人教版八年级物理下册第十二章讲义：第4节 机械效率

第4节机械效率

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知识点1.有用功和额外功

A^知识讲练知识点2.机械效率

知识点3.实验：测量滑轮组的机械效率

B、综合练习

A知识讲练

知见点1有用功和额外功

i.研究使用动滑轮是否省功。即绳端拉力所做的功与动滑轮对重物所做的

功是否相同？

甲乙

（1）如甲图所示，用弹簧测力计直接将重为2N的钩码匀速提升0.1m,记

下弹簧测力计的示数F和伪码在厂方向上移动的距离510

（2）如乙图所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将重2N的钩码匀速提

升0.1m,记下弹簧测力计的示数尸和绳子自由端在尸方向上移动的距离s2c

【数据记录】

做功方式拉力;7N拉力移动的距离5加拉力做的功W/J

直接提升2个钩码20.10.2

用动滑轮提升2个钩码1.20.20.24

【分析论证】

①直接用弹簧测力计提升2个钩码所作的功Wi=Ri=2Nx0.1m=0.2J

②用动滑轮提升2个钩码所做的功1%=八2=1.2Nx0.2m=0.24J

③卬2》2。

【实验结论】使用动滑轮提升重物比直接用手提升重物并不省助（选填

“功”或“力”）0

【实验评估】使用动滑轮会省一半的力，但拉力移动的距离增加了一倍，

加上动滑轮的自重及摩擦等因素的影响，使用动滑轮提升重物非但不省功，还

要多做功。

2.有用功、额外功和总功

（1）有用功：在第二次实验中，将钩码提升一定的高度是我们的工

的，动滑轮对钩码的拉力所做的功叫作有用功，用W自用表示。

（2）额外功：用动滑轮提升钩码时，我们还不可避免地要克服动滑轮本身

所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫作额外功,用

W额外表小。

（3）总功：弹簧测力计的拉力所做的功，叫作总功，用卬总表示。若使用

机械提升重物，则总功指动力做的功。额外。

【例题】如图所示，物体重I80N,动滑轮重10N,小明用100N的拉力

（方向不变）将物体匀速提升2m,则此过程中有用功是J,额外功是一

J,总功是Jo

【答案】360,40,400o

【详解】滑轮组提升重物时所做的有用功W^=G/2=180NX2m=360J

由图知有2段绳子拉着物体，拉力端移动距离s=2仁2X2m=4m

拉力所做的总功W.{i=Fs=l()0NX4m=400J

则额外功为W额外=W总-卬有=4()(”-360J=40J

【练习1]如图是古人汲水的场景。井架上安装一个滑轮，绕过滑轮的绳

索一端悬吊水桶，当人用力向下拉动另一端，即可让水桶上升。以下能提高滑

轮汲水机械效率的是()

承

A.使用更粗的绳子B.使用更重的滑轮C.提高拉绳的速度D.减

小水桶的质量

【答案】D

【详解】A.使用更粗的绳子，提水过程中，克服绳子重力做的功增多，

额外功增大，机械效率减小，故A不符合题意；

B.图中滑轮为定滑轮，提水过程中，没有对滑轮做功，故增大滑轮的质

量，无法改变滑轮提水的机械效率，故B不符合题意；

C.机械效率与拉绳的速度尢关，故C小符合题意；

D.减小水桶的质量，提升水的高度不变时，做的有用功不变，额外功变

小，此时机械效率变大，故D符合题意。

故选D。

【练习2]一体重是500N的同学用重10N的水桶，提起重为100N的水

沿楼梯送到5m高的宿舍里使用，完成这一次提水，他做的有用功和额外功分

别是()

A.500J50JB.500J2550JC.55OJ2000JD.2550J50J

【答案】B

【详解】有用功：对水做的功，目的是把水送到楼上。

额外功：对水桶和自身做的功，是不得不做但并非目的的功。

已知：水重G水=100N,水桶重G桶=10N,人重G人=500N,高度

〃=5mo

叫

有用功j“j=G/=1(X)Nx5m=5(X)J

额外功明外=(G桶+G人”=(ION+5(X)N)x5m=5IONx5m=2550J故选B

知机点2机械效率

1.机械效率

（1）物理学中，将有用功跟总功的比值叫作机械效率。

⑵计算公式：片试

（3）理解机械效率

①物理意义：机械效率是标志机械做功性能的物理量，有用功占总功的比

例越大，机械效率越置，这个机械的性能越好。

②机械效率只有大小，没有单位。

③机械效率总小于1。由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。机

械效率通常用百分数表示。

④机械效率的高低与省力情况无关。机械效率的高低与机械省力多少无

关，不要认为机械越省力其机械效率越高。

2.一些简单机械的机械效率

（1）滑轮组的机械效率

①滑轮组竖直提升重物：如图所示，利用滑轮组把重力为G的物体提高

人/为动力，s为绳子自由端移动的距离，〃为承担重物的绳子股数。

_^_Gh_G_

机械效率:“一瓦一万一前

W仃GhG1

不计绳重、摩擦力时，机械效率:

〃=说=Gh+G油=G+G:

1+7F

由公式可知：当动滑轮的重力一定时，物重越大,机械效率越高。

②滑轮或滑轮组水平拉动物体（不计滑轮及绳重）

力孽擦力

滑轮组的机械效率

如图所示，使用滑轮或滑轮组用力/沿水平方向匀速拉动物体，物体与水

平面的摩擦力为了，S彼为绳子自由端移动的距离，S物为物体移动的距离，〃为动

滑轮上的绳子股数。

困"力妁f

机械效率:

（2）斜面的机械效率

如图所示，用力尸沿斜面把重力为G的物体提高，〃为斜面的高度，/为

斜面的长度，/为物体与斜面间的摩擦力。

则有用功为W用产G/2,总功为卬总二叫，额外功为克服斜面与物体之间的

摩擦力做的功W萄=/7。

山公产六人宓卬百GhGh

机械效率牛.卬总一刊—G4+/7

斜面的机械效率

效率

（3）杠杆的机械效率

如图所示，使用杠阡把重力为G的物体提高/?,所用的动力为尸，s为动力作

用点移动的距离。

则有用功为W询二Gh,总功为卬总=FS,

机械效率产忒=月

3.提高机械效率的方法

影响因素分析改进措施（提高效率）

同一机械，被提升物体

被提升在机械承受的范围内，尽可

的重力越大，做的有用功

物体的重力能增加被提升物体的重力.

越多，机械效率越大.

有用功不变时，减小提升改进机械结构，减轻

机械自身

机械时做的额外功，动滑轮自身的重力.

的重力

可提高机械效率.

机械转动机械自身部件的摩擦力对机械进行保养，保持

部件的摩擦越大，机械效率越低.良好的润滑，减小摩擦.

【例题】如图甲，工人启动卷扬机，将重为800N的沙箱A（内装沙子）

以0.2m/s的速度匀速吊起，已知空沙箱A的重力为1（）（）N,每个滑轮重200N,

不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）

A

A.装置中滑轮B是动滑轮

B.滑轮组的机械效率为80%

C.卷扬机对细绳拉力的功率为200W

D.增大动滑轮的重力，可以提高滑轮组的机械效率

【答案】C

【详解】A.由图可知，在吊起沙箱时，R滑轮的轴固定不动，属于定滑

轮，故A错误:

B.由图可知，滑轮组承担物重的绳子有2段，则绳子自由端的拉力为

F=%L%=800N+200N=500N

22

设沙箱吊起的高度为人绳子自由端移动的距离为产2〃，由题意可知，沙

箱内沙子的重为G沙=G-G箝=800N-100N=700N

该过程中拉力所做的有用功为*=G/?=700NX”

拉力所做的总功为%=Fs=500NX2卜

则滑轮组的机械效率为

7Q0Nx/?

Z7=l!kxl（X）%=x!00%=70%

吗?5OONx2力

故B错误；

C.绳子自由端移动的速度为“=2%料=2x0.2nVs=0.4nVs

则卷扬机对细绳拉力的功率为P=产％=500Nx0.4m/s=200W

故C正确；

D.增大动滑轮的重力，额外功增大，在有用功不变时，由

%.1

理匕+%1+%

可知，滑轮组的机械效率将减小，故D错误。

故选C。

【练习1］随着科技的进步，AI机器人将逐渐改变我们的生活。如题图，

我国自主研发的某款人形机器人用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,高1.2m。（g取ION/kg）求：

（1）该机器人对箱子做的有用功;

（2）斜面的机械效率；

（3）箱子受到的摩擦力。

【答案】(1)24()J：(2)80%；(3)20N

【详解】(1)箱子的重力G=，咫=204xlON/依=200N

机器人对箱子做的有用功亚制=Gh=200NxL2m=240J

(2)机器人对箱子做的总功％=F-=300J

斜面的机械效率

z/=2^fflx100%=—x!00%=80%

W&300J

(3)克服摩擦力做的额外功

“外=唯一卬制=300J-240J=60J

根据W额外可得箱子受到的摩擦力

/=^.=—=20N

s3m

【练习2】如下图所示，用滑轮组提升矿井内重力为6400N的物体M,

汽车10s内匀速前进了20m。此过程中，滑轮组的机械效率为80%。(不考虑

绳重和摩擦)

(1)汽车对绳子的拉力厂大小为多少？

(2)汽车对绳子拉力做功的功率大小为多少？

(3)如果把重物爽成8000N的另一个重物，则该滑轮组的机械效率为多

大？(结果精确到0.1%)

【答案】(D4000N；(2)8000W；(3)83.3%

【详解】(I)由图可知，该滑轮组承担物重的绳子段数〃二2。

_吗1用_Gx/?_Gxh_G

滑轮组的机械效率公式为：“一W立一Fxs-Fxnxh八”，则汽车对绢子

的拉力F为:

F=^=6400N=4(X)0N

〃x〃2x80%

（2）汽车10s内匀速前进了20m,即绳子自由端移动的距离s=20m0

汽车对绳子拉力做的总功为：％=Fxs=4000Nx20m=80000J

。=也=型妈=8000W

汽车对绳子拉力做功的功率为：710s。

F—G+G动

（3）不考虑绳重和摩擦，拉力八,其中％为动滑轮的重力。

动滑轮的重力为：G动=〃x~G=2x4000N-6400N=1600N

当提升的物重变为G'=8000N时，滑轮组的机械效率为:

陨G5二二二8000N;任，83.3%

W\(G'+Gjx/?G'+G动8000N+1600N9600N

知机点3实验：测量滑轮组的机械效率

【实验原理】测量的物理量有：物体的重力G及升高的高度/?；拉力厂及

拉力移动的距离$。计算公式：，7=d=式

“总八

【实验器材】定滑轮、动滑轮组成的滑轮组,弹簧测力计，钩码和刻度尺。

【实验步骤】

（1）用弹簧测力计测出钩码所受的重力G并填入后面的表格中。

（2）按照图安装滑轮组，分别记下钩码和绳端（弹簧测力计拄钩底部）的

位置。

（3）缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F,用刻度尺测出钩码

提升的高度力和绳端移动的距离s,将这三个量填入下表。

（4）算出有用功W八总功W总、机械效率”并填入表格。

改变钩码的数量，重复上面的实验；改变（增大）动滑轮的重力，重复上面

的实验。

【实验数据】

钩码的提升有用功拉力绳端移动的总功机械

次数

重力G/N高度h/m距离s/m效率〃

11.50.40.60.71.20.8471%

230.41.21.21.21.4483%

34.50.41.81.71.22.0488%

41.50.30.450.70.90.6371%

51.50.30.450.80.90.7262.5%

注意：第5次实验增大了动滑轮的重力。

【分析论证】

（1）由1、2、3次实验可知，对同一个滑轮组来说，物重越大,机械效率

越高O

（2）由1、4次实验可知，物重相同时，提升高度不同，机械效率大致也

同。

（3）由4、5次实验可知，在物重相同时，动滑轮重越大,机械效率越

低。

【实验结论】

滑轮组的机械效率跟物重、动滑轮重、绳重和摩擦有关；对同一个滑轮组

来说，物重越大，机械效率越高；在物重相同时，动滑轮重越大，机械效率越

低：在物重相同时.机械摩擦和绳重越大.机械效率越低C

【交流与评估】

①实验时拉力的方向应竖直向上，应在钩码匀速移动时读取拉力的大小。

②确定绕线方式与承担重物绳子的段数n：与动滑轮连接的段数即为承担

重物绳子的段数，如图所示，〃=3,用“奇动偶定法”确定绕线方式。

③影响滑轮组机械效率的因素：物体的重力、动滑轮的重力、绳子与滑轮

之间的摩擦力；与绳子的绕法、提升的高度、绳子段数无关（选填“有关”或

“无关”)O

④在动滑轮的重力、物体的重力相同时，所测机械效率不同的可能原因:

绳子与滑轮或滑轮与轴之间的座提不同。

⑤可以不用刻度尺测量距离，用下列公式计算，也能得出机械效率。

_^_Gh_G_

rt~W^~^~nFxlOO%

【例题】用下图所示的动滑轮匀速提升重物，测量动滑轮的机械效率，表

中已填入某次实验时测量出的数据。下列说法正确的是（）

绳自由端拉绳自由端移

物重G/N提升高度h/m机械效率〃

力F/N动s/m

20.11.20.2

A.实验中应在弹簧测力计保持静止时读数

B.本次实验中，动滑轮的机械效率为60%

C.该动滑轮的机械效率不会改变

D.若只更换质量更大的物体，该动滑轮的机械效率会变大

【答案】D

【详解】A.实验中需要匀速竖直向上拉动弹簧测力计时读数，静止时读

数没有考虑摩擦力，会导致拉力测量值偏小，故A错误；

〃⑸卫4和*83.3%

B.机械效率计算：%FsL2Nx0-2m,故B错误；

C.动滑轮的机械效率会随提升物重、动滑轮重力、摩擦等因素变化，不

是固定不变的，故c错误；

D.更换质量更大的物体，有用功在总功中的占比会增大，动滑轮的机械

效率会变大，故D正确。

故选D。

【练习1］小林用如图所示装置进行“测滑轮组机械效率”的实验:

乙

实验钩码重力钩码上升绳端拉力绳端移动机械

次序GN高度h/mFN距离s/m效率4

120.10.90.374.1%

230.11.20.383.3%

340.11.50.3

（1）根据表中数据可知实验中选择的是图所示装置。

（2）根据第3组数据可计算得到滑轮组的机械效率为（结果精确

到0.1%）O

（3）提升相同重量的物体时，图—（选填“乙”或“两”）所示装置的

机械效率高。（设每个动滑轮重均相同）

【答案】⑴乙；（2）88.9%；⑶乙

【详解】（1）根据数据可知绳子的有效段数为

s0.3mc

n=—=-------=3

h0.1m

故实验中选择的是乙图所示装置。

（2）根据第三组数据可计算得到滑轮组机械效率为

wn.Gh4NxQ.ini

n"W~~77_1.5Nx0.3m*88.9%

（3）提升相同重量的物体到相同的高度，做的有用功是相同的，乙、丙装

置中，克服机械之间的摩擦做的额外功可认为是相同的，乙中克服一个动滑轮

做额外功，丙中要克服两个动滑轮做额外功，故乙中做的额外功少，乙中做的

总功少，根据机械效率的定义可知，乙装置的机械效率高。

【练习2】某实践小组组装了滑轮组，发现使用滑轮组提升重物时能省

力，于是他们想：利用滑轮组提升重物能否省功呢？为此，他们进行了如图所

示的实验并记录部分数据填入相应表格中：

钩码重G/N钩码上升高度h/m测力计拉力广/N测力计移动距离Cm

20.10.80.3

由实验数据可知，用该滑轮组提升钩码时克服钩码重力所做的功为

J,拉力做的功为J,由此可得出的结论是：使用滑轮组—

（选填“能”或“不能”）省功。

【答案】0.20.24不能

【详解】⑴克服钩码重力所做的功为%=GA=2NxO.lm=O.2J

⑵拉力做的功为%=氏=0-8Nx83m=0・24J

[3]町,此3所以使用滑轮组不能省功。

综合练习

1.如图所示，用甲、乙两装置提升钩码，使钩码以相同的速度匀速上升相

同的高度。若不计绳重和摩擦，滑轮和钩码都相同，下列说法正确的是

()

甲乙

A.甲更省力B.乙额外功更大

C.甲、乙拉力做功功率相等D.甲机械效率更大

【答案】C

【详解】设钩码的总重力为G明动滑轮的重力为G*钩码匀速上升的高

度为力，钩码匀速上升的速度为上

A.甲装置是一个动滑轮，承担物重的绳子段数a=2,不计绳重和摩擦，

拉力4乙装置是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，承

担物重的绳子段数吆=3,不计绳重和摩擦，拉力a=5（%+。动）。因为52,

所以小,七，即乙更省力。故A错误；

=G

B.不计绳重和摩擦，额外功是克服动滑轮重力做的功，^^O因为两

装置中动滑轮相同（%相同），提升钩码的高度〃也相同，所以两装置做的额

外功相等。故B错误；

C.拉力做的总功%=%用+%=6物"6动'=（%+6动）〃。因为°物、G功、h

都相同，所以拉力做的总功％相等。钩码以相同的速度u匀速上升相同的高度

/P4

”，所用时间「也相同。根据功率公式/可知，甲、乙拉力做功的功率相

等。故C正确；

〃_%用_G_G物

D.机械效率%付物+G动）〃G"G动。因为G物、%都相同，所以两

装置的机械效率相等。故D错误。

故选C。

2.如图所示，用同一个滑轮的两种方式分别拉物体匀速上升，两物体上升

高度相同，不计绳重和摩擦力，下列选项中正确的是（)

甲乙

A.若拉力产2和Q做的功相同，则Gp>G乙

B.若G「>G乙，则拉力凡做的功大于乃做的功

C.若拉力尸2做的功大于Q做的功，则G乙一定大于G甲

D.若Gv=G乙,则外乙

【答案】A

【详解】A.若吗=吗，则G，，〃=（G乙+G动）〃，因为上升高度〃相同，则

4=G乙+G动，所以GQG乙，故A正确；

B.若Gv>G乙,叱=G/,叱=9乙+G动）〃，耳做的功不一定大于人做的

功，故B错误；

C.若卬2>叱，则GM〈（GS+G动）〃，只能推出GK（G乙+G动），但无法确定

G乙2,故c错误；

D.若G『=G乙,则有用功%—G/?相同。总功叱=劭，叱=（G乙+G动”，所

〃==100%〃乙100%=7_Gh.=---<100%

以叱w2（G乙+G动加G乙+G动，即如乙，

故D错误。

故选Ao

3.如图所示装置，由滑轮组和电动卷扬机组成。工人利用该装置在5s内

使重为5000N的物体M在水平地面向右匀速移动了2m,电动卷扬机对滑轮组

绳子自由端的拉力为F=300N,物体M在水平面上滑动过程中受到的阻力是其

重力的0.1倍，动滑轮重50N,在此过程中，电动卷扬机的效率是80%。则下

列说法正确的是（）

rh才及坛机

A.电动卷扬机对物体M的功率为400WB.滑轮组的机械效率为

80%

C.克服绳重和摩擦做的功为50JD.电动卷扬机消耗的电能为

1500J

【答案】D

［详解］A,有用功为%"s=5000Nx0.1x2m-1000J

电动卷扬机对物体M的功率为P=+^=200W

故A错误;

B.滑轮组的〃=2,机械效率为

77=1^x100=^—xl(X)=-^xl00%=500Nxl00%«83%

w,.,Fx2sIF2x300N

故B错误;

C.滑轮组做的总功为%=马=30（）Nx2x2m=1200J

克服动'滑轮的重做的功为%=Gs=50Nx2m=100J

克服绳重和摩擦做的功为的=^-W,-^J=1200J-1000J-100J=100J

故C错误；

D.电动卷扬机的效率是80%,电动卷扬机消耗的电能为

=1500J

故D正确。故选D。

4.用如图所示的滑轮组拉动重300N的箱子，以02】】/s的速度在水平地面

上做匀速直线运动。已知拉力厂的大小是40N,箱子与地面间的摩擦力是

60No下列说法正确的是（）

A.10s内绳子自由端移动6mB.拉力厂的功率为8W

C.滑轮组的机械效率为75%D.10s内物体重力做功600J

【答案】C

【详解】滑轮组的绳子段数”2,箱子重力G=300N,箱子速度L勿

=0.2m/s,拉力产二40N,摩擦力户60N,时间/=10s。绳子自由端速度

%=〃%=2x0.2m/s=0.4m/s

A.l()s内绳子自由端移动距离，绳子自由端移动距离

s绳=喙/=0-4m/sx1Os=4m故A错误;

B.拉力厂的功率P=〃x%=4()NxO.4m/s=16W,故B错误；

C.水平滑轮组的有用功是克服摩擦力做的功，总功是拉力做的功。滑轮

Z/=^-X100%=^-X100%=^X103%=-^-X100%=75%

组的机械效率％/nF2x40N,故

C正确;

D.做功的两个必要条件：有力且在力的方向上移动距离。重力方向竖直

向下，箱子沿水平方向运动，重力方向没有移动一段距离，因此重力做功

0J,故D错误。

故选C。

5.工人用如图甲所示的滑轮组将重为700N的物体匀速竖直提升2m,不计

绳重和各种摩擦，滑轮组的部分数据如图乙所示，以下说法正确的是()

A.绳子自由端移动的距离为6m

B.动滑轮重150N

C.工人对绳子自由端的拉力为5()()N

D.只增大提升物体的重力，滑轮组的机械效率将小于7()%

【答案】C

【详解】A.由图可知，绳子有效股数是〃=2,物体匀速提升2m,绳子自

由端移动的距离为$访=2x2m=4m,故A错误;

B.该滑轮组的机械效率为70%,有

Gh

n=—^.xlOO%=x100%=---x190%=70%

%(G+G动滑)〃G+G动滑

33

G』帘=-G=-x700N=300N

可得"卅77

故B错误;

C.有用功为叫川尸G/?=700Nx2m=1400J

拉力「做的功为取=+=罂=2000]

1%2000J.

Fr=—―=----=50n0nMN

根据％u/=r可得工人对绳子自由端的拉力为s4m

故C正确；

D.滑轮组的机械效率为

n=^HLxl00%=-__(，h.xlOO%=---k100%=-—xlOO%

%(G+G动消)〃G+G动沿J式

G

只增大物体的重力，可增大机械效率，机械效率将大于70%,故D错误。

故选C。

6.图甲，某同学用滑轮组提升物体，绳端移动的距离①和物体上升的高度

②随时间变化的关系如图乙所示。已知物重为5N,动滑轮的重量为1N,绳端

的拉力厂为25N。则在。~5&()

A.拉力A做的功为0.25J

B.图线。是绳端移动距离

C.滑轮组的有用功为0.5J

D.滑轮组的机械效率为83.3%

【答案】C

【详解】AB.由甲图可知，滑轮组〃=3,则绳端移动距离为物体上升距离

的3倍，则图线〃是绳端移动距离，在。~5s,绳端移动距离为0.3m,则拉力产

做的功为%=ES=2.5NX0.3m=0.75J,故AB不符合题意；

C.图线"是物体上升高度，则在0~5s,物体上升高度为0.1m,则滑轮组

的有用功为%=G〃=5Nx0.1m=0.5J,故c符合题意；

；7=^1x100%=-^-x100%»66.7%

D.滑轮组的机械效率为唯°-75J,故D不符合题

悬o

故选C。

7.用如图所示的滑轮组将重20N的货物以lm/s匀速竖直提升过程中，所

用拉力尸=12.5N。若不计绳重与摩擦，则动滑轮重为N；滑轮组的机械

效率为%;手拉动绳自由端的功率为—Wo

G

【答案】580%25

【详解】由图可知绳子的有效段数〃=2,若不计绳重与摩擦，动滑轮的

重力

G^,=nF-G=2xl2.5N-20N=5N

⑵滑轮组的机械效率为

Gh=Gh=G20N

=0.8=80%

FsFxnhnF2xl2.5N

[3]绳自由端的速度u=2xlm/s=2nVs

因为匀速上升，则手拉动绳自由端的功率

WFs

p=2L=£i=/7v=i2.5Nx2m/s=25W

8.如图所示，小华用轻质滑轮组水平向左匀速拉动物体A,水平拉力尸为

5N,绳子自由端在3s内移动了1.8m,物体A与水平面的摩擦力大小为12N,

该滑轮组的机械效率为,若仅增大水平面的粗糙程度，仍使物体A在水

平面上匀速运动，此时滑轮组的机械效率将变。

F

/Z/Z/ZZZZZ/ZZZZZZ/Z///ZZ/

【答案】80%大

【详解】⑴该滑轮组的有用功为园="=12NXL8m=21.6J

邙功为=F5=5Nx3xl_8m=27J

该滑轮组的机械效率为

〃=区x100%=三"x100%=80%

VK,27J

⑵若仅增大水平面的粗糙程度，物体A受到的摩擦力变大，仍使物体A

在水平面上匀速运动，当物体A移动的距离相同时，该滑轮组的额外功不变,

〃=1_八100%=———x100%=—L-xlOO%

限/+%i+区

由吟得，此时滑轮组的机械效率将变

大。

9.如图所示，在斜面上将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上

的拉力b=4(X)N,拉动的距离$=6m,提升高度〃则此过程中对物体做的

有用功为_____J，该斜面的机械效率为一%O物体受到的摩擦力为No

【答案】1080

［详解］［1］对物体做的■用功为%=Gh=600NxL8m=1080J

［2］邙功为皿口=Fs=400Nx6m=2400J

则该斜面的机械效率为

〃二%X100%=3^1x100%=45%

%2400J

⑶额外功为“="%7%=24(X)J-I080J=1320J

则物体受到的摩擦力为

13^()J

史丝•=220N

6m

10.图甲是某同学“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖

直向上拉动绳子自由端，将重为4.5N的物体从4位置提升到八，位置，同时弹簧

测力计从图中的B位置上升到夕位置.，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图

乙所示。

N

Jo

一

一

一

二2

与

巨3

一

仁4

一

力5

乙

(1实验时，组装滑轮组时，为了绕线比较三稳，应该(选填“A”

或"B”)o

A.先把钩码挂在动滑轮下方，再进行绕线

B.先将滑轮组绕线组装完成后再把钩码挂在动滑轮下方

(2根据图中数据可知，物体上升的高度是________cm,拉力是

N,该滑轮组的机械效率

7=-----。

(3若在图甲所示的装置上增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升

同一物体，则滑轮组的机械效率(选填“变大”“变小”或“不变”)。

(4若要提高滑轮组的机械效率，请你写出一条可行的方法：o

【答案】⑴A(2)；5.0；2；75%；(3)变小；(4)见解析

【详解】(1)组装滑轮组时，为了绕线平稳，应该先把钩码挂在动滑轮下

方，再进行绕线。这样可以让滑轮组在有负载的状态下绕线，避免滑轮晃动，

使绕线更顺畅，故A符合题意，B不符合题意。

故选Ao

(2)川从图甲中可以看到，物体从A位置0.0cm处到A位置5.0cm处,

所以物体上升高度〃=5.0cm

[2]图乙中弹簧测力计的分度值为0.2N,指针指向2N,所以拉力尸=2N

[3]由图甲，绳子股数为3,滑轮组的机械效率为

匕—GhGh4.5N

x100%=75%

W~~~Fs~Fx3/7"2Nx3

(3)增加一个动滑轮后，动滑轮的总重力变大，额外功增加，而有用功不

变，所以滑轮组的机械效率变小。

(4)在额外功一定时，增大提升的物体的重力可以增大有用功，从而提高

机械效率；在有用功一定时，减小动滑轮的重力可以减小额外功，从而提高机

械效率。

11.如图甲所示是被称为城市“蜘蛛人”的高空作业师傅，他们使用的拉

索模型如图乙所示，已知工人以及工具的总重为720N,绳子自由端的拉力/大

小为400N。在拉力产的作用下，吊篮在10s内上升了2m,不计绳重和摩擦。

求：

甲

(1)人和工具重力做的有用功；

(2)拉力/做功的功率；

(3)整个滑轮组的机械效率。