速度大小为5cm/s。若不计绳重及滑轮的摩擦，g取10N/kg，则下列说法中正确的是（）
A．物体A所受滑动摩擦力大小为275N
B．B的重力为500N
C．F做功的功率为42W
D．F的大小为530N
【答案】D
【解析】
【详解】
A．设物体A所受摩擦力大小为f，则弹簧测力计下滑轮有两段绳子，则有
2f+50N=550N
解得f=250N，故A错误；
B．对于物体B，有
3f=G B+G滑
即
250N×3=G B+50N
所以G B=700N，故B错误；
CD．加挂物体C后，有
3（F—f）=G B+G C+G滑
即
3（F-250N）=700N+90N+50N
解得F=530N，物体B上升的速度为5cm/s，则拉力F端移动的速度
v=3×5cm/s=0.15m/s
拉力F的功率
P=Fv=530N×0.15m/s=79.5W
故C错误，D正确。
故选D 。
2．工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙所示，滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计。则：
（1）若某次运送建材的质量为40kg ，滑轮组的机械效率是_______。动滑轮的重力是_______N 。
（2）若工人在1min 内将建材匀速竖直向上提升12m ，作用在绳上的拉力为500N 时，拉力的功率是_______W ，运送建材的重力是_______N ，此时的机械效率是_______。
【答案】50% 400 200 600 60%. 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]建材质量为40kg ，其重力为
=40kg 10N/kg=400N G mg =?
由图乙得，当建材重力为400N 时，滑轮组机械效率为50%。 [2]此时机械效率
400
=
==50%400+G G G G η+动动
解得G 动=400N 。
(2)[3]滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，与动滑轮相连的绳子有两段，则该滑轮组可以省一半的力，建材向上提升了12m ，则绳子段移动的距离为24m ，拉力功率
500N 24m ==200W 60s
W Fs P t t ?=
= [4]滑轮组省一半的力，所以
+=2G G F 动材
解得=600N G 材。 [5]此时的机械效率为
600
=
=
=60%600+400
G G G η+材动
材
3．在如图所示的滑轮组中，用大小为5N 的拉力F 拉动绳端，使物体水平向左匀速滑动1m ，不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮之间的摩擦，此时滑轮组的机械效率为90%，则物体与地面之间的摩擦力为_______N 。
【答案】9 【解析】 【分析】 【详解】
由图知，n =2，拉力端移动距离
s =2s 物=2×1m=2m
拉力做功
W 总=Fs =5N×2m=10J
有用功为
=90%10J =9J W W η=?有总
则物体与地面之间的摩擦力为
'9J
=9N 1m
W f s =
=有
4．如图是某型号电动轮椅工作原理示意图。开关S 1和S 2由绝缘操纵杆控制，能同时接“1”或接“2”，向前推操纵杆时轮椅前进且能调速，向后拉操纵杆时轮椅以恒定速度后退。已知蓄电池的电压为24V 保持不变，R 2的阻值为10Ω，电动机的额定功率为100W ，额定电压为24V 。请解答下列问题：
（1）当开关S 1和S 2同时接_______时，电动轮椅前进；电动轮椅既能前进又能后退，是通过改变电动机线圈中的_________实现的；
（2）当电动轮椅后退时，电流表示数为1A ，此时电动机的实际功率是_____W ； （3） 当电动机以额定功率工作时，电动轮椅在水平路面上匀速前进的速度为2m/s ，若此时电动机消耗的电能有80%转化为电动轮椅前进的机械能，此时电动轮椅受到的阻力是___N 。
【答案】1 电流方向 14 40 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]电动机前进且能调速，这说明电路中的电流可以变化，电阻大小可变，这样只有滑动变阻器R 1接入电路时才有这个功能，观察电路图，当开关S 1和S 2同时接1时，R 1、电动机、电流表才串联接入电路，这样符合条件，电动轮椅前进。
[2]磁场对通电导线的作用力方向跟电流方向有关，只改变电流方向时，受力方向也会变化；所以电动轮椅既能前进又能后退，是通过改变电动机线圈中的电流方向实现的。 (2)[3]由上述可知，当电动轮椅后退时，开关S 1和S 2同时接2，R 2、电动机、电流表串联接在电路中，电路中的总电阻
24V
24Ω1A
R =
=总 电动机的电阻
M 2-24Ω-10Ω14ΩR R R ===总
此时电动机的实际功率
()2
2
M M M 1A 14Ω14W P I R ==?=
此时电动机的实际功率是14W 。
(3)[4]设此时电动轮椅受到的阻力是f ，电动轮椅在水平路面上匀速前进，牵引力F f =，由题意可知，电动轮椅的机械效率
2m/s 80%100W F t
t
η??=
=?
解得40N F =，此时电动轮椅受到的阻力是40N 。
5．如图所示，用8 N 的拉力F 拉着物体A 在水平面匀速运动了1 m 。已知物体A 重40 N ，与水平面的接触面积是100cm 2，它在水平面运动时受到的摩擦力是12N ，则拉动时重物对地面的压强是_______Pa ，滑轮组的机械效率是______。
【答案】4×103 75%
【解析】 【详解】
[1]重物对地面的压强为：
34240N 410Pa 10010m
F G P S S -=
===??； [2]由图可知，动滑轮上绳子的段数为n=2，绳子自由端移动的距离为：
=21m=2m s ?绳；
克服摩擦力做的有用功为：
=12N 1m=12J W fs =?有；
总功为：
=8N 2m=16J W F s =?绳总拉；
机械效率为：
12J
=
100%=100%=75%16J
W W η??有总。
6．如图所示，物体重G =200N ，滑轮重G′=100 N ，若用力F 竖直向上匀速拉动滑轮，则此时该滑轮的机械效率为____（不计绳重和滑轮转轴处的摩擦）。
【答案】80% 【解析】 【分析】 【详解】
不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，竖直向上匀速拉动滑轮，由力的平衡条件可得拉力
F =2
G ＋G′=2×200N ＋100N=500N
由图知，动力作用在动滑轮的轴上，此时动滑轮费力、但省一半的距离，即
1
2
s h = 所以物体上升的高度
h ＝2s
该滑轮的机械效率
22200N 100%100%100%0%500N
W Gh G W Fs F η?=?=?=?=?有用总100%＝8
7．用如图所示的滑轮组将重85N 的物体匀速提升2m ，用时10s ，已知动滑轮重为10N ，
机械效率为85%。此过程中有用功为_____J ，额外功为_____J ，拉力F 的大小为_____N 。拉力F 做功的功率为_____W 。当该滑轮组的机械效率低于_____时，使用它将不再省力。
【答案】170 30 50 20 50% 【解析】 【详解】 [1]拉力做的有用功
W 有用＝Gh ＝85N×2m ＝170J
[2]由100%=85%W W η=
?有用
总
得拉力做的总功 170J
=
200J 85%
W W η
=
=有用
总 则额外功为
W 额外＝W 总?W 有用＝200J?170J ＝30J
[3]由图知，n ＝2，拉力端移动距离
s ＝2h ＝2×2m ＝4m
由W 总＝Fs 得拉力大小
200J 50N 4m
W F s ===总
[4]拉力做功的功率
200J 20W 10s
W P t =
==总 [5]不省力，说明拉力至少等于物重，当F ＝G ＝85N 时，此时的机械效率
85N
100%=100%=100%=100%=100%=50%22285N
W Gh Gh G W Fs F h F η=
??????有用总 当该滑轮组的机械效率低于50%时，使用它将不再省力。
8．如图甲所示，实心物体A 漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动A ，使A 向下运动（运动过程中始终未碰到定滑轮）。此过程中，电动机拉力F 做的功W 随时间t 的变化图象如图乙所示。已知A 的体积为0.1m 3，密度为0.4×103kg/m 3，动滑轮重为300N 。不计绳重、摩擦和水的阻力，g 取10N/kg 。下列说法中正确的是（ ）
A ．物体A 向下运动过程中，电动机拉着绳子的力逐渐变大
B ．物体A 受到的最大浮力为400N
C ．物体A 向下运动的最小速度为0.2m/s
D ．物体A 向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值为82.4% 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A ．由图可知，承担物重的绳子段数3n =，电动机拉着绳子的力
A 1
()F G F G n =
+-动
浮 物体A 向下运动过程中，浮力先变大、后不变，所以电动机拉着绳子的力先变大，后不变，故A 错误；
B ．物体A 完全浸没在水中时受到的最大浮力，为
333110kg/m 10N/kg 0.1m 1000N F gV ρ==???=浮液排
故B 错误； C ．由m
V
ρ=
得，A 的质量 333A A A 0.410kg/m 0.1m 40kg m V ρ==??=
A 的重力
A A 40kg 10N/kg 400N G m g ==?=
当A 完全浸没时绳子对物体A 的拉力最大，电动机对绳子的拉力也最大，不计绳重、摩擦和水的阻力，则电动机对绳子的最大拉力
()()A 11
1000N 400N 300N 300N 33
F F
G G =?-+=?-+=浮动
由图乙可知，电动机工作时拉绳子的功率且保持不变，为
180J
180W 1s
W P t =
== 由W Fs
P Fv t t
=
==可知，绳子自由端运动的最小速度
180W 0.6m/s 300N
P v F =
=
=绳 则物体向下运动的最小速度
11
0.6m/s 0.2m/s 33
v v ==?=绳
故C 正确；
D ．当A 完全浸没后，滑轮组受到的拉力最大，此时滑轮组的机械效率最大，有用功
()A W F G h =-浮有用
总功
()()A A 1
33
W Fs F G G h F G G h ==
-+?=-+总浮动浮动 滑轮组机械效率的最大值
()()A A A A 1000N 400N
100%66.7%
1000N 400N 300N F G h
W F G W F G G F G G h η---=
===?≈-+-+-+浮
有用浮总浮动
浮动
故D 错误。 故选C 。
9．用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N ，每次运送的量不定，图乙是记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，则动滑轮重为_____________N ，当某次运送3件货物时，绳子的拉力F 是_______ N ，滑轮组的机械效率为_________；经过分析，发现使用同一滑轮组，_________ ，可以提高滑轮组的机械效率（不考虑绳重和摩擦） 。
【答案】100 200 75% 增加物重 【解析】 【详解】
[1]由图乙可知，运送一件货物的重力为100N 时，滑轮组的机械效率是50%，不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率
η=
100N
==50%100N+W W Gh G W W W Gh G h G G G ===+++有有总有额动动动
G 动=100N
[2]由图可知，
n =2
则运送3件货物时绳子的拉力
F =
12(G 总+G 动)= 12
(3×100N+100N)=200N [3]不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率
η′=
3100N
==3100N+100N
W W G h G W W W G h G h G G ?===+++?有有总总总有额总动总动75% [4]由以上计算可知，使用同一滑轮组，增加物重，可以提高滑轮组的机械效率。
10．如图所示，重300N 的物体在20N 的水平拉力F 的作用下，以0.2m/s 的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s ，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A ．拉力F 的功率为12W
B ．物体与地面间的滑动摩擦力为32N
C ．绳子自由端移动的距离为2m
D ．滑轮组做的有用功为120J
【答案】A 【解析】 【详解】
A ．拉力F 的功率为
20N 0.2m s 3=12W p Fv ==??
故A 正确；
B ．滑轮组的机械效率为
100%100%100%33W fh f
W F h F
η=
==有用总 所以物体与地面间的滑动摩擦力为 3380%20N=48N f F η==??
故B 错误；
C ．绳子自由端移动的距离为
330.2m s 10s=6m s vt ==??
故C 错误；
D ．滑轮组做的有用功为
20N 0.2m s 10s 380%=96J W W Fs ηη=????有用总＝＝
故D 错误。 故选A 。
11．如图所示，分别用甲、乙两个滑轮组提起重力G 1=G 2的重物至相同的高度h ，若所用拉力F 1=F 2，已知甲的机械效率50%，则（不计绳重及摩擦）（ ）
A ．乙的机械效率75%
B ．乙的机械效率80%
C ．拉力F 1做的功与拉力F 2做的功之比3：2
D ．甲、乙两个滑轮组中的动滑轮重力之比3：1 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】
AB ．已知甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升至相同的高度，由公式=有用W Gh 可知，甲、乙两个滑轮组所做的有用功相同；甲图滑轮组绳子的股数n =3，故S 甲=3h ，乙图滑轮组绳子的股数n =2，故S 乙=2h ，而拉力F 1=F 2，则甲、乙两个滑轮组所做的总功为
113W F S F h ==甲总甲
222W F S F h ==乙总乙
所以甲的机械效率为
11
50%33W Gh G W F h F η=
=
==有用甲总
乙的机械效率为
22
22W Gh G W F h F 有用乙总
η=
=
= 因为12F F =，
1
50%3G F =，所以 2
75%2G F η=
=乙 故A 正确，B 错误；
C ．拉力F 1做的功与拉力F 2做的功之比为
123
2
W F S W F S =
=总甲甲乙总乙
故C 正确； D ．因为
150%W Gh
W Gh G h
η=
=
=+有用甲总
动
化简得1G G =动，由
275%W Gh
W Gh G h
η=
=
=+有用乙总
动
解得23
G
G =
动，所以 G 动1：G 动2=G ：
3
G
=3:1 故D 正确。 故选ACD 。
12．一个斜面高为h ， 长为l ， 该斜面的机械效率为η。现把重为G 的物体沿斜面匀速向上移动，则物体受到的滑动摩擦力的大小为
A ．Gh l η＋G
B ．Gh l
η－G
C ．Gh G
l l
η+
D ．
-Gh
G
l
η
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
物体沿斜面匀速向上移动过程中，做的有用功
W Gh =有
总功
=
W Gh
W η
η
=
有
总
克服物体与斜面摩擦力做的额外功
=
Gh
W W W Gh fl η
=--=额总有
所以，摩擦力的大小
Gh
G
l
l
h
W
f
η
-
==
额
故选D。
13．如图所示，拉力F 为 5N，物体 A 以 0.1m/s 的速度在物体 B 表面向左做匀速直线运动（B 表面足够长）；物体 B 静止在地面上，受到地面对它的水平向左 4 N 的摩擦力，弹簧测力计示数为 12N。下列说法正确的是（）
A．物体A 受到的摩擦力为 10N B．拉力F 的功率为 1.5W
C．滑轮组的机械效率为 80% D．拉力F 增大到 15N 时，物体 B 开始向左运动
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．物体B静止在地面上，所以受力平衡；水平方向上物体B受到向右的弹簧拉力、地面对它向左的摩擦力和物体A对它向左的摩擦力，所以两个摩擦力之和为12N，即
AB
4N12N
f+=
则AB8N
f=；根据相互作用力的知识可知，物体A受到的摩擦力为
AB
8N
f f
==
故A错误；
B．由图知，水平使用滑轮组，n=2，拉力端移动速度
220.1m/s0.2m/s
v v
==?=
物
则拉力做功的功率
5N0.2m/s1W
W Fs
P Fv
t t
====?=
故B错误；
C．滑轮组的机械效率
8N
100%=100%80%
25N
100%
W f
W nF
η=??==
?
?
有
总
故C正确；
D．若拉力F增大到15N时，A在运动过程中，A对B的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A和B之间的摩擦力不变，所以物体B的运动状态不会改变，即物体B仍然静止，不会向左运动，故D错误。
故选C 。
14．如图甲所示的装置，A 是重15N 的空吊篮，绳子B 和C 能承受的最大拉力分别为100N 和50N 。质量为50kg 的小张同学将A 提升到高处，施加的拉力F 随时间变化关系如图乙所示，A 上升的速度v 随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，常数g 取10N/kg 。下列结论正确的是（ ）
A ．动滑轮的重力为9N
B ．第2s 内拉力F 的功率为40W
C ．此装置最多能匀速运载80N 的货物
D ．此装置提升重物的最大机械效率为85% 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
A ．由图丙可知，在1~2s 内物体匀速运动，图乙可知，拉力为10N ，由图甲知绳子股数n=2，则根据
A G G G F n n +=
=动
总 即
15N 10N 2
G +=
动
解得
G 动=5N
故A 错误；
B ．第2s 内绳子自由端的速度为
A 22m/s=4m/s v nv ==?绳
第2s 内拉力F 的功率为
=10N 4m/s=40W P Fv =?绳
故B 正确；
C ．当拉力最大为50N 时，可以拉动物重为
A --250N-5N-15N=80N G nF G G ==?物动
绳子B 不断，故C 正确；
D ．由C 可得，重物最重为80N ，则最大的机械效率为
80N
=100%80%250N
G h G h G Fs Fnh nF η=
==?=物物物 故D 错误。 故选BC 。
15．体重为800N 的工人用图甲所示装置提升重物，AOB 是轻质杠杆，O 为支点，OA ∶OB =1∶2，动滑轮的机械效率随提升物体重力变化的图像如图乙，若提升重物的过程中绳子始终是竖直的，不计绳重与摩擦，g 取10N/kg 。则下列说法正确的是（ ）
A ．动滑轮的重力是400N
B ．用该装置匀速提起2000N 的物体，人对地面的压力是600N
C ．若工人在2s 内将重物匀速提升了0.4m ，人对绳子的拉力为300N ，则拉力的功率240W
D ．该装置的机械效率为68%时，提升重物的重力是800N 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】
A ．由图乙可知，当提升重物G =600N 时，动滑轮的机械效率为60%，不计绳重与摩擦，滑轮组的机械效率
600N
=60%600N+G W Gh G W Gh G h G G η=
=
==++有总动动动
解得
G 动=400N
故A 正确；
B ．由图知n =2，用该装置匀速提起2000N 的物体，杠杆A 端施加的拉力
() 11(2000N 400N)1200N 22
A F G G =
+=+=动 由杠杆平衡条件可得F A ×OA =F B ×OB ，杠杆B 端施加的力
11
1200N 600N 22
A B A F OA F F OB ?=
==?=
人对地面的压力
800N 600N 200N B F G F =-=-=压人
故B 错误；
C ．该装置使用了动滑轮、省力杠杆，二者都是动力臂等于二倍阻力臂的杠杆，拉力端移动距离等于物体升高距离的4倍，拉力端移动的速度等于物体升高速度的4倍，则拉力端移动的速度
0.4m 4440.8m /s 2s
h v v t ==?
=?=物 拉力做功功率
300N 0.8m /s 240W W Fs
P Fv t t
=
===?= 故C 正确；
D ．该装置使用了动滑轮、省力杠杆，不计绳重与摩擦，AOB 是轻质杠杆、质量不计；所以使用该装置做的额外功W 额=G 动h ，该装置的机械效率
68%W Gh Gh G
W Fs Gh G h G G η=
=
===++有总动动 68%400N
G
G =+
解得
G =975N
故D 错误。 故选AC 。
16．为了将放置在水平地面上重为108N ，边长为10cm 的某正方体合金块提升一定高度，设置了甲图所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F 拉绳时，合金块的速度v 与合金块上升的高度h 随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。图中连接合金块G 的轻绳始终保持竖直（不计绳重和摩擦）。则下列四个相关计算结果中正确的是（ ）
A ．0~1s 内，合金块对地面的压强是3000Pa
B ．0~2s 内，拉力F 做的功是62.5J
C ．2s~3s 内，拉力F 的功率是100W
D ．2s~3s 内，滑轮组的机械效率是90%
【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
在2s~3s 内，读乙图可以知道，此时拉力F 为40N ，3股绳子与动滑轮接触，则动滑轮和合金块受到的拉为为
40N 3120N ?=
读丙图可以知道，这段时间内合金块匀速上升，又因为忽略绳重和摩擦，所以动滑轮和合金块的总重为120N ；此时滑轮组的机械效率为
''108N 90%33340N
W F s Gh Gh G W Fs Fs F h F η=======??有总
在这段时间内，读丙图可以知道，合金块上升的速度为2.50m/s ，3段绳子与动滑轮接触，绳子自由端移动的速度为
2.50m/s×3=7.50m/s
拉力F 的功率为
40N 7.50m/s 300W P Fv ==?=
在0~2s 时间内，读丁图可以知道，合金块只是在1~2s 时间上升了1.25m ，三段绳子与动滑轮接触，则绳子自由端移动的距离为
1.25m×3=3.75m
读乙图可以知道，在1~2s 时间内拉力F 为50N ，则拉力F 做的功为
50N 3.75m 187.5J W Fs ==?=
在0~1s 内，读乙图可以知道，拉力F 为30N ，3股绳子与动滑轮接触，则滑轮组对动滑轮和合金块的拉力为
30N ×3=90N
合金块和动滑轮总重120N ，则合金块对地面的压力为
120N 90N 30N F =-=压
合金块对地面的压强为
2
30N 30N
3000Pa 10cm 10cm 0.01m F p S =
===?压 故A 、D 选项正确，符合题意；B 、C 选项错误，不符合题意。 故选A 、D 。
17．一位建筑工人用如图所示的装置把建筑材料运送到楼上，已知吊篮的质量为m 1，建筑材料的质量为m 2，人对绳子的拉力为F ，吊篮在拉力的作用下匀速上升了h ，不计绳重及摩擦。下列说法正确的是（ ）
A ．绳子自由端移动的距离为3h
B ．工人做的有用功为m 2gh
C ．该滑轮组的机械效率为22m g
F
D ．使用该装置一定省力
【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
A ．由图知：作用在动滑轮上的绳子有2段，绳子拉下的长度是
s =2h
故A 错误； B ．有用功为
W 有用= G h = m 2g h
故B 正确； C ．总功为
W 总= F s= F ×2h = 2Fh
机械效率为
2222=
=
=W m gh m g
W Fh F
η有用总
故C 正确； D ．如果拉力
()()11
=22
F G G G G G =
+>+动 则装置不省力，故D 错误。 故选BC 。
18．如图所示，在时间t 内，将重为G 的货物匀速提升了h ，工人对绳子竖直向下的拉力恒为F ，下列说法正确的是（ ）
A ．拉力做的额外功是()4-F G h
B ．有用功为Gh
C ．拉力F 的功率为
3Fh
t
D ．滑轮组的机械效率随h 的增大而增大 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
AB ．由题意可知，滑轮组做的有用功是=有用W Gh ；三段绳子托着动滑轮，货物上升高度是h ，那么绳子自由端移动的距离是3s h =，拉力做的总功是
3W Fs Fh ==总
拉力做的额外功是
()-3-3-W W W Fh Gh F G h ===额总有用
A 错误、
B 正确；
C ．由上述可知，在时间t 内，绳子自由端移动的速度是
3s h v t t =
= 那么根据P Fv =可知，拉力F 的功率是
33h Fh
P Fv F t t
==?
= C 正确；
D ．由上述可知，滑轮组的机械效率是
33W Gh G W Fh F
η=
=
=有用总
从上式可看到，滑轮组的机械效率与h 无关，D 错误。 故选BC 。
19．为运送物体搭制的斜面如图所示，斜面长为s ，高为h ，用沿斜面向上的力F 把一个重为G 的物体由斜面底端以速度v 匀速拉到顶端。下列说法中正确的是（ ）
A ．整个过程中拉力F 所做的有用功W Gh =有
B ．整个过程中拉力F 所做的总功W Gh Fs =+总
C ．若斜面的机械效率为η，则拉力Gh F s
η=
D ．若斜面的机械效率为η，则物体与斜面间的摩擦力()
1-Gh f s
ηη= 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】
A ．使用斜面的目的是提升重物，因此克服物体重力所做的功是有用功，即W Gh =有，A 正确；
B ．使用斜面时，所做的额外功就是克服物体与斜面间的摩擦力做的功，即W fs =额；根据总功、额外功和有用功的关系可得，总功
W W W Gh fs =+=+总额有
B 错误；
C ．斜面所做的总功是W Fs =总，若斜面的机械效率是η，那么
100%100%W Gh
W Fs
η=
?=
?有总
变换可得
100%Gh Gh F s s
ηη=
?= C 正确； D ．由上述可知
W Gh fs =+总
即
100%Gh
Gh fs
η=
?+
变换可得物体与斜面间的摩擦力是
()
1-Gh f s
ηη=
D正确。
故选ACD。
20．如图所示，物体A在拉力的作用下沿水平面匀速运动了一段距离s，试比较拉力F1、F2及拉力所做的功W1、W2的大小（滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计）。下列判断正确的是
A．F1=2F2W1=W2
B．F1=1
2
F2W1=
1
2
W2
C．F1=4F2W1= W2
D．F1=1
4
F2W1=
1
4
W2
【答案】C
【解析】
【详解】
物体A在两种情况下的摩擦力f相等，上图滑轮是动滑轮，下图滑轮的轴固定不动，可以看做是特殊使用的定滑轮。则：
F1=2f
F2=1 2 f
故：
F1=4F2根据功的公式可知：
W1=F1×1
2
s=2f×
1
2
s=fs
W2=F2×2s=1
2
f×2s=fs
故：W1=W2，故选C。
机械效率计算题 1．用图6所示的滑轮组提升重物，已知物体重为200N， 人用125N的拉力向下拉动绳子，5s内可使物体匀速上 升2m求： （1）拉力所做的功和拉力的功率； （2）滑轮组的机械效率． 答案：（1）W=500J P=100W （2）80% 2．如图所示为一款塔式起重机，工作电压为380伏。当起重机吊起500千克重物以1米/秒速度匀速上升20米时，工作电流是18安；当起重臂水平旋转，带动重物在8秒内移动16米时，工作电流是5安。 (1)如果起重臂加长，那么平衡块质量应该________(填“增加”或“减小”)。 (2)请计算在整个过程中，起重机钢绳 对重物所做的功和起重机将电能转化成 机械能的效率(保留小数到％)。 答案：增加；1×105J；% 3．如图所示，工人用滑轮组提升重240N的物体，所用的拉力为150N，
物体在5s内匀速上升lm．求： (1)有用功； (2)滑轮组的机械效率； (3)拉力的功率． 答案：240J；80%；60W 4．随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们的住房条件也得到了很大的改善．小明家最近购置了一套新房，为了帮助爸爸将重600N 的装修材料运送到6m高的楼上，小明利用物理课上学过的滑轮组，设计了如图20甲所示的材料搬运方案(其中每个滑轮重30N，绳子足够长，所能承受的最大拉力为250N，不计绳重及摩擦)． (1)计算说明绳子的拉力是否超过绳子的最大承受力 (2)小明爸爸观察了该装置后，他想如果将该装置的滑轮位置颠倒(图20乙)是否会更省力一些，请你按照小明爸爸的想法，用笔画线在乙图绕上绳子并说明小明爸爸的想法是否正确． (3)求两种方案的机械效率之比 (4)综合分析评估两个方案，你认为哪个方案更好一些说明理由．
机械效率计算题 2.如图所示，物体重180N，动滑轮重20N，绳重和摩擦不计.在拉力F的作用下，物体正以0.1m/s的速度匀速上升.求： （1）拉力F； （2）拉力做功的功率； （3）动滑轮的机械效率. 3．如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为200N的泥桶，所用的拉力为80N，若工人在5S，内将泥桶匀速向上提升2m，则拉力的功率为_多少w，滑轮组的机械效率为多少。 4．如图所示，小明用滑轮组匀速提起一个重为600N的物体A，物体上升的速度为0．1m／s，人拉绳的力为250N，不计绳重和摩擦，人拉绳做功的功率为多少W，滑轮组的机械效率为多少，动滑轮重多少N． 5．重为120N、底面积为0．1m2的物体在20N的水平拉力F作用下沿水平地面向右匀速运动了10m，用时20s．求： (1)物体对地面的压强； (2)物体所受摩擦力的大小； (3)拉力所做的功和拉力的功率． 6、如图4所示的滑轮把重为1000牛的物体匀速提升12米，则作用在滑轮上的拉力F为______牛，绳子对重物所做的功为________焦，若提升重物所用的时间为1分钟，则绳子对重物做功的功率为________瓦。 7．如图8所示，用滑轮组提起重900N的物体，绳子自由端拉力F为400N，重物在20S内匀速上升了10m。求： (1)物体上升的速度。(2)提起物体所做的有用功。(3)滑轮组的机械效率。 8．在某次升国旗的仪式上，小强同学通过滑轮组将—质量为0．8千克的国旗缓缓匀速升高15米，如图所示。问：(1)小强匀速拉绳的力为多少?(2)此过程巾，小强对旗做了多少功?(3)如果升旗用了50秒的时间，则小强做功的功率为多大?(不计滑轮与绳的摩擦，滑轮、绳的质量忽略不汁，取g=10牛／千克)
吴老师物理辅导功和机械效率经典题集 1．（四川雅安）如图6所示，定滑轮重2N ，动滑轮重1N 。物体A 在拉力F 的作用下，1s 内将重为8N 的物体A 沿竖直方向匀速提高了0.2m 。如果不计绳重和摩擦，则以下计算结果正确的是 A ．绳子自由端移动速度为0.6m/s B ．滑轮组的机械效率为80% C ．拉力F 的功率为1.8W D ．拉力F 的大小为3n 2．（包头市）用图6所示的滑轮组将重10N 的物体匀速提升0．1m ，所用时间为２s ，作用在绳子末端的拉力F 为６Ｎ（不计绳重和绳与滑轮间的磨擦），下列计算结果正确的是（ ） Ａ．所做的有用功为１Ｊ Ｂ．动滑轮自重０．２Ｎ Ｃ．拉力Ｆ做功的功率为０．３Ｗ Ｄ．该滑轮组的机械效率为８３．３％ 3．（浙江绍兴）如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F 的作用，F 的大小与时间t 的关系和物体速度v 与时间t 的关系如图乙所示。则第2秒末 时，物体处于__________状态，第6秒末到第9秒末，推力F 做功是_________焦耳。 4．（四川遂宁）某实验小组在“测定滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图10中的甲、乙、丙所示。 (1)比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率 。 (2)填写实验3中的机械效率，比较第2次实验和第3次实验，可得结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮 次数 钩码重 G/N 钩码上升 高度h/m 有用功 W 有/J 测力计 拉力F/N 测力计移动 距离S/m 总功 W 总/J 机械 效率η 1 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1% 2 4 0.1 0.4 1.6 0. 3 0.48 83.3% 3 4 0.1 0.4 1.1 0.5 0.55 F 图6
中考物理一轮复习专题练习——杠杆机械效率计算题专练（有答案） 1．工人用杠杆将重为180 N的物体匀速提升0.5 m，做了100 J的功．求： （1）提升物体做的有用功； （2）杠杆的机械效率． 【答案】（1）90J；（2）90% 2．如图所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升，下表是提升物体时采集到的信息: (1)若不计杠杆自重和摩擦，求拉力F的大小; (2)若实际拉力F为90 N，求拉力做的总功及杠杆的机械效率. 【答案】(1)80N. (2)88.9%. 3．如图所示装置可以用来提升货物，O为杠杆OAB的支点，货物P重为120N，OA 长为AB的两倍．在作用于B端竖直向上拉力F的作用下，杠杆从图中水平位置缓慢匀速转至虚线位置，此过程中重物P上升的高度为0.4m，B端上升的高度为0.6m，拉力F 克服杠杆自重所做的额外功为12J，不计支点O处的摩擦阻力．
（1）求拉力所做的有用功W有用和拉力F的大小； （2）若用此装置将另一重为180N的货物Q缓慢提升0.4m，求此时拉力所做的总功和杠杆的机械效率η． 【答案】（1）48J；100N（2）84J；85.7% 4．有一种重心在支点处的杠杆,它与转轴间的摩擦较小,因此机械效率很高,若用这种杠杆将重为360N的物体匀速提升0.5m的过程中,杠杆的机械效率为90%。请问： （1）提升重物体时所做的有用功是多少? （2）提升重物体时所做的总功是多少？ 【答案】(1)180J；(2)200J 5．如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为16N的物体缓慢升高0.1m，拉力大小F=8N，拉力移动的距离为0.25m．求： （1）拉力所做的功多大？ （2）杠杆对重物所做的有用功多大？ （3）杠杆的机械效率是多少？ 【答案】（1）拉力所做的功为2J； （2）杠杆对重物所做的有用功为1.6J； （3）杠杆的机械效率是80%． 6．如图,使用杠杆提升重物,拉力F竖直向下,重物匀速缓慢上升,相关数据如下表:求 2
九年级物理机械效率测试题（附答案） 《机械效率》测试题一、填空题（每空1分，共30分）1．对完成工作任务无用而又必须做的功叫做_________，有用功和额外功 之和叫做___________。2．因为_________功总小于_________功，所以机械效率总小于1。提高机械效率的途径是减小___________功。3．板车上装有货物，一人拉着该板车将货物送到目的地，对货物所做的功叫_____功，对板车所做的功叫______功，如果目的 是送板车，则对板车所做的功叫_____功，对货物所做的功叫______功。4．一台起重机将3600N的货物提高4m，如果额外功是9600N，起重机做的有用功是____________，总功是___________，机械效率 是___________。5．利用一个动滑轮将重70N的物体匀速提高 6m，设动滑轮重10N，绳重和摩擦不计，则利用动滑轮所做的额外功是_____________，总功是___________，这个滑轮组的机械效率是 ___________。6．如图1所示，物重40N，滑轮重10N，用力F 匀速向上提起重物时，拉力F的大小为______，滑轮组的机械效率是________。（绳重和摩擦不计）7．某机械的机械效率为80%， 使用它做400J的有用功，需同时做________J的额外功。8．如图2是测定滑轮组的机械效率的实验装置，除了图中器材外，还需要___________和___________；除钩码重外，还要测出的数据有 ___________、____________、__________；弹簧测力计的拉力方向 应__________，钩码应___________上升；将图中钩码减少一个，则 滑轮组的机械效率将__________。9．如图3所示，物体A的质量是100kg，在力F的作用下物体以0．5m/s的速度沿水平方向匀速前进。若A与水平面间的摩擦力为物重的1/2，滑轮组的机械效率为80%，则5s内拉力的有用功是______J，拉力F是______N。（g取10N/kg）10．用图4所示的滑轮组甲和乙，提起同样重的物体时甲滑轮组的机械效率为η甲，乙滑轮组的机械效率为η乙，则可判定η甲 ______η乙；如果用乙滑轮组第一次提起重G1的重物，机械效率为η1，第二次提起重为G2的重物（G1> G2），机械效率为η2，则可 判定η1______η2。（不考虑绳重和摩擦的影响，且动滑轮的重力相等）二、选择题（每题3分，共30分）1．分别用杠杆、
机械效率计算题专题练习有答案和解析共14题 1．如图是用动滑轮提升贷物A的示意图。用300N竖直向上的拉力F使重500N的货物A在10s的时间内匀速竖直上升了2m。求： （1）提升贷物所做的有用功W有； （2）拉力通过的距离及拉力的功率P； （3）动滑轮的机械效率η。 2．在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组．为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30s时间，将水平路面上质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场．若故障车被拖离的速度是5m/s，绳子自由端的拉力F是500N，地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍．求： (1)拉力F在30s内所做的功； (2)整个装置的机械效率． 3．如图所示，电动起重机是通过电动机拉动绳子b带动滑轮组工作的装置（滑轮组的连接方式未画出）。质量为360kg的货箱放在水平地面上，与地面的接触面积是0.25cm2。求：
（1）当绳子a对货箱的拉力F a为600N时，货箱未离开地面，此时货箱对地面的压强是多大？（g取10N/kg） （2）在匀速拉起货箱的过程中，电动机把绳子b匀速收起了12m，绳子b的拉力F b做了2.4×104J的功，拉力F b是多大？ （3）在上述匀速拉起货箱的过程中，使用滑轮组所做的额外功是9.6×103J，滑轮组的机械效率是多大？ 4．如图甲所示，重为16N、底面积是40cm2的物体A在拉力F的作用下，5s内匀速运动了0.5m。拉力做的功随时间变化的图象如图乙所示。物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重G的0.25倍。求： （1）物体A静止在水平地面时对地面的压强 （2）5s内拉力F对物体A做的有用功 （3）滑轮组的机械效率 5．一个边长为20cm，质量为20kg的正方体石块静止在水平地面上。工人用如图所示的滑轮组将石块在10s内匀速提升5m，工人施加的动力F为125N．求：(不计绳重和摩
中考物理机械效率汇编 1．用图6所示的滑轮组提升重物，已知物体重为200N ，人用125N 的拉力向下拉动绳子，5s 内可使物体匀速上升2m 求： （1）拉力所做的功和拉力的功率； （2）滑轮组的机械效率． 2．如图所示为一起重机，工作电压为380伏。当起重机吊起500千克重物以1米/秒速度匀速上升20米时，工作电流是18安；当起重臂水平旋转，带动重物在8秒内移动16米时，工作电流是5安。 (1) 如果起重臂加长，那么平衡块质量应该________(填“增加”或“减小”)。 (2) (2)请计算在整个过程中，起重机钢绳对重物所做的功和起重机将电能转化成机械能的效率(保留小数到0.1％)。 3．如图所示，工人用滑轮组提升重240N 的物体，所用的拉力为150N ， 物体在5s 内匀速上升lm ．求： (1)有用功； (2)滑轮组的机械效率； (3)拉力的功率． 5. 如图22所示装置 ，绳重及摩擦不计。装卸工人将重为800N 的货物提至高处，人对绳的拉力F 1为500N ，货物在1min 内匀速上升了5m 。 （1）请在图上画出绳子的绕法；（2）求滑轮组的机械效率；（3）如果重物是600N ，要把重物提升5m ，求拉力做的功。 6．工人用如图所示的滑轮组提升重物，在10s 内将240N 的物体匀速提升2m ，已知工人的拉力为100N 不计绳重与摩擦阻力，求：（1）工人做功的功率；（2）滑轮组的机械效率；（3）如果用此滑轮组匀速提升300N 的重物，拉力应为多大？ 图22
7、 我省出现了百年不遇的特大旱灾，某校为保障师生的生活用水，紧急调来一台功率为15kw 的抽水机， 把水抽到距水面10m 高的蓄水池中，抽水机30分钟刚好将容积为18m 3的蓄水池抽满，求：（1）抽水机对水做的功；（2）抽水机的效率；（3）同学们，水是生命之源，请你写出日常生活中的两项节水措施。 8. 在场馆和楼房建设工地上，“塔吊”是常见的一种起重设备，如图19所示是“塔吊”的示意图.假设某塔吊配置的电动机铭牌上标有：额定电压380V ， 额定功率38kW ，线圈电阻0.4Ω．在一次吊起重物时，电动机正常工作20s ，把重物吊起20m ．求： （1）该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能．（2）电动机工作过程中，线圈产生的热量．（3）在该起重设备中，如果这次吊起重物的机械效率为80%，则被吊重物的质量为多少t ？ 9. 为了给蓄水塔抽水，新买了一单相螺杆自吸泵，其铭牌上的部分参数如下表：(吸程是指水泵到水面的 距离；扬程是指水能被抽到的最高点到水面的距离) (1)该铭牌中有一个参数是明显错误的，请你指出来，并通过计算加以说明. (2)该水泵连续正常抽水1h ，把水抽高了50m ，水泵对水做了多少功？此 时水泵的效率是多少？ (g 取10N/kg) 10．如图所示，小明同学用动滑轮提升900N 的木箱，木箱以0．5m ／s 的速度匀速上升2m ，所用拉力F 的大小为500N(不计绳重和摩擦)． (1)拉力F 做功的功率是多少?(2)动滑轮的机械效率是多少? 11．滑轮组在建筑中应用广泛，如图15所示为建筑工人自制的滑轮组。某工人用此滑轮组将质量为90kg 的重物提高5m ，所用的拉力是600N 。求： （1）该重物受到的重力； （2）工人通过滑轮组所做的有用功； （3）工人做的总功； （4）滑轮组的机械效率。 12．如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组，把重为500N 的箱 子匀速提升5m ，动滑轮的质量为8kg ，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg ． 图15 题24图
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题 1．如图，A物体重力为100N，B物体重力为30N，此时A物体恰好向右做匀速直线运动，A物体受到的滑动摩擦力为其重力的0.2倍，下列说法正确的是（不计绳重和摩擦）（） A．A物体受到的绳子的拉力为15N B．若将B物体的重力增加一倍，则A物体受到的摩擦力为35N C．动滑轮拉B物体的效率为75% D．若将A以0.1m/s的速度水平向左匀速拉动，拉力的功率为2W 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A．A物体恰好向右做匀速直线运动，摩擦力等于拉力，由题知，摩擦力 f=0.2G=0.2?100N=20N 故A物体受到的绳子的拉力为20N，故A错误； B．若把B的重增加一倍，但A与地面的粗糙程度不变，压力也不变，因此A受到的摩擦力也不会改变，故B错误； C．由图可知，n=2， A物体对绳子的拉力等于A物体受到的绳子的拉力，则动滑轮的重力 G动=2F-G B=2f- G B=2?20N-30N=10N 不计绳重和摩擦，则动滑轮拉B物体的效率 η=W W 有用 总 = W W W + 有用 有用额 =B G h Gh G h + 动 =B B G G G + 动 = 30N 30N10N + =75% 故C正确； D．若将A以0.1m/s的速度水平向左匀速拉动，摩擦力水平向右，大小不变，A物体受到的绳子的拉力不变，则拉力为原来的2倍，即40N，拉力的功率 P=W t = Fs t =F′v=40N?0.1m/s=4W 故D错误。故选C。
2．小黄用图所示的滑轮组经过10s 的时间，用150N 的拉力将一个重270N 的重物提高1m ，求此过程：拉力F 自由端拉出的距离是_____m ；小黄所做的有用功是_______J ；总功是_______J ；拉力做功的功率是______W 。 【答案】3 270 450 45 【解析】 【分析】 【详解】 [1]由图可知，滑轮组的承重绳子根数n =3根，则拉力自由端拉出的距离 s =nh =3×1m=3m [2]有用功 W 有用=Gh =270N×1m=270J [3]总功 W 总=Fs =150N×3m=450J [4]拉力做功的功率 450J 45W 10s W P t = ==总 3．如图所示，工人们用同一滑轮组，根据需要有两种方式来提起等重的建筑材料，若不计摩擦和绳重，则F 1______F 2，机械效率ηA ______ηB 。（填“>”“=”或“<”） 【答案】< = 【解析】 【分析】 【详解】 [1]由图可知，不计摩擦及绳重，绳子自由端拉力分别为 ()113F G G = +物动，()212 F G G =+物动 所以 1F F ２＜
四．计算题 1、（2013四川自贡）如图所示（滑轮组的绕绳未画出），人以600N 的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了1.5m ，重物匀速上升了0.5m ，已知滑轮组的机械效率为70%（g=10N/kg ）． （1）按题意画出滑轮组的绕绳． （2）人所做功的功率多大？ （3）被吊起的重物质量多大？ 解：（1）根据n=3，即动滑轮上绳子段数是3股； 则绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕，如图： （2）∵W 总=FS=600N×1.5m=900J； ∴P=W/t=900J/10s=90W． （3）∵S=nh；∴n=S/h=15m/05m=3； 由η=G/nF 得：G=ηnF=70%×3×600N=1260N； ∴m=G/g=1260N/10Nkg=126kg． 2．（2013乐山）某建筑工地用升降机提升大理石的示意图如图所示。升降机 货箱的重力是400N ，g 取10N/kg 。不计滑轮和钢丝绳的重力，不计摩擦。试求： （1）已知大理石的密度是2.8×103kg/m 3，每块大理石的体积是1.0×10-2m 3 ,则每块大理石的重力是多少？ （2）如果每根钢丝绳上能承受的最大拉力是2000N ，则该升降机一次最多能匀速提升多少块大理石？ （3）某次提升中，升降机在1min 内将货物匀速提升了15m ，钢丝绳的拉力是2000N 。则钢丝绳的拉力的 功率是多少？ (1) 每块大理石重： N Kg N m m Kg Vg mg G 280/10100.1/108.23233=????===-ρ （2分） (2) 升降机一次能提起的大理石块数： 块每块大理石重量能提起的大理石总重量2028040020003=-?== N N N n (3) 钢丝绳端移动的距离：m m h s 451533=?== （1分） 把货物提升15 m 做的功：J m N Fs W 4 109452000?=?== （1分） 升降机的功率：w s J J t W P 150060109min 110944=?=?== （1分） 3．（2013扬州）（6分）工人用如图所示的装置将重物提高5m ，已知物重为800N ，人对绳的拉力为500N 。 求此过程中： （1）做的做功。
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题 1．如图甲所示，实心物体A 漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动A ，使A 向下运动（运动过程中始终未碰到定滑轮）。此过程中，电动机拉力F 做的功W 随时间t 的变化图象如图乙所示。已知A 的体积为0.1m 3，密度为0.4×103kg/m 3，动滑轮重为300N 。不计绳重、摩擦和水的阻力，g 取10N/kg 。下列说法中正确的是（ ） A ．物体A 向下运动过程中，电动机拉着绳子的力逐渐变大 B ．物体A 受到的最大浮力为400N C ．物体A 向下运动的最小速度为0.2m/s D ．物体A 向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值为82.4% 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A ．由图可知，承担物重的绳子段数3n =，电动机拉着绳子的力 A 1 ()F G F G n = +-动 浮 物体A 向下运动过程中，浮力先变大、后不变，所以电动机拉着绳子的力先变大，后不变，故A 错误； B ．物体A 完全浸没在水中时受到的最大浮力，为 333110kg/m 10N/kg 0.1m 1000N F gV ρ==???=浮液排 故B 错误； C ．由m V ρ= 得，A 的质量 333A A A 0.410kg/m 0.1m 40kg m V ρ==??= A 的重力 A A 40kg 10N/kg 400N G m g ==?= 当A 完全浸没时绳子对物体A 的拉力最大，电动机对绳子的拉力也最大，不计绳重、摩擦和水的阻力，则电动机对绳子的最大拉力
()()A 11 1000N 400N 300N 300N 33 F F G G =? -+=?-+=浮动 由图乙可知，电动机工作时拉绳子的功率且保持不变，为 180J 180W 1s W P t = == 由W Fs P Fv t t = ==可知，绳子自由端运动的最小速度 180W 0.6m/s 300N P v F = ==绳 则物体向下运动的最小速度 11 0.6m/s 0.2m/s 33 v v ==?=绳 故C 正确； D ．当A 完全浸没后，滑轮组受到的拉力最大，此时滑轮组的机械效率最大，有用功 ()A W F G h =-浮有用 总功 ()()A A 1 33 W Fs F G G h F G G h == -+?=-+总浮动浮动 滑轮组机械效率的最大值 ()()A A A A 1000N 400N 100%66.7% 1000N 400N 300N F G h W F G W F G G F G G h η---= ===?≈-+-+-+浮 有用浮总浮动 浮动 故D 错误。 故选C 。 2．如图的装置中，物体B 重为30N ，每个滑轮重均为6N ，不计绳重及滑轮的摩擦。现用水平力F =20N 向右匀速拉动物体A ，物体B 也随滑轮匀速上升。则物体A 受到的摩擦力为_________N ，滑轮组的机械效率为_________%（百分号前保留2位小数）。 【答案】8 83.33 【解析】 【分析】 【详解】
1、用如下图所示的滑轮组吊起重物，不计绳重和摩擦。 （1）当物重为150N时，绳端所用的拉力是60N，此时滑轮组的机械效率是多少？（2）当所吊重物为300N时，10s内重物被匀速提高2m时，绳端拉力做功的功率是多少？ 2：如图所示。斜面长1m，高0.2m．；将10N重的物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端，需要用平行于斜面的力2.5N，那么： (1)斜面的机械效率是多少 (2)重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功 (3)为了提高该斜面的机械效率，同学们提出了一些建议： A、以较快的速度将重物匀速拉到斜面顶端 B、以较慢的速度将重物匀速拉到斜面顶端 C、改用光滑的、板长和高度均不变的斜面 其中建议____________(填番号)可以达到目的；理由是：______________________ 3、如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉至顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力F=50N，则该装置的机械效率为__________ 4、如图所示，将体积为2.0×10-3m3的木块，沿斜面匀速上拉 时弹簧测力计的示数为4N，松木沿斜面移动1m，上升的高度为30cm。求： （1）松木块的重力。 （2）斜面的机械效率。（g=10N/kg，ρ木=0.5×103kg/m3）5．用如图所示滑轮组将一物体匀速提高2m ，已知拉力大小恒为 F
60N，方向总保持竖直向上，动滑轮的质量为3kg，绳重和摩擦均不 计。求： （1）物体的重力； （2）该滑轮组在此过程中的机械效率（保留1位小数）。 6. （2012广安）如图8所示，将质量为100Kg的木箱，用一平行于斜面向上的力从底端匀速拉到斜面顶端，斜面长5m、高1.6m,在此过程斜面的机械效率为80%。则拉力做的有用功为 J,拉力所做的额外功为 J。 （g=10N/Kg） 7.（2012潍坊）小星用右图所示的滑轮组，将质量为30Kg的物体A匀速提升了0．5m.已知绳子自由端所用的拉力F为200N.则在这个过程中拉力做了_______J的功，该滑轮组的机械效率为________.（g=10N/kg） 8.（2012重庆）用如图所示滑轮组匀速提升重为200N的物体，人对绳的拉力为125N，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为。如果人的体重为600N，拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重为。 9.（2012安徽）如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用力F沿斜面把物重为G的物体从低端匀速拉到顶端。已知物体受到的摩擦力为f，则下列关于斜面的机械效率η的表达式正确的是 10. （2012泰安）如图所示，工人师傅用250N的力将重400N的物体匀速提升1m，在此过程中滑轮组的机械效率是（） A.80% C.125% D.20% 11．（2012自贡）如右图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体 在10s内匀速上升了1m，已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过 程中（） A．做的有用功是800J B．拉力F的功率是80W C．绳子自由端被拉下3m D．滑轮组的机械效率是60% 12.（2012呼和浩特）如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的 重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中 A.甲图省力，机械效率甲图大 B.甲图省力，机械效率一样大 C.乙图省力，机械效率乙图大 C.乙图省力，机械效率一样大
1，一名工人用如图11所示的滑轮组提起450N的重物，绳自由端的拉力F为200N，重物在5s内匀速上升了1m．则拉力的功率是______________W，滑轮组的机械效率是______________． 2．用图1所示装置提升重为900牛的物体A，加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升．求：（1）求此时滑轮组的机械效率；（2）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的重；（3）若提升的重物改为1200牛，此时滑轮组的机械效率又为多少？此时需要在绳自由端加多大的拉力才能将物体匀速拉起？ 图1 3如图22所示装置，绳重及摩擦不计。装卸工人将重为800N的货物提至高处，人对绳的拉力F1为500N，货物在1min内匀速上升了5m。 （1）请在图上画出绳子的绕法； （2）求滑轮组的机械效率； （3）如果重物是600N，要把重物提升5m，求拉力做的功。 G 图22 4．用动滑轮将重为80牛的物体匀速提升2米，拉力做功200焦．不考虑绳重和一切摩擦．（1）求此时动滑轮的机械效率；（2）如果该动滑轮匀速提升200牛的重物，拉力的功率为11瓦，则重物上升的速度是多大？ 图2 5．一个人用滑轮组匀速提升重G=128N的物体，滑轮组的机械效率为80%，在4s内人用F=40N的力使绳端移动4m．求出绳子的股数n。同时算出有用功的大小和总功功率． 6．用1225牛向下的拉力，通过机械效率为80%的滑轮组可以把重为4900牛的物体匀速提升起来．请画出这个滑轮组的装置图． 7．用图3所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动，所用拉力F的大小为40牛．（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物体A所受的摩擦力．（2）若滑轮组的机械效率为80%，求：物体A所受的摩擦力．图3
错误!未定义书签。.（20１0泰州)用图6所示的滑轮组提升重物,已知物体质量 为20kg，人用125N的拉力向下拉动绳子,5s内可使物体匀速上升2ｍ求: (１)重物的重，绳子移动的距离;(2）拉力所做的功和拉力的功率； (3)滑轮组的机械效率. 2．（2０10德州)如图2２所示装置，绳重及摩擦不计。装卸工人将重为80０N的货物提至高处,人对绳的拉力F1为500Ｎ,货物在1ｍｉｎ内匀速上升了5m。 （1）请在图上画出绳子的绕法，绳子移动的距离和速度； (2）求滑轮组的机械效率和拉力的功率，动滑轮的重； (3)如果重物是60０N,要把重物提升5m,求拉力的大小和拉力所做的功， 滑轮组的机械效率。 3．(2010龙岩）滑轮组在建筑中应用广泛,如图1５所示为建筑工人自制的滑轮组。某工人用此滑轮组将质量为90ｋｇ的重物用了5s时间提高了5m,所用的拉力是600Ｎ。求: （1)该重物受到的重力;(２）绳子移动的距离和速度 （3）工人通过滑轮组所做的有用功; (４）拉力的功率，工人做的总功；（5）滑轮组的机械效率。 4、（１０·达州)如图１７所示,是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取 泥土的情形。某次操作中，工人用400 N的拉力F在1分钟内将总重为90 ０ N的泥土匀速提升5 m。在这段时间内： (１）拉力F所做的有用功是多少? （2)拉力F做功的功率是多少？(3）滑轮组的机械效率是多大？ G 图22 图15
5.（2０1０苏州）（8分)如图所示，斜面长S=10m，高h=4m.用沿 斜面方向的推力F,将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到 顶端B.运动过程中克服摩擦力做了100J的功．求: (1)运动过程中克服物体的重力做的功； (2）斜面的机械效率; (3)推力F的大小． 6.（2010湛江）湛江港一装卸工人用如图１ｌ所示的滑轮组匀速提升质量为８0 k ｇ的正方体货物，所用的拉力F为５00Ｎ，绳子自由端在50s内被匀速拉下4m,求： (g取10N／kg) (1）提升前货物静止在地面上，与地面的接触面积为0．0４ｍ2，求货物对地面的压 强和货物的密度． (2)货物上升的高度和速度; (３)提升时绳子自由端的速度． (４)拉力F的功率.（4）此滑轮组的机械效率. ７.（１0·茂名）用如图所示的滑轮组去拉物体A，已知A物质的密度是２×１03kg／m3,底面积是0.3ｍ３,重力为600Ｎ。物体Ａ在F=1０0N的拉力作用下，沿水平方向匀速前进了2m。(ｇ取10Ｎ／kg)求: （1）物体A对水平地面的压强是多少? (2）物体Ａ的体积是多大? (3)若该装置的机械效率为80％,物体A 在水平方向上受到的阻力是多少
1、如图所示，现将重为5N的物体A沿长，高的斜面匀速从底端拉到顶端，在此过程中，F的大小恒为3N，所有时间是12s，求： （1）物体A从底端到顶端的平均速度； （2）物体A从底端到顶端过程中拉力F的功率； （3）求此斜面的机械效率．（保留一位小数） 2、建筑工地用如图l7所示的简易滑轮组提升砖块，某工人将重500 N的砖块一次性匀速提升到离地面4 m高的砌墙处，所用拉力为200 N，时间为20 s，这次提升砖块过程中：(计算结果保留一位小数) 求:(1) 利用此滑轮组做的有用功； (2)工人做的总功； （3）工人做功的功率； (4)该滑轮组的机械效率。 3、在农村常有家庭挖井取水，小明同学某次用如图甲所示的滑轮组提土时，将重为100N的土以s的速度从井中匀速提升，此时拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示．求： （1）拉力的功率； （2）滑轮组的机械效率； （3）拉力的大小．
4、“塔吊”是建筑工地上常见的起重设备，在汶川地震灾区救援现场，用“塔吊”可将很重的水泥板方便地吊起并安放到工作区域内。(g取10N／kg) (1)现有一“塔吊”如图所示，它有一水平臂AB，AO叫平衡臂，OB叫吊臂。C为可移动的滑轮组，C移动的范围是从O点到B点。已知：AO=10m，OB=50m。若“塔身”的宽度和铁架、滑轮组所受重力及摩擦均不计，在A端所装配重的质量为5t，要想起吊质量为的水泥板，为安全起吊，C应移动到离O多远的地方? (2)若“塔吊”20s内将质量为的水泥板匀速提高了4m，那么，“塔吊”提升水泥板的功率是多少?如果机械做的额外功是3×104J，“塔吊”的机械效率是多少? 5、如图甲所示装置中，物体甲重G甲＝150N，动滑轮重G轮＝50N，人重G人＝650N。轻杆AB可以绕O点转动，且OA∶OB＝5∶9。不计轴摩擦和绳重，当轻杆AB在水平位置时，整个装置处于平衡状态，地面对物体乙的支持力为F1＝210N。求： ⑴物体乙受到的重力G乙。 ⑵若用物体丙替换物体甲，并在物体乙的下方连接一个弹簧，如图乙所示，当轻杆AB 在水平位置时，整个装置处于平衡状态，弹簧对物体乙的作用力为F2＝780N。此时地面对人的支持力F3。
共享知识分享快乐 机械效率计算题练习题 1．小明利用如图所示的装置沿水平方向匀速拉动 一个重2000Ｎ，底面积为０．５m2的物体A时,A受到地面的摩擦力为６００Ｎ，作用在绳端的拉力为２５０Ｎ，则A对地面的压强是多少Pa；该装置的机械效率是多少． 的作用在拉力F20N，绳重和摩擦不计.2.如图所示，物体重180N，动滑轮重求：0.1m/s的速度匀速上升.下，物体正以；1）拉力F（）拉力做功的功率；（2. ）动滑轮的机械效率（3 ，80N．如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为200N的泥桶，所用的拉力为3 ，滑轮组的多少w，则拉力的功率为若工人在5S，内将泥桶匀速向上提升2m_ 机械效率为多少。 ，物体上升的速的物体A4．如图所示，小明用滑轮组匀速提起一个重为600N，不计绳重和摩擦，
人拉绳做功的功率为，人拉绳的力为250N0．1m／s度为 ．多少W，滑轮组的机械效率为多少，动滑轮重多少N 作用下沿水平的物体在20N的水平拉力F120N5．重为、底面积为0．1m2 10m，用时20s．求：地面向右匀速运动了(1)物体对地面的压强；(2)物体所受摩擦力的大小；(3)拉力所做的功和拉力的功率． 米，则作用在滑轮上1000牛的物体匀速提升126、如图4所示的滑轮把重为 焦，若提升重物所用________的拉力F为______牛，绳子对重物所做的功为瓦。的时间为1 分钟，则绳子对重物做功的功率为________ ，重的物体，绳子自由端拉力F为400N7．如图8所示，用滑轮组提起重900N 10m内匀速上升了。求：物在20S 滑轮组的机械效率。(3) (1)物体上升的速度。(2)提起物体
题型之三 有关机械效率的综合题 功与能内容包罗万象，计算公式繁多.形式往往把滑轮、功与功率、机械效率综合起来，要求我们把握知识间的内在联系，正确应用相应公式进行计算. （2014·聊城）一辆重2×10４ N 的四轮卡车，开进了一段泥泞的道路，不能继续行驶，司机找来一小型拖拉机绳子、动滑轮，采用如图所示装置，拖拉机在绳端用3 750 N 的水平拉力，将汽车以0.2 m/s 的速度水 平匀速拉出泥泞路段，用时10 s.若每一个车轮与地面接触面积为0.05 m ２. （1）求汽车对路面的压强； （2）求拉力F 做的功和功率； （3）若动滑轮的机械效率为80%，求汽车所受的阻力. 点拨：（1）卡车对地面的压力等于其自身重力，利用压强公式S F p = 可求得汽车对路面的压强；（2）利用速度公式变形s=vt 求出汽车前进的距离，根据动滑轮特点求出绳子移动的距离，再利用功的计算公式W=Fs 和t W P =求出拉力做的功和功率；（3）根据机械效率求得有用功，再利用W=Fs 变形求得牵引力，汽车匀速前进，牵引力等于车所受的阻力. 1.（2014·孝感）如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F 作用下，将重为105 N 的物 体匀速提起，在5 s 时间内绳子自由端移动的距离为s=3 m.图乙是滑轮组工作时的拉力 F 与绳自由端移动 距离s 的关系图. （1）计算物体上升的速度.
（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是_________，并列式计算出该物理量. （3）计算滑轮组提升该重物时的机械效率. 2.（2014·哈尔滨）如图所示，小机车通过滑轮组提升重物，机车的最大输出功率为10 kW 重物重3 500 N，动滑轮重500 N.机车所受摩擦阻力不计，绳重及滑轮转动时摩擦忽略不计. （1）滑轮组的机械效率是多少？ （2）若要求重物以1 m/s匀速提升，则机车能提升重物的最大重量为多少？ 3.（2014·昆明）用如图所示的滑轮，使一个铁块以0.2 m/s的速度匀速上升了1 m，已 知铁块的体积为10－３ m３,求：
初三物理机械效率 1．用图6所示的滑轮组提升重物，已知物体重为200N，人用125N的拉 力向下拉动绳子，5s内可使物体匀速上升2m求： （1）拉力所做的功和拉力的功率； （2）滑轮组的机械效率． 2．如图所示为一款塔式起重机，工作电压为380伏。当起重机吊起500千克重物以1米/秒速度匀速上升20米时，工作电流是18安；当起重臂水平旋转，带动重物在8秒内移动16米时，工作电流是5安。 (1)如果起重臂加长，那么平衡块质量应该________(填“增加”或“减小”)。 (2)请计算在整个过程中，起重机钢绳对重物所做的 功和起重机将电能转化成机械能的效率(保留小数到 0.1％)。 3．（2010南京）(6分)如图所示，工人用滑轮组提升重240N的物体，所用的拉力为150N，物体在5s内匀速上升lm．求： (1)有用功； (2)滑轮组的机械效率； (3)拉力的功率．
4．随着社会的发 展，人们生活水平 的提高，人们的住 房条件也得到了 很大的改善．小明 家最近购置了一 套新房，为了帮助 爸爸将重600N的 装修材料运送到 6m高的楼上，小明利用物理课上学过的滑轮组，设计了如图20甲所示的材料搬运方案(其中每个滑轮重30N，绳子足够长，所能承受的最大拉力为250N，不计绳重及摩擦)． (1)计算说明绳子的拉力是否超过绳子的最大承受力? (2)小明爸爸观察了该装置后，他想如果将该装置的滑轮位置颠倒(图20乙)是否会更省力一些，请你按照小明爸爸的想法，用笔画线在乙图绕上绳子并说明小明爸爸的想法是否正确． (3)求两种方案的机械效率之比? (4)综合分析评估两个方案，你认为哪个方案更好一些?说明理由． 5. （2010德州）如图22所示装置，绳重及摩擦不计。装卸工人将重为800N的货物提至高处，人对绳的拉力F1为500N，货物在1min内匀速上升了5m。 （1）请在图上画出绳子的绕法； （2）求滑轮组的机械效率； （3）如果重物是600N，要把重物提升5m，求拉力做的功。 G 图22
1．用图所示的滑轮组提升重物，已知物体质量为20kg，人用125N的拉力向 下拉动绳子，5s内可使物体匀速上升2m求： (1)重物的重力，绳子移动的距离;（2）拉力所做的功和拉力的功率； (3)滑轮组的机械效率． 2湛江港一装卸工人用如图1l所示的滑轮组匀速提升质量为80 kg的正方体 货物，所用的拉力F为500N，绳子自由端在50s内被匀速拉下4m，求： (g取10N／kg) (1)提升前货物静止在地面上，与地面的接触面积为0．04m2，求货物对地 面的压强和货物的密度． (2)货物上升的高度和速度; (3)提升时绳子自由端的速度． (4)拉力F的功率．(4)此滑轮组的机械效率． 3．如图所示，斜面长S=10m，高h=4m．用沿斜面方向的推力F， 将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B．运动过程 中克服摩擦力做了100J的功．求： (1)运动过程中克服物体的重力做的功； (2)斜面的机械效率；(3)推力F的大小． 4．用如图所示的滑轮组去拉物体A，已知A物质的密度是2 ×103kg／m3，底面积是0．3m3，重力为600N。物体A在F=100N的拉力作用下，沿水平方向匀速前进了2m。(g取10N／kg)求：(1)物体A对水平地面的压强是多少?(2)物体A的 体积是多大?(3)若该装置的机械效率为80％，物体A 在水平方向上受到的阻力是多少 5、一质量为6kg的石块，沉在装水的容器底部，某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m，但石块没有露出水面，如图所示，已知绳的自由端拉力为25N，求石块在上升过程中：
（1）石块受到的浮力为多少？（2）绳的自由端拉力做功为多少？（3） 动滑轮的机械效率为多少？ （ρ石=3×103kg/m 3，g=10N/kg ） 6如图8所示是小型建筑工地上使用的“罐笼式”提升机，用它能将放在罐笼A 中的建筑材料提升到高处。已知被提升的建筑材料的质量为280kg ，拉力F 将它以0.5m/s 的速度匀速提升到10m 的高度，拉力F 的功率为2kW 。不计摩擦及钢丝绳、动滑轮的重。求： （1）拉力F 对所提升的建筑材料做的功是多少？ （2）罐笼A 的重力是多少？ （3）提升机在提升建筑材料时的机械效率是多少？ 10、 7、为了将放置在水平地面上重G=100N 的重物提升到高处，小明同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置．当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F 拉绳时，重物的速度v 和高度随时间t 变化 的关系图象如图 （丙）（丁）所 示．绳对滑轮的拉 力方向均可看成在竖直方向．求： （1）在2～3s 内，拉力F 的功率P 及滑轮组的机械效率η．（2）在1～2s 内，拉力F 做的功W ．（3）若绳子能承受的最大拉力是1500N ，小李体重500N ，他站在地面向下拉绳子使物体匀速上升，最大能提升多重的物体。 A F 图 8
机械效率练习题 1．用图1所示装置提升重为900牛的物体A，加在绳自由端的拉 力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升．求：（1）求此 时滑轮组的机械效率；（2）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的 重；（3）若提升的重物改为1200牛，此时滑轮组的机械效率 又为多少？（4）在（3）问中需要在绳自由端加多大的拉力才能将物体 匀速拉起？ 图 1 2．用动滑轮将重为80牛的物体匀速提升2米，拉力做功200焦．不考虑绳重和一切摩擦．（1）求此时动滑轮的机械效率；（2）如果该动滑轮匀 速提升200牛的重物，拉力的功率为11瓦，则重物上升的速度是多大？ 图 2 3．一个人用滑轮组匀速提升重G=128N的物体，滑轮组的机械效率为80%，在4s内人用F=40N的力使绳端移动4m．（1）求出绳子的股数n；（2） 算出有用功的大小和总功功率． *5．用图3所示滑轮组拉着一重为100牛的
物体A沿水平面做匀速运动，所用拉力F的大小为40牛．（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物体A所受的摩擦力．（2）若滑轮组的机械效率为80%，求：物体A所受的摩擦力． 图3 6．如图4用40牛的拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，整个装置的机械效率为75%．求：（1）物体和动滑轮的重各是多 少？（2）若绳能承受的最大拉力为50牛，此装置的机械效 率最大可提高到多少？ 图4 7．如图5，用滑轮组拉着重为600牛的物体沿水平方向向右匀速移动了8米，拉力F 做的功为1280焦，（不计绳重和摩擦）求：（1）拉力的大小；（2）若动滑轮重为12牛，机械效率为多少？ *8．用如图7的装置提升重物，绳子能承受的最大拉力为120N，动滑轮重60N，绳重与摩擦不计．求：（1）用此滑轮组最多能将多重的物体匀速提升？（2）用此滑轮组提起重240N的物体，使它匀速上升，问人加在绳子自由端的拉力是多大？此时滑轮组的机械效率是多大？当物体以0.5m/s的速度上升时，拉力的功率是多大？（3）该滑轮组的机械效率最高可达到多少？