115機(jī)械效率（分層練習(xí)）-2023-2024學(xué)年九年級(jí)物理上冊(cè)（蘇科版）

11.5機(jī)械效率（分層練習(xí)）一、單選題1．一個(gè)滑輪組經(jīng)改進(jìn)后，機(jī)械效率比原來(lái)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【詳解】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?yàn)閃總＝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(cuò)誤，C正確。故選C。2．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(shuō)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【詳解】AC．使用機(jī)械有時(shí)是為了省力，有時(shí)是為了省距離，有時(shí)是為了改變力的方向，但都不能省功，故A錯(cuò)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(wú)關(guān)，故BD錯(cuò)誤。故選C。3．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．2:3 B．2:1 C．2:9 D．9:2【答案】B【詳解】由可得則它們有用功之比為故選B。4．如圖所示，小明用桶把一些沙子運(yùn)上三樓。在此過(guò)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【詳解】小明用桶把一些沙子運(yùn)上三樓，對(duì)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．如圖所示，物體在沿斜面向上的拉力作用下，從斜面底端勻速拉到斜面頂端，已知斜面高為h，斜面長(zhǎng)為s，且s＝3h，物體所受重力為G，斜面的機(jī)械效率為50%，若物體受到的拉力和摩擦力分別用F和f表示，則（）A．F＝

f＝ B．F＝

f＝ C．F＝

f＝ D．F＝

f＝【答案】C【詳解】根據(jù)題意知道，拉力做的有用功W有用＝Gh拉力做的總功W總＝Fs＝F×3h＝3Fh斜面的機(jī)械效率解得拉力克服摩擦力所做的額外功則摩擦力故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。6．用圖所示的動(dòng)滑輪勻速提升鉤碼，測(cè)量動(dòng)滑輪的機(jī)械效率，下表中已填入某次實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量出的數(shù)據(jù)。下列說(shuō)法正確的是（）鉤碼重G/N提升高度h/m繩自由端拉力F/N繩自由端移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率20.11.20.2

A．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)在彈簧測(cè)力計(jì)保持靜止時(shí)讀數(shù)B．本次實(shí)驗(yàn)中，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為60%C．該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率不會(huì)改變D．若只增加鉤碼受到的重力，該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率會(huì)變大【答案】D【詳解】A．實(shí)驗(yàn)時(shí)，在彈簧測(cè)力計(jì)靜止時(shí)拉力不需要克服繩與輪之間的摩擦，所以測(cè)得的拉力偏小，故A錯(cuò)誤；B．本次實(shí)驗(yàn)中，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為故B錯(cuò)誤；CD．若只增加鉤碼受到的重力，上升的高度相同，額外功不變，有用功增大，由可知該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率會(huì)變大，故D正確，C錯(cuò)誤。故選D。7．如圖用滑輪組提升建筑材料A的示意圖，在豎直向下的拉力F作用下，使重900N的建筑材料A在5s的時(shí)間里，勻速豎直上升了1m。在這個(gè)過(guò)程中，拉力為500N；滑輪組的機(jī)械效率為η，拉力F做功的功率為P，動(dòng)滑輪重力80N，繩重可忽略不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是（）

A．拉力F所做的總功為900JB．拉力F的功率是180WC．滑輪組的機(jī)械效率是80%D．克服動(dòng)滑輪與軸的摩擦所做額外功是20J【答案】D【詳解】A．由圖知，承擔(dān)重物繩子的段數(shù)，由和可得總功故A錯(cuò)誤；B．拉力F的功率故B錯(cuò)誤；C．克服物體重力做的有用功滑輪組的機(jī)械效率故C錯(cuò)誤；D．額外功克服動(dòng)滑輪重力做的額外功繩重可忽略不計(jì)，所以克服動(dòng)滑輪與軸的摩擦所做額外功故D正確。故選D。8．如題圖所示，甲是建筑工地上的塔式起重機(jī)示意圖，乙是一端的滑輪組，用2.1×103N的拉力F在10s內(nèi)將重6×103N的物體勻速提升5m，不計(jì)繩重和摩擦，下列說(shuō)法正確的是（）

A．拉力F做功大小為2.1×104JB．繩索自由端速度大小為0.5m/sC．該滑輪組的動(dòng)滑輪重300ND．該滑輪組的機(jī)械效率為80%【答案】C【詳解】A．由圖可知一端滑輪組繩子的有效段數(shù)n=3，繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh=3×5m=15m拉力做的總功W總=Fs=2.1×103N×15m=3.15×104J故A錯(cuò)誤；B．繩索自由端的速度故B錯(cuò)誤；C．因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦?xí)r動(dòng)滑輪重G動(dòng)=3FG=3×2.1×103N6×103N=300N故C正確；D．滑輪組的機(jī)械效率故D錯(cuò)誤。故選C。二、填空題9．當(dāng)你用桶從井中提水時(shí)，你對(duì)桶做的功是；如果桶掉進(jìn)井里，從井撈桶時(shí)，桶里帶著一些水，這時(shí)你對(duì)桶做的功是，對(duì)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(duì)物體做功為J，理由是：?！敬鸢浮款~外功有用功額外功0在力的方向上沒(méi)有移動(dòng)距離【詳解】[1]當(dāng)用桶從井中提水時(shí)，對(duì)水做的功是有用功，對(duì)桶做的功是額外功。[2][3]如果桶掉進(jìn)井里，從井撈桶時(shí)，桶里帶著一些水，這時(shí)對(duì)桶做的功是有用功，對(duì)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(méi)有移動(dòng)距離，故對(duì)物體做功為零。10．小明用如圖所示的動(dòng)滑輪提起重140N的水桶，動(dòng)滑輪重20N（不計(jì)繩重和摩擦），此時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為%；如果向水桶內(nèi)再加入40N的水，該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率將（選填“變大”、“變小”或“不變”）。【答案】87.5變大【詳解】[1]動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為[2]如果向水桶內(nèi)再加入40N的水，水桶的重力變?yōu)?80N，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率變?yōu)?，故該?dòng)滑輪的機(jī)械效率變大。11．如圖所示，斜面長(zhǎng)，高。工人在6s內(nèi)將重的物體從底端沿斜面向上勻速拉到頂端，拉力是。此過(guò)程中工人做的有用功為J，斜面的機(jī)械效率為?！敬鸢浮?6080【詳解】[1]工人利用斜面提升重物，所做的有用功W有用=Gh=600N0.6m=360J即此過(guò)程中工人做的有用功為360J。[2]斜面的機(jī)械效率η===80即斜面的機(jī)械效率為80。12．如圖所示，用滑輪組提升重為360N的貨物，上升速度為0.3m/s，動(dòng)滑輪重為30N，拉力F的功率為180W，則繩子自由端的拉力F為N，滑輪組的機(jī)械效率為。

【答案】20060%【詳解】[1]由圖知道，承擔(dān)物重繩子的股數(shù)是n=3，繩子自由端移動(dòng)的速度由于繩子自由端的拉力[2]滑輪組的機(jī)械效率13．如圖所示，光滑斜面AB>AC，沿斜面AB和AC分別將同一重物從它們的底部拉到頂部，所需拉力分別為F1和F2，所做的功分別為W1和W2，兩個(gè)斜面的效率分別為η1和η2，則F1F2，W1W2，η1η2。

【答案】<==【詳解】[1][2][3]斜面光滑說(shuō)明沒(méi)有摩擦，所以不做額外功。所以把同一物體沿斜面AB和AC分別拉到頂端A，h相同，由W=Gh可知兩次做的功相同，即W1=W2；根據(jù)，有用功與總功相等，機(jī)械效率均為100%，所以η1=η2；由圖可知，LAB>LAC，而W1=W2，由W=Fs，所以F1<F2。14．如圖甲所示，使用兩個(gè)滑輪組提升重均為900N的物體，使物體勻速升高不同的高度。兩滑輪組相關(guān)的數(shù)據(jù)如圖乙所示。其中，利用A滑輪組做的有用功為1800J，利用B滑輪組做的有用功為1400J。則（1）由圖乙判斷：A滑輪組的機(jī)械效率是；（2）計(jì)算：①A滑輪組中，物體被提升的高度；②的大??；（3）使用A滑輪組做的額外功使用B滑輪組做的額外功。（選填“大于”“等于”“小于”）

【答案】75%2m等于【詳解】（1）[1]滑輪組的機(jī)械效率反映的是有用功占總功的比例，如圖乙所示，有用功占總功的75%，所以A滑輪組的機(jī)械效率是75%。（2）[2]物體重為900N，用A滑輪組做的有用功為1800J，則物體被提升的高度為[3]由題可知A滑輪組拉力做的總功為如圖甲所示，A滑輪組中動(dòng)滑輪上繞了3條繩，即n=3，物體升高2m，則繩子自由端移動(dòng)距離為6m。則拉力的大小為（3）[4]使用A滑輪組做的額外功為如乙圖所示，使用B滑輪組做的額外功為故。三、作圖題15．如圖所示，某人用沿斜面向上的力，把重的木箱從斜面底部推到斜面頂部。哪個(gè)力做的功是總功？請(qǐng)?jiān)趫D中畫出這個(gè)力的示意圖?！敬鸢浮俊驹斀狻咳搜匦泵嫦蛏系牧ψ龅墓κ强偣?，力的示意圖如下圖所示16．小明正在探究“滑輪組的機(jī)械效率和繞線方式是否有關(guān)”時(shí)，請(qǐng)參照小明設(shè)計(jì)的圖甲補(bǔ)全圖乙完成探究實(shí)驗(yàn)。

【答案】

【詳解】探究“滑輪組的機(jī)械效率和繞線方式是否有關(guān)”應(yīng)讓滑輪相同，提升的物重相同，繩子的繞法不同，由甲圖可知有2段繩子拉著動(dòng)滑輪，故乙圖應(yīng)用3段繩子拉著動(dòng)滑輪，從動(dòng)滑輪的掛鉤開(kāi)始連起，如圖所示：

四、計(jì)算題17．如圖，用滑輪組提升重物時(shí)，重400N的重物在10s內(nèi)勻速上升了1m。已知拉繩子的力F為250N，不計(jì)繩重和摩擦，則提升重物的過(guò)程中；（1）繩子自由端下降速度為多少m/s；（2）滑輪組的機(jī)械效率為多少；（3）拉力F的功率是多少W，如果重物為900N，則滑輪組的機(jī)械效率又為多少?！敬鸢浮浚?）0.2m/s；（2）80%；（3）50W，90%【詳解】解：（1）由圖知繩子自由端被拉下的距離繩子自由端下降的速度（2）拉力做的有用功拉力做的總功滑輪組的機(jī)械效率（3）拉力F的功率是不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)公式可知，動(dòng)滑輪的重力如果重物為900N，根據(jù)公式可知，滑輪組的機(jī)械效率是答：（1）繩子自由端下降速度為0.2m/s；（2）滑輪組的機(jī)械效率為80%；（3）拉力F的功率是50W，如果重物為900N，則滑輪組的機(jī)械效率為90%。18．如圖甲所示，通過(guò)滑輪組用拉力F將邊長(zhǎng)為20cm的正方體物塊從液體中勻速拉出至液面上方一定高度處，從圖示位置開(kāi)始，共用時(shí)5s，拉力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。動(dòng)滑輪的重力為4N，不計(jì)摩擦及水和空氣對(duì)物塊的阻力，不考慮液面變化，g取10N/kg，求：（1）物塊運(yùn)動(dòng)的速度。（2）物塊離開(kāi)液面后拉力所做的功。（3）物塊離開(kāi)液面后滑輪組的機(jī)械效率（百分號(hào)前保留一位小數(shù)）?！敬鸢浮浚?）0.1m/s；（2）29.2J；（3）97.3%【詳解】解：（1）由乙圖圖像可知，1~3s拉力不斷增大，說(shuō)明該過(guò)程是物塊從剛剛開(kāi)始露出液面到完全露出液面的過(guò)程，運(yùn)動(dòng)的距離所用的時(shí)間物塊運(yùn)動(dòng)的速度（2）由乙圖圖像可知，3~5s是物塊離開(kāi)液面后運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，拉力F3=73N，所用的時(shí)間物塊離開(kāi)液面后上升的高度由題意知承重繩的段數(shù)為，，繩子自由端移動(dòng)的距離拉力F做的功（3）因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦?xí)r所以物塊的重力結(jié)合機(jī)械效率公式可得答：（1）物塊運(yùn)動(dòng)的速度為0.1m/s；（2）物塊離開(kāi)液面后拉力所做的功為29.2J；（3）物塊離開(kāi)液面后滑輪組的機(jī)械效率為97.3%。19．如圖所示裝置，小明站立在水平地面提升總重力為56N的三件衣服，他以大小為15N的拉力豎直向下勻速將繩端下拉了1m，若衣服上升的速度為0.25m/s，求：（1）小明所做的總功；（2）滑輪組的機(jī)械效率；（3）小明拉力的功率。

【答案】（1）15J；（2）93.3%；（3）15W【詳解】解：（1）人做的總功（2）根據(jù)圖示可知，有兩個(gè)動(dòng)滑輪提升物體，即4條繩子提升物體，衣服上升的距離有用功為滑輪組的機(jī)械效率（3）繩子移動(dòng)的速度為小明拉力的功率為答：（1）小明所做的總功為15J；（2）滑輪組的機(jī)械效率約為93.3%；（3）小明拉力的功率為15W。五、實(shí)驗(yàn)題20．（1）如圖甲所示，用作用點(diǎn)不同，分別用沿圓的切線方向的三個(gè)力F1、F2、F3，使杠桿在水平位置保持平衡，則F1、F2、F3的大小關(guān)系是。（2）如圖乙所示，用兩種不同的滑輪將同一重物G提升到相同高度，若不計(jì)繩重、摩擦和滑輪重，F(xiàn)1F2，機(jī)械效率12（選填“>”“<”或“=”）?！敬鸢浮縁1=F2=F3?=【詳解】（1）[1]圖甲中分別用沿圓的切線方向的三個(gè)力F1、F2、F3，此時(shí)圓心(支點(diǎn))到力的作用線的距離都是相同的(等于圓的半徑)，根據(jù)力臂的定義可知，此時(shí)三個(gè)力的力臂都相同；由杠桿平衡條件可知：在阻力、阻力臂、動(dòng)力臂都不變的情況下，動(dòng)力的大小也不變，即F1=F2=F3，故F1、F2、F3的大小相等。（2）[2]圖乙中第一個(gè)圖是動(dòng)滑輪，可以省一半的力，不計(jì)繩重、摩擦和滑輪重，則；第二個(gè)圖是定滑輪，不省力，則F2=G，所以F1?F2。[3]若不計(jì)繩重、摩擦和滑輪重，則W有用=W總，兩種情況下的機(jī)械效率為1，即η1=η2。21．小強(qiáng)同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)高度可調(diào)節(jié)的斜面來(lái)探究斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度之間的關(guān)系，如圖所示。他首先測(cè)出小車重，然后用彈簧測(cè)力計(jì)沿斜面勻速拉動(dòng)小車，調(diào)節(jié)斜面傾斜角θ的大小多次測(cè)量，得到下表所示的數(shù)據(jù)：斜面傾斜角θ小車重G/N斜面高h(yuǎn)/m斜面長(zhǎng)s/m拉力F/N有用功W有/J總功W總/J機(jī)械效率η12°50.212.112.148%30°50.513.62.53.669%45°50.714.33.54.381%（1）分析上表中的數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論是：斜面傾斜角θ越，斜面越省力，斜面的機(jī)械效率越；（2）若想探究斜面的機(jī)械效率與接觸面的粗糙程度的關(guān)系，則要保持斜面傾斜角度θ不變、小車的重不變，只改變?！敬鸢浮啃〉徒佑|面的粗糙程度【詳解】（1）[1][2]分析上表中的數(shù)據(jù)，在小車的重一定時(shí)，斜面傾斜角θ越小，所需拉力越小，則說(shuō)明斜面越省力，但此時(shí)斜面的機(jī)械效率越低。（2）[3]根據(jù)控制變量法思想，若想探究斜面的機(jī)械效率與接觸面的粗糙程度的關(guān)系，則要保持斜面傾斜角度θ不變、小車的重不變，只改變接觸面的粗糙程度。22．某實(shí)驗(yàn)小組在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如表所示，第1、2、3次實(shí)驗(yàn)裝置分別如圖甲、乙、丙所示。次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升的高度h/cm測(cè)力計(jì)拉力F/N測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s/cm機(jī)械效率η12100.93074.10%24101.63083.30%34101.050（1）實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)豎直方向提升重物。第3次實(shí)驗(yàn)中所做的有用功是J，機(jī)械效率為。（2）第3次實(shí)驗(yàn)中動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)比第2次實(shí)驗(yàn)多，動(dòng)滑輪自重增大，所做的額外功將（增大/減?。?。因而，由第2、3次實(shí)驗(yàn)可知：使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率。（3）比較兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：使用同一滑輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機(jī)械效率?！敬鸢浮縿蛩?.480%增大越小1、2越高【詳解】（1）[1]實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼上升。[2]第3次實(shí)驗(yàn)中有用功[3]總功機(jī)械效率（2）[4]第3次實(shí)驗(yàn)中動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)比第2次實(shí)驗(yàn)多，動(dòng)滑輪自重增大，所做的額外功將增大。[5]由實(shí)驗(yàn)2、3得，有用功相同，總功增大，額外功增大，機(jī)械效率降低；所以滑輪組的機(jī)械效率跟動(dòng)滑輪的重有關(guān)，使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越小。（3）[6][7]比較第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)可知，甲乙是同一個(gè)滑輪組，甲提起2N的物體，乙提起4N的物體，其他的條件相同，甲的機(jī)械效率是74.1%，乙的機(jī)械效率是83.3%，所以，使用同樣的滑輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機(jī)械效率越高。一、單選題1．如圖所示，小州分別使用甲、乙、丙三種機(jī)械勻速提升物體M（繩長(zhǎng)不變），測(cè)得物體M所受重力和拉力如表所示，則下列說(shuō)法中正確的是（）GMF甲F乙F丙9N10N10N10N

A．使用甲、乙、丙圖中的三種機(jī)械時(shí)，丙圖中機(jī)械最省力B．使用甲、乙、丙圖中的三種機(jī)械時(shí)，乙圖和丙圖中機(jī)械都能省力C．使用甲、乙、丙圖中的三種機(jī)械時(shí)，他們的機(jī)械效率均相等D．使用甲、乙、丙圖中的三種機(jī)械時(shí)，甲圖中的機(jī)械效率最大【答案】D【詳解】AB．從圖中信息可知，物重為9N，甲、乙和丙所使用的拉力均為10N，故三種機(jī)械都不省力，故AB錯(cuò)誤；CD．甲、乙、丙圖中的機(jī)械效率分別為比較可得甲的機(jī)械效率最大，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。2．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(jì)杠桿支點(diǎn)處的摩擦，先后把同一個(gè)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(shuō)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【詳解】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(gè)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(duì)重物提升的高度不同，做的有用功不相同，因?yàn)?，A有用功少，額外功一樣，可得ηA＜ηB，故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。3．如圖甲所示，一個(gè)滑輪組豎直固定在水平支架上，已知每個(gè)滑輪均重20N，滑輪組下端掛有重為G的物體A，用力F通過(guò)滑輪組繩的末端豎直向上勻速提升重物A，重物A向上運(yùn)動(dòng)的速度為v，力F做功的功率P隨物體上升速度v之間的關(guān)系圖像如圖乙所示。不計(jì)繩重與摩擦，g=10N/kg。則下列說(shuō)法正確的是（）A．拉力F的大小為120NB．滑輪組對(duì)A的拉力為140NC．拉力F的功率為1.2W時(shí)，10s內(nèi)滑輪組對(duì)物體A做功12JD．若在物體A下再加掛80N的重物，滑輪組的機(jī)械效率可以達(dá)到90%【答案】A【詳解】A．由圖乙可知，力做功的功率與物體上升速度成正比，當(dāng)時(shí)，拉力的功率為1.2W，根據(jù)可得，拉力為故A正確；B．由圖甲可知，滑輪組有一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪組成，承擔(dān)重物繩子的段數(shù)n=3，不計(jì)繩重與摩擦，由可得，重物A的重力為滑輪組對(duì)A的拉力大小等于物體A的重力340N，故B錯(cuò)誤；C．由圖乙可知，拉力的功率為1.2W時(shí)，物體上升速度，10s內(nèi)物體上升的高度為滑輪組對(duì)物體A做功為故C錯(cuò)誤；D．物體A下再加掛80N的重物時(shí)繩端拉力此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為故D錯(cuò)誤。故選A。4．如圖甲所示的裝置，A是重10N的空吊籃，繩子B和C能承受的最大拉力分別為100N和60N。質(zhì)量為50kg的小張同學(xué)將A提升到高處，施加的拉力F隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示，A上升的速度v隨時(shí)間變化關(guān)系如圖丙所示。忽略繩重及摩擦，（g=10N/kg）。下列結(jié)論正確的是（）

①動(dòng)滑輪的重力為9N②1~2s內(nèi)拉力F的功率為2W③此裝置提升重物的最大機(jī)械效率約為81.8%④用此裝置勻速提升50N的貨物時(shí)，小張對(duì)地面壓力為470NA．①④ B．③④ C．③ D．②③④【答案】C【詳解】①由圖丙可知，在1~2s內(nèi)A被勻速提升，由圖乙可知此時(shí)的拉力F=10N，由圖知n=2，忽略繩重及摩擦，拉力為則動(dòng)滑輪重力為故①錯(cuò)誤；②由圖丙可知，1~2s內(nèi)A上升的速度vA=0.2m/s，拉力端移動(dòng)速度為1~2s內(nèi)拉力F的功率為故②錯(cuò)誤；③忽略繩重及摩擦，C處繩子拉力為則當(dāng)C處最大拉力為60N時(shí)，B處拉力為大于繩子B能承受的最大拉力100N，當(dāng)B處最大拉力為100N時(shí)，C處拉力為小于繩子C能承受的最大拉力60N，所以要以B處最大拉力為準(zhǔn)，此時(shí)C處的拉力為B處的拉力為此裝置最多能勻速運(yùn)載貨物的重力為裝置提升重物的機(jī)械效率隨提升物重的增大而增大，此裝置提升重物的最大機(jī)械效率為故③正確；④人的重力為因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦，所以繩子自由端的拉力為因此小張對(duì)地面的壓力為故④錯(cuò)誤，綜上所述只有③正確，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。5．如圖甲所示的裝置是用來(lái)探究滑輪組的機(jī)械效率η與物重G物的關(guān)系，改變G物，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，計(jì)算并繪出η與G物的關(guān)系圖像，如圖乙所示，若不計(jì)繩重和摩擦，則下列說(shuō)法正確的是（）①此滑輪組動(dòng)滑輪的重力為3N；②當(dāng)時(shí)，滑輪組機(jī)械效率；③當(dāng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為6N；④此滑輪組機(jī)械效率η隨G物的增大而增大，最終將達(dá)到100%。A．只有①③ B．只有②④ C．只有②③ D．只有①②【答案】A【詳解】①不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率為由圖像可知當(dāng)物體的重力為12N時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率80%，即解得動(dòng)滑輪重力為故①正確；②不計(jì)繩重和摩擦，當(dāng)時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為故②錯(cuò)誤；③由圖知，時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為故③正確；④使用滑輪組時(shí)，克服物重做功的同時(shí)，不可避免地要克服動(dòng)滑輪重做額外功，所以總功一定大于有用功，由公式可知滑輪組的機(jī)械效率一定小于100%；由圖像可知同一滑輪組的機(jī)械效率η隨G物的增大而增大，但最終不能超過(guò)100%，故④錯(cuò)誤。綜上可知，只有①③符合題意；故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。二、填空題6．用如圖甲所示的裝置來(lái)探究滑輪組的機(jī)械效率η與所掛物重G物的關(guān)系，改變G物，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，計(jì)算并繪出η與G物關(guān)系如圖乙所示，若不計(jì)繩重和摩擦，則：

①滑輪自重是N；②當(dāng)G物=7N時(shí)，重物以2m/s速度勻速上升，拉力F做功的功率是W；③僅改變圖甲中的繞繩方式為圖丙、重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，所得到的ηG物圖線與圖乙所示曲線（選填“相同”或“不同”）?！敬鸢浮?18相同【詳解】①[1]由圖乙可知，當(dāng)物重時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為，不計(jì)繩重和摩擦，克服物重做的功為有用功，克服滑輪重和物重做的功為總功，因此滑輪組的機(jī)械效率為解得，。②[2]當(dāng)G物2=7N時(shí)，重物以2m/s速度勻速上升，拉力F做功的功率是③[3]不計(jì)繩重和摩擦，由可知，僅改變圖甲的繞繩方式，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，所得到的ηG物圖線與圖乙所示曲線相同。7．如圖1所示，將一個(gè)長(zhǎng)為1m、質(zhì)量為50kg的長(zhǎng)方體箱子沿著長(zhǎng)為s=3m的斜面推到高為h=1.8m的車廂中的A處，推動(dòng)箱子的st圖像如圖2所示，所用推力如圖3所示，則整個(gè)過(guò)程中箱子的平均速度為m/s；物體在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受摩擦力為N；在斜面上推動(dòng)箱子的機(jī)械效率為；在車廂里推動(dòng)箱子時(shí)，推力的功率為W。【答案】0.310673.560【詳解】[1]由圖2可知，整個(gè)過(guò)程中箱子移動(dòng)的距離為6m，所用時(shí)間為20s，則整個(gè)過(guò)程中箱子的平均速度為[2]箱子在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，推動(dòng)箱子做的有用功為由圖3可知，箱子在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，所用推力為400N，推動(dòng)箱子做的總功為則箱子在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，推動(dòng)箱子運(yùn)動(dòng)做的額外功為根據(jù)可得，物體在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受摩擦力為[3]在斜面上推動(dòng)箱子的機(jī)械效率為[4]由圖3可知，在車廂里推動(dòng)箱子時(shí)，所用推力為F′=100N，所用的時(shí)間為由圖2可知，在車廂里推動(dòng)箱子時(shí)，箱子移動(dòng)的距離為則推力的功率為8．一個(gè)質(zhì)量為70kg的工人，在建筑工地用如圖所示的裝置提升石板，已知托盤重200N，容量足夠大，每塊石板重100N，繩能承受的最大拉力為800N，滑輪的摩擦和繩重忽略不計(jì)。當(dāng)工人站在地面上用此裝置在4s內(nèi)將10塊石板勻速提升2m時(shí)，此裝置的機(jī)械效率為80%，則此裝置的動(dòng)滑輪重為N；該工人提升10塊石板升高2m過(guò)程中，做的額外功為J；該工人用此裝置提升石板的機(jī)械效率最高可達(dá)到（g=10N/kg，保留一位小數(shù)）?！敬鸢浮?050081.5%【詳解】[1][2]10塊石板的總重力G石=10×100N=1000N提升石板所做的有用功W有=G石h=1000N×2m=2000J此裝置提升石板所做的總功提升石板所做的額外功W額=W總W有=2500J2000J=500J提升托盤所做的額外功W托盤=G托盤h=200N×2m=400J不計(jì)摩擦及繩重時(shí)，提升動(dòng)滑輪所做的額外功W滑輪=W額W托盤=500J400J=100J動(dòng)滑輪的重力[3]人對(duì)繩子的最大拉力F=G人=mg=70kg×10N/kg=700N同一輪滑組，提升物體的過(guò)程中，所做的有用功越大，機(jī)械效率越高，所以提升的物體越重，機(jī)械效率越高。當(dāng)繩子端所受的拉力最大，提升的物體最重，此裝置的機(jī)械效率最高。由圖示知，滑輪組承重繩子為2根，所以能提起的石板的最大重力最多能提起石板的數(shù)量實(shí)際上，提升石板的重力G石實(shí)=11×100N=1100N繩子端的實(shí)際最大拉力此裝置的最高機(jī)械效率三、計(jì)算題9．如圖所示，利用滑輪組裝置勻速拉動(dòng)水平面上的物體。已知物體在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力為重力的0.1倍，物體被勻速拉動(dòng)的距離為1m，當(dāng)物體質(zhì)量為2kg時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為50%，不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦。（g取10N/kg）求:（1）物體在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力（2）動(dòng)滑輪的重力（3）若人以0.3m/s的速度勻速向下拉繩時(shí)，拉力F的功率。

【答案】（1）2N；（2）2N；（3）0.4W【詳解】解：（1）物體重力為物體在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力（2）因?yàn)槲矬w被勻速拉動(dòng)，滑輪組對(duì)物體的拉力等于阻力為2N，則有用功為因?yàn)榛喗M的機(jī)械效率為50%，則額外功為如圖，物體被拉的距離是1m，動(dòng)滑輪上升的高度就是1m，不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦，克服動(dòng)滑輪重力做的功就是額外功，則動(dòng)滑輪重力為（3）由圖可知，動(dòng)滑輪上繞了3條繩子，這三條繩子共同拉動(dòng)動(dòng)滑輪上升，力的大小為所以繩子自由端施加的力為若人以0.3m/s的速度勻速向下拉繩時(shí)，拉力F的功率為答：（1）物體在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力為2N；（2）動(dòng)滑輪的重力為2N；（3）人以0.3m/s的速度勻速向下拉繩時(shí)，拉力F的功率為0.4W。10．為了將放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高處。小明同學(xué)設(shè)計(jì)了圖（甲）所示的滑輪組裝置。當(dāng)小明用圖（乙）所示隨時(shí)間變化的豎直向下拉力F拉繩時(shí)，物體上升速度v隨時(shí)間變化關(guān)系圖像為圖（丙），物體上升的高度h隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像分別如圖（丁）所示。若重物與地面的接觸面積S=5×102m2，不計(jì)摩擦和繩重，繩對(duì)滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向。求：（1）勻速提升物體時(shí)，拉力F的功率為多少W?滑輪組的機(jī)械效率η為多少?（2）在1~2s內(nèi)，拉力F做的功W為多少J?【答案】（1）300W，83.3%；（2）187.5J【詳解】解：（1）在2~3s內(nèi)，重物做勻速運(yùn)動(dòng)，其速度拉力因?yàn)檫B接動(dòng)滑輪的繩子有三根，所以拉力F的作用點(diǎn)下降的速度是重物上升速度v3的三倍，則拉力F的功率滑輪組的機(jī)械效率（2）在1~2s內(nèi)，拉力重物上升高度拉力F做的功答：（1）在2~3s內(nèi)，拉力F的功率為300W，滑輪組的機(jī)械效率為83.33%；（2）在1~2s內(nèi)，拉力F做的功為187.5J。11．如圖所示，小型牽引車通過(guò)滑輪組勻速打撈起深井中的物體，已知物體重1.2×103N，密度為1.6×103kg/m3。測(cè)得物體在出水面后牽引車作用在繩子上的拉力為500牛。若不計(jì)摩擦、繩重及水的阻力，g取10N/kg，問(wèn)：(1)物體浸沒(méi)水中時(shí)所受的浮力多大？(2)物體露出水面前滑輪組機(jī)械效率多大？(3)物體出水面后上升的速度是0.5m/s，牽引車?yán)Φ墓β识啻?？【答案?1)750N；(2)60%；(3)750W【詳解】(1)由可得物體的質(zhì)量根據(jù)可得物體的體積物體浸沒(méi)水中時(shí)排開(kāi)液體體積等于物體體積，所受的浮力(2)由圖知繩子承擔(dān)物重的段數(shù)n為3，由可得解得動(dòng)滑輪的重力設(shè)物體在水中受到的拉力為F1，則有物體出水面前作用在繩端的拉力物體出水面前的機(jī)械效率(3)物體出水面后上升的速度是0.5m/s，則繩子移動(dòng)的速度則牽引車?yán)ψ龉Φ墓β蚀穑?1)物體浸沒(méi)水中時(shí)所受的浮力750N；(2)物體露出水面前滑輪組機(jī)械效率60%；(3)物體出水面后上升的速度是0.5m/s，牽引車?yán)Φ墓β?50W。四、實(shí)驗(yàn)題12．在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中，小剛用如圖所示滑輪組進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。實(shí)驗(yàn)序號(hào)物重G/N物體上升的高度h/m拉力F/N繩端移動(dòng)的距離s/m機(jī)械效率①40.31.80.974.1%②60.32.60.976.9%③80.33.30.9

（1）本實(shí)驗(yàn)中用到的測(cè)量工具有和；（2）在第②次實(shí)驗(yàn)中，做的有用功是J，額外功是J；（3）第③次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率是（結(jié)果保留至0.1%）；（4）通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出：同一滑輪組提升的物重增大，機(jī)械效率將（均選填“增大”、“減小”或“不變”）；（5）若彈簧測(cè)力計(jì)沒(méi)有豎直向上拉，則測(cè)得的機(jī)械效率將（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）?！敬鸢浮繌椈蓽y(cè)力計(jì)刻度尺1.80.5480.8增大偏小【詳解】（1）[1][2]實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量物體的重力、拉力以及物體上升的高度，因此實(shí)驗(yàn)中需要彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺。（2）[3]根據(jù)圖示和記錄表格可知，動(dòng)滑輪上繩子的股數(shù)為3，s＝nh，第②次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的有用功[4]總功額外功（3）[5]第③次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率（4）[6]根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知同一滑輪組提升物體，物重增加，機(jī)械效率提高。所以可得結(jié)論：同一滑輪組提升的物重增大，有用功增大，機(jī)械效率將增大。（5）[7]當(dāng)拉力的方向不在豎直方向上時(shí)，由于動(dòng)力臂變短，會(huì)造成拉力偏大，從而使得總功變大，根據(jù)知，在有用功不變的情況下，總功增大，所以機(jī)械效率偏小。13．在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，用同一滑輪組進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)（如圖所示），實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表．次數(shù)鉤碼重/N鉤碼上升距離/cm彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)/N彈簧測(cè)力計(jì)上升距離/cm機(jī)械效率12100.83083.3%24101.53036103090.9%（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，要向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；（2）第2次實(shí)驗(yàn)中額外功為J，滑輪組的機(jī)械效率為（結(jié)果保留一位小數(shù)）；（3）第3次實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)漏填，由圖丙可知，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為N；（4）分析數(shù)據(jù)可得結(jié)論：用同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越（高/低）；（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論推測(cè)：使用該滑輪組再次將8N的物體勻速提升10cm，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率可能為（只填序號(hào)）；A．71.6%

B．82.6%

C．92.4%（6）若第1次實(shí)驗(yàn)中，鉤碼上升高度增大為20cm，則過(guò)程中做的額外功（增大/減小/不變），滑輪組的機(jī)械效率（大于/等于/小于）83.3%；（7）若第3次實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是在向上拉動(dòng)的過(guò)程中停下來(lái)讀取的，則此時(shí)滑輪組實(shí)際的機(jī)械效率（大于/等于/小于）90.9%?！敬鸢浮控Q直勻速0.0588.9%2.2高C增大等于小于【詳解】[1][2]在實(shí)驗(yàn)時(shí)，要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)處于平衡狀態(tài)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于拉力的大小。（2）[3]第2次實(shí)驗(yàn)中拉力的總功為W總=Fs=1.5N×0.3m=0.45J第2次實(shí)驗(yàn)中有用功為W有=Gh=4N×0.1m=0.4J第2次實(shí)驗(yàn)中額外功為W額外=W總W有=0.45J0.4J=0.05J[4]滑輪組的機(jī)械效率為（3）[5]由圖丙可知彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，根據(jù)指針位置可以知道其示數(shù)為2.2N。（4）[6]由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，1、2、3次實(shí)驗(yàn)提升重物依次增加，滑輪組的機(jī)械效率越來(lái)越高，可得實(shí)驗(yàn)結(jié)論：用同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高。（5）[7]根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論推測(cè)，使用該滑輪組再次將8N的物體勻速提升10cm，重物更重，滑輪組的機(jī)械效率會(huì)更高。故選C。（6）[8]若第1次實(shí)驗(yàn)中，鉤碼上升高度增大為20cm，動(dòng)滑輪的重和摩擦力大小都不變，移動(dòng)的距離增加，額外功增大。[9]拉力和物體的重力大小不變，拉力移動(dòng)距離仍是物體移動(dòng)距離的3倍，根據(jù)機(jī)械效率公式，滑輪組的機(jī)械效率不變，等于83.3%。（7）[10]若第3次實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是在向上拉動(dòng)的過(guò)程中停下來(lái)讀取的，則此時(shí)滑輪組的與繩子之間沒(méi)有滑動(dòng)摩擦力，造成拉力變小，滑輪組的總功比實(shí)際總功偏小，造成機(jī)械效率變大，所以實(shí)際機(jī)械效率要小于90.9%。14．在學(xué)習(xí)了機(jī)械效率的相關(guān)知識(shí)后，課外研究小組有同學(xué)猜想：同一個(gè)機(jī)械的機(jī)械效率是不變的。為了驗(yàn)證猜想，他們用如圖所示的滑輪組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，改變鉤碼個(gè)數(shù)，用彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向拉著細(xì)繩，使鉤碼勻速向上運(yùn)動(dòng)，測(cè)得的數(shù)據(jù)如表1。

表1實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重鉤碼上升的高度繩端拉力繩端移動(dòng)距離有用功總功機(jī)械效率120.11.00.30.20.3066.7230.11.40.30.30.4271.4350.12.20.30.50.6675