初中物理苏科版九年级全册5 机械效率当堂达标检测题

专题12机械效率的计算

一、选择题

1．小枫和小红同学利用甲、乙所示的滑轮组，在相同的时间内，用大小相同的力F1、F2分别把质量相同的重物G1、G2提升到相同的高度，则（　　） 

A．F1做功的功率大

B．F1、F2做功的功率一样大

C．甲滑轮组的机械效率高

D．甲、乙滑轮组的机械效率一样高

2．物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益，根据机械效益可以比较不同机械的省力程度，现用图示滑轮组匀速提升重物，不计绳重和摩擦，下列描述中不正确的是（　　） 

A．提升物体越重，机械效益越小

B．机械效益越大，机械省力程度越大

C．机械效益是一个没有单位的物理量

D．机械效益与机械效率比值一定

3．如图所示，物体重200N，动滑轮重20N。工人用125N的拉力将物体匀速提升3m，用了10s，在此过程中下列说法正确的是（　　） 

A．有用功是750J

B．拉力的功率是37.5W

C．滑轮的机械效率是80%

D．克服动滑轮重所做的额外功占总功的20%

4．小明分别用甲、乙两个滑轮组将质量相同的物体匀速提升相同高度（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，乙机械效率大

C．甲更省力，甲的额外功少 D．乙更省力，机械效率一样大

5．如图所示，小吉用200N的拉力，在4s内将重500N的物体匀速提高2m。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） 

A．动滑轮重为100N B．滑轮组的机械效率为62.5%

C．拉力做功为1000J D．拉力的功率为250W

6．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

7．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，下列说法错误的是（　　） 

A．绳子自由端受到竖直向下的拉力为300N

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1020N

8．如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法沿斜面搬运。下列说法正确的是（　　）

A．沿斜面推动更省力

B．沿斜面推动，工人克服货物重力做的功更多

C．无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同

D．沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大

9．如图，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，则下列说法正确的是（忽略绳子的重力）（　　）

A．拉力所做的功是300J B．拉力的功率是50W

C．斜面的机械效率是80% D．斜面上的摩擦力是50N

10．如图，在斜面上将一个重6N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为2N，斜面长4m，高1m。下列说法正确的是（　　）

A．运动过程中重物受到三个力的作用

B．运动过程中，拉力做的总功为6J

C．重物受到的摩擦力为0.5N

D．斜面的机械效率为85%

11．如图所示，在快递仓库内工人把重为600N的货物用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升，忽略摩擦及绳重，该过程中滑轮组的机械效率为80%，则（　　） 

A．工人所用的拉力为200N

B．动滑轮的重力为100N

C．拉力的功率为150W

D．提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率不变

12．在探究“斜面的机械效率”的实验中，以下说法正确的是（　　）

A．用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉木块时拉力和摩擦力是一对平衡力

B．斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率

C．斜面的粗糙程度对机械效率没有影响

D．斜面的倾斜程度越大，沿斜面所用的拉力越小

13．利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力和分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（　　）

A．力做功的功率小

B．甲、乙两个滑轮组的额外功相同

C．乙滑轮组的机械效率高

D．甲、乙两个滑轮组的总功相同

14．如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1m，提升过程中拉力F的功率为160W。已知物体A重720N，该工人重600N。关于该过程，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．绳子自由端移动的速度为0.2m/s

B．动滑轮重120N

C．该工人对地面的压力为200N

D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90%

15．如图甲所示，质量为40kg的小林同学站在高台上竖直向上匀速拉动绳子，脚与地面的总接触面积为0.04m2，现改变G物，计算并绘出机械效率η与G物的关系图象，如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）

①此滑轮组动滑轮的重力为20N

②当G物＝150N时，小林对绳子的拉力为60N

③当G物′=120N时，若此时的拉力的功率为15W，则物体上升的速度为0.3m/s

④若水平高台能承受的最大压强为12500Pa，则该滑轮组所能提升物体的最大机械效率为90%

A．只有②④ B．只有② C．只有①③ D．只有①②

二、填空题

16．如图所示，用力F沿斜面将重为1000N的小车匀速拉动，沿斜面拉动的距离s为10m，上升的高度h为2m，若斜面是光滑的，则拉力为 　     　N；如果斜面不光滑，且斜面的机械效率为80%，则拉力做功为 　     　J，小车受到的摩擦力为 　     　N。

17．如图所示，小明用力F1拉动绳子使重为10N的物体A以速度v1匀速上升，此时滑轮组的机械效率为η1，拉力F1做功的功率为P1；若他将一个与A完全相同的物体系在A下端，并用力F2拉动绳子使它们一起以v2的速度匀速上升，此时滑轮组的机械效率为η2，拉力F2做功的功率为P2。已知η1：η2＝3：4，v1：v2＝1：2，不计绳重及摩擦，则动滑轮重G动＝　     　N，P1：P2＝　     　，F1：F2＝　     　。

18．如图所示，用A、B装置分别匀速提升物体，已知滑轮重40N（不计绳重和摩擦），用图B装置提升物体可以　             　，若物体重为160N，则FA=　     　N，FB=　     　N，ηA　     　ηB（选填“大于”，“小于”，“等于”）

19．如图所示，小明利用两个倾角不同的斜面进行实验．若斜面粗糙程度相同，则将同一木块分别从两斜面底端匀速拉至斜面顶端时，拉力所做的额外功W甲　     　W乙，若甲、乙斜面光滑，则拉力F甲　     　F乙。将木块分别从两光滑斜面顶端自由释放，则木块到达斜面底端的速度v甲　     　v乙。

20．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，在这过程中拉力F做功为40J，已知物体受到水平地面的摩擦力为60N，则物体运动的距离为　     　m，该滑轮组的机械效率为　     　．（忽略绳子和动滑轮的重力）

21．如图所示，滑轮的重力为100N，用该滑轮把重力为300N的物体匀速提升。若不计绳重和摩擦，则拉力F=　     　N，该滑轮的机械效率η=　     　。

22．如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用滑轮在10s内将重为40N的物体匀速提升2m，已知拉力F为25N，则在这个过程中拉力做的功是　     　J，功率是　     　W，若匀速提升重为80N的物体，则这个滑轮组的机械效率将　     　（变大/变小/不变）。

23．如图所示，用滑轮组拉动重为70N的物体A，使物体A在水平方向上移动5m，所用拉力F为20N，地对物体A的摩擦力为30N，则拉力F做的功为　     　J，滑轮组的机械效率为　     　。

24．工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是　     　N，绳自由端移动的距离是　     　m，物体上升的速度是　     　m/s，滑轮组的机械效率是　     　（精确到1%）。

25．用如图所示的滑轮组，分别匀速提升甲、乙两个重物。若重物甲被提升的速度为v1，同时绳子自由端的速度为v2，则v1　     　v2。以G甲、G乙分别表示甲、乙两个重物的重力，若G甲>G乙，且不计绳重和摩擦，匀速提升甲、乙两个重物时滑轮组的机械效率η甲　     　η乙（以上两空均选填“大于”、“小于”或“等于”）。

26．如图所示，工人师傅用250N的拉力，使重为2000N的物体以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍，动滑轮受到的重力为80N，则工人师傅拉力的功率为 　     　W，该滑轮组的机械效率为 　     　。

27．如图所示的滑轮组，在拉力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度匀速直线运动了10s。物体A受到的摩擦力为4.2N，弹簧测力计示数为2N（不计绳、弹簧测力计和滑轮重）。则绳子自由端移动的距离为　     　m，拉力F的功率为　     　W，滑轮组的机械效率为　     　。

28．如图甲所示，体重为80N的小宇用滑轮组提升重为900N的物体M，加在绳子自由端的拉力F将物体M以0.4m/s的速度匀速提升到8m的高度，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示。不计绳子的重力、摩擦力，滑轮组提升重物的机械效率为 　     　%；小宇匀速提升物体M时拉力F做功的功率为 　     　W。

29．如图甲所示装置中，空吊篮A重25N，绳子承受的最大拉力为100N。小壮将A提升到高处，所施加拉力F随时间变化关系如图乙，A上升速度随时间变化关系如图丙，忽略绳重、摩擦和空气阻力，动滑轮的重力为　     　N，第2s内克服动滑轮重做的额外功为　     　J，此装置运载货物的最高机械效率为　     　%。

30．如图所示，质量为的物体A，在竖直向下的拉力作用下，以的速度匀速向上运动了。在此过程中，克服物体重力做的有用功是　     　J，拉力移动的速度是　     　。若该滑轮组的机械效率为80%，拉力F等于　     　N。（，不计绳重以及绳和滑轮间的摩擦）

三、计算题

31．如图所示，平行于斜面的拉力将重为400N的物块由斜面底端匀速拉到顶端，已知拉力为250N，物体沿斜面移动了2m，升高了1m；以克服物的重力做的功为有用功，（忽略空气阻力），求

（1）此过程中拉力所做的总功；

（2）此过程中拉力所做的额外功；

（3）斜面的机械效率。

32．用如图所示的滑轮组匀速提升重为的物体，所用拉力为，不计绳重和摩擦，将重物提升所用时间为。求： 

（1）滑轮组的机械效率；

（2）拉力的功率；

（3）若物重变为原来的2倍，则滑轮组的机械效率又为多大？

33．如图所示，工人用300N的拉力，把一重为500N的货物G用滑轮组提升了3m （忽略摩擦及绳重）。求∶

（1）工人做的有用功；

（2）滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）；

（3）动滑轮重。

34．底面积为900cm2、重720N的货箱静止在水平地面上，工人用图甲所示的滑轮组将它提升到4m的高处。提升过程中，拉力F的功率为156W，货箱上升的高度h随时间t的变化关系如图乙所示，不计摩擦及绳重。求∶

（1）绳子自由端未施力时，货箱对地面的压强；

（2）工人所用拉力F的大小；

（3）如果仍用该滑轮组匀速提升重为1140N的重物，滑轮组的机械效率多大？

35．工人用如图所示的滑轮组来提升重为800N的物体时，物体在10s内被匀速提升了1.8m，工人对绳子的拉力为500N，工人对地面的压力为250N，不计绳重和摩擦。求：

（1）动滑轮的重力；

（2）工人做功的功率；

（3）工人用该滑轮组来提升其它物体时，滑轮组能达到的最大机械效率。

答案与解析

一、选择题

1．小枫和小红同学利用甲、乙所示的滑轮组，在相同的时间内，用大小相同的力F1、F2分别把质量相同的重物G1、G2提升到相同的高度，则（　　） 

A．F1做功的功率大

B．F1、F2做功的功率一样大

C．甲滑轮组的机械效率高

D．甲、乙滑轮组的机械效率一样高

【答案】A

【解析】AB．由图可知，甲滑轮组绳子的有效股数是3，乙滑轮组绳子的有效股数是2，设G1 、G2提升到相同的高度为h，则甲滑轮组绳端移动的距离

乙滑轮组绳端移动的距离

甲滑轮组拉力做的总功

乙滑轮组拉力做的总功

甲滑轮组拉力的功率

乙滑轮组拉力的功率

因F1=F2，t1=t2，所以P1>P2，A符合题意，B不符合题意；

CD．由根据

可得，甲滑轮组的机械效率

乙滑轮组的机械效率

因F1=F2，G1=G2，所以η甲<η乙，CD不符合题意。

故答案为：A。

2．物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益，根据机械效益可以比较不同机械的省力程度，现用图示滑轮组匀速提升重物，不计绳重和摩擦，下列描述中不正确的是（　　） 

A．提升物体越重，机械效益越小

B．机械效益越大，机械省力程度越大

C．机械效益是一个没有单位的物理量

D．机械效益与机械效率比值一定

【答案】A

【解析】由图知，承担重物绳子的段数n＝3，不计绳重和摩擦时，绳端拉力

机械效益

对于一个滑轮组而言，动滑轮重G动一定的，当提升物体G越重时，机械效益越大，A错误，符合题意；

B．机械效益是 ，机械效益越大，在对应G相同的时候，拉力F越小，机械省力程度越大，B正确，不符合题意；

C．机械效益是两个力的比值，所以机械效益是一个没有单位的物理量，C正确，不符合题意；

D．机械效率为

机械效益与机械效率比值

即两者的比值是一个定值，D正确，不符合题意。

故答案为：A。

3．如图所示，物体重200N，动滑轮重20N。工人用125N的拉力将物体匀速提升3m，用了10s，在此过程中下列说法正确的是（　　） 

A．有用功是750J

B．拉力的功率是37.5W

C．滑轮的机械效率是80%

D．克服动滑轮重所做的额外功占总功的20%

【答案】C

【解析】A．滑轮组克服物体重力做的有用功W有＝Gh＝200N×3m＝600J

A不符合题意；

B．动滑轮承担重物绳子的段数n＝2，绳端拉力做的总功W总＝Fs＝Fnh＝125N×2×3m＝750J

所以拉力的功率

B不符合题意；

C．滑轮的机械效率

C符合题意；

D．滑轮的机械效率为80%，说明额外功占总功的20%，即克服动滑轮重和摩擦做的功占总功的20%，D不符合题意。

故答案为：C。

4．小明分别用甲、乙两个滑轮组将质量相同的物体匀速提升相同高度（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，乙机械效率大

C．甲更省力，甲的额外功少 D．乙更省力，机械效率一样大

【答案】D

【解析】小明分别用甲、乙两个滑轮组将质量相同的物体匀速提升相同高度（不计绳重及摩擦），每个滑轮质量相同，所以甲乙两个滑轮组做的有用功和额外功大小都相同，因此甲乙两个滑轮组做的总功相同，由 得，甲乙两端机械效率相同。由图得，甲滑轮组与动滑轮接触的绳子的股数为2，乙滑轮组与动滑轮接触的绳子的股数为3，所以乙滑轮组更省力，ABC不符合题意，D符合题意。

故答案为：D。

5．如图所示，小吉用200N的拉力，在4s内将重500N的物体匀速提高2m。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） 

A．动滑轮重为100N B．滑轮组的机械效率为62.5%

C．拉力做功为1000J D．拉力的功率为250W

【答案】A

【解析】绳子的有效段数n=3，不计绳重及摩擦，绳子自由端的拉力为 ，故动滑轮重为G动=3F−G物=3×200N−500N=100N ，A符合题意；

BC．小吉所做的有用功W有=G物h=500N×2m=1000J，拉力做的总功W总=Fs=200N×3×2m=1200J，那么滑轮组的机械效率 ，

BC不符合题意；

D．拉力的功率为 ，D不符合题意。

故答案为：A。

6．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】由图甲可知，动力臂是阻力臂的二倍，所以省力，而乙杠杆是等臂杠杆，不省力；当甲杠杆提升物体时，会提升杠杆，即对杠杆做额外功，机械效率低；乙杠杆支点在中间，杠杆两侧等重，即不需要对杠杆做额外功，不计摩擦时，机械效率100%，所以乙杠杆的机械效率更大，B符合题意，ACD不符合题意。

故答案为：B。

7．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，下列说法错误的是（　　） 

A．绳子自由端受到竖直向下的拉力为300N

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1020N

【答案】D

【解析】由图知道，滑轮组绳子的有效股数n=2，则滑轮组的机械效率

解得绳子自由端受到竖直向下的拉力F=300N

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

该工人对地面的压力F压=G人-F=500N-300N=200N

不计滑轮组的绳重和摩擦，由 知道，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知道，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

ABC正确，不符合题意，D错误，符合题意。

故答案为：D。

8．如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法沿斜面搬运。下列说法正确的是（　　）

A．沿斜面推动更省力

B．沿斜面推动，工人克服货物重力做的功更多

C．无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同

D．沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大

【答案】D

【解析】A．AB、CD两个斜面的高度相同，CD斜面比较长，沿CD斜面推动更省力，A不符合题意；BC．AB、CD两个斜面的高度相同，货物的重力相同，由W=Gh可知克服货物重力做的功相同，两件货物推到顶端的时间未知，由可知工人克服货物重力做功的功率不一定相同，BC不符合题意；

D．沿斜面推动货物的过程中，速度不变，质量不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，机械能等于动能和势能之和，所以货物的机械能增大，D符合题意。

故答案为：D。

9．如图，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，则下列说法正确的是（忽略绳子的重力）（　　）

A．拉力所做的功是300J B．拉力的功率是50W

C．斜面的机械效率是80% D．斜面上的摩擦力是50N

【答案】D

【解析】A．拉力所做的功W总＝Fs＝150N×3m＝450J

A不符合题意；

B．拉力的功率P＝＝＝75W

B不符合题意；

C．有用功W有用＝Gh＝500N×0.6m＝300J

斜面的机械效率η＝×100%＝×100%≈66.7%

C不符合题意；

D．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

D符合题意。

故答案为：D。

10．如图，在斜面上将一个重6N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为2N，斜面长4m，高1m。下列说法正确的是（　　）

A．运动过程中重物受到三个力的作用

B．运动过程中，拉力做的总功为6J

C．重物受到的摩擦力为0.5N

D．斜面的机械效率为85%

【答案】C

【解析】A．将物体匀速拉到高处的过程中，物体受到了重力、支持力、摩擦力、拉力共4个力的作用，A不符合题意；

B．运动过程中，拉力做的总功为

B不符合题意；

C．运动过程中，拉力做的有用功

克服重物受到的摩擦力做的额外功为

由可得，物体受到的摩擦力为

C符合题意；

D．斜面的机械效率为

D不符合题意。

故答案为：C。

11．如图所示，在快递仓库内工人把重为600N的货物用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升，忽略摩擦及绳重，该过程中滑轮组的机械效率为80%，则（　　） 

A．工人所用的拉力为200N

B．动滑轮的重力为100N

C．拉力的功率为150W

D．提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率不变

【答案】C

【解析】A．由图可知绳子的有效段数n=3，滑轮组的机械效率

工人所用的拉力为

A不符合题意；

B．忽略摩擦及绳重，作用在绳子自由端的拉力为

动滑轮重G动=3F-G=3×250N-600N=150N

B不符合题意；C．拉力F的功率

即P=Fv=Fnv物=250N×3×0.2m/s=150W

C符合题意；

D．忽略摩擦及绳重，克服动滑轮的重力做的功为额外功的唯一来源，故滑轮组机械效率为

G动保持不变，提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率发生变化，D不符合题意。

故答案为：C。

12．在探究“斜面的机械效率”的实验中，以下说法正确的是（　　）

A．用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉木块时拉力和摩擦力是一对平衡力

B．斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率

C．斜面的粗糙程度对机械效率没有影响

D．斜面的倾斜程度越大，沿斜面所用的拉力越小

【答案】B

【解析】A．木块在上升过程中受到重力、支持力、拉力和摩擦力四个力的作用，由于重力使物体有下滑的趋势，所以，要使物体匀速上升，拉力应大于摩擦力，拉力和摩擦力不是一对平衡力，A不符合题意；

B．其他条件一定时，斜面倾斜程度越大，机械效率越高，B符合题意；

C．在斜面倾斜程度一定时，斜面粗糙程度越大，克服摩擦做的额外功越多，机械效率越低，C不符合题意；

D．斜面的倾斜程度越小，越省力，沿斜面所用的拉力越小，D不符合题意。

故答案为：B。

13．利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力和分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（　　）

A．力做功的功率小

B．甲、乙两个滑轮组的额外功相同

C．乙滑轮组的机械效率高

D．甲、乙两个滑轮组的总功相同

【答案】C

【解析】A．两物体上升速度相同，所以甲绳自由端移动速度大于乙绳端移动速度，根据P===Fv

可知，拉力F1、F2相同，所以F1的功率大，A不符合题意；

C．甲滑轮组由3段绳子承担物重，所以s1=3h

则甲滑轮组的机械效率为η甲==

乙滑轮组由2段绳子承担物重，所以s2=2h

则乙滑轮组的机械效率η乙==

所以乙滑轮组的效率高，C符合题意；

BD．已知滑轮组把质量相等的重物提升到相同的高度，由公式W有=Gh=mgh

可知，两个滑轮组做的有用功相同；因为乙滑轮组的机械效率大，由η=可知相同时间，甲滑轮组做的总功较大，由W额=W总-W有

所以甲做的额外功较多，BD不符合题意。

故答案为：C。

14．如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1m，提升过程中拉力F的功率为160W。已知物体A重720N，该工人重600N。关于该过程，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．绳子自由端移动的速度为0.2m/s

B．动滑轮重120N

C．该工人对地面的压力为200N

D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90%

【答案】C

【解析】A．由图可知，滑轮组承担物重绳子的有效股数n=2，5s内绳子自由端移动的距离s=nh=2×1m=2m

绳子自由端移动的速度

A不符合题意；

B．由

可得，绳子自由端的拉力

动滑轮重G动=nF-G=2×400N-720N=80N

B不符合题意；

C．地面对工人的支持力F支=G人-F=600N-400N=200N

该工人对地面的压力和地面对人的支持力是相互作用力，它们大小相等，所以该工人对地面的压力F压=F支=200N

C符合题意；

D．工人施加的最大拉力F′=G人=600N

不计绳自身重力和绳与滑轮间摩擦，提升物体的最大重力G大=2F′-G动=2×600N-80N=1120N

此时滑轮组的机械效率最大，滑轮组的最大机械效率D不符合题意。

故答案为：C。

15．如图甲所示，质量为40kg的小林同学站在高台上竖直向上匀速拉动绳子，脚与地面的总接触面积为0.04m2，现改变G物，计算并绘出机械效率η与G物的关系图象，如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）

①此滑轮组动滑轮的重力为20N

②当G物＝150N时，小林对绳子的拉力为60N

③当G物′=120N时，若此时的拉力的功率为15W，则物体上升的速度为0.3m/s

④若水平高台能承受的最大压强为12500Pa，则该滑轮组所能提升物体的最大机械效率为90%

A．只有②④ B．只有② C．只有①③ D．只有①②

【答案】A

【解析】①计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率

由图象可知当物体的重力为120N时，滑轮组的机械效率80%，即

解得动滑轮重力为G动=30N

故①错误；

②图知绳子的有效段数n=3，不计绳重和摩擦，当G物=150N时，小林对绳子的拉力

故②正确；

③不计绳重和摩擦，当G物′=120N时，小林对绳子的拉力

根据

可知，绳子自由端移动的速度

则物体上升的速度

故③错误；

④人的重力G人=m人g=40kg×10N/kg=400N

由压强公式可知，水平高台能承受的最大压力F压=pS=12500Pa×0.04m2=500N

则人受到的最大支持力F支=F压=500N

由力的平衡条件可知，绳子的最大拉力F最大=F支-G人=500N-400N=100N

因为不计绳重和摩擦时，作用在绳子自由端的最大拉力为

则小林所能提升的最大物重G最大=nF最大-G动=3×100N-30N=270N

根据①可知滑轮组的机械效率

因动滑轮的重力不变，当重物的重力最大时，机械效率最高，则该滑轮组所能提升物体的最大机械效率

故④正确。

综上所述：A符合题意，BCD不符合题意。

故答案为：A。

二、填空题

16．如图所示，用力F沿斜面将重为1000N的小车匀速拉动，沿斜面拉动的距离s为10m，上升的高度h为2m，若斜面是光滑的，则拉力为 　     　N；如果斜面不光滑，且斜面的机械效率为80%，则拉力做功为 　     　J，小车受到的摩擦力为 　     　N。

【答案】200；2500；50

【解析】若斜面是光滑的，拉力做的功等于提升小车做的功，即Fs＝Gh

则拉力大小

如果斜面不光滑，拉力做的有用功W有用＝Gh＝1000N×2m＝2000J

由 知道，拉力做的功（总功）

拉力做的额外功W额＝W总﹣W有用＝2500J﹣2000J＝500J

由W额＝fs知道，小车受到的摩擦力

17．如图所示，小明用力F1拉动绳子使重为10N的物体A以速度v1匀速上升，此时滑轮组的机械效率为η1，拉力F1做功的功率为P1；若他将一个与A完全相同的物体系在A下端，并用力F2拉动绳子使它们一起以v2的速度匀速上升，此时滑轮组的机械效率为η2，拉力F2做功的功率为P2。已知η1：η2＝3：4，v1：v2＝1：2，不计绳重及摩擦，则动滑轮重G动＝　     　N，P1：P2＝　     　，F1：F2＝　     　。

【答案】10；1∶3；2∶3

【解析】根据题意知道 ，GA＝10N，滑轮组承担重物绳子的段数n＝3，滑轮组的机械效率

两次提起物体的机械效率比

解得动滑轮重G动＝10N

不计绳重和摩擦，则拉力

两次拉力比

由 知道，两次拉力的功率比P1∶P2＝F1v1∶F2v2＝（2×1）∶（3×2）＝1∶3

18．如图所示，用A、B装置分别匀速提升物体，已知滑轮重40N（不计绳重和摩擦），用图B装置提升物体可以　             　，若物体重为160N，则FA=　     　N，FB=　     　N，ηA　     　ηB（选填“大于”，“小于”，“等于”）

【答案】改变力的方向；100；160；小于

【解析】定滑轮可以改变力的方向，但不省力，动滑轮可以省力，介不能改变力的方向；图B装置为定滑轮，所以可以改变力的方向；

当物体重为160N时，定滑轮不省力也不费力，所以拉力FB也为160N；动滑轮省一半力，但同时要提起动滑轮，所以

当不计绳重和摩擦时，使用定滑轮不做额外功，所以效率为100%，而使用动滑轮时，提升动滑轮要做额外功，所以效率小于1，即A装置的机械效率小于B装置的机械效率。

19．如图所示，小明利用两个倾角不同的斜面进行实验．若斜面粗糙程度相同，则将同一木块分别从两斜面底端匀速拉至斜面顶端时，拉力所做的额外功W甲　     　W乙，若甲、乙斜面光滑，则拉力F甲　     　F乙。将木块分别从两光滑斜面顶端自由释放，则木块到达斜面底端的速度v甲　     　v乙。

【答案】＞；＜；=

【解析】由于甲的倾斜程度小，故木块在斜面甲上的压力较大，又因为甲的斜面较长，故拉力在甲斜面所做的额外功较大，即W甲>W乙；

若甲、乙斜面光滑，则倾斜程度较小时的拉力较小，越省力，即F甲< F乙；

如果两斜面光滑，则木块下滑时的重力势能转化为动能，机械能不变，由于二者的高度相等，重力势能相等，故滑到斜面底端时的动能相等，速度相等，即v甲＝v乙。

20．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，在这过程中拉力F做功为40J，已知物体受到水平地面的摩擦力为60N，则物体运动的距离为　     　m，该滑轮组的机械效率为　     　．（忽略绳子和动滑轮的重力）

【答案】0.4；60%

【解析】由题意可知，拉力通过的距离s=W/F=40J/50N=0.8m，滑轮组由2段绳子承担拉力，所以物体运动的距离为拉力移动距离的一半为0.4m；由于物体匀速运动，受平衡力，滑轮组对物体的拉力等于摩擦力60N，滑轮组的机械效率为 ．

21．如图所示，滑轮的重力为100N，用该滑轮把重力为300N的物体匀速提升。若不计绳重和摩擦，则拉力F=　     　N，该滑轮的机械效率η=　     　。

【答案】700；85.7%

【解析】由图可知，该滑轮是动滑轮，不计绳重和摩擦，拉力

当滑轮上升时，物体就会上升，则该滑轮的机械效率

22．如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用滑轮在10s内将重为40N的物体匀速提升2m，已知拉力F为25N，则在这个过程中拉力做的功是　     　J，功率是　     　W，若匀速提升重为80N的物体，则这个滑轮组的机械效率将　     　（变大/变小/不变）。

【答案】100；10；变大

【解析】由图知道，连接动滑轮绳子的股数n=2，绳子自由端移动的距离s=2h=2×2m=4m

则在这个过程中拉力做的功W总=Fs=25N×4m=100J

由 知道，在这个过程中拉力做功的功率

由知道，在不计绳重和摩擦的情况下，这个滑轮组的机械效率

由此可知，滑轮组的机械效率与动滑轮重和物体重有关，动滑轮重力不变，物体重力变大，机械效率将变大。

23．如图所示，用滑轮组拉动重为70N的物体A，使物体A在水平方向上移动5m，所用拉力F为20N，地对物体A的摩擦力为30N，则拉力F做的功为　     　J，滑轮组的机械效率为　     　。

【答案】200；75%

【解析】由图可知：n=2，绳子自由端移动的距离s=ns′=2×5m=10m

拉力F做的功WF=F拉s=20N×10m=200J

该装置的机械效率

24．工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是　     　N，绳自由端移动的距离是　     　m，物体上升的速度是　     　m/s，滑轮组的机械效率是　     　（精确到1%）。

【答案】225；12；0.6；89%

【解析】由图可知，n=2，不计绳重和摩擦，作用在绳自由端的拉力

绳子自由端移动的距离

重物的速度 滑轮组的机械效率

25．用如图所示的滑轮组，分别匀速提升甲、乙两个重物。若重物甲被提升的速度为v1，同时绳子自由端的速度为v2，则v1　     　v2。以G甲、G乙分别表示甲、乙两个重物的重力，若G甲>G乙，且不计绳重和摩擦，匀速提升甲、乙两个重物时滑轮组的机械效率η甲　     　η乙（以上两空均选填“大于”、“小于”或“等于”）。

【答案】小于；大于

【解析】图中动滑轮上由3根绳子，所以绳子自由端移动速度是重物被提升速度的3倍，所以v1小于v2。

提高滑轮组的机械效率的方法就是增加提升物重的重力，重物越重，滑轮组的机械效率越大，因G甲>G乙，且不计绳重和摩擦，匀速提升甲、乙两个重物时滑轮组的机械效率η甲大于η乙。

26．如图所示，工人师傅用250N的拉力，使重为2000N的物体以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍，动滑轮受到的重力为80N，则工人师傅拉力的功率为 　     　W，该滑轮组的机械效率为 　     　。

【答案】100；80%

【解析】由图可知， n=2，则绳子自由端移动的速度v绳=nv物=2×0.2m/s=0.4m/s

工人师傅拉力的功率

物体在运动时受到地面的摩擦力

该滑轮组的机械效率

27．如图所示的滑轮组，在拉力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度匀速直线运动了10s。物体A受到的摩擦力为4.2N，弹簧测力计示数为2N（不计绳、弹簧测力计和滑轮重）。则绳子自由端移动的距离为　     　m，拉力F的功率为　     　W，滑轮组的机械效率为　     　。

【答案】3；0.6；70%

【解析】由图可知，右边的滑轮为动滑轮，承担物体A与桌面间摩擦力的绳子股数是3，所以绳自由端移动的速度为v绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s

绳子自由端移动的距离为s=v绳t=0.3m/s×10s=3m

作用在绳端的拉力与弹簧测力计的示数相等，所以绳端的拉力F的大小为2N，拉力F的功率为P=Fv绳=2N×0.3m/s=0.6W

当A匀速运动过程，物体A受到的摩擦力为4.2N，所以使用滑轮组的过程中，做的有用功为W有=fs物=4.2N×0.1m/s×10s=4.2J

总功W总=Fs绳=2N×3m=6J

滑轮组的机械效率为

28．如图甲所示，体重为80N的小宇用滑轮组提升重为900N的物体M，加在绳子自由端的拉力F将物体M以0.4m/s的速度匀速提升到8m的高度，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示。不计绳子的重力、摩擦力，滑轮组提升重物的机械效率为 　     　%；小宇匀速提升物体M时拉力F做功的功率为 　     　W。

【答案】90；400

【解析】由题意知，提升物体M所做的有用功W有=Gh=900N×8m=7200J

提升物体M所用的时间

由图乙知，此过程拉力F做的总功W总=8000J

滑轮组的机械效率

拉力做功的功率

29．如图甲所示装置中，空吊篮A重25N，绳子承受的最大拉力为100N。小壮将A提升到高处，所施加拉力F随时间变化关系如图乙，A上升速度随时间变化关系如图丙，忽略绳重、摩擦和空气阻力，动滑轮的重力为　     　N，第2s内克服动滑轮重做的额外功为　     　J，此装置运载货物的最高机械效率为　     　%。

【答案】15；30；80

【解析】由题意可知，空吊篮重GA=25N，由丙图可知，在1~2s内，A被匀速提升，结合乙图可知，此时F=20N，由甲图可知，绳子有效段数n=2，忽略绳重、摩擦和空气阻力，动滑轮的重力G动=2F-GA=2×20N-25N=15N

由丙图可知，在第2s内吊篮A上升的速度v=2m/s，则第2s内滑轮上升的高度h=vt=2m/s×1s=2m

第2s内克服动滑轮重做的额外功W额=G动h=15N×2m=30J

此滑轮组提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，故当物体重力最大，即拉力F最大=100N时，机械效率最大，忽略绳重、摩擦和空气阻力，物体最大重力为G=2F最大-GA-G动=2×100N-25N-15N=160N

此装置运载货物的最高机械效率为

30．如图所示，质量为的物体A，在竖直向下的拉力作用下，以的速度匀速向上运动了。在此过程中，克服物体重力做的有用功是　     　J，拉力移动的速度是　     　。若该滑轮组的机械效率为80%，拉力F等于　     　N。（，不计绳重以及绳和滑轮间的摩擦）

【答案】160；1；100

【解析】克服重力所做的有用功为WG=Fs=mgh=4kg×10N/kg×4m=160J

由定滑轮特点可知，改变力的方向，不省力；动滑轮特点可知，省一半力多费一倍距离，则拉力移动的速度为物体移的速度的一半，即1m/s。

拉力做功为

由于滑轮组的机械效率为80%，则

联立解得

三、计算题

31．如图所示，平行于斜面的拉力将重为400N的物块由斜面底端匀速拉到顶端，已知拉力为250N，物体沿斜面移动了2m，升高了1m；以克服物的重力做的功为有用功，（忽略空气阻力），求

（1）此过程中拉力所做的总功；

（2）此过程中拉力所做的额外功；

（3）斜面的机械效率。

【答案】解：（1）拉力F=250N，物体沿斜面移动了2m，即s=2m，此过程中拉力所做的总功为

（2）物块升高了1m，即h=1m，此过程中所做的有用功为

此过程中拉力所做的额外功为

（3）斜面的机械效率为

【解析】（1）根据物体受到的力和距离的乘积，计算做功多少；
（2）根据物体的重力和高度的乘积，计算有用功；结合总功和有用功的差，计算额外功；
（3）根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。

32．用如图所示的滑轮组匀速提升重为的物体，所用拉力为，不计绳重和摩擦，将重物提升所用时间为。求： 

（1）滑轮组的机械效率；

（2）拉力的功率；

（3）若物重变为原来的2倍，则滑轮组的机械效率又为多大？

【答案】解：（1）由题意可知，物重 ，拉力 ，物体被提升的距离 ，提升重物所用的时间 。 

由图可知，与动滑轮直接相连的绳子段数 ，则物体被提升3m的过程中，绳自由端移动的距离

在此过程中，有用功

拉力所做的总功

则滑轮组的机械效率

（2）拉力的功率

（3）设动滑轮重为G动，则不计绳重与摩擦，额外功

又因 ，所以动滑轮重

物重变为原来的2倍时

滑轮组的机械效率

【解析】（1）根据物体的重力和高度的乘积，计算有用功，利用拉力和距离的乘积，计算总功；有用功和总功的比值， 计算机械效率；
（2）根据功和时间的比值， 计算功率；
（3）总功和有用功的差，计算额外功；结合距离计算动滑轮重力；根据物体的重力和动滑轮的重力，可以计算滑轮组机械效率的大小。

33．如图所示，工人用300N的拉力，把一重为500N的货物G用滑轮组提升了3m （忽略摩擦及绳重）。求∶

（1）工人做的有用功；

（2）滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）；

（3）动滑轮重。

【答案】解：（1）工人做的有用功为W有用=Gh=500N×3m=1500J

（2）由图可知，绳子的股数为2，总功为W总=Fs=Fnh=300N×2×3m=1800J

滑轮组的机械效率为

（3）根据公式 ，可得动滑轮的重力为G动=nF-G物=2×300N-500N=100N 

【解析】（1）根据物体的重力和高度的乘积，计算有用功；
（2）根据拉力和距离的乘积，计算总功，有用功和总功的比值， 计算机械效率；
（3）根据滑轮组绳子的拉力和物体的重力，计算动滑轮的重力。

34．底面积为900cm2、重720N的货箱静止在水平地面上，工人用图甲所示的滑轮组将它提升到4m的高处。提升过程中，拉力F的功率为156W，货箱上升的高度h随时间t的变化关系如图乙所示，不计摩擦及绳重。求∶

（1）绳子自由端未施力时，货箱对地面的压强；

（2）工人所用拉力F的大小；

（3）如果仍用该滑轮组匀速提升重为1140N的重物，滑轮组的机械效率多大？

【答案】解：（1）绳子自由端未施力时，货箱对地面的压强为

（2）工人用图甲所示的滑轮组将它提升到4m的高处，由图乙可知，所用时间为20s，由于滑轮组上承担重量的绳子股数为n=3，所以自由端绳子移动的距离为

自由端绳子移动的速度为

由

可知，工人所用拉力F的大小

（3）由可知，动滑轮重为

如果仍用该滑轮组匀速提升重为1140N的重物，拉力为

滑轮组的机械效率为

【解析】（1）根据公式，可求出压强；

（2）根据公式及P=Fv，可求出拉力；
（3）根据公式及，可求出机械效率。

35．工人用如图所示的滑轮组来提升重为800N的物体时，物体在10s内被匀速提升了1.8m，工人对绳子的拉力为500N，工人对地面的压力为250N，不计绳重和摩擦。求：

（1）动滑轮的重力；

（2）工人做功的功率；

（3）工人用该滑轮组来提升其它物体时，滑轮组能达到的最大机械效率。

【答案】解：（1）由图可知

根据可得，动滑轮的重力为

（2）绳端移动的距离为

则

则工人做功的功率

（3）因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，所以地面的支持力为

工人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支，由力的平衡条件可得

则

在不计摩擦与绳重时，工人施加的最大拉力为

根据可知，滑轮组的最大机械效率为

【解析】（1）根据滑轮组绳子的拉力和物体的重力，计算动滑轮的重力；
（2）根据路程和时间的比值， 计算速度；根据力和速度的乘积，计算功率；
（3）根据滑轮组的最爱拉力计算物体的最大重力，结合机械效率的计算，分析最大的机械效率。