2015中考物理试题汇编：机械效率计算题含答案

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。

2015年九年级物理中考机械效率计算题1．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．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.4。

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18m3的蓄水池抽满，求：（1）抽水机对水做的功；（2）抽水机的效率；6．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?7．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。

8．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．（1）在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组．(2)在向上提升箱子的过程中，人对绳子的拉力为多大？(3)在向上提升箱子的过程中,滑轮组的机械效率为多少?9．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．运动过程中物体克服摩擦力做了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．10．一装卸工人用如图1l所示的滑轮组匀速提升质量为80kg的货物，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．（2）提升时绳子自由端的速度．（3)拉力F的功率．(4）此滑轮组的机械效率．11. 如图11所示，小明同学正利用滑轮组和金属水桶从深井中提水，若水桶的材料密度为8g/cm3,水桶质量为4Kg，水桶容积为20L。

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，拉力F将重120N 的物体沿水平方向移动lm,用时Is 。

运动时，物体与地面之 间的摩擦力为30N,此时滑轮组的机械效率为80%o 下列说法正确的是（）B. 克服动滑轮重力做额外功7.5J D.拉力的功率是37.5W【答案】D 【解析】 【分析】【详解】A.由图知，滑轮组由3段绳子拉着动滑轮，即“3,该滑轮组的机械效率则绳子自由端的拉力故A 错误；B. 滑轮组对物体做的有用功W 有用=/s = 30Nxlm = 30J滑轮组做的总功叫=F x 3s = 12.5N x 3 X lm=37.5 J额外功为叫=叫一叫用=37.5J-30J = 7.5J由于绳有重力，绳与滑轮之间有摩擦力，故此额外功包扌舌对动滑轮做的功和克服绳重及绳 与滑轮之间的摩擦做功的总和，故克服动滑轮重力做的额外功应小于7.5J,故B 错误；C. 由B 知对动滑轮重力做的额外功小于7.5J,动滑轮上升的高度为lm,根据W 二G" 知，动滑轮重小于7.5N,故C 错误；D. 拉力做的总功为37.5J,用时Is,由尸=£得拉力的功率为-4譽心故D 正确。

30N3x80%= 12.5NC.动滑轮重7.5N3x7；故选D。

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】⑴物体B重30N,动滑轮重6N,滑轮组需要提升的动滑轮与物体B总重为30N+6N=36N三段绳子与动滑轮接触，不考虑绳子重及摩擦，则需要对动滑轮右边的向上的绳子施加36Nm3 = 12N的力，物体才能匀速上升，以物体A为研究对象，其左边的绳子对其施加了向左的12N的拉力，它受到的向右的拉力为20N,物体A处于匀速直线运动状态，受到的力是平衡力，则其受到的向左的摩擦力为20N-12N=8N[2]滑轮组的机械效率为比=空=堂=空=邑= * = 83.33%W总Fs Fs Fx3h 3F 3xl2N3.如图所示，工人用250 N的力将重400 N的物体匀速提升2 m。

专题21 机械效率一．选择题（共8小题）1．（•福建）如图,用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度.与提升B相比,提升A的过程滑轮组的机械效率较大.若不计绳重与摩擦的影响,则提升A的过程（）A．额外功较小B．额外功较大C．总功较小 D．总功较大【分析】不计绳重及摩擦,利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度,做额外功相同；而总功等于有用功与额外功之和；机械效率是有用功与总功的比值.由此分析解答.【解答】解：AB、由题知,提起两物体所用的滑轮组相同,将物体提升相同的高度,不计绳重和摩擦,克服动滑轮重力所做的功是额外功,由W额=G动h知,提升A和B所做额外功相同,故A、B错误；CD、不计绳重与摩擦的影响,滑轮组的机械效率：η==,额外功相同,提升A物体时滑轮组的机械效率较大,所以提升A物体所做的有用功较大,其总功较大,故C错误、D正确.故选：D.2．（•自贡）如图所示,用滑轮组提升重物时,重400N的物体在10s内匀速上升了1m.已知拉绳子的力F为250N,则提升重物的过粒中（）A．做的总功是400J B．拉力F的功率是25WC．绳子自由端被拉下1m D．滑轮组的机械效率是80%【分析】（1）（3）已知拉力大小,由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2,则s=2h,求出拉力端移动距离,利用W=Fs可求总功；（2）知道做功时间,利用P=求出拉力F的功率；（4）已知物重和物体被提升高度,根据公式W=Gh可计算出有用功；利用效率公式η=求滑轮组的机械效率.【解答】解：AC、由图知,n=2,则绳子自由端移动的距离：s=2h=2×1m=2m,故C错误；拉力做的总功：W总=Fs=250N×2m=500J,故A错误；B、拉力F的功率：P===50W,故B错误；D、有用功：W有用=Gh=400N×1m=400J,滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%,故D正确.故选：D.3．（•东营）对物理概念的理解是学好物理的关键.关于功、功率和机械效率,下列说法正确的是（）A．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%B．做功多的机械,功率一定大C．功率大的机械,做功一定快D．做功快的机械,机械效率一定高【分析】（1）机械效率反映了机械的性能优劣,是有用功与总功的比值,与做功快慢没有关系；使用任何机械不可避免地做额外功,所以机械效率一定小于100%；（2）功率是描述物体做功快慢的物理量,它等于单位时间内所做的功,功率大则做功快.【解答】解：A、使用任何机械都要做额外功,所以总功一定大于有用功,即有用功与总功的比值一定小于1,也就是机械效率小于100%．故A错误；B、功率是做功多少与所用时间的比值.做功多,时间不确定,功率大小不能确定.故B错误；C、功率反映做功的快慢,功率大则做功快,功率小,则做功慢.故C正确；D、机械效率与做功快慢没有关系.故D错误.故选：C.4．（•攀枝花）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮等重）,在相同时间内把重物G 提升相同高度,F1和F2大小相等,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是（）A．力F1和F2做功的功率相同B．力F1和F2做的总功相同C．乙滑轮组更省力,两个滑轮组机械效率一样大D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高【分析】①使用滑轮组时,手拉绳子自由端做的功是总功；总功与所用时间之比是拉力做功的功率；②根据已知条件判断省力情况；利用公式η====比较滑轮组机械效率.【解答】解：由图知,甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3,乙滑轮组中承担物重的绳子段数n=4.AB、若重物上升高度为h,则两滑轮组中绳端移动的距离分别为：s甲=3h,s乙=4h；甲滑轮组中拉力做的总功为W甲总=F1•3h,乙滑轮组中拉力做的总功为W乙总=F2•4h,已知F1=F2,所以W甲总＜W乙总,故B错误；已知时间相同,由公式P=知,P甲总＜P乙总．故A错误；CD、已知F1=F2,所以省力情况相同,故C错误；甲、乙两滑轮组提升的物重G相同,设一个动滑轮的重为G动,不计绳重及摩擦,则甲滑轮组的机械效率为：η甲====,乙滑轮组中有2个动滑轮,同理可得,乙滑轮组的机械效率为：η乙=,所以η甲＞η乙,故C错误,D正确.故选：D.5．（•宜昌）下列有关起重机提升货物时机械效率的说法,正确的是（）A．有用功越多,机械效率越高B．同一起重机提起的货物越重,机械效率越高C．额外功越少,机械效率越高D．同一起重机提起同一货物越快,机械效率越高【分析】（1）机械效率是有用功与总功的比值.（2）增加物重,其他条件不变,有用功增多,有用功在总功中所占的比例增大,机械效率升高；（3）机械效率高的机械,说明所做有用功占总功的比值大,额外功所占总功的比值小,不是做的额外功越少, （4）机械做功的快慢指功率,机械效率大小与功率大小没有关系.【解答】解：A、机械效率是有用功与总功的比值,由于总功的多少不确定,所以无法判断有用功与总功比值的大小,即机械做的有用功越多,其机械效率不一定高,故A错误；B、起重机提起的货物越重,所做的额外功基本不变,有用功在总功中所占的比重越大,所以它的机械效率越大,故B正确；C、机械效率越高,说明所做有用功占总功的比值大,额外功所占总功的比值小,不是做的额外功越少,故C错误；D、使用滑轮组做功越快,说明功率越大,但机械效率与功率没有关系,故D错误.故选：B.6．（•广安）如图所示,斜面长3m,高0.6m,建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150N（忽略绳子的重力）.则下列说法正确的是（）A．斜面上的摩擦力是50N B．拉力的功率是50WC．拉力所做的功是300J D．斜面的机械效率是80%【分析】（1）利用W=Fs计算该过程拉力F做的功；利用W有=Gh求出有用功,利用W额=W总﹣W有求出额外功,然后利用W额=fs计算货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）斜面的机械效率等于有用功与总功之比.【解答】解：（1）拉力F做的功：W总=Fs=150N×3m=450J；有用功：W有用=Gh=500N×0.6m=300J,额外功：W额=W总﹣W有用=450J﹣300J=150J,由W额=fs可得,物体在斜面上受到的摩擦力：f===50N,故A正确、C错；（2）拉力的功率：P===75W,故B错；（3）斜面的机械效率：η==×100%≈66.7%,故D错.故选：A.7．（•深圳）如图为“测滑轮组机械效率”的实验.在弹簧测力计拉力作用下,重6N的物体2s内匀速上升0.1m,弹簧测力计示数如图示（不计绳重与摩擦）.下列说法错误的是（）A．弹簧测力计的拉力是2.4NB．物体上升的速度为0.05m/sC．弹簧测力计拉力的功率为0.12WD．滑轮组的机械效率约83.3%【分析】（1）先确定弹簧测力计的分度值,再根据指针位置读数；（2）利用速度公式求物体上升速度；（3）由图知,n=3,重物上升h,则拉力端移动的距离s=3h,利用W总=Fs求出拉力做的功；利用P=求拉力做功功率；（4）知道物体重,利用W=Gh求出有用功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比.【解答】解：A、由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为2.4N,故A正确；B、物体上升速度v===0.05m/s,故B正确；C、由图知,n=3,拉力端移动距离s=3h=3×0.1m=0.3m,拉力做功W总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J,拉力做功的功率：P===0.36W,故C错误；D、有用功W有=Gh=6N×0.1m=0.6J；滑轮组的机械效率：η==×100%≈83.3%,故D正确.故选：C.8．（2017•黑龙江）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【分析】克服物体的重力所做的功是有用功,由题知匀速提升同一物体到同一高度处,可知做的有用功相同；不计绳子质量和摩擦,额外功W额=G轮h,知道使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的动滑轮的个数为0、1、2,可以得出做的额外功的大小关系,由于W总=W有用+W额,可以得出所做的总功的大小关系,再利用效率公式比较三种情况下机械效率的高低.【解答】解：匀速提升同一物体到同一高度处,由W有用=Gh可知,三种情况下做的有用功相同,大小都为W有用；不计绳子质量和摩擦,所做的额外功：W额=G动h,使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时,动滑轮的个数分别为0、1、2,使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时,做的额外功：W额定＜W额动＜W额组,由W总=W有用+W额可知三种情况下做的总功：W定＜W动＜W组,由η=可知,使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的机械效率：η组＜η动＜η定.故选：A.二．多选题（共3小题）9．（•聊城）工人师傅搬运货物时,在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面,将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15s.已知车厢高 1.5m,木板长3m,货物质量为60kg,沿斜面所用的拉力为400N,g=10N/kg,则下列说法正确的是（）A．工人做的总功为900J B．工人做的额外功为300JC．工人做功的功率为60W D．此斜面的机械效率为75%【分析】根据功的计算公式W=Fs可求出拉力做的功,即总功；再根据P=可求功率；再根据W=Gh求出有用功；然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率.【解答】解：A、工人做的总功为：W总=Fs=400N×3m=1200J；故A错误；B、做的有用功为：W有=Gh=mgh=60kg×10N/kg×1.5m=900J；所做额外功为：W额=W总﹣W有=1200J﹣900J=300J；故B正确；C、工人做功的功率为：P===80W；故C错误；D、斜面的机械效率为：η==×100%=75%；故D正确；故选：BD.10．（•滨州）如图所示,重400N的物体在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．绳子自由端移动的距离为3mB．有用功为400JC．拉力F的功率为9WD．物体与地面间的滑动摩擦力为72N【分析】（1）知道物体移动速度和时间,利用s=vt求物体移动距离,由题知,n=3,拉力端移动的距离等于物体移动距离的3倍；（2）利用W=Fs求拉力做的总功,利用机械效率公式计算有用功；（3）利用功率公式求拉力做功功率；（4）知道机械效率和拉力大小,利用η=求摩擦力f.【解答】解：A、由图知,n=3,则绳子自由端移动的距离：s绳=3s物=3v物t=3×0.1m/s×10s=3m,故A正确；B、拉力做功为：W总=Fs绳=30N×3m=90J,有用功：W有=ηW总=80%×90J=72J,故B错误；C、拉力做功的功率：P===9W,故C正确；D、有用功W有=fs物,拉力做的总功W总=Fs绳,由η====得,物体与地面间的滑动摩擦力：f=η×3F=80%×3×30N=72N,故D正确.故选：ACD.11．（•通辽）如图,用滑轮组提升重物时,重400N的重物在10s内匀速上升了1m.已知拉绳子的力F为250N,不计绳重和摩擦,则提升重物的过程中（）A．绳子自由端下降速度为0.3m/sB．动滑轮的重力为100NC．拉力F的功率是40WD．滑轮组的机械效率是80%【分析】（1）由图知,n=2,绳子自由端移动的距离s=2h,利用速度公式求其速度；（2）不计绳重和摩擦,利用F=（G+G轮）求出动滑轮的重力；（3）利用W=Fs求总功,再利用P=求拉力做功功率；（4）利用W=Gh求有用功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比.【解答】解：A、由图可知,n=2,绳子自由端移动的距离s=2h=2×1m=2m,绳子自由端移动的速度v===0.2m/s,故A错；B、不计绳重和摩擦,拉力F=（G+G轮）,则动滑轮重力：G轮=2F﹣G=2×250N﹣400N=100N；故B正确；C、拉力做的总功：W总=Fs=250N×2m=500J,拉力的功率：P===50W,故C错误；D、有用功：W有用=Gh=400N×1m=400J,滑轮组的机械效率：η==×100%=80%,故D正确.故选：BD.三．填空题（共10小题）12．（•临沂）小明用如图所示的动滑轮提起140N的水桶,动滑轮重20N（不计绳重和摩擦）,小明拉绳子的动力为80 N；如果向水桶内再加入40N的水,提起时动滑轮的机械效率变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）.【分析】不计绳重和摩擦,人拉绳子自由端的拉力F=（G+G动）；用同一个滑轮组提升物体时,物重越大,效率越高.【解答】解：由图可知,该滑轮为动滑轮,有两段绳子拉着动滑轮,不计绳重和摩擦,则拉绳子的动力：F=（G+G动）=（140N+20N）=80N；使用同一滑轮组,在提升高度相同时,所做的额外功不变,增加水的重力,增大了有用功,所以有用功在总功中所占的比例变大,机械效率会变大.故答案为：80；变大.13．（•菏泽）使用同一个滑轮组提升物体,提升的物体质量越大,滑轮组的机械效率越高（填“越高”、“越低”或“不变”）【分析】提升的物体质量越大（即提升物体的重力越大）,在提升高度相同时,所做有用功越大；用同一个滑轮组提升物体,克服绳重、摩擦和动滑轮重力所做的额外功变化不大；根据有用功在总功中所占的比例可判断机械效率的变化情况.【解答】解：使用同一个滑轮组提升物体,提升的物体质量越大（即提升物体的重力越大）,在提升高度相同时,所做有用功越大,而所做的额外功变化不大,则有用功在总功中所占的比例越大,即滑轮组的机械效率越高.故答案为：越高.14．（•岳阳）用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为720N的货物匀速提高10m,所做的总功为12000J,此时滑轮组的机械效率为60% ；用该滑轮组提升更重的物体,机械效率会变大（选填“变小”、“不变”或“变大”）.【分析】知道物体重和提升的高度,利用W=Gh求有用功,又知道总功,利用效率公式求滑轮组的机械效率；用同一个滑轮组提升物体时,物重越大,效率越高.【解答】解：有用功：W有用=Gh=720N×10m=7200J；已知所做的总功：W总=12000J；则滑轮组的机械效率为：η==×100%=60%；用该滑轮组提升更重的物体,在提升高度相同时,由于物重增大,则有用功增大,而额外功几乎不变,所以有用功在总功中所占的比例变大,机械效率会变大.故答案为：60%；变大.15．（•云南）如图所示,用滑轮组把质量为80kg的物体匀速提升3m,若拉力F=500N,则滑轮组的机械效率为80% ,若不计绳重和摩擦,则动滑轮受到的重力为200 N.【分析】（1）知道物体质量,利用G=mg求其重力,再利用W=Gh求拉力做的有用功；由图知,n=2,拉力端移动距离s=2h,利用W=Fs求总功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比.（2）不计绳重和摩擦,拉力F=（G+G动）,据此求动滑轮重力.【解答】解：（1）物体的重力：G=mg=80kg×10N/kg=800N,做的有用功：W有用=Gh=800N×3m=2400J,由图知,n=2,拉力端移动距离s=2h=2×3m=6m,拉力做的总功：W总=Fs=500N×6m=3000J,滑轮组的机械效率：η==×100%=80%；（2）不计绳重和摩擦,拉力F=（G+G动）,则动滑轮重力：G动=2F﹣G=2×500N﹣800N=200N.故答案为：80%；200.16．（•枣庄）如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用F A、F B匀速提升重力为G A、G B的A、B（选填“＞”、“＜”或“=”）两物体,不计绳重和摩擦.若G A＞G B,则η甲＞η乙；若F A=F B,则G A＜G B．【分析】（1）不计绳重和摩擦,克服物体重力做的功为有用功,克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功,根据η=×100%=×100%=×100%结合G A＞G B比较两滑轮组的机械效率关系；（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据F=（G+G动）结合F A=F B得出提升物体的重力关系.【解答】解：（1）不计绳重和摩擦,克服物体重力做的功为有用功,克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功,则滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%,因物体的重力G越大,1+越小,越大,且动滑轮的重力相等,所以,G A＞G B时,η甲＞η乙；（2）由图可知,n甲=2,n乙=3,由F=（G+G动）可得,提升物体的重力：G=nF﹣G动,则F A=F B时,提升物体的重力关系为G A＜G B.故答案为：＞；＜.17．（•广州）小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体A,测出A移动的距离s、水平拉力F和A的重力G.（1）以上条件能否求出此时滑轮的机械效率η？不能,如果能,写出η的表达式；如果条件不足,写出还需补充的物理量的测量步骤和符号,并写出η的表达式η=×100% （η用题目已知及补充的物理量符号表示）（2）若A在10s内运动了4m,A的速度为0.4m/s .【分析】（1）根据η==可求出滑轮的机械效率,据此分析需要补充的物理量；（2）根据速度公式v=求出A的速度.【解答】解：（1）根据η==可知,要求出滑轮的机械效率,补充的物理量为：摩擦力f；测量摩擦力时应水平匀速拉动木块,使木块做匀速直线运动,木块处于平衡状态,由二力平衡条件可知,滑动摩擦力等于拉力；作用在动滑轮上有两段绳子,所以拉力F通过的距离为物体A移动距离的2倍,滑轮的机械效率为：η====×100%；（2）物体A的速度为：v===0.4m/s.故答案为：（1）不能；η=×100%；（2）0.4m/s.18．（•眉山）如图所示,一同学在用滑轮组匀速提升不同重物时,记录下了绳子自由端拉力F与对应所提升的物体的重力G,如下表：G/N 1 2 3 4 5 6F/N 0.8 1.3 1.8 2.3 2.8 3.3根据上表数据分析可知,绳子自由端拉力F与物体重力G的关系式为F= 0.5G+0.3N ；当物体重力G=10N 时,此滑轮组的机械效率η=94.3% .【分析】由表格数据,重力G每增大1N,绳子自由端的拉力F增大0.5N,所以F与G成一次函数关系,由此解答；根据物体的重力求出拉力的大小,然后根据机械效率公式求出机械效率.【解答】解：由表格数据可知,重力G每增大1N,绳子自由端的拉力F增大0.5N,所以F与G成一次函数关系,设F与G关系的表达式为F=kG+b,由表格第一组数据,当G=1N,F=0.8N,则：0.8N=k×1N+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①由表格第二组数据,当G=2N,F=1.3N,则：1.3N=k×2N+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②②﹣①可得k=0.5,将k=0.5代入①解得b=0.3N,所以拉力F与物体所受重力G的关系式：F=0.5G+0.3N；当物体重力G=10N时,此时的拉力：F=0.5×10N+0.3N=5.3N；由图可知,有两段绳子拉着动滑轮；滑轮组的机械效率为：η=====≈94.3%.故答案为：0.5G+0.3N；94.3%.19．（•安徽）如图所示,当工人师傅用400N的拉力向下拉绳时,可使重680N的重物匀速上升,此过程中滑轮组的机械效率为85% .【分析】已知拉力、物重,利用η=可计算滑轮组机械效率.【解答】解：由图可知,滑轮组承担物重的绳子段数：n=2,由η====得,滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=85%.故答案为：85%.20．（•安顺）工人借助如图所示的装置,在20s时间内将700N重的货物匀速提升了4m,已知他对绳子的拉力为500N．该过程中,工人所用装置的机械效率为70% ,工人对绳子拉力的功率为200 W.【分析】（1）根据图中滑轮组中线的绕法,有两段绳子承担总重,绳子自由端移动距离s=2h,利用滑轮组机械效率的公式η==计算出滑轮组的机械效率；（2）已知绳子自由端被拉下的距离,根据公式W=Fs可求出拉力所做的功；根据P=计算出拉力的功率. 【解答】解：（1）由图可知n=2,则绳子自由端移动的距离s=2h=2×4m=8m,工人所用装置的机械效率：η=×100%=×100%=×100%=70%.（2）拉力做的功：W=Fs=500N×8m=4000J,拉力的功率：P===200W.故答案为：70%,200.21．（•德阳）如图所示,沿斜面把质量为12kg的一个物体匀速拉到最高处,沿斜面向上的拉力是F=100N,斜面长2m、高1m,则其机械效率是60 %,物体所受摩擦力是40 N．（取g=10N/kg）【分析】①知道拉力大小,利用W=Fs求出总功,利用W=Gh求出有用功,利用效率公式求出斜面的机械效率.②克服摩擦力做的功即为额外功,根据W=fs求出摩擦力的大小.【解答】解：（1）有用功：W有=Gh=mgh=12kg×10N/kg×1m=120J；拉力做的总功：W总=Fs=100N×2m=200J；斜面的机械效率：η==×100%=60%；（2）额外功：W额=W总﹣W有=200J﹣120J=80J,由W额=fs可得,物体所受的摩擦力：f===40N.故答案为：60；40.四．实验探究题（共7小题）22．（•兰州）如图所示为测定动滑轮机械效率的示意图.用弹簧测力计拉动绳子自由端,将质量为200g的钩码从A位置匀速提升至B位置,同时弹簧测力计从图中的A′位置匀速竖直上升至B′位置,在此过程中,弹簧测力计对绳的拉力为F,弹簧测力计的示数如图乙所示,请根据所做实验进行分析（g=10N/kg）；（1）弹簧测力计的示数为 1.2 N：拉力F所做的功为0.048 J.（2）动滑轮的机械效率约为83.3% .（结果保留一位小数）【分析】（1）由乙图根据测力计分度值读数；由甲图知,绳子自由端移动的距离,根据W总=Fs求拉力F所做的功；（2）由图甲知,物体A上升的高度,根据G=mg求物体的重力；根据W有=Gh求做的有用功；根据η=×100%求动滑轮的机械效率.【解答】解：（1）由乙图知,测力计分度值为0.2N,示数为1.2N,由甲图知,绳子自由端移动的距离为：s=8.50cm﹣4.50cm=4.00cm,拉力F所做的功为：W总=Fs=1.2N×0.04m=0.048J；（2）由图甲知,物体A上升的高度h=2.00cm,物体的重力：G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,做的有用功：W有=Gh=2N×0.02m=0.04J,动滑轮的机械效率约为：η==×100%≈83.3%.故答案为：（1）1.2；0.048；（2）83.3%.23．（•绵阳）某小组同学测量滑轮组的机械效率.实验步骤有：（i）按照如图所示安装滑轮组,测钩码重力G并记钩码和绳端的位置（ii）用弹簧测力计缓慢拉动绳端,使钩码上升,读出拉力F的值,并测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s；（iii）记录实验数据填入表格中（表格略）；（iv）多次改变钩码的数量,重复上述实验；（v）用动滑轮质量不同的两个滑轮组吊相同的钩码,分别测机械效率；（vi）分析测量结果,讨论影响机械效率的因素回答以下问题：（1）除了如图所示器材和弹簧测力计外,还需要的器材是刻度尺.（2）滑轮组机械效率的计算公式是η=（用直接测得的物理量符号表示）.（3）关于影响滑轮组机械效率的因素,该小组同学讨论后得到以下认识,你认为正确的有ADE （填序号,可能不止一项正确）.A．在相同情况下,摩擦越大,机械效率越小B．在相同情况下,摩擦越大,机械效率越大C．忽略摩擦,定滑轮质量相同,则机械效率相同D．忽略摩擦,动滑轮质量相同,则机械效率相同E．忽略摩擦,动滑轮质量相同,所吊重物质量越大,则机械效率越大F．忽略摩擦,动滑轮质量相同,所吊重物质量越大,则机械效率越小【分析】（1）（2）滑轮组是用绳子把定滑轮和动滑轮组装而成的机械装置,根据滑轮组的机械效率公式η====分析探究所需要测量的工具以及测量的量、表达式；（3）滑轮组机械效率与物体重力、动滑轮的重力,以及摩擦力的大小有关,在有用功不变的情况下,所做的额外功越多,滑轮组的机械效率越低.【解答】解：（1）由图可知,除了滑轮,弹簧测力计外,还需要测量高度的刻度尺；（2）由滑轮组的图上可知,n=3滑轮组做的有用功为W有=Gh,总功为W总=Fs,机械效率的表达式为η==；（3）AB、在相同情况下,摩擦越大,所做的额外公功越多,机械效率越小,故A正确,B错误；CD、忽略摩擦,滑轮组的机械效率,与定滑轮的质量无关,动滑轮质量相同,重力相同,额外功相同,则机械效率相同,故C错误、D正确；EF、忽略摩擦,动滑轮质量相同,所吊重物质量越大,所做的有用功越多,则机械效率越大.故E正确、F错误. 故选ADE.故答案为：（1）刻度尺；（2）；（3）ADE.24．（•德州）测量滑轮组的机械效率：步骤如图所示为测量某滑轮组机械效率的实验装置.①实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计.②分析表中数据可知：实验2是用图乙做的实验.③实验序号3中的机械效率η=80% .装置图表格实验序号钩码重量G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η1 4 0.1 1.8 0.3 74%2 8 0.1 3.1 0.3 86%3 8 0.1 2.5 0.4结论通过比较1、2 （填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高.通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低问题讨论实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,有同学认为应静止时读数.你认为他的想法不正确（选填“正确”或“不正确”）,因为他没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响.【分析】（1）②根据绳子自由端移动的距离s与提升物体的高度h的关系,s=nh,求出实验1中绳子的有效段数分析；求出实验2中绳子的有效段数分析；③根据η==×100%求第3次实验的机械效率：（2）根据控制变量法,要探究滑轮组的机械效率与物重的关系,需要控制绳子的段数相同,改变物体的重力,找出合适的次数；比较实验2和3的相同条件和不同条件得出结论；（3）在测力计静止时,不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦考虑.【解答】解：（1）②根据绳子自由端移动的距离s与提升物体的高度h的关系,s=nh,故实验1中绳子的有效段数：n===3；实验2中绳子的有效段数：n===3；由表格数据知：第1次实验物体的重力为4N,第2次物体的重力为8N,故第1次是用甲图做的实验,第2次是用乙图做的：③第3次实验的机械效率：η3===×100%=80%；（2）根据控制变量法,要探究滑轮组的机械效率与物重的关系,需要控制绳子的段数相同,改变物体的重力,表格中1、2两次实验符合要求,可以得出结论：同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高. 比较实验2和3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,滑轮组的机械效率越低；（3）在弹簧测力计静止时读出了数据,由于不会克服绳与轮之间的摩擦,所以测得的拉力偏小,她的想法是。

2015年中考母题题源汇编：12滑轮组的机械效率（含解析）【中考母题再现】【湖北省孝感市2015年中考物理试题】（8分）如下图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。

已知井深12m ，物体重3610G N =⨯，汽车重G 车=3×104N ，汽车匀速拉绳子时的拉力32.210F N =⨯，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。

求：（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？ （2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）（3）若汽车运动的速度为3m /s ，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？ （4）汽车牵引力为多少？牵引力的功率为多少？【难点中心】本题考察滑轮组的机械效率的计算，涉及考点有对绳的拉力与物体重力的关系、绳子移动的距离与物体移动距离的关系、有用功额外功以及总功的计算；涉及物理量较多，公式较多，考试中失分较多，是中考的一难点。

【考点难点突破】 【知识链节】１、有用功：定义：对人们有用的功= 直接用手对重物所做的功（Gh ）公式：W 有用＝Gh （提升重物）=W 总－W 额=ηW 总 斜面：W 有用= Gh2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功公式：W 额= W 总－W 有用=G 动h （忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组） 斜面：W 额=f L3、总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功公式：W总=W有用＋W额=Fs= W有用／η斜面：W总= fL+Gh=FL由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。

通常用百分数表示。

某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。

【技能方法】为摩擦力）【热身训练】1【湛江市2015年中考物理模拟试卷】如图所示，不计绳重和摩擦，把重G=16N的物体匀速提起所用的拉力F=10N，则关于该动滑轮的说法中正确的是：（）A．动滑轮重4NB．该动滑轮的机械效率为62.5％C．提升物体的速度越快，机械效率越高D．使该用动滑轮要既省力又省距离2. 【广东省湛江市2015年中考物理模拟试卷】如图所示，不计绳重和摩擦，把重G=16N的物体匀速提起所用的拉力F=10N，则关于该动滑轮的说法中正确的是：( )A．动滑轮重4NB．该动滑轮的机械效率为62.5％C．提升物体的速度越快，机械效率越高D．使该用动滑轮要既省力又省距离3. 如图所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力为48N。

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，用平行于斜面的拉力F ，将重为8N 的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端。

若不考虑物体与斜面间的摩擦，则拉力F 为_____N ；若斜面的机械效率为80%，则此时拉力F 为_____N 。

若另一斜面的高度h 与长度s 之比为3:5，将重25N 的物体匀速拉至顶端的拉力为18N ，则该物体所受摩擦力为_____N 。

【答案】4 5 3 【解析】 【分析】不考虑物体与斜面间的摩擦，则用手做的功和用机械所做的功相等；可由Gh Fs =求出拉力；已知有用功和机械效率，可由机械效率变形公式求出总功，再由W Fs =总求出拉力；不考虑物体与斜面间的摩擦，由Gh Fs =求出拉力，然后与实际施加的拉力比较即可求出物体与斜面之间的摩擦力。

初三物理机械效率试题答案及解析1.某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物．不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）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，机械效率一样大D．乙图省力，机械效率乙图大【答案】C【解析】滑轮组可以用来省力，但要费距离。

滑轮组使用拉力的大小与动滑轮上绳子的段数有关，动滑轮上的绳子段数越多，越省力。

甲中动滑轮上有2段绳子，而乙滑轮组的动滑轮上有3段绳子，所以乙图更省力。

滑轮组的机械效率有关与物重、动滑轮重、绳重和摩擦有关，本题中不计绳重和摩擦，提起的物重也相同，动滑轮重也相同，所以它们的机械效率一样大。

【考点】滑轮组的使用特点及机械效率2.用如图所示的滑轮组匀速提升重为480N的物体G，所用拉力F为300N，将重物提升3m所用的时间为10s．求：(1)拉力所做的有用功 J；(2)拉力的功率 W；(3)滑轮组的机械效率．【答案】1440J 180W 80%=Gh=480N×3m=1440J（2）观察图片，与动滑轮相连的绳子段数为2根，读【解析】（1）W有用题知重物被提升3m，所以绳子自由端移动的距离为s=nh=2×3m=6m，所以=Fs=300N×6m=1800J，，（3）W总【考点】有用功、总功、功率、机械效率概念与计算。

3.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”）．【答案】1200 1800 66.7% 变大【解析】观察图片可知，有2段绳子承担物重，重物提升h=3m ，绳子末端移动距离s=2h=2×3m=6m ，拉力做的有用功： W 有用=Gh=400N×3m=1200J ；拉力做的总功： W 总=Fs=300N×6m=1800J ．滑轮组的机械效率：当提升重物的重力增加，做的有用功就变大，而额外功几乎不变，所以机械效率变大． 【考点】滑轮组的机械效率4. 某实验小组利用如图所示的装置测滑轮组机械效率，记录数据如下表：试验序号钩码g/N钩码上升的高绳端的拉力/N 绳端移动的距机械功率（1）实验时，应沿竖直方向 拉动弹簧测力计.（2）第②次实验中，拉力做的总功是 J ，滑轮组做的有用功是 J ，滑轮组的机械效率= %（结果保留一位小数）.【答案】（1）匀速；（2）0.72；0.6；83.3【解析】（1）匀速拉动弹簧测力计时，整个系统处于平衡状态，且弹簧秤示数稳定，便于读数；（2）【考点】机械效率5. 如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W 1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W 2，机械效率为η2．若不计绳重与摩擦，则A ．W 1 = W 2，η1 =η2B ．W 1 <W 2，η1>η2C ．W 1 < W 2，η1 <η2D ．W 1 > W 2，η1 <η2【答案】B【解析】本题中提升同一袋沙子到二楼，克服沙子重力做的有用功相同。