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必考点6：有用功、额外功、总功、机械效率的计算问题（原卷版）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．（2021·山西临汾 ( http: / / www.21cnjy.com )·八年级期末）如图所示，由重相同的滑轮组成的甲、乙两个滑轮组，分别将重为G1、G2的物体提高相同的高度，不计摩擦与绳重。下列说法正确的是（　　）
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A．若G1＞G2，拉力做的总功可能相同
B．若G1=G2，拉力做的额外功一定相同
C．若G1=G2，甲的机械效率小于乙的机械效率
D．用甲、乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
2．（2021·广东广州·九年级二模）如图所示，分别用两种不同的方式提升两个相同且重力均为G的物块。甲用滑轮组匀速提升，动滑轮重力G动大于物块重力G，拉力做功，滑轮组的效率为；乙沿斜面如图乙所示把物块从A点匀速提升至B点，，拉力做功，物块与斜面的摩擦力为，斜面的效率为。若两次拉力大小，则下列说法一定正确的是（　　）21·世纪*教育网
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A．
B．
C．
D．若提升高度相同，滑轮组的额外功大于斜面的额外功
3．（2021·衡阳市华新实验中学八年级期末）利用四个相同的滑轮，组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用同样的时间，把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为、，拉力做的功分别为、，拉力的功率分别为、，机械效率分别是、（忽略绳重与摩擦），下列关系式正确的是（　　）
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A．、 B．、
C．、 D．、
4．（2020·江苏吴江·九年级期中）用如图所示的滑轮组甲和乙提升重物（钩码），不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）21*cnjy*com
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A．若钩码重力和提升高度相同，则滑轮组的机械效率相同
B．若滑轮重力和绳端拉力相同，则滑轮组的机械效率相同
C．若滑轮重力和绳端拉力相同，则滑轮组甲的机械效率高
D．若钩码重力和绳端拉力相同，则滑轮组甲的机械效率高
5．（2021·南师附中树人学校 ( http: / / www.21cnjy.com )九年级月考）小明用如图所示的装置研究“杠杆的机械效率”时，将重为G的钩码挂在铁质杠杆上A点，弹簧测力计作用于C点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升h高度，杠杆 的机械效率为η1；在小明的装置基础上，小红仅改为将弹簧测力计作用于B点，竖直向上 匀速拉动弹簧测力计，仍使钩码上升h高度，杠杆的机械率为η2；在小明的装置基础上， 小华仅改为将钩码挂到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，仍使钩码上升h高度，杠杆的机械效率为η3；则（　　）
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A．η1<η2，η1<η3 B．η1=η2，η1<η3 C．η1=η2，η1=η3 D．η1>η2，η1>η3
6．（2021·湖南龙山·八年级期末）下列关于机械效率的说法中，正确的是（　　）
A．机械效率可以提高到100%
B．机械效率总小于1
C．做功越多的机械，机械效率越高
D．机械效率越高，有用功就越多
7．（2021·扬州市梅岭中学九年级 ( http: / / www.21cnjy.com )月考）如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别将A、B两物体匀速向上提升，若所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）【来源：21·世纪·教育·网】
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A．两物体上升的速度相同 B．两种装置的机械效率相等
C．两种装置中拉力做功的功率相等 D．两次提升物体所做的有用功相等
8．（2021·沭阳县怀文中学九年级月考）利 ( http: / / www.21cnjy.com )用如图所示的滑轮组分别提升物体A、B，动滑轮重力相同，摩擦和绳重不计，两次拉力F大小相同，则以下分析正确的是（　　）
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A．两物体的重力GAC．提升物体过程中的机械效率 D．提升物体过程中的机械效率
9．（2021·佛山市三水 ( http: / / www.21cnjy.com )区三水中学附属初中九年级二模）如图所示，重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是（　　）
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A．绳子自由端移动的距离为2m
B．物体与地面间的滑动摩擦力为60N
C．拉力F的功率为12W
D．有用功为120J
10．（2020·苏州工 ( http: / / www.21cnjy.com )业园区星湾学校）如图，为了提升重物，选用了粗细均匀，重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一个重物挂在A、B两处，每次用竖直向上的力让重物匀速上升同样的高度，下列说法正确的是（　　）2-1-c-n-j-y
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A．重物在A点处时拉力做的有用功多
B．重物在B点处时拉力做的有用功多
C．重物在A点处杠杆的机械效率高
D．重物在B点处杠杆的机械效率高
二、填空题
11．（2021·山东威海 ( http: / / www.21cnjy.com )·中考真题）如图所示，为了把小车运送到平台上，小明将绳子一端固定在A处、另一端绕过小车前端把手B，在绳子末端用150N的拉力将小车沿斜面匀速拉动5m，在此过程中小车被提升的高度为2m。己知小车重700N，两股绳子均与斜面平行（不计绳重、绳与把手的摩擦）。整个过程中，小明施加的拉力做的功为______J，小车受到的阻力为______N。
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12．（2021·宜兴外国语学校九年 ( http: / / www.21cnjy.com )级月考）某小区正在进行改造施工。工人用如图所示的滑轮组将750N的沙子匀速提升了10m，用时100s。若工人所用的拉力为400N，则拉力的功率为___________w，滑轮组的机械效率为___________。工人使用该滑轮组提升600N的沙子时，滑轮组的机械效率将___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。使用滑轮组___________（选填“能”或“不能”）省功。
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13．（2021·福建省宁 ( http: / / www.21cnjy.com )德市教师进修学院九年级二模）如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用F1、F2将同一物体匀速提升相同的高度，若不计绳重和摩擦，则拉力F1_________ F2；拉力F1、F2做的功分别为W1、W2，则W1___________W2（均选填“<”、“=”或“>”）。21世纪教育网版权所有
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14．（2021·衡阳市华新实验中学八 ( http: / / www.21cnjy.com )年级期末）在斜面上将一个重6N的物体匀速拉到顶端，如下图所示，沿斜面向上的拉力为2N，斜面长4m，高1m。则斜面的机械效率为______，物体受到的摩擦力为______N。
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15．（2021·南师附中树人学校九 ( http: / / www.21cnjy.com )年级月考）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 F=400N， 拉动的距离 s=3m，提升高度 h=1.5m，所用时间 t=20s，则拉力 F 做功的功率为_______W， 此过程中物体受到的摩擦力为________N。
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16．（2021·广东揭西·九年级月考）如图 ( http: / / www.21cnjy.com )所示的是“测量滑轮组的机械效率”的实验装置，钩码总重6 N。实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，由图可知，拉力大小为___________N，若钩码上升的高度为8 cm，则拉力所做的功为________J，该滑轮组的机械效率为___________%（结果保留一位小数）。
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17．（2021·湖南道县·八年级期末 ( http: / / www.21cnjy.com )）用一个定滑轮匀速提升重为150N的物体，使其升高3m，所用拉力为200N，则有用功等于 ______J，额外功等于 ______J，定滑轮的机械效率是 ______。
18．（2020·苏州工 ( http: / / www.21cnjy.com )业园区星湾学校）小明用两个不同的滑轮组，在相同时间内分别用大小相等的拉力F将同一物体匀速提高了相同的高度，若两个滑轮组的机械效率分别为η1、η2，小明做功的功率分别为P1、P2，则η1：η2＝______；P1：P2＝______。
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三、实验题
19．（2021·南师附中树人学校九年级月 ( http: / / www.21cnjy.com )考）提高机械效率，能够更充分地发挥机械设备的作用，“测量机械效率”实验装置如图（每个动滑轮重相同，忽略摩擦及绳重）。
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（1）b 中滑轮组有______段绳子承担物重，实验中应沿_______方向________拉动弹簧测力计。
（2）实验过程中收集到 a、b、c 三组实验数据如下。计算出 a 组实验的：有用功为________J， 机械效率为_________。
装置 钩码重 钩码上升的高度/m 弹簧测力计示数/N 绳子自由端移动的距离/m
a 2 0.1 1.5 0.2
b 2 0.1 1.0 0.3
c 5 0.1 2.0 0.3
（3） 比较 a、b 两组的机械效率 ( http: / / www.21cnjy.com )，它们的关系ηa_______ηb（选填“大于”、“小于”或“等于”），若提升相同物重到相同高度，与 a 装置相比，b 装置的优势是_________。
（4）比较 b、c 滑轮组 ( http: / / www.21cnjy.com )，它们机械效率的关系是：ηb________ηc（选填“大于”、“小于”或“等于”），由此可知影响它们机械效率高低的因素是________。
20．（2021·山东宁阳·八年级期末）同学们用一个滑轮、钩码、弹簧测力计等器材分别做了以下实验
探究定滑轮工作时的特点
（1）如图甲，为了使弹簧测力计的示数尽可能接近绳子受到的实际拉力，实验中提升的钩码质量应取______（选填“大”或“小”）些；21·cn·jy·com
（2）测动滑轮的机械效率
①实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置；
②某同学发现实验过程中边 ( http: / / www.21cnjy.com )拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为她的想法是______（选填“正确”或“不正确”）的，因为她没有考虑到______对滑轮组机械效率的影响。如果这样做，测得的机械效率将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；2·1·c·n·j·y
（3）另一组用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，正确操作，实验数据如下。
实验序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm
① 1.0 20.0 0.7 40.0
② 2.0 20.0 1.2 40.0
③ 3.0 20.0 1.7 40.0
a第①次实验测得动滑轮的机械效率为______，第②次实验的有用功是______J；
b第③次实验时，钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力的功率为______W；
c由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；www.21-cn-jy.com
d要研究动滑轮机械效率高低是否与物体 ( http: / / www.21cnjy.com )提升高度有关，应该选用______（选填“同一”或“不同”）滑轮，提升______（选填“相同”或“不同”）的高度去研究。
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21．（2021·广东普宁·八年级 ( http: / / www.21cnjy.com )期末）物理实验兴趣小组间开展竞赛活动，甲组出题乙组用实验的方法解答；甲组用布帘将一个滑轮组遮蔽（如图），乙组同学通过测量：滑轮组下方所挂重物重力为G，重物被匀速提升的高度为H，乙组同学施加在滑轮组绕绳的自由端的拉力为F，该自由端移动的距离为h；通过3组实验（数据见下表）乙组同学探究出“布帘背后的秘密”；www-2-1-cnjy-com
实验次数 1 2 3
G/N 5.0 8.0 11.0
F/N 2.0 3.0 4.1
H/cm 10.0 15.0 20.0
h/cm 30.1 45.1 60.2
假设你是乙组成员请判断：
（1）动滑轮实际被使用的个数是 ______（选填“一个”或“两个”）；
（2）请在图中画出布帘后的滑轮组及绕线的方法；______
（3）滑轮组中所有动滑轮（及动滑轮间的连接物）总重力约为 ______（选填“1N”、“2N”或“3N”）；21教育网
（4）当提升重物重力为G＝4.0 ( http: / / www.21cnjy.com )N时，该滑轮组的机械效率最接近 ______（选填“80%”、“33%”或“25%”）；从三次实验数据可以得出：使用同一滑轮组提升重物时，______越大，滑轮组的机械效率越高；21*cnjy*com
（5）乙组同学发现实验数据不像“理想模型”那样完美，请你提出一条产生误差的原因：______。
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22．（2021·湖北大悟·八年级期末） ( http: / / www.21cnjy.com )某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如表所示，如图从左到右分别为第1、2、3次实验装置；【来源：21cnj*y.co*m】
（1）实验中应竖直向上 ______拉动弹簧测力计；
（2）比较第1次实验和第2次实验的数据，可得出结论：
次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 有用功W有/J 测力计拉力F/N 测力计移动距离s/m 总功W总/J 机械效率η
1 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1%
2 4 0.1 0.4 1.6 0.3 0.48 83.3%
3 4 0.1 1.1 0.5 0.55
使用同样的滑轮组提起的物体越重，滑轮组的机械效率越 ______（选填“高”或“低”）；
（3）第3次实验中所做的有用功是 ______J，机械效率是 ______；
（4）第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多 ( http: / / www.21cnjy.com )，通过分析，动滑轮自重增大，所做的额外功将 ______（选填“增大”或“减小”），因此，比较第2、3次实验可得出结论：在 ______一定时，滑轮组的机械效率与动滑轮的自重有关。21cnjy.com
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四、计算题
23．（2021·广东白云·九年级二模）已知货物重为240N、与水平地面接触面积为。用如图装置将货物以速度匀速提高，所用拉力为150N，忽略绳子与滑轮摩擦和绳重。求：【出处：21教育名师】
（1）货物对地面的压强；
（2）提升物体5s，工人做功多少；
（3）滑轮组的机械效率。
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24．（2020·苏州工业 ( http: / / www.21cnjy.com )园区星湾学校）如图所示，斜面长s=10m，高h=4m。用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B，运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功。求：【版权所有：21教育】
（1）运动过程中所做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）推力F的大小。
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25．（2021·湖南郴州·）用如图所示 ( http: / / www.21cnjy.com )的机械拉着重500N的物体在水平地面上匀速运动，物体受到的摩擦力为120N，绳子末端的水平拉力为50N，若物体运动的速度为0.2m/s，求：21教育名师原创作品
（1）10s内拉力做的功；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
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21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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必考点6：有用功、额外功、总功、机械效率的计算问题（解析版）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．（2021·山西临汾·八年级期末）如 ( http: / / www.21cnjy.com )图所示，由重相同的滑轮组成的甲、乙两个滑轮组，分别将重为G1、G2的物体提高相同的高度，不计摩擦与绳重。下列说法正确的是（　　）
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A．若G1＞G2，拉力做的总功可能相同
B．若G1=G2，拉力做的额外功一定相同
C．若G1=G2，甲的机械效率小于乙的机械效率
D．用甲、乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
【答案】A
【详解】
AB．不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的 ( http: / / www.21cnjy.com )功为额外功；甲滑轮组中有一个动滑轮，乙滑轮组中有两个动滑轮，且每个滑轮的重力相同、提升的高度相同，根据W额=G动h可知，乙滑轮组做的额外功多，若G1＞G2，把物体提升相同的高度，根据W有=Gh可知，甲所做的有用功大于乙做的有用功，根据W总=W有+W额可知，拉力做的总功可能相等，故A正确，B错误；www-2-1-cnjy-com
C．若G1=G2，把物体提升相同的高度，根据W有=Gh可知，甲乙所做的有用功相同，而甲滑轮组做的额外功少，根据W总=W有+W额可知，甲做的总功小于乙做的总功，由可知甲的机械效率大于乙的机械效率；故C错误；
D．不计绳重和摩擦，用同一个滑轮组 ( http: / / www.21cnjy.com )提起不同的重物到相同的高度，所做的额外功不变，有用功发生变化，则有用功在总功中所占的比例发生变化，所以机械效率会变化，故D错误。
故选A。
2．（2021·广东广州·九年级二模）如图所示，分别用两种不同的方式提升两个相同且重力均为G的物块。甲用滑轮组匀速提升，动滑轮重力G动大于物块重力G，拉力做功，滑轮组的效率为；乙沿斜面如图乙所示把物块从A点匀速提升至B点，，拉力做功，物块与斜面的摩擦力为，斜面的效率为。若两次拉力大小，则下列说法一定正确的是（　　）
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A．
B．
C．
D．若提升高度相同，滑轮组的额外功大于斜面的额外功
【答案】C
【详解】
A．已知，由于不确定物体上升高度的关系，所以由可知，无法比较、的关系，故A错误；
B．斜面上的物体受重力、支持力、拉力和摩擦力的作用做匀速直线运动，受力平衡，由于重力的方向竖直向下，支持力的方向垂直斜面向上，二力不平衡，故拉力与摩擦力也不平衡，与大小不相等，故B错误；
C．根据图甲可知，提升物体的有效绳子段数n=2，则滑轮组的机械效率
已知，斜面的机械效率
因为，所以，故C正确；
D．若提升高度相同则方向上移动的距离
F2方向移动的距离
所以由可知、做的总功相等；又因为，所以由可知，有用功相等；由可知，额外功也相等，即滑轮组的额外功等于斜面的额外功，故D错误。【出处：21教育名师】
故选C。
3．（2021·衡阳市华新实验中学八年级期末）利用四个相同的滑轮，组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用同样的时间，把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为、，拉力做的功分别为、，拉力的功率分别为、，机械效率分别是、（忽略绳重与摩擦），下列关系式正确的是（　　）
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A．、 B．、
C．、 D．、
【答案】A
【详解】
B．由图可知，甲、乙滑轮组绳子的有效股数为
n甲=3、n乙=2
因相同滑轮的质量相等即动滑轮的重力相等，提升物体的质量相等，即物体的重力也相等，所以，忽略绳重与摩擦，由
可知
F甲故B错误；
C．因忽略绳重与摩擦时，克服物体重力做的功为有用功，且两物体提升相同高度，故根据
W有=Gh
可知，两滑轮组做的有用功相等，因克服物体和动滑轮重力做的功为总功，故由
W总=(G+G动)h
可知，两滑轮组拉力做的总功相等，即
W甲=W乙
故C错误；
AD．根据
可知，两装置的机械效率关系为
因提升相同物体到相同高度时的时间相等，故由
可知，拉力做功的功率关系为
P甲=P乙
故A正确，D错误。
故选D。
4．（2020·江苏吴江·九年级期中）用如图所示的滑轮组甲和乙提升重物（钩码），不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．若钩码重力和提升高度相同，则滑轮组的机械效率相同
B．若滑轮重力和绳端拉力相同，则滑轮组的机械效率相同
C．若滑轮重力和绳端拉力相同，则滑轮组甲的机械效率高
D．若钩码重力和绳端拉力相同，则滑轮组甲的机械效率高
【答案】C
【详解】
A．滑轮组的机械效率
现在物重相等，两滑轮组动滑轮重力不一定相等，由此可知，若钩码重力和提升高度相同，则滑轮组的机械效率不相等。故A错误；21*cnjy*com
BC．甲由3段绳子承担物重，乙由2段绳子承担物重，若滑轮重力和绳端拉力相同，甲图中物重
G甲=3F-G动
乙图中物重
G乙=2F-G动
显然甲图中物重要重些，根据
可得，甲的机械效率高。故B错误，C正确。
D．若钩码重力和绳端拉力相同，由BC知甲图中动滑轮重
G动甲=3F- G
乙图中动滑轮重
G动乙=2F-G
故甲图中动滑轮重大于乙图中动滑轮重。由
得滑轮组甲的机械效率小于滑轮组乙的机械效率。故D错误。
故选C。
5．（2021·南师附中树人学校九年 ( http: / / www.21cnjy.com )级月考）小明用如图所示的装置研究“杠杆的机械效率”时，将重为G的钩码挂在铁质杠杆上A点，弹簧测力计作用于C点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升h高度，杠杆 的机械效率为η1；在小明的装置基础上，小红仅改为将弹簧测力计作用于B点，竖直向上 匀速拉动弹簧测力计，仍使钩码上升h高度，杠杆的机械率为η2；在小明的装置基础上， 小华仅改为将钩码挂到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，仍使钩码上升h高度，杠杆的机械效率为η3；则（　　）
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A．η1<η2，η1<η3 B．η1=η2，η1<η3 C．η1=η2，η1=η3 D．η1>η2，η1>η3
【答案】B
【详解】
在三次实验中，钩码的重力 ( http: / / www.21cnjy.com )G相同，钩码上升的高度h相同，所以有用功W有用=Gh相同；实验中使用的都是同一杠杆，前两次实验中，钩码的位置不变，钩码上升的高度相同，所以杠杆上升的高度相同，额外功W额外相同，故总功相同，故η1=η2，第三次实验中，钩码的位置在B点，上升的高度仍为h，则杠杆上升的高度比前两次的小，则W额外比前两次小，故机械效率比前两次大，则η1=η2<η3，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
6．（2021·湖南龙山·八年级期末）下列关于机械效率的说法中，正确的是（　　）
A．机械效率可以提高到100%
B．机械效率总小于1
C．做功越多的机械，机械效率越高
D．机械效率越高，有用功就越多
【答案】B
【详解】
AB．任何机械在使用时都会做无用功，因此有用功始终小于总功，根据 可知，机械效率不可能提高到100%，始终小于1，故A错误，B正确；
C．机械效率是有用功与总功的比，做功越多，机械效率不一定高，机械效率与做功多少无关，故C错误；
D．机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率高，说明有用功在总功中所占比例大，但有用功多少不能确定，故D错误。【来源：21cnj*y.co*m】
故选B。
7．（2021·扬州市梅岭中学九年级 ( http: / / www.21cnjy.com )月考）如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别将A、B两物体匀速向上提升，若所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．两物体上升的速度相同 B．两种装置的机械效率相等
C．两种装置中拉力做功的功率相等 D．两次提升物体所做的有用功相等
【答案】C
【详解】
A．图甲使用的是定滑轮，拉力端移动距离s甲=h，图乙使用的是动滑轮，拉力端移动距离
s乙=2h
拉力端移动距离s甲＜s乙，运动时间相同，由知道，拉力端移动速度v甲＜v乙，故A错误；
B．不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，额外功 ( http: / / www.21cnjy.com )为0J，机械效率为100%；使用动滑轮时，要提升动滑轮做额外功，机械效率小于100%；所以两种装置的机械效率的关系
η甲＞η乙
故B错误；
C．绳端在相同时间内移动了相同的距离，由知道，绳端移动速度大小相等，所用拉力大小相等，由知道，两种装置中拉力做功的功率相等，故C正确；
D．不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，拉力F=GA；使用动滑轮，则拉力
故
GB=2F-G动
绳端移动距离s相等，而s=nh，物体升高距离
h甲=s
由W=Gh知道
W甲有用=GAh甲=Fs
所以提升物体所做的有用功W甲有用＞W乙有用，故D错误。
故选C。
8．（2021·沭阳县怀文中学 ( http: / / www.21cnjy.com )九年级月考）利用如图所示的滑轮组分别提升物体A、B，动滑轮重力相同，摩擦和绳重不计，两次拉力F大小相同，则以下分析正确的是（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．两物体的重力GAC．提升物体过程中的机械效率 D．提升物体过程中的机械效率
【答案】C
【详解】
AB．由图示知，两个滑轮组承重绳子的根数分别为3和2根，而两次拉力相同、动滑轮的重力相同，在不计摩擦和绳重时，据得，物体A、B的重力分别为
GA=3F-G动，GB=2F-G动
所以
GA>GB
故AB错误；
CD．据知，提升物体过程的机械效率
，
所以
故D错误，C正确。
故选C。
9．（2021·佛山市三水区三水中学附属初中 ( http: / / www.21cnjy.com )九年级二模）如图所示，重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．绳子自由端移动的距离为2m
B．物体与地面间的滑动摩擦力为60N
C．拉力F的功率为12W
D．有用功为120J
【答案】C
【详解】
由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离
s绳=3s物=3v物t=3×0.2m/s×10s=6m
故A错误；
拉力做的有用功和总功
W有=fs物，W总=Fs绳
因为
η=
所以物体与地面间的滑动摩擦力
故B错误；
拉力做功为
W总=Fs绳=20N×6m=120J
拉力做功的功率
P==12W
故C正确；
有用功
W有=fs物=fv物t=48N×0.2m/s×10s=96J
故D错误。
故选C。
10．（2020·苏州工 ( http: / / www.21cnjy.com )业园区星湾学校）如图，为了提升重物，选用了粗细均匀，重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一个重物挂在A、B两处，每次用竖直向上的力让重物匀速上升同样的高度，下列说法正确的是（　　）21cnjy.com
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．重物在A点处时拉力做的有用功多
B．重物在B点处时拉力做的有用功多
C．重物在A点处杠杆的机械效率高
D．重物在B点处杠杆的机械效率高
【答案】D
【详解】
AB．有用功是对物体做的功，即W有=Gh，由于拉力把同一个重物提升到同样的高度，因此拉力在A、B处所做的有用功相同，故AB错误；
CD．由图可知，在A、B两处提 ( http: / / www.21cnjy.com )升重物，重物上升同样的 度h时， 杠杆的重 上升的 度hA＞hB，额外功W额外＝G杆h，则W额外A＞W额外B，在A、B两处 做的有 功相同
W总＝W有用+W额外
所以W总A＞W总B，由可知，ηA＜ηB，故C错误，D正确。
故选D。
二、填空题
11．（2021·山东威海·中考真题）如图 ( http: / / www.21cnjy.com )所示，为了把小车运送到平台上，小明将绳子一端固定在A处、另一端绕过小车前端把手B，在绳子末端用150N的拉力将小车沿斜面匀速拉动5m，在此过程中小车被提升的高度为2m。己知小车重700N，两股绳子均与斜面平行（不计绳重、绳与把手的摩擦）。整个过程中，小明施加的拉力做的功为______J，小车受到的阻力为______N。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】1500 20
【详解】
[1]由图可知，车把手相当于动滑轮，绳子自由端移动的距离
s=nh=2×5m=10m
小明施加的拉力做的功
W总=Fs=150N×10m=1500J
[2]有用功
W有=Gh=700N×2m=1400J
不计绳重、绳与把手的摩擦，额外功
W额= W总- W有=1500J-1400J=100J
小车受到的阻力为
12．（2021·宜兴外国 ( http: / / www.21cnjy.com )语学校九年级月考）某小区正在进行改造施工。工人用如图所示的滑轮组将750N的沙子匀速提升了10m，用时100s。若工人所用的拉力为400N，则拉力的功率为___________w，滑轮组的机械效率为___________。工人使用该滑轮组提升600N的沙子时，滑轮组的机械效率将___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。使用滑轮组___________（选填“能”或“不能”）省功。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】120 62.5 减小 不能
【详解】
[1] 拉力的功为
W总=Fs=400N3
拉力的功率为
P=
[2]滑轮组做的有用功
W有=Gh=750N
滑轮组的机械效率为
η=
[3] 由机械效率公式可知，当物重减小 ( http: / / www.21cnjy.com )时，有用功减小，额外功不变，所以机械效率会降低，所以工人使用该滑轮组提升600N的沙子时，滑轮组的机械效率将减小。
[4]根据功的原理：使用任何机械都不省功，可知，使用滑轮组不能省功。
13．（2021·福建省宁德市 ( http: / / www.21cnjy.com )教师进修学院九年级二模）如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用F1、F2将同一物体匀速提升相同的高度，若不计绳重和摩擦，则拉力F1_________ F2；拉力F1、F2做的功分别为W1、W2，则W1___________W2（均选填“<”、“=”或“>”）。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】< =
【详解】
[1]如图，甲滑轮组由3段绳子吊着动滑轮，故有
乙滑轮组由2段绳子吊着滑轮组，故有
所以
[2]若不计绳重和摩擦，则拉力F1、F2做的功均为将物体和动滑轮提升一定高度所做的功，所以有
14．（2021·衡阳市华 ( http: / / www.21cnjy.com )新实验中学八年级期末）在斜面上将一个重6N的物体匀速拉到顶端，如下图所示，沿斜面向上的拉力为2N，斜面长4m，高1m。则斜面的机械效率为______，物体受到的摩擦力为______N。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】75% 0.5N
【详解】
[1]此过程所做的有用功为
W有=Gh=6N×1m=6J
拉力做的总功为
W总=FL=2N×4m=8J
斜面的机械效率为
η== =75%
[2]此过程所做的额外功为
W额=W总-W有=8J-6J=2J
由W额=fL可得物体所受的摩擦力为
f===0.5N
15．（2021·南师附中树人学校九年级月 ( http: / / www.21cnjy.com )考）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 F=400N， 拉动的距离 s=3m，提升高度 h=1.5m，所用时间 t=20s，则拉力 F 做功的功率为_______W， 此过程中物体受到的摩擦力为________N。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】60 100
【详解】
[1]拉力 F 做功的功率为
拉力 F 做功的功率为。
[2]摩擦力的做功为
物体受到的摩擦力为
物体受到的摩擦力为100N。
16．（2021·广东揭西·九年级月考）如 ( http: / / www.21cnjy.com )图所示的是“测量滑轮组的机械效率”的实验装置，钩码总重6 N。实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，由图可知，拉力大小为___________N，若钩码上升的高度为8 cm，则拉力所做的功为________J，该滑轮组的机械效率为___________%（结果保留一位小数）。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】2.4 5.76 83.3%
【详解】
[1]由图示知，弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数为2.4N，即拉力为2.4N。
[2]由图示知，滑轮组承重绳子为3根，钩码上升8cm时，绳子端移动的距离
s=3h=3×0.8m=2.4m
拉力所做的功
W总=Fs=2.4N×2.4m=5.76J
[3]该滑轮组的机械效率
17．（2021·湖南道县·八年级期 ( http: / / www.21cnjy.com )末）用一个定滑轮匀速提升重为150N的物体，使其升高3m，所用拉力为200N，则有用功等于 ______J，额外功等于 ______J，定滑轮的机械效率是 ______。21教育网
【答案】450 150 75%
【详解】
[1]拉力做的有用功
W有＝Gh＝150N×3m＝450J
[2]使用的是定滑轮，绳子自由端移动的距离
s＝h＝3m
工人做的总功
W总＝Fs＝200N×3m＝600J
由
W总＝W有+W额
可得，拉力做的额外功
W额＝W总﹣W有＝600J﹣450J＝150J
[3]定滑轮的机械效率
η＝×100%＝×100%＝75%
18．（2020·苏州工业园区星湾学校）小明 ( http: / / www.21cnjy.com )用两个不同的滑轮组，在相同时间内分别用大小相等的拉力F将同一物体匀速提高了相同的高度，若两个滑轮组的机械效率分别为η1、η2，小明做功的功率分别为P1、P2，则η1：η2＝______；P1：P2＝______。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】3：2 2：3
【详解】
[1]第一幅图中n＝2，第二幅图中n＝3，同一重物的重力相同，且两次的拉力大小相同，由
可知两滑轮组的机械效率之比为
故两滑轮组的机械效率之 为3：2。
[2]由题知，拉力相同，升高相同的高度，且时间相同，则拉力F的功率之比
拉力F的功率之比为2：3。
三、实验题
19．（2021·南师附中树人学校九 ( http: / / www.21cnjy.com )年级月考）提高机械效率，能够更充分地发挥机械设备的作用，“测量机械效率”实验装置如图（每个动滑轮重相同，忽略摩擦及绳重）。
( http: / / www.21cnjy.com / )
（1）b 中滑轮组有______段绳子承担物重，实验中应沿_______方向________拉动弹簧测力计。
（2）实验过程中收集到 a、b、c 三组实验数据如下。计算出 a 组实验的：有用功为________J， 机械效率为_________。
装置 钩码重 钩码上升的高度/m 弹簧测力计示数/N 绳子自由端移动的距离/m
a 2 0.1 1.5 0.2
b 2 0.1 1.0 0.3
c 5 0.1 2.0 0.3
（3） 比较 a、b 两组 ( http: / / www.21cnjy.com )的机械效率，它们的关系ηa_______ηb（选填“大于”、“小于”或“等于”），若提升相同物重到相同高度，与 a 装置相比，b 装置的优势是_________。
（4）比较 b、c 滑轮组，它们机械效率的关 ( http: / / www.21cnjy.com )系是：ηb________ηc（选填“大于”、“小于”或“等于”），由此可知影响它们机械效率高低的因素是________。
【答案】3 竖直 匀速 0.2 66.7% 等于 更省力 小于 所提升物体的重力
【详解】
（1）[1]由图知，b中从动滑轮上直接引出的绳子股数为3，则该滑轮组有3段绳子承担物重。
[2][3]在实验操作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，弹簧测力计示数才等于拉力的大小。
（2）[4][5]由第三组数据知，a的有用功
W有用＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J
总功为
W总＝Fs＝1.5N×0.2m＝0.3J
则机械效率为
%……①
（3）[6] b的有用功为
W有用b＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J
总功为
W总b＝Fbsb＝1.0N×0.3m＝0.3J
结合（2），a、b的有用功和总功相同，故机械效率相同，即ηa等于ηb。
[7]根据数据可知，a的拉力大于b的拉力，所以b的优势是更省力。
（4）[8]c的有用功为
总功为
则机械效率为
83.3%……②
因ηa等于ηb，结合①②，故b、c滑轮组，它们机械效率的关系是ηb小于ηc。
[9]b、c滑轮组，它们机械效率的关 ( http: / / www.21cnjy.com )系是ηb小于ηc，由已知条件可知，每个动滑轮重力相同，c中滑轮组提升钩码的个数比b中滑轮组提升钩码的个数多，c中滑轮组提升物体的重力大，故机械效率不同的原因是提升物体的重力不同。
20．（2021·山东宁阳·八年级期末）同学们用一个滑轮、钩码、弹簧测力计等器材分别做了以下实验
探究定滑轮工作时的特点
（1）如图甲，为了使弹簧测力计的示数尽可能接近绳子受到的实际拉力，实验中提升的钩码质量应取______（选填“大”或“小”）些；
（2）测动滑轮的机械效率
①实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置；
②某同学发现实验过程中边 ( http: / / www.21cnjy.com )拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为她的想法是______（选填“正确”或“不正确”）的，因为她没有考虑到______对滑轮组机械效率的影响。如果这样做，测得的机械效率将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）另一组用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，正确操作，实验数据如下。
实验序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm
① 1.0 20.0 0.7 40.0
② 2.0 20.0 1.2 40.0
③ 3.0 20.0 1.7 40.0
a第①次实验测得动滑轮的机械效率为______，第②次实验的有用功是______J；
b第③次实验时，钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力的功率为______W；
c由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；21教育名师原创作品
d要研究动滑轮机械效率高低是否与物体提 ( http: / / www.21cnjy.com )升高度有关，应该选用______（选填“同一”或“不同”）滑轮，提升______（选填“相同”或“不同”）的高度去研究。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】大 不正确 ( http: / / www.21cnjy.com ) 摩擦力 变大 71.4% 0.4 0.17 增大 同一 不同
【详解】
（1）[1]钩码越重时，摩擦力和绳子重力在总重中占的比例越小，弹簧测力计的示数越接近绳子受到的实际拉力，故应该取质量较大的钩码。
（2）[2][3][4]在弹簧 ( http: / / www.21cnjy.com )测力计静止时读出了数据，由于不会克服绳与轮之间的摩擦，所以测得的拉力偏小，她的想法是不正确的，因为她没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响，如果这样做，摩擦力小，额外功少，总功较小，则测得的机械效率变大。
（3）[5]由表中实验数据可知，第①次实验测得动滑轮的机械效率
[6]第②次实验的有用功
[7]连接动滑轮绳子的段数为
则拉力端移动的速度
第③次实验时拉力的功率
[8]根据表格数据，由机械效率公式可得 ( http: / / www.21cnjy.com )，后面两次动滑轮的机械效率分别为83.3%与88.2%，根据三次的机械效率及物重的变化知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将增大。21·cn·jy·com
[9][10]要研究滑轮组机械效率高低是 ( http: / / www.21cnjy.com )否与物体提升高度关系时，应在其它条件相同情况下，只改变物体被提升高度来研究，所以应该选用同一滑轮组。
21．（2021·广东普宁·八年级期末 ( http: / / www.21cnjy.com )）物理实验兴趣小组间开展竞赛活动，甲组出题乙组用实验的方法解答；甲组用布帘将一个滑轮组遮蔽（如图），乙组同学通过测量：滑轮组下方所挂重物重力为G，重物被匀速提升的高度为H，乙组同学施加在滑轮组绕绳的自由端的拉力为F，该自由端移动的距离为h；通过3组实验（数据见下表）乙组同学探究出“布帘背后的秘密”；
实验次数 1 2 3
G/N 5.0 8.0 11.0
F/N 2.0 3.0 4.1
H/cm 10.0 15.0 20.0
h/cm 30.1 45.1 60.2
假设你是乙组成员请判断：
（1）动滑轮实际被使用的个数是 ______（选填“一个”或“两个”）；
（2）请在图中画出布帘后的滑轮组及绕线的方法；______
（3）滑轮组中所有动滑轮（及动滑轮间的连接物）总重力约为 ______（选填“1N”、“2N”或“3N”）；2-1-c-n-j-y
（4）当提升重物重力为G＝ ( http: / / www.21cnjy.com )4.0N时，该滑轮组的机械效率最接近 ______（选填“80%”、“33%”或“25%”）；从三次实验数据可以得出：使用同一滑轮组提升重物时，______越大，滑轮组的机械效率越高；21*cnjy*com
（5）乙组同学发现实验数据不像“理想模型”那样完美，请你提出一条产生误差的原因：______。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】一个 ( http: / / www.21cnjy.com / ) 1N 80% 物重 绳子与滑轮之间有摩擦
【详解】
（1）[1]绳子的有效段数
故动滑轮实际被使用的个数是一个（若是两个，有效段数为4或5）
（2）[2]有3段绳子拉 ( http: / / www.21cnjy.com )着动滑轮，由图可知，从滑轮组出来的绳子的方向是水平方向，则还需要一个定滑轮；绳子先连接动滑轮上端的挂钩，然后绕过定滑轮、动滑轮、另一个定滑轮，如图所示：【版权所有：21教育】
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（3）[3]若不考虑摩擦，则由可知，滑轮组中所有动滑轮（及动滑轮间的连接物）总重力约为
（4）[4]如不考虑摩擦，当提升重物重力为G＝4.0N时，根据
可知，该滑轮组的机械效率为
故该滑轮组的机械效率最接近80%。
[5]由表中数据知，第1次实验的机械效率为
同理可知，第2次、3次的机械效率分别为：88%、89%；由此可知，使用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）[6]乙组同学发现实验数据不像“理想模型”那样完美，产生误差的原因：绳与轮之间存在摩擦。
22．（2021·湖北大悟·八年级期末）某实 ( http: / / www.21cnjy.com )验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如表所示，如图从左到右分别为第1、2、3次实验装置；
（1）实验中应竖直向上 ______拉动弹簧测力计；
（2）比较第1次实验和第2次实验的数据，可得出结论：
次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 有用功W有/J 测力计拉力F/N 测力计移动距离s/m 总功W总/J 机械效率η
1 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1%
2 4 0.1 0.4 1.6 0.3 0.48 83.3%
3 4 0.1 1.1 0.5 0.55
使用同样的滑轮组提起的物体越重，滑轮组的机械效率越 ______（选填“高”或“低”）；
（3）第3次实验中所做的有用功是 ______J，机械效率是 ______；
（4）第3次实验中动滑轮个数比第 ( http: / / www.21cnjy.com )2次实验多，通过分析，动滑轮自重增大，所做的额外功将 ______（选填“增大”或“减小”），因此，比较第2、3次实验可得出结论：在 ______一定时，滑轮组的机械效率与动滑轮的自重有关。www.21-cn-jy.com
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】匀速 高 0.4 72.7% 增大 物体的重力
【详解】
（1）[1] 实验中应匀速竖直向上拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，拉力大小等于测力计示数。
（2）[2] 比较1、2两次实验，使用同样的滑轮组，做的额外功相同，提起的钩码越重，做的有用功越多，有用功占总功的比值越大，机械效率越大。【来源：21·世纪·教育·网】
（3）[3][4] 第3次实验中
W有用＝Gh＝4N×0.1m＝0.4J
机械效率为
η＝
（4）[5][6] 第3次实验中动滑轮个 ( http: / / www.21cnjy.com )数比第2次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功增大、总功增多，有用功占总功的比值减小，机械效率降低；由此可知：在物体的重力一定时，滑轮组的机械效率与动滑轮重有关。21·世纪*教育网
四、计算题
23．（2021·广东白云·九年级二模）已知货物重为240N、与水平地面接触面积为。用如图装置将货物以速度匀速提高，所用拉力为150N，忽略绳子与滑轮摩擦和绳重。求：
（1）货物对地面的压强；
（2）提升物体5s，工人做功多少；
（3）滑轮组的机械效率。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】（1）600Pa；（2）3000J；（3）
【详解】
解：（1）水平地面受到的压力为
受力面积为，货物对水平地面的压强为
（2）由图可知：滑轮组绳子有效段数，货物上升的高度为
绳子自由端移动的距离为
工人拉力做的功为
（3）滑轮组的机械效率为
答：（1）货物对地面的压强为600Pa；
（2）工人做的功为3000J；
（3）滑轮组的机械效率为。
24．（2020·苏州工业 ( http: / / www.21cnjy.com )园区星湾学校）如图所示，斜面长s=10m，高h=4m。用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B，运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功。求：
（1）运动过程中所做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）推力F的大小。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】（1）400J；（2）80%；（3）50N
【详解】
解：（1）由题意可知，物体重为100N，将物体由斜面底端A匀速推到顶端B，这个过程物体上升的高度是4m，根据可知，运动过程中所做的有用功是
运动过程中所做的有用功是400J。
（2）由（1）解析可知，运动 ( http: / / www.21cnjy.com )过程中所做的有用功是400J，题中说明运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功，这个克服摩擦力做的功就是额外功，而总功大小等于有用功和额外功之和，所以运动过程中所做的总功是2·1·c·n·j·y
运动过程中所做的总功是500J；根据机械效率的公式可知，斜面的机械效率是
斜面的机械效率是80%。
（3）推力所做的功是总功，由（2）解析可知，运动过程中所做的总功是500J，在推力的方向上物体移动了10m，根据可知，推力F的大小是
推力F的大小是50N。
答：（1）运动过程中所做的有用功为400J；
（2）斜面的机械效率为80%；
（3）推力F的大小为50N。
25．（2021·湖南郴州·）用如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示的机械拉着重500N的物体在水平地面上匀速运动，物体受到的摩擦力为120N，绳子末端的水平拉力为50N，若物体运动的速度为0.2m/s，求：21世纪教育网版权所有
（1）10s内拉力做的功；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】（1）300J；（2）30W；（3）80%
【详解】
解：（1）物体10s运动的距离为
s=vt=0.2m/s×10s=2m
由图可知，滑轮组承重绳子的根数
n=3
则绳子自由端移动的距离为
s'=3s=3×2m=6m
拉力做的功为
W总=Fs'=50N×6m=300J
（2）拉力的功率为
（3）克服摩擦力做的功为
W有用=fs=120N×2m=240J
机械效率为
η=×100%=×100%=80%
答：（1）10s内拉力做的功为300J；
（2）拉力的功率为30W；
（3）滑轮组的机械效率为80%。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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