初中物理机械效率探究专题

《探究滑轮组的机械效率》专题练习1．如图甲所示，滑轮组在竖直向下的拉力F作用下，将重为1300N的物体匀速提起，在5s 时间内绳子自由端移动的距离为S=3m．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）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．（2）计算滑轮组提升该重物时的机械效率．（3）如图丙是该滑轮组的机械效率随物体的重力变化的图象（不计绳重与摩擦），求动滑轮重；（4）一个体重为500N的同学能用此滑轮组提起丙图中最重的物体吗？2．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下：次数钩码重/N动滑轮重/N钩码上升的距离/cm弹簧测力计的示数/N弹簧测力计上升的距离/cm机械效率1 2 0.8 5 1 15 66.7%2 4 0.8 5 1.7 15 \3 6 0.8 5 \ 15 83.3%（1）在实验操作中应该使钩码（选填“快速”或“缓慢”）上升；（2）进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为（保留三位有效数字）；（3）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为N，滑轮组做的有用功是J；（4）分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与有关；（5）分析表中数据可知，F≠，可能的原因是：；（6）某次实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F，钩码重记为G，动滑轮重记为G’，绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，不计绳子重及摩擦．则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中错误的是．A．η=B．η=C．η=D．η=1﹣．3．小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如图1所示．她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小多次测量，得下表所示的数据：斜面倾斜角θ小车重G/N斜面高h/m斜面长S/m拉力F/N有用功W有/J总功W总/J机械效率η12° 5 0.2 1 2.1 2.1 48% 30° 5 0.5 1 3.6 2.5 69% 45° 5 0.7 1 4.3 3.5 4.3（1）请你替小芳在上表的空格中填上适当的数据．（2）分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角θ越，斜面越省力，斜面的机械效率越．（3）实验过程中拉力的方向应与斜面．（4）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持不变，斜面的光滑程不变，只改变，这种研究问题的方法我们称之为法．（5）在上述实验中，物重，斜面长度不变，若不考虑斜面摩擦，如图2所示，哪个图能正确表示F与斜面高度h的关系．4．在简单机械中，把有倾斜的坡面称为斜面，它便于把重物推上某一高处．小明同学在某次课外活动课上想研究斜面的使用特点．他先用弹簧测力计把重为G的物体缓慢提起h高度，此时测力计的示数情况如图（a）所示．再分别用弹簧测力计把该物体沿着倾角不同的光滑斜面拉到h高度，测力计的示数情况如图（b）、（c）、（d）所示．请仔细观察图中的操作和测力计的示数变化，然后归纳得出初步结论．（1）比较图（a）与（b）〔或（a）与（c）或（a）与（d）〕两图可知：．（2）比较图（b）与（c）与（d）三图可知：．（3）某实验小组的同学们利用上面的三个斜面探究“斜面的机械效率”实验，他们在实验过程中收集的数据如下表：次数倾斜程度物块重力G/N 斜面高h/m 拉力F/N 斜面长s/m 机械效率η1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7%2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1%3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4%①实验过程中应拉动弹簧测力计沿斜面做运动．②分析表中的数据可知：在其它条件一定时，斜面越陡，机械效率越（高/低）．③该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，读出此时弹簧测力计的示数为4.5N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为（小数点后保留一位小数）．把第4次实验数据与第次测量结果相比较，还能得出：在其他条件一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低．④实验小组的同学发现在实验过程中弹簧测力计很难严格地沿斜面方向拉动（如图甲所示）．为了解决这个问题，实验小组的同学经过讨论后，决定利用一个滑轮来改进实验．请你在乙图中画出使用此滑轮的方法。

初中物理功、功率、机械效率例题及详细解析【典型例题】类型一、基础知识1、下面情况中，人对物体做功的是（）A. 举重运动员举着杠铃不动B. 人用力却没有把重物提起C. 某同学提着水桶在水平路面匀速行走D. 旅客提着行李走上楼梯【思路点拨】本题要抓住做功的两个必要因素：1．作用在物体上的力；2．物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可。

【答案】D【解析】A、B均属于“不动无功”型，有力作用但没通过距离；C属于“劳而无功”型，桶运动方向与施力方向垂直；D具备做功的两个必要因素，人对行李施力，行李沿拉力方向有移动距离，D选项中人对行李箱用向上的力，并且在力的方向上移动了距离，所以人对物体做了功。

【总结升华】做功要满足的两个要素是：作用在物体上的力；在力的方向上通过的距离。

举一反三：【变式】（多选）小车重200N，人用30N的水平力推小车沿水平路面匀速前进50m的过程中，下列判断正确的是（）A．重力没做功B．人对车做功10000JC．人对车做功1500J D．小车受到的阻力是230N【答案】AC2、某人用50N的力，将重30N的铅球抛到7m远处，这个人对铅球做的功为（）A、350JB、210JC、0D、无法计算【思路点拨】人推铅球，对铅球施加了力，并且铅球在该力的方向上移动了距离，根据功的公式W=Fs分析判断。

【答案】D【解析】铅球的运动可以分为两个阶段：第一个阶段是人推铅球，第二个阶段是铅球在空中飞行。

在第一个阶段人用力推动铅球，对铅球做功；在第二个阶段，铅球离开了人，人不再对铅球做功。

注意：在第一个阶段，在人推力的作用下，铅球移动了一段距离，但这个距离不是7m；具体是多少，题中未给出，无法判断。

【总结升华】本题考查了学生对功的公式的掌握和运用，关键是掌握做功的两个必要条件（一是力，二是在力的方向上移动的距离）。

举一反三：【变式】（2015•无锡）现有30包大米，总质量为150kg，小明想尽快将它们搬上10m高处的库房，如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图象，由图可知他可以提供的最大功率为_____W；为尽可能快地将大米搬上库房，他每次应搬_____包，若每次下楼时间是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间是_____s。

机械效率一．选择题1．某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率．保持O点位置不变，竖直向上拉动弹簧测力计使重为G的钩码缓慢匀速上升，在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出C、B两点上升的高度为h1、h2．则下列说法正确的是（）A．杠杆机械效率的表达式为B．杠杆机械效率的表达式为C．在如图水平位置拉升时F×OB=G×OAD．若弹簧测力计始终竖直向上拉，则测力计示数不断变化2．图1中力F1水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s．改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s，拉力为F2（如图2）．此过程滑轮组（）A．总功为F2s B．额外功为F1sC．机械效率为D．额外功为3F2s﹣F1s3．如图所示，小明用一个滑轮组匀速提升重为200N的物体．小明用125N的拉力，使物体在4s内上升了2m．此过程中（）A．小明做的有用功为250J B．动滑轮的重力为25NC．拉力的功率为125W D．滑轮组机械效率为62.5%4．小华分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度，每个滑轮的重均相等，不计绳重及摩擦．针对这一现象，小明得出了以下4个结论：①F1做的功等于F2做的功；②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率；③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力；④F1做功的功率等于F2做功的功率其中正确的结论共有几个？（）A．1个B．2个C．3个D．4个5．将规格完全相同的动滑轮，用绳子绕成甲、乙两个滑轮装置，如图所示．使用甲、乙两个装置分别匀速提升重力为G1和G2的两个物体，升高相同的高度．绳自由端施加竖直向上的拉力分别为F1和F2，甲、乙两装置的机械效率分别为η甲和η乙．已知：G1＞G2，F1＞F2，则下列判断正确的是（）A．η甲可能大于η乙B．η甲一定大于η乙C．η甲一定等于η乙D．η甲一定小于η乙6．如图所示，物体在沿斜面向上拉力的作用下，从倾角为30°的斜面底端匀速拉到斜面的顶端，已知物体所受重力为G，斜面的机械效率为75%，若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示，则（）A．F=G f=G B．F=G f=GC．F=G f=G D．F=G f=G7．如图，已知斜面倾角为30°，斜面高2m．小明沿斜面将重为400N的货物由底端匀速拉到顶端，用时10s．已知拉力大小为300N，绳重不计，则下列说法中正确的是（）A．小明对货物做的有用功是1200JB．小明对绳的拉力的功率是80WC．斜面的机械效率是66.7%D．物体受到斜面的摩擦力是90N8．如图所示，利用滑轮组匀速拉动放在水平地面上重为G的物体，物体移动的距离为S1，绳子自由端移动的距离为S2，A点的拉力为F A．下列说法正确的是（）A．F A=2FB．有用功为GS1C．物体受到地面的摩擦力为2FηD．额外功为FS2﹣GS19．一位建筑工人用了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m1，建筑材料的质量m2，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．下列表述正确的是（）A．绳子自由端移动的距离为3hB．工人做的有用功为m2ghC．工人做的额外功为2Fh﹣（m1+m2）ghD．动滑轮重为3F﹣（m1+m2）g10．用如图所示滑轮组提起重300N的货物，人所用的拉力为200N，绳子的自由端被拉下1m，在此过程中，下面说法不正确的是（）A．人用的拉力所做的总功为200 JB．滑轮组提升货物所做的有用功为100 JC．额外功为50 JD．滑轮组的机械效率为75%11．某人用如图所示的滑轮组提升重为800N的重物，在拉力F作用下，30s时间内，物体向上移动了12m，若滑轮组的机械效率为80%，绳重、摩擦阻力不计，则（）A．拉力做的功为12000JB．拉力的功率为50WC．绳子自由端被拉下距离为36mD．动滑轮重力大小为100N12．建筑工人小明要把建筑材料运送到楼上，他使用了如图所示的装置进行提升，第一次小明将质量为m的建筑材料放在吊篮中，在拉力为F的作用下匀速送到楼上；为了加快工程进度，第二次小明在吊篮中增加了△m的建筑材料在绳端施加一定拉力使其匀速送到楼上；那么小明第二次提升建筑材料时滑轮组的机械效率为（不计吊篮质量、绳重及摩擦）（）A．η=×100%B．η=×100%C．η=×100%D．η=×100%13．用如图所示的滑轮组，将陷在泥里的汽车匀速拉出，若汽车重为G，拉力的大小为F，汽车和地面间的摩擦力大小为f，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是（）A．B．C．D．14．利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是（）A．克服物体重力做的功是有用功B．克服物体受地面摩擦力做的功是有用功C．绳子自由端的拉力F做的功是有用功D．克服物体受地面摩擦力做的功是额外功15．如图所示，在大小为1000N的拉力F作用下，滑轮组将1800N的重物匀速提升了0.5m，设滑轮组摩擦不计．则在此过程中（）A．做的有用功是500JB．做的总功是1500JC．滑轮组的机械效率是90%D．若减缓重物的提升速度，滑轮组的机械效率会相应的减小16．一位建筑工人要把建筑材料运送到楼上，他使用了如图所示的装置进行升降．已知吊篮的质量为m1，建筑材料的质量为m2，人对绳子的拉力为F，吊篮在拉力的作用下匀速上升了h，不计绳重和轮与轴的摩擦．下列表述正确的是（）A．有用功为m2gh，滑轮组的机械效率为B．额外功为m1gh，动滑轮重为2F﹣m2gC．拉力F=（m1+m2）g，动滑轮上升的距离为hD．总功为3Fh，人拉绳子移动的距离为3h17．工人用如图所示的滑轮组将重为600N的物体在4s内匀速提升了2m，若每个滑轮重60N，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法正确的是（）A．绳端的拉力F为330NB．绳子自由端移动速度为0.5m/sC．有用功为1320JD．滑轮组的机械效率约为91%18．在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如图．为了尽快疏通道路，交警只用了30s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是1.5t的故障车匀速拖动了180m．绳子自由端的拉力F是500N，该装置的机械效率是80%．下列说法正确的是（）A．绳子自由端移动的速度是6m/sB．拉力F在30s内所做的功是9×104JC．故障车在被拖离过程中受到的阻力是1.5×104ND．故障车克服摩擦阻力做功2.16×105J19．如图所示的两个滑轮组分别把重力相等的两个物体提升相同的高度，所用的拉力F1=F2，比较两拉力所做的功W1．W2及两滑轮组的机械效率η1．η2，则有（）A．W1＞W2，η1＜η2B．W1＜W2，η1＜η2C．W1=W2，η1=η2D．W1＜W2，η1＞η220．小明在“探究杠杆的机械效率与哪些因素有关”时，提出了两种猜想，猜想1：可能与悬挂重物位置有关；猜想2：可能与物重有关．随后，他在A处悬挂二个钩码测出机械效率η1，在B处悬挂一个钩码测出机械效率η2，并重复多次，均发现η1＞η2，由此，他（）A．只能验证猜想1B．只能验证猜想2C．既能验证猜想1，也能验证猜想2D．既不能验证猜想1，也不能验证猜想2二．填空题21．如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，始终保持竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置：（1）请在图中画出杠杆在虚线位置时，杠杆所受测力计拉力（为杠杆的动力）的力臂L1，此杠杆式杠杆（选填“省力”、“费力”、“等臂”）．（2）图中测力计的示数F始终为2.5N，测力计上升的高度s为0.2m．物块重G为1.5N，物块上升高度h为0.3m，则拉力做的总功为，机械效率为．22．小明用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”．实验时，将总重为G的钩码挂在杠杆A处，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h，弹簧测力计的示数为F，其移动的距离为S，则杠杆的机械效率ηA=（用题中字母表示）．若将钩码移动到B点，仍将它匀速提升h的高度，则弹簧测力计的示数（＞/=/＜）F，杠杆的机械效率ηB（＞/=/＜）ηA，在这过程中要克服和做额外功．23．如图所示，一根均匀的细木棒OC，OA=OC，B为OC的中点．在C点施力将挂在A点的重为160N的物体匀速提升0.2m，木棒的机械效率为80%．这里的木棒是一种简单机械，称为，提升该物体做的有用功是J，木棒重为N（不计摩擦）24．如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB上的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为N．测力计竖直移动的距离S为0.2m，物块重G为1.5N，物块上升的高度h为0.3m，则杠杆的机械效率为%．使用杠杆提升物块的过程中，做额外功的原因之一是．25．如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB 下面的物块缓慢上升至虚线位置，物体上升的高度为30cm ，测力计上升的高度为20cm ，这一过程中杠杆的机械效率为90%，测力计的读数如图所示，则物块的重力为 N ．26．在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为6N ．若物体上升高度为10cm ，此时弹簧测力计的示数如图所示，则拉力做的有用功是J ，滑轮组的机械效率是 %．若仅增加物体的重，该滑轮组的机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）．（不计绳重及摩擦）三．实验探究题27．用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．（1）实验中，测力计的示数F 为 N ，钩码总重G 为1.0N ，钩码上升高度h 为0.1m ，测力计移动距离s 为0.3m ，则杠杆的机械效率为 %．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因： ．（2）一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A 、B 两点，测量并计算得到下表数据：次数 钩码悬挂点 钩码总重 G/N 钩码移动距离 h/m 拉力 F/N 测力计移动距离 s/m 机械效率 η/%1A点 1.50.100.70.3071.42B点 2.00.15 1.20.3083.3根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：；请简要说明两条理由：①；②．28．用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为1.2N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为%．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：．（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到如表所示的两组数据：次数钩码悬挂点钩码总重G/N钩码移动距离h/m拉力F/N测力计移动距离s/m机械效率η/%1A点 1.50.100.70.3071.42B点 2.00.15 1.20.3083.3根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：，原因是．参考答案一．选择题1．B2．D3．C4．D5．A6．B7．C8．C9．B10．B11．A12．A13．B14．B15．C16．A17．D18．D19．D20．D二．填空题21．（1）费力；（2）0.5J；90%．22．；＞；＞摩擦；杠杆重力．23．杠杆；32；20．24．2.5；90；杠杆本身有重力．25．1.5．26．0.6；83.3；增大．三．实验探究题27．（1）0.5；66.7；克服杠杆与支点间摩擦及杠杆自重做的额外功；（2）不能；①两次实验时钩码没有挂在同一位置；②一次对比实验所得结论是不可靠的．28．（1）66.7；由于使用杠杆时需要克服杠杆自重（克服摩擦力）等做功；（2）不能；两次实验时钩码没有挂在同一位置或者仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的．。

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，一工人利用如图所示的滑轮组在10s 内将质量为40kg 的物体匀速提升3m ，此过程中工人对地面的压强为6000Pa 。

已知工人与地面的接触面积为500cm 2，工人的质量和动滑轮质量之和为80kg ，不计绳重和摩擦。

则下列说法错误的是（ ）A ．工人用提升400N 重物的过程中，动滑轮做的有用功为1200JB ．工人用提升400N 重物的过程中，绳子自由端移动的速度为0.6m/sC ．用该滑轮组提升重为600N 的物体，机械效率为80%D ．工人的质量为60kg 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A ．动滑轮做的有用功40kg 10N/kg 3m=1200J ===W G h m gh ⨯⨯物物动有故A 正确，不符合题意；B ．由图知，绳子段数n =2，物体匀速提升3m ，绳子自由端移动距离s =6m ，绳子自由端移动的速度为6m 0.6m/s 10ss v t === 故B 正确，不符合题意；CD ．工人对地面的压强为6000Pa ，工人与地面的接触面积为500cm 2=0.05m 2，所以工人对地面的压力26000P N a 0=.30005m F pS ==⨯设动滑轮质量为m 动，则人的质量m 人=80kg -m 动因为n =2，所以()()11-=-+=-g+22F G F G G G m g m m g =人拉人物动人物动 代入数据，得出m 动=20kg ，m 人=60kg ，故D 正确，不符合题意。

用该滑轮组提升重为600N 的物体，机械效率为()=100%=1200%=100%=75%6+6+0000+00W G hG W G hNG GN NG η=⨯⨯⨯有物物总物动物动故C 错误，符合题意。

故选C 。

2．如图所示，用一动滑轮拉一物体A 以0.5m/s 的速度在水平面上作匀速直线运动，物体A 重为20N ，受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力为2.5N ，则在2s 内拉力做的功是________J ，滑轮的机械效率是________（不计滑轮重力）．【答案】5 80% 【解析】 【分析】 【详解】物体2s 移动的距离：s=vt=0.5m/s×2s=1m ， ∵使用的是动滑轮，∴拉力移动的距离：s′=2s=2×1m=2m ， 拉力做功：W=Fs′=2.5N×2m=5J ； ∵物体受到的摩擦阻力是物重的0.2倍， ∴f=0.2G=0.2×20N=4N ， 滑轮的机械效率： η====80%．故答案为5，80%．3．如图所示，用F =50N 的力通过滑轮组水平拉重为80N 的物体使其向左匀速运动0.4m ，在这个过程中拉力F 做功为_____J ，已知物体受到水平地面的摩擦力为60N ，该滑轮组的机械效率为_____（忽略绳子和动滑轮的重力）【答案】40 60% 【解析】 【分析】首先判断滑轮组有几段绳子受力，计算出拉力移动的距离，利用拉力做的总功；滑轮组所做的有用功为克服物体A 受到摩擦力所做的功，根据求出其大小，再根据效率公式求出滑轮组的机械效率。

%100nF f %100nS F S f %100S F S f %100W W W W W S F W S f W ⨯=⨯=⨯=⨯====拉物物拉物物绳拉物物总有用有用—总额外绳拉总物物有用额外功：总功：有用功：η初中效率专题一、滑轮组机械效率1、滑轮组的特点力的关系：）G +G （n 1=F 动物拉（不计绳重与摩擦）距离关系：物绳nS S = 速度关系：物绳nV V =2、竖直滑轮组（不计绳重与摩擦）3、水平滑轮组4、练习（基础）（1）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 。

（2）建筑工人用如图所示的装置把重400N 的物体匀速提升3m ．所用的手拉力f 物%100G G G %100h G S G h G %100W W %100nF G %100nh F h G %100h F h G %100W W h G h G S F W h G h G W h G W ⨯+=⨯+=⨯=⨯=⨯=⨯=⨯=+=====动物物物动物物物物总有用拉物物拉物物绳拉物物总有用物动物物绳拉总物动动动额外物物有用总功：额外功：有用功：ηη为300N．则该工人所做的有用功为J，总功为J，该滑轮组的机械效率是（保留三位有效数字）．若用该装置提升500N的重物，此时滑轮组的机械教率将（填“变大”、“变小”或“不变”）（3）如图所示，每个滑轮组重10N，分别用甲、已两种形式的滑轮组（不计绳重与摩擦），把重100N的物体2s内匀速上升了1m，图甲中车对绳子的拉力为N，图已中人的拉力的功率为w，机械效率为。

（4）如图所示，拉力F＝80N，物体重G＝120N，将绳子自由端匀速拉动，当物体被提高的距离h＝2m，求：①拉力所做的有用功W有用；②拉力所做的总功W总；③该滑轮组的机械效率η（5）如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图，已知物理的质量为600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75%，若人已0.5m/s的速度匀速前行，经100s货物拉出仓库，g=10N/kg，求在此过程中；①人做的有用功为多少？②人的拉力为多少？③人拉力的功率为多少？（6）如图，A物体在大小为10N拉力F作用下，以0.3m/s速度向右匀速运动（不计滑轮重、绳重及摩擦），若A物体与桌面的摩擦力为1N，下列说法错误的是（）A.拉力F做功的功率为3wB. b物体的质量为2.7kgC. b物体上升的速度是0.1m/sD. b物体运动1s则物体克服重力做3J功5、练习（提高）（1）（多选）两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升物体，若已知物重400N，绳子自由端的拉力为120N，则滑轮组的机械效率可为（）A.30%B.67%C.83%D.100%（2）（多选）用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，把重物匀速提起，绳子的最大承受力为300N，滑轮组的机械效率为60%，这样一次提升的重物最多有多重？（）A.360NB.540NC.600ND.1000N（3）用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、已两个滑轮组，若不计绳重和摩擦，两装置都匀速提升同一物体，则下列说法正确的是（）A.F1=F2，滑轮组的机械效率相同B.F1>F2,滑轮组的机械效率相同C.F1>F2，已滑轮组的机械效率高D.F1<F2，已滑轮组的机械效率高（5）为了将放置在水平地面上、重G=100 N的重物提升到高处。

1.如图甲所示，为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重9N．(1)若拉力大小为5N，该滑轮组的机械效率为________；(2)若不考虑绳重.绳子和滑轮之间的摩擦，只改变滑轮组绳子的绕法（如图乙所示），该滑轮组的机械效率将________；若只增加钩码的个数，该滑轮組的机械效率将________（选填“增大“.“减小“.“不变“）．2.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如下图：物理量 1 2 3钩码重G（N） 4 4 6钩码上升高度h（m）0.1 0.1 0.1绳端拉力F（N） 1.8 1.4 2.4绳端移动距离S（m）0.3 0.5 0.3甲乙机械效率η74%（1）通过表中数据可分析出实验1是用（填“甲”或“乙”）图做的实验，实验2是用（填“甲”或“乙”）图做的实验。

（2）请将表中空白处填上恰当的数据。

（百分号前保留整数）（3）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率___________。

（4）比较实验1和实验3可得正确结论：使用同一滑轮组，________________________，可以提高滑轮组的机械效率。

3.小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：（1）分析表中数据，回答以下问题：①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是________，应改为_________；②第3次实验中滑轮组的机械效率是_________；③滑轮组的机械效率与_________无关。

（2）小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图乙所示。

①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变________________________________；②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率__________（选填“相同”或“不相同”），理由是：____________________________________。

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15NB．若将B物体的重力增加一倍，则A物体受到的摩擦力为35NC．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=WW有用总=WW W+有用有用额=BG hGh G h+动=BBGG G+动=30N30N10N+=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=Wt=Fst=F′v=40N⨯0.1m/s=4W故D错误。

故选C。

2．如图所示，工人用250 N 的力将重400 N 的物体匀速提升2 m 。

若不计绳重及摩擦，绳子自由端移动的距离是____m ，动滑轮的重力为____N ，该滑轮组的机械效率是______。

【答案】4 100 80% 【解析】 【分析】 【详解】[1]由图可知，动滑轮上绳子段数为2，则绳子自由端移动距离为s =2h =2×2m=4m[2]拉力为250N ，物体中400N ，则根据动滑轮上绳子段数为2，可求动滑轮重力为G 滑=2F -G 物=2×250N-400N =100N[3]机械效率为()()400N100%100%100%80%400N+100N W G h W G G hη=⨯=⨯=⨯=+有物滑总物3．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 。

初中物理机械效率专题训练（含答案和解析）例1小文同学采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上，下列说法正确的是（）A. 甲种方法克服重力做功多B. 乙种方法更省力C. 两种方法的机械效率相等D. 两种情况下，机械效率不等点拨：根据功的原理，使用任何机械都不能省功，要么省力，要么省距离。

且使用机械之后，不仅不能省功，反倒要多做功，也就是多做一部分额外功，这就导致用了机械比不用机械时，机械效率更低。

而甲图中的斜面就是一种可以省力的机械。

A. 克服重力所做的功，就是W=Gh，也就是重力乘以重物被举高的高度，所以不管采用哪种方法，克服重力做的功都是一样的。

故此项与题意不符。

B. 乙图是直接搬重物，所以人用的力就等于重物的重力；甲图是利用斜面来搬运重物，而斜面是省力费距离的一种机械。

故甲图更省力，此项与题意不符。

C. 机械效率是有用功占总功的比率。

而使用机械（甲图的斜面就是一种机械）与不使用机械（乙图）相比，多了机械带来的额外功，所以甲图的机械效率更低。

此项与题意不符。

D. 由C项的分析可知，甲图的机械效率比乙图低。

此项与题意相符。

答案：D点评：本题的核心在于对功的原理的理解。

甲图是使用机械，乙图是不用机械，然后从做功、省力、机械效率等几个方面对两图进行比较，关键是知道使用机械不省功。

例2 斜面是一种简单机械，生活中人们常常利用它来省力。

小明想探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系”。

于是他找来木块A、长木板B、三个高度不同的长方体C和一把弹簧测力计进行实验，实验装置如图所示。

（1）除上述器材外，小明要完成实验还需要的一种器材是；（2）在实验过程中，应沿斜面向上拉动木块，使木块做运动；（3）使用斜面的目的是使物体的位置提高，需要克服的是物体的重力，所以W有用=Gh；总功就是沿斜面的拉力所做的功，所以W总=Fs；机械效率η=W有用/W总；第三次实验时，斜面的机械效率；（4）分析实验数据，看随着斜面倾斜程度的变大，机械效率是如何变化的，从而得出结论。

物理实验报告
班级：姓名：组数：
同组人：时间：
实验题目：测滑轮组的机械效率
实验目的：1.知道有用功、额外功和总功的含义及三者间的关系；
2.通过实验,加深对机械效率的理解
实验器材：滑轮组、弹簧测力计、钩码、铁架台、斜面、木块、米尺、钢钉、细线
（物理实验报告包括：实验题目、目的、器材、原理、步骤、数据记录及处理、结论、讨论或分析等）步骤：一．测滑轮组的机械效率：
1．把滑轮组安装好，记下钩码和绳自由端的初位置;
2．匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,从弹簧测力计读出拉力F 的值,并记下钩码和绳自由端的末位置，测出钩码上升的高度h和绳自由端移动的距离s,填入记录表格;
3．算出有用功W有、总功W总、机械效率η，填入表（一）中；
4．增加钩码个数，按以上步骤再测一组数据，比较两次机械效率的大小并分析原因。

二．测斜面的机械效率：
1．固定斜面的倾斜程度，将木块放于斜面底端并记下木块的初位置；
2．用测力计拉住木块沿斜面匀速上升到一定高度，测出拉力F 和木块的末位置，算出木块上升的高度和拉力移动的距离；
3．算出有用功W有、总功W总、机械效率η，填入表（二）中；
4．增加斜面的倾斜程度，按以上步骤再测两组数据，比较三次机械效率的大小并分析原因。

表（二）。