專題21機(jī)械效率

知識小結(jié)

Gh

原理「=而

對我們有用的,.為了達(dá)到有用

某一目的而必須做的功。功%什測量

工具,刻度尺、彈簧測力計(jì)

，

測

在工作時，對人們沒有用，額外銀二、量

滑

但又不得不做的功。功歷期0癡輪探究方法。控制變量法

組

有用功與額外功之和，總功功的豎直向上勻速拉動

相

械

RPW0=卬席用+卬「外W魚」彈簧測力計(jì)并讀數(shù)

效

率關(guān)鍵點(diǎn)I------------------

◎-------f改變物重，多測幾次

有用功跟總功的比值。定義使用同一滑輪組，提升

機(jī)械的物體越重，機(jī)械效率

W*用,1

公式「效率r效率結(jié)論越高

W^=Gh

wWwn=Gh

W航Es

滑輪斜面

GL的為

n組的J嗎用

5節(jié)后71二-------二-G?h

vwFI

tnM&

減小動滑輪重、繩

效率，效率影響斜面的傾斜程度

重、摩擦阻力，增加提高機(jī)械效

啰駕物體與斜面之間的摩

被提升物體的重力、率的辦法，

「擦力

考點(diǎn)清單

回知識點(diǎn)一有用功和額外功

1.演示：研究使用動滑輪是否省功

直接用彈簧測力計(jì)將一個重物緩慢地提升一定的高度，

彈簧測力計(jì)的拉力對重物做的功為?。辉儆脧棞y為計(jì)通過一

實(shí)驗(yàn)思路

個動滑輪吊起重物，使重物上升相同的高度，彈簧測力計(jì)的拉

力做的功為也，比較明和明的大小

實(shí)驗(yàn)器彈簧測力計(jì)、鉤碼、：直尺、細(xì)繩、動滑輪、鐵架臺

實(shí)驗(yàn)過程(1)如圖所示，用彈簧測力計(jì)勻速拉動鉤碼上升一定距離

讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)F,并記下鉤碼上升的高度。

1

(2)用彈簧測力計(jì)拉著動滑輪勻速上升，使鉤碼上升相同的

高度,讀出此時彈簧測力計(jì)的示數(shù)F和繩子自由端移動的距離,

記人表格中。

力移動的距離力做的功

F=2Nh=0.2mW1=Fh=0.4J

實(shí)驗(yàn)過程

z

F=l.2Ns=0.4mZ

W2=F3=0.48J

(3)更換鉤碼，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)

從表中記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，使用動滑輪做的功比

不使用動滑輪做的功多，這是因?yàn)樵谑褂脛踊喬嵘矬w時，

分析與論證

拉力不但對物體做功，還要對動滑輪做功以及克服繩重及動

滑輪上的摩擦做功，因此，W2>W1

實(shí)驗(yàn)結(jié)論使用動滑輪不省功

拓展

對于使用機(jī)械做功的理解

(1)不考慮摩擦和機(jī)械的自重的機(jī)械，稱為理想機(jī)械。在理想機(jī)械中，人們對機(jī)械做

的功W=Fs與機(jī)械對物體做的功W，=Gh相等。

(2)考慮摩擦和機(jī)械的自重。在實(shí)際機(jī)械中，人們對機(jī)械所做的功W=Fs大于機(jī)械對

物體所做的功W'=Gh,即W>W'o

(3)使用任何機(jī)械都不能省功，這是功的原理。功的原理對一切機(jī)械都適用，被譽(yù)為

“機(jī)械的黃金定律”。

2

點(diǎn)撥

“不省功”有兩層含義：其一是對于理想機(jī)械，使用機(jī)械所做的功跟不用機(jī)械所做的

功相等；其二是對于非理想機(jī)械，使用機(jī)被要費(fèi)功，功是指使用機(jī)械時，人們所做的功要

大子不用機(jī)械而直接用手所做的功，多做的那一部分功，就是克服機(jī)械自重和摩擦所做

的功。

2.有用功、額外功和總功

(1)有用功：提升重物時，將重物提升一定高度所做的功叫作有用功，用W有用表示。

有用功是為了達(dá)到某一目的而必須要做的功。

(2)額外功：若使用動滑輪提升重物，我們還不可避免地要克服動滑輪本身所受的重

力及摩擦力等因素的影響而多做一些功，這部分功叫作額外功，用皿額外表示。額外功是

對人們沒有用但又不得不做的功。

(3)總功：有用功與額外功之和是總共做的功，叫作總功，用勿〃表示，

W總=卬有序+W額外。總功指拉力做的功，即動力做的功，即WQFS。

注意

有用功和額外功并不是絕對的。例如，從井中提水，對水做的功是有用功，對桶做

的功是額外功；如果桶掉井里了，為了把桶提上來，那么，對桶做的功是有用功，對水

做的功是額外功。

例題：建筑工地上，起重機(jī)幾分鐘就能把所需的磚運(yùn)送到樓頂，如果人使用滑輪組來提

升則需要幾個小時，其原因是()

A.起重機(jī)的功率大，做功多

B.起重機(jī)的功率大，做功快

C.起重機(jī)的機(jī)械效率高，做的有用功多

D.起重機(jī)的機(jī)械效率高，做的額外功少

解：AB、使用起重機(jī)和滑輪組，將相同的磚送到樓頂，起重機(jī)的功率大，功率越大做

功越快，故A錯誤，B正確；

CD、兩種方式做的有用功相同，但不知道額外功大小關(guān)系，不能確定總功大小關(guān)系，也就

不知道機(jī)械效率大小關(guān)系，故CD錯誤。

故選：Bo

3

例題：《天工開物》是我國第一部關(guān)于農(nóng)業(yè)和手工業(yè)生產(chǎn)的綜合性科技制作，蘊(yùn)含了大

量的物理知識，對下列場景所對應(yīng)物理知識的分析錯誤的是（）

甲乙丙丁

A.圖甲，六槳客船：停止劃水，船仍能前行是因?yàn)榇袘T性

B.圖乙，獨(dú)輪推車：推獨(dú)輪車沒有推動時，推力小于摩擦力

C.圖丙，制糖：往桶里加水，水對桶底的壓強(qiáng)會逐漸變大

D.圖丁，桔棒汲水：利用了杠桿原理，能省力但不能省功

解：A、停止劃水，船仍能前進(jìn)是因?yàn)榫哂袘T性，故A正確；B、因?yàn)楠?dú)輪車沒有推動，

所以處于靜止?fàn)顟B(tài)，車受到平衡力的作用，所以水平方向的推力等于車所受的摩擦力，故

B錯誤；C、往桶里加水，水的深度增加，由p=Pgh可知，水對桶底壓強(qiáng)逐漸變大，故C

正確；D、由圖可知，用桔棒裝水，運(yùn)用了杠桿原理，使用任何機(jī)械都不能省功，還要多做

額外功，故D正確。故選：Bo

龍知識點(diǎn)二機(jī)械效率

1.定義：有用功跟總功的比值叫作機(jī)械效率。

3.物理意義：機(jī)械效率是標(biāo)志機(jī)械做功性能好壞的物量，有用功占總功的比例越大,

機(jī)械效率越高；這個機(jī)械的性能越好。

4.功、功率與機(jī)械效率辨析

項(xiàng)目功功率機(jī)械效率

有用功在總場中

物理意義力的作用顯示出的成效做功的快慢

所占的比例

力與物體在力的方向上移單位時間內(nèi)做的有用功與總功的

概念

動距離的乘積功比值

符號WPn

4

w后中

公式W=Fs1]=^^

P哼W總

關(guān)系功率與功的關(guān)系是，但功率與機(jī)械效率無關(guān)

注意

(1)機(jī)械效率是有用功與總功之比。

(2)使用機(jī)械做功，不可避免地存在摩擦等，因此額外功是不可避免的，所以有用功

總小于總功，機(jī)械效率總是小于1?機(jī)械效率通常用百分?jǐn)?shù)表示，如起重機(jī)的機(jī)械效率

為40%~50%,抽水機(jī)的機(jī)械效率為60%~80%等。

(3)機(jī)械效率與功率是兩個不同的概念，它們之間無直接關(guān)系。

5.機(jī)械效率的計(jì)算

對于三種簡單機(jī)械的機(jī)械效率的計(jì)算總結(jié)如下：

項(xiàng)滑輪組

杠桿斜面

目豎放橫放

尸…幺

，干S

圖示

，匚

，，，〃*”，，《人，，，，，，

理S物

克服物體與地面間

有用提升重物所做的提升重物所做的功提升重物所做的功

的摩擦力所做的功

功功W有用=Ghw有用=GhW有用=Gh

W有用=Fs物

①克服杠桿自身①克服動滑輪自身

重力和摩擦力所重力、繩重、摩擦力

做的功故的功克服重物與斜面間的

克服機(jī)械之間的摩擦

W額外=卬總-w有用W額外有用摩擦力所做的功

力所做的功

額②忽略摩擦?xí)r，②忽略繩重和摩擦W額外=w總-W有用或

w額外=卬總一0有用

外克服杠桿自身重時，克服動滑輪自身W額外=Ffi

功力做功為額外功重力做功為額外功

W額產(chǎn)桿HW額外=6動11

5

總對杠桿（動力F）繩端拉力所做的功繩端拉力所做的功

拉力所做的功WT=F1

功所做的功W單=Fs二FsWfFS繩

1cW有用GhG1n一卬右用

1.n=------=—=—1.1L-,

W邙FsnFW總Fl

機(jī)械

_W有用一G"2.不計(jì)繩重和摩擦_W有用JfS繩_阿

效率nn

W呂~Fs_GhGW總FS繩nFOcW有用Gh

H—2.n=------=--------

Gh+G-rhG動+G動fW總Gh+Ffl

S為拉力移動的距S為繩子自由端移動S繩為繩子自由端移動

離，h為重物被提的距離，h為重物被的距離，S物為物體運(yùn)

說明升的高度，H為杠提升的高度，n為承動的距離，n為承擔(dān)h為斜面高度，1為斜

桿重心上升的高擔(dān)重物的繩子的段物體所受摩擦力的繩面長度

度數(shù)子的段數(shù)

點(diǎn)撥

一般情況下，使用各種機(jī)械的目的若是將物體舉高，則人們克服物體重力所做的功

是有用功，克服其他力所做的功是額外功，動力所做的功一定是總功。若是水平拉動物

體，克服物體與水平面間摩擦力所做的功為有用功，動力所做的功為總功。

例題：關(guān)于功、功率、機(jī)械效率，下列說法不正確的是（）

A.功率大的機(jī)器，做功不一定多

B.做功快的機(jī)器，功率一定大

C.機(jī)械效率高的機(jī)械，所做的有用功一定越多

D.有用功在總功中所占的比例越大，機(jī)械效率一定越高

解：A、由W=Pt可知，做功多少由于功率和做功時間有關(guān)，時間不確定無法比較做功

多少，故A正確；

B、功率反映做功的快慢，功率大則做功快，功率小，則做功慢，故B正確；

C、機(jī)械效率是有用功與總功的比值，機(jī)械效率高的機(jī)械，所做的有用功不一定多，故C錯

誤；

D、機(jī)械效率是有用功與總功的比值，有用功在總功中所占的比例越大，機(jī)械效率一定越高，

故D正確。

故選：Co

富知識點(diǎn)三測量滑輪組的機(jī)械效率

6

1.實(shí)驗(yàn)：測量滑輪組的機(jī)械效率

.W有用_G4

實(shí)驗(yàn)

Fs

原理

實(shí)驗(yàn)

定滑輪和動滑輪組成的滑輪組、彈簧測力計(jì)、鉤碼、刻度尺

器材

⑴用彈簧測力計(jì)測出鉤碼所受的重力G,按照圖甲所示安裝滑輪組，分別記下

鉤碼和繩端的位置。

實(shí)驗(yàn)

過程

(2)如圖乙所示，豎直勻速緩慢拉動彈簧測力計(jì)，使鉤碼升高，讀出拉力F

的值，并用刻度尺測出鉤碼上升的高度h和繩端移動的距離s,將這三個量填人表格

⑶應(yīng)用公式W有用=Gh、W&=Fs,n=等里分別求出有用功W有用、總功W總、機(jī)

械效率n,并填入表格。

(4)改變鉤碼的數(shù)量，再做兩次上面的實(shí)驗(yàn)，如表格第廣3次實(shí)驗(yàn)。

7

實(shí)驗(yàn)序號1234

鉤碼所受的重力G/N1.534.51.5

提升高度h/m0.40.40.40.4

實(shí)驗(yàn)

有用功W有用/J0.61.21.80.6

表格

拉力FN0.71.21.70.6

繩端移動的距離s/m1.21.21.22

總功W/J0.841.442.041.2

機(jī)械效率n71%83%88%50%

由1、2、3次實(shí)驗(yàn)可知，提升的鉤碼重力增加時,有用功增加額外功基本不變（克

服摩擦力及動滑輪重力做的功基本不變）

w有用w石田

5可知，機(jī)械效率會升高。同一裝置的械效率與被提升的物重

實(shí)驗(yàn)

分析有關(guān)，物重增大，機(jī)械效率升高。由1、4兩次實(shí)驗(yàn)可知，使用兩個滑輪組提升相同的

鉤碼，做的有用功相同，但滑輪組丙的動滑輪個數(shù)多，所做的額外功多，由n

W有用+魯W額外可知，當(dāng)有用功相同時,額外功越多，機(jī)械效率越低,故滑輪組丙的機(jī)械效

率小于滑輪組甲的機(jī)械效率

①同一裝置的機(jī)械效率并不是固定不變的，與被提升的物重有關(guān)，物重增大，

探究機(jī)械效率升高；

歸納②機(jī)械效率還與機(jī)械裝置本身有關(guān)，與其結(jié)構(gòu)、輕巧程度以及潤滑程度都有關(guān)

系

◎拓展

T|二二的推導(dǎo)過程

nF

實(shí)驗(yàn)中，如果滑輪組已經(jīng)組裝好，不用刻度尺測出S和h,也可以測出滑輪組的機(jī)械

效率，其推導(dǎo)過程如下（n為承擔(dān)工作負(fù)

荷的繩子段數(shù)）：71=卷$詈普=與

W苫FsFnhnF

注意

若用同一滑輪組提升相同的重物，在不計(jì)繩重和摩擦的情況下，只改變繞繩方式，

由元一^可知，機(jī)械效率大小不變。

G+G動

◎拓展

8

探究影響斜面機(jī)械效率的因素實(shí)驗(yàn)器材：桌面、木塊、木板、小車、刻度尺、彈簧測

力計(jì)、細(xì)繩等。

實(shí)驗(yàn)過程:①將木板用一木塊墊起，使其傾斜程度較小，彈簧測力計(jì)沿斜面將小車從

斜面底端勻速拉到斜面頂端，記下小車移動的距離s,并測出斜面的高度h,拉力F,如圖

12-4-7o②改變木板一端墊起的高度兩次，使斜面較陡和最陡，重復(fù)實(shí)驗(yàn)過程，

圖12-4-7

實(shí)驗(yàn)記錄：將數(shù)據(jù)記錄在下表中，并計(jì)算后填入相關(guān)值，以下為某次實(shí)驗(yàn)的記錄。

斜面的小車重沿斜面

斜面高斜面長有用功總功機(jī)械效

傾斜程力拉力

度h/ms/mW有用/Jw總/J率n

度GNF/N

較緩50.21.98111.9851%

較陡50.42.92122.9268%

最陡50.63.8133.879%

得出結(jié)論：斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)，斜面越陡，機(jī)械效率越高。

3.機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)

（1）與動滑輪重力、繩重和各部分的摩擦有關(guān)（W額外）。

（2）與提升物體的重力有關(guān)，G物越大，n越高（W有用）。

（3）機(jī)械效率的高低與是否省力、具體做功的多少、滑輪組繩子的繞法、提升物體

的高度無關(guān)。

3.機(jī)械效率具有“可變性”

w有由

由公式：n=-~罌一可知，如果該機(jī)械的額外功w額外一定，有用功w有用越大，機(jī)

械效率n越高。比如用同一個滑輪組把一塊巨石和一塊較小石塊提起相同的高度，前者的

機(jī)械效率較高。由此可見，對同一個機(jī)械，它的機(jī)械效率也是可變的，而不是某一固定值。

9

4.提高機(jī)械效率的方法

(1)盡量減少額外功，采取減輕機(jī)械本身的質(zhì)量和加潤滑油減小摩擦的辦法。

(2)當(dāng)額外功一定時，在機(jī)械能承受的范圍內(nèi)增加所做的有用功(如使用滑輪組提升

物體時，在繩子能承受拉力的范圍內(nèi)，盡可能增加每次提起的重物質(zhì)量)，充分發(fā)揮機(jī)械

的作用。

注意

機(jī)械效率高低的判斷方法

機(jī)械效率由有用功和總功兩個因素決定，分析機(jī)械效率高低時不能只考慮一個因素。

①當(dāng)總功一定時，機(jī)械所做的有用功越多，或額外功越少，機(jī)械效率就越高。②當(dāng)有用功

一定時，機(jī)械所做的總功越少，或額外功越少，機(jī)械效率就越高。③當(dāng)額外功一定時，機(jī)

械所做的總功越多，有用功在總功中所占的比例就越大，機(jī)械效率就越高。

例題：轆粉是從杠桿演變來的汲水工具。據(jù)《物原》記載：“史佚始作轆護(hù)?！比鐖D

所示，人們借助轆護(hù)從井中汲水時，轉(zhuǎn)動搖把，使繩子在軸筒上不斷疊繞，從而將水桶從

井中提出。轆涉作為古代的簡單機(jī)械，下列說法正確的是()

A.將桶中的水盡量裝滿一些可以提高機(jī)械效率

B.使用更加沉重的木桶打水可以提高機(jī)械效率

C.更加快速的轉(zhuǎn)動搖把打水可以提高機(jī)械效率

D.用現(xiàn)代技術(shù)改良可以將機(jī)械效率提高到100%

解：：A、取水時克服水重做的功是有用功，克服桶重做的功是額外功，將桶中的水盡

量裝滿一些，可以增大有用功，能提高機(jī)械效率，故A正確；

B、在有用功不變時，增加水桶的質(zhì)量可以增大額外功，則可以降低機(jī)械效率，故B錯誤;

C、增大轉(zhuǎn)動搖把的速度，在水的重力不變的情況下，有用功不變，額外功不變，因此機(jī)械

效率不變，故C錯誤；

D、任何機(jī)械在使用過程中都會有額外功，特別是摩擦力做的功是無法避免的，因此通過現(xiàn)

10

代科技改良后，轆轅的機(jī)械效率也不會達(dá)到100%,故D錯誤。

故選:Ao

習(xí)題精選

1.在勞動實(shí)踐活動中，小明在水平地面與車廂間用木板搭一斜面，并用平行于斜面的250N推力，將重為

600N的貨物勻速地從斜面底端推到頂端的車廂，如圖所示。己知斜面長L為6m,斜面高h(yuǎn)為1.5m。不

計(jì)空氣阻力，這一過程中（）

A.貨物受到木板的摩擦力沿斜面向上

B.貨物受到的摩擦力大小為100N

C.斜面可以省力也可以省功

D.小明所做的有用功為3600J

【答案】B

【解答】解：A、小明推著貨物沿斜面向上運(yùn)動，則貨物受到木板的摩擦力沿斜面向下，故A錯誤;

BD、小明克服貨物重力做的有用功為：

Wfl=Gh=600NX1.5m=900J,

小明所做的總功為：

Wfi=FL=250NX6m=1500J,

根據(jù)W總=W"W額可知，小明做的額外功為：

W額=\￥總-W有=1500J-900J=600J,

則物體受的摩擦力為：

f=［多==100N,故B正確、D錯誤；

L6m

C、由功的原理可知，使用斜面可以省力，但不能省功，故C錯誤。

故選：Bo

11

2.如圖所示為我國古代勞動人民在建筑工地上運(yùn)送大木料的情境，對于此圖片提供的信息，下列說法正確

的是（）

A.大木料下放置小圓木是為了增大摩擦

B.支架下墊有石塊是為了增大地面所受的壓強(qiáng)

C.工人使用的橫桿相當(dāng)于省力杠桿

D.抬起大木料的過程中使用橫桿可以省功

【答案】C

【解答】解：A、大木料下放置小圓木，這樣變滑動為滾動，是為了減少摩擦，故A錯誤；

B、支架下墊有石塊是為了增大受力面積，減小對地面的壓強(qiáng)，故B錯誤；

C、橫桿移動木料時，在使用過程中，動力臂大于阻力臂時，能夠省力，相當(dāng)于省力杠桿，故C正確;

D、使用任何機(jī)械都不能省功，故D錯誤。

故選：Co

3.如圖展示了我國古代勞動人民的智慧成果，對其中所涉及的物理知識說法不正確的是（）

甲乙丙丁

A.圖甲：古人用桔棒提水既省力又省功

B.圖乙：天壇圜丘利用了聲音的反射

C.圖丙：拔火罐利用了大氣壓

D.圖?。浩び皯蚶昧斯獾闹本€傳播

【答案】A

【解答】解：A、任何機(jī)械都不能省功，如圖丁，古人用桔棒提水可以省力但不能省功，故A錯誤；

B、天壇圜丘利用了聲音的反射，圜丘頂層的天心石上說話時，回聲與原聲混在一起，聲音得到加強(qiáng),

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聲音特別洪亮，故B正確；

C、罐子會吸附在皮膚上，是因?yàn)楣迌?nèi)氣壓小于外界的大氣壓，利用了大氣壓，故C正確；

D、皮影戲是利用了光沿直線傳播，故D正確。

故選：Ao

4.中國古代的“四大發(fā)明”影響了世界，來自“一帶一路”沿線的20個國家的青年們，評選出了對人們

的生活影響極大的中國“新四大發(fā)明”一一高鐵、支付寶、共享單車、網(wǎng)購。關(guān)于“新四大發(fā)明”，下

列說法中正確的是（）

A.高鐵站臺設(shè)置黃色安全線，是為了避免乘客過于靠近運(yùn)行中的列車被“吸”進(jìn)軌道

B.支付盒子靜止在水平桌面上時，它對水平桌面的壓力和桌面對它的支持力相互平衡

C.騎共享單車上坡走S形路線，相當(dāng)于增加了斜面的長，可以省功，因而上坡更容易

D.行駛在平直路面的電動無人快遞車關(guān)閉電源后會停下，說明物體運(yùn)動需要力來維持

【答案】A

【解答】解：A.人離高速列車比較近時，高速列車的速度很大，人和高速列車之間的空氣流動速度很

大，壓強(qiáng)小，人外側(cè)的空氣流速小，壓強(qiáng)大，人受到外側(cè)壓強(qiáng)大于內(nèi)側(cè)受到的壓強(qiáng)，受到向外的壓力小

于向內(nèi)的壓力，乘客在壓力差的作用下容易被''吸"進(jìn)軌道，設(shè)置黃色安全線可以避免，故A正確；

B.支付盒子靜止于水平桌面上，它受到的重力和桌面對它的支持力大小相等、方向相反、作用在同一

個物體上、作用在同一條直線上，它們是一對平衡力，使盒子平衡，而它對水平桌面的壓力和桌面對它

的支持力是一對相互作用力不能使盒子平衡，故B錯誤；

C.騎共享單車上坡走S形路線，相當(dāng)于增加了斜面的長，利用斜面可以省力，但不能省功，故c錯誤；

D.力不是維持物體運(yùn)動的原因，關(guān)閉電源后電動無人快遞車會很快停下，是因?yàn)槭艿侥Σ亮Φ淖饔茫?/p>

是摩擦力改變了電動無人快遞車的運(yùn)動狀態(tài)，故D錯誤。

故選：Ao

5.如圖所示是小明參加勞動實(shí)踐活動的情景。下列說法正確的是（）

A.甲圖：在木箱下墊上圓木可以減小接觸面積來減小摩擦力

13

B.乙圖：吸盤被壓在墻上，吸盤受到的壓力與墻對吸盤的彈力二力平衡

C.丙圖：澆花的噴壺是利用流體的流速越大壓強(qiáng)越小的原理工作的

D.丁圖：利用斜面搬運(yùn)貨物可以省力，也可以省功

【答案】B

【解答】解：A.甲圖中，在木箱下墊上圓木可以變滑動為滾動來減小摩擦力，故A錯誤；

B.乙圖中，吸盤被壓在墻上，水平方向吸盤受到的壓力與墻對吸盤的彈力二力平衡，故B正確；

C.丙圖中，澆花的噴壺是利用瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)大于大氣壓原理工作的，故C錯誤；

D.丁圖中，利用斜面搬運(yùn)貨物可以省力，不能省功，故D錯誤。

故選：Bo

6.用如圖所示的裝置測量提升物體所做的功。經(jīng)測量，斜面長s=0.6m,高h(yuǎn)=0.3m,圖甲中用彈簧測力

計(jì)沿斜面勻速拉動小車至高度h處，測力計(jì)示數(shù)Fi=5.5N,圖乙中沿豎直方向勻速提升小車，使之上升

高度h,測力計(jì)示數(shù)F2=10N。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法中錯誤的是（）

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F1做功為3.3J

D.拉力F2做功為3J

【答案】B

【解答】解：AB、根據(jù)斜面的工作特點(diǎn)和功的原理可知，利用斜面提高物體可以省力，但不能省功，故

A正確、B錯誤；

C、由W=Fs可知，拉力F1做功Wi=Fis=5.5NX0.6m=3.3J,故C正確；

D、拉力F2做功W2=F2h=10NX0.3m=3J,故D正確。

故選：Bo

7.中華文明源遠(yuǎn)流長，古人的智慧除四大發(fā)明以外，還有許多值得我們學(xué)習(xí)的機(jī)械。絞車是與轆粉相似的

另一種機(jī)械，它從唐代起便被普遍應(yīng)用，成為建筑、軍事必備器械之一。如圖是我國古人利用絞車提升

14

巨石的情景，下列說法正確的是（）

A.使用此裝置可以省功

B.上方的滑輪可以改變力的方向

C.使用此裝置可以省距離

D.絞車由動滑輪、定滑輪及輪軸組成

【答案】B

【解答】解：A、由功的原理可知，使用任何機(jī)械都不省功，所以此裝置不能省功，故A錯誤;

B、由圖可知，上方的滑輪屬于定滑輪，可以改變力的方向，故B正確；

C、輪軸的輪半徑大于軸半徑，使用時動力作用在輪上，省力但費(fèi)距離，故C錯誤；

D、由圖可知，絞車由上方的定滑輪及下面的輪軸組成，沒有用到動滑輪，故D錯誤。

故選：B?

8.關(guān)于圖中所示的四個物理情境，下列說法中正確的是（）

A.圖甲中，人穿旱冰鞋推墻，人對墻的推力與墻對人的支持力是一對平衡力

B.圖乙中，人用力推石頭，石頭未動，是因?yàn)槿说耐屏π∮谑^受到的摩擦力

C.圖丙中，人用水平推力推著車在水平地面上做勻速直線運(yùn)動，人對車做了功

15

D.圖丁中，人兩次將相同的鉤碼提升相同高度，使用動滑輪不僅省力還能省功

【答案】C

【解答】解：A、圖中人穿溜冰鞋推墻，她對墻的推力作用在墻上，墻對她的作用力作用在人上，二力

不是作用在同一個物體上，所以不是一對平衡力，故A錯誤；

B、人用力推石頭，石頭未動，即石頭處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到平衡力作用，所以人的推力等于石頭受到的

摩擦力，故B錯誤；

C、人用水平推力推著車在水平地面上做勻速直線運(yùn)動，則車在水平推力的方向上移動了距離，所以推

力對購物車做了功，故C正確；

D、使用動滑輪可以省力，動滑輪不能改變力的方向；使用任何機(jī)械都不能省功，省多少倍的力就要費(fèi)

多少倍的距離，這個結(jié)論叫功的原理，故D錯誤。

故選：Co

9.將規(guī)格完全相同的滑輪，用繩子繞成圖中的甲、乙滑輪組。使用甲、乙滑輪組分別勻速提升重力為G1、

G2的兩物體，升高相同的高度。繩自由端施加的拉力大小分別為Fi和F2,物重GI>G2,不計(jì)繩重和摩

擦。則此過程中，下列判斷正確的是（）

A.拉力Fi一定大于F2

B.乙滑輪組的機(jī)械效率較高

C.甲、乙兩滑輪組完成的額外功相同

D.Fi做功的功率大于F2做功的功率

【答案】C

【解答】解：A、物重GI>G2,動滑輪重G動相同，由圖可知，甲、乙動滑輪上繩子股數(shù)n分別為3和

1

2,由公式F=^（G+G動）可知，F(xiàn)i與F2的大小關(guān)系不能確定；

BC、己知物體上升的高度h相同，且物重GI>G2,動滑輪重G動相同，由公式\￥有=6%W額=6動卜

可知，甲的有用功大于乙的有用功，兩者的額外功相同，則拉力Fi所做的總功較大，甲有用功占總功的

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比值大，即甲滑輪組的機(jī)械效率較高，故B錯誤、C正確；

D、由P=^可知，不知道做功時間，不能比較功率大小，故D錯誤。

故選：Co

10.如圖所示是一種吊運(yùn)設(shè)備提升物體的簡化模型示意圖，圖中虛線框里是滑輪組（未畫出），滑輪組繩

子的自由端由電動機(jī)拉動。用該設(shè)備將物體A勻速豎直向上提升時，電動機(jī)對滑輪組繩子自由端的拉力

F1為200N,吊運(yùn)設(shè)備對橫桿M點(diǎn)的拉力比不掛物體A時增大了640No然后，將另一個物體B以0.2m/s

的速度豎直向上提升時，電動機(jī)對滑輪組繩子自由端的拉力F2為280N,吊運(yùn)設(shè)備對橫桿M點(diǎn)的拉力比

不掛物體B時增大了960N。不計(jì)繩的質(zhì)量，不計(jì)滑輪與軸的摩擦。下列判斷正確的是（）

電

動

機(jī)

滑輪組掛鉤占

A

A.物體B受到的重力為320N

B.動滑輪受到的重力為260N

C.滑輪組提升物體A的機(jī)械效率為80%

D.拉力F2做功的功率為56W

【答案】C

【解答】解：A、電動機(jī)對滑輪組繩子自由端的拉力為F2時，吊運(yùn)設(shè)備對橫桿M點(diǎn)的拉力比不掛物體B

時增大了960N,增大的拉力應(yīng)等于物體B重力，即物體B受到的重力為960N,故A錯誤；

B、電動機(jī)對滑輪組繩子自由端的拉力為F1時，吊運(yùn)設(shè)備對橫桿M點(diǎn)的拉力比不掛物體A時增大了640N,

GA640N

增大的拉力應(yīng)等于物體A重力，即物體A受到的重力為640N；此時物重與拉力的比為f=——-=3.2,

0200N

故該滑輪組繩子股數(shù)為4；

不計(jì)繩的質(zhì)量，根據(jù)F=[（G+G動）可知，動滑輪受到的重力為：

6動=1^1-GA=4X200N-640N=160N,故B錯誤；

C、不計(jì)繩的質(zhì)量，滑輪組提升物體A的機(jī)械效率為：

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=X100%=80%,C

9=W=IV+V/GAh+Gh=GA+G=640N+160N故正確；

總有額A動用動

D、拉力F2做功的功率為：

p=?=竿=F2v'=F2nv=280NX4X0.2m/s=224W,故D錯誤。

故選：Co

11.如圖甲所示的履帶式起重機(jī)可以用來吊裝重型材料，其前端滑輪組的放大圖如圖乙所示。某次作業(yè)中,

起重機(jī)將9X1()3N的物體勻速吊起5m高，繩端拉力F為4X1()3N,下列說法正確的是()

A.繩端移動的距離為10m

B.起重機(jī)做的有用功為9義10勺

C.滑輪組的機(jī)械效率為75%

D.若只讓起重機(jī)做功的功率變大，其機(jī)械效率將變大

【答案】C

【解答】解：A、由圖乙可知，滑輪組中動滑輪上的繩子段數(shù)n=3,

則繩端移動的距離s=3h=3X5m=15m,故A錯誤；

B、起重機(jī)做的有用功：卬有=Gh=9x103Nx5m=4.5x104/1故B錯誤；

C、繩端拉力做的總功：勿怒=Fs=4X103NX15m=6x104/)

W4

滑輪組的機(jī)械效率：Tl=w^=4,5X147X100%=75%,故C正確；

嗎6x10。

D、功率是指做功的快慢，機(jī)械效率是指有用功占總功的比，二者之間沒有關(guān)系，故讓起重機(jī)做功的功

率變大，其機(jī)械效率不變，故D錯誤。

故選：Co

18

12.研學(xué)實(shí)踐活動時，小明在農(nóng)家樂看到一種農(nóng)具（如圖甲），他查閱資料后知道，這種農(nóng)具是農(nóng)民搗谷

用的“舂”，其工作原理圖如圖乙，AOB為碓桿，O為支點(diǎn)，A處連接著碓頭，腳踏碓桿的B處可使碓

頭升高，抬起腳，碓頭會落下去擊打稻谷，若碓頭的重力為30N,每踩一次碓頭上升的高度為60cm,

AO長1.5m,OB長0.3m,貝!]()

A.舂相當(dāng)于簡單機(jī)械中的省力杠桿

B.不計(jì)碓桿的重力和摩擦，腳至少用15N的力才可以將碓頭抬起

C.每踩一次對碓頭做的功是1800J

D.若Imin將B踩下30次，舂的機(jī)械效率為60%,則人做功的功率是15W

【答案】D

【解答】解：A、由圖乙可知，OB小于OA,動力臂小于阻力臂，故舂相當(dāng)于簡單機(jī)械中的費(fèi)力杠桿,

A錯誤；

B、碓頭的重力為G,OB為動力臂L2,腳對B點(diǎn)的力為F,OA為阻力臂L1,根據(jù)杠桿平衡條件FiLi

=F2L2,

腳至少用150N的力才可以將碓頭抬起，B錯誤；

C、每踩一次對碓頭做的功=Gh=30Nx60x10-2m=18/,C錯誤；

D、設(shè)人每踩一次做的總功為W總，機(jī)械效率為口，則總功勿總=上篙=墨=30/，

若Imin將B踩下30次，則人做的總功W總'=30義W總=30X30J=900J,

功率P=2生=4黑=15勿，D正確。

故選：D。

13.如圖甲所示裝置，小歡用力F向下拉繩子，使物體M在水平地面勻速移動，地面ab、be段粗糙程度不

同。物體M重為400N,動滑輪重為5N,ab=2m,bc=3m。物體M從a點(diǎn)到c點(diǎn)過程中，拉力F與M

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移動距離的關(guān)系如圖乙，忽略繩重及摩擦，下列說法正確的是(

甲乙

A.物體M從a點(diǎn)到c點(diǎn)過程中，繩子自由端移動的距離為15m

B.物體M從a點(diǎn)到c點(diǎn)過程中，拉力F做的總功為420J

C.物體M從ab段到be段，滑輪組的機(jī)械效率不變

D.物體M從a點(diǎn)到c點(diǎn)過程中，克服摩擦力做功為815J

【答案】D

【解答】解：A、由圖可知，n=2,物體M從a點(diǎn)到c點(diǎn)過程中，繩子自由端移動的距離為s，=ns=n

(sab+sbc)=2X(2m+3m)=10m,故A錯誤；

B、ab=2m,bc=3m,繩子自由端移動的距離分別為：

si=2X2m=4m,s2=2X3m=6m,由圖乙知繩子的拉力分別為60N和100N,拉力做的功為：

W=WI+W2=FISI+F2s2=60NX4m+100NX6m=840J,故B錯誤；

C、使物體M在水平地面勻速移動，根據(jù)二力平衡，物體受到的滑動摩擦力等于水平面上繩子的拉力的

大小，因100N大于60N,故可知be段物體受到的滑動摩擦力大，滑輪組的機(jī)械效率為：

_有_有_fs_f=\

"一憶一二—+憶"—fs+G~s—T+G~一—

總有額1動'動1+;

動滑輪的重力不變，物體從ab段到be段，滑動摩擦力變大，故滑輪組的機(jī)械效率變大，故C錯誤；

1

D、忽略繩重及摩擦，根據(jù)F=^(f+G動)可知，ab段物體M受到的摩擦力為：

fi=nFi-G動=2X60N-5N=115N,

同理，be段物體M受到的摩擦力為：

f2=nF2-G動=2X100N-5N=195N,

則物體M從a點(diǎn)到c點(diǎn)過程中，克服摩擦力做功為：

W'=f1Sab+f2Sbc=115NX2m+195NX3m=815J,故D正確。

故選：D。

20

14.用如圖所示的裝置提升重為800N的物體A,動滑輪重為200N。在卷揚(yáng)機(jī)對繩子的拉力F作用下，物

體A在5s內(nèi)豎直勻速上升了1m。在此過程中，不計(jì)繩重和摩擦，下列說法正確的是（）

A.物體A上升的速度為0.5m/s

B.滑輪組的有用功為1000J

C.拉力F的功率為100W

D.滑輪組的機(jī)械效率為80%

【答案】D

【解答】解：A、物體A上升的速度為：

v=*=盤=0.2m/s,故A錯誤；

B、滑輪組的有用功為：

Ww=Gh=800NXlm=800J,故B錯誤；

C、不計(jì)繩重和摩擦，拉力F做的總功為：

W,a=（G+G動）h=（800N+200N）Xlm=1000J,則拉力F的功率為：

P=￥=嚶"=20°W,故C錯誤；

D、不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率為：

Gh^~h=GTG-.=80^+200NxW0%=80%,故D錯誤。