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初中物理沪科版八年级全册第五节 机械效率优秀同步练习题
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这是一份初中物理沪科版八年级全册第五节 机械效率优秀同步练习题，共20页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验探究题，综合题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共10小题，共20分。
1.一个滑轮组经改进后，用它把同一物体匀速提升同样的高度，机械效率提高了．改进后与改进前相比
A. 额外功不变，有用功增加了B. 有用功不变，额外功减少了
C. 总功不变，有用功增加了D. 总功不变，额外功减少了
2.如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，质量为50kg的小明将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度随时间变化关系如图丙所示。系A的绳子足够牢固，绕过滑轮的绳子能承受的最大拉力为60N。忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。下列结论中正确的是( )
①动滑轮的重力为5N
②1～2s内拉力F的功率为2W
③此装置匀速提升重物的最大机械效率约为83.3%
④用此装置匀速提升60N的货物时，小明对地面压力为470N
A. ①②B. ①③C. ②④D. ③④
3.如图所示，杆OC的一端固定在竖直杆上，且可以绕着固定点O转动。小明把质量为0.6kg的重物挂在B点，用弹簧测力计钩住杆末端C点，并将其竖直向上匀速拉动了10cm，此过程中弹簧测力计的示数为4N，测得重物上升的高度为5cm。杆转动时O点处的摩擦忽略不计，g取10N/kg。则下列说法正确的是( )
A. 提升重物过程中该杆为费力杠杆
B. 弹簧测力计的拉力F做的功为0.4J
C. 在提升重物的过程中，杠杆的机械效率为80%
D. 若将重物的悬挂点由B点移至A点，再将重物匀速提升相同高度，拉力变大
4.如图所示，重为100 N的物体M分别在拉力F1和F2的作用下竖直提升了1 m，图甲中物体M做加速运动，图乙中物体M做匀速直线运动，绳长不变。已知F1=150 N，F2=110 N。在本次实验中，下列说法中正确的是
( )
A. 使用该动滑轮能省力
B. 该动滑轮所做的有用功为150 J
C. 利用该动滑轮做的额外功大于有用功
D. 使用动滑轮时，当物体M被提升1 m时，绳子自由端也移动了1 m
5.用如图所示的滑轮组提起物体A，当卷扬机用500 N的力拉钢丝绳，使物体A在10 s内匀速上升1 m的过程中，滑轮组的机械效率为80%。下列判断正确的是( )
A. 物体A的重力为400 NB. 动滑轮的重力为300 N
C. 卷扬机做的有用功为1200 JD. 卷扬机做功的功率为120 W
6.如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80N，不计绳重和摩擦，则( )
A. 绳子自由端移动的速度为0.5m/sB. 拉力F为800N
C. 拉力F的功率为360WD. 动滑轮的机械效率为90%
7.用如图所示的滑轮组，把一个重为20N的物体沿竖直方向匀速提升，所用拉力F为12N，拉力F的作用点在4s内拉动了6m。不计轴处摩擦和绳子重，下列说法中正确的是( )
A. 动滑轮重8N
B. 4s内拉力F的功率为18W
C. 滑轮组的机械效率为60%
D. 若增加提升的物重，机械效率保持不变
8.使用如图所示的滑轮组匀速提升重力不同的物体时，除了动滑轮的重力导致的额外功外，其他因素导致的额外功与总功之比为一定值。已知动滑轮的重力为1.0N，绳子能够承受的最大拉力为50N。当匀速提升重为9.0N的物体时，滑轮组的机械效率为81%，则使用该滑轮组匀速提升物体时的机械效率的最大值为( )
A. 90%
B. 89%
C. 88%
D. 87%
9.用如图所示的滑轮组匀速提升9N的物体时，人对滑轮组绳端的拉力F恒为10N，下列说法正确的是( )
A. 使用该滑轮组省了功
B. 该滑轮组的机械效率为0
C. 该滑轮组的机械效率为45%
D. 使用该滑轮组比直接用手提升物体省了力
10.用如图甲、乙所示的两个滑轮组分别将两个物体在相同时间内匀速提升相同高度，拉力分别为F1、F2，此过程相关数据如图丙所示，则下列说法正确的是
( )
A. F1比F2小B. 乙的机械效率更高
C. F1功率比F2的功率小D. 甲、乙装置中的两个物体重力G1比G2小
第II卷（非选择题）
二、填空题：本大题共4小题，共8分。
11.在新农村建设中，工人师傅自制了向高处运送材料的装置如图所示。某次运送的材料重为400N，在拉力F=250N的作用下，材料在20s内匀速上升4m。则该过程中，克服材料的重做的有用功为______J，拉力F做功的功率为______W，该装置的机械效率为______。
12.如图所示，用滑轮组将一正方体物块在5s内沿水平方向匀速拉动10m，绳自由端施加的拉力F大小为20N，该滑轮组的机械效率为80%，物体受到的摩擦阻力为______N。
13.如图所示，用动滑轮把重为100N的物体匀速提升3m，拉力F=80N，则拉力F所做的额外功为______J；该动滑轮的机械效率为______%；若改用质量更小的动滑轮来提升此重物，则动滑轮的机械效率将会______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
14.如图所示，物体重180N，动滑轮重10N，小明用100N的拉力(方向不变)将物体匀速提升2m，用了10s，则此过程中有用功是 J，额外功是 J，拉力的功率是 W，滑轮组的机械效率是 。
三、实验探究题：本大题共2小题，共12分。
15.提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想：
猜想Ⅰ：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示。
(1)实验时应沿竖直方向______缓慢向上拉动弹簧测力计；
(2)分析表中数据可知：第3次实验是利用了图______的装置完成的，它的机械效率η= ______；
(3)比较2、4两次实验数据，可验证猜想I是______(选填“正确”或“错误”)的；
(4)通过比较______(填实验序号)两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；
(5)通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率______。
16.如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用图2甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如表。(钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大)
(1)在实验中，应沿竖直方向______拉动弹簧测力计。
(2)第一次实验中，如图1所示，弹簧测力计的示数是______N，机械效率是______(精确到0.1%)。
(3)由1、2两次实验数据可得出结论：______。
(4)由______两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低。
(5)在第三次实验操作的基础上，如图2丁所示改变绳端拉力方向，测得的滑轮组机械效率将______。(选填“偏高”、“偏低”或“不变”)
四、综合题：本大题共2小题，共20分。
17.如图是小明同学做“探究斜面的机械效率”的实验装置。
(1)请计算斜面坡度为60°时的机械效率。
(2)请你根据实验数据推导下列的结论：
结论1：沿粗糙程度相同的斜面向上匀速拉动同一物体时，斜面坡度越______，拉力越小。
结论2：在粗糙程度相同的条件下，斜面坡度越大，机械效率越______。
(3)如果你是一位建筑设计师，需要设计一幢老年人俱乐部的大楼，受上述实验的启发，在设计楼梯时，您会把楼梯设计得较______(填“缓”或“陡”)。
18.如图1，从深井中匀速提取泥土，动滑轮和筐总重力为30N。图2是某次拉力做的功W随绳自由端拉下的长度s变化的关系。不计绳重和摩擦，求：
(1)当s为10m时，由图2可知拉力做了______J的功，筐和泥土上升了______m；
(2)拉力为______N，筐中泥土的重力是______N；
(3)本次利用该装置提升泥土的机械效率。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】【分析】
用滑轮组把同一物体匀速提升同样的高度，有用功相同；由题知改装后的机械效率高，根据机械效率的公式知道总功减小，而总功等于有用功加上额外功，据此分析判断。
本题考查了有用功、额外功、总功、机械效率及其之间的关系，由“把同一物体匀速提升同样的高度”知道做的有用功相同是解本题的突破口，用好效率公式是关键。
【解答】
∵把同一物体匀速提升同样的高度，
∴利用滑轮组做的有用功相同，
∵η=W有 W总 ×100％，改装后的机械效率高，
∴改装后利用滑轮组做的总功减少，
又∵W总=W有+W额，
∴改装后利用滑轮组做的额外功减少；
由上述分析得出，A、C、D都错，B正确。
故选B。
2.【答案】B
【解析】解：
①由图丙可知，在1～2s内A被匀速提升，由图乙可知此时拉力F=10N，
由图知，通过动滑轮绳子的段数n=2，忽略绳重及摩擦，拉力F=12(GA+G动)，则动滑轮重力：
G动=2F−GA=2×10N−15N=5N，故①正确；
②由图丙可知，1～2s内A上升的速度vA=0.2m/s，拉力端移动速度v=2vA=2×2m/s=0.4m/s，
1～2s内拉力F的功率：P=Wt=Fst=Fv=10N×0.4m/s=4W，故②错误；
③忽略绳重及摩擦，绕过滑轮的绳子能承受的最大拉力为60N，
C处绳子拉力：FC=12(FB+G动)=12×(FB+5N)，
B处绳子的最大拉力：FB最大=2FC最大−G动=2×60N−5N=115N，
此装置最多能匀速运载货物的重力：G最大=FB最大−GA=115N−15N=100N，
此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，则此装置提升重物的最大机械效率：
η最大=W有W总=G最大hF最大s=G最大2F最大=100N2×60N≈83.3%，故③正确；
④提升60N货物时，绳端人的拉力：
F拉=12(G货+GA+G动)=12×(60N+15N+5N)=40N，
小明对地面压力：
F压=G小明−F拉=m小明g−F拉=50kg×10N/kg−40N=460N，故④错误。
故选：B。
①由图丙可知，在1～2sA被匀速提升，由图乙可知1～2s拉力F大小；由图知，n=2，忽略绳重及摩擦，拉力F=12(GA+G动)，据此求动滑轮重力；
②由图丙可知1～2s内，拉力端移动速度等于A上升速度的2倍，利用P=Wt=Fst=Fv求1～2s内拉力F的功率；
③忽略绳重及摩擦，由C处绳子的最大拉力求出B处绳子的拉力，此装置最多能匀速运载物体的重力等于B处的拉力减去A的重力；
此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，根据η=W有W总=G最大hF最大s=G最大2F最大计算此装置提升重物的最大机械效率；
④先计算提升60N货物时，绳端人的拉力，再由F压=G小明−F拉计算对地面压力。
本题考查了使用滑轮组时拉力、功率、机械效率的计算，要注意：提升重物的重力最大时，滑轮组的机械效率最大。
3.【答案】B
【解析】解：(1)力臂是支点到力的作用线的距离，由图可知动力臂大于阻力臂，所以提升重物过程中该杆为省力杠杆，故A错误；
(2)拉力F做功：W=Fs=4N×0.1m=0.4J，故B正确；
(3)提升重物做功：W有=Gh=mgh=0.6kg×10N/kg×0.05m=0.3J，
杠杆的机械效率为：η=W有W×100%=×100%=75%，故C错误；
(4)若将重物的悬挂点由B点移至A点，阻力臂变小，阻力和动力臂不变，根据杠杆平衡条件可得拉力变小，故D错误。
故选：B。
(1)力臂是支点到力的作用线的距离，动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆；
(2)根据W=Fs计算拉力F做功；
(3)根据W有=Gh=mgh提升重物做功，根据效率公式计算杠杆的机械效率；
(4)若将重物的悬挂点由B点移至A点，阻力臂变小，阻力和动力臂不变，根据杠杆平衡条件可得拉力变化。
本题考查杠杆的分类、杠杆平衡条件、做功公式、效率公式的灵活运用。
4.【答案】C
【解析】【分析】
本题主要考查了动滑轮的特点，关键是会根据题目的条件计算有用功和额外功。
(1)根据具体的数据分别计算有用功和额外功。
(2)使用动滑轮时绳子的自由端移动的距离是重物上升高度的两倍。
【解答】
A、物体的重力是100N，根据图乙可知，使用动滑轮时的拉力为110N，本题中使用动滑轮不能省力，故A错误；
B、该动滑轮所做的有用功为：W有=Gh=100N×1m=100J，故B错误；
C、使用动滑轮做的总功为：W总=F2s=110N×2×1m=220J，额外功为：W额=W总−W有=220J−100J=120J；利用该动滑轮做的额外功大于有用功，故C正确；
D、使用动滑轮时，当物体M被提升1m时，绳子自由端移动的距离为2m，故D错误。
故选：C。
5.【答案】C
【解析】【分析】
(1)由图知，n=3，卷扬机拉力端移动的距离s=3h，利用W=Fs求卷扬机做的总功；
(2)利用P=Wt求卷扬机做功功率；
(3)利用η=W有用W总×100%可求有用功，利用W有用=Gh求物体的重力；
(4)若忽略绳重和摩擦，可根据F=13(G+G动)求动滑轮的重力，再结合题目实际分析动滑轮的重力。
本题考查了使用滑轮组时绳子的拉力、有用功、总功、功率和机械效率的计算，利用好不计绳重和摩擦时F=1n(G+G动)是关键。
【解答】
(1)由图知，n=3，卷扬机拉力端移动的距离：s=3h=3×1m=3m；
卷扬机做的总功：W总=Fs=500N×3m=1500J；
卷扬机做功的功率：P=W总t=1500J10s=150W，故D错误；
(2)由η=W有用W总×100％可得有用功：W有用=ηW总=80%×1500J=1200J，故C正确；
(3)由W有用=Gh可得物体的重力：G=W有用h=1200J1m=1200N，故A错误；
(4)若忽略绳重和摩擦，拉力F=13(G+G动)，则动滑轮的重力：G动=3F−G=3×500N−1200N=300N，但题目中缺少条件“忽略绳重和摩擦”，则动滑轮的重力不等于300N，故B错误。
6.【答案】D
【解析】解：A、由图乙可知，货物上升的速度：v物=st=2.0m4s=5m/s，滑轮为动滑轮，绳子自由端移动的速度：v=2v物=2×0.5m/s=1m/s，故A错误；
B、不计绳重和摩擦，拉力F=12(G+G动)=12×(720N+80N)=400N，故B错误；
C、拉力F的功率：P=Wt=Fst=Fv=400N×1m/s=400W，故C错误；
D、动滑轮的机械效率：η=W有W总=GhFs=GhF×nh=GnF=720N2×400N=90%，故D正确。
故选：D。
(1)根据s−t图像和v=st得到货物上升的速度，由s=nh得到绳子自由端移动的速度；
(2)不计绳重和摩擦，拉力F=1n(G+G动)，据此求拉力F；
(3)根据P=Wt=Fst=Fv得到拉力F的功率；
(4)根据η=W有W总=GhFs=GhF×nh=GnF得到动滑轮的机械效率。
本题考查功、功率以及机械效率的计算，关键能从图像中读出物体上升的高度和自由端移动的距离。
7.【答案】B
【解析】解：
A、由图可知n=2，不计绳重和摩擦时，绳端的拉力F=12(G+G动)，
所以动滑轮的重力：G动=nF−G=2×12N−20N=4N，故A错误；
B、绳子自由端移动的距离s=6m，
拉力做的总功：W总=Fs=12N×6m=72J，
拉力做功的功率：P=W总t=72J4s=18W，故B正确；
C、滑轮组的机械效率：η=W有用W总=GhFs=GhFnh=GnF=20N2×12N≈83.3%，故C错误；
D、不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率η=W有用W总=W有用W有用+W额外=GhGh+G动h=GG+G动=11+G动G，
所以被提升物体的重力G变大时，滑轮组的机械效率变大，故D错误。
故选：B。
(1)由图可知n=2，不计绳重和摩擦时，绳端的拉力F=1n(G+G动)，据此求出动滑轮的重力；
(2)绳子自由端移动的距离s=nh，根据W总=Fs求拉力做的总功，利用P=W总t求拉力做功的功率；
(3)利用η=W有用W总=GhFs=GhFnh=GnF求出滑轮组的机械效率；
(4)不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率η=W有用W总=W有用W有用+W额外=GhGh+G动h=GG+G动，据此分析增加被提升物重时机械效率的变化。
本题考查了使用滑轮组时绳子拉力、功、功率和机械效率的计算，利用好“不计绳重和摩擦时，F=1n(G+G动)”是解题的关键。
8.【答案】B
【解析】解：当匀速提升重为9.0N的物体时，滑轮组的机械效率为81%，
设物体匀速提升的高度为h，则拉力所做的有用功：W有=Gh=9.0N×h，
由η=W有W总×100%可得，拉力所做的总功：W总=W有η=9.0N×h81%=1009N×h，
克服动滑轮重力所做的额外功：W额动=G动h=1.0N×h，
除了动滑轮的重力导致的额外功外，其他因素导致的额外功：W额其他=W总−W有−W额动=1009N×h−9.0N×h−1.0N×h=109N×h，
其他因素导致的额外功与总功之比为：W额其他W总=109N×h1009N×h=110；
由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，
当使用该滑轮组匀速提升物体上升的高度为h时，绳子自由端移动的距离：s=nh=2h，
由绳子能够承受的最大拉力为50N可知，拉力所做总功的最大值：W总大=F大s=50N×2h=100N×h，
因除了动滑轮的重力导致的额外功外，其他因素导致的额外功与总功之比为一定值，
所以，其他因素导致的额外功：W额其他大=110W总大=110×100N×h=10N×h，
拉力所做有用功的最大值：W有大=W总大−W额动−W额其他大=100N×h−1.0N×h−10N×h=89N×h，
则使用该滑轮组匀速提升物体时的机械效率的最大值：η大=W有大W总大×100%=89N×h100N×h×100%=89%。
故选：B。
当匀速提升重为9.0N的物体时，设出物体匀速提升的高度h，根据W=Gh求出拉力所做的有用功，利用η=W有W总×100%求出拉力所做的总功，再根据W=Gh求出克服动滑轮重力所做的额外功，总功减去有用功、克服动滑轮重力所做的额外功即为除了动滑轮的重力导致的额外功外其他因素导致的额外功，然后求出其他因素导致的额外功与总功之比；由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出使用该滑轮组匀速提升物体上升的高度为h时绳子自由端移动的距离，绳子能够承受的最大拉力为50N，利用W=Fs求出拉力所做总功的最大值，根据除了动滑轮的重力导致的额外功外其他因素导致的额外功与总功之比为一定值求出其他因素导致的额外功，然后求出拉力所做有用功的最大值，利用η=W有W总×100%求出使用该滑轮组匀速提升物体时的机械效率的最大值。
本题考查了使用滑轮组时做功公式和机械效率公式的应用，明确有用功和总功、额外功的含义以及它们之间的关系是关键。
9.【答案】C
【解析】解：A、使用任何机械都不能省功，故A错误；
BC、由图知，n=2，滑轮组的机械效率为：η=W有用W总=GhFs=GhFnh=GnF=9N2×10N×100%=45%，故B错误，C正确；
D、由题意知拉力大于物体重力，所以使用该滑轮组比直接用手提升物体费了力，故D错误。
故选：C。
(1)功的原理：使用任何机械都不能省功；
(2)由图知，n=2，根据η=W有用W总=GhFs=GhFnh=GnF算出滑轮组的机械效率；
(3)根据题意判断出拉力与物体重力的关系。
本题考查了功的原理、滑轮组机械效率的计算，确定承担物重的绳子股数n是关键。
10.【答案】B
【解析】解：D、由图可知，甲滑轮组中，n甲=3；乙滑轮组中，n乙=2；
由图丙可知，甲、乙滑轮组的总功和额外功分别为：
W总甲=1200J、W额甲=600J，W总乙=800J、W额乙=200J，
甲、乙滑轮组做的有用功分别为：W有甲=W总甲−W额甲=1200J−600J=600J，
W有乙=W总乙−W额乙=800J−200J=600J，
即W有甲=W有乙，
由于物体上升的高度相同，由W有=Gh可知，物重G1、G2的大小关系为：G1=G2，故D错误；
A、由s=nh可知，绳子自由端移动距离分别为：s甲=n甲h=3h，s乙=n乙h=2h
即s甲>s乙，
由W总=Fs可知，两滑轮组中，绳端拉力分别为：F1=W总甲s甲=1200J3h=400Jh，F2=W总乙s乙=800J2h=400Jh，
即F1=F2，故A错误；
B、甲、乙滑轮组的机械效率分别为：η1=W有甲W总甲×100%=600J1200J×100%=50%，η2=W有乙W总乙×100%=600J800J×100%=75%，
即η1<η2，故B正确；
C、甲、乙装置中拉力做功的功率分别为：P1=W总甲t=1200Jt，P2=W总乙t=800Jt，
即P1>P2，故C错误。
故选：B。
(1)由图可知，甲滑轮组中，n甲=3；乙滑轮组中，n乙=2；由图丙可知，甲、乙滑轮组的总功和额外功大小，根据W有=W总−W额求得甲、乙滑轮组做的有用功，物体上升的高度相同，根据W有=Gh可知物重G1、G2的大小关系；
(2)根据s=nh可知绳子自由端移动距离s甲、s乙的大小关系；根据W总=Fs可知绳端拉力F1、F2的大小关系；
(3)根据η=W有W总×100%求出甲、乙滑轮组的机械效率，比较得出η1、η2的大小关系；
(4)利用P=W总t求甲、乙装置中拉力的功率之间的关系。
本题考查滑轮组中力、功、功率和机械效率的大小比较，关键是n的确定以及根据柱状图得出总功和有用功的大小。
11.【答案】1600 100 80%
【解析】解：(1)克服材料的重做的有用功：W有=Gh=400N×4m=1600J；
(2)由图可知n=2，绳子自由端移动的距离：s=nh=2×4m=8m；
拉力做的总功：W总=Fs=250N×8m=2000J，
拉力做功的功率：P=W总t=2000J20s=100W；
(3)滑轮组的机械效率：η=W有W总×100%=1600J2000J×100%=80%。
故答案为：1600；100；80%。
(1)利用W有=Gh求克服材料的重做的有用功；
(2)由图可知n=2，绳子自由端移动的距离s=nh，利用W总=Fs求拉力做的总功；利用P=W总t求拉力做功的功率；
(3)利用η=W有W总×100%求滑轮组的机械效率。
本题考查使用滑轮组时绳子自由端的拉力、有用功、总功、功率和机械效率的计算以及功的原理的应用，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。
12.【答案】32
【解析】解：由图可知，绳子的有效段数为n=2，则拉力F通过的距离：s=ns物=2s物；
拉力F所做的功为总功，克服摩擦力所做的功为有用功，
所以滑轮组的机械效率为：η=W有W总=fs物Fs=f2F×100%，
故物体受到的摩擦阻力为：f=2Fη=2×20N×80%=32N。
故答案为：32。
由图确定绳子的有效段数，根据s=ns物可知拉力F通过的距离，拉力F所做的功为总功，克服摩擦力所做的功为有用功，根据η=W有W总×100%=fnF×100%求出物体受到的摩擦阻力。
本题考查机械效率公式的运用，明确绳子的有效段数和有用功的含义是关键。
13.【答案】180 62.5 变大
【解析】解：使用动滑轮时，n=2，提升重物做的有用功W有用=Gh=100N×3m=300J。
总功W总=Fs=80N×3m×2=480J。
额外功W额=W总−W有用=480J−300J=180J。
该滑轮的机械效率：
η=W有W总×100%=300J480J×100%=62.5%。
额外功是因为克服动滑轮重力而产生的，减小动滑轮的质量，则动滑轮的重力会变小，
所以额外功会变小，有用功不变，根据η=W有W总=W有W有+W额可知，机械效率变大。
故答案为：180；62.5%；变大。
已知物体重力和升高的高度，根据W有=Gh可求出有用功，还知道拉力和动滑轮绳子段数，根据W总=Fs=Fnh可求总功，总功减有用功就是额外功；
利用η=W有W总×100%求出滑轮的机械效率。
根据机械效率η=W有W总=W有W有+W额，动滑轮重力减小，额外功减小，有用功一定，可判断机械效率的变化
本题考查功的计算，有用功和额外功的计算，滑轮组的机械效率；要理解额外功的产生原因和增大滑轮组机械效率的方法。
14.【答案】360
40
40
90%
【解析】略
15.【答案】匀速 丙 80% 错误 1、2 越低
【解析】解：(1)实验时，需要读出测力计的示数，所以需要匀速缓慢的拉动测力计，以方便读数。
(2)由表中数据可得，钩码移动的距离为0.1m时，绳子端移动的距离为0.4m，则绳子的股数为：n=，即动滑轮上有4股绳，所以丙图符合题意。
由表中数据可得，有用功为：W有=G3h3=4N×0.1m=0.4J；
总功为：W总=F3S3=1.25N×0.4m=0.5J；
机械效率为：η=W有W总=%；
(3)对比2、4的数据发现，其它条件不变，只改变物体提升的高度，机械效率是不变的，所以猜想Ⅰ是错误的。
(4)要想得到同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高的结论，需要保证滑轮组不变，重物提升的高度也不变，只改变重物的重力，所以表中1、2号实验符合条件。
(5)对比2、3次实验可以发现，重物的重力不变，提升的高度也不变，但滑轮组中动滑轮的个数增多了，且动滑轮个数越多，机械效率越低，所以可得结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
故答案为：(1)匀速；(2)丙；80%；(3)错误；(4)1、2；(5)越低。
(1)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于绳子的拉力大小；
(2)分析表中数据可得出第3次实验绳子的有效股数，据此回答；
(3)根据表格中的数据，利用控制变量法分析猜想I是否正确；
(4)研究滑轮组机械效率与物体重力关系时，需要控制滑轮组相同，提升物体的重力不同；
(5)根据2、3两次实验数据，利用控制变量法得出结论。
本题研究影响滑轮组机械效率因素，考查实验原理、注意事项及数据分析归纳结论的能力。
16.【答案】匀速 1.8 74.1 使用同一滑轮组，物重越大，机械效率越高 2、3 偏低
【解析】解：(1)实验中要沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；
(2)图示弹簧测力计的1N之间平均分成5等份，所以其分度值为0.2N；指针所指示的刻度值为1.8N；
第一次实验机械效率：
η=W有用W总×100%=GhFs×100%=4N××0.3m×100%≈74.1%；
(3)由1、2两次实验数据可知，使用同一滑轮组，物重越大，机械效率越高；
(4)比较第2、3次实验数据可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低；
(5)在丁图中，若拉力F向右倾斜，则拉力变大，总功变大，有用功不变，故测出的机械效率将偏低。
故答案为：(1)匀速；(2)1.8；74.1；(3)使用同一滑轮组，物重越大，机械效率越高；(4)2、3；(5)偏低。
(1)实验过程中要匀速直线拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；
(2)弹簧测力计使用前要观察它的量程和分度值，再根据指针所指示的刻度去读数；根据表中数据利用η=W有用W总×100%求第一次实验机械效率；
(3)根据表中数据分析得出结论；
(4)不考虑绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率跟提起的物重、动滑轮的重有关，在提起的物重一定时，动滑轮越重，机械效率越低；在动滑轮重相同时，提起的物体越重，机械效率越高；
(5)分析拉力F向右倾斜时大小的变化，得出机械效率的变化。
此题是“探究滑轮组的机械效率”实验，考查了滑轮组机械效率的计算，根据数据分析影响滑轮组效率的因素，同时考查了测力计的读数问题，要细心分析每一个问题。
17.【答案】小 大 缓
【解析】解：(1)W有=Gh=0.5N×0.28m=0.14J；
W总=Fs=0.45N×0.4m=0.18J；
η=W有W总=×100%=77.8%。
(2)由表中数据知，斜面的粗糙程度、物重、斜面长不变，斜面越缓，拉力越小，机械效率越低。反之，拉力越大，机械效率越大；
(3)由(2)中的分析可知楼梯越缓，上楼所用的力越小。
故答案为：
(1)77.8；
(2)小，大；
(3)缓。
(1)首先分清那是有用功、总功，要明确斜面机械效率的计算公式，去计算机械效率；
(2)斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、物重、斜面的倾斜程度有关，根据表格中变化的量和不变的量可以判断影响拉力大小以及机械效率的因素；
(3)由(2)中的分析可知楼梯的陡缓与上楼所用力的关系。
本题的难点是分析数据找出规律，需要根据学过的理论知识合理的分析并准确的表达；斜面是省力的机械，能够分清哪是有用功，哪是总功是解题的关键，有用功等于物体重力和斜面高度的乘积，总功等于拉力和斜面长度的乘积。
18.【答案】1250 5 125 220
【解析】解：(1)由图2可知，当s为10m时，拉力做的功：W总=1250J，
由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，
由s=nh可得，筐和泥土上升的高度：h=sn=10m2=5m；
(2)由W总=Fs可得，拉力：F=W总s=1250J10m=125N，
因不计绳重和摩擦，
所以，由F=1n(G泥土+G动滑轮和筐)可得，筐中泥土的重力：G泥土=nF−G动滑轮和筐=2×125N−30N=220N；
(3)拉力做的有用功：W有=G泥土h=220N×5m=1100J，
则本次利用该装置提升泥土的机械效率：η=W有W总×100%=1100J1250J×100%=88%。
故答案为：(1)1250；5；(2)125；220；(3)本次利用该装置提升泥土的机械效率为88%。
(1)根据图2读出s为10m时拉力做的功，由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出筐和泥土上升的高度；
(2)根据W总=Fs求出拉力的大小，不计绳重和摩擦，利用F=1n(G泥土+G动滑轮和筐)求出筐中泥土的重力；
(3)根据W有=G泥土h求出拉力做的有用功，利用η=W有W总×100%求出本次利用该装置提升泥土的机械效率。
本题考查了做功公式和滑轮组机械效率公式、滑轮组拉力公式的应用等，明确有用功和总功的含义以及从图象中获取有用的信息是关键。实验次数
钩码的重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2
0.1
0.90
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.50
0.3
88.9%
3
4
0.1
1.25
0.4
4
4
0.2
1.50
0.5
88.9%
实验次数
钩码重力G/N
提升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
0.3
2
8
0.1
3.2
0.3
83.3%
3
8
0.1
2.0
0.5
80.0%
斜面坡度
斜面粗糙程度
物重G(N)
斜面高度h(m)
沿斜面拉力F(N)
斜面长L(m)
有用功W有(J)
总功W总(J)
机械效率η(%)
30°
粗糙
0.5
0.20
0.35
0.4
0.10
0.14
71.4
60°
粗糙
0.5
0.28
0.45
0.4
0.14
0.18
一、单选题：本大题共10小题，共20分。
1.一个滑轮组经改进后，用它把同一物体匀速提升同样的高度，机械效率提高了．改进后与改进前相比
A. 额外功不变，有用功增加了B. 有用功不变，额外功减少了
C. 总功不变，有用功增加了D. 总功不变，额外功减少了
2.如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，质量为50kg的小明将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度随时间变化关系如图丙所示。系A的绳子足够牢固，绕过滑轮的绳子能承受的最大拉力为60N。忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。下列结论中正确的是( )
①动滑轮的重力为5N
②1～2s内拉力F的功率为2W
③此装置匀速提升重物的最大机械效率约为83.3%
④用此装置匀速提升60N的货物时，小明对地面压力为470N
A. ①②B. ①③C. ②④D. ③④
3.如图所示，杆OC的一端固定在竖直杆上，且可以绕着固定点O转动。小明把质量为0.6kg的重物挂在B点，用弹簧测力计钩住杆末端C点，并将其竖直向上匀速拉动了10cm，此过程中弹簧测力计的示数为4N，测得重物上升的高度为5cm。杆转动时O点处的摩擦忽略不计，g取10N/kg。则下列说法正确的是( )
A. 提升重物过程中该杆为费力杠杆
B. 弹簧测力计的拉力F做的功为0.4J
C. 在提升重物的过程中，杠杆的机械效率为80%
D. 若将重物的悬挂点由B点移至A点，再将重物匀速提升相同高度，拉力变大
4.如图所示，重为100 N的物体M分别在拉力F1和F2的作用下竖直提升了1 m，图甲中物体M做加速运动，图乙中物体M做匀速直线运动，绳长不变。已知F1=150 N，F2=110 N。在本次实验中，下列说法中正确的是
( )
A. 使用该动滑轮能省力
B. 该动滑轮所做的有用功为150 J
C. 利用该动滑轮做的额外功大于有用功
D. 使用动滑轮时，当物体M被提升1 m时，绳子自由端也移动了1 m
5.用如图所示的滑轮组提起物体A，当卷扬机用500 N的力拉钢丝绳，使物体A在10 s内匀速上升1 m的过程中，滑轮组的机械效率为80%。下列判断正确的是( )
A. 物体A的重力为400 NB. 动滑轮的重力为300 N
C. 卷扬机做的有用功为1200 JD. 卷扬机做功的功率为120 W
6.如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80N，不计绳重和摩擦，则( )
A. 绳子自由端移动的速度为0.5m/sB. 拉力F为800N
C. 拉力F的功率为360WD. 动滑轮的机械效率为90%
7.用如图所示的滑轮组，把一个重为20N的物体沿竖直方向匀速提升，所用拉力F为12N，拉力F的作用点在4s内拉动了6m。不计轴处摩擦和绳子重，下列说法中正确的是( )
A. 动滑轮重8N
B. 4s内拉力F的功率为18W
C. 滑轮组的机械效率为60%
D. 若增加提升的物重，机械效率保持不变
8.使用如图所示的滑轮组匀速提升重力不同的物体时，除了动滑轮的重力导致的额外功外，其他因素导致的额外功与总功之比为一定值。已知动滑轮的重力为1.0N，绳子能够承受的最大拉力为50N。当匀速提升重为9.0N的物体时，滑轮组的机械效率为81%，则使用该滑轮组匀速提升物体时的机械效率的最大值为( )
A. 90%
B. 89%
C. 88%
D. 87%
9.用如图所示的滑轮组匀速提升9N的物体时，人对滑轮组绳端的拉力F恒为10N，下列说法正确的是( )
A. 使用该滑轮组省了功
B. 该滑轮组的机械效率为0
C. 该滑轮组的机械效率为45%
D. 使用该滑轮组比直接用手提升物体省了力
10.用如图甲、乙所示的两个滑轮组分别将两个物体在相同时间内匀速提升相同高度，拉力分别为F1、F2，此过程相关数据如图丙所示，则下列说法正确的是
( )
A. F1比F2小B. 乙的机械效率更高
C. F1功率比F2的功率小D. 甲、乙装置中的两个物体重力G1比G2小
第II卷（非选择题）
二、填空题：本大题共4小题，共8分。
11.在新农村建设中，工人师傅自制了向高处运送材料的装置如图所示。某次运送的材料重为400N，在拉力F=250N的作用下，材料在20s内匀速上升4m。则该过程中，克服材料的重做的有用功为______J，拉力F做功的功率为______W，该装置的机械效率为______。
12.如图所示，用滑轮组将一正方体物块在5s内沿水平方向匀速拉动10m，绳自由端施加的拉力F大小为20N，该滑轮组的机械效率为80%，物体受到的摩擦阻力为______N。
13.如图所示，用动滑轮把重为100N的物体匀速提升3m，拉力F=80N，则拉力F所做的额外功为______J；该动滑轮的机械效率为______%；若改用质量更小的动滑轮来提升此重物，则动滑轮的机械效率将会______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
14.如图所示，物体重180N，动滑轮重10N，小明用100N的拉力(方向不变)将物体匀速提升2m，用了10s，则此过程中有用功是 J，额外功是 J，拉力的功率是 W，滑轮组的机械效率是 。
三、实验探究题：本大题共2小题，共12分。
15.提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想：
猜想Ⅰ：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示。
(1)实验时应沿竖直方向______缓慢向上拉动弹簧测力计；
(2)分析表中数据可知：第3次实验是利用了图______的装置完成的，它的机械效率η= ______；
(3)比较2、4两次实验数据，可验证猜想I是______(选填“正确”或“错误”)的；
(4)通过比较______(填实验序号)两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；
(5)通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率______。
16.如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用图2甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如表。(钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大)
(1)在实验中，应沿竖直方向______拉动弹簧测力计。
(2)第一次实验中，如图1所示，弹簧测力计的示数是______N，机械效率是______(精确到0.1%)。
(3)由1、2两次实验数据可得出结论：______。
(4)由______两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低。
(5)在第三次实验操作的基础上，如图2丁所示改变绳端拉力方向，测得的滑轮组机械效率将______。(选填“偏高”、“偏低”或“不变”)
四、综合题：本大题共2小题，共20分。
17.如图是小明同学做“探究斜面的机械效率”的实验装置。
(1)请计算斜面坡度为60°时的机械效率。
(2)请你根据实验数据推导下列的结论：
结论1：沿粗糙程度相同的斜面向上匀速拉动同一物体时，斜面坡度越______，拉力越小。
结论2：在粗糙程度相同的条件下，斜面坡度越大，机械效率越______。
(3)如果你是一位建筑设计师，需要设计一幢老年人俱乐部的大楼，受上述实验的启发，在设计楼梯时，您会把楼梯设计得较______(填“缓”或“陡”)。
18.如图1，从深井中匀速提取泥土，动滑轮和筐总重力为30N。图2是某次拉力做的功W随绳自由端拉下的长度s变化的关系。不计绳重和摩擦，求：
(1)当s为10m时，由图2可知拉力做了______J的功，筐和泥土上升了______m；
(2)拉力为______N，筐中泥土的重力是______N；
(3)本次利用该装置提升泥土的机械效率。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】【分析】
用滑轮组把同一物体匀速提升同样的高度，有用功相同；由题知改装后的机械效率高，根据机械效率的公式知道总功减小，而总功等于有用功加上额外功，据此分析判断。
本题考查了有用功、额外功、总功、机械效率及其之间的关系，由“把同一物体匀速提升同样的高度”知道做的有用功相同是解本题的突破口，用好效率公式是关键。
【解答】
∵把同一物体匀速提升同样的高度，
∴利用滑轮组做的有用功相同，
∵η=W有 W总 ×100％，改装后的机械效率高，
∴改装后利用滑轮组做的总功减少，
又∵W总=W有+W额，
∴改装后利用滑轮组做的额外功减少；
由上述分析得出，A、C、D都错，B正确。
故选B。
2.【答案】B
【解析】解：
①由图丙可知，在1～2s内A被匀速提升，由图乙可知此时拉力F=10N，
由图知，通过动滑轮绳子的段数n=2，忽略绳重及摩擦，拉力F=12(GA+G动)，则动滑轮重力：
G动=2F−GA=2×10N−15N=5N，故①正确；
②由图丙可知，1～2s内A上升的速度vA=0.2m/s，拉力端移动速度v=2vA=2×2m/s=0.4m/s，
1～2s内拉力F的功率：P=Wt=Fst=Fv=10N×0.4m/s=4W，故②错误；
③忽略绳重及摩擦，绕过滑轮的绳子能承受的最大拉力为60N，
C处绳子拉力：FC=12(FB+G动)=12×(FB+5N)，
B处绳子的最大拉力：FB最大=2FC最大−G动=2×60N−5N=115N，
此装置最多能匀速运载货物的重力：G最大=FB最大−GA=115N−15N=100N，
此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，则此装置提升重物的最大机械效率：
η最大=W有W总=G最大hF最大s=G最大2F最大=100N2×60N≈83.3%，故③正确；
④提升60N货物时，绳端人的拉力：
F拉=12(G货+GA+G动)=12×(60N+15N+5N)=40N，
小明对地面压力：
F压=G小明−F拉=m小明g−F拉=50kg×10N/kg−40N=460N，故④错误。
故选：B。
①由图丙可知，在1～2sA被匀速提升，由图乙可知1～2s拉力F大小；由图知，n=2，忽略绳重及摩擦，拉力F=12(GA+G动)，据此求动滑轮重力；
②由图丙可知1～2s内，拉力端移动速度等于A上升速度的2倍，利用P=Wt=Fst=Fv求1～2s内拉力F的功率；
③忽略绳重及摩擦，由C处绳子的最大拉力求出B处绳子的拉力，此装置最多能匀速运载物体的重力等于B处的拉力减去A的重力；
此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，根据η=W有W总=G最大hF最大s=G最大2F最大计算此装置提升重物的最大机械效率；
④先计算提升60N货物时，绳端人的拉力，再由F压=G小明−F拉计算对地面压力。
本题考查了使用滑轮组时拉力、功率、机械效率的计算，要注意：提升重物的重力最大时，滑轮组的机械效率最大。
3.【答案】B
【解析】解：(1)力臂是支点到力的作用线的距离，由图可知动力臂大于阻力臂，所以提升重物过程中该杆为省力杠杆，故A错误；
(2)拉力F做功：W=Fs=4N×0.1m=0.4J，故B正确；
(3)提升重物做功：W有=Gh=mgh=0.6kg×10N/kg×0.05m=0.3J，
杠杆的机械效率为：η=W有W×100%=×100%=75%，故C错误；
(4)若将重物的悬挂点由B点移至A点，阻力臂变小，阻力和动力臂不变，根据杠杆平衡条件可得拉力变小，故D错误。
故选：B。
(1)力臂是支点到力的作用线的距离，动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆；
(2)根据W=Fs计算拉力F做功；
(3)根据W有=Gh=mgh提升重物做功，根据效率公式计算杠杆的机械效率；
(4)若将重物的悬挂点由B点移至A点，阻力臂变小，阻力和动力臂不变，根据杠杆平衡条件可得拉力变化。
本题考查杠杆的分类、杠杆平衡条件、做功公式、效率公式的灵活运用。
4.【答案】C
【解析】【分析】
本题主要考查了动滑轮的特点，关键是会根据题目的条件计算有用功和额外功。
(1)根据具体的数据分别计算有用功和额外功。
(2)使用动滑轮时绳子的自由端移动的距离是重物上升高度的两倍。
【解答】
A、物体的重力是100N，根据图乙可知，使用动滑轮时的拉力为110N，本题中使用动滑轮不能省力，故A错误；
B、该动滑轮所做的有用功为：W有=Gh=100N×1m=100J，故B错误；
C、使用动滑轮做的总功为：W总=F2s=110N×2×1m=220J，额外功为：W额=W总−W有=220J−100J=120J；利用该动滑轮做的额外功大于有用功，故C正确；
D、使用动滑轮时，当物体M被提升1m时，绳子自由端移动的距离为2m，故D错误。
故选：C。
5.【答案】C
【解析】【分析】
(1)由图知，n=3，卷扬机拉力端移动的距离s=3h，利用W=Fs求卷扬机做的总功；
(2)利用P=Wt求卷扬机做功功率；
(3)利用η=W有用W总×100%可求有用功，利用W有用=Gh求物体的重力；
(4)若忽略绳重和摩擦，可根据F=13(G+G动)求动滑轮的重力，再结合题目实际分析动滑轮的重力。
本题考查了使用滑轮组时绳子的拉力、有用功、总功、功率和机械效率的计算，利用好不计绳重和摩擦时F=1n(G+G动)是关键。
【解答】
(1)由图知，n=3，卷扬机拉力端移动的距离：s=3h=3×1m=3m；
卷扬机做的总功：W总=Fs=500N×3m=1500J；
卷扬机做功的功率：P=W总t=1500J10s=150W，故D错误；
(2)由η=W有用W总×100％可得有用功：W有用=ηW总=80%×1500J=1200J，故C正确；
(3)由W有用=Gh可得物体的重力：G=W有用h=1200J1m=1200N，故A错误；
(4)若忽略绳重和摩擦，拉力F=13(G+G动)，则动滑轮的重力：G动=3F−G=3×500N−1200N=300N，但题目中缺少条件“忽略绳重和摩擦”，则动滑轮的重力不等于300N，故B错误。
6.【答案】D
【解析】解：A、由图乙可知，货物上升的速度：v物=st=2.0m4s=5m/s，滑轮为动滑轮，绳子自由端移动的速度：v=2v物=2×0.5m/s=1m/s，故A错误；
B、不计绳重和摩擦，拉力F=12(G+G动)=12×(720N+80N)=400N，故B错误；
C、拉力F的功率：P=Wt=Fst=Fv=400N×1m/s=400W，故C错误；
D、动滑轮的机械效率：η=W有W总=GhFs=GhF×nh=GnF=720N2×400N=90%，故D正确。
故选：D。
(1)根据s−t图像和v=st得到货物上升的速度，由s=nh得到绳子自由端移动的速度；
(2)不计绳重和摩擦，拉力F=1n(G+G动)，据此求拉力F；
(3)根据P=Wt=Fst=Fv得到拉力F的功率；
(4)根据η=W有W总=GhFs=GhF×nh=GnF得到动滑轮的机械效率。
本题考查功、功率以及机械效率的计算，关键能从图像中读出物体上升的高度和自由端移动的距离。
7.【答案】B
【解析】解：
A、由图可知n=2，不计绳重和摩擦时，绳端的拉力F=12(G+G动)，
所以动滑轮的重力：G动=nF−G=2×12N−20N=4N，故A错误；
B、绳子自由端移动的距离s=6m，
拉力做的总功：W总=Fs=12N×6m=72J，
拉力做功的功率：P=W总t=72J4s=18W，故B正确；
C、滑轮组的机械效率：η=W有用W总=GhFs=GhFnh=GnF=20N2×12N≈83.3%，故C错误；
D、不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率η=W有用W总=W有用W有用+W额外=GhGh+G动h=GG+G动=11+G动G，
所以被提升物体的重力G变大时，滑轮组的机械效率变大，故D错误。
故选：B。
(1)由图可知n=2，不计绳重和摩擦时，绳端的拉力F=1n(G+G动)，据此求出动滑轮的重力；
(2)绳子自由端移动的距离s=nh，根据W总=Fs求拉力做的总功，利用P=W总t求拉力做功的功率；
(3)利用η=W有用W总=GhFs=GhFnh=GnF求出滑轮组的机械效率；
(4)不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率η=W有用W总=W有用W有用+W额外=GhGh+G动h=GG+G动，据此分析增加被提升物重时机械效率的变化。
本题考查了使用滑轮组时绳子拉力、功、功率和机械效率的计算，利用好“不计绳重和摩擦时，F=1n(G+G动)”是解题的关键。
8.【答案】B
【解析】解：当匀速提升重为9.0N的物体时，滑轮组的机械效率为81%，
设物体匀速提升的高度为h，则拉力所做的有用功：W有=Gh=9.0N×h，
由η=W有W总×100%可得，拉力所做的总功：W总=W有η=9.0N×h81%=1009N×h，
克服动滑轮重力所做的额外功：W额动=G动h=1.0N×h，
除了动滑轮的重力导致的额外功外，其他因素导致的额外功：W额其他=W总−W有−W额动=1009N×h−9.0N×h−1.0N×h=109N×h，
其他因素导致的额外功与总功之比为：W额其他W总=109N×h1009N×h=110；
由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，
当使用该滑轮组匀速提升物体上升的高度为h时，绳子自由端移动的距离：s=nh=2h，
由绳子能够承受的最大拉力为50N可知，拉力所做总功的最大值：W总大=F大s=50N×2h=100N×h，
因除了动滑轮的重力导致的额外功外，其他因素导致的额外功与总功之比为一定值，
所以，其他因素导致的额外功：W额其他大=110W总大=110×100N×h=10N×h，
拉力所做有用功的最大值：W有大=W总大−W额动−W额其他大=100N×h−1.0N×h−10N×h=89N×h，
则使用该滑轮组匀速提升物体时的机械效率的最大值：η大=W有大W总大×100%=89N×h100N×h×100%=89%。
故选：B。
当匀速提升重为9.0N的物体时，设出物体匀速提升的高度h，根据W=Gh求出拉力所做的有用功，利用η=W有W总×100%求出拉力所做的总功，再根据W=Gh求出克服动滑轮重力所做的额外功，总功减去有用功、克服动滑轮重力所做的额外功即为除了动滑轮的重力导致的额外功外其他因素导致的额外功，然后求出其他因素导致的额外功与总功之比；由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出使用该滑轮组匀速提升物体上升的高度为h时绳子自由端移动的距离，绳子能够承受的最大拉力为50N，利用W=Fs求出拉力所做总功的最大值，根据除了动滑轮的重力导致的额外功外其他因素导致的额外功与总功之比为一定值求出其他因素导致的额外功，然后求出拉力所做有用功的最大值，利用η=W有W总×100%求出使用该滑轮组匀速提升物体时的机械效率的最大值。
本题考查了使用滑轮组时做功公式和机械效率公式的应用，明确有用功和总功、额外功的含义以及它们之间的关系是关键。
9.【答案】C
【解析】解：A、使用任何机械都不能省功，故A错误；
BC、由图知，n=2，滑轮组的机械效率为：η=W有用W总=GhFs=GhFnh=GnF=9N2×10N×100%=45%，故B错误，C正确；
D、由题意知拉力大于物体重力，所以使用该滑轮组比直接用手提升物体费了力，故D错误。
故选：C。
(1)功的原理：使用任何机械都不能省功；
(2)由图知，n=2，根据η=W有用W总=GhFs=GhFnh=GnF算出滑轮组的机械效率；
(3)根据题意判断出拉力与物体重力的关系。
本题考查了功的原理、滑轮组机械效率的计算，确定承担物重的绳子股数n是关键。
10.【答案】B
【解析】解：D、由图可知，甲滑轮组中，n甲=3；乙滑轮组中，n乙=2；
由图丙可知，甲、乙滑轮组的总功和额外功分别为：
W总甲=1200J、W额甲=600J，W总乙=800J、W额乙=200J，
甲、乙滑轮组做的有用功分别为：W有甲=W总甲−W额甲=1200J−600J=600J，
W有乙=W总乙−W额乙=800J−200J=600J，
即W有甲=W有乙，
由于物体上升的高度相同，由W有=Gh可知，物重G1、G2的大小关系为：G1=G2，故D错误；
A、由s=nh可知，绳子自由端移动距离分别为：s甲=n甲h=3h，s乙=n乙h=2h
即s甲>s乙，
由W总=Fs可知，两滑轮组中，绳端拉力分别为：F1=W总甲s甲=1200J3h=400Jh，F2=W总乙s乙=800J2h=400Jh，
即F1=F2，故A错误；
B、甲、乙滑轮组的机械效率分别为：η1=W有甲W总甲×100%=600J1200J×100%=50%，η2=W有乙W总乙×100%=600J800J×100%=75%，
即η1<η2，故B正确；
C、甲、乙装置中拉力做功的功率分别为：P1=W总甲t=1200Jt，P2=W总乙t=800Jt，
即P1>P2，故C错误。
故选：B。
(1)由图可知，甲滑轮组中，n甲=3；乙滑轮组中，n乙=2；由图丙可知，甲、乙滑轮组的总功和额外功大小，根据W有=W总−W额求得甲、乙滑轮组做的有用功，物体上升的高度相同，根据W有=Gh可知物重G1、G2的大小关系；
(2)根据s=nh可知绳子自由端移动距离s甲、s乙的大小关系；根据W总=Fs可知绳端拉力F1、F2的大小关系；
(3)根据η=W有W总×100%求出甲、乙滑轮组的机械效率，比较得出η1、η2的大小关系；
(4)利用P=W总t求甲、乙装置中拉力的功率之间的关系。
本题考查滑轮组中力、功、功率和机械效率的大小比较，关键是n的确定以及根据柱状图得出总功和有用功的大小。
11.【答案】1600 100 80%
【解析】解：(1)克服材料的重做的有用功：W有=Gh=400N×4m=1600J；
(2)由图可知n=2，绳子自由端移动的距离：s=nh=2×4m=8m；
拉力做的总功：W总=Fs=250N×8m=2000J，
拉力做功的功率：P=W总t=2000J20s=100W；
(3)滑轮组的机械效率：η=W有W总×100%=1600J2000J×100%=80%。
故答案为：1600；100；80%。
(1)利用W有=Gh求克服材料的重做的有用功；
(2)由图可知n=2，绳子自由端移动的距离s=nh，利用W总=Fs求拉力做的总功；利用P=W总t求拉力做功的功率；
(3)利用η=W有W总×100%求滑轮组的机械效率。
本题考查使用滑轮组时绳子自由端的拉力、有用功、总功、功率和机械效率的计算以及功的原理的应用，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。
12.【答案】32
【解析】解：由图可知，绳子的有效段数为n=2，则拉力F通过的距离：s=ns物=2s物；
拉力F所做的功为总功，克服摩擦力所做的功为有用功，
所以滑轮组的机械效率为：η=W有W总=fs物Fs=f2F×100%，
故物体受到的摩擦阻力为：f=2Fη=2×20N×80%=32N。
故答案为：32。
由图确定绳子的有效段数，根据s=ns物可知拉力F通过的距离，拉力F所做的功为总功，克服摩擦力所做的功为有用功，根据η=W有W总×100%=fnF×100%求出物体受到的摩擦阻力。
本题考查机械效率公式的运用，明确绳子的有效段数和有用功的含义是关键。
13.【答案】180 62.5 变大
【解析】解：使用动滑轮时，n=2，提升重物做的有用功W有用=Gh=100N×3m=300J。
总功W总=Fs=80N×3m×2=480J。
额外功W额=W总−W有用=480J−300J=180J。
该滑轮的机械效率：
η=W有W总×100%=300J480J×100%=62.5%。
额外功是因为克服动滑轮重力而产生的，减小动滑轮的质量，则动滑轮的重力会变小，
所以额外功会变小，有用功不变，根据η=W有W总=W有W有+W额可知，机械效率变大。
故答案为：180；62.5%；变大。
已知物体重力和升高的高度，根据W有=Gh可求出有用功，还知道拉力和动滑轮绳子段数，根据W总=Fs=Fnh可求总功，总功减有用功就是额外功；
利用η=W有W总×100%求出滑轮的机械效率。
根据机械效率η=W有W总=W有W有+W额，动滑轮重力减小，额外功减小，有用功一定，可判断机械效率的变化
本题考查功的计算，有用功和额外功的计算，滑轮组的机械效率；要理解额外功的产生原因和增大滑轮组机械效率的方法。
14.【答案】360
40
40
90%
【解析】略
15.【答案】匀速 丙 80% 错误 1、2 越低
【解析】解：(1)实验时，需要读出测力计的示数，所以需要匀速缓慢的拉动测力计，以方便读数。
(2)由表中数据可得，钩码移动的距离为0.1m时，绳子端移动的距离为0.4m，则绳子的股数为：n=，即动滑轮上有4股绳，所以丙图符合题意。
由表中数据可得，有用功为：W有=G3h3=4N×0.1m=0.4J；
总功为：W总=F3S3=1.25N×0.4m=0.5J；
机械效率为：η=W有W总=%；
(3)对比2、4的数据发现，其它条件不变，只改变物体提升的高度，机械效率是不变的，所以猜想Ⅰ是错误的。
(4)要想得到同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高的结论，需要保证滑轮组不变，重物提升的高度也不变，只改变重物的重力，所以表中1、2号实验符合条件。
(5)对比2、3次实验可以发现，重物的重力不变，提升的高度也不变，但滑轮组中动滑轮的个数增多了，且动滑轮个数越多，机械效率越低，所以可得结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
故答案为：(1)匀速；(2)丙；80%；(3)错误；(4)1、2；(5)越低。
(1)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于绳子的拉力大小；
(2)分析表中数据可得出第3次实验绳子的有效股数，据此回答；
(3)根据表格中的数据，利用控制变量法分析猜想I是否正确；
(4)研究滑轮组机械效率与物体重力关系时，需要控制滑轮组相同，提升物体的重力不同；
(5)根据2、3两次实验数据，利用控制变量法得出结论。
本题研究影响滑轮组机械效率因素，考查实验原理、注意事项及数据分析归纳结论的能力。
16.【答案】匀速 1.8 74.1 使用同一滑轮组，物重越大，机械效率越高 2、3 偏低
【解析】解：(1)实验中要沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；
(2)图示弹簧测力计的1N之间平均分成5等份，所以其分度值为0.2N；指针所指示的刻度值为1.8N；
第一次实验机械效率：
η=W有用W总×100%=GhFs×100%=4N××0.3m×100%≈74.1%；
(3)由1、2两次实验数据可知，使用同一滑轮组，物重越大，机械效率越高；
(4)比较第2、3次实验数据可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低；
(5)在丁图中，若拉力F向右倾斜，则拉力变大，总功变大，有用功不变，故测出的机械效率将偏低。
故答案为：(1)匀速；(2)1.8；74.1；(3)使用同一滑轮组，物重越大，机械效率越高；(4)2、3；(5)偏低。
(1)实验过程中要匀速直线拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；
(2)弹簧测力计使用前要观察它的量程和分度值，再根据指针所指示的刻度去读数；根据表中数据利用η=W有用W总×100%求第一次实验机械效率；
(3)根据表中数据分析得出结论；
(4)不考虑绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率跟提起的物重、动滑轮的重有关，在提起的物重一定时，动滑轮越重，机械效率越低；在动滑轮重相同时，提起的物体越重，机械效率越高；
(5)分析拉力F向右倾斜时大小的变化，得出机械效率的变化。
此题是“探究滑轮组的机械效率”实验，考查了滑轮组机械效率的计算，根据数据分析影响滑轮组效率的因素，同时考查了测力计的读数问题，要细心分析每一个问题。
17.【答案】小 大 缓
【解析】解：(1)W有=Gh=0.5N×0.28m=0.14J；
W总=Fs=0.45N×0.4m=0.18J；
η=W有W总=×100%=77.8%。
(2)由表中数据知，斜面的粗糙程度、物重、斜面长不变，斜面越缓，拉力越小，机械效率越低。反之，拉力越大，机械效率越大；
(3)由(2)中的分析可知楼梯越缓，上楼所用的力越小。
故答案为：
(1)77.8；
(2)小，大；
(3)缓。
(1)首先分清那是有用功、总功，要明确斜面机械效率的计算公式，去计算机械效率；
(2)斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、物重、斜面的倾斜程度有关，根据表格中变化的量和不变的量可以判断影响拉力大小以及机械效率的因素；
(3)由(2)中的分析可知楼梯的陡缓与上楼所用力的关系。
本题的难点是分析数据找出规律，需要根据学过的理论知识合理的分析并准确的表达；斜面是省力的机械，能够分清哪是有用功，哪是总功是解题的关键，有用功等于物体重力和斜面高度的乘积，总功等于拉力和斜面长度的乘积。
18.【答案】1250 5 125 220
【解析】解：(1)由图2可知，当s为10m时，拉力做的功：W总=1250J，
由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，
由s=nh可得，筐和泥土上升的高度：h=sn=10m2=5m；
(2)由W总=Fs可得，拉力：F=W总s=1250J10m=125N，
因不计绳重和摩擦，
所以，由F=1n(G泥土+G动滑轮和筐)可得，筐中泥土的重力：G泥土=nF−G动滑轮和筐=2×125N−30N=220N；
(3)拉力做的有用功：W有=G泥土h=220N×5m=1100J，
则本次利用该装置提升泥土的机械效率：η=W有W总×100%=1100J1250J×100%=88%。
故答案为：(1)1250；5；(2)125；220；(3)本次利用该装置提升泥土的机械效率为88%。
(1)根据图2读出s为10m时拉力做的功，由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出筐和泥土上升的高度；
(2)根据W总=Fs求出拉力的大小，不计绳重和摩擦，利用F=1n(G泥土+G动滑轮和筐)求出筐中泥土的重力；
(3)根据W有=G泥土h求出拉力做的有用功，利用η=W有W总×100%求出本次利用该装置提升泥土的机械效率。
本题考查了做功公式和滑轮组机械效率公式、滑轮组拉力公式的应用等，明确有用功和总功的含义以及从图象中获取有用的信息是关键。实验次数
钩码的重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2
0.1
0.90
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.50
0.3
88.9%
3
4
0.1
1.25
0.4
4
4
0.2
1.50
0.5
88.9%
实验次数
钩码重力G/N
提升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
0.3
2
8
0.1
3.2
0.3
83.3%
3
8
0.1
2.0
0.5
80.0%
斜面坡度
斜面粗糙程度
物重G(N)
斜面高度h(m)
沿斜面拉力F(N)
斜面长L(m)
有用功W有(J)
总功W总(J)
机械效率η(%)
30°
粗糙
0.5
0.20
0.35
0.4
0.10
0.14
71.4
60°
粗糙
0.5
0.28
0.45
0.4
0.14
0.18
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