简单机械效率的计算-2023-2024学年人教版八年级物理下册同步训练

专题训练（十七）简单机械效率的计算

学习目标

1.理解机械效率的概念，明确机械效率是反映机械性能优劣的重要参数。

2.掌握机械效率的计算公式，即机械效率等于有用功与总功的比值。

3.学会识别并计算简单机械系统中的有用功、额外功和总功。

4.能够运用所学知识，计算不同简单机械装置的效率，并进行比较和分析。

5.培养运用所学知识解决实际问题的能力，形成科学思维的习惯。

6.激发对机械效率计算的兴趣，认识到机械效率在日常生活和工业生产中的重要性。

7.树立节能环保意识，理解提高机械效率对于节能减排、保护环境的积极意义。

专题解读

一、斜面的机械效率

l-WSffl=G-h

2.W额外=f•S

3.W,&=F•S=G•h+fS

4々=生Gh

FsGh+fs

5.增大n的方法：

（1）斜面尽量光滑（fQ（2）斜面尽量陡（s小）

二、杠杆的机械效率

1.W有用=6物•h

2.W额外由于杠杆自重和轴的摩擦产生

3.W.&=F«S

5.增大n的方法

(1)减小杠杆自重(2)减小摩擦

1.W有用=Gh

2.W额外：摩擦及绳重

3.W&=F•S=F•h

GhG

4.n=——二——

FsF

5.增大n的方法：减小摩擦

四、定滑轮水平方向拉动物体时的机械效率

1.W有用=f物

2.W额外：滑轮转动摩擦

3.W.a=F•SF=F•S物

5.增大n的方法：减小滑轮转动摩擦

五、动滑轮（a）及竖直方向滑轮组的机械效率

LW有用=G物.h

2.W额外由摩擦和绳重决定，忽略摩擦的情况下，W额外=0动・上

3.W,B=F•S=F•nh=（G物+G动）•h（n为连接动滑轮绳子段数）

4.不计绳重和摩擦时：T1=—=—=（。与0物、G动有关，与s、h、n无关）

FsnFG物+G动

5.增大n的方法：

（1）减小摩擦；（2）减小G动（G物一定时）；（3）增大G物（G动一定时）。

六、动滑轮（b）及水平方向滑轮组的机械效率

1-w有用=fs物

2.W额外：绳重及滑轮转动摩擦

总物

3.W=F•SF=F•nS（n为连接动滑轮绳子段数）

4々=区=/

FSFnF

5.增大n的方法：减小绳重及滑轮转动摩擦

七、注意:

1.所有机械克服自身摩擦做功均是额外功的组成部分，故对机械进行润滑一般都可以提高机械效率.

2.所有的有用功均等于不使用机械时所做的功

3.对于所有机械均有：〃=&=&

印总P忌

专题训练

考向一：斜面的机械效率

1.（2023・陕西・中考真题）如图，小明用沿斜面向上150N的推力，将总重为500N的小车匀速推到斜面顶端，用

时20s。已知斜面高1.2m,长5m。此过程中小车移动的速度为m/s,小明推小车的功率为W,他做

的有用功为J,该斜面的机械效率为

【答案】0.2537.560080%

【解析】田此过程中小车移动的速度为

v=-==0.25m/s

t20s

⑵小明推小车做的功

W总二Fs=150Nx5m=750J

推小车的功率为

^750J

p===37.5W

t20s

⑶他做的有用功为

W有二Gh=500Nxl.2m=600J

[4]该斜面的机械效率为

6001

〃=区x100%=^x100%=80%

取总750J

2.（2023•四川内江•中考真题）如图所示，将重力为10N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端。若斜面长工为

1m,斜面高分为0.3m,拉力尸为4N,拉力的功率为2W,则此过程中，斜面的机械效率是%,物体从斜面

底端运动到斜面顶端所用的时间是So

L

【答案】752

【解析】⑺拉动物体所做的有用功为

%j=G力=10Nx0.3m=3J

总功为

^e=FL=4Nxlm=4J

斜面的机械效率是

〃=坛x100%=—x100%=75%

W&4J

[2]根据

WFL

nP=—=--

tt

可得，物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是

3.（2023•四川泸州•中考真题）小聪探究斜面的机械效率时，将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面，如图

所示。用刻度尺量出斜面底端A点到斜面上B点的距离L为80cm,B点距水平地面高度h为20cm。沿斜面向上用

0.8N的拉力厂将重为2N的木块匀速拉到B点，用时2s,则这段过程中拉力厂做功的功率尸=W,斜面的机

械效率〃=%,木块在该斜面上受到的滑动摩擦力#N„

【答案】0.3262.50.3

【解析】⑺斜面的长度

L=80cm=0.8m

拉力做的总功

W总二FL=0.8Nx0.8m=0.64J

拉力做功功率

P="=£^£=032W

t2s

⑵斜面的高度

h=20cm=0.2m

拉力做的有用功

W有用=Gh=2NxO.2m=0.4J

斜面的机械效率

WQ4J

7=-^3-xl00%=——x100%=62.5%

%.0.64J

⑶克服滑动摩擦力做的额外功

W额二W总-W有用=0.64J-0.4J=0.24J

由W额=也可得物体受到的滑动摩擦力

^^=0.3N

L0.8m

4.（2023•黑龙江绥化•中考真题）如图，斜面长Z=5m,高〃=2m。小华用平行于斜面向上的拉力尸，用10s将重为

150N的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，物体沿斜面匀速向上运动时所受摩擦阻力恒为20N。则拉力所做的功为

J,拉力的功率为.W„

【答案】40040

【解析】⑺小华拉力做的有用功为

W『Gh=150Nx2m=300J

克服摩擦阻力做的额外功为

W额=札=20g5m=100J

则拉力所做的功为总功为

W总二W有+W^=300J+100J=400J

⑵拉力的功率为

尸="=胆=4°W

t10s

5.（10-11九年级上•全国•期末）如图所示，斜面长s=10m,高分=4m。用沿斜面方向的推力尸，将一个重为150N

的物体由斜面底端/匀速推到顶端2,运动过程中物体克服摩擦力做了200J的功，运动过程中克服物体的重力做的

功W=J：斜面的机械效率片%；推力F的大小F=N»

【答案】6007580

【解析】⑺运动过程中克服物体的重力做的功

Wfr=Gh=150Nx4m=600J

⑵运动过程做的总功

有额

Wfi=W+W=600J+200J=800J

斜面的机械效率

7=—xl00%=x100%=75%

%800J

⑶根据W总=Fs可得推力

叫一800J

r----------------------oUIN

s10m

6.（2023•安徽合肥•一模）利用斜面将一个重400N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力尸=250N,拉动的距

离s=4m,物体上升的高度人=2m。此过程中该斜面的机械效率是%。

【答案】80

【解析】拉力所做的总功为

W,a=Fs=250Nx4m=1000J

所做的有用功为

W育用=Gh=400Nx2m=800J

此斜面的机械效率为

77=-i-xl00%=-x100%=80%

W&1000J

7.（2023•陕西西安,模拟预测）小聪利用一长木板在地面和高台处搭建一个斜面，如图所示，高台高为3m,长木

板长9m。小聪用大小为500N的拉力厂将重为1200N的物体从地面拉上高台，用时45s。则小聪所做的有用功为一

J,拉力厂做功的功率为W,斜面的机械效率为。小聪使用斜面可以（选填"省力"

或"省功”）。

【答案】360010080%

【解析】⑺小聪做的有用功

W有用=Gh=1200Nx3m=3600J

[2]拉力做的总功为

W.a=Fs=500Nx9m=4500J

拉力F所做功的功率

尸="=竺"L100W

t45s

⑶斜面的机械效率为

%用3600J

77==--------=8o0n%o/

匕4500J

⑷使用斜面可以省力，但费距离,需要克服摩擦多做额外功，即不能省功。

8.（2023•安徽合肥•一模）在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材。工人在往车上搬运装有健身器材的

箱子时，用长木板搭了一个3m长的斜面，沿斜面方向对箱子施加500N的力，把120kg的箱子沿斜面匀速推到1m

高的车厢上，如图所示。求:

(1)推箱子做的有用功;

(2)斜面的机械效率;

(3)箱子受到斜面的摩擦力大小。

【答案】(1)1200J；(2)80%；(3)

【解析】解：（1）此过程所做有用功

（2）所做总功

W总二Fs=500Nx3m=1500J

机械效率

n=^ixl00%=^^xl00%=80%

W息1500J

(3)此过程所做额外功

W额=亚,g.-WS=15OOJ-12OOJ=3OOJ

由川额=£5变形得，摩擦力

答：(1)工人推箱子做的有用功为1200J；

(2)斜面的机械效率为80%；

(3)箱子受到的摩擦力为100N。

9.(2023・湖北荆州•中考真题)以"，荆歌铁马，奔向未来”为主题的2023荆州马拉松3月26日在荆州体育中心鸣

枪起跑。在开赛场地建设过程中，工人利用长度£=3m的斜面把质量为240kg的重物匀速推到〃=lm高处，如图所

示，工人所用推力尸=1000N。g取10N/kg。求：

(1)推力做的有用功；

(2)斜面的机械效率；

(3)工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，为了省力，换用长度为5m的斜面，此时重物与斜面间的

摩擦力与原来的摩擦力之比为6：5,共用时20s,工人推力做功的功率。

【答案】(1)2400J；(2)80%；(3)210W

【解析】解：(1)推力做的有用功是

Ww=Gh=mgh=240kgxl0N/kgxlm=2400J

(2)推力做的总功是

W,e=FL=1000Nx3m=3000J

斜面的机械效率为

"凯1°°%=瑞、必％=8。％

(3)原来斜面做的额外功为

WS=W,e.-W有=3000J-2400J=600J

原来斜面的摩擦力为

&=幽=2。呐

L3m

此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6：5,则此时的摩擦力为

x-=200Nx-=240N

55

此时斜面的长度为5m,则额外功为

W%=f's=240Nx5m=1200J

工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，做的有用功是

W'w=m'gh=300kgxl0N/kgxlm=3000J

此时的总功为

W*=w'额+W'有=1200J+3000J=4200J

工人推力做功的功率是

p^=4200J=210W

t20s

答:(1)推力做的有用功是2400J；

(2)斜面的机械效率是80%；

(3)工人推力做功的功率是210W。

10.(2023•江西•中考真题)如图所示,利用斜面将箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了,

某同学用100N的力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为20kg,斜面长3m,斜面高1.2m,g=10N/kgo求:

(1)箱子受到的重力;

(2)箱子受到的摩擦力;

(3)斜面的机械效率;

(4)使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。

【答案】(1)200N；(2)20N；(3)80%；(4)见解析

【解析】解：(1)箱子受到的重力

G=mg=20kgxl0N/kg=200N

（2）推力所做的功

%=Ps=100Nx3m=300J

有用功

%=Gh=200Nx1.2m=240J

额外功

%页=少总一%=300J-240J=60J

斜面对箱子的摩擦力

人”=四=20N

s3m

(3)斜面的机械效率

240J

7=-Six100%=------x100%=80%

匕300J

（4）拉动物体沿斜面运动时，斜面坡度越小越省力，可适当减小斜面的坡度。

答：（1）箱子受到的重力是200N；

（2）箱子受到的摩擦力是20N；

（3）斜面的机械效率是80%；

（4）见解析。

考向二：杠杆的机械效率

11.（2023・江苏盐城•二模）如图所示，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，将匀质杠杆拉至图中虚线位置，使挂在杠

杆下面的钩码缓缓上升，转动摩擦不计。钩码总重为1.0N,钩码上升高度为0.1m,测力计上升高度为0.4m,则杠

杆的机械效率为（保留一位小数）；若只将弹簧测力计改为垂直于杠杆匀速拉动，杠杆的机械效率将

（变小/不变/变大）。

【答案】41.7%不变

【解析】⑺由图可知，弹簧测力计的分度值是01N,其示数是0.6N,在实验过程中，杠杆做的有用功为

%用=G//=lNx0.hn=0.1J

测力计拉力做的总功为

=Fs=0.6Nx0.4m=0.24J

则杠杆的机械效率为

%%X100%=X100%*41.7%

%0.24J

[2]用同一杠杆，只是将拉力改为垂直于杠杆，重物和提升高度不变，有用功不变；克服杠杆自重所做的功即为额

外功不变，总功不变，根据机械效率公式可得机械效率不变。

12.（2023•安徽蚌埠•三模）如图甲是《天工开物》中记载的我国古代提水器具一一桔椽，它利用了杠杆原理。在

前端悬挂水桶，末端悬挂重物，水桶打满水后，在末端重物拉力的作用下，便能轻易把水提拉至所需的高度。图乙

是桔椽的原理图，若为轻质杠杆，其中重物重为G”某次提升水的重力为G”则此次利用桔椁提水

过程的机械效率片（用所给字母表示）。

【答案喷

【解析】用杠杆向上提水，对水做的功为有用功，对重物做的功为总功，假设水上升的高度为h,则有用功

W/G°h

总功为

W总二Gih'

如下图

B

根据数学知识知道

hOB

H~~OA

则机械效率

%G°h：qOB：：G°

7=

W&G“GtOA2G]

13.（2023•安徽合肥•二模）用如图所示的实验装置测杠杆的机械效率，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，

使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。

（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数如图所示，钩码总重G为1N,钩码上升高度〃为0.1m,

测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为；

（2）钩码从/点改挂在8点后，拉力作用点及拉力方向都不变，此时把相同的钩码匀速提升相同的高度，则所测

机械效率将（选填"变大"、"变小"或"不变"）。

【答案】66.7%变大

【解析】（1）⑴由图可知，弹簧测力计的分度值是0.1N,则弹簧测力计的拉力为0.5N；在提钩码时，克服钩码重

力做的功是有用功，即

^=G//=lNx0.1m=0.1J

弹簧测力计向上的拉力做的功是总功，即

=F5=0.5Nx0.3m=0.15J

则杠杆的机械效率为

〃=Nxl00%=^-x100%=66.7%

%0.15J

（2）⑵只将钩码的悬挂点从A点移至B点时，由于提升钩码的高度不变和钩码重力不变，则有用功不变；额外功

是克服杠杆自重所做的功，悬挂点由A移至B后，杠杆实际上升的高度变小，导致额外功变小，则总功变小，所以

杠杆的机械效率将变大。

14.（2013•江苏扬州•一模）花匠手握如图所示修枝剪刀柄的末端，便可轻松地剪断树枝。这时修枝剪刀属于

（省力/费力）杠杆，它的支点在_________（A/B/C）点。使用时，若在轴上加润滑油，则可以（增

大/减小）其机械效率。

A

【答案】省力B增大

【解析】⑺A点是动力作用点，C点是阻力作用点，B点为支点，使用时动力臂大于阻力臂，所以为省力杠杆。

⑵杠杆绕着转动的固定点称为支点，由图可知支点为B点。

⑶在轴上加润滑油，可以减小摩擦，从而减小额外功，所以可以增大机械效率。

15.（22-23九年级上•江苏南通・期末）如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的质量分布均匀的杠杆，使重为

36N的物体缓慢升高0.1m,拉力大小厂为16N,拉力移动的距离为0.25m,则杠杆的机械效率为,从如图位

置提升到水平位置的过程中，重物的机械能将,拉力的大小将;若将重物的悬挂点/向右移动到2点,

【解析】⑺杠杆的机械效率

町Gh36NxO.lm

〃=」xl00%=——xl00%=xl00%=—xl00%=90%

W&Fs16Nx0.25m4J

⑵重物的机械能等于重物的动能和势能之和。当重物从如图位置匀速提升到水平位置时，质量、速度一定，高度变

大，因此重物的动能不变，重力势能变大，故重物的机械能变大。

⑶由图示可知，当重物被提升的过程中，动力臂与阻力臂的比值不变，且重物的重力不变，由杠杆平衡条件可知拉

力不变。

⑷杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，克服杠杆重做额外功，且

W有用+W领=w总

设杠杆重心升高的距离为h,则

Ghi+Ghw=Fh2

G不变，hi不变，杠杆不变，钩码从A点到B点，钩码还升高相同的高度，有用功不变；杠杆上旋的角度减小，杠

杆升高的距离h变小，克服杠杆重力所做的额外功变小；则

Gh+G杆h变小，所以Fh2也变小；根据

_咋用_G%

//——

可知总功变小，有用功不变，所以机械效率变大。

16.（22-23八年级下•辽宁沈阳•期末）如图所示，压下液压千斤顶杠杆时，能把一个重物顶起来，假设大活塞刚好

顶在重物的重心竖直线的位置上，若要在lmin内把It的重物顶起3cm,则大活塞所做的功为J；若整个装置

的机械效率为80%,使用时，人加在杠杆8端竖直向下的力尸的平均功率为W,若杠杆上则加

在杠杆B端的竖直向下的力F的力臂与小活塞对杠杆施加的近似认为是竖直向上力的力臂之比为。（取

g=10N/kg)

【答案】3006.255:1

【解析】[l]lt的重物重力为

G=mg=1000kgxlON/kg=1X104N

则大活塞对重物做功为

=GA=lxl04Nx0.03m=300J

⑵若整个装置的机械效率为80%,使用时，人加在杠杆B端竖直向下的力做功为

人消耗的平均功率为

畋375J

pK=----=-------=6.25W

人t60s

⑶根据题意，过支点作杠杆B端竖直向下的力作用线的垂线，得到动力臂OD,过支点作小活塞对杠杆施加竖直向

上的力作用线的垂线，得到阻力臂OC；因为这两个力的方向都是在竖直方向，所以两个力的力臂在同一条直线上,

如图所示:

B

因为0A：0B=1：5,

OA：OB=OC：OD=1：5

则加在杠杆B端的竖直向下的力F的力臂与小活塞对杠杆施加的近似认为是竖直向上力的力臂之比为

OD：0C=5：1

17.（20-21九年级上•江苏镇江•期末）小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，。为支点他先将钩码悬挂在6

点，在。点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为尸/,a点上升的高度为h.然后他将钩码移至c点，仍在。点竖直

向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为B，。点上升的高度仍为九则两次所做有用功忆%，机械效率〃1772。

（选填">"、或"="），向上拉动过程中，拉力大小（选填"变大"、"变小"或"不变"）。

【答案】<<变大

【解析】⑴⑶先将钩码悬挂在b点，在a点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，然后他将钩码移至c点，仍在a点竖直

向上匀速拉动弹簧测力计到相同高度，如图所示

由图知道，钩码在b点上升的高度要小于在c点上升的高度；两次实验中都是克服杠杆自身重力做额外功，且杠杆

被提升的高度是相同的，故额外功相同；由于hb<hc,根据川有=6卜知道，在b点提升钩码做的有用功要小于在c

点的有用功，即

W育1<W有2

额外功相同，有用功大的，总功大，故在b点做的总功要小于在c点的总功，即

W.al<W,&2

两次实验中a点上升的高度相同，即拉力端移动的距离s相同；由W总=Fs知道，s相同，W总越大，F越大。

⑵由〃知道，额外功相同，有用功越大，机械效率越高，即ni<ri2。

18.（2023•安徽合肥•三模）用如图所示的杠杆从水平位置开始提升重物，用尸=30N的动力始终竖直向上，将重为

G=60N的物体缓慢提升0.1m,已知。4：。2=1：3,CM：OC=1：4,支点处的摩擦不计，求:

(1)杠杆自重G碗

(2)杠杆提升重物的机械效率〃;

(3)若将动力作用点从2点移到C点，其它条件不变，请说明杠杆的机械效率怎么变化?

【答案】(1)15N；(2)66.7%；

【解析】解：（1）杠杆水平放置时，杠杆自重的力臂

L=-OC

32

设OA=IO,贝!|OB=3IO,OC=4IO,故

4=；℃=；x4/o=24

根据杠杆平衡条件可知

FQB=G-OA+G杆13

Fx3lo=6ONx|o+G杆X2l0

故

3F=60N+2G杆

解得G杆=15N。

（2）因为OA：OB=1：3,故B点上升的高度是A点的3倍，故机械效率为

^xl00%=-^^xl00%=-^-xl00%~66.7%

7=

F%30Nx3

（3）若将动力作用点从B点移到C点时，因为OA：I3=1：2,所以杠杆重心上升的高度是物体上升高度的2倍；故

〃=区x100%=——x100%=——x100%=―—x100%=.......———x100%=66.7%

%G物人+GMG物+G杆G物+2G物60N+15Nx2

由此可知，杠杆的机械效率不变。

答：（1）杠杆自重为15N；

（2）杠杆提升重物的机械效率约为66.7%；

（3）若将动力作用点从B点移到C点，其它条件不变，杠杆的机械效率不变。

19.（2023■安徽合肥•三模）如图，AB为能够绕3点转动、质量分布均匀的杠杆，AB=2BC,在。处用细线悬挂一

重物G,在杠杆末端/点施加一个始终竖直向上的拉力R使质量为3kg的重物在2s内匀速上升0.5m,杠杆重为

75N。忽略支点处的摩擦。

（1）求拉力下的大小；

（2）求杠杆对重物做功的功率；

（3）若仅将拉力厂的作用点向中点处移动一段距离，其他条件均保持不变，请判断杠杆的机械效率是否改变，并

说明理由。

【答案】（1）52.5N；（2）7.5W；（3）见解析

【解析】解：（1）由G=/"g可得，物体重力的大小

G=mg=3kgxl0N/kg=30N

C为杠杆AB的中点，因质量分布均匀，故C为杠杆重心，因此杠杆受到的阻力

与=G杠杆+%。=G杠杆+G=75N+30N=105N

根据杠杆平衡条件可得

F,LAB=F2•LBC

代入数据为

F=4.K=Lxl05N=52.5N

以2

(2)杠杆对重物做功

昨G/z=3ONxO.5m=15J

杠杆对重物做功的功率

「W15J

P=——=——=7.5W

t2s

（3）若仅将拉力F的作用点向中点处移动一段距离，C、B位置不变，仍将物体提升相同的高度，则杠杆对物体所

做的有用功%r用不变；杠杆重心提升的高度不变，则额外功%;外也不变。根据〃=嬖=卬》•可得,在有用功

“总〃有用比额外

与额外功均不变的情况下，杠杆的机械效率保持不变。

答：（1）拉力F的大小为52.5N；

（2）求杠杆对重物做功的功率为7.5W；

（3）若仅将拉力F的作用点向中点处移动一段距离，其他条件均保持不变，杠杆的机械效率不变；若仅将拉力F

的作用点向中点处移动一段距离，C、B位置不变，仍将物体提升相同的高度，则杠杆对物体所做的有用功%r用不

变；杠杆重心提升的高度不变，则额外功%外也不变。根据〃=烂=弦?可得,在有用功与额外功均不变的

"总"有用"额外

情况下，杠杆的机械效率保持不变。

20.（2023・安徽合肥•二模）如图所示，用竖直向上的拉力P作用在杠杆末端/点，将挂在杠杆中点3的重为150N

的物体匀速缓慢提升0.5m。/点沿竖直方向上升1m。已知杠杆的质量分布均匀，自重为30N。（不计绳重及摩擦）

（1）求力尸的大小；

（2）求将重物匀速提升时杠杆的机械效率（结果保留到0.1%）。

【答案】(1)90N；(2)83.3%

【解析】解：（1）由题可知，B为杠杆OA的中点

1OB

杠杆的质量分布均匀，可将杠杆的重力集中在中点B处，根据杠杆平衡原理可得

(G+G杆)lOB=FlOA

带入数值可得

(150N+30N=FxL.

2UA

解得

尸=90N

（2）提升重物时做的有用功

=G/z=150Nx0.5m=75J

提升重物做的总功

叫也=尸〃=90Nxhn=90J

将重物匀速提升时杠杆的机械效率

〃=%xlOO%=&xlOO%=83.3%

W&90J

答：（1）力F的大小为90N；

（2）将重物匀速提升时杠杆的机械效率为83.3%。

21.（2023•江苏常州,一模）用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计,

使挂在较长杠杆0。下面的钩码缓缓上升。实验中，将杠杆拉至图中虚线位。置，测力计的示数如图所示，钩码总重

G为：L0N,钩AB码上升高度/为0.1m,测力计移动距离s为0.3m。贝!|：

（1）弹簧测力计的拉力所做的功多大？

（2）杠杆的机械效率为多大？

【答案】（1）0.15J；（2）66.7%

【解析】解：（1）从图示可知，弹簧测力计的分度值为0.1N,则弹簧测力计的示数为0.5N,由少=尸5可得，弹簧

测力计的拉力所做的功为

=F5=0.5Nx0.3m=0.15J

（2）杠杆所做的有用功为

=G/z=1.0Nx0.1m=0.1J

杠杆的机械效率为为

77=^X1OO%=X100%X66.7%

W&0.15J

答：（1）弹簧测力计的拉力所做的功为0.15J。

（2）杠杆的机械效率为66.7%。

考向三：水平滑轮及滑轮组的机械效率

22.（2023•辽宁锦州•中考真题）如图所示，重100N的物体A在水平拉力P的作用下以0.1m/s的速度匀速运动

10s,弹簧测力计的示数为20N,滑轮组的机械效率为80%。则拉力厂所做的功是J,拉力下的功率是

W,物体A受到的摩擦力是No（不计绳重和滑轮重）

【解析】⑴⑵不计绳重和滑轮重，由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2,绳子自由端移动的距离

s绳二2s物=2V物t=2x0.1m/sxl0s=2m

弹簧测力计的示数为20N,拉力就是20N,拉力做功为

W总=Fs绳=20Nx2m=40J

拉力做功的功率

C股40J,、、,

尸=」=——=4W

t10s

⑶由

fs物

r/=

%尸x2s物IF

得到物体与地面间的滑动摩擦力

f=qx2F=80%x2x20N=32N

23.（2023•安徽池州•二模）如图所示，物体重300N,用效率为60%的滑轮组使它沿水平面以0.1m/s的速度匀速行

驶20s,受到的摩擦力为72N。则拉力做功的功率为Wo（忽略绳重和滑轮重）

【答案】12

【解析】物体移动的距离为

s物^lm/sx20s:=2m

拉力所做的有用功为

%=Fs物=72Nx2m=144J

滑轮组的机械效率为60%,拉力所做的总功为

此时拉力做功的功率

/="12W

t20s

24.（2019•山东烟台•一模）如图所示的简单机械是由固定的斜面和滑轮组成的.若斜面的长L与斜面高h的比值

为2,整个机械的效率为80%,则使用该机械将重物沿斜面缓慢拉上的过程中，作用力F与重物所受重力G的之比

为-,

【答案】5：16

【解析】由题知，使用的是动滑轮，将重物拉到斜面顶端，拉力移动的距离：S=2L,「L=2h,；.s=4h,使用该装

置做的有用功：W有用=Gh,使用该装置做的总功：\AT苜、=Fs=4Fh,•叩=言1=黑===80%,肝：G=5：

W&4Fh4尸

16.

25.（2023•河南南阳•一模）如图所示，工人利用斜面和滑轮将物体从斜面底端匀速拉到顶端，斜面高1m,长2m,

物体重500N,平行于斜面的拉力为200N,所用时间为10s。在此过程中，物体的动能（选填"增大"、"减小"

或"不变”），拉力的功率为W,把物体直接提高到斜面顶端做的功为有用功，则这个装置的机械效率为。

【答案】不变8062.5%

【解析】田动能的大小与质量和速度有关，物体匀速拉动时，速度不变，动能不变。

⑵根据动滑轮的特征，拉力F移动的距离为

s拉=2s=2x2m=4m

拉力所做的总功为

W&=Fs拉=200Nx4m=800J

拉力的功率为

公里=㈣=80J

t10s

⑶把物体拉到顶端做的有用功为

%=Gh=500Nxlm=500J

整个装置的机械效率为

n=^-xl00%=^^xl00%=62.5%

Wa800J

26.（2023•安徽合肥•二模）如图所示的滑轮组在拉力厂的作用下，拉着重为5N的物体A以O.lm/s的速度匀速直

线运动了5s。物体A受到的摩擦力为4.2N,弹簧测力计示数为2N,不计绳、弹簧测力计和滑轮重，则滑轮组的机

械效率为。

【答案】70%

【解析】从图中可知动滑轮上绳子股数n=3,不计绳、弹簧测力计和滑轮重，弹簧测力计示数为2N,则绳端拉力为

2N,有用功为克服物体A受到的摩擦力做的功，则滑轮组的机械效率

77=」xlOO%=&xlOO%=£xlOO%=/xlOO%=^^xlOO%=7O%

WaFs'FnsFn2Nx3

27.（2023•云南昆明•三模）高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触,

图中为输电线的牵引装置，钢绳通过滑轮组挂多个相同的坠蛇，总重为5000N,不计滑轮和钢绳自重及摩擦。输电

线N端受到的拉力大小为N,若某段时间内输电线/端向右移动了10cm,坠死重力所做的功为Jo（g

取10N/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩）

【答案】1x1041000

【解析】由图知，使用的滑轮组承担A