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浙教版九年级科学上学期·期中考点大串讲·考题猜想
专题六 简单机械（二）
提示：知识点与易错点可参考单元大串讲
10 斜面及其工作特点
1．（2023秋 鄞州区期末）如图甲所示，重500N、底面积为0.2m2的箱子放在水平地面上。现用一块直木板将该箱子匀速拉上平台（图乙）。已知拉力为350N，箱子沿板移动了2m，升高1m，用时20s。下列说法错误的是（　　）
A．箱子对水平地面的压强是2500Pa
B．将箱拉高1m所做的有用功是500J
C．上移过程中拉力做功的功率35W
D．箱子受到斜面对它的摩擦力为150N
2．（2022秋 杭州期末）如图所示，为了把两件相同的货物搬运到平板货车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面（AB＜CD，且B、D等高），用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面AB的底端匀速推到顶端，另一件货物以同样的速度沿斜面CD推上顶端。下列说法正确的是（　　）
A．沿斜面AB推动更省力
B．沿斜面CD推动更省功
C．无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功一定相同
D．无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同
3．（2022秋 嵊州市期末）如图所示，建筑工人用轻绳将重500N的物体沿斜面从底端为速拉到顶端，拉力大小为150N，已知斜面长3m，高0.6m，下列说法正确的是（　　）
A．拉力所做的总功是1500焦
B．拉力所做的有用功是450焦
C．物体受到斜面的摩擦力是50牛
D．物体上升过程中克服摩擦所做功是750焦
4．（2021秋 上城区校级期中）将同一个物体G分别沿斜面由底端A、C匀速地拉到顶点B（两斜面粗糙程度相同），如图所示，若沿斜面的拉力F1、F2大小相同，两个过程中所受的摩擦力分别为f1，f2，拉力所做的功分别为W1，W2，则它们的大小关系正确的是（　　）
A．f1＜f2，W1＞W2 B．f1＝f2，W1＜W2
C．f1＞f2，W1＞W2 D．f1＜f2，W1＝W2
5．（2023秋 滨江区校级月考）如图所示，用平行于斜面的拉力F，将一个重10牛的物体由粗糙斜面底端匀速拉到顶端，斜面高度h＝4米，长度L＝8米，在这个过程中物体受到的摩擦力为1.25牛，则拉力F的大小为 　 　牛。
6．（2023秋 上城区校级期中）斜面是一种简单机械，生活和生产中使用斜面的好处是可以省力。通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值可以判定省力情况，比值越小，越省力。那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？小明做了如下猜想：
猜想1：与斜面的表面材料有关；
猜想2：与斜面的倾斜程度有关；
猜想3：与物体受到的重力大小有关。
为验证上述猜想，小明利用如图所示装置进行实验。每次实验所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，且物块均在沿斜面向上的拉力F作用下做匀速直线运动。实验结果记录如表。
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
斜面倾角θ 30° 30° 30° 30° 35° 40°
斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重力G/牛 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力F/牛 1.35 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70
回答下列问题：
（1）通过对比实验　 　（填序号）中的数据可知，斜面的省力情况与斜面的表面材料有关。
（2）通过对比实验①、⑤、⑥中的数据，得出的结论是 　 　。
（3）分析表格数据，小明认为“斜面省力情况与物体受到的重力大小无关”，他的依据是 　 　。
11 机械效率的计算
7．（2024 舟山模拟）如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1.5m，提升过程中拉力F的功率为180W。已知物体A重540N，该工人重700N。不计绳重和摩擦，下列关于该过程的说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的速度为0.3m/s
B．动滑轮重160N
C．该工人对地面的压力为400N
D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90%
8．（2022秋 西湖区校级期末）质量为m的同一物体，先用滑轮组（如图甲）匀速提升，后沿斜面（如图乙）匀速拉升，两次物体提升高度均为h，两次拉力大小均为0.8mg，斜面长AB＝2h，则两次提升物体的机械效率（　　）
A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙 C．η甲＝η乙 D．条件不足无法判断
9．（2023秋 余杭区校级月考）用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆A点下面的钩码缓缓上升，实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为0.5N．若杠杆的本身的重力不计，则下列说法正确的是（　　）
A．拉力对杠杆做的额外功为0.1J
B．匀速竖直拉动过程中弹簧测力计示数先变小后变大
C．若将钩码从A点移到B点，用同样的方式将钩码提升0.1m，则机械效率降低
D．若将钩码从A点移到B点，用同样的方式将钩码提升0.1m，则机械效率升高
10．（2021秋 鄞州区校级期末）如图，为了提升重物，我们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，每次用力让重物上升同样的高度，下列说法正确的是（　　）
A．重物在A点处人做的有用功多
B．重物在B点处人做的有用功多
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
11．（2023秋 上城区期中）卡车的车厢高1.5m，工人师傅将一块5m长的木板搭在地面与车厢之间构成斜面（如图所示），在车上用400N的拉力将重为1000N的木箱匀速拉上车厢，则这个斜面的机械效率是 　 　，物体受到的摩擦力是 　 　N，若增大该斜面的倾角，斜面的机械效率将 　 　。（选填“变大”、“变小”、“不变”）
12．（2023秋 玉环市期末）在“测杠杆机械效率”的实验中，如图所示，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置的过程中，弹簧测力计的示数 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。若OA：OB＝2：3，物块所受重力G为1.4N，弹簧测力计的示数F是2.8牛。则该杠杆的机械效率为 　 　%。
13．（2023秋 余姚市期末）图甲为某大桥吊装最后一个钢梁实现合龙的情形，图乙是起吊装置的简化示意图。钢梁质量为200t，吊机将它以0.1m/s的速度提升20m，绳子自由端的拉力F＝1.4×106N。求：
（1）图乙中C为 　 　滑轮。
（2）提升钢梁时，拉力F的功率是多少？
（3）此装置的机械效率是多少？（小数点后保留一位）
12 机械效率的测量实验
14．（2021秋 杭州期末）小华用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，他将两个钩码悬挂在B点，在A点用弹簧测力计保持竖直方向拉动杠杆，使其绕O点缓慢转动，带动钩码上升一定的高度h（不计摩擦）（　　）
A．在杠杆转动过程中，弹簧测力计的示数会变小
B．仅增加钩码的个数，拉力所做的额外功增大
C．仅将拉力的作用点从A点移到C点，杠杆的机械效率不变
D．仅将钩码的悬挂点从B点移到C点，拉力做的总功变大
15．（2023秋 上城区期末）小金为研究“斜面的机械效率与斜面倾斜角度的关系”，进行了如图所示的实验：
①将一块长木板的一端垫高，构成一个斜面，用刻度尺测出斜面的长s和斜面的高度h。
②用弹簧测力计测出小车的重力G。
③用弹簧测力计将小车从斜面底端匀速拉至顶端，记录弹簧测力计示数F。
④改变斜面的倾斜角度，重复上述实验后，相关数据如表。
实验序号 斜面的倾斜角度 小车的重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/m 机械效率
1 较小 10 0.2 3.6 1
2 适中 10 0.4 7.01 1 57.1%
3 较大 10 0.6 8.5 1 70.6%
（1）在第一次实验中，斜面的机械效率为 　 　。
（2）根据实验数据，可以得到的实验结论为 　 　。
（3）斜面的机械效率还与哪些因素有关？　 　。
16．（2023秋 临平区校级期末）提高机械效率，能够更充分地发挥机械设备的作用。“测量滑轮机械效率”实验装置如图甲、乙、丙所示（每个动滑轮重相同），得到三组实验装置的数据如表所示。
装置 甲 乙 丙
钩码重/N 2 2 4
钩码上升的高度/m 0.1 0.1 0.1
弹簧测力计示数/N 1.5 1.0 1.7
绳子自由端移动的距离/m 0.2 0.3 0.3
机械效率η 66.7% 待填 78.4%
（1）实验中应 　 　拉动弹簧测力计，实验乙组中待填的机械效率为 　 　。
（2）比较乙、丙组，它们的效率是η乙＜η丙，可知影响它们机械效率高低的因素是 　 　。
17．（2023秋 西湖区校级期中）物理兴趣小组的同学们测量滑轮组的机械效率，实验过程如下：
请根据实验过程和实验记录，思考并回答：
（1）实验过程中应该用弹簧测力计竖直向上　 　拉动绳子自由端；
（2）在第一次实验中，粗心的小冬同学忘记在表格中填写绳端移动的距离s及总功，
请你帮他计算出第一次实验的总功是　 　J；
（3）根据表中数据，可计算得出第二次实验的机械效率为　 　；
（4）根据表中数据，分析得出所用动滑轮的重为　 　N；（绳重和摩擦忽略不计）
（5）分析三次实验中的数据，可以发现用同一个滑轮组提升重物，提升的物体越重，滑轮组的机械效率　 　。（选填“越高”、“越低”或“不变”）
实验次数 物体重力 G/N 提升高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 绳端移动距离s/m 总功W总/J 机械效率η
1 6 0.3 1.8 3 66.7%
2 9 0.3 2.7 4 0.9 3.6
3 12 0.3 3.6 5 0.9 4.5 80%
18．（2023秋 萧山区月考）小明在做“测滑轮组机械效率”的实验，部分实验装置和实验数据如下：
实验次数 钩码重G/N 钩码上升的高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5 0.4 ？
（1）分析表中数据可知，第4次实验是用图 　 　（选填“丙”或“丁”）所示装置做的实验，滑轮组的机械效率为 　 　。
（2）通过比较1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，　 　。
（3）通过比较2、3两次实验数据可得出结论：　 　。
19．（2022秋 上城区校级期中）在探究“滑轮组机械效率”时，用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据，再用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据，如下表：
实验次数 物重G物/N 动滑轮重G动/N 钩码上升高度h/m 动力F/N 动力作用点移动的距离s/m 滑轮组的机械效率η
1 1 0.5 0.1 0.7 0.3 47.6%
2 2 0.5 0.1 1.1 0.3 60.6%
3 4 0.5 0.1 2 0.3
4 4 1 0.1 0.5 50.6%
（1）根据表中前3次实验数据，画出甲图滑轮组的绕绳方法。
（2）实验中，测量绳端拉力F时，应尽量缓慢竖直向上匀速拉动测力计，读出乙图中测力计的示数为 　 　N，第3次实验时滑轮组的机械效率为 　 　。
（3）某同学认为测力计静止时读数比较方便，其实他测得的机械效率 　 　（选填“偏大”或“偏小”）。
（4）由表中第1、2、3组数据可知：同一滑轮组，提升的重物越 　 　（选填“轻”或“重”），机械效率越大。
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浙教版九年级科学上学期·期中考点大串讲·考题猜想
专题六 简单机械（二）
提示：知识点与易错点可参考单元大串讲
1．（2023秋 鄞州区期末）如图甲所示，重500N、底面积为0.2m2的箱子放在水平地面上。现用一块直木板将该箱子匀速拉上平台（图乙）。已知拉力为350N，箱子沿板移动了2m，升高1m，用时20s。下列说法错误的是（　　）
A．箱子对水平地面的压强是2500Pa
B．将箱拉高1m所做的有用功是500J
C．上移过程中拉力做功的功率35W
D．箱子受到斜面对它的摩擦力为150N
【答案】D
【分析】（1）物体放到水平地面上，压力等于物体的重力，根据物体底面积，可以求出对地面的压强。
（2）使用斜面过程中，克服物体的重力升高一定的高度，做的功是有用功。拉力做的功为总功，根据所有的时间，可以求出拉力做功的功率。
（3）额外功等于总功减去有用功。克服斜面摩擦做的功是额外功。根据额外功和斜面长，可以求出物体受到的摩擦力。
【解答】解：A.重500N、底面积为0.2m2的箱子放在水平地面上，箱子对水平地面的压强p＝＝＝2500Pa；故A正确；
BC.现用一块直木板将该箱子匀速拉上平台（图乙）。已知拉力为350N，箱子沿板移动了2m，升高1m，用时20s。有用功W有＝Gh＝500N×1m＝500J；
拉力做功W总＝Fs＝350N×2m＝700J；
拉力做功的功率P＝＝＝35W；故B、C正确；
D.将该箱子匀速拉上平台做的额外功W额＝700J﹣500J＝200J；克服斜面摩擦做的功是额外功，W额＝fs，物体受到的摩擦力f＝＝＝100N；故D错误。
故选：D。
【点评】有关斜面的计算。注意判断有用功和总功。
2．（2022秋 杭州期末）如图所示，为了把两件相同的货物搬运到平板货车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面（AB＜CD，且B、D等高），用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面AB的底端匀速推到顶端，另一件货物以同样的速度沿斜面CD推上顶端。下列说法正确的是（　　）
A．沿斜面AB推动更省力
B．沿斜面CD推动更省功
C．无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功一定相同
D．无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同
【答案】C
【分析】（1）使用斜面能够省力，斜面倾斜角度越小，越省力。
（2）使用任何机械都不能省功。
（3）克服重力做功用W＝Gh可得出。
（4）功率等于功与时间之比。
【解答】解：A、因为CD斜面的倾斜角度更小，所以沿斜面CD推动更省力，故A错误；
B、根据功的原理可知，沿斜面CD推动不能省功，故B错误；
C、由W＝Gh可知，G与h均相等，所以斜面CD推动和AB推动，工人克服货物重力做的功相等，故C正确；
D、由P＝可知，W相同，时间的大小不确定，所以沿两个斜面推货物，工人克服货物重力做功的功率不一定相同，故D错误。
故选：C。
【点评】知道使用斜面省力、功的原理，熟练运用功、功率的公式，可解答此题。
3．（2022秋 嵊州市期末）如图所示，建筑工人用轻绳将重500N的物体沿斜面从底端为速拉到顶端，拉力大小为150N，已知斜面长3m，高0.6m，下列说法正确的是（　　）
A．拉力所做的总功是1500焦
B．拉力所做的有用功是450焦
C．物体受到斜面的摩擦力是50牛
D．物体上升过程中克服摩擦所做功是750焦
【答案】C
【分析】（1）根据功的计算公式W＝Fs可求出拉力做的功，即总功；
（2）根据W＝Gh求出有用功；
（3）根据总功与有用功的差得出额外功，再根据W额＝fs，变形后可求摩擦力f；
（4）使用斜面时克服摩擦所做的功即额外功。
【解答】解：A、拉力所做总功为：W总＝Fs＝150N×3m＝450J，故A错误；
B、拉力所做有用功为：W有＝Gh＝500N×0.6m＝300J，故B错误；
C、此过程所做额外功为：W额＝W总﹣W有＝450J﹣300J＝150J，
由W额＝fs变形得，
摩擦力为：f＝＝＝50N，故C正确；
D、物体上升过程中克服摩擦所做功即额外功，是150焦，故D错误。
故选：C。
【点评】熟练运用总功、有用功、额外功的计算公式，明确额外功是克服摩擦力做的功，是解答此题的关键。
4．（2021秋 上城区校级期中）将同一个物体G分别沿斜面由底端A、C匀速地拉到顶点B（两斜面粗糙程度相同），如图所示，若沿斜面的拉力F1、F2大小相同，两个过程中所受的摩擦力分别为f1，f2，拉力所做的功分别为W1，W2，则它们的大小关系正确的是（　　）
A．f1＜f2，W1＞W2 B．f1＝f2，W1＜W2
C．f1＞f2，W1＞W2 D．f1＜f2，W1＝W2
【答案】C
【分析】把同一物体沿斜面AB和CB分别拉到顶端B，提升的高度h相同，有用功相同；
已知沿斜面的拉力F1、F2大小相同，拉动同一物体，斜面坡度越小，物体对斜面的压力越大，物体受到的摩擦力越大；可得在斜面AB、CB受到的摩擦力大小关系；由于LAB＞LCB，可以比较利用斜面AB、CB做的额外功大小关系；由于W总＝W有用+W额，可得拉力做的总功大小关系。
【解答】解：把同一物体沿斜面AB和CB分别拉到顶端B，提升的高度h相同，由W＝Gh可知两次做的有用功相同，即W有用1＝W有用2；
拉动同一物体，斜面坡度越小，物体对斜面的压力越大，物体受到的摩擦力越大；斜面坡度越大，物体对斜面的压力越小，物体受到的摩擦力越小；则物体在斜面AB、CB受到的摩擦力关系为f1＞f2。
因为LAB＞LCB，W额＝fs，
所以利用斜面AB、CB做的额外功W额1＞W额2；
因为W总＝W有用+W额，
所以拉力做的总功：W1＞W2。
故选：C。
【点评】本题考查斜面的物体做功大小比较，若接触面光滑，摩擦力为0，使用任何机械都不省功；若接触面粗糙程度相同，可以通过比较压力大小来比较摩擦力大小、额外功大小。
5．（2023秋 滨江区校级月考）如图所示，用平行于斜面的拉力F，将一个重10牛的物体由粗糙斜面底端匀速拉到顶端，斜面高度h＝4米，长度L＝8米，在这个过程中物体受到的摩擦力为1.25牛，则拉力F的大小为 　6.25　牛。
【答案】6.25。
【分析】根据W有用＝Gh得出拉力所做的有用功；
根据W额外＝fL得出拉力所做的额外功，根据W总＝W有用+W额外得出拉力所做的总功，根据F＝得出拉力F的大小。
【解答】解：拉力所做的有用功W有用＝Gh＝10N×4m＝40J，
拉力所做的额外功W额外＝fL＝1.25N×8m＝10J，
拉力所做的总功W总＝W有用+W额外＝40J+10J＝50J，
拉力F的大小F＝＝＝6.25N。
故答案为：6.25。
【点评】本题考查功和拉力的计算，是一道综合题。
6．（2023秋 上城区校级期中）斜面是一种简单机械，生活和生产中使用斜面的好处是可以省力。通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值可以判定省力情况，比值越小，越省力。那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？小明做了如下猜想：
猜想1：与斜面的表面材料有关；
猜想2：与斜面的倾斜程度有关；
猜想3：与物体受到的重力大小有关。
为验证上述猜想，小明利用如图所示装置进行实验。每次实验所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，且物块均在沿斜面向上的拉力F作用下做匀速直线运动。实验结果记录如表。
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
斜面倾角θ 30° 30° 30° 30° 35° 40°
斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重力G/牛 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力F/牛 1.35 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70
回答下列问题：
（1）通过对比实验 　①、②　（填序号）中的数据可知，斜面的省力情况与斜面的表面材料有关。
（2）通过对比实验①、⑤、⑥中的数据，得出的结论是 　在其他条件相同时，斜面倾角越小越省力　。
（3）分析表格数据，小明认为“斜面省力情况与物体受到的重力大小无关”，他的依据是 　物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力与物体的重力G的比值大小相等　。
【答案】（1）①、②；（2）在其他条件相同时，斜面倾角越小越省力；（3）物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力与物体的重力G的比值大小相等。
【分析】（1）探究斜面省力的情况与斜面的表面材料有关时，需要控制物重、倾角相同，表面材料不同；
（2）对比实验①、⑤、⑥中的数据，斜面的表面材料相同，倾角不同，拉力不同，据此分析得出结论；
（3）探究斜面省力的情况与重力大小有关时，需要控制倾角相同、表面材料相同，物体的重力不同。
【解答】解：（1）探究斜面省力的情况与斜面的表面材料有关时，采用的是控制变量法，实验中需要控制物重、倾角相同，表面材料不同，所以应该对比1和2的数据；
（2）对比实验①、⑤、⑥中的数据可知，在斜面的表面材料、物重相同的情况下，倾角越小，拉力越小，故结论是：在其他条件相同时，斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力；
（3）根据①、③、④的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力与物体的重力G的比值大小相等，由此可知，“斜面省力情况与物体受到的重力大小无关”。
故答案为：（1）①、②；（2）在其他条件相同时，斜面倾角越小越省力；（3）物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力与物体的重力G的比值大小相等。
【点评】此题主要考查我们的实验分析能力，以及斜面机械效率的计算，理解省力的依据是解答本题的关键，具有很强的综合性。
7．（2024 舟山模拟）如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1.5m，提升过程中拉力F的功率为180W。已知物体A重540N，该工人重700N。不计绳重和摩擦，下列关于该过程的说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的速度为0.3m/s
B．动滑轮重160N
C．该工人对地面的压力为400N
D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90%
【答案】C
【分析】（1）由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离s＝nh，根据v＝求出绳子自由端移动的速度；
（2）根据P＝＝＝Fv求拉力；利用不计绳重和摩擦时F＝（G+G动）求动滑轮的重力；
（3）根据力的平衡条件求出工人受到的支持力，根据力的作用是相互的求出工人对地面的压力；
（4）人通过定滑轮向下拉绳子时的最大拉力等于人自身的重力，利用不计绳重和摩擦时F＝（G+G动）求能提升的最大物重，利用利用η＝＝＝＝求滑轮组的最大机械效率。
【解答】解：A、由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×1.5m＝3m，
绳子自由端移动的速度：v＝＝＝0.6m/s，故A错误；
B、由P＝＝＝Fv可知，绳子自由端的拉力：F＝＝＝300N，
因为不计绳重和摩擦时F＝（G+G动），所以动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×300N﹣540N＝60N，故B错误；
C、此时工人受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和支持力，由力的平衡条件可知，工人受到的支持力：F支＝G人﹣F＝700N﹣300N＝400N，
工人对地面的压力与工人受到的支持力是一对相互作用力，因此工人对地面的压力：F压＝F支＝400N，故C正确；
D、人通过定滑轮向下拉绳子时的最大拉力等于人自身的重力，即绳子自由端的最大拉力：F最大＝G人＝700N，
因为不计绳重和摩擦时F＝（G+G动），所以此时能提升的最大物重：G最大＝nF最大﹣G动＝2×700N﹣60N＝1340N，
滑轮组的最大机械效率：η最大＝＝＝＝＝×100%≈95.7%，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了使用滑轮组时绳子的拉力、有用功、总功、功率和机械效率的计算，知道人通过定滑轮向下拉绳子时的最大拉力等于人自身的重力是关键。
8．（2022秋 西湖区校级期末）质量为m的同一物体，先用滑轮组（如图甲）匀速提升，后沿斜面（如图乙）匀速拉升，两次物体提升高度均为h，两次拉力大小均为0.8mg，斜面长AB＝2h，则两次提升物体的机械效率（　　）
A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙
C．η甲＝η乙 D．条件不足无法判断
【答案】C
【分析】根据W有＝Gh、W总＝Fs和η＝×100%分析滑轮组的机械效率的大小。
【解答】解：两次提升物体时，提升物体的高度相同，根据W有＝Gh可知，有用功相同；
由图可知，提升物体绳子的条数为2，则自由端移动的距离s＝2h；
物体在斜面通过的距离为AB＝2h，根据W总＝Fs可知，拉力做的总功相同；
由η＝×100%可知，两次提升物体的机械效率相等，即η甲＝η乙。
故选：C。
【点评】本题考查了有用功、总功、机械效率的求法，明确公式的应用是解题的关键，属于基础知识。
9．（2023秋 余杭区校级月考）用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆A点下面的钩码缓缓上升，实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为0.5N．若杠杆的本身的重力不计，则下列说法正确的是（　　）
A．拉力对杠杆做的额外功为0.1J
B．匀速竖直拉动过程中弹簧测力计示数先变小后变大
C．若将钩码从A点移到B点，用同样的方式将钩码提升0.1m，则机械效率降低
D．若将钩码从A点移到B点，用同样的方式将钩码提升0.1m，则机械效率升高
【答案】D
【分析】（1）先找出钩码G和弹簧测力计拉力F的力臂，根据相似三角形得出竖直向上匀速拉动弹簧测力计时两者的力臂之比是否发生变化，根据杠杆的平衡条件得出等式，然后分析判断弹簧测力计示数的变化，根据W＝Fs求出拉力做的总功，根据W＝Gh求出拉力做的应用，总功减去有用功即为拉力对杠杆做的额外功；
（2）将钩码的悬挂点从A点移至B点，钩码还升高相同的高度，杠杆上旋的角度减小，克服杆与O点的摩擦力做功减小，有用功不变，额外功减小，总功减小，机械效率增大。
【解答】解：（1）由图可知，OC为钩码G的力臂，OD为弹簧测力计拉力的力臂，
由ΔOCA∽ΔODE可得：＝，
由杠杆的平衡条件可得：G×OC＝F×OD，
则＝＝，
由和G不变可知，F不变，即匀速竖直拉动过程中弹簧测力计示数不变，故B错误；
拉力做的总功：
W总＝Fs＝0.5N×0.3m＝0.15J，
拉力做的有用功：
W有＝Gh＝1.0N×0.1m＝0.1J，
拉力对杠杆做的额外功：
W额＝W总﹣W有＝0.15J﹣0.1J＝0.05J，故A错误；
（2）若将钩码从A点移到B点，用同样的方式将钩码提升0.1m时，有用功不变，
此时杠杆上旋的角度减小，杠杆升高的距离变小，克服杆与O点的摩擦力做功变小，则额外功变小，
由η＝×100%可知，机械效率升高，故C错误、D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了杠杆平衡的动态分析和做功公式、机械效率公式的应用，利用好相似三角形的边长关系和钩码从A点移到B点过程中有有用功、额外功、总功变化的分析是关键。
10．（2021秋 鄞州区校级期末）如图，为了提升重物，我们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，每次用力让重物上升同样的高度，下列说法正确的是（　　）
A．重物在A点处人做的有用功多
B．重物在B点处人做的有用功多
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
【分析】（1）知道重物重力和重物上升的距离，根据W＝Gh求出有用功。
（2）由于拉力总是竖直向上的，重物挂在杠杆的A、B两处，所以动力臂不变，阻力臂变大，知道利用杠杆所做的额外功就是克服杠杆的重力而做的功，则根据杠杆的重力和杠杆中点上升的距离，根据W＝Gh求出额外功；求出总功；根据机械效率公式求出机械效率。
【解答】解：（1）∵利用杠杆提升重物，
∴W有用＝Gh，
∵在A、B两处提升的是同一个重物，上升同样的高度，
∴在A、B两处人做的有用功相同，故A、B选项错误。
（2）由图可知：在A、B两处提升重物，重物上升同样的高度时，而杠杆的重心上升的高度hA＞hB，
∵W额外＝G杆h，
∴W额外A＞W额外B，
∵在A、B两处人做的有用功相同，而W总＝W有用+W额外，
∴W总A＞W总B，
∵η＝，
∴ηA＜ηB．所以C选项错误，D选项正确。
故选：D。
【点评】对于已知机械效率或要求机械效率的问题，想法求出有用功、总功，本题关键是判断出在A、B两处提升重物，上升同样的高度时，杠杆的重心上升的高度的关系。
11．（2023秋 上城区期中）卡车的车厢高1.5m，工人师傅将一块5m长的木板搭在地面与车厢之间构成斜面（如图所示），在车上用400N的拉力将重为1000N的木箱匀速拉上车厢，则这个斜面的机械效率是 　75%　，物体受到的摩擦力是 　100　N，若增大该斜面的倾角，斜面的机械效率将 　变大　。（选填“变大”、“变小”、“不变”）
【答案】75%；100；变大。
【分析】（1）根据功的计算公式W＝Fs可求出拉力做的功，即总功；再根据W＝Gh求出有用功，然后根据机械效率的计算公式η＝可求出斜面的机械效率η。根据总功与有用功的差得出额外功，再根据W额＝fs变形后可求物体受到的摩擦力f。
（2）当斜面的倾角变大时，物体对斜面的压力逐渐变小，在接触面粗糙程度不变时，压力变小，受到的滑动摩擦力变小，额外功变小，据此分析。
【解答】解：工人所做的总功为：W总＝Fs＝400N×5m＝2000J，
工人所做的有用功为：W有＝Gh＝1000N×1.5m＝1500J，
斜面的机械效率为：η＝＝×100%＝75%；
工人所做额外功为：W额＝W总﹣W有＝2000J﹣1500J＝500J，
由W额＝fs可得物体受到的摩擦力为：f＝＝＝100N；
（2）当斜面的倾角变大时，物体对斜面的压力逐渐变小，在接触面粗糙程度不变时，压力变小，物体受到的滑动摩擦力变小，额外功变小，有用功不变，总功变小，由机械效率公式可知，斜面的机械效率变大。
故答案为：75%；100；变大。
【点评】熟练运用功和机械效率的计算公式，明确额外功是克服摩擦做的功，是解答此题的关键。
12．（2023秋 玉环市期末）在“测杠杆机械效率”的实验中，如图所示，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置的过程中，弹簧测力计的示数 　不变　（选填“变大”“变小”或“不变”）。若OA：OB＝2：3，物块所受重力G为1.4N，弹簧测力计的示数F是2.8牛。则该杠杆的机械效率为 　75　%。
【答案】不变；75。
【分析】（1）竖直向上匀速拉动弹簧测力计，动力臂和阻力臂都变小，阻力不变，动力也不变。
（2）根据W＝Gh计算有用功，根据W＝Fs计算做功，根据效率公式计算杠杆的机械效率。
【解答】解：由图可知，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置的过程中，弹簧测力计的示数保持不变；
若OA：OB＝2：3，则拉力和物体上升的高度之比为2：3，
则杠杆的机械效率：η＝＝＝＝75%。
故答案为：不变；75。
【点评】本题主要考查杠杆的平衡条件及有用功、总功、机械效率的计算等，一般来说，使用机械所用外力做的功是总功，而克服提升重物重力做的功是有用功，属于基础性题目，难度不大。
13．（2023秋 余姚市期末）图甲为某大桥吊装最后一个钢梁实现合龙的情形，图乙是起吊装置的简化示意图。钢梁质量为200t，吊机将它以0.1m/s的速度提升20m，绳子自由端的拉力F＝1.4×106N。求：
（1）图乙中C为 　动　滑轮。
（2）提升钢梁时，拉力F的功率是多少？
（3）此装置的机械效率是多少？（小数点后保留一位）
【答案】（1）动。
（2）提升钢梁时，拉力F的功率是2.8×105W；
（3）此装置的机械效率是71.4%。
【分析】（1）根据滑轮在使用过程中位置是否发生变化来判断是定滑轮还是动滑轮；
（2）根据图示滑轮组可知绳子的有效股数，根据v绳＝nv钢梁求出绳子自由端移动的速度，利用P＝＝＝Fv绳求出拉力F的功率；
（3）根据η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%求出此装置的机械效率。
【解答】解：（1）由图乙可知，提升钢梁的过程中，滑轮C的位置会发生改变，所以滑轮C是动滑轮；
（2）由图乙可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，
则绳子自由端移动的速度：v绳＝nv钢梁＝2×0.1m/s＝0.2m/s，
拉力F的功率：P＝＝＝Fv绳＝1.4×106N×0.2m/s＝2.8×105W；
（3）此装置的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%≈71.4%。
答：（1）动。
（2）提升钢梁时，拉力F的功率是2.8×105W；
（3）此装置的机械效率是71.4%。
【点评】本题考查了滑轮的分类和功率公式、机械效率公式的应用等，正确得出滑轮组中绳子的有效股数是关键。
14．（2021秋 杭州期末）小华用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，他将两个钩码悬挂在B点，在A点用弹簧测力计保持竖直方向拉动杠杆，使其绕O点缓慢转动，带动钩码上升一定的高度h（不计摩擦）（　　）
A．在杠杆转动过程中，弹簧测力计的示数会变小
B．仅增加钩码的个数，拉力所做的额外功增大
C．仅将拉力的作用点从A点移到C点，杠杆的机械效率不变
D．仅将钩码的悬挂点从B点移到C点，拉力做的总功变大
【答案】C
【分析】（1）弹簧测力计拉力方向总竖直向上，动力臂减小，阻力臂减小，阻力不变，动力不变。
（2）克服杠杆重力做的功为额外功；
（3）首先根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2分析仅将拉力的作用点从A点移到C点，根据额外功、有用功的变化判定杠杆的机械效率的变化；
（4）从图中可以看出，将2只钩码悬挂在C点时，重力的力臂大于在B点重力的力臂，而动力臂不变，根据杠杆平衡的条件可知弹簧测力计的示数的变化情况，再分析有用功和额外功的变化，根据总功等于有用功和额外功之和得出拉力做的总功的变化情况。
【解答】解：A、若弹簧测力计拉力方向一直竖直向上拉动，阻力不变，动力臂减小，阻力臂变小，如下图所示：
根据三角形知识可知，＝，所以动力臂与阻力臂的比值不变，因为阻力不变，根据杠杆的平衡条件知，弹簧测力计的示数应该不变，故A错误；
B、克服杠杆重力做的功为额外功，仅增加钩码的个数，杠杆重力和杠杆上升的高度不变，拉力所做的额外功不变，故B错误；
C、仅将拉力的作用点从A点移到C点，钩码和杠杆还是上升原来的高度，则有用功不变，额外功也不变，总功不变，根据η＝可知，效率不变，故C正确；
D、仅将钩码的悬挂点从B点移到C点，钩码和杠杆还是上升原来的高度，有用功不变；
钩码由B到C，上升高度不变，根据数学关系可知，杠杆提升的高度减小，额外功减小，又因为总功等于额外功与有用功之和，所以拉力做的总功变小，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查杠杆机械效率的测量，把握有用功、总功的计算方式，是一道有难度的题目。
15．（2023秋 上城区期末）小金为研究“斜面的机械效率与斜面倾斜角度的关系”，进行了如图所示的实验：
①将一块长木板的一端垫高，构成一个斜面，用刻度尺测出斜面的长s和斜面的高度h。
②用弹簧测力计测出小车的重力G。
③用弹簧测力计将小车从斜面底端匀速拉至顶端，记录弹簧测力计示数F。
④改变斜面的倾斜角度，重复上述实验后，相关数据如表。
实验序号 斜面的倾斜角度 小车的重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/m 机械效率
1 较小 10 0.2 3.6 1 　55.6%　
2 适中 10 0.4 7.01 1 57.1%
3 较大 10 0.6 8.5 1 70.6%
（1）在第一次实验中，斜面的机械效率为 　55.6%　。
（2）根据实验数据，可以得到的实验结论为 　在小车重力一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高　。
（3）斜面的机械效率还与哪些因素有关？　斜面的粗糙程度　。
【答案】（1）55.6%；（2）在小车重力一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；（3）斜面的粗糙程度。
【分析】（1）根据W有＝Gh和W总＝Fs分别求出有用功和总功，然后根据η＝×100%求出机械效率；
（2）根据表格数据分析得出规律；
（3）斜面的粗糙程度影响斜面的机械效率。
【解答】解：（1）W1有＝G1h1＝10N×0.2m＝2J；W总1＝Fs＝3.6N×1m＝3.6J；
η1＝＝×100%≈55.6%；
（2）分析1、2、3次的实验数据可以发现，在小车重力一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；
（3）使用斜面克服摩擦力做额外功，而摩擦力与斜面的粗糙程度有关，故斜面的粗糙程度可能影响斜面的机械效率。
故答案为：（1）55.6%；（2）在小车重力一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；（3）斜面的粗糙程度。
【点评】本题考查斜面机械效率的测量，属于中档题。
16．（2023秋 临平区校级期末）提高机械效率，能够更充分地发挥机械设备的作用。“测量滑轮机械效率”实验装置如图甲、乙、丙所示（每个动滑轮重相同），得到三组实验装置的数据如表所示。
装置 甲 乙 丙
钩码重/N 2 2 4
钩码上升的高度/m 0.1 0.1 0.1
弹簧测力计示数/N 1.5 1.0 1.7
绳子自由端移动的距离/m 0.2 0.3 0.3
机械效率η 66.7% 待填 78.4%
（1）实验中应 　竖直向上匀速　拉动弹簧测力计，实验乙组中待填的机械效率为 　66.7%　。
（2）比较乙、丙组，它们的效率是η乙＜η丙，可知影响它们机械效率高低的因素是 　提升物体的重力不同　。
【答案】（1）竖直向上匀速；66.7%；（2）提升物体的重力不同。
【分析】（1）实验时应匀速拉动弹簧测力计；根据公式η＝×100%＝×100%计算机械效率；
（2）根据乙、丙的相同量和不同量根据控制变量法分析解答。
【解答】解：（1）在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计示数稳定，便于读数；
乙组中的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%≈66.7%；
（2）比较乙、丙滑轮组知，动滑轮的重力相同，丙中物体的重力大于乙中物体的重力，乙的机械效率大于丙的机械效率，由于摩擦和绳重都很小，可以忽略不计，所以可知影响它们机械效率高低的因素提升物体的重力不同。
故答案为：（1）竖直向上匀速；66.7%；（2）提升物体的重力不同。
【点评】此题是测量滑轮组的机械效率实验，主要考查了机械效率的计算和影响滑轮组机械效率的因素。
17．（2023秋 西湖区校级期中）物理兴趣小组的同学们测量滑轮组的机械效率，实验过程如下：
请根据实验过程和实验记录，思考并回答：
（1）实验过程中应该用弹簧测力计竖直向上　匀速　拉动绳子自由端；
（2）在第一次实验中，粗心的小冬同学忘记在表格中填写绳端移动的距离s及总功，
请你帮他计算出第一次实验的总功是　2.7　J；
（3）根据表中数据，可计算得出第二次实验的机械效率为　75%　；
（4）根据表中数据，分析得出所用动滑轮的重为　3　N；（绳重和摩擦忽略不计）
（5）分析三次实验中的数据，可以发现用同一个滑轮组提升重物，提升的物体越重，滑轮组的机械效率　越高　。（选填“越高”、“越低”或“不变”）
实验次数 物体重力 G/N 提升高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 绳端移动距离s/m 总功W总/J 机械效率η
1 6 0.3 1.8 3 66.7%
2 9 0.3 2.7 4 0.9 3.6
3 12 0.3 3.6 5 0.9 4.5 80%
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）实验过程中要匀速直线拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；
（2）根据图判断出绳子的段数，进而算出第一次实验时绳子移动的距离，根据W＝Fs算出第一次实验的总功；
（3）根据表中数据，由η＝×100%算得出第二次实验的机械效率；
（4）不计绳重和摩擦，绳子自由端的力：F＝，据此求出G动；
（5）纵向分析三次实验中的数据得出结论。
【解答】解：
（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；
（2）由图知，绳子的段数为n＝3，
所以第一次实验时绳子移动的距离为s1＝3h1＝3×0.3m＝0.9m，
第一次实验的总功为：
W总1＝F1s1＝3N×0.9m＝2.7J；
（3）根据表中数据，可计算得出第二次实验的机械效率为：
η2＝×100%＝×100%＝75%；
（4）不计绳重和摩擦，绳子自由端的拉力：F＝，
结合第一次实验的数据可得，所用动滑轮的重：G动＝3F﹣G＝3×3N﹣6N＝3N；
（5）纵向分析三次实验中的数据，可以发现用同一个滑轮组提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率越大。
故答案为：（1）匀速；（2）2.7；（3）75%；（4）3；（5）越高。
【点评】本题测量滑轮组的机械效率，考查s＝nh、η＝×100%及作用绳子自由端的力计算和影响机械效率。
18．（2023秋 萧山区月考）小明在做“测滑轮组机械效率”的实验，部分实验装置和实验数据如下：
实验次数 钩码重G/N 钩码上升的高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5 0.4 ？
（1）分析表中数据可知，第4次实验是用图 　丁　（选填“丙”或“丁”）所示装置做的实验，滑轮组的机械效率为 　80%　。
（2）通过比较1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，　同一滑轮组的机械效率与绳子股数无关　。
（3）通过比较2、3两次实验数据可得出结论：　使用同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组机械效率越高　。
【答案】（1）丁；80%；（2）同一滑轮组的机械效率与绳子股数无关；（3）使用同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组机械效率越高。
【分析】（1）利用n＝来计算承担物重的绳子段数，从而判断滑轮组；利用滑轮组的机械效率η＝＝×100%来计算；
（2）分析1、2两次实验数据可知，在比较滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时，应保持滑轮组相同、物重相同，只改变绳子绕法，据此分析；
（3）根据表格中的数据，分别求出2、3次实验做的额外功得出结论。
【解答】解：（1）第4次实验时，吊着动滑轮绳子段数n＝＝＝4；故选丁；
第4次实验时滑轮组的机械效率为：
η＝＝×100%＝×100%＝80%；
（2）比较1、2两次实验数据知物体的重力相同，滑轮组相同，只改变绳子绕法，且第1、2两次实验可知机械效率都为74%，说明同一滑轮组的机械效率与绳子股数无关；
（3）比较2、3两次实验数据知滑轮组相同，绳子绕法相同，物体的重力不相同，且物体越重，滑轮组的机械效率越高，故可以得出：使用同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组机械效率越高。
故答案为：（1）丁；80%；（2）同一滑轮组的机械效率与绳子股数无关；（3）使用同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组机械效率越高。
【点评】本题是“测滑轮组机械效率的实验”，考查注意事项、机械效率计算、控制变量法及数据分析归纳结论的能力。
19．（2022秋 上城区校级期中）在探究“滑轮组机械效率”时，用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据，再用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据，如下表：
实验次数 物重G物/N 动滑轮重G动/N 钩码上升高度h/m 动力F/N 动力作用点移动的距离s/m 滑轮组的机械效率η
1 1 0.5 0.1 0.7 0.3 47.6%
2 2 0.5 0.1 1.1 0.3 60.6%
3 4 0.5 0.1 2 0.3
4 4 1 0.1 0.5 50.6%
（1）根据表中前3次实验数据，画出甲图滑轮组的绕绳方法。
（2）实验中，测量绳端拉力F时，应尽量缓慢竖直向上匀速拉动测力计，读出乙图中测力计的示数为 　1.6　N，第3次实验时滑轮组的机械效率为 　66.7%　。
（3）某同学认为测力计静止时读数比较方便，其实他测得的机械效率 　偏大　（选填“偏大”或“偏小”）。
（4）由表中第1、2、3组数据可知：同一滑轮组，提升的重物越 　重　（选填“轻”或“重”），机械效率越大。
【答案】（1）见解答图；（2）1.6；66.7%；（3）偏大；（4）重。
【分析】（1）由表中数据，根据n＝求出前3次实验绳子的有效段数连接滑轮组；
（2）由测力计的分度值读数；
根据η＝＝求出第3次实验时滑轮组的机械效率；
（3）在提升物体时，不仅要克服动滑轮的重力，还要克服摩擦力。当静止时读数，则所测拉力偏小，机械效率偏大；
（4）纵向比较表中第1、2、3组数据得出结论。
【解答】解：
（1）由表中数据，前3次实验绳子的有效段数：n＝＝＝3，即滑轮组由3段绳子承担物重，因此绳子应从动滑轮上面挂钩绕起，如图所示：
（2）图乙中测力计的分度值为0.2N，示数为1.6N；
第3次实验时滑轮组的机械效率为：
η＝＝＝×100%≈66.7%；
（3）当弹簧测力计静止读数时，不会存在摩擦力对拉力的影响，所以所测拉力偏小，额外功较小，机械效率偏大；
（4）比较表中第1、2、3组数据可知：同一滑轮组，提升的重物越重，机械效率越大。
故答案为：（1）见上图；（2）1.6；66.7%；（3）偏大；（4）重。
【点评】本题考查滑轮组的连接、测力计读数、机械效率计算、控制变量法的运用、数据分析和功的计算。
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