2024年人教版八年级物理复习讲义：机械效率 专项训练【十大题型】解析版

12.3机械效率（专题训练）【十大题型】

4顶发嘤僧物

一.有用功和额外功（共6小题）

二.机械效率的概念（共3小题）

三.机械效率的大小比较（共6小题）

四.功的原理（共6小题）

五.机械效率的计算（共6小题）

六.增大或减小机械效率的方法（共4小题）

七.滑轮（组）的机械效率（共10小题）

八.斜面的机械效率（共7小题）

九.斜面机械效率的测量实验（共4小题）

一十.杠杆机械效率的测量实验（共3小题）

一专项发型荆珠

有用功和额外功（共6小题）

1.（2023春•花溪区校级月考）用一个滑轮匀速提升重物，重物移动的距离和绳子自由端竖

直移动的距离随时间变化关系的图像如图所示。若物体的重力为80N,作用在绳子自由

端的拉力F为45No关于这一过程下列说法正确的是（）

A.该滑轮在这一工作过程是定滑轮

B.绳子末端移动的速度是2.5cm/s

C.动滑轮重10N

D.克服物体重力所做的有用功是8J

【答案】D

【解答】解：A、由物体的重力为80N,作用在绳子自由端的拉力F为45N可知，F<G,

因为定滑轮不省力，所以该滑轮在这一工作过程不是定滑轮，故A错误；

B、由图像可知，绳子末端移动的速度v=亘=2NL=5cm/s=0.05m/s,故B错误；

t4s

C、由以上分析知，用一个动滑轮匀速提升重物，则n=2,在不计绳重和摩擦时，nF=G

物+G动，解得，G动=2F-G物=2X45N-80N=10N,故C错误；

D、由重物移动的距离和绳子自由端竖直移动的距离，由图像可知，绳子移动距离s=20cm,

则物体上升高度h=10cm=0.1m,克服物体重力所做的有用功W=Gh=8ONXO.lm=8J,

故D正确。

故选：D。

2.（2023•龙岗区校级开学）小红用如图所示的滑轮向左匀速拉动物体A,下列说法正确的

是（）

<—A

■,\WW\WW\\\\xWWWx'\\W>\xl\xxx\x

A.物体重力做的功是有用功

B.拉力Fi做的功是额外功

C.拉力F做的功是总功

D.克服物体受到的摩擦力做的功是总功

【答案】C

【解答】解：

AD、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，物体没有沿重力方向移动距离，所以重力不

做功；克服物体与地面间的摩擦力做的功为有用功，故AD错误；

B、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，拉力Fi做的功（克服物体与地面间的摩擦力

做的功）为有用功，故B错误；

C、绳子自由端的拉力F做的功包括有用功、额外功，为总功，故C正确；

故选；Ca

3.（2023春•印江县月考）简单机械在我们生活中应用非常广泛，好动手的小明同学分别用

杠杆、斜面和滑轮组将同一物体移动到相同高度，做有用功（）

A.杠杆最多B.斜面最多

C.滑轮组最多D.一样多

【答案】D

【解答】解：用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举到相同的高度，根据公式亚有=611可

知，做的有用功相等。

故选：D。

4.（2023秋•上高县期末）如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B

两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示,请问对物体A做的有用功是2J,

对物体B做的额外功是0.5Jo

【答案】2；0.5。

【解答】解：由图乙可知，对物体A做的总功为3J,额外功为1J,故对物体A做的有用

功亚有=亚人总一WA额=3J-1J=2J；

A、B是两个完全相同的物体，都拉到斜面顶端，故对物体B做的有用功和对物体A做

的有用功相同；由图乙可知，对物体B做的总功为2.5J,故对物体B做的额外功

WB额=WB总-W有=2.5J-2J=0.5J。

故答案为：2；0.5o

5.（2023秋•庐江县期末）如图，30N的拉力F水平拉着重为200N的物体在水平路面匀速

移动0.5m的距离。物体所受摩擦力为50N,则拉力做的有用功为25J。

【答案】25。

【解答】解：由题知，物体在水平路面匀速移动的距离s物=0.5m,物体所受摩擦力£=

50N,

使用动滑轮水平拉动物体时，所做的有用功为克服物体与水平面间摩擦力做的功，

则拉力做的有用功为W有=£$物=50NX0.5m=25J。

故答案为：25。

6.（2023秋•南沙区期末）早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘糊，通常用

于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘粉，由辘的头、支架、井绳、水桶等

部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m,水桶的质量为1kg,

在这一过程中，人做的总功为500J。g取10N/kg。求此次取水的过程中：

（1）所取水的重力为多少？

（2）人做的有用功为多少？

（3）人所做的额外功为多少？

井绳缠苗头

水桶

【答案】（1）所取水的重力为100N；

（2）人做的有用功为400J；

（3）人所做的额外功为100Jo

【解答】解：（1）水的重力：

G水=111水g=10kgX10N/kg=100N；

（2）人做的有用功：

W有用=G水h=100NX4m=400J；

（3）人做的额外功：

W额=0总-W有用=500J—400J=lOOJo

答：（1）所取水的重力为100N；

（2）人做的有用功为400J；

（3）人所做的额外功为100J。

二.机械效率的概念（共3小题）

7.（2023秋•仪征市期末）关于功、功率、机械效率，下列说法正确的是（）

A.正在水平地面上滚动的足球，足球受到的重力做了功

B.功率越大的机械做功越快

C.用滑轮组提升货物时，功率越大，则机械效率就越高

D.经过不断改进，机器做功的机械效率可达到100%

【答案】B

【解答】解：A、足球在水平地面上滚动，重力的方向与运动方向垂直，足球受到的重力

对足球没有做功，故A错误；

B、功率是表示做功快慢的物理量，功率越大的机械做功越快，故B正确；

C、用滑轮组提升货物时，功率越大，不会改变有用功与总功的比值，不能改变滑轮组的

机械效率，故C错误；

D、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D错误。

故选：Bo

8.（2023秋•宿城区期末）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.做功越快的机械，机械效率越高

C.所做有用功越多的机械，机械效率越高

D.做功相等的情况下，额外功越少的机械，机械效率越高

【答案】D

【解答】解：AB.机械效率是指有用功占总功的百分比，与是否省力、做功快慢没有必

然的联系，故AB不符合题意；

C.效率指有用功占总功的比值，有用功多，额外功多少不确定，则效率不一定高，故C

不符合题意；

D.做功相等的情况下，额外功越少的机械，有用功占总功的比值越大，所以机械效率越

高，故D符合题意。

故选：D。

9.（2024•青山湖区模拟）如图是家庭阳台上的手摇晾衣架。晾衣架匀速上升过程中，上升

速度越快，机械功率越高:所挂衣物越重，机械效率越高。（均选填“功率”

【答案】功率；效率。

【解答】解：晾衣架匀速上升过程中，上升速度越快，根据P=Fv可知，晾衣架匀速上

升时需要的拉力F不变，上升速度v变大，故机械做功的功率变高（大）；

所挂衣物越重，所做的额外功基本不变，根据机械效率的公式可知，有用功在总功中所

占的比重越大，故它的机械效率越大。

故答案为：功率；效率。

三.机械效率的大小比较（共6小题）

10.（2023秋•长治期末）在实践活动基地，同学们体验使用劳动工具对工作的影响。如图

所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的物体匀速向上提起相同的高度。已

知每个滑轮重为20N,忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦。下列判断不正确的是（）

图甲图乙

A.甲方式中车对绳子的拉力为400N

B.乙方式中人对绳子的拉力为210N

C.甲、乙两种方式做的有用功相等

D.甲、乙两种方式的机械效率相等

【答案】D

【解答】解：A、图甲中使用的是两个定滑轮，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,

车对绳子的拉力：F¥=G=400N,故A正确；

B、图乙中使用的是一动一定的滑轮组，n=2,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，

人对绳子的拉力：Fz,=工（G+G动）=-1（400N+20N）=210N,故B正确；

22

C、因为甲、乙两种方式提升物体的重力和高度都相等，所以，由亚有=61!可知，甲、

乙两种方式做的有用功相等，故C正确；

D、忽略绳重及摩擦，甲中不做额外功，效率为100%,乙中要提升动滑轮，做额外功，

故乙的效率要小于100%,所以甲中滑轮组的机械效率比图乙中的高，故D错误。

故选：D。

11.（2023秋•京口区期中）如图，斜面AB和AC的粗糙程度相同、倾斜程度不同，将两个

物体沿斜面以相同的速度拉到A点，FI=F2,下列说法正确的是（）

C.两个拉力做功的快慢相同

D.两个斜面的机械效率相同

【答案】C

【解答】解：A、影响滑动摩擦力大小的因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度，物

体分别沿斜面BA和CA运动，接触面的粗糙程度相同，斜面越陡，则压力越小，滑动

摩擦力越小，由图知CA斜面更陡一些，所以fi3A＞：fcA,故A错误；

BD、由题知，同一物体提升的高度h相同，由亚有=611可知，有用功相同，

W有

因AB>AC,且拉力相同，所以，由M^=Fs可知，Fi做的总功多，由月=X100%

W总

可知，左边斜面的机械效率低，故BD错误；

C、两个拉力做功的快慢即为做功的功率P=；=T>=FV，因为FI=F2,且两次物体的

速度相等，所以拉力做功的快慢相等，故C正确。

故选：Co

12.（2023秋•花都区期中）如图所示，分别使用甲、乙、丙三种方式把同一物体M匀速提

升至相同高度（绳长不变），测得各拉力大小如图所示，则（）

甲乙丙

A.利用丙图机械提升M时省力

B.F乙和F丙两个力所做的功相等

C.乙图机械的机械效率比丙图机械高

D.通过图中数据无法计算丙图机械的机械效率

【答案】C

【解答】解：A、由图可知，甲直接提升物体，此时的拉力为10N：乙通过定滑轮提升物

体，此时的拉力为11V；丙通过动滑轮提升物体，此时的拉力为11V,大于直接提升物

体所用的力，所以利用机械丙提升M时不省力，故A错误；

B、F乙和F丙两个力的大小相同，物体上升相同的高度，由定滑轮和动滑轮的特点可知，

F乙移动的距离是F丙移动距离的一半，根据W=Fs可知F丙所做的功要大，故B错误；

C、机械丙和机械乙把相同的物体提升相同的高度，根据W=Gh可知，所做的有用功是

W有

相同，F丙所做的总功要大，根据口=一艮可知，机械丙的机械效率比机械乙的低，故C

W总

正确；

D、甲直接提升物体，此时的拉力为10N,则物体的重力为G=10N；机械乙和丙的拉力

已知，由定滑轮和动滑轮的特点可知s和h的关系，根据n=l亘=生=且可以求出机

w总FsnF

械效率的大小，故D错误。

故选：Co

13.（2023秋•高州市期末）如图所示，工人们用相同的滑轮组装成不同的滑轮组A、B,提

起等重的建材升高相同的高度，不计摩擦和绳重，拉力做的有用功Wi=W2,两滑

轮组的机械效率TU=T1B：若拉力移动的速度相同，则拉力的功率Pl<P2（均选

填或"="）。

AB

【答案】—；—；<o

【解答】解：提起等重的建材升高相同的高度，由W=Gh得到有用功相同，即W1=W2,

不计摩擦和绳重，因滑轮相同，上升高度h相同，由W=G动h可知额外功W额相同，因

为W总=W/W额，所以总功相同，

W有

根据n二^"可知，两装置的机械效率相同，即TIA=TIB，

W总

不计摩擦和绳重，由图可知，A图中滑轮组的动滑轮绕3段绳，B图中滑轮组的动滑轮

绕2段绳，A图中拉力F]=A（G+G动），

3

B图中拉力F21（G+G动），

所以FI<F2,

拉力移动的速度相同，由可知，拉力做功的功率P1<P2。

故答案为：—；=；<o

14.（2024•齐河县模拟）2024年2月23日黄绮珊“绮望三十”小霞2.0全球巡回演唱会在

马来西亚完美收官，年过半百的她高音仍然铿锵有力，下面是她演唱会的几个片段，根

据所学物理知识，回答问题。

【演唱会中一一惊喜】

黄妈演唱会时演唱的《离不开你》，如图所示，F5的高音还是铿锵有力，高音通常是通过

声带上下振动来发声，音越高，振动得越快，黄妈的声带1s可上下振动100多次，每次

上升3cm,身体施加得动力为5N,声带肌肉之间的摩擦力为2N,黄妈1s声带做的有用

功是9J,机械效率为60%。

【演唱会后一一难忘】珊瑚（黄绮珊粉丝名）在听完演唱会后仍恋恋不忘，打开手机听

黄妈的歌《向云端》，歌词“向云端，向云端，山那边……”，这首歌带着我们的心飞向

云端这首歌非常治愈，首发当天播放量就达到了3亿，当我们加速从地面飞向云端时，

动能变大，重力势能变大。（两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）

【答案】9；60；变大；变大。

【解答】解:（1）W,a=Fs=5NX0.03mX100=15J；

Ws=fS=2NX0.03mX100=6J

W有=\¥总-W额=15J-6J=9J；

机械效率口=-^义100%=-^L-X100%=60%；

W总15J

（2）当我们加速从地面飞向云端时，我们的质量不变，速度变大，动能变大，高度变大,

重力势能变大。

故答案为：9；60；变大；变大。

15.（2023秋•增城区期末）使用两种不同的机械完成某项任务时的数据如图所示。

甲机械乙机械

i7ow\jy

■有用功口额外功

（1）甲的机械效率n田大于乙的机械效率2（选填“大于”“等于”或“小于”）；

（2）求乙机械的额外功是多少。

【答案】故答案为：（1）大于；（2）1500J»

【解答】解：

（1）甲的机械效率为:

=——900J——”36.4%,故甲的机械效率为34.6%；

900J+1700J

乙的机械效率为r|=l-75%=25%,故则T）甲大于T）乙;

（2）机械乙中，

W总7额

ri=--------------=25%,故W总=2000J；

W色

心

乙的额外功W额=\¥总-W有用=2000J-500J=1500Jo

故答案为：（1）大于；（2）1500J。

四.功的原理（共6小题）

16.（2023春•覃塘区期末）在生产和生活中经常使用各种机械，关于机械的下列说法，正

确的是（）

A.使用机械可以省力、省距离，也可以省功

B.机械做功越快，机械效率越高

C.功率越大的机械，做功越快

D.机械做功越多，机械效率越高

【答案】C

【解答】解：A、我们使用机械有时是为了省力，有时是为了省距离，有时是为了改变力

的方向，但都不能省功，故A错误；

B、机械做功越快，表示功率越大，但不能说明机械效率越高，故B错误；

C、功率是表示做功快慢的物理量，功率越大的机械，做功越快，故C正确；

D、机械效率反映有用功占总功的比例或额外功占总功的比例，机械做功越多，但机械效

率不一定越高，故D错误。

故选：Co

17.（2023秋•无锡期末）用如图所示的装置测量提升物体所做的功。经测量,斜面长s=0.6m,

高h=0.3m,图甲中用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车至高度h处，测力计示数Fi=5.5N,

图乙中沿竖直方向匀速提升小车，使之上升高度h,测力计示数F2=10N。关于该实验，

下列说法中错误的是（）

甲

A.斜面可以省力，但不能省功

B.斜面可以省力，也可以省功

C.拉力Fi做功为3.3J

D.拉力F2做功为3J

【答案】B

【解答】解：AB、根据斜面的工作特点和功的原理可知，利用斜面提高物体可以省力，

但不能省功，故A正确、B错误；

C、由W=Fs可知，拉力Fi做功Wi=Fis=5.5NX0.6m=3.3J,故C正确；

D、拉力F2做功W2=F2h=10NX0.3m=3J,故D正确。

故选：Bo

18.（2023秋•高新区校级期末）中华文明源远流长，古人的智慧除四大发明以外，还有许

多值得我们学习的机械。绞车是与辘特相似的另一种机械，它从唐代起便被普遍应用，

成为建筑、军事必备器械之一。如图是我国古人利用绞车提升巨石的情景，下列说法正

确的是（）

A.使用此装置可以省功

B.上方的滑轮可以改变力的方向

C.使用此装置可以省距离

D.绞车由动滑轮、定滑轮及轮轴组成

【答案】B

【解答】解：A、由功的原理可知，使用任何机械都不省功，所以此装置不能省功，故A

错误；

B、由图可知，上方的滑轮属于定滑轮，可以改变力的方向，故B正确；

C、轮轴的轮半径大于轴半径，使用时动力作用在轮上，省力但费距离，故C错误；

D、由图可知，绞车由上方的定滑轮及下面的轮轴组成，没有用到动滑轮，故D错误。

故选:Bo

19.（2023秋•南昌县期中）省力的机械必然费距离；省距离的机械必然费力；既省力又省

距离的机械是不存在的（选填“存在”、“不存在”）。也就是说使用任何机械都不能

省功。这就是机械功原理。

【答案】不存在；功。

【解答】解：由功的原理可知，使用任何机械都不能省功，既省力又省距离的机械是不

存在的。

故答案为：不存在；功。

20.（2023秋•亭湖区校级期中）如图所示，根据功的相关知识补全知识网络图：

①“做功本领”应填B；（选填"A”或"B”）

②C处：P=1o（填物理公式）

t

③使用机械可以省力或省距离，但不能省功。

【答案】①B；（2）P=1；③功。

t

【解答】解：①能是指物体做功的本领，故“做功本领”应填B；

②功率表示做功的快慢，其公式为P=上，故C处为P=上。

tt

③使用任何机械的过程中，可以省力、省距离或改变用力方向，但都不能省功。

故答案为：①B；（2）P=1；③功。

t

21.（2022秋•吁胎县期末）图甲是一个汽车引擎盖，被抬起的过程可近似看成一个能绕B

点转动的均匀直杠杆AB（如图乙）；若引擎盖重G=200N,其重心在中点C处，不计摩

擦，刚刚抬起时，作用在A点竖直向上的力F=100N,使用杠杆不能（选填“能”

或“不能”）省功。

甲乙

【答案】100；不能。

【解答】解：重心在中点C处，则BA=2BC；杠杆在水平位置保持平衡，由FLBA=GLBC

可得拉力的大小：F=52XG=*1X2OON=IOON；

LBA2

功的原理告诉人们，省力又省距离的机械是不存在的，使用任何机械都不能省功。

故答案为：100;不能。

五.机械效率的计算（共6小题）

22.（2023秋•天宁区校级月考）小亮不慎将质量为1kg的水桶掉到了井里，在将水桶捞出

的同时，带上了2kg的水，若水桶升高的距离为2.5m,（g取10N/kg,不考虑绳重。）则

下列说法正确的是（）

A.有用功是80J,机械效率是66.7%

B.有用功是50J,额外功是25J

C.额外功是25J,总功是75J

D.有用功是25J,机械效率33.3%

【答案】D

【解答】解：由题意知，要将水桶捞出，所以克服水桶重力做的功是有用功；水桶中带

了部分水，克服这些水的重力做的功是额外功；克服水桶重力和水的重力做功之和是总

功。所以：

有用功为W#=Gh=mgh=1kgX10N/kgX2.5m=25J；

额外功为W额=6水h=m水gh=2kgX10N/kgX2.5m=50J；

总功为W,a=W有+W额=25J+50J=75J；

机械效率为亘X100%=至Lx100%-33.3%。

W总75J

故选：D。

23.（2023春•日照期末）起重机的机械效率一般为40%〜50%之间，在某次工作中，起重

机把重5000N的物体匀速提升了3m,则它做的有用功是1.5*10打。已知这时起重

机的机械效率为40%,那么起重机的电动机所做的功是3.75X1（）4J。

【答案】1.5X1093.75X104JO

【解答】解：起重机对货物做的有用功：亚有=611=500（^乂3m=1.5X1（）4J；

电动机所做的总功：W总=L5X1°J=3.75X10打。

T]40%

故答案为:1.5X104J；3.75X10%

24.（2023秋•宜州区期末）在南宁地铁5号线的施工中，起重机在20s内将质量为4.5Xl（Pkg

的钢材沿竖直方向匀速提升了2m,而它的电动机所做的功是2X105J,求：

（1）起重机对钢材所做的有用功？

（2）起重机的机械效率？

（3）起重机对钢材做功的过程中，电动机的功率是多少？

【答案】（1）起重机对钢材所做的有用功为9Xl（）4j；

（2）起重机的机械效率为45%；

（3）起重机对钢材做功的过程中，电动机的功率为IXlO,w。

【解答】解：（1）钢材的重力：G=mg=4,5X103kgX10N/kg=4.5X104N,

44

起重机对钢材所做的有用功：Ww=Gh=4.5X10NX2m=9X10J；

5

（2）已知电动机所做的功（即总功）：W,e=2X10J,

则起重机的机械效率：,=W有用=9XXioo%=45%；

W总2X105J

（3）电动机做的功W总=2X105j,所用的时间t=20s,

2X1Q5

则起重机的功率为：P=l^-=J=IX104WO

t20s

答：（1）起重机对钢材所做的有用功为9X104J；

（2）起重机的机械效率为45%；

（3）起重机对钢材做功的过程中，电动机的功率为1X1（）4W。

25.（2023春•福山区期末）如图为比亚迪的一款正在测试爬坡性能的新能源汽车，该车质

量为23当其匀速爬上高12m、长20m的陡坡时，用时2s,发动机的牵引力为LSXIO'N。

（g取10N/kg）求爬坡过程中：

（1）该车的有用功；

（2）该车的机械效率；

（3）牵引力的功率。

【答案】(1)该车的有用功为2.4X1()5J；(2)该车的机械效率为80%；(3)牵引力的功

率为1.5X105w。

【解答】解：

(1)计算汽车重力，G=mg=2X1000kgX1ON/kg=20000N,Ww=Gh=20000NX12m

=2.4X105J；

(2)机械效率n==—Z4X］四_=80%；

W总Fs1.5X104NX20m

(3)牵引力做功为W审=FS=1.5X1()4NX20m=3X105j,功率p=2^i=3，10，J=

t2s

1.5X105W»

答：(1)该车的有用功为2.4X1()5J；(2)该车的机械效率为80%；(3)牵引力的功率为

1.5X105WO

26.(2023•东港区校级三模)有人用斜面滑轮组合在一起来提升重600N的木箱，如图所示，

动滑轮重20N,用160N的拉力F使木箱沿着斜面滑动5m,同时木箱也升高了3m,此

过程中由于绳、滑轮间摩擦而需做的额外功为40J。求：

(1)拉力做的有用功；

(2)整个装置的机械效率；

(3)斜面对木箱的摩擦力大小。

【答案】(1)拉力做的有用功为1800J；

(2)整个装置的机械效率为75%；

(3)斜面对木箱的摩擦力大小为100N。

【解答】解：(1)拉力做的有用功为：

W有=Gh=600NX3m=1800J；

(2)由图可知，动滑轮上绳子的段数n=3,则绳子自由端移动的距离:

s=3L=3X5m=15m,

则拉力做的总功为：

W总=Fs=160NX15m=2400J,

整个装置的机械效率为：

T]=W有用义100%=180°JX100%=75%；

w总2400J

(3)克服动滑轮重所做的额外功为：

W动=6动卜=2(^乂3m=60J,

由题知，由于绳、滑轮间摩擦而需做的额外功为40J,

则克服木箱与斜面间摩擦力所做的额外功：

Wf'=W,a-W有-Wf-W动=2400J-1800J-40J-60J=500J,

由Wf'=fL可得，斜面对木箱的摩擦力为：

f=l^=500J=IOONC

L5m

答：(1)拉力做的有用功为1800J；

(2)整个装置的机械效率为75%；

(3)斜面对木箱的摩擦力大小为100N。

27.(2024•碑林区校级一模)2023年，我国干旱灾害造成2097.4万人次不同程度受灾，农

作物受灾面积3803.7千公顷，各地都在积极抽水抗旱。如图所示是某村临时搭建的抽水

抗旱情景及示意图，水泵的流量为18t/h(每小时流出管口的水的量)，抽水高度H为6m。

求：(g=10N/kg)

(1)水泵抽水时，水的动能和重力势能增大,刚开始抽水时，管内的水面升高，

水泵A点受到水的压力变大。

(2)该机械装置所做有用功的功率为多少？

(3)带动水泵的动力为电力，每小时耗电3.6Xl()6j。则整个机械装置的效率为多少？

【答案】(1)重力势；变大；

(2)该机械装置所做有用功的功率为300W；

(3)整个机械装置的效率为30%

【解答】解：(1)水泵抽水时，水的质量不变，速度变大，动能变大，高度变大，重力

势能变大；

刚开始抽水时，管内的水面升高，根据p=pgh可知，水泵A点受到水的压强变大；根据

F=pS可知，水泵A点受到水的压力变大；

(2)1小时机械装置所做有用功：

W有用=611=111水811=18><103]^*10切1^义6111=1.08><106],

有用功的功率：

6

=IW=1.08Xi0j=3OOW；

P有

t3600s

(3)每小时消耗的电能为W=3.6X106j；

WJ6

整个机械装置的效率：ioo%=LO811°J义ioo%=3o%。

W3.6X106J

答：(1)重力势；变大；

(2)该机械装置所做有用功的功率为300W；

(3)整个机械装置的效率为30%。

六.增大或减小机械效率的方法(共4小题)

28.(2023秋•东莞市期末)《物原》记载：“史佚始作辘粉。”如图，人们借助辘粉从井中汲

水时，转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。下列说法正确的

是()

A.该装置能够省功

B.取水时克服水重和桶重做的功是有用功

C.使用更轻的桶能提高机械效率

D.人提水桶水平运动时，拉力对水桶做了功

【答案】C

【解答】解：A、辘轮从井中汲水时相当于一个轮轴，可以省力，但不能省功，故A错

误；

B、取水时克服水重做的功是有用功，克服桶重做的功是额外功，故B错误；

C、使用更轻的桶可以减少额外功，能提高机械效率，故C正确；

D、人提水桶水平运动时，拉力竖直向上，而水桶水平移动，因此拉力对水桶不做功，故

D错误。

故选：Co

29.（2023秋•海门区期末）如图，用滑轮组匀速竖直向上提升重物，不计摩擦，下列措施

不能提高滑轮组机械效率的是（）

A.增加重物的重力B.减小滑轮的重力

C.减小绳子的重力D.减少绳子的股数

【答案】D

【解答】解：用滑轮组竖直向上提升重物时，有用功：W有=6物％

不计绳重和摩擦，额外功：W额=6动11,

总功：W总=WQW额=6物卜+6动h；

W有G物hG物

则滑轮组的机械效率：n=—邑=——即——=一见一，

W总G物h+G动hG物+G动

由上式可知，

A、增大重物的重力，在额外功一定时，可增加有用功，能提高滑轮组的机械效率，故A

不符合题意；

B、减小动滑轮的重力，在有用功一定时，额外功减小，滑轮组的机械效率会提高，故B

不符合题意；

C、减小绳子的重力，在有用功一定时，额外功减小，滑轮组的机械效率会提高，故C

不符合题意；

D、减少绳子股数，不影响滑轮组的机械效率，故D符合题意。

故选：D。

30.（2023•英德市二模）如图为塔式起重机的起重结构简化示意图，a属于定（选填

“定”或“动”）滑轮，b能起到省力（选填”改变力的方向”或“省力”）的作用。

请你提出一个使起重机机械效率提高的方法：适当增加物重。

固定点

连按起升《—、

电动机a,'

<>>

3

【答案】定；省力；适当增加物重。

【解答】解：图示中滑轮a的轴固定不动，为定滑轮；

轴随物体一起运动的滑轮是动滑轮，a图为动滑轮，动滑轮可以省力，但不能改变力的方

向；

根据公式口=——可知，在钢丝绳允许的情况下，适当增加物重可以增加机械效率。

G+G动

故答案为：定；省力；适当增加物重。

31.（2023•梁溪区校级一模）为了研究滑轮组的机械效率，小红分别用如图所示的（甲）、

（乙）两个滑轮组，在100s内将重为400N的物体G匀速提升10m,每个滑轮的重均为

20N。不计绳重及摩擦，此过程中F甲做的功=（选填”或“<”）F乙

做的功，F甲做功的功率为42W,甲的机械效率=（选填”或“<”）

乙的机械效率。为了提高甲的机械效率，可以采取的措施是增加被提升物体的重力。

【解答】解：不计绳重及摩擦，拉力做的功：W总=6物11+6动h,甲、乙两图物体重力G

物相等，动滑轮重力G动相等，提升物体高度h相等，所以做功相等;

如图甲所示，绳子有效段数2段，物体提升高度10m,绳子自由端移动距离为20m,移

动速度为20m+100s=0.2m/s,拉力F^=工（G物+G动）=工（400N+20N）=210N,所

22

以功率PT=*=F^=FEfJv=210NX0.2m/s=42W；

tt

不计绳重及摩擦，拉力做的功：W总=6物卜+6动h,W有=6物卜，W额=6动卜，甲、乙两

W有

图中有用功、额外功和总功都相等，根据n=不受可得甲、乙机械效率相等；

W总

提高滑轮组的机械效率的方法有：增大有用功和减小额外功，要增大有用功，就要增加

被提升物体的重力；要减小额外功，可以减小摩擦，也可以减小动滑轮的自重。

故答案为：=；42；=；增加被提升物体的重力。

七.滑轮（组）的机械效率（共10小题）

32.（2024春•北京月考）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，

竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，提升过程支架中滑轮组

的机械效率为90%。已知物体A重540N,该工人重500N。关于该过程，下列说法正确

的是（）

A.绳子自由端受到竖直向下的拉力为200N

B.绳子自由端拉力的功率为120W

C.动滑轮的重力为60N

D.该工人对地面的压力为300N

【答案】B

【解答】解：A.滑轮组的机械效率n=!亘=Sa=3L=q_=且；

V总FsFsFX2h2F

由图示知，滑轮组承重绳子为2根，7]*_=普=晶-4•黑此=90%,

w总FsF-2h2F2F

解得绳子自由端受到的竖直向下的拉力F=300N,故A错误;

B、物体A上升的速度为0.2m/s,则绳子自由端移动的速度v绳=2v物=2X0.2m/s=0.4m/s,

绳子自由端拉力的功率为：

P=Fv绳=300NX0.4m/s=120W,故B正确；

C、忽略绳重及摩擦时，根据F,(G+G动)得动滑轮的重力为：

G动=2F-G=2X300N-540N=60N,

但题目中，摩擦及绳重不忽略，无法求出动滑轮的重力，故C错误；

D、拉动绳子的过程中，工人静止，受到竖直向上的拉力、支持力及竖直向下的重力的作

用，由力的平衡条件可得地面对该工人的支持力为：

F支=6人-F=500N-300N=200N,

由于压力和支持力是一对相互作用力，所以工人对地面的压力为F压=F支=2()0N,故D

错误。

故选：Bo

33.(2024•西安模拟)停车难是如今城市普遍存在的问题，图-1是一“路边空中存车亭”,

图-2为其工作原理图，A为存车架，O为转动轴，B端固定悬挂泊车装置，BC为牵引

钢丝绳，M为电动机。汽车从水平地面被提升到BC与OB垂直的过程中，B点到地面

的距离为3m,OB长为5m(忽略OB的重力和机械的摩擦力)，以下说法不正确的是

()

图一1图一2

A.当处于图-2位置时，OB属于省力杠杆

B.每次停车过程中，机械做的额外功相同

C.若汽车和存车架的总质量为L5Xl()3kg,要使汽车和存车架升高2m,则需要对它们

做功3义10勺

D.若A和汽车的总质量越大，此装置的机械效率越低

【答案】D

【解答】解：

(1)

图乙

由上图可知，动力臂Li大于阻力臂L2,因此杠杆0B为省力杠杆，故A正确；

(2)忽略0B的重力和机械的摩擦力，对存车架做的功为额外功，存车架的重力一定，

提升高度相同时，由W=Gh知机械做的额外功相同，故B正确；

(3)若汽车和存车架的总质量为1.5Xl()3kg,要使汽车和存车架升高2m,则需要对它

们做功为：W=Gh=mgh=1.5X103kgX10N/kgX2m=3X104J,故C正确；

(4)A和汽车的总质量越大时，A和汽车的总重力越大，由于A的重力一定，则车的重

力越大，

W有用

此装置的机械效率n=上曳Gh

w总Gh+G^h

由此可知，A和汽车的总质量越大时，机械效率越高，故D错误。

故选：Do

34.(2024•沙坪坝区校级开学)小开用如图所示的滑轮组提升重物，绳子A、B能承受的最

大拉力分别为400N和125N,每个滑轮重力均为30No当滑轮组下端挂重300N的物体,

用水平向右的力F拉绳子自由端，物体在10s内上升了2m,不考虑绳重和滑轮转轴处的

摩擦，下列分析正确的是()

A.拉力F的功率为72W

B.绳子自由端移动的速度为0.2m/s

C.力F通过滑轮组做的有用功为660J

D.此装置提升重物的最大机械效率为92%

【答案】D

【解答】解：A、由图可知n=3,因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力：F=1

n

（G+G动）=工乂（300N+30N）=110N,

3

绳子自由端移动的距离：s=nh=3X2m=6m,

拉力做的总功：W,6=Fs=110NX6m=660J,

拉力做功的功率：拉力做功的功率：

P=*=§60L=66W,故A错误；

t10s

B、绳子自由端的速度为：

v绳=nv物3X2m=o.6m/s,故B错误；

t10s

C、拉力做的有用功：W：^=Gh=300NX2m=600J,故C错误；

D、绳子A能承受的最大拉力为400N,绳子B的拉力：FB=L（FA+G动）=J_X（400N+30N）

n3

七143.3N>125N,绳子B会被拉断；

当绳子B的拉力为125N时，提升的最大物重:G最大=nFB-G动=3X125N-30N=345N,

此时滑轮组的机械效率为：

口=!更=6最大11=6最大八=」最大=J45N_xi00%=92%,故D正确。

总S

VFBFBDHnFB3X125N

故选：D。

35.（2024•福建模拟）如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。

己知货物的质量为600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍,滑轮组的机械效率为75%。

若人以0.6m/s的速度匀速前行，经100s将货物拉出仓库。人拉货物的过程中，分析正确

的是（）

I

—

A.货物移动距离为20m

B.工人的拉力为400N

C.工人做的有用功为3.6X10勺

D.工人拉力的功率为360W

【答案】B

【解答】解：A、由丫=且可知，绳子自由端移动的距离：

t

s=vt=0.6m/sX100s=60m,

由图可知n=2,货物移动距离：

s物=亘==30m,故A错误；

n2

C、货物的重力：

G=mg=600kgX1ON/kg=6000N,

由题意可知，货物所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，则货物受到的摩擦力:

f=0.1G=0.1X6000N=600N,

工人做的有用功：

亚有=£$物=600NX30m=1.8Xl（）4j,故c错误；

W有

B、由耳=」_义100%可知，拉力做的总功：

3

W总

由W,息=F