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2021中考物理二轮考点过关：机械效率计算选择
考点梳理
1．滑轮（组）的机械效率
（1）滑轮组提升重物时有η＝，因为W有用＝Gh，W总＝Fs，所以有η＝，又因为s＝nh，所以有η＝，如果不计摩擦和绳重，则有F＝，所以η＝。
（2）①滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关，G物相同时，G动越大、η越小；
②滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关，G动相同时，G物越大、η越大；
③同一滑轮组的机械效率与绕绳方式无关。
2．斜面的机械效率
（1）有用功是由使用机械的目的所决定的．当用斜面提升物体时，克服物体重力做的功就是有用功，W有＝Gh．
（2）额外功是克服相互接触物体间的摩擦阻力所做的功．对于斜面而言，W额＝fs．
（3）总功是指动力对所做的功．一般情况下使用斜面时，动力做功W总＝Fs．
（4）由功的原理：“动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功”．而机械克服阻力所做的功就包含了有用功和额外功．即：W总＝W有+W额．
（5）机械效率是有用功与总功的比值，只能小于1（理想状态下可能等于1），并且无单位
斜面的机械效率η＝＝，在同一斜面上，由于倾斜程度相同，即一定，故在同一斜面上拉同一物体（粗糙程度相同）时，在斜面上所移动的距离（或物体被提升的高度）不同时，机械效率是相同的．
（6）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度有关．斜面粗糙程度相同时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；斜面的倾斜程度一定时，斜面越粗糙，机械效率越低．
强化练习
1．如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0.2m，已知G＝20N，F＝12N。下列说法错误的是（不考虑绳重及摩擦）（　　）
A．绳子自由端上升0.4m
B．该滑轮的机械效率为90%
C．动滑轮重4N
D．拉力F做功4.8J
2．如图所示，用400N的力将重为1000N的物体匀速提升2m，共用了10s，在此过程中（不计绳重与摩擦），下列说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的速度大小为0.4m/s
B．以动滑轮为参照物，物体是运动的
C．滑轮组的机械效率大小约为40%
D．当所提重物的质量增大时，该滑轮组的机械效率将增大
3．如图所示，用滑轮组提升重物时，将重210N的物体在5s内匀速提升了2m，已知动滑轮重为90N（不计绳、重牵挂摩擦），则提升重物的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．滑轮组的机械效率为70%
B．绳子自由端拉力F的大小为150N
C．提升物体的过程中，额外功为540J
D．绳子自由端移动的距离是4m
4．如图所示，在大小为400N的拉力F作用下，滑轮组将600N的重物提升了0.6m，在此过程中，下列说法错误的是（　　）
①做的有用功是500J
②做的总功是800J
③滑轮组的机械效率是62.5%
④滑轮组的机械效率是75%
A．①③④ B．③① C．②③ D．①②③
5．如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及摩擦。用图甲绕法匀速提升重900N的物体时，机械效率为90%，下列判断正确的是（　　）
A．拉力F1的大小为450N
B．用图乙绕法匀速提升300N重物时，机械效率为75%
C．滑轮组中的动滑轮相当于一个省距离的杠杆
D．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F2做功少
6．如图所示，用F1的力将物体B匀速提升0.5m，F1做功为3J，若借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度，F2做功为5J．下列说法正确的是（　　）
A．滑轮组的机械效率为 60%
B．F2 做功的功率比 F1做功的功率大
C．动滑轮的重力为4N
D．两个过程物体B都匀速运动，机械能不变
7．如图所示，用200N的力F将一重为90N的物体A提升到离地面5m的高处。下列说法正确的是（　　）
A．拉力F做的功是1000J
B．拉力F做的功是900J
C．这个滑轮的机械效率是22.5%
D．这个滑轮的机械效率是90%
8．用如图所示的滑轮组从水中打捞一块重为1250N，体积为25dm3的重物。当重物和动滑轮都还在水中时，绳子自由端的拉力为500N，以下说法正确的是（g取10N/kg）（　　）
A．重物露出水面前后，滑轮组的机械效率不变
B．重物露出水面前，动滑轮重力为500N
C．重物露出水面前，滑轮组的机械效率为83.3%
D．重物露出水面前，滑轮组的机械效率为66.7%
9．如图所示的滑轮组，每个滑轮重50N，用这个滑轮组把质量为45kg的重物在2s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（g＝10N/kg）（　　）
A．作用在绳自由端的拉力F为125 N
B．在 1s 内做的有用功为 900J
C．该套装置的机械效率为 90%
D．物体上升过程中动能转化为重力势能
10．如图所示，一个重为600N的物体，通过滑轮组在25N拉力作用下匀速直线运动了2m。已知物体受到的滑动摩擦力为60N，这过程中，结果错误的是（　　）
A．绳子自由端移动了6m
B．拉力做了150J的功
C．滑轮组的额外功为120J
D．该滑轮组的机械效率为80%
11．某工人用如图所示的滑轮组提起重1200N的货物，所用的拉力是500N，绳子自由端被拉下3m，下列说法正确的是（　　）
A．动滑轮重一定是300N，机械效率是80%
B．有用功是1200J，机械效率是80%
C．有用功是1200J，机械效率是60%
D．有用功是3600J，总功是4500J
12．用如图所示的滑轮组提升物体，被提升物体的质量是21kg，绳子自由端的拉力F是80N，在3s内使物体升高了0.5m。若不计绳重与摩擦（g取10N/kg），那么动滑轮重与滑轮组的机械效率分别为（　　）
A．30N 87.5% B．20N 87.5% C．30N 62.5% D．20N 62.5%
13．如图所示，在拉力F作用下，一个重600N的物体以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，已知滑轮组的机械效率为80%，在此过程中拉力F做了150J的功，则下列说法中正确的是（　　）
A．拉力F的大小为150N
B．拉力F的大小为75N
C．物体与地面间的滑动摩擦力为120N
D．物体与地面间的滑动摩擦力为480N
14．如图所示，小华同学用绳子沿斜面将重为400N的木箱由斜面底墙匀速拉到顶端，拉力大小为250N，已知斜面倾角为30°，斜面高为2m，绳重不计。以下说法中正确的是（　　）
A．木箱在斜面上受重力、拉力、摩擦力三个力的作用
B．小华对木箱做的有用功是1000J
C．物体受到的摩擦力大小为50N
D．此斜面的机械效率为60%
15．如图所示，工人师傅要将重为1000N的木箱拉到1.5m高的车厢里，他将一块5m长的木板搁在地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用400N的拉力将物体从斜面底端匀速拉到车厢里，则下列说法中正确的是（　　）
A．工人所做的总功为5000J
B．工人所做的有用功为2000J
C．斜面的机械效率为75%
D．物体和斜面之间的摩擦力为400N
2021中考物理二轮考点过关：机械效率计算选择
参考答案
1．如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0.2m，已知G＝20N，F＝12N。下列说法错误的是（不考虑绳重及摩擦）（　　）
A．绳子自由端上升0.4m
B．该滑轮的机械效率为90%
C．动滑轮重4N
D．拉力F做功4.8J
【解答】解：由图可知，承重的绳子股数n＝2，
A、绳子自由端上升的高度：
s＝nh＝2×0.2m＝0.4m，故A正确；
BCD、拉力做的功：
W总＝Fs＝12N×0.4m＝4.8J，故D正确；
有用功：
W有＝Gh＝20N×0.2m＝4J，
该滑轮的机械效率：
η＝×100%＝×100%≈83.33%，故B错误；
不考虑绳重及摩擦，根据F＝可得，动滑轮的重力：
G动＝nF﹣G＝2×12N﹣20N＝4N，故C正确；
故选：B。
2．如图所示，用400N的力将重为1000N的物体匀速提升2m，共用了10s，在此过程中（不计绳重与摩擦），下列说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的速度大小为0.4m/s
B．以动滑轮为参照物，物体是运动的
C．滑轮组的机械效率大小约为40%
D．当所提重物的质量增大时，该滑轮组的机械效率将增大
【解答】解：
A.由图可知，n＝3，则绳端移动的距离s＝nh＝3×2m＝6m，则绳子自由端移动的速度v＝＝＝0.6m/s，故A错误；
B.若以动滑轮为参照物，由于所提的物体与动滑轮一起运动，它们之间没有发生位置的变化，则物体是静止的，故B错误；
C.拉力做的总功W总＝Fs＝400N×6m＝2400J，
所做的有用功W有＝Gh＝1000N×2m＝2000J，
滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%≈83.3%，故C错误；
D.不计绳重与摩擦，由η＝＝＝＝可知，当所提重物的质量增大时，其重力增大，滑轮组的机械效率将增大，故D正确。
故选：D。
3．如图所示，用滑轮组提升重物时，将重210N的物体在5s内匀速提升了2m，已知动滑轮重为90N（不计绳、重牵挂摩擦），则提升重物的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．滑轮组的机械效率为70%
B．绳子自由端拉力F的大小为150N
C．提升物体的过程中，额外功为540J
D．绳子自由端移动的距离是4m
【解答】解：
BD、由题知，n＝3，5s内匀速提升了2m，则拉力移动的距离：
s＝3h＝6×2m＝6m，D错误；
不计绳重和摩擦，拉力：F＝（G动+G物）＝（G动+G物）＝×（210N+90N）＝100N，B错误；
AC、拉力做的总功：W总＝Fs＝100N×6m＝600J，
滑轮组对重物做的功：
W有＝Gh＝210N×2m＝420J，
提升物体的过程中，额外功为：
W额外＝W总﹣W有＝600J﹣420J＝180J，C错误；
滑轮组的机械效率为：
η＝＝×100%＝70%，A正确。
故选：A。
4．如图所示，在大小为400N的拉力F作用下，滑轮组将600N的重物提升了0.6m，在此过程中，下列说法错误的是（　　）
①做的有用功是500J
②做的总功是800J
③滑轮组的机械效率是62.5%
④滑轮组的机械效率是75%
A．①③④ B．③① C．②③ D．①②③
【解答】解：
①拉力做的有用功为：
W有用＝Gh＝600N×0.6m＝360J，故①错误；
②由图知，n＝2，拉力端移动的距离s＝2h＝2×0.6m＝1.2m，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝400N×1.2m＝480J，故②错误；
③④滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%＝75%，③错误，④正确。
故选：D。
5．如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及摩擦。用图甲绕法匀速提升重900N的物体时，机械效率为90%，下列判断正确的是（　　）
A．拉力F1的大小为450N
B．用图乙绕法匀速提升300N重物时，机械效率为75%
C．滑轮组中的动滑轮相当于一个省距离的杠杆
D．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F2做功少
【解答】解：
A、忽略绳重及摩擦，用图甲绕法匀速提升重为900N的物体时，机械效率为90%，
图甲中n＝2，由η＝＝＝可知，
F1＝＝＝500N，故A错误；
B、图甲中，根据F1＝（G+G动）可得动滑轮的重力：
G动＝2F1﹣G＝2×500N﹣900N＝100N；
忽略绳重及摩擦，根据η＝＝＝可知，
用图乙绕法匀速提升400N重物时，其机械效率为：η′＝＝×100%＝75%，故B正确；
C、动滑轮实质是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆，属于省力杠杆，但费距离，故C错误；
D、分别用两种绕法匀速把相同的重物提升相同的高度时，有用功相同，忽略绳重及摩擦，克服动滑轮做的功是额外功，因同一滑轮组中动滑轮的重不变、提升高度相同，额外功相同，总功相同（即F1和F2做功相同），故D错误。
故选：B。
6．如图所示，用F1的力将物体B匀速提升0.5m，F1做功为3J，若借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度，F2做功为5J．下列说法正确的是（　　）
A．滑轮组的机械效率为 60%
B．F2 做功的功率比 F1做功的功率大
C．动滑轮的重力为4N
D．两个过程物体B都匀速运动，机械能不变
【解答】解：
A、用F1的力将物体B匀速提升0.5m做的功为有用功，则W有＝3J；借助滑轮组把物体B匀速提升相同高度，F2做的功是总功，即W总＝5J，
所以滑轮组的机械效率η＝＝×100%＝60%，故A正确；
B、由题知，F2做功多，但不知两个过程所用时间的关系，根据P＝可知无法确定两个力做功的功率大小，故B错误；
C、由W总＝W有+W额可知，使用滑轮组所做的额外功为：W额＝W总﹣W有＝5J﹣3J＝2J，
如果忽略绳重和摩擦，根据W额＝G动h可知，动滑轮的重力为G动＝＝＝4N，
因滑轮组在实际使用过程中存在绳重和摩擦，所以动滑轮重要小于4N，故C错误；
D、两个过程物体B均匀速运动，质量不变，速度不变，则动能不变，同时高度增加，则重力势能增加，其机械能增加，故D错误。
故选：A。
7．如图所示，用200N的力F将一重为90N的物体A提升到离地面5m的高处。下列说法正确的是（　　）
A．拉力F做的功是1000J
B．拉力F做的功是900J
C．这个滑轮的机械效率是22.5%
D．这个滑轮的机械效率是90%
【解答】解：
AB、由图可知，s＝h＝×5m＝2.5m，
拉力F做的功：
W总＝Fs＝200N×2.5m＝500J，故AB错误；
CD、将一重为90N的物体A提升到离地面5m的高处，做的有用功：
W有用＝Gh＝90N×5m＝450J，
滑轮的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝90%，故C错误，D正确
故选：D。
8．用如图所示的滑轮组从水中打捞一块重为1250N，体积为25dm3的重物。当重物和动滑轮都还在水中时，绳子自由端的拉力为500N，以下说法正确的是（g取10N/kg）（　　）
A．重物露出水面前后，滑轮组的机械效率不变
B．重物露出水面前，动滑轮重力为500N
C．重物露出水面前，滑轮组的机械效率为83.3%
D．重物露出水面前，滑轮组的机械效率为66.7%
【解答】解：
（1）正方体露出水面后，物体对动滑轮的拉力变大；提升相同高度时，所做的有用功变大；由于使用是同一个滑轮组，提升相同高度时，所做的额外功相同，
所以，根据η后＝＝＝可知机械效率变大，故A错误。
（2）正方体的体积：V＝25dm3＝0.025m3，
正方体浸没在水中时，排开水的体积V排＝V＝0.025m3，
物体在露出水面前受到水的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.025m3＝250N。
由题知，正方体未露出水面前，绳子自由端的拉力F1＝500N，
由图知，使用的滑轮组绳子有效股数n＝3，
若不计绳重和摩擦，根据F1＝（G﹣F浮+G动）可得动滑轮的重力：
G动＝3F1﹣G+F浮＝3×500N﹣1250N+250N＝500N；
因实际使用中存在着绳重和摩擦，动滑轮也受浮力作用，所以动滑轮的重力不等于500N；故B错误；
（3）正方体露出水面前，根据η前＝＝：
滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%≈66.7%，故C错误，D正确；
故选：D。
9．如图所示的滑轮组，每个滑轮重50N，用这个滑轮组把质量为45kg的重物在2s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（g＝10N/kg）（　　）
A．作用在绳自由端的拉力F为125 N
B．在 1s 内做的有用功为 900J
C．该套装置的机械效率为 90%
D．物体上升过程中动能转化为重力势能
【解答】解：
A、物体受到的重力为G＝mg＝45kg×10N/kg＝450N；
由图可知，n＝3，不计绳重和摩擦，作用在绳子自由端的拉力：
F＝（G+G动）＝×（450N+50N）＝N≈167N，故A错误；
B、在1s内物体被提升的高度：h′＝×2m＝1m，
做的有用功：
W有用＝Gh′＝450N×1m＝450J，故B错误；
C、滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%＝90%；故C正确；
D、物体上升过程中，是匀速运动，质量不变、速度不变，动能不变，不是动能转化为重力势能，故D错误。
故选：C。
10．如图所示，一个重为600N的物体，通过滑轮组在25N拉力作用下匀速直线运动了2m。已知物体受到的滑动摩擦力为60N，这过程中，结果错误的是（　　）
A．绳子自由端移动了6m
B．拉力做了150J的功
C．滑轮组的额外功为120J
D．该滑轮组的机械效率为80%
【解答】解：
A、由图知，n＝3，拉力端移动距离：
s＝3s物＝3×2m＝6m，故A正确；
B、拉力做的功（总功）：
W总＝Fs＝25N×6m＝150J，故B正确；
C、拉力做的有用功：
W有用＝fs物＝60N×2m＝120J，
使用滑轮组做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝150J﹣120J＝30J，故C错误；
D、滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%＝80%，故D正确。
故选：C。
11．某工人用如图所示的滑轮组提起重1200N的货物，所用的拉力是500N，绳子自由端被拉下3m，下列说法正确的是（　　）
A．动滑轮重一定是300N，机械效率是80%
B．有用功是1200J，机械效率是80%
C．有用功是1200J，机械效率是60%
D．有用功是3600J，总功是4500J
【解答】解：
（1）由图知，动滑轮上有3段绳子，已知绳子自由端移动距离s＝3m，
根据s＝nh可得，物体升高的高度：h＝＝＝1m，
拉力做的总功：W总＝Fs＝500N×3m＝1500J，
有用功：W有用＝Gh＝1200N×1m＝1200J，
滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝80%；故B正确，C、D错误；
（2）该过程中，所做的额外功W额外＝W总﹣W有＝1500J﹣1200J＝300J，
若不计绳重和摩擦，此时额外功的来源为克服动滑轮自重做的功，
根据W额＝G动h可得，此时动滑轮的自重：G动＝＝＝300N，
因实验中绳重和摩擦是存在的，则额外功的来源为克服动滑轮自重做的功以及克服机械间的摩擦做的功，故克服动滑轮自重做的额外功小于300J，则动滑轮的自重小于300N，故A错误。
故选：B。
12．用如图所示的滑轮组提升物体，被提升物体的质量是21kg，绳子自由端的拉力F是80N，在3s内使物体升高了0.5m。若不计绳重与摩擦（g取10N/kg），那么动滑轮重与滑轮组的机械效率分别为（　　）
A．30N 87.5% B．20N 87.5% C．30N 62.5% D．20N 62.5%
【解答】解：
物体的重力G＝mg＝21kg×10N/kg＝210N，
由图知通过动滑轮的绳子段数n＝3，
不计绳重和摩擦，拉力F＝（G+G动），则动滑轮的重力；
G动＝nF﹣G＝3×80N﹣210N＝30N；
滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%＝87.5%。
故选：A。
13．如图所示，在拉力F作用下，一个重600N的物体以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，已知滑轮组的机械效率为80%，在此过程中拉力F做了150J的功，则下列说法中正确的是（　　）
A．拉力F的大小为150N
B．拉力F的大小为75N
C．物体与地面间的滑动摩擦力为120N
D．物体与地面间的滑动摩擦力为480N
【解答】解：
（1）由图知，n＝3，绳子自由端移动的距离：
s＝3s物＝3v物t＝3×0.1m/s×10s＝3m，
由W总＝Fs可得拉力：
F＝＝＝50N；故AB错误；
（2）由η＝＝＝＝得物体与地面间的滑动摩擦力：
f＝3ηF＝3×80%×50N＝120N，故C正确、D错误。
故选：C。
14．如图所示，小华同学用绳子沿斜面将重为400N的木箱由斜面底墙匀速拉到顶端，拉力大小为250N，已知斜面倾角为30°，斜面高为2m，绳重不计。以下说法中正确的是（　　）
A．木箱在斜面上受重力、拉力、摩擦力三个力的作用
B．小华对木箱做的有用功是1000J
C．物体受到的摩擦力大小为50N
D．此斜面的机械效率为60%
【解答】解：
A、沿斜面向上拉木箱时，木箱受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用，故A错误；
B、小华对木箱做的有用功W有＝Gh＝400N×2m＝800J，故B错误；
C、斜面倾角为30°，斜面高为2m，所以斜面长s＝2h＝2×2m＝4m，
拉力F对木箱做的总功：W总＝Fs＝250N×4m＝1000J；
克服摩擦力所做的额外功：W额＝W总﹣W有＝1000J﹣800J＝200J，
由W额＝fs可得，物体受到的摩擦力：f＝＝＝50N，故C正确；
D、此斜面的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝80%，故D错误。
故选：C。
15．如图所示，工人师傅要将重为1000N的木箱拉到1.5m高的车厢里，他将一块5m长的木板搁在地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用400N的拉力将物体从斜面底端匀速拉到车厢里，则下列说法中正确的是（　　）
A．工人所做的总功为5000J
B．工人所做的有用功为2000J
C．斜面的机械效率为75%
D．物体和斜面之间的摩擦力为400N
【解答】解：A、工人所做的总功为：W总＝Fs＝400N×5m＝2000J，故A错误。
B、工人所做的有用功为：W有＝Gh＝1000N×1.5m＝1500J，故B错误。
C、斜面的机械效率为：η＝＝＝75%，故C正确。
D、工人所做额外功为：W额＝W总﹣W有＝2000J﹣1500J＝500J，
由W额＝fs得物体受到的摩擦力为：f＝＝＝100N，故D错误。
故选：C。

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