中考物理命题热点突破技巧方法十三：机械效率

中考物理命题热点突破技巧方法十四：电压和电阻

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中考物理命题热点突破技巧方法十三：机械效率

中考透视 明确航向

本专题中有关机械效率的计算及定性分析，测滑轮组的机械效率的实验等是各地普遍考查的重点.题型主要有选择、填空、作图、实验探究及计算题等．

纵观近年全国中考题，有关机械效率的计算题常与功率、压强、密度、浮力结合在一起考查，难度明显增大.

典例探究 提炼技法

考点一：机械效率概念的的理解

【例1】：（2017•来宾）下列关于机械效率的说法正确的是（  ）

A．越省力的机械，机械效率越高

B．做功越少的机械，机械效率越低

C．做功越慢的机械，机械效率越低

D．总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高

考点二：定性比较或计算机械效率的大小

【例2】：（2017•佳木斯）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η_定、η_动、η_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．η_组＜η_动＜η_定       B．η_动＜η_定＜η_组

C．η_定＜η_动＜η_组       D．η_定＜η_组＜η_动

【例3】：（2017•随州）同一物体（质量为m）先用滑轮组（如图甲）匀速提升，后沿斜面（如图乙）匀速提升，两次提升高度均为h，两次拉力大小均为，斜面长AB=2h，则这两次提升物体的机械效率比较（  ）

A．η_甲＞η_乙        B．η_甲＜η_乙

C．η_甲=η_乙          D．条件不足无法比较

【例4】：（2017•德州）如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m．此过程中，额外功和机械效率分别是（  ）

A．0.4J   83.3%    

B．0.8J   91.7%                  

C．0.8J   83.3%    

D．0.4J   91.7%

考点三：功、功率和机械效率的综合计算

【例5】：（2017•泰安）如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为90W，物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J，不计绳重．求：

（1）工人拉绳子的速度；

（2）滑轮组的机械效率；

（3）滑轮组中的动滑轮的重力．

【例6】：（2017•安顺）小华用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为60kg，在F=50N的拉力作用下，货箱以0.1m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍．求：

（1）货箱的重力是多少？

（2）拉力F的功率是多少？

（3）货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是多少？

（4）此滑轮组的机械效率是多少？

考点四：测量滑轮组的机械效率实验

【例7】：（2017•宜昌）小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验．（如图所示），用相同的滑轮组提升不同数量的钩码，记录数据如表所示．

（1）观察如图中测力计的示数，表格中编号①的数值是  ，②的数值是 ．

（2）小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法，汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义，请你指出以下三种提高效率的方法中，方法    是与本实验同理的．

方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员

方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量．

方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑．

（3）小明发现绳端移动的距离与钩码提升高度有固定的倍数关系，于是他认为钩码数量一定时，无论将钩码提升多高，都不影响该滑轮组的机械效率；小芳则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了，你认为     的看法是正确的．

对点实战 诊断达标

1．（2017•黄石）下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是（  ）

A．指甲剪是省力省功的机械

B．定滑轮不省力，但能改变力的方向

C．滑轮组既省力，又省距离，还省功

D．斜面的机械效率可以达到100%

2．（2017•广州）图1中力F₁水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s．改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s，拉力为F₂（如图2）．此过程滑轮组（  ）

A．总功为F₂s           B．额外功为F₁s

C．机械效率为   D．额外功为3F₂s﹣F₁s

3．（2017•东营）如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，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，机械效率一样大

C．乙更省力，乙机械效率大

D．甲更省力，机械效率一样大

4．（2017•南充）将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示），斜面长1.2m，高0.4m，斜面对物体的摩擦力为0.3N（物体大小可忽略）．则下列说法正确的是（  ）

A．沿斜面向上的拉力0.3N

B．有用功0.36J，机械效率20%

C．有用功1.8J，机械效率20%

D．总功2.16J，机械效率83.3%

5．（2017•西宁）如图所示，动滑轮重3N，用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子自由端，1s内将重为27N的物体提高0.2m，如果不计绳重及摩擦，则下列计算结果正确的是（  ）

A．绳子自由端移动的速度为0.2m/s

B．滑轮组的机械效率为90%

C．提升物体所做的有用功为6J

D．弹簧测力计的示数为9N

第5题图         第6题图       第7题图

6．（2017•重庆）工人师傅用如图所示的滑轮组，将重为800 N的物体缓慢匀速竖直提升3m，人对绳端的拉力F为500N，不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，则（  ）

A．绳子自由端移动的距离为9 m

B．动滑轮的重力为200 N

C．人通过滑轮组做的有用功为1500 J

D．滑轮组的机械效率为53.3%

7．（2017•长春）如图所示，用相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组，分别将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度，若不计绳重和摩擦，比较甲、乙两滑轮组，下列说法正确的是（  ）

A．甲的拉力大     B．乙的额外功少

C．甲的拉力功率大 D．乙的机械效率低

8．（2017•牡丹江）如图所示，物体重100N，用110N的拉力将物体在2s内匀速提升0.5m，则（  ）

A．绳子自由端下降1m

B．物体上升的速度是0.5m/s

C．拉力的功率是27.5W

D．该装置的机械效率是45.5%

第8题图   第9题图        第10题图

9．（2017•哈尔滨）用如图所示的装置研究滑轮组机械效率，下列说法不正确的是（  ）

A．弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动

B．测量机械效率的原理：η=（）×100%

C．机械效率与动滑轮重力的大小有关

D．提高机械效率可以通过减小钩码的重力来实现

10．（2017•福建）如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用F₁、F₂匀速提升重力为G_A、G_B的A、B两物体，不计绳重和摩擦．若G_A＞G_B，则

η_甲   η_乙；若F_A=F_B，则G_A   G_B．（选填“＞”、“＜”或“=”）

11．（2017•锦州）某同学利用如图所示装置将重为500N的重物从一楼匀速上到二楼，他在绳端施加的拉力F=300N，每层楼高3m，不计绳重和摩擦．则他做的有用功为   J；动滑轮重为   N．

12．（2017•绵阳）如图是某建筑工地上提升建筑材料的滑轮组示意图，其动滑轮质量15kg，某次提升材料质量240kg，材料在空中静止时，摩擦影响很小，绳很轻，可以不考虑，则竖着向上的拉力F=   N；竖着向上匀速提升材料，摩擦影响较大，实际所用的拉力大小是1000N，并将材料提升了10m高．则滑轮组的机械效率是    ．（取g=10N/kg）

13．（2017•盘锦）如图所示，分别用定滑轮、动滑轮把重均为100N的物体在相同时间内匀速提升相同的高度（不计绳重和摩擦），每个滑轮组均为10N，则所用拉力F_甲   F_乙，拉力做功的功率P_甲  P_乙，机械效率η_甲    η_乙．（均填“大于”、“等于”或“小于”）

第13题图                第14题图

14．（2017•烟台）往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为   ，若实际用力为500N，斜面的机械效率为   ，重物受到的摩擦力为  ．（g取10N/kg）．

15．（2017•河池）在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用同一滑轮组提升不同的物体，如图甲、乙所示，实验数据记录如下：

（1）实验中要竖直向上     拉动弹簧测力计，使物体升高．

（2）图乙中弹簧测力计的示数为   N，表格中②处数据应为    %．

（3）如图丙所示，将滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率

    （选填“变大”、“不变”或“变小”）．

第15题图             第16题图

16．（2016•遵义）搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重120N的物体匀速提升3m，所用的拉力为50N，不计绳重及摩擦．求：

（1）滑轮组的机械效率；

（2）动滑轮的重；

（3）若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，拉力为多大．

17.．（2017•枣庄）如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深10m，物体重G=4×10³N，汽车重G_车=3×10⁴N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×10³N，汽车受到的阻力为车重的0.05倍．请计算：

（1）若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要多长时间？

（2）滑轮组的机械效率是多少？（保留一位小数）

（3）汽车的牵引力是多大？

（4）将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是多少？

拓展升华 提升能力

18．（2017•包头）如图所示，物体在沿斜面向上拉力的作用下，从倾角为30°的斜面底端匀速拉到斜面的顶端，已知物体所受重力为G，斜面的机械效率为75%，若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示，则（  ）

A．F=G   f=G B．F=G   f=G

C．F=G   f=G D．F=G   f=G

第18题图               第19题图

19．（2017•兰州）如图所示，用力F拉着重为G的物体竖直匀速上升，在时间t内物体上升的高度为h（物体未拉出水面），若物体的体积为V，水的密度为ρ，则下列算式正确的是（  ）

A．η=     B．η=

C．W_有=Gh      D．P_有=

20．（多选）（2017•宜宾）如图所示，动滑轮下面挂着重为5.4N的物体，现用2.4N的拉力，把物体匀速提升10cm，不计一切摩擦和绳重，下列说法正确的是（  ）

A．动滑轮的重力为3N

B．拉力所做功为0.24J

C．滑轮组机械效率为75%

D．若使用该滑轮组把物体从水中匀速提升到水面以上，则其机械效率将增大

第20题图              第21题图

21．（多选）（2017•威海）如图所示，把重为G的物体沿高为h，长为l的粗糙斜面以速度v由底端匀速拉到顶端的过程中，拉力F做的功为W，则下列选项正确的是（  ）

A．拉力大小为

B．物体所受摩擦力大小为

C．拉力功率的大小为

D．斜面的机械效率为

22．（多选）（2017•河北）用五个相同质量的滑轮和绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳子自由端分别用力将重力为G的物体匀速提升，乙滑轮组的效率为η_乙，不计摩擦、绳和木板的重，下列说法正确的是（  ）

A．两个滑轮组的机械效率可能相等

B．F₁一定大于F₂

C．每个滑轮重为

D．甲、乙将重物提升相同的高度，F₁与F₂的功率可能相等

23．（多选）（2017•聊城）如图所示，重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了l0s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是（  ）

A．绳子自由端移动的距离为2m

B．物体与地面间的滑动摩擦力为48N

C．拉力F的功率为12W

D．有用功为120J

24．（2017•淮安）小明利用斜面搬运物体的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上拉动物体进行了探究（如图所示），测得的实验数据如表中所示：

（l）沿斜面拉动物体时，应使其做  运动．

（2）根据表中的数据可求出第③次实验中拉力所做的有用功为  J，机械效率是       ．

（3）通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越缓，越    ．

（4）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其它条件不变的情况下，     ．

25．（2017•南通）工人用图示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升2m，此过程中拉力的功率为120W．（g取10N/kg）求：

（1）有用功；

（2）滑轮组的机械效率；

（3）若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为300N，额外功占总功的20%，工人提升货物的重．

第25题图                 第26题图

26.（2017•襄阳）质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计．（g=10N/kg）

（1）影响滑轮组机械效率的因素之一是        ．

（2）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，求拉力的功率．

（3）求动滑轮受到的重力．

（4）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？

简单机械（二）——机械效率

例1.D．解析：
A、机械效率是有用功与总功的比值，机械省力与否与机械效率大小没有关系，故A错误；
B、机械效率越低，说明做的功中有用功所占的比例越低，并不一定就是做的功少．故B错误；
C、做功越慢的机械功率越小，功率与机械效率是两个没有关系的概念，不能说做功越慢的机械．机械效率越低，故C错误；
D、机械效率是有用功与总功的比值，在总功相同时，有用功越大，机械效率就越高，故D正确．

例2.A．解析：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η=

可知，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的机械效率：η_组＜η_动＜η_定．

例3.C．解析：两次提升物体时，提升物体的高度相同，根据公式W_有=Gh可知，有用功是相同的；两次的拉力是相同的，由图可知，有两端绳子拉着动滑轮，则绳子自由端通过的距离为物体上升高度的2倍，即2h；物体在斜面通过的距离为2h，即物体在拉力的距离都是相同的，根据公式W_总=Fs可知，总功也相同；
有用功相同，总功相同，则根据机械效率的公式可知，机械效率也相同．
例4.C.解析：（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×0.4m=0.8m，

W_总=Fs=6N×0.8=4.8J，W_有用=Gh=10N×0.4m=4J，W_额=W_总﹣W_有用=4.8J﹣4J=0.8J，

（2）滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%≈83.3%．

例5.解析：

（1）由图可知，n=3，

绳端移动的速度：v_绳=nv_物=3×0.1m/s=0.3m/s，

（2）根据P===Fv可得，工人的拉力：

F===300N，

滑轮组的机械效率：

η=×100%=×100%=×100%=×100%=90%；

（3）重物上升的高度：h=vt=0.1m/s×10s=1m，

拉力做的有用功：W_有用=Gh=810N×1m=810J，

拉力做的总功：W_总=Fs=Fnh=300N×3×1m=900J，

提升动滑轮做的额外功：W_轮=W_总﹣W_有用﹣W_f=900J﹣810J﹣60J=30J，

由W_轮=G_轮h可得，动滑轮的重：

G_轮===30N．

答：（1）工人拉绳子的速度是0.3m/s；

（2）滑轮组的机械效率是90%；

（3）滑轮组中的动滑轮的重力是30N．

例6.解析：（1）货箱所受重力：G=mg=60kg×10N/kg=600N；

（2）滑轮组n值为3，绳子自由端移动速度：v_绳=3v=3×0.1m/s=0.3m/s，

拉力的功率是P=Fv_绳=50N×0.3m/s=15W；

（3）f=0.2G=0.2×600N=120N；

由v=得，货箱移动距离：s=vt=0.1m/s×1×60s=6m，

克服摩擦做功：W_有=fs=120N×6m=720J；

（4）1min内绳子自由端移动距离：s_绳=3s=3×6m=18m，

W_总=Fs_绳=50N×18m=900J，

η=×100%=×100%=80%

答：（1）货箱所受重力为600N；

（2）拉力F做功的功率是15W；

（3）货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是720J；

（4）该滑轮组的机械效率是80%．

例7.（1）2.3；87%；（2）一；（3）小明．解析：

（1）由图知，弹簧测力计的分度值为0.1N，弹簧测力计的示数为2.3N；

第三次实验滑轮组的机械效率：

η===×100%≈87%；

（2）小明通过分析表格中的数据知，同一滑轮组，物体越重，机械效率越高．

方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员，是在额外功相同时，人越多，有用功越多，机械效率越高，故符合题意；

方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量，是通过减小额外功来增加机械效率的，故不符合题意．

方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑．提高滑轮组机械效率的方法是通过减小摩擦来增加机械效率的，故不符合题意，

故选方法一与与本实验同理；

（3）根据η====知机械效率与高度无关，故小明的正确．

1.B．解析：A、指甲剪由三条杠杆组成，其中既有省力杠杆也有费力杠杆，但其最终可以达到省力的目的，所以为省力机械，但使用任何机械都不省功，故A错误；

B、定滑轮的实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变力的方向，故B正确；

C、滑轮组可以省力，但费距离，且不可能省功，故C错误；

D、使用任何机械都要做额外功，所以机械效率不可能达到100%，故D错误．

2.D．解析：图1中，因为物体做匀速运动，拉力和摩擦力平衡，所以F₁=f；

图2中，同一物体在同一路面上匀速运动，因为压力大小不变，接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力不变，物体A受到的摩擦力仍为f=F₁，

A、因为滑轮组中有3段绳子拉着物体，所以s′=3s，此滑轮组的总功为：W_总=F₂×3s=3F₂s，故A错误；

BD、此滑轮组的有用功：W_有用=fs=F₁s，则额外功为：W_额=W_总﹣W_有用=3F₂s﹣F₁s，故B错误，D正确；

C、此滑轮组的机械效率为：η===，故C错误．

3.B．解析：不计绳重及摩擦，拉力F=（G_物+G_轮），n_甲=2，n_乙=3，

绳子受的拉力：F_甲=（G_物+G_轮），F_乙=（G_物+G_轮），F_甲＞F_乙，乙图省力；

动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W_额=G_轮h，W_有用=G_物h，

利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，由η=×100%，可知，

滑轮组的机械效率相同．

4.D．解析：此过程所做额外功为：W_额=fs=0.3N×1.2m=0.36J；

有用功为：W_有=Gh=4.5N×0.4m=1.8J；所做总功为：W_总=W_额+W_有=0.36J+1.8J=2.16J；

由W_总=Fs可得拉力：F===1.8N；斜面的机械效率为：η==×100%=83.3%；故ABC错误，D正确；

5.B．解析：由图可知，滑轮组承担物重的绳子股数n=3，A、1s内将物体提高0.2m，则物体升高速度为0.2m/s，则绳子自由端移动的速度v=3v_物=3×0.2m/s=0.6m/s，故A错；

BCD、由于不计绳重及摩擦，则绳端的拉力F=（G_物+G_轮）=（27N+3N）=10N，即弹簧测力计的示数为10N；绳子自由端移动距离s=3h=3×0.2m=0.6m，拉力F做的总功：W_总=Fs=10N×0.6m=6J，有用功：W_有用=Gh=27N×0.2m=5.4J，滑轮组的机械效率：

η==×100%=90%，故B正确、CD错误．

6.B．解析：由图可知，滑轮组中由2段绳子承担物体和动滑轮的总重，即n=2；则绳子自由端移动的距离为：s=nh=2×3m=6m，故A错误；此过程中，所做有用功为：W_有=Gh=800N×3m=2400J，故C错误；所做总功为：W_总=Fs=500N×6m=3000J；滑轮组的机械效率为：η==×100%=80%，故D错误；额外功为：W_额=W_总﹣W_有=3000J﹣2400J=600J，

不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，则额外功为克服动滑轮重力做的功，由W_额=G_动h可得，动滑轮的重力：G_动===200N，故B正确；

7.A．解析：A、不计绳重及摩擦，拉力F=（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=（G_物+G_轮），F_乙=（G_物+G_轮），所以F_甲＞F_乙，故A正确；

BD、因为不计绳重及摩擦，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，拉力做的总功相同，

因为η=，所以两滑轮组的机械效率相同，故BD错误；C、拉力做的总功相同，所用的时间相同，由P=可知，拉力F_甲做功的功率等于拉力F_乙做功的功率，故C错．

8.C．解析：A、由图可知，该滑轮为定滑轮，则绳子移动的距离等于物体上升的高度；由题意知，物体上升0.5m，则绳子自由端下降0.5m，故A错误；

B、物体上升的速度：v====0.25m/s，故B错误；

C、绳子的速度等于物体的速度，则拉力的功率：

P===Fv=110N×0.25m/s=27.5W，故C正确；

D、该装置的机械效率：

η====×100%≈90.9%．故D错误．

9.D．解析：A．在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计处于平衡状态，弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小，故A正确；B．测量机械效率的原理：η=×100%，故B正确；C．图中滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关，在物重一定的条件下，动滑轮越重，机械效率越低，故C正确；D．减小钩码的重力，在额外功相同的情况下，有用功减小，有用功占总功的百分百减小，滑轮组的机械效率减小，故D错误．

10.＞；＜．解析：（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，

则滑轮组的机械效率：

η=×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_A＞G_B时，η_甲＞η_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=nF﹣G_动，则F_A=F_B时，提升物体的重力关系为G_A＜G_B．

11.1500；100．解析：此过程中，所做有用功：W_有=Gh=500N×3m=1500J；由图可知，有2段绳子承担物体和动滑轮的总重，即n=2，不计绳重和摩擦，已知F=300N，则F=G_总=（G+G_动），即300N=（500N+G_动），解得G_动=100N．

12.850；80%．解析：（1）由图可知，n=3，物体和动滑轮的总重力：G=（m_轮+m_材料）g=（15kg+240kg）×10N/kg=2550N，不考虑绳重和摩擦，则竖着向上的拉力：F=G=×2550N=850N；

（2）拉力做的有用功：W_有用=m_材料gh=240kg×10N/kg×10m=24000J，

拉力移动的距离：s=3h=3×10m=30m；

实际拉力为1000N，则拉力做的总功：W_总=F′s=1000N×30m=30000J，

滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%．

13.＞；＜；＞．解析：（1）不计机械自重和摩擦，由定、动滑轮的使用特点可知：

F_甲=G=100N；F_乙=（G+G_轮）=×（100N+10N）=55N，所以F_甲＞F_乙．

（2）如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，由W_有=Gh=mgh可知，则所做的有用功一样大；使用动滑轮时，由于要克服动滑轮的重力做额外功，所以使用动滑轮做的总功多，即拉力做功W_甲＜W_乙；因为做功时间相同，根据公式P=可知使用动滑轮做功的功率大，即P_甲＜P_乙；

（3）由前面分析可知，使用定滑轮和动滑轮时所做的有用功相同，但使用动滑轮做的总功多，根据机械效率的公式可知，动滑轮的机械效率低，即η_甲＞η_乙．

14.400N；80%；100N．解析：（1）斜面很光滑，故利用功的原理得，人做的有用功等于用斜面所做的功：W_有=Gh=mgh=120kg×10N/kg×1m=1200J；Fs=mgh=1200J，解得：F==400N；（2）人所做的总功：W_总=Fs=500N×3m=1500J；斜面的机械效率：η=×100%=×100%=80%；（3）W_总=W_有+W_额，即：Fs=Gh+fs，所以f===100N；

15.（1）匀速；（2）3.2；62.5%；（3）不变．解析：（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高，此时，系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小；

（2）由图可知，测力计分度值为0.2N，示数为3.2N；有用功：W_有=Gh=6N×0.1m=0.6J；

总功：W_总=Fs=3.2N×0.3m=0.96J，第2次机械效率为：η=×100%=×100%=62.5%；①处数据应为 3.2，编号②处数据应为 62.5%．（3）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，额外功的来源是克服动滑轮自重做的功，额外功：W_额外=G_动h，

有用功：W_有=G_物h，总功：W_总=W_额外+W_有=G_动h+G_物h，此时滑轮组的机械效率：η==，当用同一滑轮组提升相同的物体时，G_动与G_物均不变，由上式知，滑轮组的机械效率不变．

16.解析：由图可知，n=3；（1）滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%=80%；（2）由F=（G+G_动）可得，动滑轮的重：G_动=3F﹣G=3×50N﹣120N=30N；（3）若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，则拉力：F′=（4G+G_动）=（4×120N+30N）=170N．

答：（1）滑轮组的机械效率为80%；

（2）动滑轮的重为30N；

（3）若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，拉力为170N．

17.解析：

（1）由图可知，滑轮组中由3段绳子承担重物，

则物体上升的速度为：

v_物=v_车=×1.2m/s=0.4m/s；

物体由井底拉至井口需要的时间：

t====25s；

（2）滑轮组的机械效率为：

η=====×100%≈66.7%；

（3）由题意可得，汽车受到的阻力为：f=0.05G_车=0.05×3×10⁴N=1500N；

汽车匀速直线运动，受到平衡力作用，在水平方向上，汽车受到向右的牵引力、向左的拉力、向左的阻力作用；

由力的平衡条件可得牵引力：F_牵=F_拉+f=2×10³N+1500N=3500N；

（4）汽车运动的距离：s_车=s_绳=3h=3×10m=30m；

牵引力做功为：W_牵=F_牵s_车=3500N×30m=1.05×10⁵J；

答：（1）若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要25s；

（2）滑轮组的机械效率是66.7%；

（3）汽车的牵引力是3500N；

（4）将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是1.05×10⁵J．

18.B．解析：有用功：W_有用=Gh，拉力做的功为总功：W_总=FL；

由倾角为30°的斜面可得L=2h，

斜面的机械效率：η====，

代入数据，75%=，解得F=G；

额外功就是克服摩擦所做的功：W_额=W_总﹣W_有用=FL﹣Gh=fL=FL﹣G×=fL，

由FL﹣G×=fL，约去L，

所以可得；f=F﹣=G﹣=G，

19.D．解析：因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，物体竖直匀速上升过程中，受到的浮力：F_浮=ρgV_排=ρgV；由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，则绳端移动的距离：s=nh=3h，绳子拉力做的总功：W_总=Fs=F×3h=3Fh；动滑轮对物体的拉力：F′=G﹣F_浮=G﹣ρgV，动滑轮对物体的拉力做的功为有用功，则有用功：W_有=F′h=（G﹣ρgV）h，故C错误；有用功的功率：P_有==，故D正确；滑轮组的机械效率：

η===，故AB错误．

20.CD．解析：（1）由图可知，n=3，不计绳重和摩擦，拉力F=（G+G_动），

则动滑轮的重力：G_动=3F﹣G=3×2.4N﹣5.4N=1.8N，故A错；

（2）由图可知，n=3，

拉力端移动的距离：s_绳=3s_物=3×0.1m=0.3m，

拉力做的功：W=Fs_绳=2.4N×0.3m=0.72J，故B错；

（3）滑轮组的机械效率：

η=====×100%=75%，故C正确；

（4）使用该滑轮组把物体从水中匀速提升到水面以上时，物重不变，浮力减小，相当于增大了物重，提升高度相同时，有用功增加；动滑轮重力不变，额外功不变，根据机械效率公式可知，滑轮组的机械效率会增大，故D正确．

21.BC．解析：A、拉力做的功为总功，即W_总=W=Fl，所以拉力F=；

有用功为W_有用=Gh，因为在斜面上拉动物体要克服摩擦力做功，

所以W_总＞W_有用，即Fl＞Gh，则F=＞，故A错；

B、使用斜面时克服摩擦力做的功为额外功，则W_额=fl=W_总﹣W_有用=W﹣Gh，

所以物体所受的摩擦力：f=，故B正确；

C、做功时间为t=，拉力功率的大小P===，故C正确；

D、斜面的机械效率为η==，故D错．

22.BCD．解析：

（1）由图可知，甲滑轮组只有1个动滑轮，乙滑轮组有2个动滑轮，且不计摩擦、绳和木板的重，

因克服物体重力G做的功为有用功，克服物重和动滑轮重做的功为总功，

所以，两滑轮组的机械效率分别为：

η_甲===，η_乙===，

则η_甲＞η_乙，故A错误；

由η_乙=可得，动滑轮的重力（即每个滑轮重）：

G_动=，故C正确；

（2）由图可知，n_甲=2，n_乙=4，不计摩擦、绳和木板的重，

则两滑轮组绳子的拉力分别为：

F₁=（G+G_动）=（2G+2G_动），F₂=（G+2G_动），

因（2G+2G_动）＞（G+2G_动），

所以，F₁＞F₂，故B正确；

甲、乙将重物提升相同的高度，拉力做功为总功，则F₁与F₂的功率分别为：

P_甲==，P_乙==，

因t_甲和t_乙的关系不确定，

所以，F₁与F₂的功率可能相等，故D正确．

23.BC．解析：A、由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s_绳=3s_物=3v_物t=3×0.2m/s×10s=6m，故A错；B、拉力做的有用功W_有=fs_物，W_总=Fs_绳，因为η====，所以物体与地面间的滑动摩擦力：f=η×3F=80%×3×20N=48N，故B正确；C、拉力做功为：W_总=Fs_绳=20N×6m=120J，拉力做功的功率：P===12W，故C正确；D、有用功：W_有=fs_物=fv_物t=48N×0.2m/s×10s=96J，故D错．

24.（1）匀速直线；（2）1.25；80.6%；（3）省力；（4）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，倾斜程度越大，机械效率越高．解析：（1）为了使弹簧测力计示数稳定，应沿斜面匀速拉动物体；

（2）有用功W_有=Gh=5N×0.25m=1.25J，

总功：W_总=Fs=3.1N×0.5m=1.55J，

η==×100%=80.6%；

（3）通过比较发现，实验1中力最小，实验3中力最大，而实验1中斜面最缓，实验3中斜面最陡，

故可得：在粗糙程度一定时，斜面倾斜程度较缓较省力；

（4）由数据分析可知，三次实验中，斜面越陡，机械效率越高；

故斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，倾斜程度越大，机械效率越高．

25.解析：

（1）货物的重力：G=mg=45kg×10N/kg=450N；

有用功：W_有用=Gh=450N×2m=900J；

（2）拉力做的总功：W_总=Pt=120W×10s=1200J；

滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=75%；

（3）由图可知n=3，

已知额外功占总功的20%，则此时的机械效率η′=1﹣20%=80%；

此时的机械效率：η′====，

所以提升物体的重力：G=η′nF=80%×3×300N=720N．

答：（1）有用功为900J；

（2）滑轮组的机械效率为75%；

（3）工人提升货物的重为720N．

26.解析：（1）已知机械中摩擦力及绳重忽略不计，则影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重；（2）由图可知，n=3，则绳端移动的距离：s=nh=3×6m=18m，拉力做的功：

W=Fs=400N×18m=7200J，拉力的功率：P===120W；

（3）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，

因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，

所以，滑轮组的机械效率：η=====60%，

解得：G_动=200N；（4）已知工人的质量为60kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：F_大=G_人=m_人g=60kg×10N/kg=600N，由F=（G+G_动）可得，提升的最大物重：G_大=nF_大﹣G_动=3×600N﹣200N=1600N，则滑轮组的最大机械效率：

η_大=×100%=×100%≈88.9%．

答：（1）物重（或动滑轮重）；

（2）拉力的功率为120W；

（3）动滑轮受到的重力为200N；

（4）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是88.9%．

中考物理命题热点突破技巧方法十六：欧姆定律基础

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