*4.4功的原理（重難點(diǎn)練）

一、單選題

1.在生產(chǎn)和生活中經(jīng)常使用各種機(jī)械，關(guān)于機(jī)械的下列說(shuō)法，正確的是（）

A.使用機(jī)械可以省力、省距離，也可以省功

B.機(jī)械做功越快，機(jī)械效率越高

C.使用機(jī)械可以省力或省距離，但不能省功

D.機(jī)械做功越多，機(jī)械效率越高

【答案】C

【解析】AC.使用機(jī)械有時(shí)是為了省力，有時(shí)是為了省距離，有時(shí)是為了改變力的方向，但都不能省功,

故A錯(cuò)誤，C正確；

BD.由于機(jī)械效率是指有用功所占總功的比例，與做功快慢和做功多少無(wú)關(guān)，故BD錯(cuò)誤。

故選C。

2.下列關(guān)于功、功率、機(jī)械效率的說(shuō)法正確的是（）

A.物體做功越多，功率一定越大

B.機(jī)器的功率越小，機(jī)械效率一定越低

C.功率不同的機(jī)器，做的功一定不相等

D.額外功與總功之比越小，機(jī)械效率一定越大

【答案】D

【解析】A.功率是功與時(shí)間的比值，做功多，若時(shí)間不確定，則功率大小不能確定，故A錯(cuò)誤；

B.機(jī)械效率是有用功與總功之比；機(jī)械功率是物體在單位時(shí)間內(nèi)做的功，機(jī)械效率與機(jī)械功率大小沒有

直接關(guān)系，故B錯(cuò)誤；

C.由印=P/知道，做功多少還受時(shí)間的影響，功率不同的機(jī)器，做的功可能相等，故C錯(cuò)誤；

D.總功包括有用功和額外功，額外功在總功中占比例越小，則有用功在總功中占比例越大，機(jī)械效率越

iW）,故D正確。

故選D。

3.用滑輪組提高重物，下述幾種方法中能夠提高機(jī)械效率的是（）

A.改變繩子的纏繞方法B.增加重物提升高度

C.增加動(dòng)滑輪質(zhì)量D.增加重物質(zhì)量

【答案】D

【解析】A.改變繩子的纏繞方法，對(duì)重物被拉升沒有影響，即對(duì)有用功沒影響；對(duì)動(dòng)滑輪的拉升、動(dòng)滑

輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦也沒有影響，即不影響額外功。所以改變繞繩方式不影響機(jī)械效率。故A不符合題意；

B.增加重物提升高度的時(shí)候，繩端被拉升的距離也變長(zhǎng)了，根據(jù)

W有GhGhG

FsFnhFn

可知，機(jī)械效率并不受影響。故B不符合題意；

C.增加動(dòng)滑輪質(zhì)量，對(duì)有用功沒影響，額外功增加了，所以機(jī)械效率降低了，故C不符合題意；

D.增加重物的質(zhì)量，即增加了重物的重力，在動(dòng)滑輪、摩擦不變的情況下，即額外功不變的情況下，有

用功增加了，所以機(jī)械效率就提高了。故D符合題意。

故選D。

4.甲、乙兩種機(jī)器所做的總功之比是2:3,機(jī)械效率之比是3:1,則它們所做的有用功之比()

A.2:3B.2:1C.2:9D.9:2

【答案】B

【解析】由〃=覆可得

%.

%用=〃喙

則它們有用功之比為

啊■甲_〃甲卯總甲_3_2_2

而一生味乙一百一T

故選B。

5.如圖所示，物體在沿斜面向上的拉力作用下，從斜面底端勻速拉到斜面頂端，已知斜面高為/?,斜面長(zhǎng)

為s,且s=3〃，物體所受重力為G,斜面的機(jī)械效率為50%,若物體受到的拉力和摩擦力分別用F和/表

示，貝I()

LG「2Gc廠2G“2G-F=二產(chǎn)D.F=5六￡

A.F=—f=—B.F=—f=—C.

6J33331326

【答案】c

【解析】根據(jù)題意知道，拉力做的有用功

W有用=Gh

拉力做的總功

W,^=Fs=Fx3h=3Fh

斜面的機(jī)械效率

7=￡=*=￡=5。％

叱總3Fh3F

解得拉力

F=-G

3

克服摩擦力所做的額外功

%=fs=fx3/?=3/=%-%用=3尸/7-Gh=3x^Gh-Gh=Gh

則摩擦力

故C符合題意，ABD不符合題意。

故選C。

6.小明用一豎直向上的力把物體A勻速提到了一定的高度，所做的功為100J。小紅利用某種機(jī)械把相同

的物體A也勻速提到了相同的高度，所做的功為120J,則下列說(shuō)法正確的是（）

A.小紅利用的機(jī)械一定是省力的

B.小紅所做的有用功為120J

C.小紅所做的有用功為100J

D.小紅利用的機(jī)械其機(jī)械效率達(dá)到了100%

【答案】C

【解析】A.利用機(jī)械可能省力也可能費(fèi)力，小紅利用某種機(jī)械不能確定一定省力，故A錯(cuò)誤；

B.小紅利用某種機(jī)械把相同的物體A也勻速提到了相同的高度，所做的功是為120J,即120J是總功，

故B錯(cuò)誤；

C.對(duì)物體做的功是有用功，所以，小紅利用機(jī)械做的有用功等于小明做的功，即100J,故c正確；

D.由于利用機(jī)械就一定做額外功，所以，機(jī)械效率總小于1,機(jī)械效率不可能達(dá)到了100%,故D錯(cuò)誤。

故選C。

7.小明用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究杠桿的機(jī)械效率，實(shí)驗(yàn)時(shí)，將重為G的鉤碼掛在鐵質(zhì)杠桿A點(diǎn)上，彈

簧測(cè)力計(jì)作用于C點(diǎn)，現(xiàn)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，此時(shí)拉力為6，杠桿的機(jī)械效率為7,不計(jì)摩擦,

則（

A.僅將測(cè)力計(jì)移到8點(diǎn)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，機(jī)械效率為〃2,則%

B.僅將鉤碼移到8點(diǎn)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，機(jī)械效率為〃2,則4=7

C.僅將測(cè)力計(jì)移到8點(diǎn)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，此時(shí)拉力為八，則工=與

D.僅將鉤碼移到8點(diǎn)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，此時(shí)拉力為工，則工=用

【答案】A

【解析】A.將彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，仍將鉤碼豎直向上勻速提升的高度，由%用=6〃知道，有用功

不變；因杠桿的偏轉(zhuǎn)角度不變，杠桿重心上升的高度不變，則由/=G杠桿/桿知道，克服杠桿重力做的額

外功不變，由于有用功和額外功都不變，所以總功也不變，由"=換知道，機(jī)械效率不變，即

%=7

故A正確；

B,將鉤碼移動(dòng)到8點(diǎn)時(shí)，仍將鉤碼豎直向上勻速提升的高度，由%用=3〃知道，有用功不變；因杠桿的

偏轉(zhuǎn)角度變小，杠桿重心上升的高度變小，則由%=G杠桿砥桿知道，克服杠桿重力做的額外功變小，由于

有用功不變，額外功變小，所以總功變小，由〃=黑知道，機(jī)械效率變大，即

故B錯(cuò)誤；

C.將彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)到8點(diǎn)時(shí)，根據(jù)圖像可知，阻力、阻力臂均不變，動(dòng)力臂變小，由月乙二月心知道，

動(dòng)力尸2變大，即

K＞耳

故c錯(cuò)誤；

D.將鉤碼移動(dòng)到3點(diǎn)時(shí)，根據(jù)圖像可知，阻力不變，阻力臂變大，動(dòng)力臂不變，由入人知道，動(dòng)

力瑪變大,即

Fs>F\

故。錯(cuò)誤。

故選Ao

8.如圖所示的滑輪組，用50N的拉力F將重為80N的物體勻速提起，繩子自由端在20s內(nèi)移動(dòng)了6m（不

計(jì)繩重和摩擦）。以下說(shuō)法正確的是（）

A.動(dòng)滑輪的重力為30NB.提升物體所做的有用功為300J

C.繩端拉力的功率為30WD.滑輪組提升物體的機(jī)械效率為80%

【答案】D

【解析】A.由圖可知，承擔(dān)物重繩子的股數(shù)〃=2；因不計(jì)繩重和摩擦，則由尸=：（G+G動(dòng)）可知，動(dòng)滑

輪的重力為

G折MG=2x50N80N=20N

故A錯(cuò)誤;

B.物體上升的高度是

,s6mc

n=—=—=3m

n2

提升物體所做的有用功為

W/G/z=80Nx3m=240J

故B錯(cuò)誤;

C.繩端拉力做的總功是

W〃=A=50Nx6m=300J

繩端拉力的功率為

p=^=300J=15w

20s

故c錯(cuò)誤;

D.滑輪組提升物體的機(jī)械效率為

〃=犀*100%=240J

——x100%=80%

%300J

故D正確。

故選D。

9.用如圖甲所示的裝置來(lái)探究滑輪組的機(jī)械效率〃與物重G物的關(guān)系，改變G物，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧

測(cè)力計(jì)，計(jì)算并繪出〃與G送系如圖乙所示，若不計(jì)繩重和摩擦，則下列說(shuō)法正確的是()

A.此滑輪組動(dòng)滑輪的重力為2N

B.當(dāng)G物=6N時(shí)，機(jī)械效率約為〃=66.7%

C.同一滑輪組〃隨G物的增大而增大，最終將超過100%

D.G杯變，改變圖甲中的繞繩方式，滑輪組機(jī)械效率將改變

【答案】B

【分析】(1)結(jié)合圖中信息，根據(jù)

%_GhG

〃=亡G//+G動(dòng)/G+G動(dòng)求得動(dòng)滑輪的重力。

,%GhG

(2)當(dāng)G筋=6N時(shí)，根據(jù)"=歹=行「「求得機(jī)械效率。

唯Gh+G^hG+G動(dòng)

(3)使用機(jī)械時(shí)，人們?yōu)橥瓿赡骋蝗蝿?wù)所必須做的功叫有用功；對(duì)完成任務(wù)沒有用，但又不得不做的功叫額

外功；有用功與額外功之和叫總功。有用功與總功的比值叫機(jī)械效率。

(4)G物不變，改變圖甲中的繞繩方式，改為2段繩子承擔(dān)，分別將同一物體勻速提高到相同高度，做的有

用功相同；由題知，忽略繩重及摩擦，所做的額外功為提升動(dòng)滑輪做的功，由卬知=Gh可知額外功相同，

又因?yàn)榭偣Φ扔谟杏霉由项~外功，所以總功相同，所以可以得出兩圖的機(jī)械效率相同。

【解析】A.由圖象可知，當(dāng)G=12N時(shí)，〃=80%,不計(jì)繩重和摩擦，貝U

%Gh+G^hG+G動(dòng)

即

12N

80%=

12N+G動(dòng)

解得

G動(dòng)=3N

故A錯(cuò)誤;

B.當(dāng)G物=6N時(shí)，此時(shí)的機(jī)械效率

G6N

x100%-66.7%

叫G/7+G動(dòng)/76N+3N

故B正確。

C.由圖象可知，同一滑輪組〃隨G彩的增大而增大，由題知，不計(jì)繩重和摩擦；使用滑輪組時(shí)，克服物

重的同時(shí)，不可避免地要克服動(dòng)滑輪重做額外功，所以總功一定大于有用功；由公式知，機(jī)械效

率一定小于1,即同一滑輪組機(jī)械效率〃隨G揚(yáng)的增大而增大，但最終不能超過100%,故C錯(cuò)誤；

D.G”不變，改變圖甲中的繞繩方式，如下圖所示，

因?yàn)榇藞D與題中甲圖將同一物體勻速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略繩重及摩擦?xí)r，額外

功：Ws=G^h,則額外功W翹相同，又因?yàn)槊罂?皿/卬.，所以總功相同，由〃=普知，兩裝置的機(jī)

械效率相同，即

=〃2

所以，G物不變，改變圖甲中的繞繩方式，滑輪組機(jī)械效率不變，故D錯(cuò)誤。

故選Bo

10.甲、乙兩個(gè)滑輪組如圖所示，其中的每一個(gè)滑輪都相同，用它們分別將重物G/、G2提高相同的高度,

不計(jì)滑輪組的摩擦，下列說(shuō)法中正確的是（）

甲

相同

額外功

力做的

2,拉

I=G

右G

A.

率

機(jī)械效

于乙的

效率大

的機(jī)械

2，甲

G尸G

B.若

同

總功相

力做的

2,拉

G尸G

C.若

率不變

機(jī)械效

物，

的重

不同

提起

輪組

個(gè)滑

任何一

其中的

用甲乙

D.

】B

【答案

乙滑

度，

的高

相同

提升

物體

若把

所以

滑輪，

兩個(gè)動(dòng)

組中有

乙滑輪

滑輪，

一個(gè)動(dòng)

組中有

甲滑輪

】A.

【解析

；

錯(cuò)誤

，故A

功多

額外

做的

輪組

的總

乙做

多，

額外功

組做的

乙滑輪

相同，

有用功

所做的

、乙

則甲

度，

的高

相同

提升

物體

2,把

GJ=G

B.若

據(jù)

，根

總功

做的

于甲

功大

100%

〃=%*

叫

確；

故B正

效率，

的機(jī)械

大于乙

械效率

甲的機(jī)

得，

根據(jù)

相同，

有用功

所做的

、乙

則甲

度，

的高

相同

提升

物體

2,把

G尸G

C.若

誤；

C錯(cuò)

，故

的總功

于甲做

總功大

乙做的

知，

變化,

功發(fā)生

，有用

不變

外功

的額

，所做