五、機械效率【題型導航】【重難題型講解】 1題型1有用功、額外功和總功 1題型2機械效率的認識及計算 3題型3機械效率的測量 8題型4機械效率的綜合計算 13【能力培優(yōu)練】 20【鏈接中考】 27【重難題型講解】題型1有用功、額外功和總功現(xiàn)象探究：不同方式提升物體的做功比較（將100N的大米提上高6m的3樓）方式直接用桶提上去利用動滑輪和桶提升利用動滑輪和布袋提升圖示各物體重力人體重500N、桶重20N，動滑輪重20N、布袋重5N做功關(guān)系克服人、桶、大米重力做功克服大米、桶重力做功克服大米、布袋重力做功克服大米重力做功100N×6m=600J100N×6m=600J100N×6m=600J多做的功（500N+20N）×6m=3120J20N×6m=120J5N×6m=30J結(jié)論使用不同的方式實現(xiàn)相同目的的過程中，做功情況是不一樣的2．有用功、額外功和總功有用功：為實現(xiàn)某一目的必須要做的功，記為W有用。如上述現(xiàn)象中目的是將大米提上3樓，克服大米重力所做的功為有用功。額外功：并非我們需要，但又不得不做的功，記為W額外。如上述現(xiàn)象中除提升大米外，克服人、滑輪、布袋重力做功為額外功?？偣Γ河杏霉皖~外功的總和，使用機械過程中總功等于施加的拉力做功?！锾貏e提醒有用功通常是指為了完成特定任務而必須克服的有用阻力所做的功。豎直提升物體時需要克服物體重力做功，W有用=Gh；水平拉動物體時需要克服摩擦力做功，W有用=fs。額外功的計算需要結(jié)合題干的信息判斷是否計入機械間的摩擦，繩的重力做功等。【歸納總結(jié)】有用目標功，額外損耗空，總功合一起，機械不省功?！镜淅?-1】如圖所示，斜面長為，斜面高為，用沿著斜面向上大小不變的拉力將一個重為的物塊由斜面底端勻速拉至斜面的高處，已知上述過程中斜面的機械效率為。下列表達式中正確的是（）A．B．上述過程中，拉力做的總功C．上述過程中，所做的額外功D．上述過程中，物塊受到斜面的摩擦力【跟蹤訓練1】用如圖所示的滑輪組勻速提升300N的重物，5s內(nèi)提升了2m，動滑輪重60N。此過程中克服繩重和摩擦所做的額外功占總功的10%，則有用功為J，額外功為J，拉力為N，滑輪組的機械效率為?！靖櫽柧?】如圖所示，往車上裝重物時，常常用長木板搭個斜面，把重物沿斜面推上去，若工人用500N的推力沿3m長的斜面，把120kg的重物提高1m，在這個過程中推力做功為J，額外功為J，重物受到的摩擦力為N。（g取10N/kg）【典例1-2】一輛質(zhì)量為1×103kg的汽車爬上一段長為100m，高為4m的斜坡，若汽車的牽引力為2×103N，牽引力的功率為3×104W。則下列說法正確的是（）A．有用功為4×103J B．牽引力做的功為2×105JC．汽車的速度為10m/s D．汽車的機械效率為50%【跟蹤訓練1】圖甲中用力F1水平拉著重為G的物體在水平路面上勻速移動s的距離。圖乙中用動滑輪拉著它也在同一路面上勻速移動s的距離，水平拉力為F2。使用動滑輪的過程中（）A．總功為W總=F2s B．有用功為W有=GsC．機械效率為 D．額外功為W額=2F2s﹣F1s【跟蹤訓練2】如圖所示，斜面長10m，高4m，用沿斜面方向的推力F，將一個質(zhì)量為50kg的貨物由斜面底端勻速推到頂端，運動過程中克服摩擦力做功500J（g取10N/kg），下列說法正確的是（）A．F=50N B．摩擦力為100N C．機械效率為80% D．條件不足無法計算題型2機械效率的認識及計算機械效率物理學中，將有用功與總功的比叫做機械效率。通常用百分數(shù)的形式表示，用希納字母η表示。計算公式：η=W機械效率的物理意義：機械效率反應了機械在一次做功過程中，有用功在總功中的占比，是衡量機械性能好壞的重要指標，機械效率越大，機械性能越好；同一機械在不同的做功過程中，因為有用功不同，機械效率也可以不一樣。機械效率的特點：因為W總=W有用+W額外，實際使用機械時，額外功不可避免，W總＞W(wǎng)有用，機械效率一定小于1。理想狀態(tài)下，機械效率等于1，但現(xiàn)實生活中，永遠不可能達到?；喗M的機械效率公式在忽略滑輪間摩擦力和繩子重力的條件下，滑輪組的額外功指的是克服動滑輪重力做功。機械效率的常見計算方法：η=W有用=Gh,W總=FS，S=nh,可得η=W有用WW總=W有用+W額外，W額外=G動h，可得η=W有用W總水平拉動物體時，有用功為克服物體的摩擦力做功，η=w有w總提升機械效率的方法增大有用功：在機械允許的范圍內(nèi)，豎直提升更重的物體；減小額外功：在機械使用過程中，減小機械自重，如使用質(zhì)量更小的動滑輪和杠桿等機械；減小摩擦，給滑輪軸加潤滑油，減小斜面粗糙程度等。【注意】①機械效率大的機械不一定省力，例如定滑輪的機械效率接近100％，但它只能改變力的方向，機械效率的大小與機械省力情況無關(guān)；②機械效率和功率的區(qū)別：機械效率是有用功與總功的比值，衡量能量的利用率，用百分數(shù)表示，無單位；功率是做功快慢，單位為瓦特。功率和機械效率是兩個不同的物理量，它們之間沒有必然的聯(lián)系，功率大效率不一定高，效率高的功率同樣有可能較小?！卣古鄡?yōu)浸在水中物體的機械效率計算對于浸在水中物體的機械效率計算需要考慮浮力對系統(tǒng)的影響，此時提升物體實際需要克服的阻力為物體重力和浮力之差，W有用=(G-F浮)h。W總=FS=Fnh，η=W若物體最終離開水面，隨著浮力改變，有用功和機械效率會隨之變化?！練w納總結(jié)】明確目的計算有用功，弄清額外功的組成，根據(jù)條件選擇合適的公式帶入計算。【典例2-1】如圖所示，若一根重心在B點的木棒可繞O點無摩擦轉(zhuǎn)動，在D點施加豎直向上的力緩慢提升重物。已知木棒的長度為1m，將同一重物分別掛在A點、B點、C點時，重物被提升的高度分別為0.1m、0.2m、0.3m，對應的機械效率分別為、、。則（

）A．ηA<ηB<ηC B．ηA>ηB>ηC C．ηA<ηC<ηB D．ηC<ηA<ηB【跟蹤訓練1】如圖，用甲、乙兩機械分別將重為GM、GN的兩物體M、N勻速提升，物體上升高度分別為h甲、h乙。對繩子的拉力分別為F甲、F乙，機械效率分別為η甲、η乙，忽略兩機械的一切摩擦阻力和繩重，兩機械的動滑輪重力未知。下列說法正確的是（）A．若、，則B．若、，則C．若、，則D．若、，則【跟蹤訓練2】用相同的滑輪和繩子分別組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，用同樣大小的拉力把A、B兩個物體以相同的速度勻速提升，、分別為甲、乙兩圖中物體的質(zhì)量，、分別是拉力、的功率，、分別是甲、乙兩滑輪組的機械效率，不計繩重及摩擦，下列說法正確的是（）A．物體的質(zhì)量：；功率；機械效率：B．物體的質(zhì)量：；功率；機械效率：C．物體的質(zhì)量：；功率；機械效率：D．物體的質(zhì)量：；功率；機械效率：【典例2-2】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、bc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點到c點過程中，拉力F與M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（）A．物體M從a點到c點過程中，繩子自由端移動的距離為15mB．物體M從a點到c點過程中，拉力F做的總功為420JC．物體M從ab段到bc段，滑輪組的機械效率不變D．物體M從a點到c點過程中，克服摩擦力做功為815J【跟蹤訓練1】小李同學利用如圖所示的滑輪組勻速提升重物，第一次提升的重物A的重力為GA，加在繩子自由端的拉力為F1，重物上升的速度為v1，運動時間為t1；第二次提升的重物B的重力為GB，加在繩子自由端的拉力為F2，重物上升的速度為v2，運動時間為t2。已知F1︰GA=5︰8，GB︰GA=3︰2，v1︰v2=2︰1，t1︰t2=2︰3，動滑輪的重力不能忽略，不計繩重與摩擦的影響，下列對兩個過程的分析中，正確的是（

）A．拉力之比為F1︰F2=7︰8 B．拉力的功率之比為P1︰P2=8︰7C．機械效率之比為η1︰η2=15︰14 D．額外功之比為W1︰W2=4︰3【跟蹤訓練2】如圖所示，用始終豎直向上的力勻速拉動較長的杠桿，使重為36N的物體緩慢升高10cm，拉力大小F為16N，拉力移動的距離為25cm。將物體從該位置拉到水平位置時，拉力的大小會（選填“變大”“變小”或“不變”），杠桿的機械效率為。若將物體移到B點，用同樣大小的力把物體提升到相同的高度，機械效率。（選填“變大”“變小”或“不變”）【典例2-3】如圖甲所示的裝置是用來探究滑輪組的機械效率η與物重G物的關(guān)系，改變G物，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，計算并繪出η與G物的關(guān)系圖像，如圖乙所示，若不計繩重和摩擦，則下列說法正確的是（）①此滑輪組動滑輪的重力為3N；②當時，滑輪組機械效率；③當時，彈簧測力計的示數(shù)為6N；④此滑輪組機械效率η隨G物的增大而增大，最終將達到100%。A．只有①③ B．只有②④ C．只有②③ D．只有①②【跟蹤訓練1】如圖所示，規(guī)格完全相同的滑輪用相同的繩子繞成甲、乙兩個滑輪組，分別提起重為G1、G2兩個物體，比較它們的省力情況和機械效率（不計繩重和摩擦），下列說法中正確的是（）A．若G1＝G2，則F1＜F2，甲、乙的機械效率一樣B．若G1＝G2，則F1＜F2，甲的機械效率較高C．若G1＜G2，則F1＞F2，乙的機械效率較高D．條件不足，無法判斷【跟蹤訓練2】小明在探究杠桿機械效率的實驗中，將重為G的物體懸掛在一粗細相同、質(zhì)量均勻的長硬棒的中點，在棒的另一端用豎直向上的拉力F將物體緩慢勻速提升時效率為η，若不計摩擦，杠桿自重為（用題中給的字母表示），若拉力的作用點向支點移動一些，杠桿提升重物的機械效率率將（選填“增大”、“減小”或“不變”）。題型3機械效率的測量測量滑輪組的機械效率實驗原理η實驗器材刻度尺、鉤碼、彈簧測力計、滑輪、細繩、鐵架臺等實驗步驟測出鉤碼的重力并填入表格；組裝滑輪組，記錄鉤碼和繩端（彈簧測力計掛鉤底部）的位置；勻速緩慢拉動彈簧測力計，讀出拉力F，鉤碼提升高度h及繩端移動的距離s；計算有用功、總功并計算機械效率并記錄數(shù)據(jù)；改變鉤碼數(shù)量，重復上述實驗（多次實驗，驗證普遍規(guī)律）。實驗結(jié)論使用同一滑輪組提升不同物體時，機械效率不同，被提升的物體越重，機械效率越高；使用不同滑輪組提升相同的物體，動滑輪較輕的滑輪組機械效率更高。測量斜面的機械效率圖示有用功總功機械效率物體上升時克服重力所做的功

W有用=Gh拉力F所做的功

W總=FSη=W【注意】對于斜面而言，額外功指的是克服物體的摩擦力做功，計算摩擦力大小時，可先用總功減去有用功，得到的額外功即摩擦力所做的功，再除以物體移動的路程，即可求出摩擦力?！镜淅?-1】現(xiàn)用如圖甲所示的裝置來探究滑輪組的機械效率η與所掛物重G物的關(guān)系，改變G物，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，計算并繪出η與G物關(guān)系如圖乙所示，若不計繩重和摩擦，則：動滑輪自重是N；當G物=10N時，重物以v=0.2m/s速度勻速上升，拉力F做功的功率是W，此時滑輪組的機械效率是；根據(jù)你對滑輪組的認識，圖乙中同一滑輪組的機械效率η隨所掛物重G物的增大而增大，最終（會/不會）達到100%；僅改變圖甲中的繞繩方式、重復上述實驗，所得到的η﹣G物圖線與圖乙所示曲線（相同/不同）。【跟蹤訓練1】在“測量滑輪組的機械效率”的實驗中。某一實驗小組用同一滑輪組進行了三次實驗（如圖所示），實驗數(shù)據(jù)記錄如下表。序號鉤碼重/N鉤碼上升距離/cm彈簧測力計示數(shù)/N彈簧測力計上升距離/cm機械效率12100.830①24101.53088.9%3610②3090.9%(1)實驗中應沿豎直方向拉動彈簧測力計使鉤碼上升。(2)表格中①處的數(shù)據(jù)是；②處的數(shù)據(jù)是。(3)小組某位同學發(fā)現(xiàn)實驗過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，應該靜止讀數(shù)。你認為他的想法（填“正確”或“錯誤”），因為他沒有考慮對滑輪組機械效率的影響。(4)分析數(shù)據(jù)可得結(jié)論：同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機械效率越（填“高”或“低”）。(5)根據(jù)實驗結(jié)論推測，使用該滑輪組再次將重8N的物體勻速提升10cm，此時滑輪組的機械效率可能為_________。A．71.6% B．82.6% C．92.4% D．100%(6)另一實驗小組改變動滑輪的質(zhì)量，提升同一物體進行多次實驗，獲得數(shù)據(jù)并繪制出如圖丁的圖像。分析圖像中的A點可知，被提升物體所受的重力為N。（忽略繩重和摩擦）【跟蹤訓練2】小明用同一滑輪組進行兩次實驗測量滑輪組的機械效率，并將獲得的數(shù)據(jù)填在表中。次數(shù)鉤碼重/N鉤碼上升高度/cm彈簧測力計示數(shù)/N彈簧測力計移動距離/cm12100.8402551.520（1）根據(jù)小明同學的實驗記錄可以確定：①實驗裝置所用滑輪的個數(shù)至少是個，其中動滑輪是個；②第1次測得滑輪組的機械效率為，若測出動滑輪的重為0.3N，計算出實驗中克服摩擦力和繩重所做的額外功為J，第3次提升的鉤碼重為3N，則測得滑輪組的機械效率范圍為；（2）小華利用圖甲滑輪組，只改變物重進行了多次實驗（忽略繩重和摩擦），作出了如圖乙所示的圖像，已知該圖像的縱坐標表示滑輪組機械效率的倒數(shù)，則該圖像的橫坐標所表示的物理量是?！镜淅?-2】在“探究斜面的機械效率”實驗中，小明猜想斜面的機械效率可能跟斜面的粗糙程度有關(guān)，小聰猜想可能跟斜面的傾斜程度有關(guān)。如圖是他們設計的實驗裝置，下表是其中一位同學在其它條件一定時的實驗數(shù)據(jù)。實驗序號斜面的傾斜程度物塊的重力G/N斜面高度h/m沿斜面的拉力F/N斜面長x/m機械效率1較緩100.25.5136.4%2較陡100.47.013最陡100.68.5170.6%4最陡120.610.2170.6%5最陡200.61(1)沿斜面拉動木塊時，應使木塊做運動，該過程中木塊的機械能（選填“變大”“變小”或“不變”），第1組物體所受摩擦力大小應該是N；(2)實驗記錄數(shù)據(jù)如下表，則第2次實驗時斜面的機械效率為；(3)分析表中1、2、3數(shù)據(jù)可得該實驗是探究（選填“小明”或“小聰”）的猜想，結(jié)論是：在其它條件一定時，；其中3、4組數(shù)據(jù)可以探究斜面機械效率與關(guān)系?！靖櫽柧?】圖甲是某居民樓前的無障礙通道，一位中年人正用輪椅推著他年邁的母親緩緩上行，圖乙是該通道斜面示意圖。為了解中年人推輪椅時所用力的大小，小紅和小華進行了探究。她們從斜面底端A點沿斜面確定了相距1m處的B點。（g取10N/kg）（1）使刻度尺“0”刻度線與水平地面對齊，正確測量B點高度。（2）選用車輪與輪椅相同材質(zhì)、花紋的小車為研究對象，進行了如下操作：①正確使用彈簧測力計，測出小車重為2.0N；②將彈簧測力計與斜面平行放置并校零，然后沿斜面方向勻速拉動小車，如圖乙所示，彈簧測力計示數(shù)為N，可見使用斜面可以?。ㄟx填“力”、“距離”或“功”）；③計算出將小車從A點拉到B點的過程中，拉力所做的功為J；利用斜面將小車從水平地面提升到B點時的機械效率為。（3）在小車上逐漸添加重物，測出小車的總重G，測出沿斜面勻速拉動小車需要的力，計算出拉小車從A點到B點所做的功；計算出豎直向上將小車從水平地面提升到B點所做的功。以功為縱坐標，以小車總重為橫坐標，建立平面直角坐標系，作出和與小車總重G的關(guān)系圖像，分別如圖丙中的線段a和b；①由圖像可知：用該通道斜面提升物體時的機械效率與物重（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）；②若這位母親的質(zhì)量為60kg，所坐的輪椅質(zhì)量為20kg，則中年人用沿著通道斜面方向的力推輪椅勻速上坡時，力的大小為N?！靖櫽柧?】小明和小紅一起做探究杠桿平衡條件的實驗：（1）實驗前，將杠桿的中點置于支架上，發(fā)現(xiàn)杠在如圖甲所示的位置保持靜止，此時杠桿（選填“是”或“不是”）處于平衡狀態(tài)；（2）如圖乙所示，A位置掛2個鉤碼，為使杠桿再次平衡，應該在B位置掛上個同樣的鉤碼，當杠桿平衡后，將A、B兩點下方所掛的鉤碼同時向著靠近支點的方向各移動一小格，則杠桿端（選填“左”或“右”）會下沉；（3）如圖丙所示，為改變力的方向，小紅在杠桿右側(cè)用彈簧測力計向下拉，當測力計由豎直方向逐漸向左轉(zhuǎn)，杠桿始終保持水平平衡，測力計的示數(shù)將（“變大”、“變小”或“不變”）；（4）該實驗中，要多次測量動力F1動力臂l1，阻力F2阻力臂l2的數(shù)據(jù)，其目的是（減小誤差/得出普遍規(guī)律）；（5）如圖丁所示，O為杠桿的中點，若以杠桿上的C位置為支點，在D位置掛質(zhì)量為m的鉤碼時，杠桿恰好在水平位置平衡，用刻度尺測出此時鉤碼懸掛位置D點到C點的距離l，根據(jù)杠桿平衡條件，可以估算出杠桿的質(zhì)量m桿=（用給出的字母符號表示）；（6）若圖戊中B點懸掛的鉤碼總重為G，在A點彈簧測力計用拉力大小為F使杠桿緩慢勻速上升，用刻度尺分別測出A、B兩點上升的高度為h1、h2；則：（a）拉力所做的有用功W有=（用測量的物理量符號表示）。（b）若只將鉤碼的懸掛點由B移至C點，O、A位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿機械效率將（選填“變大”、“變小”或“不變”）。題型4機械效率的綜合計算機械效率的綜合計算方法機械效率的綜合計算是力學部分的重點題型，通常結(jié)合滑輪組、斜面、杠桿等簡單機械，考查功、功率和機械效率的關(guān)系。2.機械效率計算的核心公式η=或者

η3.易錯知識點梳理①區(qū)分“s”和“h”滑輪組中，s=nh（n為滑輪省力倍數(shù)）；斜面和杠桿系統(tǒng)中，S是動力端移動的距離，h是物體上升的高度。②額外功的分析滑輪組中，額外功一般指克服動滑輪重力，解題時需注意是否考慮繩重及摩擦做功；斜面：額外功指克服摩擦做功，數(shù)值等于總功（拉力做功）與有用功（克服重力做功）之差。③功率和效率的區(qū)別功率（P=w機械效率代表的是機械的能量利用程度，代表機械的性能好壞。【典例4-1】小雨用滑輪組提升重物。每個滑輪等重，不計繩重、摩擦和液體的阻力。（）(1)物體A的質(zhì)量為50kg，求物體A的重力是多少？(2)如圖甲所示，小雨對繩子自由端的拉力為150N時，地面對物體A的支持力是100N。為了提起物體A，他增加了滑輪個數(shù)，組裝了如圖乙所示的滑輪組，并利用它將物體A在空氣中勻速提升了2m，求小雨做的功是多少？(3)小雨用圖乙所示的滑輪組，將另一密度為的物體B從某液體中勻速向上拉至空氣中，拉力F隨時間t變化的圖像如圖丙所示。已知與之差為50N，在空氣中提升B時滑輪組的機械效率為75%。求液體密度是多少？【跟蹤訓練1】用如圖甲所示的滑輪組提升水中的物體M1，動滑輪A所受重力為G1，物體M1完全在水面下以速度v勻速豎直上升的過程中，卷揚機加在繩子自由端的拉力為F1，拉力F1做功的功率為P1，滑輪組的機械效率為η1；為了提高滑輪組的機械效率，用所受重力為G2的動滑輪B替換動滑輪A，如圖乙所示用替換動滑輪后的滑輪組提升水中的物體M2，物體M2完全在水面下以相同的速度v勻速豎直上升的過程中，卷揚機加在繩子自由端的拉力為F2，拉力F2做功的功率為P2，滑輪組的機械效率為η2。已知G1-G2=40N，η2-η1=5%，，M1、M2兩物體的質(zhì)量相等，體積V均為4×10﹣2m3，g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，繩重、輪與軸的摩擦及水的阻力均可忽略不計，上升過程中M1、M2兩物體均未露出水面。求：

(1)物體M1受到的浮力F浮；(2)拉力F1與F2之比；(3)物體M1受到的重力G?！靖櫽柧?】小雯看見鄰居正在裝修新房，她了解到：建筑工人站在高臺上，利用如圖所示的滑輪組，用豎直向上的力F拉繩子自由端，將60kg的建筑材料勻速提升3m，此過程中建筑工人對高臺的壓強為14800Pa。滑輪的重力均為120N，繩子A、B段能承受的最大拉力分別為920N和460N，建筑工人站立時與地面的接觸面積為500cm2，忽略繩重和機械之間的摩擦，求：（1）此過程中建筑工人做的有用功；（2）建筑工人受到的重力；（3）此滑輪組的最大機械效率?！镜淅?-2】如圖所示，在10s內(nèi)，阿撞用繩a把重100N的物體甲從A點豎直向上勻速拉至B點；阿萌用繩b以平行于斜面的100N拉力把重也為100N的物體乙沿斜面從C點拉至與B點等高的D點。A、B之間的高度差H為1.2m，C、D之間的距離為2.5m。求：（1）此過程中繩a對甲的拉力所做的功；（2）繩a對甲的拉力做功的功率；（3）此過程中繩b對乙的拉力所做的功；（4）該斜面的機械效率。【跟蹤訓練1】如圖所示，物體的質(zhì)量為500kg，斜面的長L為高度h的2.5倍，物體沿斜面向上勻速運動的速度為2m/s，若滑輪的效率是80％，斜面的效率是70％，求（1）繩子拉力F；（2）拉力F做功的功率。

【跟蹤訓練2】隨著疫情防控形勢的好轉(zhuǎn)，人民群眾的生產(chǎn)生活秩序逐步恢復正常，各地的基礎設施項目正在熱火朝天的開工建設。如圖所示，某建筑工地上，工人通過固定在斜面頂端的滑輪組把工件勻速拉上斜面。已知斜面高，長，工人施加的拉力，工件的質(zhì)量，工件沿斜面上升的速度；若不計工件和滑輪組長度，忽略繩和動滑輪重量及繩與滑輪間、滑輪與輪軸間的摩擦，g取10N/kg。求：（1）拉力F做功的功率P；（2）整個裝置的機械效率；（3）工件所受斜面的摩擦力f?！镜淅?-3】高架橋路讓鄭州市區(qū)的交通變得便捷的同時也成為了一道亮麗的風景。小蔣乘小汽車返回市區(qū)，需要從平直的道路駛上某一高架橋。已知小汽車（含乘客）總質(zhì)量為2.5×103kg，以18m/s的速度在高架橋路的引橋上勻速行駛，如圖所示，此過程中小汽車的功率為36kW，可以將引橋近似看成一個傾角較小的斜面，此斜面的長度為400m，高度為12m，g取10N/kg，則(1)如果小汽車每個輪胎與地面的接觸面積為125cm2，它靜止在水平路面上對地面的壓強為多大？(2)大橋引橋的機械效率為多大？(3)小汽車在引橋上行駛時所受路面的摩擦力（空氣阻力忽略不計）為多大？【跟蹤訓練1】如圖所示，用一個底面積S=0.05m2、高h=0.2m的長方體形狀的重物模擬“南海一號”，該同學站在岸邊拉動繩子自由端，使重物從水底開始向上運動，假定重物一直做豎直向上的勻速直線運動，并經(jīng)歷三個運動階段：第一階段，從重物在水中開始運動到重物的上表面剛露出水面，繩對重物的拉力為F1=140N，用時t1=40s；第二階段，從重物上表面剛露出水面到其下表面剛離開水面，用時t2=4s；第三階段，從重物下表面離開水面后在空中上升。（已知動滑輪所受重力G0=60N，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/g，不計繩重、輪與軸之間的摩擦及水的阻力，不考慮重物出水前后質(zhì)量的變化）求：（1）在第一階段運動中，水對重物的浮力F浮；（2）在第一階段運動中，繩對重物做的功W1；（3）滑輪組在第一階段運動中的機械效率η1和第三階段運動中的機械效率η2。（計算結(jié)果保留一位小數(shù)）【跟蹤訓練2】小華用如圖所示的滑輪組拉動貨箱，已知貨箱的重為600N，在F＝50N的拉力作用下，貨箱以0.1m/s的速度做勻速直線運動，地面對貨箱的滑動摩擦力f為貨箱重的0.2倍。求：(1)拉力F的功率是多少？(2)貨箱運動了2min，克服摩擦所做的功是多少？(3)此滑輪組的機械效率是多少？【能力培優(yōu)練】1．小成在實驗室組裝下圖所示的滑輪組進行實驗探究，實驗過程如下：先測得定滑輪的重力為0.2N，動滑輪的重力為0.25N，再使用組裝好的滑輪組在10s內(nèi)將質(zhì)量為100g的鉤碼豎直勻速提升20cm，此過程中彈簧測力計的示數(shù)為0.5N。g取10N/kg，下列說法正確的是（）A．彈簧測力計對細繩的拉力做功的功率為0.3W B．滑輪組的機械效率為80%C．克服繩重和摩擦做的額外功為0.05J D．若增大提升鉤碼的質(zhì)量，滑輪組的機械效率不變2．如圖甲所示，重為G的物體A在水平拉力F1（F1<G）。的作用下在水平路面上勻速直線移動一段距離s，所用時間為t，改用如圖乙所示滑輪組拉動物體A在同一水平路面上用相同時間勻速直線移動相同距離，拉力為F2，每個滑輪的重力為G0。此過程中（）A．拉力F1的功率為B．拉力F2做的總功為F2SC．滑輪組的機械效率為D．使用滑輪組時克服繩重和摩擦所做的額外功占總功的比例為3．如圖所示的滑輪組，第一次勻速提升重10N的物塊時，繩子自由端的拉力F為5N；第二次勻速提升重22N的物塊時，繩子自由端的拉力F為10N。若繩重和摩擦導致的額外功占總功百分比為定值，當利用此滑輪組勻速提升重46N的物塊時，繩子自由端的拉力F為（

）A．12N B．16N C．20N D．24N4．圖甲所示的裝置，A是重15N的空吊籃，質(zhì)量為50kg的小明將A提升到高處，施加的拉力F隨時間變化關(guān)系如圖乙所示，A上升的速度隨時間變化關(guān)系如圖丙所示。系A的繩子足夠率固，繞過滑輪的繩子能承受的最大拉力為60N。忽略繩重及摩擦，g取10N/kg。下列結(jié)論中正確的是（

）A．動滑輪的重力為15NB．1~2s內(nèi)拉力F的功率為2WC．此裝置勻速提升重物的最大機械效率約為83.3%D．用此裝置勻速提升60N的貨物時，小明對地面壓力為470N5．如圖所示，A、B兩物體質(zhì)量相等，在平行于斜面的推力作用下，若只將A物體從底部勻速推至頂部時，機械效率為60%；若只將B物體從底部勻速推至頂部時，機械效率為90%。則將A、B兩物體一起從底部勻速推至頂部時，機械效率為（

）A．70% B．72% C．75% D．78%6．兩個完全相同的滑輪，分別以圖示甲、乙兩種方式，將重為G的物體在相同時間內(nèi)勻速提升相同高度，不計繩重和摩擦，拉力F1、F2做的功分別為W1、W2，功率分別為P1、P2，甲、乙的機械效率分別為η1、η2。下列判斷正確的是（）A．F1＞2F2 B．W1＝2W2 C．P1＜P2 D．η1＝η27．如圖所示，一根均勻的細木棒可繞O點無摩擦轉(zhuǎn)動，，對杠桿施加力F，將掛在A點重為180N的物體勻速提升0.4m。以下說法正確的是（）A．若在D點施加力F，該杠桿一定為省力杠桿B．若木棒的機械效率為90%，則木棒的重力為10NC．若在C點施加豎直向上的力F，提升過程中的F變大D．若物體從A點移至C點，仍提起0.4m，則F做的功變大8．為了將放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高處，小明同學設計了圖甲滑輪組裝置。當用圖乙所示隨時間變化的豎直向下拉力F拉繩時，重物的運動速度v和上升的高度h隨時間t變化的關(guān)系圖像分別如圖丙和圖丁。若重物與地面的接觸面積S=5×10-2m2，不計繩重和摩擦，繩對滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向。則下列正確的是（）A．在0～1s內(nèi)，動滑輪對物體做功200JB．在1～2s內(nèi)，拉力F做的功為375JC．在2～3s內(nèi)，拉力F的功率為300WD．在2～3s內(nèi)，滑輪組的機械效率η為53%9．如圖所示，利用動滑輪將重200N的物體勻速提升0.4m，用時2s.不計繩重和摩擦，動滑輪的機械效率為80%，則有用功為J，拉力的功率為W；若用該動滑輪分別提升重為G和2G的物體，其機械效率之比，則N。10．如甲圖所示，小峰用該滑輪組，在5s內(nèi)可將質(zhì)量為6kg的物體勻速吊起5m，在這一過程中，拉力F為25N，則繩自由端上升速度為m/s，只改變物重G進行了多次實驗（忽略繩重和摩擦），作出了如圖乙所示的圖像，已知該圖像的縱坐標表示滑輪組機械效率的倒數(shù)，則該圖像橫坐標所表示的含義是（用題中所給的物理量符號來表示）。圖乙中A點的縱坐標數(shù)值為。11．如圖所示，供輪椅通行的斜坡長，高。小聰用沿斜坡向上的拉力將重為200N的木箱從底端拉到頂端。若斜坡是光滑的，他所做的功為J，所用的拉力是N。若斜坡的機械效率為80%，所用的拉力是N，木箱所受摩擦力的大小為N。12．如圖所示，用安裝成甲、乙兩種裝置，分別用FA、FB勻速提升重力為GA、GB的A、B兩物體，升高相同的高度，。若GA＝GB，則FAFB，F(xiàn)A、FB做的總功WA和WB的大小系為WAWB；若GA＞GB，則兩滑輪組的機械效率η甲η乙。（以上均選填“＞”、“＜”或“＝”）13．提高機械效率能夠充分發(fā)揮機械設備的作用，一組同學在“測量滑輪組的機械效率”實驗中，滑輪組如圖1所示，實驗測得的數(shù)據(jù)如表所示。次數(shù)物體的重力提升的高度拉力F/N繩端移動的距離機械效率120.110.366.7%230.11.40.371.4%340.11.80.3440.21.80.674.1%(1)實驗中應沿豎直方向拉動彈簧測力計，某同學在該實驗中加速向上提升重物，所測滑輪組的機械效率會（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）；(2)分析第3次實驗數(shù)據(jù)，求出此時機械效率的是；(3)分析比較第1、2、3次實驗數(shù)據(jù)可以判定，使用同一個滑輪組提升重物時，被提升的物體越重，機械效率（選填“越高”、“越低”或“不變”），分析比較第3、4次實驗數(shù)據(jù)可得，機械效率與物體上升的高度（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）；(4)小紅用均為的滑輪，組裝了如圖2所示的甲、乙兩個滑輪組（兩個滑輪組都不計繩重和摩擦），在相同時間內(nèi)把重物G提升相同高度，拉力，則、做功的功率，機械效率（兩空均選填“>”、“<”、“＝”），。滑輪組的機械效率之比。14．小超與同學到某工地參觀，看到工人操作電動機通過如圖所示滑輪組將正方體石料從水池底豎直勻速吊起