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(共81张PPT)
2023中考物理复习专题
机械效率 机械能及其转化
1.三种功
（1）有用功W有：无论是否使用机械，必须要做的，且对我们有用的功。
（2）额外功W额：使用机械时，并非我们需要，但又不得不做的功
（3）总功W总：动力对机械所做的功，它等于有用功与______之和，即W总=___________。
额外功
W有+W额
2.机械效率与功率的比较
机械效率η 功率P
定义 有用功与________的比值 功与做功__________的比值
计算公式 η= P=
单位 无单位，常用百分数表示 瓦或千瓦
(1 kW=1 000 W)
物理意义 表示做功的有效程度；效率越大，所做有用功占总功的比例越大 表示的做功快慢；功率越大，做功越快
总功
时间
规律：任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是______总功，所以机械效率总是_______1。
小于
小于
3.测量滑轮组的机械效率
（1）实验原理： η== 。
（2）操作要求：沿竖直方向_________拉动弹簧测力计，目的是___________________________________。
（3）承重绳子段数n的确定
①滑轮组及其绕线方式已知，则n为直接与动滑轮相连接的绳子段数；
②滑轮组及绕线方式未知：a.利用物重G和动力F来确定，即n＝，n一般按“进一法”的原则取整数；b.利用绳子自由端移动的距离s和重物移动的距离h来确定，即n＝。
缓慢匀速
让弹簧测力计示数稳定，便于读数
（4）影响滑轮组机械效率的因素：物重G物、动滑轮所受的重力G动、绳子和滑轮之间的______。
（5）提高滑轮组的机械效率的方法
①滑轮组一定时，增加提升物体所受的重力，G物越大，η______。
②物重一定时，减小动滑轮所受的重力，动滑轮越轻，η______。
摩擦
越大
越大
4.能量
（1）定义：一个物体能够对外______，它就具有能量，简称能。物体能够做的功越多，具有的能量就______。
（2）单位：与功的单位相同，是__________。
做功
越大
焦耳（J）
5.动能
（1）定义：物体由于______而具有的能。
（2）影响因素
①质量：运动速度相同的物体，______越大，它的动能越大。
②速度：______相同的物体，运动的速度越大，它的动能越______。
运动
质量
质量
大
6.重力势能
（1）定义：物体由于受到______并处于一定高度时具有的能量。
（2）影响因素
①质量：所处位置高度一定时，物体的______越大，重力势能越大。
②所处位置的高度：质量相同时，物体的位置越______，重力势能越大。
重力
质量
高
7.弹性势能
（1）定义：物体由于发生__________而具有的能。
（2）影响因素：物体的弹性形变越大，弹性势能就______。
弹性形变
越大
8.机械能及其转化
（1）机械能：______和势能（重力势能和弹性势能）统称为机械能。在数值上，机械能=动能+ 势能。
（2）机械能的转化与守恒：动能和势能可以相互转化，如果只有______和______相互转化，则机械能的总和______。
（3）风能和水能：自然界的流水和风都具有大量的______能，可以合理利用它们为人类服务。
动能
动能
势能
不变
机械
考点1 机械效率及其计算
考点2 机械能及其转化
考点1 机械效率及其计算
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1.机械效率指的是有用功与总功的比值，机械效率与做功多少、做功快慢或省力与否无关。不能错误地认为“机械做功越快，机械效率就越高”或“越省力的机械，机械效率越高”。
2.滑轮组机械效率的有关计算：
（1）滑轮组竖直放置：
绳子自由端拉力做的功为总功（W总=Fs），动滑轮挂钩提升物体的拉力做的功为有用功（W有=Gh），克服滑轮组机械摩擦和动滑轮重力所做的功为额外功（W额=W总－W有），η= = =。若忽略绳重与滑轮组间的机械摩擦，则有F=（G+G动），W额=G动h，η= = = （与绕绳方式无关）。
（2）滑轮组水平放置：该类问题所涉及的物理量有物体与水平面间的摩擦力f、物体移动的距离l、动力F、动力F移动的距离s。其中W有=fl，W总=Fs，η==。
3.斜面机械效率的有关计算：
该类问题涉及的物理量有物重G、沿斜面的拉力F、沿斜面移动距离s、上升高度h。其中=Gh，W总=Fs，η= = 。（克服摩擦力f做的功为额外功，W额=fs）
例1（2021·广西北部湾经济区）利用滑轮组帮助汽车脱困的情景如图15-1所示。匀速拉动车的过程中，车相对树木是______（选填“静止”或“运动”）的，动滑轮上有______段绳子承担对车的拉力，若对车的拉力为2 400 N，F为1 500 N，则该滑轮组的机械效率是______。
【解析】由题图得出，从动滑轮上引出的绳子有效股数n＝2，拉力端移动距离s＝2s车，若对车的拉力为F拉，拉力为F，该滑轮组的机械效率 η＝＝＝＝＝80%。
运动
2
80%
【题后总结】关于机械效率的计算，要明确哪个力做的功是总功，哪个力做的功是有用功，然后分别求出有用功和总功，再代入公式计算。
1.（2022·广西贵港）如图15-2所示，用动滑轮提起重物。若物重为 900 N，工人用F=500 N的拉力将重物沿竖直方向匀速提升了4 m，则拉力所做的功为________J，此动滑轮的机械效率为________。
4000
90%
2.（2021·广西梧州）如图15-3所示，利用滑轮把重为300 N的物体从斜面底端沿斜面往上匀速拉动10 m，物体升高了6 m，所用时间为10 s，该装置的机械效率为75%，绳子自由端拉力为F，其方向始终与斜面平行。求在此过程中：
（1）拉力做的有用功；
（2）拉力的大小；
（3）拉力的功率。
解：（1）有用功为
W有＝Gh＝300 N×6 m＝1 800 J
（2）由η＝得总功为
W总＝＝＝2 400 J
动滑轮绳子的有效股数为2，则绳端移动的距离为
s绳＝2s＝2×10 m＝20 m
由W＝Fs得拉力的大小为
F＝＝＝120 N
（3）拉力做功的功率为
P＝＝=240 W
考点2 机械能及其转化
抢分攻略
1.机械能守恒的条件：只有动能和势能相互转化。在实际情况中，由于克服摩擦做功、摩擦生热等，总有一部分机械能会损失（转化为内能或其他形式的能量）。
2.从隐含条件中判断动能和势能的变化情况：
（1）判断速度大小的变化：“匀速”→v不变，“加速（或越来越快）”→v变大，“减速（或刹车）”→ v变小。
（2）判断高度的变化：“上升”→h变大，“下降（或下滑）”→h减小。
（3）判断质量的变化：如“飞机空投物资”“洒水车洒水”→m减小。
（4）判断机械能的变化：“光滑且不计空气阻力”→机械能守恒，“粗糙（或有摩擦阻力）”→机械能减小。
3.注意：“物体匀速下落时重力势能转化为动能”的说法是错误的，匀速说明其动能不变，实际上物体匀速下落时减少的重力势能（或机械能）转化为内能。
例2（2022·广西玉林）如图15-4所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞。其在加速上升过程中（ ）
A.动能减小，重力势能增大
B.动能增大，重力势能减小
C.动能增大，重力势能增大
D.动能减小，重力势能减小
C
【题后总结】在能的转化问题中，要确定是哪几种能之间发生转化，明确各种能的特点及其影响因素，再进一步作出判断。对火箭发射和飞机的加速升空过程，可采用“微元法”分析，取一小段升空过程分析（可认为该过程火箭或飞机的质量不变），再由此推及整个过程，可知火箭或飞机的动能和重力势能都增加。
3.（2022·广西北部湾经济区）2022年5月31日，我国自主研制的大型两栖飞机——“鲲龙”AG600在广东珠海首飞成功。返航时，飞机在减速下降过程中 （ ）
A.动能增大，重力势能减小
B.动能减小，机械能不变
C.动能增大，重力势能增大
D.动能减小，机械能减小
D
4.（2022·广西柳州）（多选题）如图15-5所示，一只蚂蚁以大小不变的速度沿碗中虚线从A点爬到B点，此过程中蚂蚁的 （ ）
A.动能先变小后不变
B.动能不变
C.重力势能先变小后不变
D.重力势能不变
BC
【解析】蚂蚁沿碗中虚线从A点爬到B点，它的质量不变，速度大小不变，故动能不变；质量不变，高度先变小后不变，故重力势能先变小后不变，故选项B、C正确。
实验1 测量滑轮组的机械效率
实验2 探究物体的动能跟哪些因素有关
实验1 测量滑轮组的机械效率
实验装置
实验方法 实验原理：η＝＝。应测物理量有钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳子自由端移动的距离s
注意事项 必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的是保证弹簧测力计示数稳定
实验结论 (1)同一个滑轮组，所提升物体的重力越大，机械效率越高
(2)不同滑轮组，所提升物体的重力相等时，动滑轮的重力越小，机械效率越高
(3)滑轮组的机械效率与绕线方式和提升重物的高度无关
续表
评估交流 (1)若绳子自由端与动滑轮连接，则须匀速竖直拉动弹簧测力计；若绳子自由端与定滑轮连接，则匀速拉动弹簧测力计即可，无须竖直拉动
(2)实验误差的主要来源：弹簧测力计的示数不稳定(难以保证匀速拉动)
深入拓展 (1)影响滑轮组机械效率的主要因素有物体的重力、动滑轮的重力、滑轮与绳间的摩擦；提高滑轮组机械效率的做法主要有增加所提升物体的重力、减小动滑轮的重力、减小摩擦
(2)实验改进：在原来的实验装置中，使绳子自由端跨过定滑轮拉重物(如图丙所示)。优点：可改变绳子自由端的拉力方向，且拉力不必沿竖直方向
续表
例1（2019·广西玉林）小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，利用如图15-6所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示。
（1）根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离s=_______m，机械效率η=_______。
（2）通过比较1、3、4三次实验数据得出：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率_______。
（3）在忽略摩擦力和绳
重的前提下，通过第1次数据
可算出动滑轮的总重力为____N。
（4）以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是_______。
A.动滑轮的重力
B.绳子与滑轮之间的摩擦
C.物体上升的高度
例1（2019·广西玉林）小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，利用如图15-6所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示。
（1）根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离s=_______m，机械效率η=_______。
（2）通过比较1、3、4三次实验数据得出：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率_______。
（3）在忽略摩擦力和绳
重的前提下，通过第1次数据
可算出动滑轮的总重力为____N。
0.4
50%
越高
2.2
（4）以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是_______。
A.动滑轮的重力
B.绳子与滑轮之间的摩擦
C.物体上升的高度
C
1.在例1实验中：
（1）小明发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，他认为应在静止时读数。小明的想法不正确，因为他没有考虑到_________对滑轮组机械效率的影响。
（2）为提高滑轮组的机械效率，根据实验结论和生活经验，可采取的措施有________。（填字母 代号）
A.减轻动滑轮的重力
B.增加所提物体的重力
C.给机械加润滑油
D.增加重物上升的高度
摩擦力
ABC
实验2 探究物体的动能跟哪些因素有关
实验装置
实验方法 (1)转换法：通过小球能够推动物块移动距离的大小来比较小球到达斜面底端时动能的大小
(2)控制变量法：
①探究动能与质量的关系时，要控制小球到达斜面底端时的速度不变，即让质量不同的小球从斜面的同一高度自由滚下
②探究动能与速度的关系时，要控制小球的质量不变，即让同一小球从斜面上不同的高度自由滚下
注意事项 (1)为使实验现象明显，物块的质量不能太大
(2)水平木板的长度和粗糙程度要合适
实验结论 (1)物体的动能与质量和速度有关
(2)质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越大
(3)运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大
续表
评估交流 (1)使小球获得动能的方法：将小球从斜面某一高度处由静止释放(重力势能转化为动能)
(2)将质量不同的小球从斜面上同一高度处由静止释放的目的：控制小球到达斜面底端时具有相同的初速度(此过程中小球的速度与质量无关)
(3)将质量相同的小球从斜面上不同位置由静止释放的目的：改变小球到达斜面底端时的初速度
(4)物块被推动的距离越远，小球对物块做的功就越多，说明小球到达斜面底端时具有的动能越大
续表
深入拓展 (1)小球在水平面上不能立即停下的原因：小球具有惯性
(2)物块最终停止的原因：受摩擦阻力的作用(说明力能改变物体的运动状态)
(3)物块在水平面上运动的过程中，它的动能转化为内能
(4)小球从粗糙斜面滑下的过程中，它的重力势能转化为动能，机械能变小
(5)物体的动能越大，制动时滑行的距离越远，故为保障交通安全，须对通行车辆限重限速
续表
例2（2022·广西河池）如图15-7所示是某实验小组探究动能的大小与哪些因素有关的实验装置。实验中，用力将钢球推出，让钢球瞬间获得速度并向右运动，钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩。
（1）本实验通过观察________来比较钢球动能的大小。
（2）保持钢球的质量不变，推出钢球的速度越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：
物体的动能大小与________有关。
（3）换不同质量的钢球，以相同的速度推出，钢球的质量越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与________有关。
（4）本实验中用到的探究方法是________（填其中一种即可）。
例2（2022·广西河池）如图15-7所示是某实验小组探究动能的大小与哪些因素有关的实验装置。实验中，用力将钢球推出，让钢球瞬间获得速度并向右运动，钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩。
（1）本实验通过观察___________________来比较钢球动能的大小。
（2）保持钢球的质量不变，推出钢球的速度越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的
动能大小与________有关。
弹簧被压缩的程度
速度
（3）换不同质量的钢球，以相同的速度推出，钢球的质量越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与________有关。
（4）本实验中用到的探究方法是_______________________（填其中一种即可）。
质量
控制变量法（或转换法）
2.在例2实验中：
（1）钢球将弹簧压缩的过程中，钢球的动能转化为弹簧的___________。
（2）探究动能与质量的关系时，较难控制钢球的初速度相等，结合所学知识，仅限于图15-7中的材料，你解决这个问题的办法是_______
_______________________________________________________________。
弹性势能
将整个装置竖直放置或保持一定的倾斜角度，使钢球从同一高度由静止开始下落
基础巩固
能力提升
拓展延伸
基础巩固
1. （2022·广西桂林）下列方法中，能提高如图B15-1所示滑轮组机械效率的是（ ）
A.增大摩擦
B.增大定滑轮重力
C.增大动滑轮重力
D.增大被提升物体重力
D
2.（2021·广西柳州）（多选题）下列物体中，具有动能的是 （ ）
A.停在站台上的火车
B.风驰电掣的过山车
C.静止在地面上的足球
D.腾空而起的长征系列火箭
BD
3. （2022·广西百色）北京时间2022年6月5日10时44分，“神舟十四号”载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。关于飞船在离地加速升空过程中能量的变化，下列说法正确的是 （ ）
A.动能增大，势能增大，机械能增大
B.动能增大，势能不变，机械能增大
C.动能增大，势能减小，机械能不变
D.动能减小，势能增大，机械能不变
A
4. （2022·辽宁盘锦）在2022年北京冬奥会自由式滑雪空中技巧女子个人项目决赛中，辽宁运动员徐梦桃勇夺冠军。如图B15-2所示，B、D两点等高，下列说法正确的是（ ）
A.她在A点时不具有机械能
B.从A点滑行到C点的过程中她所受
的重力不断变大
C.滑雪板底面比较光滑是为了增大
滑行时与雪面的摩擦力
D.她在B点时的速度大于在D点时的
速度
D
5. （2022·天津）某物理兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
【提出问题】汽车动能的大小跟什么因素有关？
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟_______有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟_______有关。
【进行实验】他们做了如图B16-3所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越_______。
【分析论证】由甲、丙两图可得出结论：______________________________________。
【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车________（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。
5. （2022·天津）某物理兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
【提出问题】汽车动能的大小跟什么因素有关？
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟_______有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟_______有关。
速度
质量
【进行实验】他们做了如图B16-3所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越_______。
大
【分析论证】由甲、丙两图可得出结论：______________________________________。
【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车________（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。
质量一定时，物体的速度越大，动能越大
超载
6. （2022·广西百色）如图B15-4所示，工人师傅用滑轮组将重为500 N的物体在30 s内匀速提升到6 m高的楼上，已知动滑轮重 100 N，不计绳重及摩擦，F可视为竖直向上。求：
（1）拉力F；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
解：（1）由题图可知，动滑轮上承担物重的绳子股数n＝3
由F＝（G物＋G动）可知，拉力F为
F＝（G物＋G动）＝（500 N+100 N）＝200 N
（2）物体的速度为v物＝＝＝0.2 m/s
绳子的速度为v绳＝nv物=3×0.2 m/s=0.6 m/s
由P===Fv
可知，拉力的功率为
P=Fv绳=200 N×0.6 m/s＝120 W
（3）由η=可知，滑轮组的机械效率为
η＝×100%＝×100%
=×100%=×100%≈83.3%
能力提升
7.（2020·青海西宁）人在绳子自由端用拉力F通过图B15-5甲所示的滑轮组，将重900 N的物体匀速提升6 m，用时15 s，则人拉力所做的有用功为________J。图B15-5乙是拉力做的功W随时间t变化的图像，忽略绳重和摩擦，则滑轮组的机械效率
是________。
【解析】拉力做的有用功 W有=Gh= 900 N×6 m=5 400 J；由题意可知，拉力做功用时15 s，对照题图乙可知，此时拉力做的总功 W总= 6 000 J，由机械效率定义可得该滑轮组的机械效率为90%。
能力提升
7.（2020·青海西宁）人在绳子自由端用拉力F通过图B15-5甲所示的滑轮组，将重900 N的物体匀速提升6 m，用时15 s，则人拉力所做的有用功为________J。图B15-5乙是拉力做的功W随时间t变化的图像，忽略绳重和摩擦，则滑轮组的机械效率
是________。
5 400
90%
【解析】由题图可知，动滑轮上承担拉力的绳子股数n＝3， v拉＝n v物＝3×2 m/s＝6 m/s；由P＝＝＝Fv可知拉力做总功的功率 P总＝F v拉=200 N× 6 m/s=1 200 W，由题意知拉力做有用功的功率
P有＝ 960 W，由机械效率定义可得该滑轮组的
机械效率为80%。物体所受摩擦力f＝＝=480 N。
8.（2021·广西玉林）如图B15-6所示，在F=200 N的拉力作用下，物体A以2 m/s的速度沿水平面做匀速直线运动，若滑轮组所做有用功的功率为960 W，则地面对物体的摩擦力为_______N，滑轮组的机械效率为________。（忽略绳子和滑轮的重力）
480
80%
9.（2020·湖南湘潭）某小组测量如图B15-7所示的滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。
实验次数 1 2 3 4
钩码的重力G/N 1.0 1.5 2.0 2.0
钩码上升的高度h/cm 5 5 5 10
拉力F/N 0.8 1.0 1.0
绳端移动的距离s/cm 15 15 15 30
机械效率η 55.6% 66.7% 66.7%
（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做______运动。第1次实验时，弹簧测力计示数如图B16-7所示，为示数______N。
（2）第2次实验时所做的有用功为______J，滑轮组的机械效率是______。
实验次数 1 2 3 4
钩码的重力G/N 1.0 1.5 2.0 2.0
钩码上升的高度h/cm 5 5 5 10
拉力F/N 0.8 1.0 1.0
绳端移动的距离s/cm 15 15 15 30
机械效率η 55.6% 66.7% 66.7%
（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物的重力越______（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度______（选填“有关”或“无关”）。
实验次数 1 2 3 4
钩码的重力G/N 1.0 1.5 2.0 2.0
钩码上升的高度h/cm 5 5 5 10
拉力F/N 0.8 1.0 1.0
绳端移动的距离s/cm 15 15 15 30
机械效率η 55.6% 66.7% 66.7%
（4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是______。（填字母代号）
A.增大绳重 B.减小动滑轮重
C.增大物体提升的速度
实验次数 1 2 3 4
钩码的重力G/N 1.0 1.5 2.0 2.0
钩码上升的高度h/cm 5 5 5 10
拉力F/N 0.8 1.0 1.0
绳端移动的距离s/cm 15 15 15 30
机械效率η 55.6% 66.7% 66.7%
9.（2020·湖南湘潭）某小组测量如图B15-7所示的滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。
实验次数 1 2 3 4
钩码的重力G/N 1.0 1.5 2.0 2.0
钩码上升的高度h/cm 5 5 5 10
拉力F/N 0.8 1.0 1.0
绳端移动的距离s/cm 15 15 15 30
机械效率η 55.6% 66.7% 66.7%
（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做______运动。第1次实验时，弹簧测力计示数如图B15-7所示，为示数______N。
匀速
0.6
（2）第2次实验时所做的有用功为______J，滑轮组的机械效率是______。
0.075
62.5%
实验次数 1 2 3 4
钩码的重力G/N 1.0 1.5 2.0 2.0
钩码上升的高度h/cm 5 5 5 10
拉力F/N 0.8 1.0 1.0
绳端移动的距离s/cm 15 15 15 30
机械效率η 55.6% 66.7% 66.7%
（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物的重力越______（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度______（选填“有关”或“无关”）。
大
无关
实验次数 1 2 3 4
钩码的重力G/N 1.0 1.5 2.0 2.0
钩码上升的高度h/cm 5 5 5 10
拉力F/N 0.8 1.0 1.0
绳端移动的距离s/cm 15 15 15 30
机械效率η 55.6% 66.7% 66.7%
（4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是______。（填字母代号）
A.增大绳重 B.减小动滑轮重 C.增大物体提升的速度
B
实验次数 1 2 3 4
钩码的重力G/N 1.0 1.5 2.0 2.0
钩码上升的高度h/cm 5 5 5 10
拉力F/N 0.8 1.0 1.0
绳端移动的距离s/cm 15 15 15 30
机械效率η 55.6% 66.7% 66.7%
拓展延伸
10.（2021·广西百色）如图B15-8所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，在相等时间内绳子自由端A、B移动相同的距离（不计绳重和摩擦）。在此过程中，下列说法正确的是 （ ）
A.两钩码上升的速度相等
B.两套装置绳子自由端的拉力相等
C.甲装置做的总功比乙的多
D.两套装置的机械效率不相等
【解析】题图甲使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n甲=2；题图乙使用的是滑轮组，承担物重的绳子股数n乙=3。因为拉力端移动的距离s=nh，所以拉力端移动的速度等于物体升高速度的n倍，已知在相等时间内绳端A、B移动相同的距离，则由v=可知绳端A、B移动的速度相等，设其大小为v，则由v绳=nv物可知，钩码上升的速度分别为v甲= 、v乙= ，可知v甲>v乙，故选项A错误。
提升钩码的质量相同（重力相同），且滑轮的质量相同（重力相同），不计绳重及摩擦，由拉力F= (G+G动)可知绳端的拉力F甲>F乙，故选项B错误。绳端的拉力F甲>F乙，绳端A、B移动相同的距离，由W=Fs可知拉力做的总功W甲总>W乙总，故选项C正确。忽略绳重和摩擦，机械效率η===，结合上面分析可知动滑轮和滑轮组的机械效率相等，故选项D错误。
拓展延伸
10.（2021·广西百色）如图B15-8所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，在相等时间内绳子自由端A、B移动相同的距离（不计绳重和摩擦）。在此过程中，下列说法正确的是 （ ）
A.两钩码上升的速度相等
B.两套装置绳子自由端的拉力相等
C.甲装置做的总功比乙的多
D.两套装置的机械效率不相等
C

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