考点16：机械效率

一、选择题1.（2019鄂州市，题号22，分值2）22．如图所示，利用动滑轮将重力为100N的物体在5s内匀速竖直提升，拉力F为60N，绳子自由端移动的距离为2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是A．物体移动的速度为0.4m/sB．所做的有用功为200JC．动滑轮的机械效率为60%D．拉力F的功率为24W【答案】D【解析】物体提升的高度，物体移动速度，故A错误；所做的有用功，故B错误；拉力做的总功，动滑轮的机械效率，故C错误；拉力F的功率，故D正确。2.（2019湖北省荆州市，题号23，分值2）23.湖北省第二届园林博览会将于2019年9月28日在荆州开幕．在某场馆建设中，采用了如图所示的装置提升重物，当工人师傅们用1000N的拉力F向下拉绳，使重1600N的重物匀速上升了5m，此过程中克服绳重和摩擦做功500J，下列说法中正确的是（）A．拉力F做功为5×103JB．缠绕在动滑轮上每股绳的拉力为800NC．动滑轮重为300ND．滑轮组的机械效率为75% 【答案】C【解析】由图知，n=2，拉力端移动距离：s=2h=2×5m=10m，拉力F做功：W总=Fs=1000N×10m=1×104J，故A错；已知绳子末端的拉力F为1000N，则缠绕在动滑轮上每股绳的拉力都为1000N，故B错；拉力做的有用功：W有用=Gh=1600N×5m=8×103J，拉力做的额外功：W额总=W总-W有用=1×104J-8×103J=2×103J，此过程中克服绳重和摩擦做功W额1=500J，提升动滑轮做的额外功：W额2=W额总-W额1=2×103J-500J=1.5×103J，由W=Gh可得动滑轮重力：，故C正确；滑轮组的机械效率：，故D错.3.（2019湖北省荆州市，题号24，分值2）24.如图所示电路，电源电压不变，闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为4V，定值电阻R1的功率为0.8W；当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时，电压表的示数变化了1V．下列结果正确的是（）A.电源电压为8VB.R1的阻值为20ΩC.电路前后电流之比为1：3 D.电路总功率变化了1.2W【答案】D【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测滑动变阻器R2两端的电压，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，当滑片在B处时，电路中的电流：，则滑动变阻器两端的电压：……②由图知，当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时，滑动变阻器的电阻减小，由串联分压的规律可知，电压表的示数减小，即此时滑动变阻器两端电压为U2=4V-1V=3V，同理可得，此时滑动变阻器两端的电压：……②用①式比②式可得：，解得：R2=2R1……③将③代入①式可得：，解得：U=6V，故A错误；当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为4V，定值电阻两端的电压为U1=6V-4V=2V，此时定值电阻R1的功率为0.8W，即；，所以R1=5Ω；则R2=2R1=2×5Ω=10Ω，故B错误；前后两次电流之比为：，故C错误； 电路总功率变化了：，故D正确.4.（2019内蒙古巴彦淖尔市，题号6，分值3）【答案】C【解析】物体B受到水平向右的拉力（等于测力计示数）12N、水平向左的地面对它的摩擦力4N、和A对它向左的摩擦力，根据物体B静止时受力平衡，可知A对B的摩擦力大小为f=12N-4N=8N；由于相互作用力大小相等、方向相反，所以A受到的B对它的摩擦力大小为8N、水平向右；故A错误；物体A的速度为0.1m/s，滑轮组中承担阻力的绳子段数为2，所以拉力作用点移动的速度为v=2vA=0.2m/s，拉力的功率为：；故B错误；滑轮组的机械效率为：，故C正确；当拉力F增大到15N时，由于A与B之间的压力和接触面的粗糙程度均不变，所以B所受的摩擦力不变，由于B依旧受到平衡力的作用，故B的运动状态不变，仍保持静止，故D错误.5.（2019四川宜宾，8，3） 【答案】BC【解析】物体移动的距离s1=v1t=0.1m/s×10s=1m。该滑轮组有3段绳子拉着动滑轮和物体，所以绳子自由端移动的距离是物体移动距离的3倍，s2=3s1=3m。拉力的大小F=W总s2=150J3m=50N。此过程中克服摩擦力做有用功，W有用=W总h=150J×80%=120J摩擦力f=W有用s1=120J1m=120N所以，AD错误，BC正确。6.（2019山东省潍坊市，题号7，分值3）用如图所示的滑轮组匀速竖直提升物体，不计一切摩擦和绳重。下列判断正确的是（　　）A．该滑轮组绳自由端拉力F的大小一定等于所提物体重力的三分之一B．用该滑轮组提升不同的物体，物体越重，其机械效率越大C．用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，其机械效率相等D．其他条件不变，仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，其机械效率变大【答案】B 【解答】A、由图知，n=3，不计一切摩擦和绳重，拉力，所以拉力F的大小大于所提物体重力的三分之一，故A错误；B、不计一切摩擦和绳重，用该滑轮组提升不同的物体，则，可见提升的物体越重，其机械效率越大，故B正确；C、用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，由于物体在水中受到浮力，就好比用滑轮组提升的物体重力变小，所以其机械效率不相等，故C错误；D、仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，将同一物体提升相同的高度（其他条件相同），有用功相同，由W额＝G动h可知额外功增大，则总功增大，有用功与总功的比值减小，机械效率减小，故D错误。故选：B。7.（2019吉林省长春市，10，2分）如图所示，用甲、乙滑轮组在相同时间内分别将A、B物体匀速提升相同高度，己知物体受到的重力GA>GB，滑轮组的机械效率η甲＜η乙（忽略绳重和摩擦）。下列判断正确的是（）A.两滑轮组绳端移动的距离相等B.甲滑轮组的有用功比乙的少C.甲滑轮组的总功率比乙的小D.甲滑轮组的动滑轮比乙的重【答案】D【解析】根据滑轮组出承担物体重力的绳子数，A.根据承担物体重力的绳子数，结合滑轮组的工作特点来分析解答；B.根据有用功的计算公式，结合题意来分析解答；C.根据机械效率的计算公式分析出总功的大小关系，再根据功率的计算公式分析出功率的大小；D.根据机械效率的计算公式分析出额外功的大小关系，再分析出动滑轮的重力关系。 由题意可知，甲图中承担物体重力的绳子数为3，乙图中承担物体重力的绳子数为2，A.由于两个滑轮组中物体上升的高度相同，而承担物体重力的绳子数不同，所以绳端移动的距离不同，A错误；B.根据公式可知，由于两物体上升相同的高度，但是，所以，B错误；C.根据公式，可知，由于，且，所以，根据功率的计算公式，在时间相等的情况下，，C错误；D.由于，所以，因为，所以，又因为，所以，，所以，D正确。故选D。8.（2019内蒙古省通辽市，第11题，2分）【答案】A【解析】A、绳子自由端移动距离s=nh=4×1m=4m，速度正确；B、动滑轮重力：G动=nF-G=4×150N-400N=200N，错误；C、滑轮组机械效率：，错误；D、由可知，提升物重变大，滑轮组机械效率变大，错误。 9.（2019湖北省孝感市，题号9，分值3）如图所示，用相同的滑轮组装成甲、乙滑轮组，分别将同一重物在相等的时间内提升相同的高度，不计绳重和摩擦，则（　　）A．甲、乙的拉力之比是3：2B．甲、乙绳的自由端速度之比是1：1C．甲、乙拉力的功率之比是3：2D．甲、乙的机械效率之比是1：1【答案】AD【解析】解：A、不计绳重及摩擦，拉力F=1n（G物+G轮），由图知，n甲＝2，n乙＝3，所以绳端的拉力分别为：F甲=12（G物+G轮），F乙=13（G物+G轮），则甲乙拉力之比F甲：F乙=12（G物+G轮）：13（G物+G轮）＝3：2，故A正确；B、将同一重物在相等的时间内提升相同的高度，则提升物体的速度相同，由图知，n甲＝2，n乙＝3，所以甲、乙绳的自由端速度分别为：v甲＝2v，v乙＝3v，所以，甲、乙绳的自由端速度之比v甲：v乙＝2v：3v＝2：3，故B错；C、由AB的解析可知，F甲：F乙＝3：2，v甲：v乙＝2：3，由P=Wt=Fst=Fv可得，甲、乙拉力的功率之比P甲：P乙=F甲v甲F乙v乙=3×22×3=1：1，故C错；D、不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，由W额＝G轮h、W有用＝G物 h可知，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则拉力做的总功相同，由η=W有用W总可知，两滑轮组的机械效率相同，即甲、乙的机械效率之比η甲：η乙＝1：1，故D正确。故选：AD。10.（2019江苏省常州市，题号7，分值2）【答案】C【解析】A选项有用功W有用=Gh=400N×2m=800J，A选项错误；B选项总功W总=Fs=250N×4m=1000J，B选项错误；C选项额外功W额外=W总-W有=1000J-800J=200J，C选项符合题意；D选项机械效率η=W有用/W总×100%=800J/1000J×100%=80%，D选项错误.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25. 26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.37.38.39.二、填空题1.（2019贵州省铜仁市，第32题，2分）【答案】1×10480%【解析】抽水机做功:W=Gh=mgh=100kg×10N/kg×10m=1×104J；抽水机效率：.2.（2019黑龙江省龙东地区，27，2分） 【答案】300；75%。【解析】根据物体受到的摩擦力的大小和物体移动的距离计算出有用功；根据题意分析出绳端移动的距离，再根据拉力计算出总功，最后计算出滑轮组的机械效率即可。由题意可知，滑轮组做的有用功为：；由题意可知，滑轮组承担物体受到的摩擦力的绳子数为2，则绳端移动的距离为：，则拉力做的总功为：，则此滑轮组的机械效率为：。3.（2019宁夏省，12，2分）【答案】80%；多挂重物（加润滑油）。【解析】根据滑轮组的机械效率的计算公式，结合题意中的数据计算出机械效率；根据提高机械效率的方法，结合题意来分析解答。由图可知，此滑轮组承担物体重力的绳子数为2，此滑轮组的机械效率为：，增加物重和减小摩擦都可以使有用功在总中的比例变大，提高机械效率，所以多挂重物或加润滑油都可以提高机械效率。4.（2019云南省，题号18，分值2）如图所示，工人用滑轮组将重为600N的建筑材料以0.3m/s的速度匀速竖直提升．人对绳子自由端的拉力F＝375N，滑轮组的机械效率为________，拉力F的功率为________W． 【答案】80%225【解析】由图知n＝2，拉力端移动距离s＝2h；滑轮组的机械效率：；拉力F的功率：．5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21. 22.23.三、解答题1.（2019湖北省荆州市，题号34，分值8）【思路分析】（1）根据W=Pt求出拉力做的总功，然后根据W=FL求出拉力F的大小；（2）根据W=Gh求出有用功，然后根据求出该斜面的机械效率；（3）用W 额=W 总-W 有求出额外功，然后根据W额=fL求出木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力.【解题过程】（1）拉力所做的功： W总=Pt=80W×50s=4×103J，由W=FL得，拉力F的大小：；（2）克服物重做功： W 有=Gh=1200N×2m=2.4×103J，则斜面的机械效率：；（3）木箱A在斜面上匀速运动时克服摩擦做功：W额=W总-W有=4×103J-2.4×103J=1.6×103J，由W额=fL得，木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力：.2.（2019湖北省襄阳市，题号41，分值3）41.工人师傅用如图所示的滑轮组将重为600N的货物匀速提升了2m,做了1500J的功。求: (1)滑轮组的机械效率；(2)当他用400N的拉力匀速提升其它货物时,额外功占总功的15%,求提升货物的重。【思路分析】（1）根据W=Gh求出有用功，根据求出滑轮组的机械效率；（2）已知额外功占总功的百分比，可以求出此时的机械效率，然后利用拆公式的方法求出货物重.【解题过程】（1）有用功为：；滑轮组的机械效率为：；（2）用400N的力提升其它货物时，额外功占总功的15%，说明机械效率为85%；∵，即，所以货物重为：.3.（2019年菏泽，题号28（3）(4)，分值6） 【思路分析】（3）利用滑轮组知识，结合公式W=Fs=Gh，求得有用功和总功，利用η=×100%，求机械效率。（4）根据P==Fv，计算功率。【解题过程】解：（3）箱子所受重力：滑轮组所做的有用功：电动机一端的拉力：电动机一端绳子移动的距离：滑轮组所做的总功：滑轮组的机械效率：（4）根据P==Fv可知，因为提升箱子的速度不变，所以当对箱子的拉力最大时，电动机的暑促功率最大。当箱子完全露出水面后，就不再受浮力的作用，此时拉力F最大：F=为3050N。拉力移动的速度：v=2×0.5m/s=1m/s电动机的最大输出功率：P==Fv=3050N×1m/s=3050W。 4.（2019四川省眉山市，23，6分）在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30s时间，将水平路面上质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是5m/s，绳子自由端的拉力F是500N，地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍。求：（1）拉力F在30s内所做的功；（2）整个装置的机械效率。【思路分析】（1）利用速度公式求故障车在30s内通过的路程，由图知，n=3，拉力端移动距离等于故障车通过路程的3倍，利用W=Fs求拉力F在30s内所做的功；（2）地面对故障车的摩擦力f=0.08G，利用W=fs求滑轮组克服故障车摩擦力做的有用功，整个装置的机械效率等于有用功与总功之比。【解题过程】（1）由可得故障车在30s内通过的路程：s车=v车t=5m/s×30s=150m，由图知，n=3，拉力端移动距离：s=3s车=3×150m=450m，拉力F在30s内所做的功：W总=Fs=500N×450m=2.25×105J；（2）地面对故障车的摩擦力：f=0.08G=0.08mg=0.08×1500kg×10N/kg=1200N；滑轮组克服故障车摩擦力做的有用功：W有用=fs车=1200N×150m=1.8×105J，整个装置的机械效率：。答：（1）拉力F在30s内所做的功为2.25×105J；（2）整个装置的机械效率为80%。5.（2019四川省攀枝花市，题号32，分值6） 【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）（2）（3）6.（2019云南省昆明市，题号，分值）【答案】（1）6kg；（2）30N；（3）375J；（4）80%【思路分析】（1）根据的变形公式求出装满水后水的质量；（2）根据阿基米德原理求出水桶所受的浮力；（3）根据W=Gh求出绳子拉力做的功； （4）根据求出机械效率.【解题过程】（1）装满水后水的质量为：；（2）桶受到的浮力为：；（3）绳子的拉力做的功为：；（4）有用功为：；提水的效率为：.7.（2019山东省潍坊市，题号25，分值4）一辆质量为1.5×103kg的汽车陷入一泥泞路段，司机师傅利用滑轮组和周围条件，组装成了如图所示的拖车装置。已知汽车通过泥泞路段需移动8m距离，汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的0.1倍，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。在将车匀速拖离泥泞路段过程中，求：（1）做的有用功；（2）作用在绳子自由端的拉力。【答案】（1）1.2×104J；（2）625N。【思路分析】（1）已知汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的0.1倍，可求得阻力，因为匀速拖离，由二力平衡条件可得滑轮组对车的拉力；然后利用W=Fs可求得有用功；（2）由图可知n=3，由此可得绳子移动的距离，已知滑轮组的机械效率为80%，利用可求得总功，再利用W总=Fs可求得作用在绳子自由端的拉力。【解答】（1）汽车在泥泞路段受到的阻力：f=0.1mg=0.1×1.5×103kg×10N/kg=1.5×103N；将车匀速拖离，由二力平衡条件可得，滑轮组对车的拉力：F拉=f=1.5×103N；所做有用功：W有=F拉s车=1.5×103N×8m=1.2×104J，（2）由图可知n=3，则绳子移动的距离：s绳=3s车=3×8m=24m， 由可得总功；由W总=Fs绳可得，作用在绳子自由端的拉力：。8.（2019黑龙江省大庆市，第19题，7分）如图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在水平向右的拉力作用下,使重900N的建筑材料A在5s的时间里被匀速提升，绳自由端水平移动了2m,拉力F为500N。不计绳重和摩擦,求:(1)拉力F的功率P；(2)滑轮组的机械效率ƞ。【思路分析】先求出拉力做的功，再利用功率公式求即可，用机械效率公式求解效率。【解题过程】解：（1）拉力F的功率。（2）滑轮组的机械效率9.（2019黑龙江省齐齐哈尔市，题号29，分值8）图甲是某起重船的示意图，A处为卷扬机，吊臂前端滑轮组如图乙所示．在一次吊装施工中，当起重船从运输船上吊起重物时，起重船浸入海水中的体积增加了18m3，重物在空中匀速竖直上升了3m，所用时间为30s．已知动滑轮总重为2×104N，不计钢丝绳重及摩擦．（ρ海水＝1.0×103kg/m3） （1）求该重物的重力是多少？（2）求钢丝绳拉力F做功的功率是多少？（3）求该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率．【答案】（1）1.8×105N（2）2×104W（3）90%【解析】（1）起重船增大的浮力：F浮＝ρ海水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×18m3＝1.8×105N；重物的重力：G＝F浮＝1.8×105N；（2）由图知，n＝4，不计钢丝绳重及摩擦；重物上升的速度：；钢丝绳的拉力：；钢丝绳拉力做功的功率：P＝Fv＝5×104N×4×0.1m/s＝2×104W；（3）拉力做的有用功：W有＝Gh＝1.8×105N×3m＝5.4×105J；滑轮组的机械效率：．10.（2019江苏省徐州市，第19题，6分）工人用杠杆将重为180N的物体匀速提升0.5m，做了100J的功．求：（1）提升物体做的有用功；（2）杠杆的机械效率．【思路分析】根据W有用=Gh进行有用功的计算,根据机械效率公式η=×100%计算杠杆的机械效率.【解题过程】（1）有用功：W有用=Gh=180N×0.5m=90J；（2）杠杆的机械效率η=×100%=90%。 11.（2019内蒙赤峰，21，6）【思路分析】（1）木块重G=480N，体积V=0.08m3，利用m=Gg算出木块的质量，再利用r=mV算出木块的密度。（2）由图乙查到拉力F做800J功使木块沿斜面运动4m，所以拉力F=w总s=800J4m=200N（3）在这个过程中所做的有用功W有用=W总-W额外=800J-320J=480J；斜面的机械效率为η=W有用W总=480J800J×100%=60%【解题过程】（1）木块的质量为m=Gg=480N10N/kg=48kg算出木块的密度为ρ=mV=48kg0.08m3=0.6×103kg/m3（2）拉力为F=w总s=800J4m=200N（3）在这个过程中所做的有用功W有用=W总-W额外=800J-320J=480J；斜面的机械效率为η=W有用W总=480J800J×100%=60%12.（2019四川省巴中市，第31题，7分）利用如图所示的滑轮组，将一边长为0.2m，密度为2.5×103kg/m3 的正方体石块，匀速从水中提起，已知动滑轮重力为40N,(不计绳重、摩擦和水的阻力)。求：(1)物体浸没在水中时所受到的浮力大小;(2)物体浸没在水中匀速上升时，动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力F0的大小；(3)物体完全离开水面后，继续匀速向上提升，此时滑轮组的机械效率大小。(计算结果保留一位小数)【思路分析】（1）物体浸没，用公式法求浮力。（2）对物体进行受力分析可知。（3）物体完全离开水面后滑轮组的机械效率。【解题过程】解：（1）物体浸没在水中时所受到的浮力（2）物体所受重力，绳对物体的拉力。（3）物体完全离开水面后滑轮组的机械效率13.（2019江苏省无锡市，题号26，分值） 【思路分析】（1）斜面也是一种简单的机械，使用斜面时省力但费距离；（2）①千斤顶自身重量忽略不计，顶升受到车身竖直向下的压力即为千斤顶对地面的压力，根据求出千斤顶对地面产生的压强；②人摇动扳手使顶升在1min内升高12cm，知道顶升对车身的支持力，根据W=Fh求出千斤顶对车做的功，利用求出人做的功，利用求出人做功的功率。【解题过程】（1）丝杆上的梯形扣通过增加铰链行进的路程来减小动力，相当于斜面。（2）①千斤项对地面的压强②有用功W有用=Gh=10000N×0.12m=1200J，根据得，总功，做功时间为1min，功率。14.15.16. 17.18.19.20.四、实验探究题1.（2019年青岛市，16，7分）实验探究（1）探究重力与质量的关系①某同学用质量已知的钩码进行实验，根据测得的数据作出的G—m关系图象是一条过原点的直线a。由此得出结论：物体受到的重力与它的质量成比。②他又正确测量了一个木块的质量与重力，并在同一坐标系中正确描点得到点A，如图所示。点A不在直线a上的主要原因是。（2）探究阻力对物体运动的影响如图所示，将棉布铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，小车在水平面上由于受到阻力，滑行一段距离后停止；去掉木板上的棉布，再次让小车从斜面顶端由静止滑下，运动的小车所受到的阻力减小，滑行的距离增大。进一步推理：如果运动的小车受到的阻力为零，它将做。通过上述实验和推理可得：力不是维持物体运动状态的原因，而是物体运动状态的原因。（2）测量滑轮组的机械效率实验装置和数据记录表如下： ①第4次实验测得的机械效率为。②分析表中数据可得：利用相同的滑轮组提升同一物体，物体上升的高度不同，滑轮组的机械效率；提升不同的物体，物体重力越大，滑轮组的机械效率越。【思路分析】（1）①根据图像中的横、纵坐标的含义，结合图像的性质分析出重力与质量的关系；②根据实验的目的及实验中需要测量的物理来分析解答；（2）①根据牛顿第一定律及其应用的相关知识来分析解答；②由力和运动的关系，结合题意来分析解答；（3）①根据机械效率的计算公式，结合表中的数据来分析解答；②根据表中的数据，结合题意分析出实验的结论即可。【解题过程】（1）①由图像可知，横坐标为质量，纵坐标为重力，图像为一条直线，由此可得出结论为：物体受到的重力与它的质量成正比；②由题意可知，实验中需要测量出物体的重力与质量，点A不在直线上的主要原因可能是用天平测木块质量时存在误差；（2）①由题意可知，小车从斜面上下滑到水平面时是运动的，如果此时受到的阻力为零，则它此时在水平方向不受力的作用，由牛顿第一定律可知，它将做匀速直线运动；②由于小车不受车时仍能做匀速直线运动，所以可以推理得：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因；（3）①由机械效率的计算公式可得，第4次实验测得的机械效率为：；②由实验数据1、2、3可知，提升相同的重物，即使重物上升的高度不同，滑轮组的机械效率相同，由实验3、4可知，提升不同的物体，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越大。故答案为：（1）①正；②用天平测量木块质量时存在误差；（2）①匀速直线运动；②改变；（3）①83.3%；②相同；大．2.（2019黑龙江省绥化市，题号29，分值5） 【答案】（1）匀速缓慢；（2）74.1%；（3）越大；（4）0.54；（5）C【思路分析】（1）应竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，这样拉力大小不变，弹簧测力计示数稳定；（2）第3次实验中，根据求出滑轮组的机械效率；（3）根据表格中的数据，自上而下，物体的重力增加，从而判断出机械效率随物重的变化情况；（4）根据承担总重的绳子段数，确定绳子自由端移动的速度，再根据P=Fv求出拉力的功率；（5）分别分析几个选项中的机械效率变化情况即可.【解题过程】（1）实验过程中，应竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计；（2）第3次实验中，滑轮组的机械效率为：；（3）分析表格中的数据可知，同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率越高；（4）图中物体和动滑轮的总重是由3段绳子承担的，所以绳子自由端移动的速度为：，拉力的功率为：； （5）若测量拉力时，弹簧测力计没有调零，指针在零刻线的下方，会导致所测拉力偏大，计算出的机械效率偏小，故A不符合题意；若弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升，所测拉力偏大，计算出的机械效率偏小，故B不符合题意；若所使用的动滑轮重力偏小，会导致额外功所占比例偏小，所测量的机械效率偏大，故C符合题意.3.（2019湖北省黄石市，题号30（实验二），分值9）【答案】（1）0.6；1.02；59%；（2）增大；动滑轮重力不变，随着钩码重力增大，有用功比例增大；（3）绳重、各种摩擦；（4）4；越大；所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多【思路分析】（1）由表中数据，根据W有=Gh得出有用功；绳子有效段数为2，根据s=nh求出绳子自由端移动的距离，根据W总=Fs求出总功，根据机械效率求解；（2）纵向比较表中数据得出结论；动滑轮重力不变，随着钩码重力增大，有用功比例增大，机械效率变大；（3）根据额外功的来源分析；（4）根据表中数据，求出在每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值，比较大小得出结论；根据要控制物体提升的高度相同回答；分别得出3次实验的△W回答；由影响摩擦力大小的因素分析. 【解题过程】（1）由表中数据，第3次实验的有用功：W有=Gh=2N×0.3m=0.6J；绳子有效段数为2，根据s=nh，绳子自由端移动的距离s=2h=2×0.3m=0.6m，总功：W总=Fs=1.7N×0.6m=1.02J；机械效率：；（2）纵向比较表中数据，钩码重力逐渐增大，滑轮组的机械效率增大；原因：动滑轮重力不变，随着钩码重力增大，有用功在总功中所占的比例增大，机械效率变大。（3）实验中，额外功为克服动滑轮重力做的功与克服绳重、各种摩擦做的功之和，即绳重、各种摩擦也会影响机械效率；（4）在计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值△W=W总-W有-W轮，即克服绳重和绳子与轮之间的摩擦做的功时，要控制物体提升的高度相同，故应通过比较第1、2和4组的数据；△W1=W总1-W有1-W轮=0.88J-0.4J-G轮h=0.48J-G轮h；△W2=W总2-W有2-W轮=1.12J-0.6J-G轮h=0.52J-G轮h；△W3=W总3-W有3-W轮=1.60J-1.0J-G轮h=0.6J-G轮h；故重物的重力越大，差值△W越大，原因是：所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多.4.（2019湖南省邵阳市，题号31，分值） 【思路分析】（1）绳端移动距离与物体升高的高度的关系为s=nh；（2）利用机械效率公式计算；（3）根据第二次实验数据，已知总功、有用功，求出额外功，根据W额=G动h计算动滑轮重力，（4）通过比较1、2、3两次实验数据，找出相同的量和不同量，分析得出滑轮组的机械效率与变化量的关系。【解题过程】（1）滑轮组承担物重绳子段数：n=3，第一次实验中，绳端移动距离s=nh=3×0.2m=0.6m；（2）第2次实验中，滑轮组机械效率：=；（3）第2次实验中，额外功：W额=W总-W有=0.24J-0.18J=0.06J， 由W额=G动h得，动滑轮重：；（4）通过比较1、2、3两次实验数据知，使用同一滑轮组提升不同重力的物体，重力越大，机械效率越高，即同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。故答案为：（1）0.6；（2）75%；（3）0.3N；（4）越大。5.（2019四川省眉山市，26，6分）为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置。实验测得的数据如下表：请你根据表中的数据解答下列问题：（1）实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做___________运动，该过程中木块的机械能___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。（2）第2次实验中，斜面的机械效率为___________，斜面对木块的摩擦力为___________N。（3）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是：_________________________________。（4）试列举出生活中利用斜面的一个实例：____________________________________________。【思路分析】（1）实验用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速直线运动，测力计示数才恒定；动能大小与物体的质量和速度大小有关，重力势能大小与物体的质量和举高的高度有关，据此分析；（2）根据表中数据，由求出第2次实验中斜面的机械效率；在第2次实验中，求出额外功，根据W额=fs可得摩擦力：（3）由表中数据得出结论；（4）生活中利用斜面的实例：盘山公路。【解题过程】（1）实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速直线运动，动能不变，因木块高度变大，重力势能变大，该过程中木块的机械能变大；（2）第2次实验中，斜面的机械效率：。 在第2次实验中，有用功W有=Gh=3N×0.3m=0.9J，总功W总=Fs=1.8N×1m=1.8J，额外功：W额=W总-W有=1.8J-0.9J=0.9J，根据W额=fs可得摩擦力：；（3）由表中数据可知：斜面越陡，其机械效率越高；（4）生活中利用斜面的实例：盘山公路。故答案为：（1）匀速直线；变大；（2）50%；0.9；（3）斜面越陡，其机械效率越高；（4）盘山公路。6.（2019贵州省安顺市，题号15，分值6）小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况及滑轮组的机械效率”，使用了如图所示的实验装置。实验前，小军用轻质弹簧测力计测得动滑轮的重力为1.0N，每个钩码的重力为0.5N，实验过程中，小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量，分别记下了每次所挂钩码的重力及对应的轻质弹簧测力计示数（见下表）序号12345678动滑轮重G0/N1.01.01.31.01.01.01.01.0所挂钩码的重力G/N0.51.01.52.02.53.03.54.0弹簧测力计示数F/N0.81.21.31.61.82.22.32.7（1）分析实验数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，使用该滑轮组　不省力　（选填“省力”或“不省力”）（2）在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为　F=G+G02　（3）小军同学又研究了滑轮组水平拉动物体的情况，用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置B，请在图中画出最省力的绕线方法：物块移动的距离为　3.10　cm；若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，该滑轮组的机械效率为　60%　。【答案】（1）不省力；（2）；（3）3.10；60% 【思路分析】（1）根据在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，确定表中序号为1、2的两组数据，据此得出结论；（2）在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为：F=G+G02；（3）当绳子的有效段数最多为3时，最省力，据此连接；由刻度尺的分度值得出物块移动的距离；实验中克摩擦力做的功为有用功，根据η=W有W总=fsF×3s×100%求解。【解题过程】解：（1）分析表中序号为1、2的两组数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，测力计示数大于所挂钩码的重力G，故此时使用该滑轮组不省力；（2）由图1可知n＝2，在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为：F=G+G02；（3）用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置B，当绳子的有效段数最多为3时，最省力，如下图所示：由图知，物块移动的距离为44.10cm﹣41.00cm＝3.10cm；若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，该滑轮组的机械效率为：η=W有W总=fsF×3s=18N3×10N×100%＝60%。故答案为：（1）不省力；（2）F=G+G02；（3）如上图所示；3.10；60%。