1.知道機(jī)械效率；
2.了解提高機(jī)械效率的途徑和意義。
【知識導(dǎo)圖】
【基礎(chǔ)知識】
知識點(diǎn)一： 機(jī)械效率
１.有用功：為達(dá)目的，必須要做的功。符號：W有 單位：焦耳（J）。
【知識拓展】
根據(jù)人們使用機(jī)械的不同，有用功的計算也不盡相同。例如：若使用機(jī)械的目的是提升重物，那么 克服物體的重力做的功就是有用功，即（W有=FS=G物h）。如果使用機(jī)械的目的是在水平面上平移重物，那么 克服物體與水平面間的摩擦力做的功是有用功，即（W有=FS=fS）。
公式：W有=W總－W額=W總η；
動滑輪、定滑輪及滑輪組提升重物模型：W有＝G物h
斜面模型：W有= G物h。
水平面拉動物體：W有＝fS
2.額外功：不需要但又不得不做的功。如：從井中打水時 提水桶和繩子所做功（對水桶和繩子所做的功）。
【知識拓展】
對于滑輪組提升重物的情況，克服動滑輪重、繩重等所做的功是額外功。在解題過程中，常忽略繩重和摩擦，則此時克服動滑輪重所做的功為額外功。利用斜面提升重物時，克服斜面摩擦所做的功為額外功。
公式：W額= W總－W有
豎直方向不計摩擦和繩重的動滑輪、滑輪組提升物體模型：W額=G動h（其中，G動：動滑輪的重力，h：物體上升的距離）。
斜面模型：W額=fS（其中，f：斜面對物體的摩擦力，S：物體在斜面上移動的距離）。
3.總功：有用功與額外功之和或動力（拉力）所做的功。
公式：
斜面模型：W總= fS+G物h=FS（其中，f：斜面對物體的摩擦力，S：物體在斜面上移動的距離，G物：物體的重力，h：物體上升的距離）。
機(jī)械效率：有用功跟總功的比值。機(jī)械效率計算公式：
斜面模型：見下圖
S h
知識點(diǎn)二：實(shí)驗探究：測量滑輪組的機(jī)械效率
【實(shí)驗?zāi)康摹繒y量滑輪組的機(jī)械效率。
【實(shí)驗原理】 （G物：動滑輪所拉物體的重力；h：動滑輪處物體上升的距離；F：繩子自由端的拉力；S：繩子自由端移動的距離）
【待測數(shù)據(jù)】物重G物、拉力F、重物上升的距離h、彈簧測力計移動的距離S

【實(shí)驗器材】鉤碼、滑輪組、鐵架臺、細(xì)線、彈簧測力計、刻度尺。
【實(shí)驗步驟】
（1）按如圖所示組裝滑輪組。
（2）將鉤碼掛在滑輪組下方，記錄下所掛鉤碼的重力G物，用彈簧測力計豎直向上拉住繩子自由端。
（3）將刻度尺放在如圖所示的位置，分別記錄下鉤碼和繩子自由端的起始位置A、B。
（4）用彈簧測力計勻速拉動繩子自由端，使物體勻速上升一段距離，記錄彈簧測力計的讀數(shù)，分別記錄下鉤碼和繩子自由端上升后所達(dá)到的末位置A1、B1。
（5）根據(jù)測量數(shù)據(jù)，分別計算出鉤碼上升的距離ｈ（h=A/-A）和繩子自由端移動的距離ｓ（s=B/-B），然后根據(jù)Ｗ有＝G物h和Ｗ總＝FS計算出有用功和總功，按 ，計算該滑輪組的機(jī)械效率。
（6）改變所掛鉤碼的重力，重復(fù)以上實(shí)驗步驟。
（7）鉤碼重力不變，改變動滑輪個數(shù)重復(fù)上述實(shí)驗步驟。
【實(shí)驗結(jié)論】
= 1 \* GB3 ①滑輪組機(jī)械效率與物體重力和動滑輪的個數(shù)有關(guān)；
= 2 \* GB3 ②同一滑輪組，提起的 物重（G物） 越重，滑輪組的機(jī)械效率越高；

= 3 \* GB3 ③不同的滑輪組機(jī)械效率不同，且在 物重（G物） 相同時，動滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低。
【考點(diǎn)方向】
1.步驟：必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高，目的：保證測力計示數(shù)大小不變，便于讀數(shù)。
2.結(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有：
（1）動滑輪越重，個數(shù)越多則額外功相對就多，機(jī)械效率就低（動重η低）。
（2）提升重物越重，做的有用功相對就多（物重η高）。
（3）摩擦，若各種摩擦越大，做的額外功就多（摩多η低）。
歸納：提高有用功能增加機(jī)械效率； 機(jī)械效率
減少額外功能增加機(jī)械效率。 的提高
3.同一滑輪組：繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率。
4.測量機(jī)械效率時，為什么不能使彈簧測力計靜止？機(jī)械效率會怎樣？
答：當(dāng)彈簧測力計靜止時，繩子和滑輪之間沒有摩擦力，拉力示數(shù)會變小，有用功在總功中占的比例增大，滑輪組的機(jī)械效率偏大。
5.實(shí)驗中改變鉤碼的數(shù)量，改變動滑輪的個數(shù)進(jìn)行多次實(shí)驗的目的是什么？(避免偶然性，使結(jié)論具有普遍性）。
答：改變鉤碼個數(shù)、改變動滑輪的個數(shù)從而獲得多組數(shù)據(jù)，這樣可以避免一組數(shù)據(jù)的偶然性，更能得出普遍性規(guī)律。
6.通過該實(shí)驗我們可以得出結(jié)論：增大物重或減少動滑輪的重力可以提高滑輪組的機(jī)械效率。
在生產(chǎn)和生活中經(jīng)常使用各種機(jī)械，關(guān)于機(jī)械的下列說法，正確的是（ ）
A．使用機(jī)械可以省力、省距離，也可以省功
B．機(jī)械做功越快，機(jī)械效率越高
C．使用機(jī)械可以省力或省距離，但不能省功
D．機(jī)械做功越多，機(jī)械效率越高
一個滑輪組經(jīng)改進(jìn)后，機(jī)械效率比原來大大提高，用該滑輪組將同一物體勻速提升同樣的高度，與改進(jìn)前相比（ ）
A．總功不變，但額外功減少了
B．總功不變，有用功增加了
C．有用功不變，總功減少了
D．做的有用功減少了
【作業(yè)幫】
1．在生產(chǎn)和生活中經(jīng)常使用各種機(jī)械，關(guān)于機(jī)械的下列說法，正確的是（ ）
A．使用機(jī)械可以省力、省距離，也可以省功
B．機(jī)械做功越快，機(jī)械效率越高
C．使用機(jī)械可以省力或省距離，但不能省功
D．機(jī)械做功越多，機(jī)械效率越高
2．甲、乙兩種機(jī)器所做的總功之比是2:3，機(jī)械效率之比是3:1，則它們所做的有用功之比（ ）
A．2:3B．2:1C．2:9D．9:2
3．下列做法中不能提高滑輪組機(jī)械效率的是
A．增加物體提升的高度B．使用輕質(zhì)動滑輪
C．增加物體的質(zhì)量D．在軸上加潤滑油
4．如圖所示，小明用桶把一些沙子運(yùn)上三樓。在此過程中（ ）
A．小明克服自身重力所做的功是總功
B．小明克服沙子重力所做的功是有用功
C．小明克服沙子重力所做的功是額外功
D．小明克服桶的重力所做的功是有用功
5.某實(shí)驗小組分別用如圖所示的甲、乙兩個滑輪組（每個滑輪重相同）在相同時間內(nèi)把重物G提升相同高度。若F1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做的總功相同B．力F1和F2做功的功率相同
C．兩個滑輪組機(jī)械效率一樣大D．甲滑輪組的機(jī)械效率比乙滑輪組高
6．如圖所示，在斜面上將一個重4.5N的物體勻速拉到高處，沿斜面向上的拉力為1.8N，斜面長s＝1.2m、高h(yuǎn)＝0.3m。把重物直接提升h所做的功作為有用功，則（ ）
A．有用功為1.35J，機(jī)械效率為75%
B．有用功為2.16J，機(jī)械效率為62.5%
C．有用功為1.35J，機(jī)械效率為62.5%
D．有用功為1.35J，機(jī)械效率為100%
7.如圖為了提升重物，我們選用了粗細(xì)均勻重為G的杠桿，不計杠桿支點(diǎn)處的摩擦，先后把同一個重物掛在A、B兩處，每次用力讓杠桿上升同樣的高度，下列說法正確的是（ ）
A．重物在A點(diǎn)處人做的有用功多機(jī)械效率高
B．重物在A和B點(diǎn)處杠桿的機(jī)械效率相等
C．重物在B點(diǎn)處做的有用功多，杠桿的機(jī)械效率高
D．重物在B點(diǎn)處做的額外功多，杠桿的機(jī)械效率高
8.如圖所示，物體A在拉力F的作用下，10s內(nèi)水平勻速運(yùn)動了5m，物體A與地面間的滑動摩擦力為270N，拉力F為150N。下列物理量計算正確的是（ ）
A．繩子自由端移動的速度是1.5 m/s
B．拉力F做功為750J
C．該滑輪組的機(jī)械效率是60%
D．拉力F的功率是150W
9.用如圖所示的滑輪組拉動物體，已知物體質(zhì)量為40kg，與地面的摩擦力為其重力的0.2倍。10s內(nèi)物體被拉動了10m，動滑輪重20N。（不計繩重和滑輪間的摩擦）下列說法中正確的是（ ）
A．自由端的拉力F為100N
B．滑輪組所做的有用功為4000J
C．拉力的功率為150W
D．滑輪組的機(jī)械效率為80%
10.當(dāng)你用桶從井中提水時，你對桶做的功是_____；如果桶掉進(jìn)井里，從井撈桶時，桶里帶著一些水，這時你對桶做的功是______，對水做的功是________（以上三空均選填“總功”?“額外功”或“有用功”）。當(dāng)你提著水桶在水平地面上勻速前進(jìn)，你對物體做功為_______J，理由是：___________。
11.用如圖所示的裝置勻速提升40N的重物，所用的拉力為25N，若不計繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率是_______%，若用此滑輪組提升重為90N的重物，則滑輪組的機(jī)械效率是_______%。
12.用六個相同的滑輪和繩子組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，分別將不同的物體G1和G2勻速提升相同高度，繩端所需的拉力F1∶F2=1∶2，G1∶G2=2∶3不計摩擦、繩和木板的重。則繩端拉力F做的功之比為W1∶W2=___________，滑輪組的機(jī)械效率之比η1：η2=_________。
13.小明在測量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗中，所用裝置如圖所示，實(shí)驗中每個鉤碼重2N，測得的數(shù)據(jù)如表：
（1）第1次實(shí)驗測得的機(jī)械效率為_______ ，（結(jié)果保留兩位小數(shù)）若不計繩重與摩擦，動滑輪重為_____N；
（2）分析第1、2次實(shí)驗數(shù)據(jù)可知：使用同一滑輪組可以通過_______來提高滑輪組的機(jī)械效率；分析第1、3次實(shí)驗數(shù)據(jù)可知：使用不同的滑輪組，提升相同的重物，動滑輪個數(shù)越多（即動滑輪總重越重），滑輪組的機(jī)械效率_______；
（3）分析第3、4次實(shí)驗數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度_______。
14.如圖所示，在40N的水平拉力F作用下，重200N的物體沿水平地面向左勻速直線運(yùn)動了2m，物體與地面的滑動摩擦力為90N。求：
（1）拉力所做的有用功；
（2）滑輪組的機(jī)械效率。
15.建筑工地的工人用如圖所示的滑輪組來提升重物。已知重物G=900N，不計繩重和摩擦，當(dāng)繩子自由端的拉力F=400N時，可將重物勻速提升2m。在此過程中，試求：
（1）拉力F做了多少功?
（2）滑輪組的機(jī)械效率是多少?
（3）若將該滑輪組的機(jī)械效率提高5%，需要用此滑輪組提升多重的重物?
物理量
實(shí)驗次數(shù)
鉤碼總重
G/N
鉤碼上升的高度
h/m
測力計示數(shù)
F/N
測力計移動距離
s/m
機(jī)械效率
η
1
4
0.1
1.8
0.3
2
6
0.1
2.4
0.3
83%
3
4
0.1
1.4
0.5
57%
4
4
0.2
1.4
1.0
57%
課時10.5 機(jī)械效率（幫課堂）（解析版）
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.知道機(jī)械效率；
2.了解提高機(jī)械效率的途徑和意義。
【知識導(dǎo)圖】
【基礎(chǔ)知識】
知識點(diǎn)一： 機(jī)械效率
１.有用功：為達(dá)目的，必須要做的功。符號：W有 單位：焦耳（J）。
【知識拓展】
根據(jù)人們使用機(jī)械的不同，有用功的計算也不盡相同。例如：若使用機(jī)械的目的是提升重物，那么 克服物體的重力做的功就是有用功，即（W有=FS=G物h）。如果使用機(jī)械的目的是在水平面上平移重物，那么 克服物體與水平面間的摩擦力做的功是有用功，即（W有=FS=fS）。
公式：W有=W總－W額=W總η；
動滑輪、定滑輪及滑輪組提升重物模型：W有＝G物h
斜面模型：W有= G物h。
水平面拉動物體：W有＝fS
2.額外功：不需要但又不得不做的功。如：從井中打水時 提水桶和繩子所做功（對水桶和繩子所做的功）。
【知識拓展】
對于滑輪組提升重物的情況，克服動滑輪重、繩重等所做的功是額外功。在解題過程中，常忽略繩重和摩擦，則此時克服動滑輪重所做的功為額外功。利用斜面提升重物時，克服斜面摩擦所做的功為額外功。
公式：W額= W總－W有
豎直方向不計摩擦和繩重的動滑輪、滑輪組提升物體模型：W額=G動h（其中，G動：動滑輪的重力，h：物體上升的距離）。
斜面模型：W額=fS（其中，f：斜面對物體的摩擦力，S：物體在斜面上移動的距離）。
3.總功：有用功與額外功之和或動力（拉力）所做的功。
公式：
斜面模型：W總= fS+G物h=FS（其中，f：斜面對物體的摩擦力，S：物體在斜面上移動的距離，G物：物體的重力，h：物體上升的距離）。
機(jī)械效率：有用功跟總功的比值。機(jī)械效率計算公式：
斜面模型：見下圖
S h
知識點(diǎn)二：實(shí)驗探究：測量滑輪組的機(jī)械效率
【實(shí)驗?zāi)康摹繒y量滑輪組的機(jī)械效率。
【實(shí)驗原理】 （G物：動滑輪所拉物體的重力；h：動滑輪處物體上升的距離；F：繩子自由端的拉力；S：繩子自由端移動的距離）
【待測數(shù)據(jù)】物重G物、拉力F、重物上升的距離h、彈簧測力計移動的距離S

【實(shí)驗器材】鉤碼、滑輪組、鐵架臺、細(xì)線、彈簧測力計、刻度尺。
【實(shí)驗步驟】
（1）按如圖所示組裝滑輪組。
（2）將鉤碼掛在滑輪組下方，記錄下所掛鉤碼的重力G物，用彈簧測力計豎直向上拉住繩子自由端。
（3）將刻度尺放在如圖所示的位置，分別記錄下鉤碼和繩子自由端的起始位置A、B。
（4）用彈簧測力計勻速拉動繩子自由端，使物體勻速上升一段距離，記錄彈簧測力計的讀數(shù)，分別記錄下鉤碼和繩子自由端上升后所達(dá)到的末位置A1、B1。
（5）根據(jù)測量數(shù)據(jù)，分別計算出鉤碼上升的距離ｈ（h=A/-A）和繩子自由端移動的距離ｓ（s=B/-B），然后根據(jù)Ｗ有＝G物h和Ｗ總＝FS計算出有用功和總功，按 ，計算該滑輪組的機(jī)械效率。
（6）改變所掛鉤碼的重力，重復(fù)以上實(shí)驗步驟。
（7）鉤碼重力不變，改變動滑輪個數(shù)重復(fù)上述實(shí)驗步驟。
【實(shí)驗結(jié)論】
= 1 \* GB3 ①滑輪組機(jī)械效率與物體重力和動滑輪的個數(shù)有關(guān)；
= 2 \* GB3 ②同一滑輪組，提起的 物重（G物） 越重，滑輪組的機(jī)械效率越高；

= 3 \* GB3 ③不同的滑輪組機(jī)械效率不同，且在 物重（G物） 相同時，動滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低。
【考點(diǎn)方向】
1.步驟：必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高，目的：保證測力計示數(shù)大小不變，便于讀數(shù)。
2.結(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有：
（1）動滑輪越重，個數(shù)越多則額外功相對就多，機(jī)械效率就低（動重η低）。
（2）提升重物越重，做的有用功相對就多（物重η高）。
（3）摩擦，若各種摩擦越大，做的額外功就多（摩多η低）。
歸納：提高有用功能增加機(jī)械效率； 機(jī)械效率
減少額外功能增加機(jī)械效率。 的提高
3.同一滑輪組：繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率。
4.測量機(jī)械效率時，為什么不能使彈簧測力計靜止？機(jī)械效率會怎樣？
答：當(dāng)彈簧測力計靜止時，繩子和滑輪之間沒有摩擦力，拉力示數(shù)會變小，有用功在總功中占的比例增大，滑輪組的機(jī)械效率偏大。
5.實(shí)驗中改變鉤碼的數(shù)量，改變動滑輪的個數(shù)進(jìn)行多次實(shí)驗的目的是什么？(避免偶然性，使結(jié)論具有普遍性）。
答：改變鉤碼個數(shù)、改變動滑輪的個數(shù)從而獲得多組數(shù)據(jù)，這樣可以避免一組數(shù)據(jù)的偶然性，更能得出普遍性規(guī)律。
6.通過該實(shí)驗我們可以得出結(jié)論：增大物重或減少動滑輪的重力可以提高滑輪組的機(jī)械效率。
在生產(chǎn)和生活中經(jīng)常使用各種機(jī)械，關(guān)于機(jī)械的下列說法，正確的是（ ）
A．使用機(jī)械可以省力、省距離，也可以省功
B．機(jī)械做功越快，機(jī)械效率越高
C．使用機(jī)械可以省力或省距離，但不能省功
D．機(jī)械做功越多，機(jī)械效率越高
【答案】C
【解析】AC．使用機(jī)械有時是為了省力，有時是為了省距離，有時是為了改變力的方向，但都不能省功，故A錯誤，C正確；
BD．由于機(jī)械效率是指有用功所占總功的比例，與做功快慢和做功多少無關(guān)，故BD錯誤。
故選C。
一個滑輪組經(jīng)改進(jìn)后，機(jī)械效率比原來大大提高，用該滑輪組將同一物體勻速提升同樣的高度，與改進(jìn)前相比（ ）
A．總功不變，但額外功減少了
B．總功不變，有用功增加了
C．有用功不變，總功減少了
D．做的有用功減少了
【答案】C
【解析】
由于把同一物體勻速提升同樣的高度，所以，利用滑輪組做的有用功相同，由于改裝后的機(jī)械效率高，所以，由知道，改裝后利用滑輪組做的總功減少，又因為
W總＝W有+W額
所以，改裝后利用滑輪組做的額外功減少，綜上所述，故ABD錯誤，C正確。
故選C。
【作業(yè)幫】
1．在生產(chǎn)和生活中經(jīng)常使用各種機(jī)械，關(guān)于機(jī)械的下列說法，正確的是（ ）
A．使用機(jī)械可以省力、省距離，也可以省功
B．機(jī)械做功越快，機(jī)械效率越高
C．使用機(jī)械可以省力或省距離，但不能省功
D．機(jī)械做功越多，機(jī)械效率越高
【答案】C
【解析】
AC．使用機(jī)械有時是為了省力，有時是為了省距離，有時是為了改變力的方向，但都不能省功，故A錯誤，C正確；
BD．由于機(jī)械效率是指有用功所占總功的比例，與做功快慢和做功多少無關(guān)，故BD錯誤。
故選C。
2．甲、乙兩種機(jī)器所做的總功之比是2:3，機(jī)械效率之比是3:1，則它們所做的有用功之比（ ）
A．2:3B．2:1C．2:9D．9:2
【答案】B
【解析】由可得
則它們有用功之比為
故選B。
3．下列做法中不能提高滑輪組機(jī)械效率的是
A．增加物體提升的高度B．使用輕質(zhì)動滑輪
C．增加物體的質(zhì)量D．在軸上加潤滑油
【答案】A
【解析】A．增大物體提升的高度，繩端移動的距離也變長了，滑輪組的機(jī)械效率：
η====
由此可知機(jī)械效率并不受影響，故A符合題意；
B．使用輕質(zhì)動滑輪，額外功減少了，在有用功一定時，滑輪組的機(jī)械效率會增大，故B不符合題意；
C．增大被提升物體的質(zhì)量，在動滑輪、摩擦不變的情況下，即額外功不變的情況下，有用功增大了，所以機(jī)械效率就提高了，故C不符合題意；
D．在軸上加潤滑油，減少摩擦，減少額外功，在有用功一定時，滑輪組的機(jī)械效率會增大，故D不符合題意。
4．如圖所示，小明用桶把一些沙子運(yùn)上三樓。在此過程中（ ）
A．小明克服自身重力所做的功是總功
B．小明克服沙子重力所做的功是有用功
C．小明克服沙子重力所做的功是額外功
D．小明克服桶的重力所做的功是有用功
【答案】B
【解析】
小明用桶把一些沙子運(yùn)上三樓，對克服沙子重力做的功為有用功；為了提升沙子不得不克服自身重力、克服桶的重力所做的功為額外功；克服沙子重力做的功、克服自身重力、克服桶的重力所做的功之和為總功；故ACD不符合題意，B符合題意。
故選B。
5.某實(shí)驗小組分別用如圖所示的甲、乙兩個滑輪組（每個滑輪重相同）在相同時間內(nèi)把重物G提升相同高度。若F1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做的總功相同B．力F1和F2做功的功率相同
C．兩個滑輪組機(jī)械效率一樣大D．甲滑輪組的機(jī)械效率比乙滑輪組高
【答案】D
【解析】
【分析】
由圖知，甲滑輪組中承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n=3，乙滑輪組中承擔(dān)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 可知，P甲總＜P乙總，故A錯誤；
CD．甲、乙兩滑輪組提升的物重G相同，設(shè)一個動滑輪的重為G動，不計繩重及摩擦，則甲滑輪組的機(jī)械效率為
甲100%
同理可得，乙滑輪組的機(jī)械效率為
乙
所以甲＞乙，故C錯誤，D正確。
故選D。
6．如圖所示，在斜面上將一個重4.5N的物體勻速拉到高處，沿斜面向上的拉力為1.8N，斜面長s＝1.2m、高h(yuǎn)＝0.3m。把重物直接提升h所做的功作為有用功，則（ ）
A．有用功為1.35J，機(jī)械效率為75%
B．有用功為2.16J，機(jī)械效率為62.5%
C．有用功為1.35J，機(jī)械效率為62.5%
D．有用功為1.35J，機(jī)械效率為100%
【答案】C
【解析】有用功
總功
機(jī)械效率
故選C。
7.如圖為了提升重物，我們選用了粗細(xì)均勻重為G的杠桿，不計杠桿支點(diǎn)處的摩擦，先后把同一個重物掛在A、B兩處，每次用力讓杠桿上升同樣的高度，下列說法正確的是（ ）
A．重物在A點(diǎn)處人做的有用功多機(jī)械效率高
B．重物在A和B點(diǎn)處杠桿的機(jī)械效率相等
C．重物在B點(diǎn)處做的有用功多，杠桿的機(jī)械效率高
D．重物在B點(diǎn)處做的額外功多，杠桿的機(jī)械效率高
【答案】C
【解析】利用杠桿提升重物，有用功W有用=Gh，在A、B兩處提升的是同一個重物，每次杠桿上升同樣的高度，而重物上升的高度hB＞hA，在A、B兩處人做的有用功不相同，重物在A點(diǎn)處做的有用功少；由圖可知在A、B兩處提升重物，每次用力讓杠桿上升同樣的高度，而杠桿的重心上升的高度hA′=hB′，額外功W額外=G桿h，所以額外功相同；在A、B兩處人對重物提升的高度不同，做的有用功不相同，因為，A有用功少，額外功一樣，可得ηA＜ηB，故ABD錯誤，C正確。
故選C。
8.如圖所示，物體A在拉力F的作用下，10s內(nèi)水平勻速運(yùn)動了5m，物體A與地面間的滑動摩擦力為270N，拉力F為150N。下列物理量計算正確的是（ ）
A．繩子自由端移動的速度是1.5 m/s
B．拉力F做功為750J
C．該滑輪組的機(jī)械效率是60%
D．拉力F的功率是150W
【答案】D
【解析】A．動滑輪上有兩段繩子承載，自由端移動的距離是物體移動距離的2倍，故自由端移動的距離
自由端移動的速度
故A錯誤；
B．拉力F做功
故B錯誤；
C．滑輪組做的有用功
滑輪組的機(jī)械效率
故C錯誤；
D．拉力F的功率
故D正確。故選D。
9.用如圖所示的滑輪組拉動物體，已知物體質(zhì)量為40kg，與地面的摩擦力為其重力的0.2倍。10s內(nèi)物體被拉動了10m，動滑輪重20N。（不計繩重和滑輪間的摩擦）下列說法中正確的是（ ）
A．自由端的拉力F為100N
B．滑輪組所做的有用功為4000J
C．拉力的功率為150W
D．滑輪組的機(jī)械效率為80%
【答案】D
【解析】
【分析】
由圖可知滑輪組中有一個動滑輪，且n=2，物體與地面的摩擦力為
不計繩重和滑輪間的摩擦，由受力平衡可知
則自由端的拉力F為
滑輪組所做的有用功為
拉力做功為
則拉力的功率為
滑輪組的機(jī)械效率為
故選D。
10.當(dāng)你用桶從井中提水時，你對桶做的功是_____；如果桶掉進(jìn)井里，從井撈桶時，桶里帶著一些水，這時你對桶做的功是______，對水做的功是________（以上三空均選填“總功”?“額外功”或“有用功”）。當(dāng)你提著水桶在水平地面上勻速前進(jìn)，你對物體做功為_______J，理由是：___________。
【答案】 額外功 有用功 額外功 0 在力的方向上沒有移動距離
【解析】
[1]當(dāng)用桶從井中提水時，對水做的功是有用功，對桶做的功是額外功。
[2][3]如果桶掉進(jìn)井里，從井撈桶時，桶里帶著一些水，這時對桶做的功是有用功，對水做的功是額外功。
[4][5]當(dāng)提著水桶在水平地面上勻速前進(jìn)，由于在拉力的方向上沒有移動距離，故對物體做功為零。
11.用如圖所示的裝置勻速提升40N的重物，所用的拉力為25N，若不計繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率是_______%，若用此滑輪組提升重為90N的重物，則滑輪組的機(jī)械效率是_______%。
【答案】 80 90
【解析】[1]勻速提升40N的重物，所用的拉力為25N，由圖中可以得到動滑輪上繩子根數(shù)n=2，則滑輪組的機(jī)械效率
[2]動滑輪的重力
用此滑輪組提升重為90N的重物，則滑輪組的機(jī)械效率
12.用六個相同的滑輪和繩子組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，分別將不同的物體G1和G2勻速提升相同高度，繩端所需的拉力F1∶F2=1∶2，G1∶G2=2∶3不計摩擦、繩和木板的重。則繩端拉力F做的功之比為W1∶W2=___________，滑輪組的機(jī)械效率之比η1：η2=_________。
【答案】 1∶4 8∶3
【解析】[1]由動滑輪的特點(diǎn)可知拉動重物時甲、乙動滑輪組每個繩端的拉力分別為、，則G1和G2受到的拉力為
由F1∶F2＝1∶2可知
因提升的高度相同所以根據(jù)W＝FS可得
[2]兩滑輪組做的有用功分別為
由G1∶G2＝2∶3可得
則
13.小明在測量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗中，所用裝置如圖所示，實(shí)驗中每個鉤碼重2N，測得的數(shù)據(jù)如表：
（1）第1次實(shí)驗測得的機(jī)械效率為_______ ，（結(jié)果保留兩位小數(shù)）若不計繩重與摩擦，動滑輪重為_____N；
（2）分析第1、2次實(shí)驗數(shù)據(jù)可知：使用同一滑輪組可以通過_______來提高滑輪組的機(jī)械效率；分析第1、3次實(shí)驗數(shù)據(jù)可知：使用不同的滑輪組，提升相同的重物，動滑輪個數(shù)越多（即動滑輪總重越重），滑輪組的機(jī)械效率_______；
（3）分析第3、4次實(shí)驗數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度_______。
【答案】 74.07% 1.4 增加物體重力 越低 無關(guān)
【解析】
（1）[1]第1次實(shí)驗測得的機(jī)械效率
[2]彈簧測力計的示數(shù)為1.8N，動滑輪上的繩子段數(shù)是3段，不計繩重與摩擦，則
實(shí)驗中每個鉤碼重2N，則
G=2×2N=4N
則動滑輪重
G動=3F-G=3×1.8N-4N=1.4N
（2）[3]由第1、2次實(shí)驗數(shù)據(jù)可知，提升重物不同，且提升重物越重，滑輪組的機(jī)械效率越高，即使用同一滑輪組，可以通過增加物體重力來提高滑輪組的機(jī)械效率。
[4]由第1、3次實(shí)驗數(shù)據(jù)可知，使用不同的滑輪組，提升相同的重物，動滑輪個數(shù)越多（即動滑輪總重越重），滑輪組的機(jī)械效率越低。
（3）[5]分析第3、4次實(shí)驗數(shù)據(jù)可知，物體被提升的高度不同，滑輪組的機(jī)械效率相同，滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度無關(guān)。
14.如圖所示，在40N的水平拉力F作用下，重200N的物體沿水平地面向左勻速直線運(yùn)動了2m，物體與地面的滑動摩擦力為90N。求：
（1）拉力所做的有用功；
（2）滑輪組的機(jī)械效率。
【答案】（1）180J；（2）75%
【解析】
解：（1）拉力所做的有用功
W有=fs物=90N×2m=180J
（2）由圖可知n=3，滑輪組的機(jī)械效率
答：（1）拉力所做的有用功為180J；
（2）滑輪組的機(jī)械效率為75%。
15.建筑工地的工人用如圖所示的滑輪組來提升重物。已知重物G=900N，不計繩重和摩擦，當(dāng)繩子自由端的拉力F=400N時，可將重物勻速提升2m。在此過程中，試求：
（1）拉力F做了多少功?
（2）滑輪組的機(jī)械效率是多少?
（3）若將該滑輪組的機(jī)械效率提高5%，需要用此滑輪組提升多重的重物?
【答案】（1）2400J；（2）75%；（3）1200N
【解析】解：（1）由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=3，則繩子自由端移動的距離
拉力F做功
（2）拉力做的有用功
滑輪組的機(jī)械效率
（3）不計繩重和摩擦，由
可得，動滑輪的重力
將該滑輪組的機(jī)械效率提高5%時，其機(jī)械效率為，設(shè)提升重物的重力為G′，因克服重物重力所做功為有用功，克服重物重力和動滑輪重力做的功為總功，所以，滑輪組的機(jī)械效率
解得
答：（1）拉力F做功2400J；
（2）滑輪組的機(jī)械效率是75%；
（3）若將該滑輪組的機(jī)械效率提高5%，需要用此滑輪組提升1200N的重物。物理量
實(shí)驗次數(shù)
鉤碼總重
G/N
鉤碼上升的高度
h/m
測力計示數(shù)
F/N
測力計移動距離
s/m
機(jī)械效率
η
1
4
0.1
1.8
0.3
2
6
0.1
2.4
0.3
83%
3
4
0.1
1.4
0.5
57%
4
4
0.2
1.4
1.0
57%

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