【决胜2015】（压轴题）中考物理 专题15 力学之机械效率的计算（含解析）.doc

力学之机械效率的计算压轴题（有解析）‎ 一、选择题 ‎1.（2014·赤峰）如图所示的甲、乙两滑轮组，它们吊起的重物都是G，所用滑轮的规格相同，不计绳重与摩擦，当重物匀速上升时，以下说法正确的是（ ）‎ A．以其中的定滑轮为参照物，重物是静止的 B．甲滑轮组比乙滑轮组更省力 C．重物的动能减小，重力势能增大 D．两个滑轮组的机械效率不一样 ‎【答案】B．‎ 考点： 机械运动、影响重力势能的因素、滑轮组的机械效率。‎ ‎2.（2014·来宾）如图，用甲、乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度时，拉力做功的功率为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙（ 不计绳重与摩擦）．下列判断正确的是（ ）‎ A．P甲=P乙，η甲=η乙 B．P甲＜P乙，η甲＞η乙 27‎ C．P甲＜P乙，η甲＜η乙 D．P甲＞P乙，η甲＞η乙 ‎【答案】B．‎ ‎【解析】‎ 试题分析：用甲、乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度时，由W甲=Gh，他们做的有用功相同，若不计绳重与摩擦，使用动滑轮还要克服动滑轮重力做功，所以乙做的额外功多，由W总= W有+W额可知乙做的总功也多，由，相同时间内，使用动滑轮拉力的功多，故P甲＜P乙，由，两次做得有用功相同，乙做的总功多，所以η甲＞η乙。‎ 考点： 功率和机械效率。‎ ‎3.（2014·辽阳）如图所示，重8N的物体，在拉力F的作用下2s内匀速上升了‎0.4m，动滑轮重2N，不计绳重及摩擦，则下列计算结果正确的是（ ）‎ A．拉力的大小为5N B．绳子自由端移动距离为‎1.2m C．拉力F的功率为2W D．滑轮组的机械效率为80%‎ ‎【答案】ACD．‎ ‎【解析】‎ 试题分析：如图滑轮组，承担物重的绳子股数n=2，不计绳重和摩擦，拉力F的大小：F=（G物+G轮）=（8N+2N）=5N，故选项A正确；绳子自由端移动距离：s=2h=2×‎0.4m=‎0.8m，故B错；拉力F做功：W总=Fs=5N×0.8J=4J，拉力做功功率：，故选项C正确；使用滑轮组做的有用功：W有用=Gh=8N×0.4J=3.2J，滑轮组的机械效率：，故D正确．故选：ACD．‎ 考点： 功和功率、滑轮组的机械效率 ‎4.（2014·衡阳）下列做法不能够改变滑轮组机械效率的是（ ）‎ 27‎ A． 改变提升重物的高度 B． 用体积相等的塑料动滑轮代替铸铁动滑轮 C． 提升更重的物体 D． 给定滑轮加润滑油 ‎【答案】A 考点：提高机械效率的方法 ‎5.（2014·泰州）在图中，s=‎60cm，与之对应的h=‎30cm．现用弹簧测力计进行两次操作：‎ ‎（1）沿竖直方向匀速提升小车；‎ ‎（2）沿斜面方向匀速拉动小车，记录数据如下表 测力计示数（N）‎ 移动距离（cm）‎ 竖直提升 ‎10‎ ‎30‎ 沿斜面拉动 ‎5.2‎ ‎60‎ 分析数据有如下一些发现．其中，具有较高水平的发现是（ ）‎ 27‎ A． 沿斜面拉动时，拉力比小车的重力小 B． 测力计示数与移动距离近似成反比 C． 利用斜面可以省力，但不能少做功 D． 可以计算力所做的功，且两次做功近似相等 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析： 分析弹簧测力计的示数可直接得出，沿斜面拉动时，拉力比小车的重力小，通过进一步计算两次做功的多少可知，W1=Gh=10N×‎0.3m=3J，W2=Fs=5.2N×‎0.6m=3.12J，两次做功近似相等；在A和D基础上的延伸可以得到利用斜面可以省力，但不能少做功的结论，故C更是具有较高水平的发现．‎ 考点： 斜面、功的原理 ‎6.（2014·常州）如图所示，小明探究滑轮组的机械效率，动滑轮重1N，用3N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重4N的物体，物体沿竖直方向上升‎0.2m．此过程中，不计摩擦和绳重，额外功和机械效率分别是（ ）‎ A． 0.2J 83.3% B． 0.2J 80% C． 0.4J 80% D． 0.4J 66.7%‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析： （1）不计摩擦和绳重，对动滑轮做的功为额外功：W额=G动h=1N×‎0.2m=0.2J，‎ ‎（2）对物体做的有用功：W有=Gh=4N×‎0.2m=0.8J；‎ W总=W有+W额=0.8J+0.2J=1J，‎ 所以滑轮组的机械效率：‎ 考点： 滑轮组机械效率 ‎7.（2014·眉山）如图所示，重为50N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动．已知滑轮组机械效率为80%，物体运动的速度为‎1m/s，下列分析计算正确的是（　　）‎ A．物体所受合力为5N 27‎ B．物体受到的摩擦力为12N　‎ C．拉力F做功的功率为5W D．在10s内机械所做的有用功为500J ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：分析示意图，动滑轮共有3段绳子，克服A的摩擦力做功是有用功，所以机械效率，可得A受到摩擦力大小，选项B对物体运动速度为，绳子自由端移动速度为，所以拉力做功的功率，选项C错。在内物体移动距离，有用功，选项D错。物体沿水平面匀速直线运动，所以合力为0，选项A错。‎ 考点：滑轮组机械效率 功率 ‎8.（2014·常德）如图所示，用动滑轮把一个物体匀速拉起，不计摩擦，则下列说法中正确的是（　　）‎ A． 使用这个滑轮可以省功 B． 使用这个滑轮可以省距离 C． 拉起的物体质量越大，滑轮的机械效率越高 D． 把物体拉起的越高，滑轮的机械效率越高 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：A、使用任何机械都不能省功， A错误，不符合题意；B、动滑轮是省力杠杆，可以省力，但费距离． B错误，不符合题意；C、在动滑轮一定时，提起物体的重力越大，机械效率越高．物体质量越大，物重越大，机械效率越高，符合题意；D在物重一定时，动滑轮重越小，所做额外功越小，机械效率越高，与其它因素无关， D错误，不符合题意，答案选C．‎ 考点：动滑轮及其工作特点；滑轮（组）的机械效率 ‎9.（2014·威海）小刚和小明分别用沿斜面向上的力F甲、F乙把同一重物匀速拉到两个斜面的顶端，若两个斜面光滑、等高，甲斜面长‎4m，乙斜面长‎5m，所做的功跟别是W甲、W乙，则下列说法正确的是（　　）‎ A．使用甲斜面比使用乙斜面要省功 27‎ B．甲斜面的机械效率比乙斜面的机械效率高 C．拉力F甲与F乙之比为5：4‎ D．两个拉力做功W甲与W乙之比为4：5‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：∵斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有额外功，所以两个斜面的机械效率都是100%；‎ ‎∴把同一物体沿斜面分别拉到顶端，G和h相同，由W=Gh可知两次做的功相同，即W甲=W乙；‎ 根据题意可知，F甲的斜面长度s甲=‎4m；F乙的斜面长度s乙=‎5m，根据公式W=Fs可知，‎ 力F甲与F乙之比为：．‎ 故本题答案选C．‎ 考点：功的计算公式的应用；斜面机械效率的测量实验.‎ ‎10.（2014·泉州）如图所示，用下列装置提升同一重物，若每个滑轮重相同，不计摩擦，则机械效率最高的装置是 ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：提升同一种物质，不计摩擦，A图装置的机械效率为，B图装置的机械效率为，C图装置的机械效率为，D图装置的机械效率为，故A装置机械效率最高，选填A。‎ 27‎ 考点：影响机械效率大小的因素 ‎11.（2013·齐齐哈尔）如图所示，小丽用滑轮组匀速提升一个重为600N的物体，物体上升的速度为‎0.1m/s，人拉绳的力F为250N，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（　　）‎ A． 人拉绳做功的功率为75W B． 滑轮组的机械效率为80%‎ C． 绳子自由端移动的速度为‎0.3 m/s D． 动滑轮重为100N ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：图中使用的是滑轮组，承担物重的绳子股数n=3，则拉力F移动的速度是重物移动速度的3倍，即v′=3v；‎ ‎（1）先求出拉力移动的速度，利用P===Fv求拉力做功的功率；‎ ‎（2）根据η===求出滑轮组的机械效率；‎ ‎（3）绳重和摩擦不计，利用F=（G物+G轮）求出动滑轮重．‎ ‎∵物体上升的速度v=‎0.1m/s，n=3‎ ‎∴v′=3v=3×‎0.1m/s=‎0.3m/s；故C正确；‎ 人拉绳做功的功率P===Fv′=250N×‎0.3m/s=75W，故A正确；‎ 滑轮组的机械效率：η=====80%；故B正确；‎ ‎∵F=（G物+G轮）‎ 即250N=（600N+G轮）‎ G轮=150N，故D错误．‎ 考点：功率的计算；滑轮（组）的机械效率 ‎12.（2013·聊城）如图，在水平拉力F的作用下，使物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s，若物重为G，平面对物体的摩擦力为f。下列说法正确的是 27‎ A．有用功的功率为fv ‎ B．拉力做功的功率为3Fv C．装置的机械效率为 D．额外功为(‎3F－f)s ‎【答案】ABD。‎ ‎【解析】在该装置中，有用的功就是克服摩擦力所做的功，故有用功的功率为fv，故A是正确的；拉力的功率就是用拉力F与拉力运动的速度的乘积，而物体的速度为v，由图可知，动滑轮被三股绳子拉着，故拉力的速度为3v，故拉力的功率是F×3v=3Fv，B也是正确的；装置的机械效率为η=，故C不对；额外功W额=W总－W有=F×3s－f×s=(‎3F－f)s，故D也是正确的。‎ 考点：功、功率及机械效率的简单计算。 ‎ ‎13.（2013·北京）图是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体M的示意图，滑轮组固定在钢架上，滑轮组中的两个滑轮质量相等，绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N，连接圆柱体M与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N。圆柱体M高为‎3m，底面积为‎0.02m，密度为 kg/ m。在绳端拉力F作用下，圆柱体M从其下表面距水面‎15m处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了3min，在这个过程中，拉力F的功率为160W，滑轮组的机械效率为，钢架对定滑轮的拉力为T。在圆柱体M被缓慢拉出水的过程中，圆柱体M的下表面受到水的压强为p。不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，g取10N / kg。下列选项中正确的是 ‎ A．压强p的最小值为15000Pa B．拉力T的大小为2700N ‎ C．拉力F的大小为640N ‎ D．滑轮组的机械效率为90% ‎ ‎【答案】B。‎ 27‎ ‎【解析】圆柱体M从其下表面距水面‎15m处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了3min,注意物体上升了‎12m,可计算重物上升的速度，动滑轮一共绕了3段绳子，因此绳自由端移动速度为，拉力F的功率为160W，根据得出拉力V所以答案C错误。圆柱体M下表面所受水的压强最小根据可知，当深度最小也就是上表面与水面相平是压强最小，最小压强为答案A错误。圆柱体M所受浮力，圆柱体重力，动滑轮机械效率，答案D错误。根据计算动滑轮重力,匀速上升过程钢架对定滑轮拉力等于所以答案B对。‎ 考点：浮力，滑轮组机械效率 ‎14.（2012·阜新）关于功率和机械效率的说法中，正确的是（　　）‎ A．功率大的机械，做功一定多 ‎ B．做功多的机械，机械效率一定高 C．效率高的机械，功率一定 D．做功快的机械，功率一定大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：‎ A、说法错误，功率大，只能说明做功快，做功不一定多；‎ B、说法错误，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；‎ C、说法错误，机械效率高，只能说明有用功在总功中占的比例大，功率、机械效率两者没有必然的联系；‎ D、说法正确．因为功率就是比较物体做功快慢的物理量．‎ 故选D 考点：功率和机械效率 ‎15.（2012·安徽）如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端．已知物体受到斜面的摩擦力为f，则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是（　　）‎ 27‎ ‎　‎ A．‎ η=×100%‎ B．‎ η=×100%‎ C．‎ η=×100%‎ D．‎ η=×100%‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：∵斜面的高为h，物体的重力为G，‎ ‎∴有用功为：W有用=Gh，‎ 又∵斜面长为L，拉力为F，‎ ‎∴总功为：W总=FL，‎ 则机械效率为：η==，‎ 而物体与斜面的摩擦力为f，‎ ‎∴额外功为：W额外=fL，‎ 则总功为：W总=W有用+W额外=Gh+fL，‎ 故机械效率为：η=×100%=×100%，故D正确；‎ A选项中，是有用功与额外功的比值，不是机械效率，故A错；‎ B选项中，是有用功与有用功的比值，不是机械效率，故B错；‎ C选项中，是有用功与（总功加上额外功）的比值，不是机械效率，故C错．‎ 故选D．‎ 考点：斜面机械效率 二、填空题 ‎1.（2014·铜仁）利用如图所示的滑轮组提升重物，不计摩擦和绳子的重力，现用500N的拉力F将重为1800N的物体在5s内匀速提升了‎3m，则绳子自由端移动的速度是 m/s，动滑轮的质量为 kg，该滑轮组的机械效率为 ．（g取10N/kg）‎ 27‎ ‎【答案】2.4；20；90%．‎ ‎【解析】‎ 试题分析： ‎ 由图可知，滑轮组由4段绳子承担物重，n=4，则绳子自由端移动的距离：s=nh=4×‎3m=‎12m，‎ 绳端移动的速度：；‎ 由F=（G+G动）可得，动滑轮受到的重力：G动=nF﹣G=4×500N﹣1800N=200N，‎ 动滑轮的质量：。‎ ‎（3）滑轮组的机械效率：．‎ 考点： 滑轮组的机械效率 ‎2.（2014·贵港）如图所示，木箱重1000N，当它沿水平面运动时受到的摩擦力大小为600N，用滑轮组使木箱沿水平面以‎0.1m/s的速度匀速直线运动20s。若绳重、滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦均可忽略不计，则水平拉力F的大小为 N。假设滑轮组的机械效率为80%，则拉力做功的功率为 W。‎ ‎【答案】200 75‎ ‎【解析】‎ 试题分析： 如图拉物体的力由三段绳子承担，水平拉力F=f=×600N=200N;物体在水平面移动的距离为s=vt=‎0.1m/s×20s=‎2m，克服摩擦做的有用功为：W=fs=600N×2s=1200J，拉力做的总功为==1500J，拉力做功的功率。‎ 考点： 功、功率、机械效率 27‎ ‎3.（2014·吉林）如图所示，用滑轮组将物体提升‎2m，绳子末端所用的拉力是250N，那么拉力所做的功是 J；如果适当增加物体的重力，该滑轮组的机械效率将 。‎ ‎【答案】1000 增大 ‎【解析】‎ 试题分析：如图滑轮组有两端绳子承担物重，绳子移动的距离s=2h=2×‎2m=‎4m。拉力所做的功：‎ W=Fs=250N×‎4m=1000J；如果适当增加物体的重力，在相同条件下，在额外功不变的情况下，拉力所做的有用功增多，有用功在总功中所占比例变大，该滑轮组的机械效率将增大。‎ 考点：滑轮组的机械效率 ‎4.（2014·锦州）如图所示，工人利用滑轮组以250N的拉力将400N的水泥匀速提高‎2m．则此过程中，工人拉力做的功是　 　J；该滑轮组的机械效率是　 　；工人对地面的压力与其重力相比要　 　．（填“大”或“小”）‎ ‎【答案】1000；80%；小 ‎【解析】‎ 试题分析：绳子自由端移动的距离为：，‎ 拉力做的功为：；‎ 滑轮组的机械效率为：;‎ 工人向下拉绳子时，也受到绳子对他向上的拉力，所以工人共受三个力的作用：重力、支持力、拉力，如下图所示：‎ 27‎ G F拉 F支 由于，所以支持力小于重力，而支持力与与压力是一对作用力与反作用力，大小相等，所以压力小于重力。‎ 考点：机械效率 力 ‎5.（2014·眉山）起重机将0.9t的货物匀速提升‎10m的过程中所做的额外功是6×104J．该过程中起重机对货物做的功是　 　J，起重机机械效率是 　．（g取10N/kg）‎ ‎【答案】 ‎ ‎【解析】‎ 试题分析：起重机做的有用功即对货物做功，机械效率。‎ 考点：机械效率 ‎6.（2014·达州）如图所示，用F为40N的拉力，通过滑轮组拉着重为300N的物体A在水平面上以‎0.4m/s的速度向左做匀速直线运动。物体受到的摩擦力是物重的0.3倍，滑轮组的机械效率是 ，拉力的功率是 W。‎ ‎【答案】75% 48‎ ‎【解析】‎ 试题分析：由题意知：拉力F=40N，拉力F移动的速度v=3×‎0.4m/s=‎1.2m/s，物体受到的摩擦力f=0.3mg=0.3×300N=90N，则所做的有用功W有=fs，总功W总=F3s，滑轮组的机械效率；拉力的功率P=Fv=40N×‎1.2m/s=48W。‎ 考点：功、功率及机械效率的相关计算 ‎7.（2014·内江）如图，用滑轮组提升一重物，物体质量为‎500g，钩码在4s内被匀速提升了‎2cm，已知弹簧测力计的拉力为2.5N，则提升重物的过程中，拉力F的平均功率为 W，滑轮组的机械效率为 %。（g=9.8N/kg）‎ 27‎ ‎【答案】0.0375 65‎ ‎【解析】‎ 试题分析：由图可知，承担物种的绳子的段数为n=3，G=mg=‎0.5kg×9.8N/kg=4.9 N，绳子移动距离 S=nh=3×‎0.02m=‎0.06m，拉力F做功为总功W总=Fs=2.5N×‎0.06m=0.15J 拉力F的平均功率=0.0375W，有用功W有=Gh=4.9N×‎0.02m=0.098J 机械效率 考点：滑轮组的机械效率的有关计算 ‎8.（2014·绵阳）某同学在“测滑轮组的机械效率”的实验中，用如图所示的滑轮组竖直匀速提升2个相同的钩码，每个钩码重0.5N，测力计的示数为0.5N，此时滑轮组的机械效率是 ；用该装置匀速提升钩码时，增大机械效率的办法是 （忽略绳重和摩擦）．‎ ‎【答案】66.7% 在不超过绳子能承受的最大拉力和不超测力计量程的情况下增大钩码重力 ‎【解析】‎ 试题分析：；由于同一滑轮组的机械效率与物体的重力有关，提升的物体越重，机械效率越高，所以在不超过绳子得到承受能力和不超弹簧测力计量程的情况下增大钩码的重力可以增大机械效率。‎ 考点：滑轮组的机械效率 ‎9.（2013·西宁）一辆车开进了泥潭中，司机取来一个动滑轮欲将汽车从泥潭中拉出，如图所示，若司机勇750N的拉力在5s内将汽车水平匀速拉动‎1m，那么司机所做的功是　 　 ‎ 27‎ J，司机做功的功率是　 　W，若滑轮的机械效率为60%，汽车所受地面的摩擦力是　 　N．‎ ‎【答案】1500；300；900‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）如图所示，拉动车使用的是动滑轮，故车被拉动了‎1m，则拉力F移动的距离为‎2m，利用功的公式W=Fs求出司机所做的功，再利用P=求出司机做功的功率；‎ ‎（2）知道滑轮组的机械效率，利用效率公式求摩擦力做功（有用功），再利用W=fs求摩擦力大小．‎ ‎（1）车被拉动了‎1m，则拉力F移动的距离为‎2m，‎ 司机所做的功：‎ W=Fs=750N×‎2m=1500J，‎ 司机做功的功率：‎ P===300W；‎ ‎（2）∵η=×100%，∴W有=ηW总=60%×1500J=900J，∵W有=fs，‎ ‎∴f===900N 考点：功的计算；动滑轮拉力的计算；功率的计算 ‎10.（2013·聊城）小明同学用如图所示的装置测定斜面的机械效率，实验记录结果如下表：则第3次实验时斜面的机械效率为 ，分析比较下表中的实验数据，可得到的结论是：斜面越陡机械效率越 (选填“高”、“低”或“不变”)。‎ 实验 次数 斜面倾斜程度 木块重G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 木块沿斜面移动的距离S/m 斜面的机械效率 ‎1‎ 较缓 ‎5‎ ‎0.2‎ ‎3.3‎ ‎0.5‎ ‎60.6﹪‎ ‎2‎ 较陡 ‎5‎ ‎0.25‎ ‎3.8‎ ‎0.5‎ ‎65.8﹪‎ ‎3‎ 最陡 ‎5‎ ‎0.3‎ ‎4.2‎ ‎0.5‎ ‎【答案】71.4﹪；高。‎ 27‎ ‎【解析】‎ 试题分析：第3次斜面的机械效率为η==71.4%；由1、2、3可以看出，斜面越陡，其机械效率越高。‎ 考点：机械效率的简单计算及对数据的分析能力。‎ ‎11.（2012·襄阳）某同学利用两个滑轮组装了一个滑轮组，将重为300N的物体从一楼匀速提升到三楼，所用的拉力为120N，则该滑轮组的机械效率为　 　．‎ ‎【答案】83.3%‎ ‎【解析】‎ 试题分析：一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，如果从定滑轮开始绕，有两段绳子承担物体的重力，如图甲所示：如果从动滑轮开始绕，有三段绳子承担物体的重力，如图乙所示：‎ 如果此滑轮组不做额外功，‎ ‎∵G=300N，如果有两段绳子承担物体的重力，‎ 则拉力的大小为：F拉力=×300N=150N，而实际所用的拉力为120N，120N＜150N，‎ ‎∴应有三段绳子承担物体的重力，如图乙所示：‎ ‎∵F=120N，‎ ‎∴滑轮组的机械效率为：η===≈83.3%．‎ 考点：机械效率 三、实验题 ‎1.（2014·安顺）某实验小组探究影响滑轮组机械效率的因素的实验装置如图所示，实验数据如下表．若不计摩擦，比较1和2两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与 有关；比较1和3两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与 有关．‎ 次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ 27‎ 物理量 钩码重G/N ‎4‎ ‎4‎ ‎6‎ 钩码上升高度h/m ‎0.1‎ ‎0.1‎ ‎0.1‎ 绳端拉力F/N ‎1.8‎ ‎1.4‎ ‎2.4‎ 绳端移动距离s/m ‎0.3‎ ‎0.5‎ ‎0.3‎ 机械效率η ‎74%‎ ‎57%‎ ‎83%‎ ‎ ‎ ‎【答案】动滑轮的个数（或动滑轮的总重）；提升的物重．‎ ‎【解析】‎ 试题分析：从1、2两次实验中，绳端移动距离和钩码上升高度之间的关系,，s1=3h1，s2=5h2可以发现两次分别利用了不同的滑轮组．第一组是用的第一组的滑轮组，第二组是用的第二组的滑轮组，由W有=Gh可知它们做的有用功相同，第二组实验使用的动滑轮的个数多．机械效率低，所以可以看出，动滑轮总重越大，滑轮组的机械效率越低；‎ 从1、3两组数据可以看出，两次用的是同一个滑轮组，第三次实验提升的钩码重，滑轮组的机械效率高．所以这说明滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关．‎ 考点：滑轮（组）机械效率的测量实验．‎ ‎2.（2014·沈阳）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如表1所示。‎ 表1：‎ ‎（1）表格内的第4次实验中应补充的数据是 （结果精确到0.1%）。这次数据是用图中 （填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的。‎ 27‎ ‎ ‎ ‎（2）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，若要增大滑轮组的机械效率，应该 。在第1次实验中，拉力F所做的额外功为 J。‎ ‎（3）某同学认为，使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越大，他的想法正确吗？请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断： 。‎ ‎【答案】（1）66.7% 乙 （2）增大物体的重力 0.1‎ ‎（3）不正确，比较第1、4次实验数据可知，第1次比第4次省力，但两次的机械效率却相同 ‎【解析】‎ 试题分析： （1）表格内的第4次实验s=2h，说明滑轮组有两段绳子承担物重，使用乙滑轮组，它的机械效率为 ‎（2）分析比较第1、2、3次实验数据它们s=3h，说明使用同一滑轮组，物体受到的重力越大，滑轮组的机械率越高，可以判定，若要增大滑轮组的机械效率，应该增大物体的重力；在第1次实验中，拉力F所做的有用功W有=Gh=2N×‎0.1m=0.2J，总功W总=Fs=1N×‎0.3m=0.3 J，额外功W额= W总- W有=0.3J-0.2J=0.1J.‎ ‎（3）使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越大，这种说法不正确，比较第1、4次实验数据可知，第1次比第4次省力，但两次的机械效率却相同。‎ 考点：滑轮组的机械效率 ‎ ‎3.（2014·宿迁）学习了“机械效率”后，小明知道了同一动滑轮提升不同重物机械效率不同．他想知道自重不同的动滑轮提升相同重物机械效率是否相同．小明用如图所示装置，选用三个自重不同的动滑轮进行了实验，测得数据如表所示．‎ 27‎ 实验序号 动滑轮自重G0/N 被提升钩码重力G/N 钩码上升的高度h/cm 弹簧测力计的示数F/N 弹簧测力计移动的距离s/cm 动滑轮的机械效率 ‎①‎ ‎0.2‎ ‎6‎ ‎5‎ ‎3.2‎ ‎10‎ ‎93.8%‎ ‎②‎ ‎0.5‎ ‎6‎ ‎5‎ ‎3.4‎ ‎10‎ ‎88.2%‎ ‎③‎ ‎1.5‎ ‎6‎ ‎5‎ ‎4.0‎ ‎10‎ ‎﹣‎ ‎（1）在实验中，弹簧测力计应竖直向上 拉动；‎ ‎（2）第③次实验中，动滑轮的机械效率为 ；‎ ‎（3）分析表中数据，可得出的结论是： ．‎ ‎【答案】（1）匀速；（2）75%；（3）物重一定时，动滑轮越重，动滑轮的机械效率越小．‎ ‎【解析】‎ 试题分析： （1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体处于平衡状态，此时弹簧测力计示数不变，便于读数；‎ ‎（2）第③次实验中，动滑轮的机械效率：；‎ ‎（3）根据表中数据①②③可知，被提升钩码重力一定时，动滑轮越重，动滑轮的机械效率越小．‎ 考点：滑轮（组）机械效率的测量实验 ‎4.（2014·淄博）小亮看到工人利用斜面把货物推到小车上，联想到物理课上学到的知识，提出了以下两个问题：‎ ‎①斜面越缓越省力，是不是机械效率高呢？‎ ‎②对于同一个滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高；对于同一个斜面，是不是所推的物体越重，机械效率越高呢？‎ 为了解决以上问题，小亮与几个同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究，记录的部分实验数据如下表：‎ 物重 斜面高度 斜面长 有用功 总功 机械效率η 27‎ 实验次数 斜面倾角 G/N h/m 沿斜面拉力F/N s/m W有/J W总/J ‎（%）‎ ‎①‎ ‎45°‎ ‎1‎ ‎0.7‎ ‎0.9‎ ‎1‎ ‎0.9‎ ‎77.8‎ ‎②‎ ‎30°‎ ‎1‎ ‎0.5‎ ‎0.7‎ ‎1‎ ‎0.5‎ ‎0.7‎ ‎71.4‎ ‎③‎ ‎30°‎ ‎2‎ ‎0.5‎ ‎1.4‎ ‎1‎ ‎1‎ ‎1.4‎ ‎（1）表格中缺少2个数据，请补充完整（保留一位小数）．‎ ‎（2）在实验操作过程中，应沿斜面向上 拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向 移动（选填“左”或“右”）．‎ ‎（3）通过对比实验①②的数据，得出的结论是斜面越缓越省力，机械效率越 。 ‎ ‎（4）通过对比实验 的数据（选填实验次数），得出的结论是对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重力 。‎ ‎【答案】（1）0.7；71.4；（2）匀速；左；（3）小；（4）②③；无关．‎ ‎【解析】‎ 试题分析：‎ ‎（1）第一组数据中的有用功：W有1=G1h1=1N×‎0.7m=0.7J；‎ 第三组数据中斜面的机械效率：‎ ‎（2）根据二力平衡的知识，只有物体做匀速直线运动时，受到的摩擦力才等于弹簧测力计拉力的大小；‎ 斜面的倾角靠长木板下面的木块左右移动来改变，木块向左移动倾角变大，木块向右移动倾角变小；‎ ‎（3）由①②两组数据可知，说明当其它条件一定时，斜面越缓越省力，机械效率越小；‎ ‎（4）要得出斜面机械效率与所拉物体重力之间的关系应控制其它条件不变改变物重，表格中②③两组数据符合；由②③两组数据可知，其它条件相同时改变物体的重力，斜面的机械效率不变，故可得结论：对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重力无关．‎ 考点：斜面机械效率的测量实验 ‎5.（2014·长春）用如图甲所示的装置探究滑轮组的机械效率与动滑轮重G动的关系：‎ 27‎ ‎（1）实验时，应 竖直向下拉动弹簧测力计。‎ ‎（2）改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图象。分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 。‎ ‎（3）分析图象中的A点可知，被提升物体所受的重力为 N。（忽略绳重和摩擦）‎ ‎【答案】（1）匀速；（2）低；（3）3‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）实验中应该匀速竖直向下拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定，方便读数．‎ ‎（2）根据图乙可知，横坐标表示动滑轮的重，纵坐标表示机械效率。从图中可看出：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低．‎ ‎（3）根据图象可知，A点表示，当动滑轮中为1N时，滑轮组的机械效率为75%，因不考虑摩擦和绳重，故使用滑轮组提升物体时，有用功就是克服物体重力做的功W有=Gh，额外功就是克服动滑轮的重做的功W额=G动h。则滑轮组的机械效率：‎ 代入数据： ‎ 考点：滑轮组的机械效率 ‎ ‎6.（2013·乌鲁木齐）小明在探究“斜面的机械效率”的实验中，用长度S=‎0.50m的木板搭成一个斜面，用弹簧测力计将重力G=5.0N的物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端．‎ ‎（1）小明在实验中，调整斜面的高度为h=‎0.22m，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，弹簧测力计的示数F=4.0N，则有用功为　 　J，机械效率为　 　．‎ ‎（2）小明利用上述器材进一步研究发现，木板搭成倾角不同的斜面时，将物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中，额外功W额外与斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度）有如下关系：‎ 27‎ L（m）‎ ‎0.45‎ ‎0.40‎ ‎0.35‎ ‎0.30‎ W额外（J）‎ ‎0.90‎ ‎0.80‎ ‎0.70‎ ‎0.60‎ 通过数据分析，小明得出初步结论：W额外与L成　 　比，小明查阅资料后证实此结论是正确的．根据此结论，当斜面的水平长度L=‎0.40m时，斜面的机械效率为　 　；当木板平放在水平桌面上，水平匀速拉动木板上的物块时，弹簧测力计的示数为　 　N．‎ ‎【答案】（1）1.1；55%；（2）正；65.2%；0.2‎ ‎【解析】‎ 试题分析：‎ ‎（1）有用功W有用=Gh=5N×0.22=1.1J，‎ 总功W总=Fs=4N×‎0.5m=2J，‎ 斜面的效率η===55%；‎ ‎（2）由表中实验数据可知，W额外与L成正比；‎ 当斜面的水平长度L=‎0.40m时，‎ 斜面高度h′===‎0.3m，‎ 此时有用功W有用′=Gh′=5N×‎0.3m=1.5J，‎ 总功W总′=W有用′+W额外=1.5J+0.80J=2.3J，‎ 效率η′===65.2%；‎ 当木板平放在水平桌面上，斜面的水平长度L=S=‎0.50m，‎ 设此时的额外功为W，则=，W=1J，‎ ‎∵W=fS，∴f===2N，‎ 物体做匀速运动，由平衡条件得：‎ 弹簧测力计的拉力F=f=0.2N；‎ 考点：斜面机械效率的测量实验 四、计算题 27‎ ‎1.（2014·鞍山）小李师傅用如图所示的滑轮组将沙子从地面提升到距离地面‎6m高的三楼，沙子的质量为‎50 kg，装沙子的桶的质量为‎8kg，动滑轮的质量为‎2 kg。若物体上升的速度为0. ‎1m/s(忽略摩擦和绳重，g=10N/kg)求：‎ ‎(1)提升物体时绳子自由端的拉力。‎ ‎(2)拉力的功率。‎ ‎(3)滑轮组的机械效率。‎ ‎【答案】（1）300N （2）60W （3）83.3%‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）m总=m沙+m桶+m动=‎50kg+‎8kg+‎2kg=‎60kg，G总=m总g=‎60kg×10N/kg=600N，‎ 观图可知知承担物重绳子股数为n=2，；（2）因为n=2，绳子自由端移动的距离s=nh=2×‎6m=‎12m，拉力做功为：W总=Fs=300N×‎12m=3600J，做功所用时间，‎ 拉力的功率为：；（3）工人做的有用功：W有=G物h=‎50kg×10N/kg×‎6m=3000J，‎ 滑轮组的机械效率为：。‎ 考点：动滑轮特点应用；功率计算；机械效率计算。‎ ‎2.（2014·遵义）湖北省第十四届运动会将于‎2014年10月8日在荆州市举行，目前各比赛场馆正在紧张的建设中。某场馆建设工地上，工人用如图所示的滑轮组将重2000N的物体A以0.‎4m/s的速度沿水平方向匀速向前拉动‎2m，拉力F大小为250N，物体A与地面间的滑动摩擦力大小是物体A重力的0.2倍，求：‎ ‎（1）物体A与地面间的滑动摩擦力大小是多少？‎ ‎（2）该滑轮组的机械效率是多少？‎ 27‎ ‎（3）拉力F做功的功率是多少？‎ ‎ 【答案】（1）物体A与地面间的滑动摩擦力大小是400N；（2）该滑轮组的机械效率是80%；‎ ‎（3）拉力F做功的功率是200W．‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）物体A与地面间的滑动摩擦力：f=0.2×2000N=400N；‎ ‎（2）因为是用滑轮组水平方向拉动物体，所以克服物体与地面之间的摩擦力所做的功是有用功，拉力做的功为总功。‎ 有用功W有=fs=400N×‎2m=800J 滑轮组有两段绳子拉着物体，绳子移动的距离S1=2S=‎‎4m 力F做的总功W总=FS1=250N×‎4m=1000J ‎ 滑轮组的机械效率 ‎ (3)方法一：滑轮组有两段绳子拉着物体，绳子移动的速度 v1=2v=‎0.8m/s ‎ F的功率P=Fv1=250N×‎0.8m/s=200W  ‎ 方法二：物体运动时间： ‎ 拉力的功率：‎ 考点：机械效率的计算，功率的计算，滑轮组的分析 ‎ ‎3.（2014·威海）如图甲所示是某船厂设计的打捞平台装置示意图．A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，卷扬机拉动钢丝绳通过滑轮组AB竖直提升水中的物体，可以将实际打捞过程简化为如图乙所示的示意图．在一次打捞沉船的作业中，在沉船浸没水中匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂沉船时变化了‎0.4m3‎；在沉船全部露出水面并匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂沉船时变化了‎1m3‎．沉船浸没在水中和完全露出水面后卷扬机对钢丝绳的拉力分别为F1、F2，且F1与F2之比为3：7．钢丝绳的重、轴的摩擦及水对沉船的阻力均忽略不计，动滑轮的重力不能忽略．（水的密度取1.0×‎103kg/m3，g取10N/kg）求：‎ 27‎ ‎（1）沉船的重力；‎ ‎（2）沉船浸没水中受到的浮力；‎ ‎（3）沉船完全露出水面匀速上升‎1m的过程中，滑轮组AB的机械效率．‎ ‎【答案】（1）1×104N；（2）6×103N；（3）95.2%‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）在沉船全部露出水面匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了‎1m3‎，则打捞平台增大的浮力为：，即沉船的重力为：G=1×104N。‎ ‎（2）在沉船浸没水中匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了‎0.4m3‎；则打捞平台增大的浮力：；‎ 所以沉船浸没水中受到的浮力为：；‎ ‎（3）∵F拉1=F浮1，∴沉船浸没在水中匀速上升的过程中，‎ ‎∵F拉2=G，∴沉船全部露出水面匀速上升的过程中，，‎ 因为，解得：G动=500N，‎ 沉船全部露出水面后匀速上升过程中，滑轮组AB的机械效率：‎ 考点：重力；阿基米德原理；滑轮（组）的机械效率。‎ ‎4.（2013·衡阳）如图是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图．A 是动滑轮，B 是定滑轮，C 是卷扬机，D 是油缸，E是柱塞．作用在动滑轮上共三股钢丝绳，卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮上升提取重物，被打捞的重物体积V=‎0.5m3‎若在本次打捞前起重机对地面的压强p1=2.0×107Pa，当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强p2=2.375×107Pa，物体完全出水后起重机对地面的压强p3=2.5×107Pa．假设起重时柱塞沿竖直方向，物体出水前、后柱塞对吊臂的支撑力分别为N1和N2，N1与N2之比为19：24重物出水后上升的速度v=‎0.45m/s．吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计．（g取10N/kg）求：‎ 27‎ ‎（1）被打捞物体的重力；‎ ‎（2）被打捞的物体浸没在水中上升时，滑轮组AB的机械效率；‎ ‎（3）重物出水后，卷扬机牵引力的功率．‎ ‎【答案】2.0×104N．  机械效率为78.9%；  卷扬机牵引力的功率为1.08×104W．‎ ‎【解析】‎ 试题分析：‎ 对AB这个滑轮组来说，有三段绳子在承重；对OFB这个杠杆来说，O是支点，B和F分别是阻力和动力的作用点．要把题目所有的已知和求解的物理量分解到这两个物理模型中去，哪些是AB这个滑轮组中的，哪些是OFB这个杠杆中的，再看题目要求解的，利用相应的公式进行求解。‎ ‎（1）设起重机重为G，被打捞物体重力为G物；打捞物体前，G=p1S；在水中匀速提升物体 27‎ 考点：浮力、机械效率 ‎ 27‎