考点16： 机械效率

一．选择题1.（2017湖北荆州，第23题）如图所示,用F=50N 的水平拉力拉着重为200N 的物体A 沿水平地面匀速运动，且物体A运动的速度为0.2m/s,地面对物体 A 的摩擦力是物体 A 重的0.1 倍。

不计滑轮重力，则下列说法正确的是（）A. 10s 内物体A 克服与地面之间的摩擦力做的功是80JB．10s 内拉力F 做的功是100JC. 拉力F 的功率是20WD. 该装置的机械效率是80%【答案】D2.（2017湖北黄石，第10题）下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是（）A．指甲剪是省力省功的机械B．定滑轮不省力，但能改变力的方向C．滑轮组既省力，又省距离，还省功D．斜面的机械效率可以达到100%【答案】B【解析】A、指甲剪由三条杠杆组成，其中既有省力杠杆也有费力杠杆，但其最终可以达到省力的目的，所以为省力机械，但使用任何机械都不省功，故A错误；B、定滑轮的实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变力的方向，故B正确；C、滑轮组可以省力，但费距离，且不可能省功，故C错误；D、使用任何机械都要做额外功，所以机械效率不可能达到100%，故D错误．3.（2017山东东营，第8题）如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦。

若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是A．甲更省力，甲机械效率大B．乙更省力，机械效率一样大C．乙更省力，乙机械效率大D．甲更省力，机械效率一样大【答案】B4. （2017黑龙江哈尔滨，第24题）用如图所示的装置研究滑轮组机械效率，下列说法不正确的是A．弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动 B．测量机械效率的原理：η＝（W有用/ W总）×100%C．机械效率与动滑轮重力的大小有关 D．提高机械效率可以通过减小钩码的重力来实现【答案】D5.（2017贵州六盘水，第9题）如图所示在水平拉力F的作用下，使重300N的物体在水平桌面上以0．lm/s的速度匀速运动时，物体与桌面的摩擦力为60N（不计绳重，动滑轮重及摩擦），F及其功率的大小分别为（）A．20N 2W B．20N 6W C．60N 2W D．30N 6W【答案】B【解析】（1）由图可知，与动滑轮相连的绳子段数为3，则绳端的拉力：F=f=×60N=20N；（2）绳子自由端的速度为：v绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s；则拉力F的功率为：P=Fv绳=20N×0.3m/s=6W；故ACD错误，B正确。

6.（2017河北，第7题）用五个相同质量的滑轮和绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳子自由端分别用力将重力为G的物体匀速提升，乙滑轮组的效率为η乙，不计摩擦、绳和木板的重，下列说法正确的是（）A．两个滑轮组的机械效率可能相等B．F1一定大于F2C．每个滑轮重为D．甲、乙将重物提升相同的高度，F1与F2的功率可能相等【答案】BCD【解析】（1）由图可知，甲滑轮组只有1个动滑轮，乙滑轮组有2个动滑轮，且不计摩擦、绳和木板的重，因克服物体重力G做的功为有用功，克服物重和动滑轮重做的功为总功，所以，两滑轮组的机械效率分别为：η甲===，η乙===，则η甲＞η乙，故A错误；由η乙=可得，动滑轮的重力（即每个滑轮重）：G动=，故C正确；（2）由图可知，n甲=2，n乙=4，不计摩擦、绳和木板的重，则两滑轮组绳子的拉力分别为：F1=（G+G动）=（2G+2G动），F2=（G+2G动），因（2G+2G动）＞（G+2G动），所以，F1＞F2，故B正确；甲、乙将重物提升相同的高度，拉力做功为总功，则F1与F2的功率分别为：P甲==，P乙==，因t甲和t乙的关系不确定，所以，F1与F2的功率可能相等，故D正确．7. （2017湖南益阳，第6题）如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F1和F2的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度(不计绳重和一切摩擦)。

下列说法正确的是A．拉力F1小于拉力F2B．甲、乙两滑轮组的机械效率相同C．甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械D．甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等【答案】B8.（2017黑龙江龙东，第8题）分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组（不计绳重和摩擦，设每个滑轮质量相等），则下列选项中正确的是A.η组<η动<η定B.η动<η定<η组C.η定<η动<η组D.η定<η组<η动【答案】A9．（2017湖北孝感，第6题）用四个完全相同的滑轮，组装成两套滑轮组，用它们匀速提升同一物体时，其拉力分别为F1、F2，滑轮组的机械效率分别为η1、η2，如图所示，不计绳重和摩擦，下列选项中正确的是（）A.F 1＞F 2，η1＞η2B.F 1=F 2，η1=η2C.F 1＜F 2，η1＞η2D.F 1＜F 2，η1=η2【答案】D10．（2017湖北随州，第25题）同一物体（质量为m ）先用滑轮组（如图甲）匀速提升，后沿斜面（如图乙）匀速拉升，两次提升高度均为h ，两次拉力大小均为43mg ,斜面长AB =2h ，则这两次提升物体的机械效率比较A.η甲＞η乙B.η甲＜η乙C.η甲=η乙D.条件不足无法比较【答案】C11. （2017青海西宁，第12题）如图3所示，动滑轮重3 N ，用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子自由端，1 s 内将重为27 N 的物体提高0.2 m ，如果不计绳重及摩擦，则下列计算结果正确的是A.绳子自由端移动的速度为0.2 m/sB.滑轮组的机械效率为90%C.提升物体所做的有用功为6 JD.弹簧测力计的示数为9 N【答案】B12. （2017辽宁沈阳，第8题）如图4所示，大人利用滑轮将重物吊到二楼，孩子想帮忙，却把自己提了上去。

下列说法中正确的是A.该滑轮是定滑轮，使用它可以改变力的方向B.孩子受到的重力小于重物受到的重力C.大人拉绳的力所做的功是有用功D.孩子被提起，他的重力势能变大【答案】ABD13. （2017陕西，第6题）如图所示，某工地用滑轮组将重为5000 N的货物匀速提升6 m,所用时间为20 S，在绳的末端所用的拉力为2200 N，下列说法错误的是A.M处滑轮的作用是改变的方向B.提升货物过程的有用功是3×104 JC.拉力的功率为660 WD.若只增加货物所受的重物，滑轮组的机械效率将增大【答案】C14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.二、填空简答题1. （2017青海，第20题）某同学用如图7所示的滑轮组提升重物，物体在10s内被匀速提升了lm。

已知拉绳子的力F为500N，在提升重物的过程中，拉力做的有用功是800J。

物体的重力是____ N，拉力F做功的功率是_ ____ W，此滑轮组的机械效率是____ 。

【答案】800；100；80%。

2. （2017贵州铜仁，第34题）某工人用如图所示的装置，将G=900N的重物沿斜面向上匀速拉动4m用时30s，该过程中物体上升的竖直高度为2m，此装置的机械效率η=75%。

该过程中，工人所用的拉力F= N，拉力做功的功率P= W。

【答案】300 803. （2017黑龙江绥化，第23题）如图所示，工人利用滑轮组将200 N的重物匀速向上提升到2 m高的平台上，则他所用的拉力为N，绳子自由端向下移动的距离为m。

【答案】100 44. （2017黑龙江龙东，第22题）利用如图所示的滑轮组将一个重200 N的物体，匀速提高5 m，不计滑轮自重、绳重及摩擦，绳子自由端施加的拉力F为N。

若实际拉力F为60 N，则实际拉力F所做的功为J。

【答案】50 12005. （2017吉林，第15题）利用动滑轮把重30N的物体竖直向上提升5m，所用拉力是20N，拉力所做的功是_____J，动滑轮的机械效率是_____。

【答案】200 75％6. （2017江苏徐州，第29题）如图所示，用动滑轮提升重物，使用动滑轮的好处是________。

若物体重为4 N，弹簧测力计示数如图所示为________N，则动滑轮的机械效率为________。

【答案】省力24 83.3%【解析】使用动滑轮可以省力；弹簧测力计的分度值为0.2N，此时读数为2.4N；η=W有/W总×100%=Gh/Fs×100%=Gh/2hF×100%=4N/(2×2.4N)×100%=83.3%7. （2017江苏镇江，第14题）如图所示，用F=20N的拉力将重为G=30N物体匀速提升2m，不计轮轴间摩擦及绳重，则动滑轮重G动=______N，上述过程中有用功W有=______J，动滑轮的机械效率η=______。

【答案】108. （2017内蒙古赤峰，第14题）如图7所示是一种小型千斤顶的示意图，当手往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离，工人在4s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂1m，把1000N的重物匀速抬高8cm。

则重物上升的速度为________m/s，人做的功为______J，千斤顶的效率是______%。

【答案】0.02 100 809．（2017四川广元，第15题）用如图7所示的滑轮组在5 s内将重G=240 N的物体匀速向上提起3 m，拉力F=150 N，这个滑轮组的机械效率是。

如果忽略绳重和摩擦，动滑轮自重为N。

【答案】80% 6010．11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.三、作图题1.2.3.4.5.6.7.8.四、实验探究题1. （2017甘肃天水，第18题）如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重为6N．（1）实验时应竖直向上拉动弹簧测力计，测得拉力大小为2.5N．（2）若钩码上升的高度为10cm，该滑轮组的机械效率为．（3）若仅增加钩码的质量，则该滑轮组的机械效率将（选填“增大”、“减小”或“不变”）．【答案】（1）匀速；（2）80%；（3）增大．【解析】（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计；（2）由图示滑轮组可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3，滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=80%．（3）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，则有用功占总功的比例增大，也就是机械效率变大．2. （2017湖北宜昌，第28题）小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验．（如图所示），用相同的滑轮组提升不同数量的钩码，记录数据如表所示．实验钩码的钩码提升高拉力绳端移动的机械效率次数重力G/N 度h/mF/N 距离s/m η1 2 0.1 0.9 0.3 74%2 4 0.1 1.6 0.3 83%3 6 0.1 ①0.3 ②（1）观察如图中测力计的示数，表格中编号①的数值是，②的数值是．（2）小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法，汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义，请你指出以下三种提高效率的方法中，方法是与本实验同理的．方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量．方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑．（3）小明发现绳端移动的距离与钩码提升高度有固定的倍数关系，于是他认为钩码数量一定时，无论将钩码提升多高．都不影响该滑轮组的机械效率，小芳则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了，你认为的看法是正确的．【答案】（1）2.3；87%；（2）一；（3）小明．【解析】（1）由图知，弹簧测力计的分度值为0.1N，弹簧测力计的示数为2.3N；第三次实验滑轮组的机械效率：η===×100%≈87%；（2）小明通过分析表格中的数据知，同一滑轮组，物体越重，机械效率越高．方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员，是在额外功相同时，人越多，有用功越多，机械效率越高，故符合题意；方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量，是通过减小额外功来增加机械效率的，故不符合题意．方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑．提高滑轮组机械效率的方法是通过减小摩擦来增加机械效率的，故不符合题意，故选方法一与与本实验同理；（3）根据η====知机械效率与高度无关，故小明的正确．3. （2017江苏宿迁，第21题）有人说，同一机械的机械效率是不变的．小华设计了“探究滑轮组机械效率与所提升重物质量的关系”实验，来检验此说法是否正确．（1）用笔画线代替绳子，在图甲中画出最省力的绳子绕法．（2）如图乙所示，小华在实验中保持滑轮组不变，改变重物的质量，通过弹簧测力计匀速拉动绳子使重物缓缓上升，测得数据如下表（g取10N/kg）：序号重物质量/kg重物上升距离/cm弹簧测力计示数/N绳端移动距离/cm机械效率1 0.1 10 1.1 20 45.5%2 0.2 10 1.6 20 ---3 0.3 10 2.1 20 71.4%第2次实验中的机械效率是▲；根据表中数据可以得到，滑轮组的机械效率随所提升重物质量的增大而▲．【答案】（1）如图所示：（2）62.5% （3）增大4. （2017黑龙江齐齐哈尔，第25题）某小组在“测量滑轮组机械效率的实验”中的到的数据如下表所示，实验装置如图所示。