1、专题 21 机械效率一选择题（共 8 小题）1（2018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
2、 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：= = ，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（2018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
3、 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 =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=21m=2m，故 C 错误；拉力做的总功：W 总 =Fs=250N2m=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=400N1m=400J，滑轮组的机械效率：= 100%= 100%=80%，故 D 正确。故选：D。3（2018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
4、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
5、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（2018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，F 1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】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；根据已知条件判断省力情况；利用公式 = = = =
6、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 =F13h，乙滑轮组中拉力做的总功为 W 乙总 =F24h，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： 甲
7、= = = =，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： 乙 = ，所以 甲 乙 ，故 C 错误，D 正确。故选：D。5（2018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，
8、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（2018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
9、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=150N3m=450J；有用功：W 有用 =Gh=500N0.6m=300J，
10、额外功：W 额 =W 总 W 有用 =450J300J=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：= = 100%66.7%，故 D 错。故选：A。7（2018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
11、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=30.1m=0.3m，拉力做功 W 总 =Fs=2.4N0.3m=0.72J，拉力做功
12、的功率：P= = =0.36W，故 C 错误；D、有用功 W 有 =Gh=6N0.1m=0.6J；滑轮组的机械效率：= = 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 定 、 动 、 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 组 动 定 B 动 定 组 C 定 动 组 D 定 组 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
13、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 = 可知，
14、使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的机械效率： 组 动 定 。故选：A。二多选题（共 3 小题）9（2018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
15、式可求出斜面的效率。【解答】解：A、工人做的总功为：W 总 =Fs=400N3m=1200J；故 A 错误；B、做的有用功为：W 有 =Gh=mgh=60kg10N/kg1.5m=900J；所做额外功为：W 额 =W 总 W 有 =1200J900J=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：= = 100%=75%；故 D 正确；故选：BD。10（2018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
16、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 = 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=30.1m/s10s=3m，故 A正确；B、拉力做功为：W 总 =Fs 绳 =30N3m=9
17、0J，有用功：W 有 =W 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 = = = = 得，物体与地面间的滑动摩擦力：f=3F=80%330N=72N，故 D 正确。故选：ACD。11（2018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
18、】（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=21m=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 =2FG=2250N400N=100N；故 B 正确；C、拉力做的总功：W 总 =Fs=250N2m=500J，
19、拉力的功率：P= = =50W，故 C 错误；D、有用功：W 有用 =Gh=400N1m=400J，滑轮组的机械效率：= = 100%=80%，故 D 正确。故选：BD。三填空题（共 10 小题）12（2018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
20、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（2018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
21、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（2018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
22、 =Gh=720N10m=7200J；已知所做的总功：W 总 =12000J；则滑轮组的机械效率为：= = 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（2018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=
23、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=80kg10N/kg=800N，做的有用功：W 有用 =Gh=800N3m=2400J，由图知，n=2，拉力端移动距离 s=2h=23m=6m，拉力做的总功：W 总 =Fs=500N6m=3000J，滑轮组的机械效率：= = 100%=80%；（2）不计绳重和摩擦，拉力 F= （G+G 动 ），则动滑轮重力：G 动 =2FG=2500N800N=200N。故答案为：80%；200。16（2018枣庄）如图所示，用相同的
24、滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用 FA、F B匀速提升重力为 GA、G B的 A、B 两物体，不计绳重和摩擦。若 GAG B，则 甲 乙 ；若FA=FB，则 GA G B（选填“”、“”或“=”）【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 = 100%= 100%= 100%结合 GAG 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 FA=FB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
25、：= 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 AG B时， 甲 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=nFG 动 ，则 FA=FB时，提升物体的重力关系为 GAG B。故答案为：；。17（2018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 ？ 不能 ，如果能，写出 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 的表达式
26、= 100% （ 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 = = 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 = = 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：= = = = 100%；（2）物体 A 的速度为：v=
27、 = =0.4m/s。故答案为：（1）不能；= 100%；（2）0.4m/s。18（2018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 = 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
28、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=k1N+b由表格第二组数据，当 G=2N，F=1.3N，则：1.3N=k2N+b可得 k=0.5，将 k=0.5 代入解得 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=0.510N+0.3N=5.3N；由图可知，有两段绳子拉着动滑轮；滑轮组
29、的机械效率为：= = = = = 94.3%。故答案为：0.5G+0.3N；94.3%。19（2018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 = 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 = = = = 得，滑轮组的机械效率：= 100%= 100%=85%。故答案为：85%。20（2018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
30、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 = = 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=24m=8m，工人所用装置的机械效率：= 100%= 100%= 100%=70%。（2）拉力做的功：W=Fs=500N8m=4000J，拉力的功率：P= = =200W。故答案为：70%，200。21（2018德阳）如图所示，沿
31、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】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。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=12kg10N/kg1m=120J；拉力做的总功：W 总 =Fs=100N2m=200J；斜面的机械效率：= = 100%=60%；（2）额外功：W 额 =W 总 W 有 =200J120J=80
32、J，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（2018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
33、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 = 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=8.50cm4.50cm=4.00cm，拉力 F 所做的功为：W 总 =Fs=1.2N0.04m=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=0.2kg10N/kg=2N，做的有用功：W 有 =Gh=2N0.02m=
34、0.04J，动滑轮的机械效率约为：= = 100%83.3%。故答案为：（1）1.2；0.048；（2）83.3%。23（2018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
35、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 = （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 =
36、 = = = 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 = = ；（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
37、、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（2018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。实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计。分析表中数据可知：实验 2 是用图 乙 做的实验。实验序号 3 中的机械效率 = 80% 。装置图实验序号钩码重量 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1 4 0.1 1.8 0.3 74%2 8 0.1 3.1 0.3 86%表格3 8 0.1 2.5
38、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）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；根据 = = 100%求第 3 次实验
39、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）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：第 3 次实验的机械效率： 3= = = 100%=
40、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，她的想法是不正确的，因为她没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。故答案为：乙；80%；1、2；越低；不正确；摩擦力。25（2018钦州）下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告，实验名称
41、：测量滑轮组的机械效率实验步骤：（1）观察弹簧测力计的量程、零刻度线和 分度值 。（2）如图 1 所示，测量物体 G 所受的重力为 4.6N 。（3）如图 2 所示，实验过程中，拉动弹簧测力计并读出拉力 F 的数值，用 刻度尺 测出的物体 G 上升的高度 h 和弹簧测力计移动的距离 s，将数据填入表格。根据表格中的数据，可以知道他们选用的滑轮组是 乙 （选填甲”或“乙”）（4）仅改变重物 G 上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据实验记录：实验次数物体重量G/N物体上升高度 h/cm拉力 F/N 弹簧测力计移机动的距离 s/cm机械效率1 5.00 1.80 15.00 85.2%2
42、8.00 1.77 24.00 86.6%3 10.00 1.75 30.00 87.6%实验结论：滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。实验讨论与交流小明和小红的实验结论： 不科学 （选填“科学”或“不科学”），请说明你的理由 根据 = 100%，滑轮组的机械效率与所提升物体的高度无关 。小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探究：改变 提升物体的重力 ，重复实验（3）步骤，计算出机械效率进行比较分析。【分析】（1）测力计使用前，要观察弹簧测力计的量程、零刻度线和分度值；（2）根据测力计分度值读数；（3）测量长度的工具是刻度尺；根据绳子自由端移动的距离与物体升高高度的关系s
43、=nh，根据绳 n= 求出绳子的有效段数分析回答；（4）滑轮组的机械效率 = = = = ，据此分析；为得出普遍性的结论要多测量。【解答】解：（1）观察弹簧测力计的量程、零刻度线和分度值。（2）如图 1 所示，测力计分度值为 0.2N，测量物体 G 所受的重力为 4.6N；（3）如图 2 所示，实验过程中，拉动弹簧测力计并读出拉力 F 的数值，用刻度尺测出的物体 G 上升的高度 h 和弹簧测力计移动的距离 s；根据绳子自由端移动的距离与物体升高高度的关系 s=nh，绳子的有效段数n= = = =3，可以知道他们选用的滑轮组是乙；（4）滑轮组的机械效率：= = = = ，故滑轮组的机械效率与所提
44、升物体的高度无关，由题意和表中数据，滑轮组的机械效率与所提升物体的重力有关；小明和小红的实验结论不科学；小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探究：改变提升物体的重力，重复实验（3）步骤，计算出机械效率进行比较分析。故答案为：（1）分度值；（2）4.6N；（3）刻度尺；乙；（4）不科学；根据= 100%，滑轮组的机械效率与所提升物体的高度无关；提升物体的重力。26（2018泰安）图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端，将重为 4.5N 的物体从 A 位置提升到 A位置，同时弹簧测力计从图中的 B 位置上升到 B位置，在这个过程中，弹
45、簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题：（1）物体提升的高度是 5.0 cm，拉力是 2 N，该滑轮组的机械效率 = 75% ；（2）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，则滑轮组的机械效率 变小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。【分析】（1）读出 BB之间的距离，根据滑轮组的特点求出物体上升的高度；根据测力计的分度值读出测力计示数；知道物体重力和物体升高的距离，求出绳子自由端移动的距离，读出弹簧测力计的示数；根据 = 求出机械效率。（2）根据额外功的变化判定机械效率的变化。【解答】解：（1）测力计 B 位置匀速提升到 B位置，测力计
46、上升的高度为：s=15.0cm；由图可知，有 3 段绳子拉着动滑轮，则物体上的高度为：h= s= 15.0cm=5.0cm；由图可知，测力计的示数为 2N；该动滑轮的机械效率：= = = =75%；（3）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，此时有用功不变，克服动滑轮重力所做的额外功变大，故机械效率变小。故答案为：（1）5.0； 2；75%；（2）变小。27（2018黔南州）如图为某同学测动滑轮机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将质量为 200g 的钩码从 A 位置匀速提升到 B 位置，同时弹簧测力计从图中的A位置匀速竖直上升到 B位置，这个过程用时 2 秒，弹簧测力计对绳的拉
47、力为 F请你根据这个同学做的实验完成下列问题：（1）准备了下列器材：钩码、天平、滑轮组、细绳、弹簧测力计和刻度尺，其中多余的器材是 天平 ；（2）如图，由刻度尺的读数可知，钩码上升的距离是 10.0 cm。（3）若弹簧测力计的读数为 1.2N，则这个动滑轮的机械效率是 83.3% ，拉力 F 做功的功率是 0.12 W。【分析】（1）实验中不需要测出钩码的质量；（2）根据刻度尺的分度值读数；（3）读出测力计移动的距离，根据机械效率公式求出效率，根据功率公式求出功率。【解答】解：（1）实验中不需要测出钩码的质量，故多余的器材是天平；（2）由图可知，刻度尺的分度值是 1cm，则钩码上升的距离为 1
48、0.0cm；（3）弹簧测力计从 25cm 开始上升，上升到 45cm 处，绳子末端移动的距离s=20.0cm=0.2m；拉力做的功即总功为：W 总 =FS=1.2N0.2m=0.24J；有用功为：W 有 =Gh=mgh=0.2kg10N/kg0.1m=0.2J；机械效率为：= = =83.3%；拉力 F 做功的功率是：P= = =0.12W。故答案为：（1）天平；（2）10.0；（3）83.3%；0.12。28（2018襄阳）某同学“测量滑轮组的机械效率”的实验装置如图所示。实验时把更 72N 的物体吊在滑轮上，向上缓慢拉动弹簧测力计，测出物体上升高度和绳端移动距离分别为 0lm 和 0.3m。图小弹簧测力计示数为 3 N，滑轮组机械效率为 80 %如果用此滑轮组提升另一重为 10N 的物体，它的机械效率 变大 （填“变大”、“变小”或“不变”）。【分析】根据弹簧测力计的分度值读数；根据 = 100%= 100%求出机械效率；不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率 = 100%= 100%= 100%=100%，据此进行解答。【解答】解：由图可知，测
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