中考物理复习专题：11.2 机械效率
一、选择题：（每小题5分，共35分） 1．（5分）甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度．则（ ）
A．乙升降机提升重物做的有用功较多 B．甲升降机的电动机做的额外功较多 C．甲升降机的电动机做的总功较少 D．乙升降机的电动机做的总功较少 2．（5分）为了粉刷教室，需要将涂料运到五楼．工人师傅可以采用的方法有：①用人直接搬运上去；②用定滑轮提上去；③用动滑轮提上去．在这几种方法中（ ） A．最省力的是② B．最省力的是③
C．做有用功最多的是① D．机械效率最高的是③ 3．（5分）下列说法正确的是（ ） A．效率高的机械，功率一定大
B．使用滑轮组不仅能省力、省距离，而且能省功 C．由于额外功的存在，机械效率总小于1 D．做功越多的机械，其机械效率就一定越高 4．（5分）山区的公路多修成环绕山坡的盘山公路，这样车辆向上行驶时可以（ ） A．提高功率 B．提高机械效率
C．减小所必需的牵引力 D．减小所做的功 5．（5分）如图所示，分别用甲、乙两套装置将同一物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为 F甲、F乙，它们的机械效率分别为η甲、η乙．则下列关系正确的是（不计绳重与摩擦．且动滑轮重小于物重）（ ）
A．F甲＞F乙 η甲＞η乙 B．F甲＜F乙 η甲＜η乙 C．F甲＞F乙 η甲＜η乙 D．F甲＜F乙 η甲＞η乙 6．（5分）如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端．已知物体受到斜面的摩擦力为f，则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是（ ）
A．η=C．η=
×100% B．η=
×100% D．η=
×100% ×100%
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7．（5分）用如图所示的滑轮组提起重1 000N的货物，所用拉力是400N，绳的自由端被拉下2m．关于这个滑轮组工作的下列说法正确的是（ ）
A．总功是2 000 J B．额外功是100 J C．有用功是400 J D．机械效率是62.5%
二、填空题（每空3分，共30分） 8．（6分）如图所示的滑轮组实验装置，钩码总重6N，弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳，由图示中可读出此时弹簧测力计对细绳的拉力为 N，则该滑轮组的机械效率 %．
9．（9分）用如图所示的滑轮组将重G=12N的物体匀速提升20cm，所用的拉力F=5N，所做的有用功为 J，机械效率为 ．当改为提升17N的重物时，该滑轮组的机械效率为 ．（忽略摩擦阻力）
10．（9分）将重物从长4m、高1m的斜面底部匀速推上斜面顶端．已知沿斜面所用的推力是300N，斜面的机械效率是75%，则推力做的总功是 ，推力做的有用功是 ，物体的重力是 ．
11．（6分）如图所示，用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，每个滑轮重为30N．用这个滑轮组把重300N的物体匀速提升2m，不计绳重及摩擦，则拉力F大小是 N，滑轮组的机械效率为 ．
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三、实验题（每空3分，共21分） 12．（21分）小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重 2N，测得的数据如下表： 物理量 钩码总重钩码上升的高度测力计示数测力计移动距离机械效 G/N h/m F/N s/m 率η 实验次数 1 4 0.1 1.8 0.3 2 6 0.1 2.4 0.3 83% 3 4 0.1 1.4 0.5 57% 4 4 0.2 1.4 1.0 57% （1）在实验中，测绳端拉力F 时，应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数．
（2）第1次实验测得的机械效率为 ．（结果保留两位有效数字）
（3）分析表中数据可知：第2次实验是用 图做的；第4次实验是用 图做的．（选填“a”、“b”或“c”）
（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组， 可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率 ．
（5）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 ．
四、计算题（13小题8分，14小题6分，共14分） 13．（8分）如图所示，用滑轮组匀速提起一个重为400N的物体，物体在5s内竖直上升了2m，人拉绳的力为250N．（不计绳重及摩擦） （1）对重物做的有用功是多少？
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（2）人拉绳子做功的功率是多少？
14．（6分）现有一重为3000N的包装箱，工人师傅想把它搬到1.2m高的车厢上，他们用木板在车厢与地面之间搭成一个长度约为4m的简易斜面，如图所示，工人师傅站在地上用1200N的推力沿斜面把包装箱匀速推上车．求： （1）该斜面的机械效率是多少？
（2）包装箱在斜面上运动时所受摩擦力多大？
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中考物理复习专题：11.2 机械效率
参与试题解析
一、选择题：（每小题5分，共35分） 1．（5分）（2010•莱芜）甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度．则（ ）
A．乙升降机提升重物做的有用功较多 B．甲升降机的电动机做的额外功较多 C．甲升降机的电动机做的总功较少 D．乙升降机的电动机做的总功较少
【分析】根据题目可知甲、乙升降机所做有用功相同，而甲升降机效率高说明额外功小，也就是所做的总功要少．
【解答】解：提升物体质量和高度相同说明甲、乙升降机做的有用功相等，故A错误． 既然甲机械效率高说明甲做的额外功少，总功也就少，故B、D错误，故选C．
【点评】解题的关键是要判断出甲、乙所做有用功相等，甲的机械效率高做的额外功少，总功少． 2．（5分）（2009•桂林）为了粉刷教室，需要将涂料运到五楼．工人师傅可以采用的方法有：①用人直接搬运上去；②用定滑轮提上去；③用动滑轮提上去．在这几种方法中（ ） A．最省力的是② B．最省力的是③
C．做有用功最多的是① D．机械效率最高的是③
【分析】用人直接搬运上去不但不省力，还要克服自身重力而用力，同时还要克服自身重力做额外功；
用定滑轮不省力也不费力，用定滑轮时需要克服摩擦力做额外功，额外功，相对其他方法较小；
用动滑轮提上去，可以节省一半的力，但需要克服摩擦和动滑轮重力做功，额外功比用定滑轮少，比用人直接搬运上去多；
三种方法的目的相同，有用功相同，额外功越小，机械效率越高．
【解答】解：用人直接搬运上去和用定滑轮提上去都不省力，用动滑轮提上去可以省一半的力，故A错误，B正确，
都是把重物提升相同的高度，所以有用功相同，故C错误， 所做额外功最少的是用定滑轮，所做额外功最多的是用人直接搬运上去，所做的有用功相同，所以机械效率最高的是②，故D错误． 故选B．
【点评】本题考查定滑轮和动滑轮的工作特点，有用功和额外功的比较，关键知道动滑轮的工作特点是省力但费距离，定滑轮的工作特点是不能省力，但能改变力的方向，还要知道在有用功相同时影响机械效率大小的因素是额外功的大小． 3．（5分）（2014•广东模拟）下列说法正确的是（ ） A．效率高的机械，功率一定大
B．使用滑轮组不仅能省力、省距离，而且能省功 C．由于额外功的存在，机械效率总小于1
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D．做功越多的机械，其机械效率就一定越高
【分析】物体单位时间内做的功叫功率，它是反映做功快慢的物理量． 机械效率是有用功和总功的比值．总功等于有用功和额外功的和． 使用任何机械都不省功．
【解答】解：A．机械效率是有用功和总功的比值，物体单位时间内做的功叫功率，效率高的机械功率不一定大；故错误；
B．使用滑轮组能省力、省距离，但不能省功；故错误；
C．使用任何机械都不可避免的做额外功，机械效率总小于1；正确；
D．机械效率是有用功和总功的比值，故做功多的机械效率不一定高；错误． 故选C．
【点评】本题主要考查功、功率和机械效率的概念的理解，属于基础题目． 4．（5分）（2011•莆田）山区的公路多修成环绕山坡的盘山公路，这样车辆向上行驶时可以（ ）
A．提高功率 B．提高机械效率
C．减小所必需的牵引力 D．减小所做的功
【分析】A、利用功率的计算公式进行分析和判断． B、利用机械效率的计算公式进行分析和判断． C、盘山公路、用木板搭斜坡，都是要使物体向高处运动，所以我们可以从斜面模型上分析．使用斜面可以省力，斜面越平缓，越省力，但同时越费距离． D、从功的原理进行分析和判断． 【解答】解：
A、从功率的计算公式P=可知，要想判断功率的大小，应该同时考虑做功的多少和做功的时间，说法错误，不符合题意． B、从机械效率的公式η=
可知，要想判断机械效率的大小，应该同时考虑有用功和总
功，说法错误，不符合题意．
C、斜面模型加长了运动距离，但可以省力，减小了车辆上山时所需要的牵引力，说法正确，符合题意．
D、从功的原理可知，使用任何机械都不省功，说法错误，不符合题意． 故选C．
【点评】生活中应用了很多斜面模型，可以省力，减轻我们将物体提升时所需要的力，但不能省距离． 5．（5分）（2009•淄博）如图所示，分别用甲、乙两套装置将同一物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为 F甲、F乙，它们的机械效率分别为η甲、η乙．则下列关系正确的是（不计绳重与摩擦．且动滑轮重小于物重）（ ）
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A．F甲＞F乙 η甲＞η乙 B．F甲＜F乙 η甲＜η乙 C．F甲＞F乙 η甲＜η乙 D．F甲＜F乙 η甲＞η乙
【分析】分别根据定滑轮和动滑轮的工作特点即可判断F甲和F乙，然后根据η甲=100%，和η乙=
×100%即可做出选择．
×
【解答】解：因为甲图是定滑轮，所以若不计绳重与摩擦．则F甲=G， 图乙是动滑轮，所以所以若不计绳重与摩擦，F乙=（G+G动） 又因为动滑轮重小于物重，所以F甲＞F乙， η甲=η乙=
×100%=
×100%=1， ×100%=
×100%＜1，
所以η甲＞η乙． 故选A．
【点评】此题涉及到的知识点不是很多，综合性很强，学习的时候要注意这些知识点之间的联系，做到学新而知故，在知识的融会贯通中得到更大的提升． 6．（5分）（2012•安徽）如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端．已知物体受到斜面的摩擦力为f，则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是（ ）
A．η=C．η=
×100% B．η=
×100% D．η=
×100% ×100%
【分析】斜面是用来提高物体位置的，有用功等于物体重力和斜面高度的乘积，即W有用=Gh；总功等于物体沿斜面向上的拉力和斜面长的乘积，即W总=FS；机械效率就是有用功和总功的比值．使用斜面时，所做的额外功就是克服物体与斜面摩擦力做的功，总功等于有用功和额外功之和，据此进行分析和判断即可． 【解答】解：
∵斜面的高为h，物体的重力为G， ∴有用功为：W有用=Gh， 又∵斜面长为L，拉力为F， ∴总功为：W总=FL， 则机械效率为：η=
=
，
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而物体与斜面的摩擦力为f，
∴额外功为：W额外=fL，
则总功为：W总=W有用+W额外=Gh+fL， 故机械效率为：η=
×100%=
×100%，故D正确；
A选项中，是有用功与额外功的比值，不是机械效率，故A错； B选项中，是有用功与有用功的比值，不是机械效率，故B错；
C选项中，是有用功与（总功加上额外功）的比值，不是机械效率，故C错． 故选D．
【点评】此题考查有关斜面机械效率的计算，容易出错的是摩擦力的计算，我们要知道使用斜面时克服摩擦力做的功就是额外功，关键在于明确总功应等于有用功与额外功之和． 7．（5分）（2014•广东模拟）用如图所示的滑轮组提起重1 000N的货物，所用拉力是400N，绳的自由端被拉下2m．关于这个滑轮组工作的下列说法正确的是（ ）
A．总功是2 000 J B．额外功是100 J C．有用功是400 J D．机械效率是62.5%
【分析】首先根据滑轮组装形式，确定承担物重的绳子股数n=4，求出物体上升高度h，然后利用公式W总=Fs计算总功、W有用=Gh计算有用功，最后用有用功除以总功得出滑轮组的机械效率．
【解答】解：由图知，n=4，则绳的自由端移动的距离s=nh， 物体上升高度： h==
=0.5m，
提起货物所做的有用功：
W有用=Gh=1000N×0.5m=500J，故C错； 提起货物所做的总功：
W总=Fs=400N×2m=800J，故A错误； 提起货物所做的额外功：
W额=W总﹣W有用=800J﹣500J=300J，故B错； 滑轮组的机械效率： 机械效率η=
×100%=
×100%=62.5%，故D正确．
故选D． 【点评】本题考查有用功、总功、额外功、机械效率等的计算，关键有二：一是n的确定（直接从动滑轮上引出的绳子股数），二是W总=W额+W有用．
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二、填空题（每空3分，共30分） 8．（6分）（2008•郴州）如图所示的滑轮组实验装置，钩码总重6N，弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳，由图示中可读出此时弹簧测力计对细绳的拉力为 2.4 N，则该滑轮组的机械效率 83.3 %．
【分析】由图中滑轮组的结构可知承担物重的绳子股数n=3，重物上升h，则拉力端移动的距离s=3h，读出弹簧测力计的示数即拉力大小，又知道钩码总重，可以求出有用功、总功，根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率．
【解答】解：由图可知，n=3，弹簧测力计的示数F=2.4N， 设钩码被提升的高度为h， 拉力端移动的距离： s=3h；
当提升G=6N的钩码时， W有用=Gh，
W总=Fs=Fs×3h， 滑轮组的机械效率： η=
×100%=
×100%
==83.3%．
故答案为：2.4，83.3%．
【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算方法，由图得出n=3，计算出s=3h是本题的关键． 9．（9分）（2014•广东模拟）用如图所示的滑轮组将重G=12N的物体匀速提升20cm，所用的拉力F=5N，所做的有用功为 2.4 J，机械效率为 80% ．当改为提升17N的重物时，该滑轮组的机械效率为 85% ．（忽略摩擦阻力）
【分析】知道物重、提升的高度、拉力和滑轮组的结构（s=nh），可以求出有用功、总功、额外功、机械效率；
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因为忽略摩擦阻力时，F=（G物+G滑轮），据此可求动滑轮重力；
则提升17N的重物时的机械效率可以利用η=【解答】解：提升12N的重物做的有用功： W有用=Gh=12N×0.2m=2.4J， 由图知道：s=3h=3×0.2m=0.6m， W总=Fs=5N×0.6m=3J， 机械效率η=
×100%=
×100%=80%．
==计算．
∵忽略摩擦阻力时，F=（G物+G滑轮）． ∴G滑轮总=nF﹣G物=3×5N﹣12N=3N． ∵忽略摩擦阻力时，η=
=
=
=，
=85%；
∴则提升17N重物时的机械效率为：η′=
故答案为：2.4；80%；85%．
【点评】本题综合考查了有用功、额外功、总功、机械效率的计算方法，s=3h是本题的突破口，求出额外功是本题的关键． 10．（9分）（2016•蒙城县一模）将重物从长4m、高1m的斜面底部匀速推上斜面顶端．已知沿斜面所用的推力是300N，斜面的机械效率是75%，则推力做的总功是 1200J ，推力做的有用功是 900J ，物体的重力是 900N ．
【分析】要想求有用功，可利用总功乘以机械效率，因此要先求总功．物体的重力要用有用功除以斜面高度来求．
【解答】解：推力做的总功W总=FS=300N×4m=1200J； 推力做的有用功W有用=W总×75%=900J； 利用W有用=Gh变形得：G=
=
=900N
故答案为：1200J；900J；900N．
【点评】本题考查斜面的机械效率，要明确有用功怎样计算，总功怎样计算，对于公式的变形公式也要熟练掌握． 11．（6分）（2012•潍坊）如图所示，用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，每个滑轮重为30N．用这个滑轮组把重300N的物体匀速提升2m，不计绳重及摩擦，则拉力F大小是 110 N，滑轮组的机械效率为 91% ．
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【分析】由图可知，承担物重的绳子股数n=3，则s=3h．
（1）不计绳重和摩擦，知道动滑轮重和物重，根据F=（G物+G动）求拉力大小； （2）知道提升物体的高度和物重大小，利用W有用=Gh求出他做的有用功；利用s=3h求出绳子自由端移动的距离，知道拉力大小，利用W总=Fs求出总功，再利用η=轮组的机械效率． 【解答】解：
（1）∵不计绳重和摩擦，
∴拉力F=（G物+G动）= （300N+30N）=110N； （2）使用滑轮组做的有用功： W有用=Gh=300N×2m=600J； s=3h=3×2m=6m， 使用滑轮组做的总功： W总=Fs=110N×6m=660J， 滑轮组的机械效率： η=
=
≈91%．
求出该滑
故答案为：110；91%． 【点评】本题主要考查了学生对有用功、总功和滑轮组的机械效率的理解和掌握，掌握好“不计绳重和摩擦，拉力F= （G物+G轮）”是本题的关键．
三、实验题（每空3分，共21分） 12．（21分）（2014•防城区三模）小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重
2N，测得的数据如下表： 物理量 钩码总重钩码上升的高度测力计示数测力计移动距离机械效 G/N h/m F/N s/m 率η 实验次数 1 4 0.1 1.8 0.3 第11页（共15页）
2 6 0.1 2.4 0.3 83% 3 4 0.1 1.4 0.5 57% 4 4 0.2 1.4 1.0 57% （1）在实验中，测绳端拉力F 时，应尽量竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数．
（2）第1次实验测得的机械效率为 74% ．（结果保留两位有效数字）
（3）分析表中数据可知：第2次实验是用 b 图做的；第4次实验是用 c 图做的．（选填“a”、“b”或“c”）
（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组， 增加物重 可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率 越低 ．
（5）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 无关 ．
【分析】（1）在实验中，要正确测量绳端拉力，需竖直向上匀速拉动测力计． （2）由功的计算公式求出有用功与总功，然后由效率公式求出滑轮组效率．
（3）根据钩码上升高度与测力计移动距离间的关系，求出承重绳子的股数，然后确定所选用的装置．
（4）分析1、2两次实验数据，根据实验数据得出结论，分析1、3次实验，确定动滑轮的个数对机械效率的影响．
（5）分析3、4两次实验数据，然后得出滑轮组机械效率与物体被提升高度之间的关系． 【解答】解：（1）在测绳端拉力时，需竖直向上匀速拉动测力计． （2）由表中实验数据可知，第一次实验，有用功W有用=Gh=4N×0.1m=0.4J， 总功W总=Fs=1.8N×0.3m=0.54J，滑轮组效率η=
×100%=
×100%=74%；
（3）由数据知第2次实验中，s为h的3倍，所以滑轮组由3段绳子承担物重，且钩码重最大，由图示可知，第2次实验所用的装置是b；
由数据知第4次实验中，s为h的5倍，所以滑轮组由5段绳子承担物重，由图示可知，第4次实验所用的装置是c；
（4）分析第1、2次实验数据可知，使用的同一滑轮组，提升的钩码重力越大，机械效率越高，可得使用同一滑轮组，增加物重可以提高滑轮组的机械效率；
分析第1、3次实验数据，提升的物重相同，动滑轮重力越大，机械效率越低；
（5）分析第3、4次实验数据可知，使用同一滑轮组提升相同的重物，物体被提升的高度改变，机械效率不变，可得滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关． 故答案为：（1）匀速；（2）74%；（3）b；c；（4）增加物重；越低；（5）无关．
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【点评】此题是测量滑轮组的机械效率实验，主要考查了有关滑轮组机械效率的计算，以及影响滑轮组机械效率的因素：被提升的物重和动滑轮的重力．被提升的物体越重、动滑轮的重力越小，滑轮组的机械效率越高．而滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关．
四、计算题（13小题8分，14小题6分，共14分） 13．（8分）（2014•广东模拟）如图所示，用滑轮组匀速提起一个重为400N的物体，物体在5s内竖直上升了2m，人拉绳的力为250N．（不计绳重及摩擦） （1）对重物做的有用功是多少？ （2）人拉绳子做功的功率是多少？
【分析】由滑轮组结构看出，承担物重的绳子股数n=2，s=2h．
（1）已知物体的重力和物体提升的高度，根据公式W=Gh可求滑轮组所做的有用功； （2）利用s=2h求绳的自由端移动的距离；利用W总=Fs求拉力做功；又知道做功时间，利用功率公式求拉力做功的功率．
【解答】解：（1）有用功W有=Gh=400N×2m=800J． （2）由滑轮组的使用可知：绳子的股数n=2， ∴绳子移动距离s=2h=2×2m=4m， 总功W总=Fs=250N×4m=1000J， 功率P=
=
=200W．
答：（1）对重物做的有用功是800J； （2）人拉绳子做功的功率是200W．
【点评】本题考查滑轮组的有用功、总功和功率的计算，由图得出n的值，利用好s=nh是本题的关键． 14．（6分）（2011•阜新）现有一重为3000N的包装箱，工人师傅想把它搬到1.2m高的车厢上，他们用木板在车厢与地面之间搭成一个长度约为4m的简易斜面，如图所示，工人师傅站在地上用1200N的推力沿斜面把包装箱匀速推上车．求： （1）该斜面的机械效率是多少？
（2）包装箱在斜面上运动时所受摩擦力多大？
【分析】（1）将包装箱直接提升1.2m做的功为有用功，利用W有用=Gh计算；沿斜面推上去推力做的功为总功，利用W总=Fs计算，再利用效率公式求斜面的机械效率；
（2）因为W总=W有用+W额外，据此求出额外功，而利用斜面做的额外功就是克服摩擦做的功，利用W额=fs求摩擦力大小．
3
【解答】解：（1）W有用=Gh=3000N×l.2m=3.6×10J，
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W总=Fs=1200N×4m=4.8×10J， η=
×100%=
×100%=75%；
3
（2）∵W总=W有用+W额外，
333
∴W额外=W总﹣W有用=4.8×10J﹣3.6×10J=1.2×10J， ∵W额外=fs， ∴摩擦力大小： f=
=
=300N．
答：（1）该斜面的机械效率是75%；
（2）包装箱在斜面上运动时所受摩擦力为300N．
【点评】本题考查了使用斜面时有用功、额外功、总功、机械效率的计算方法，区分有用功和总功、知道有用功、额外功、总功、机械效率的具体关系是本题的关键．
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参与本试卷答题和审题的老师有：LSL；空气凤梨；llm；sdwdrlx；wdnyx2011；951574352；pydrx；外星人；739830（排名不分先后） 菁优网
2016年10月18日
第15页（共15页）
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