初中物理人教版八年级下册12.3 机械效率精品课时练习

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人教版 八年级物理下册 第12章《简单机械》
第3节 机械效率 讲义
（知识点总结+例题讲解）

序号
知识点
难易程度
例题数
变式题数
合计
一
有用功和额外功
★
3
3
22
二
机械效率
★★
4
4
三
测量滑轮组的机械效率
★★
2
2
四
杠杆和斜面的机械效率
★★
2
2

一、有用功、额外功、总功：
1.有用功（W有） ：为了达到工作目的，必须要做的功。
如右图，克服物体重力所做的功就是有用功：
W有=Gh
G：物体的重力；
h：物体提升的高度；
2.额外功（W额）：对人们没有用但不得不做的功；
3.总功（W总）：利用机械做功时，对机械所做的功叫做总功；
4.说明：
（1）W总=W有+W额
（2）总功、有用功、额外功的单位都是焦（J）。
5.杠杆和斜面做功：






【例题1】水桶掉进水里，打捞时桶里带些水，下列所述中属于有用功的是（　　）
A.把桶中水提高做的功 B.手对绳子拉力做的功
C.提整个桶做的功 D.把桶提高做的功
【答案】D
【解析】从有用功、额外功和总功的定义方面进行解答；有用功的定义是完成一件事情而不得不做的功，简单理解，有用功是与你的目的直接相关的；其他无实用价值而又不得不做的功，叫额外功。
解：水桶掉进水里，我们的目的就是为了把桶提上来，所以对桶做的功为有用功；
但水桶里面有一些水，又不得不对水做功，所以对水做的功为额外功；
手对绳子拉力做的功，包括对水做的功、对桶做的功、对绳子做的功，为总功。
故ABC错、D正确。
故选：D。
【变式练习1】甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，则（　　）
A.甲吊车的电动机做的有用功较多B.甲吊车的电动机做的总功较多
C.乙吊车的电动机做的额外功较多D.甲、乙两吊车的电动机做的总功相同
【答案】C
【解析】甲吊车的机械效率比乙吊车的机械效率高，说明甲吊车所做的有用功在总功中占的比值比乙吊车大；把相同质量的物体提高相同的高度，根据公式W有用＝Gh＝mgh可知：两辆吊车所做的有用功相同；机械效率不同，是因为做的额外功不同，导致总功不同。
解：A、根据公式W有用＝Gh＝mgh可知甲、乙吊车做的有用功相同，此选项错误，不符合题意；
B、已知甲吊车的机械效率高，有用功相同，甲吊车的总功较少，此选项错误，不符合题意；
C、两辆吊车做的有用功相同，乙的效率较低，所以乙吊车做的额外功较多，此选项正确，符合题意；
D、已知甲吊车的机械效率高，有用功相同，甲吊车的总功较少，此选项错误，不符合题意。
故选：C。
【例题2】卖茶杯的人，从货架上拿起茶杯；喝茶水的人，从桌面上端起盛茶水的茶杯，就两人克服茶杯重力做功的下列说法中正确的是（　　）
A.都是有用功B.都是额外功
C.对喝茶的人而言是有用功D.对卖茶杯的人而言是有用功
【答案】D
【解析】有用功是指对人有用的功，额外功是指对人无用却又不得不做的功。
解：（1）卖茶杯的人，从货架上拿起茶杯，克服茶杯重力做的功是有用功；
（2）喝茶水的人，目的是端水，因此对水做的功是有用功，克服茶杯做的功是额外功。
故选：D。
【变式练习2】如图所示，小明用桶把一些沙子运上三楼。在此过程中（　　）
A.小明克服自身重力所做的功是总功
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额外功
D.小明克服桶的重力所做的功是有用功
【答案】B
【解析】从人做功的目的出发，对我们有用的功叫有用功；并非我们需要，但又不得不做的功叫额外功；有用功和总功的总和叫总功。
解：小明用桶把一些沙子运上三楼，对克服沙子重力做的功为有用功；为了提升沙子不得不克服自身重力、克服桶的重力所做的功为额外功；
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为总功。
可见，B正确、ACD错。
故选：B。
【例题3】如图所示，斜面长度为4m，高度为1.5m，用平行于斜面的拉力F＝50N，将重为100N的物体由斜面的底端匀速拉到顶端，拉力对物体做的有用功为　　J，拉力做总功　　J，物体受到的摩擦力　　N。

【答案】150；200；12.5。
【解析】使用斜面时有用功为克服物体重力做的功，根据W有用＝Gh求拉力对物体做的有用功；根据W总＝Fs求拉力做的总功；克服摩擦力所做的额外功等于总功减去有用功，再利用W额＝fs求物体受到的摩擦力。
解：拉力对物体做的有用功：W有用＝Gh＝100N×1.5m＝150J，
拉力做的总功：W总＝Fs＝50N×4m＝200J，
克服摩擦力所做的额外功：W额＝W总﹣W有用＝200J﹣150J＝50J，
由W额＝fs可得物体受到的摩擦力：f=W额s=50J4m=12.5N。
故答案为：150；200；12.5。
【变式练习3】如图所示是电动传送机，传送带斜面长15m，高7.5m，每袋货物质量m＝30kg。传送机匀速传送一袋货物到A处所做的有用功为　　J，传送机工作时的机械效率是75%，则传送一袋货物所做的额外功是　　J．（g取10N/kg）

【答案】2250；750。
【解析】（1）知道传送货物的质量，利用W＝Gh＝mgh求传送一袋货物所做的有用功；
（2）知道传送机工作时的机械效率，利用η=W有W总求总功，传送一袋货物所做的额外功等于总功减去有用功。
解：（1）传送一袋货物所做的有用功：W有＝Gh＝mgh＝30kg×10N/kg×7.5m＝2250J；
（2）由η=W有W总可得总功：W总=W有η=2250J75%=3000J，
传送一袋货物所做的额外功：W额＝W总﹣W有＝3000J﹣2250J＝750J。
故答案为：2250；750。
二、机械效率：
1.意义：在保证所做有用功一定的情况下，人们总是希望额外功在总功中所占的比例越少越好。有用功占总功的比例反映了机械的一项性能，在物理学中用机械效率来表示。
2.定义：物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率；用符号η表示；
3.公式：；
4.物理意义：机械效率是标志机械做功性能好坏的重要指标，机械效率越高，机械的性能越好；
5.说明：
（1）机械效率只有大小，没有单位；
（2）由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 ；
（3）机械效率通常用百分数表示；
（4）对一个机械来说，机械效率不是固定不变的，机械效率反映的是机械在一次做功过程中有用功跟总功的比值，同一机械在不同的做功过程中，有用功不同，机械效率也会不同。
【例题4】下列说法中正确的是（　　）
A.机械效率高的机械，做功就越多B.功率大的机械，做功就越多
C.功率小的机械，其机械效率越低D.功率大的机械，做功就越快
【答案】D
【解析】（1）机械效率等于有用功与总功的比值，反映了有用功在总功中所占比例的大小；
（2）功率表示物体做功快慢的物理量，即P=Wt。
解：A、机械效率等于有用功与总功的比值，反映了有用功在总功中所占比例的大小，所以机械效率高的机械，做功不一定越多，故A错误；
B、功率大的机械，做功不一定越多，因为做功的时间不明确，故B错误；
C、功率和机械效率是两个不同的物理概念，二者没有必然的联系，故C错误；
D、功率表示物体做功快慢的物理量，机械功率越大，则机械做功越快，故D正确。
故选：D。
【变式练习4】关于功、功率和机械效率相互关系的说法中，正确的是（　　）
A.机械效率越高，机械做功越快B.做功越多的机械，机械效率越高
C.功率越大的机械，做功越多D.做功越快的机械，功率越大
【答案】D
【解析】根据功、功率、机械效率的关系分析。功率是单位时间内做的功的多少，机械效率是有用功与总功的比值。
解：A、功率是单位时间内做的功的多少，机械效率是有用功与总功的比值，机械效率高，只能说明所做的有用功占总功的比值大，不能说明做功的快慢，故A错误；
B、由于机械效率是有用功与总功的比值，故做功多，不一定机械效率就大，故B错误；
C、功率是表示做功快慢的物理量，功率大说明做功快，如果做功时间为零，则做功为零，故C错误；
D、功率是表示做功快慢的物理量，做功快说明功率大，故D正确。
故选：D。
【例题5】　　和　　的比值称为机械效率。使用机械时，由于存在额外功，因此所做的有用功必　　总功，因此，机械效率必　　1．（填：“小于”、“大于”或“等于”）
【答案】有用功；总功；小于；小于。
【解析】在使用机械时，人们为完成某项任务必须做的功叫有用功；对完成任务没有用但不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功；有用功与总功的比值叫机械效率。
解：有用功和总功的比值，叫做机械效率；
只要使用机械，就必然会在机械上消耗一部分额外功，也就是说额外功总是存在的，所以有用功总是会小于总功，机械效率总是小于1。
故答案为：有用功；总功；小于；小于。
【变式练习5】某机械的效率为50%，表示该机械做功时，　　功在总功中的比例为50%，使用任何机械时。机械效率总是小于　　。
【答案】有用；100%。
【解析】（1）机械效率的定义：有用功与总功的比值。
（2）由于使用简单机械时，总会做一些额外功，所以机械效率总小于100%。
解：某机械的效率为50%，表示该机械做功时，有用功在总功中的比例为50%。使用任何机械时，机械效率总是小于100%。
故答案为：有用；100%。
【例题6】如图，用甲、乙两种装置将重均为10N的物体匀速提升相同高度。滑轮重均为1N，不计绳重及摩擦，所用的拉力分别是F1和F2，机械效率分别是η1和η2，则（　　）
A.F1＞F2 η1＞η2
B.F1＜F2 η1＜η2
C.F1＞F2 η1＜η2
D.F1＜F2 η1＞η2
【答案】A
【解析】（1）定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变，不省力也不费力，动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动，能省一半力；
（2）两种装置将物体匀速提升相同高度，说明有用功相同，不计绳重和摩擦，使用定滑轮时没有额外功，而使用动滑轮有额外功，总功等于有用功与额外功之和，据此判断拉力所做的功的大小；根据η=W有用W总×100%分析两装置的机械效率。
解：在甲图中，使用时滑轮的位置固定不变，为定滑轮，不省力也不费力，故F1＝G＝10N，
在乙图中，使用时滑轮随重物一起移动，为动滑轮，能省一半力，故F2=12×（10N+1N）＝5.5N，所以F1＞F2；
将物体匀速提升相同高度，根据W＝Fs可知，有用功相同，不计绳重和摩擦，所以使用定滑轮时没有额外功，而使用动滑轮时，要对动滑轮本身做额外功，故拉力所做的功W1＜W2；
根据η=W有用W总×100%可知，机械效率η1＞η2。
故选：A。
【变式练习6】如图所示，分别使用甲、乙、丙三种方式把同一物体M匀速提升至相同高度（绳长不变），测得各拉力大小如图所示，则（　　）
A.利用机械丙提升M时省力
B.F乙和F丙两个力所做的功相同
C.机械丙的机械效率比机械乙的低
D.所测的的数据不能计算机械乙和丙的机械效率
【答案】C
【解析】（1）根据拉力的大小分析；
（2）根据W＝Fs分析功的大小；
（3）比较有用功和总功的大小，从而判定机械效率的大小；
（4）根据η=W有W总=GhFs=GnF分析。
解：A、由图可知，甲直接提升物体，此时的拉力为10N；乙通过定滑轮提升物体，此时的拉力为11N；丙通过动滑轮提升物体，此时的拉力为11N，大于直接提升物体所用的力，所以利用机械丙提升M时不省力，故A错误；
B、F乙和F丙两个力的大小相同，物体上升相同的高度，由定滑轮和动滑轮的特点可知，F乙移动的距离时F丙移动距离的一半，根据W＝Fs可知，F丙所做的功要大，故B错误；
C、机械丙和机械乙把相同的物体提升相同的高度，根据W＝Gh可知，所做的有用功是相同的，F丙所做的总功要大，根据η=W有W总可知，机械丙的机械效率比机械乙的低，故C正确；
D、甲直接提升物体，此时的拉力为10N，则物体的重力为G＝10N；机械乙和丙的拉力已知，由定滑轮和动滑轮的特点可知s和h的关系，根据η=W有W总=GhFs=GnF可以求出机械效率的大小，故D错误。
故选：C。
【例题7】如图所示，甲、乙杠杆的质量和长度均相同，机械摩擦不计，分别使用甲、乙杠杆将物体A提升相同的高度，则在工作过程中，甲、乙杠杆的机械效率相比（　　）
A.甲的大
B.乙的大
C.一样大
D.无法确定
【答案】B
【解析】使用杠杆提升物体时，克服物体重力做的功是有用功；克服杠杆重力做的功是额外功。在有用功一定时，额外功越大，机械效率越低。
解：使用杠杆提升物体时，克服物体重力做的功是有用功，
物体A重力一定，提升相同的高度，
根据W＝Gh可知，拉力所做的有用功相比W甲＝W乙；
由图知：使用甲装置提起物体时，拉力做的功包括两部分：克服物重、克服杠杆重力；
使用乙装置提起物体时，由于杠杆的重心在O点，所以拉力做的功只要克服物重即可。
由η=W有用W总知：乙装置的机械效率更高。
故选：B。
【变式练习7】如图所示，分别用三个大小相同、方向分别沿A、B、C三个斜面的力将同一物体推上同一高度，则（　　）
A.三个斜面的机械效率相同，所做有用功一样多
B.斜面A的机械效率最高，所做有用功一样多
C.斜面B的机械效率最高，所做有用功一样多
D.斜面C的机械效率最高，所做有用功一样多
【答案】D
【解析】根据W＝Gh判定有用功的大小；根据W＝fs判定额外功的大小，从而可知总功的大小，最后根据机械效率公式判断机械效率的大小。
解：由图可知，分别用三个大小相同方向、分别沿A、B、C三个斜面的力将同一物体推上同一高度；
根据W有用＝Gh可知，所做的有用功是相同的；
斜面的倾角越大，则物体对斜面的压力越小，接触面的粗糙程度不变，则物体受到的摩擦力就越小，根据W额＝fs可知，所做的额外功就越少，所以物体在斜面C上运动的额外功最少，总功最少，根据η=W有W总可知，其机械效率最高，故D正确。
故选：D。
三、测量滑轮组的机械效率：
1.实验原理：

2.实验器材：刻度尺、钩码、弹簧测力计、
滑轮、铁架台、长约2m的细绳。
3.实验步骤：
（1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格；
（2）按照图甲安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置；
（3）如图乙所示，匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，
读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，
将这三个量填入表格；
（4）算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格；
（5）改变钩码的数量，重复上面的实验；
4.实验数据记录：






5.实验结论：用同一滑轮组提升重力不同的物体时，机械效率不同；
被提升的物体越重，机械效率越高。



【例题8】工人师傅利用如图所示的滑轮组提货物，货物重200N，动滑轮重为40N，重物在10s内上升2m。不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（　　）
A.工人做的有用功为1200J
B.动滑轮移动了4m
C.机械效率约为83.3%
D.工人做功的功率为16W
【答案】C
【解析】由图知，承担物重的绳子股数n＝3；（1）根据W有＝Gh求出有用功；
（2）动滑轮移动的距离与物体上升的高度相同；
（3）根据s＝nh求出绳子自由端移动的距离，不计绳重和摩擦，根据F=1n（G+G动）求出拉力的大小，再根据W总＝Fs求出总功，再利用η=W有W总求出滑轮组的机械效率；
（4）根据P=W总t求出工人做功的功率。
解：由图知，承担物重的绳子股数n＝3；
A、有用功：W有＝Gh＝200N×2m＝400J，故A错误；
B、动滑轮移动的距离与物体上升的高度相同，即动滑轮移动了2m，故B错误；
C、绳子自由端移动的距离：s＝3h＝3×2m＝6m，
不计绳重和摩擦，拉力的大小：F=13（G+G动）=13（200N+40N）＝80N，
总功：W总＝Fs＝80N×6m＝480J，
滑轮组的机械效率：η=W有W总×100%=400J480J×100%≈83.3%，故C正确；
D、工人做功的功率：P=W总t=480J10s=48W，故D错误。
故选：C。
【变式练习8】如图所示，牵引车通过滑轮组将水平面上的物体匀速吊起，物体重900N、底面积为200cm2，物体20s内匀速竖直上升1m，牵引车的拉力为400N。不计绳重和摩擦，则下列结果正确的是（　　）
A.动滑轮的重力为200N
B.20s内牵引车的拉力做功为3600J
C.该滑轮组提升重物的机械效率为75%
D.当物体受到100N的拉力时，物体对地面的压强为4.5×104Pa
【答案】C
【解析】（1）根据图示滑轮组可知绳子的有效股数，不计绳重和摩擦，根据F=1n（G+G动）求出动滑轮的重力；
（2）根据s＝nh求出牵引车的拉力端移动的距离，根据W＝Fs求出20s内牵引车的拉力做的功；
（3）利用W＝Fs求出拉力做的有用功，利用η=W有W总×100%求出该滑轮组提升重物的机械效率；
（4）当物体受到100N的拉力时，物体对地面的压力等于自身的重力减去拉力，利用p=FS求出物体对地面的压强。
解：A.由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，不计绳重和摩擦，由F=1n（G+G动）可得，动滑轮的重力G动＝nF﹣G＝3×400N﹣900N＝300N，故A错误；
B.牵引车的拉力端移动的距离s＝nh＝3×1m＝3m，20s内牵引车的拉力做的功W总＝Fs＝400N×3m＝1200J，故B错误；
C.拉力做的有用功W有＝Gh＝900N×1m＝900J，该滑轮组提升重物的机械效率η=W有W总×100%=900J1200J×100%＝75%，故C正确；
D.当物体受到100N的拉力时，物体对地面的压力F′＝G﹣F拉＝900N﹣100N＝800N，物体对地面的压强p=F'S=800N200×10-4m2=4×104Pa，故D错误。
故选：C。
【例题9】如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，提升过程中滑轮组的机械效率为90%，已知物体A重540N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，关于该过程，下列说法正确的是（　　）（多选）
A.绳子自由端受到的竖直向下的拉力为200N
B.绳子自由端拉力的功率为120W
C.该工人对地面的压力为200N
D.支架受到滑轮组的拉力为1000N
【答案】BC
【解析】（1）根据图示滑轮组可知绳子的有效股数，
根据η=W有W总×100%=GhFs×100%=GhFnh×100%=GnF×100%表示出滑轮组的机械效率即可求出绳子自由端受到的竖直向下的拉力；
（2）根据v绳＝nv物求出绳子自由端移动的速度，利用P=Wt=Fst=Fv求出绳子自由端拉力的功率；
（3）该工人对地面的压力等于自身的重力减去绳子的拉力；
（4）不计滑轮组的绳重和摩擦，根据F=1n（G+G动）求出动滑轮的重力，根据两个滑轮质量相等结合G＝mg可知定滑轮的重力，支架受到滑轮组的拉力等于3股绳子的拉力加上定滑轮的重力。
解：A.由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，则滑轮组的机械效率：
η=W有W总×100%=GhFs×100%=GhFnh×100%=GnF×100%=540N2F×100%＝90%，
解得：F＝300N，故A错误；
B.绳子自由端移动的速度：v绳＝nv物＝2×0.2m/s＝0.4m/s，
绳子自由端拉力的功率：P=W总t=Fst=Fv绳＝300N×0.4m/s＝120W，故B正确；
C.该工人对地面的压力：F压＝G人﹣F＝500N﹣300N＝200N，故C正确；
D.不计滑轮组的绳重和摩擦，由F=1n（G+G动）可得，
动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×300N﹣540N＝60N，
由两个滑轮质量相等和G＝mg可知，定滑轮的重力G定＝G动＝60N，
则支架受到滑轮组的拉力：F拉＝3F+G定＝3×300N+60N＝960N，故D错误。
故选：BC。
【变式练习9】如图所示，工人利用滑轮组提升重为810N的物体，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为90W，不计绳重和摩擦。求这段过程中：
（1）工人拉绳子的速度；
（2）作用在绳子自由端的拉力F；
（3）滑轮组的机械效率。


【答案】（1）0.3m/s；（2）300N；（3）90%。
【解析】（1）由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n＝3，拉力端移动速度等于物体上升速度的3倍；
（2）知道拉力做功功率，利用P＝Fv求作用在绳子自由端的拉力；
（3）滑轮组的机械效率η=W有用W总=GhFs=GhF3h=G3F。
解：（1）由图知，n＝3，则工人拉绳子的速度：
v＝3v物＝3×0.1m/s＝0.3m/s；
（2）由P=Wt=Fst=Fv可得作用在绳子自由端的拉力：
F=Pv=90W0.3m/s=300N；
（3）滑轮组的机械效率：η=W有用W总=GhFs=GhF3h=G3F=810N3×300N×100%＝90%。
答：（1）工人拉绳子的速度为0.3m/s；（2）作用在绳子自由端的拉力为300N；
（3）滑轮组的机械效率为90%。
四、杠杆和斜面的机械效率：
1.杠杆：
（1）有用功：克服钩码重力做的功为有用功；
（2）额外功：克服杠杆重力做的功为额外功；（不计摩擦）
（3）总功=有用功+额外功；（或者总功等于拉力乘以拉动的距离）
（4）机械效率：
①
②物体越靠近拉力作用点，机械效率越大。
2.斜面：在斜面粗糙程度相同时，斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；
斜面越陡，机械效率就越高。




【例题10】小明用如图所示的装置研究“杠杆的机械效率”实验时，将重为G的钩码挂在铁质杠杆上A点，弹簧测力计作用于C点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，杠杆的机械效率η1；若仅将弹簧测力计改挂到B点，仍将钩码竖直向上匀速提升h的高度，杠杆的机械效率为η2，则（　　）
A.η1＜η2
B.η1＝η2
C.η1＞η2
D.无法确定
【答案】B
【解析】该实验中克服钩码重力做的功为有用功，克服杠杆重力做的功为额外功，总功等于有用功与额外功之和；通过分析有用功、额外功和总功的变化得出机械效率的变化。
解：原来弹簧测力计作用于C点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计时，测得杠杆的机械效率η1；将弹簧测力计移动到B点时，仍将钩码竖直向上匀速提升相同的高度，根据W有用＝Gh可知有用功不变；
因杠杆的偏转角度不变，则杠杆重心上升的高度不变，根据W额＝G杠杆h杠杆可知，克服杠杆重和摩擦所做额外功不变；由于有用功和额外功都不变，所以总功也不变，根据η=W有用W总×100%可知杠杆的机械效率不变，即η2＝η1。

故选：B。
【变式练习10】如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为36N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为25cm。则杠杆的机械效率为　　。

【答案】90%。
【解析】已知拉力的大小和拉力移动的距离，根据公式W＝Fs可求拉力所做的功；还知道物体的重力和物体升高的高度，根据公式W＝Gh可求有用功；有用功和总功的比值就是机械效率。
解：拉力所做的功：W总＝Fs＝16N×0.25m＝4J，
有用功：W有＝Gh＝36N×0.1m＝3.6J，
杠杆的机械效率：η=W有W总×100%=3.6J4J×100%＝90%。
故答案为：90%。
【例题11】如图斜面长为2m、高为0.4m，现将重为20N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，则（　　）
A.拉力所做的功为2J
B.斜面的机械效率为80%
C.物体受到的摩擦力为5N
D.有用功为40J
【答案】B
【解析】（1）知道拉力的大小和斜面的长度，根据W＝Fs求出拉力做的总功；
（2）知道物体的重力和斜面的高度，根据W＝Gh求出拉力做的有用功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比；
（3）拉力做的总功减去有用功等于物体克服摩擦力做的额外功，根据W额＝fs求出物体与斜面间的摩擦力。
解：A、拉力做的总功W总＝Fs＝5N×2m＝10J，故A错误；
BD、拉力做的有用功W有＝Gh＝20N×0.4m＝8J，
斜面的机械效率η=W有用W总=8J10J×100%＝80%，故D错误、B正确；
C．物体克服摩擦力做的额外功W额＝W总﹣W有＝10J﹣8J＝2J，
由W额＝fs可得物体与斜面间的摩擦力：f=W额s=2J2m=1N，故C错误。
故选：B。
【变式练习11】我国南方地区经常因多轮强降雨造成多地发生较重的洪涝灾害。抗洪抢险小分队成员在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，他们用5m的长木板搭了一个斜面（如图所示），用1200N的力花了5min将重物匀速推到车上，关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（　　）
A.他们对重物做了6000J的功
B.他们做功的功率为16W
C.此次简易斜面装置的机械效率为50%
D.斜面是一种省功机械
【答案】A
【解析】（1）已知推力F与斜面长，利用W＝Fs计算对重物做的功（即推力做的总功）；
（2）利用P=Wt可求功率；
（3）知道重物的重力和斜面的高度，根据W＝Gh求出克服重力做的有用功；知道有用功和总功，根据机械效率公式求出机械效率。
（4）据功的原理可知，斜面不能省功，但能省力。
解：A、他们对重物做的功（即推力做的总功）：W总＝Fs＝1200N×5m＝6000J，故A正确；
B、做功的功率为：P=W总t=6000J5×60s=20W，故B错误；
C、重物的重力：G＝mg＝240kg×10N/kg＝2400N，
对重物做的有用功：W有用＝Gh＝2400N×2m＝4800J，
斜面装置的机械效率：η=W有用W总=4800J6000J×100%＝80%，故C错误；
D、根据功的原理可知，使用任何机械都不省功，故D错误。
故选：A。