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1. 分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体提升到相同的高度，做的有用功 （
A.杠杆最多
B.动滑轮最多
C.滑轮组最多
D.一样多
D
）A.杠杆最多
B.动滑轮最多
C.滑轮组最多
D.一样多
答案
D
解析
【分析】首先明确有用功的定义：有用功是对完成任务直接有用的功，本题中使用机械的目的是提升物体，因此克服物体重力做的功就是有用功，计算公式为$W_{有}=Gh$。题目中是同一物体，故重力$G$相同；提升到相同高度，故$h$相同，有用功仅与$G$和$h$有关，与使用的机械类型无关。
【解析】根据有用功公式$W_{有}=Gh$，同一物体的重力$G$相等，提升高度$h$相同，因此杠杆、动滑轮、滑轮组做的有用功相等。
【答案】D
【知识点】有用功的计算
【点评】本题考查有用功的概念及计算，属于基础题，核心是区分有用功与额外功，明确有用功由任务需求（物重、提升高度）决定，与机械类型无关，难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】根据有用功公式$W_{有}=Gh$，同一物体的重力$G$相等，提升高度$h$相同，因此杠杆、动滑轮、滑轮组做的有用功相等。
【答案】D
【知识点】有用功的计算
【点评】本题考查有用功的概念及计算，属于基础题，核心是区分有用功与额外功，明确有用功由任务需求（物重、提升高度）决定，与机械类型无关，难度较低。
【难度系数】0.8
2. 使用机械做功时,机械效率高的一定是 （
A.有用功和总功的比值大的机械
B.做功快的机械
C.做有用功多的机械
D.做功多的机械
A
）A.有用功和总功的比值大的机械
B.做功快的机械
C.做有用功多的机械
D.做功多的机械
答案
A
解析
【分析】要解决这道题，需先明确机械效率的定义，区分机械效率与功率、做功多少的概念。机械效率是有用功与总功的比值，和做功快慢（功率）、总功或有用功的绝对量无关。接下来逐个分析选项，判断哪个符合机械效率高的特征。
【解析】根据机械效率的定义：$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$，即机械效率是有用功与总功的比值。对各选项逐一分析：
1. 选项A：有用功和总功的比值大，完全符合机械效率高的定义，该选项正确；
2. 选项B：做功快指功率大，功率是描述做功快慢的物理量，与机械效率（有用功和总功的比值）是不同的物理量，二者无直接关联，该选项错误；
3. 选项C：仅做有用功多，但总功的量不确定，若总功也大幅增加，有用功与总功的比值可能变小，机械效率不一定高，该选项错误；
4. 选项D：做功多指总功或总功与有用功的总量多，但有用功和总功的比值不确定，无法判断机械效率高低，该选项错误。
【答案】A
【知识点】机械效率的定义、功率与机械效率的区别
【点评】本题考查机械效率的核心概念，需明确机械效率是比值而非绝对量，易混淆功率与机械效率的概念，属于基础概念辨析题。
【难度系数】0.6
【解析】根据机械效率的定义：$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$，即机械效率是有用功与总功的比值。对各选项逐一分析：
1. 选项A：有用功和总功的比值大，完全符合机械效率高的定义，该选项正确；
2. 选项B：做功快指功率大，功率是描述做功快慢的物理量，与机械效率（有用功和总功的比值）是不同的物理量，二者无直接关联，该选项错误；
3. 选项C：仅做有用功多，但总功的量不确定，若总功也大幅增加，有用功与总功的比值可能变小，机械效率不一定高，该选项错误；
4. 选项D：做功多指总功或总功与有用功的总量多，但有用功和总功的比值不确定，无法判断机械效率高低，该选项错误。
【答案】A
【知识点】机械效率的定义、功率与机械效率的区别
【点评】本题考查机械效率的核心概念，需明确机械效率是比值而非绝对量，易混淆功率与机械效率的概念，属于基础概念辨析题。
【难度系数】0.6
3. 下列关于机械效率的说法错误的是 （
A.当总功一定时，有用功越多，机械效率越高
B.当有用功一定时，额外功越少，机械效率越高
C.当额外功一定时，有用功越多，机械效率越高
D.做有用功越多的机械，机械效率一定越高
D
）A.当总功一定时，有用功越多，机械效率越高
B.当有用功一定时，额外功越少，机械效率越高
C.当额外功一定时，有用功越多，机械效率越高
D.做有用功越多的机械，机械效率一定越高
答案
D
解析
【分析】首先明确机械效率的定义（有用功与总功的比值）及计算公式：$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$，且总功$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$。再逐个分析选项：A选项总功一定时，有用功越多则比值越大，正确；B选项有用功一定时，额外功越少则总功越小，比值越大，正确；C选项额外功一定时，有用功越多则有用功占总功的比例越高，比值越大，正确；D选项机械效率是相对量（比值），与有用功的绝对量无关，有用功多但总功更多时效率反而低，故错误，符合题意。
【解析】机械效率的计算公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$，且总功等于有用功与额外功之和（$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$），对各选项分析如下：
1. 选项A：总功$W_{总}$固定时，$\eta$与$W_{有用}$成正比，$W_{有用}$越多，$\eta$越高，该说法正确。
2. 选项B：有用功$W_{有用}$固定时，$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$，额外功$W_{额}$越少，$W_{总}$越小，$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$越大，该说法正确。
3. 选项C：额外功$W_{额}$固定时，$W_{总}=W_{有用}+W_{额}$，$W_{有用}$越多，有用功在总功中的占比越高，$\eta$越高，该说法正确。
4. 选项D：机械效率是有用功与总功的比值（相对量），与有用功的绝对量无关。例如：甲机械$W_{有用}=100J$，$W_{总}=1000J$，$\eta=10\%$；乙机械$W_{有用}=50J$，$W_{总}=100J$，$\eta=50\%$，甲的有用功更多但效率更低，故该说法错误。
【答案】D
【知识点】机械效率、功的计算
【点评】本题考查机械效率的核心概念，需准确理解机械效率是比值而非绝对量，结合公式分析选项是解题关键，属于基础概念题，难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】机械效率的计算公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$，且总功等于有用功与额外功之和（$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$），对各选项分析如下：
1. 选项A：总功$W_{总}$固定时，$\eta$与$W_{有用}$成正比，$W_{有用}$越多，$\eta$越高，该说法正确。
2. 选项B：有用功$W_{有用}$固定时，$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$，额外功$W_{额}$越少，$W_{总}$越小，$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$越大，该说法正确。
3. 选项C：额外功$W_{额}$固定时，$W_{总}=W_{有用}+W_{额}$，$W_{有用}$越多，有用功在总功中的占比越高，$\eta$越高，该说法正确。
4. 选项D：机械效率是有用功与总功的比值（相对量），与有用功的绝对量无关。例如：甲机械$W_{有用}=100J$，$W_{总}=1000J$，$\eta=10\%$；乙机械$W_{有用}=50J$，$W_{总}=100J$，$\eta=50\%$，甲的有用功更多但效率更低，故该说法错误。
【答案】D
【知识点】机械效率、功的计算
【点评】本题考查机械效率的核心概念，需准确理解机械效率是比值而非绝对量，结合公式分析选项是解题关键，属于基础概念题，难度适中。
【难度系数】0.5
4. 山区的公路多修成盘山公路，这样车辆向上行驶时可以 （
A.增大功率
B.提高机械效率
C.减小所必需的牵引力
D.减少所做的功
C
）A.增大功率
B.提高机械效率
C.减小所必需的牵引力
D.减少所做的功
答案
C
解析
【分析】首先明确盘山公路的本质是斜面，属于简单机械的应用，需结合斜面的特点、功的原理、机械效率的影响因素逐一分析选项：功率反映做功快慢，与盘山公路的修建无关；机械效率受有用功和额外功的比值影响；斜面的核心特点是省力但费距离，且使用任何机械都不省功。
【解析】对各选项逐一判断：
A. 功率是单位时间内所做的功，反映做功的快慢，与盘山公路的修建无关，该选项错误；
B. 盘山公路延长了行驶路程，车辆行驶时克服摩擦做的额外功增多，有用功不变的情况下，机械效率会降低，该选项错误；
C. 盘山公路相当于斜面，当斜面高度一定时，斜面越长，越省力，即减小了车辆向上行驶所需的牵引力，该选项正确；
D. 根据功的原理，使用任何机械都不省功，因此车辆向上行驶时做的总功不会减少，该选项错误。
【答案】C
【知识点】斜面的应用、功的原理、机械效率
【点评】本题考查简单机械中斜面的实际应用，需掌握斜面省力的特点、功的原理及机械效率的影响因素，结合生活实例分析即可得出结论。
【难度系数】0.6
【解析】对各选项逐一判断：
A. 功率是单位时间内所做的功，反映做功的快慢，与盘山公路的修建无关，该选项错误；
B. 盘山公路延长了行驶路程，车辆行驶时克服摩擦做的额外功增多，有用功不变的情况下，机械效率会降低，该选项错误；
C. 盘山公路相当于斜面，当斜面高度一定时，斜面越长，越省力，即减小了车辆向上行驶所需的牵引力，该选项正确；
D. 根据功的原理，使用任何机械都不省功，因此车辆向上行驶时做的总功不会减少，该选项错误。
【答案】C
【知识点】斜面的应用、功的原理、机械效率
【点评】本题考查简单机械中斜面的实际应用，需掌握斜面省力的特点、功的原理及机械效率的影响因素，结合生活实例分析即可得出结论。
【难度系数】0.6
5. 如图所示，物体重为150 N，挂在杠杆OA的中点B，人用100 N的拉力竖直向上将物体提高0.5 m，手移动的距离为1 m。在此过程中，下列说法不正确的是 （
A.人的拉力所做的功为 100 J
B.用杠杆提升物体所做的有用功为 50 J
C.额外功为 25 J
D.杠杆的机械效率为 75％
B
）A.人的拉力所做的功为 100 J
B.用杠杆提升物体所做的有用功为 50 J
C.额外功为 25 J
D.杠杆的机械效率为 75％
答案
B
解析
【分析】本题考查杠杆相关的功与机械效率的计算，解题思路是：先明确有用功是提升物体所做的功（$ W_{有}=Gh $），总功是拉力所做的功（$ W_{总}=Fs $），额外功为总功与有用功的差值（$ W_{额}=W_{总}-W_{有} $），机械效率为有用功与总功的比值（$ η=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\% $）；再分别计算各选项对应的物理量，判断出错误选项。
【解析】
1. 计算有用功：有用功是对物体做的功，公式为$ W_{有}=Gh $，代入数据$ G=150N $，$ h=0.5m $，得$ W_{有}=150N×0.5m=75J $。
2. 计算总功：总功是拉力做的功，公式为$ W_{总}=Fs $，代入数据$ F=100N $，$ s=1m $，得$ W_{总}=100N×1m=100J $。
3. 计算额外功：$ W_{额}=W_{总}-W_{有}=100J-75J=25J $。
4. 计算机械效率：$ η=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{75J}{100J}×100\%=75\% $。
5. 分析选项：
A选项：人的拉力做功为100J，与计算结果一致，正确；
B选项：有用功应为75J，而非50J，错误；
C选项：额外功25J，与计算结果一致，正确；
D选项：机械效率75%，与计算结果一致，正确。
因此不正确的是B选项。
【答案】B
【知识点】杠杆的功、机械效率
【点评】本题属于基础的功与机械效率计算类题目，核心是区分有用功、总功、额外功的概念，计算时需准确对应各物理量，适合巩固基础知识点。
【难度系数】0.6
【解析】
1. 计算有用功：有用功是对物体做的功，公式为$ W_{有}=Gh $，代入数据$ G=150N $，$ h=0.5m $，得$ W_{有}=150N×0.5m=75J $。
2. 计算总功：总功是拉力做的功，公式为$ W_{总}=Fs $，代入数据$ F=100N $，$ s=1m $，得$ W_{总}=100N×1m=100J $。
3. 计算额外功：$ W_{额}=W_{总}-W_{有}=100J-75J=25J $。
4. 计算机械效率：$ η=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{75J}{100J}×100\%=75\% $。
5. 分析选项：
A选项：人的拉力做功为100J，与计算结果一致，正确；
B选项：有用功应为75J，而非50J，错误；
C选项：额外功25J，与计算结果一致，正确；
D选项：机械效率75%，与计算结果一致，正确。
因此不正确的是B选项。
【答案】B
【知识点】杠杆的功、机械效率
【点评】本题属于基础的功与机械效率计算类题目，核心是区分有用功、总功、额外功的概念，计算时需准确对应各物理量，适合巩固基础知识点。
【难度系数】0.6
6. 某滑轮组的机械效率为80％，当它完成1000 J的总功时，所做的有用功为
800
J，若克服动滑轮的重力所做的功是150 J，则克服摩擦和绳重所做的功是50
J。答案
800 50
解析
【分析】首先，根据机械效率的定义，机械效率是有用功与总功的比值，可利用公式求出有用功；其次，总功等于有用功与额外功之和，额外功包含克服动滑轮重力、摩擦及绳重做的功，因此用总功减去有用功得到总额外功，再减去克服动滑轮重力的额外功，即可求出克服摩擦和绳重的功。
【解析】
1. 计算有用功：根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，变形得$W_{有}=W_{总}×\eta$。已知$W_{总}=1000\ \mathrm{J}$，$\eta=80\%=0.8$，代入得$W_{有}=1000\ \mathrm{J}×0.8=800\ \mathrm{J}$。
2. 计算克服摩擦和绳重的功：总功$W_{总}=W_{有}+W_{额}$，因此总额外功$W_{额}=W_{总}-W_{有}=1000\ \mathrm{J}-800\ \mathrm{J}=200\ \mathrm{J}$。额外功由克服动滑轮重力的功和克服摩擦、绳重的功组成，已知克服动滑轮重力的功为$150\ \mathrm{J}$，则克服摩擦和绳重的功为$200\ \mathrm{J}-150\ \mathrm{J}=50\ \mathrm{J}$。
【答案】800 50
【知识点】机械效率 滑轮组 功的计算
【点评】本题考查滑轮组机械效率的基础计算，核心是掌握有用功、总功、额外功及机械效率的关系，属于常规基础题型，需熟练运用公式变形求解。
【难度系数】0.6
【解析】
1. 计算有用功：根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，变形得$W_{有}=W_{总}×\eta$。已知$W_{总}=1000\ \mathrm{J}$，$\eta=80\%=0.8$，代入得$W_{有}=1000\ \mathrm{J}×0.8=800\ \mathrm{J}$。
2. 计算克服摩擦和绳重的功：总功$W_{总}=W_{有}+W_{额}$，因此总额外功$W_{额}=W_{总}-W_{有}=1000\ \mathrm{J}-800\ \mathrm{J}=200\ \mathrm{J}$。额外功由克服动滑轮重力的功和克服摩擦、绳重的功组成，已知克服动滑轮重力的功为$150\ \mathrm{J}$，则克服摩擦和绳重的功为$200\ \mathrm{J}-150\ \mathrm{J}=50\ \mathrm{J}$。
【答案】800 50
【知识点】机械效率 滑轮组 功的计算
【点评】本题考查滑轮组机械效率的基础计算，核心是掌握有用功、总功、额外功及机械效率的关系，属于常规基础题型，需熟练运用公式变形求解。
【难度系数】0.6
7. (2024·苏州期中)如图所示,工人用动滑轮匀速提升重为 400 N 的窗玻璃,所用的竖直拉力为250 N,窗玻璃上升的高度为 10 m,用时 50 s。求：
（1）所做的有用功$W_{有用}$。
（2）工人所用拉力的功率$P$。
（3）动滑轮的机械效率$\eta$。
（1）所做的有用功$W_{有用}$。
（2）工人所用拉力的功率$P$。
（3）动滑轮的机械效率$\eta$。
答案
（1）由题意可知，克服窗玻璃的重力做的功$W_{有用}=G_{物}h=400\ \mathrm{N} × 10\ \mathrm{m}=4000\ \mathrm{J}$
（2）由图可知，该动滑轮有2段绳子，所以绳子自由端移动的距离$s=10\ \mathrm{m} × 2=20\ \mathrm{m}$，工人所用拉力做的功$W_{总}=Fs=250\ \mathrm{N} × 20\ \mathrm{m}=5000\ \mathrm{J}$，拉力的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{5000\ \mathrm{J}}{50\ \mathrm{s}}=100\ \mathrm{W}$
（3）由机械效率公式可得动滑轮的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\%=\frac{4000\ \mathrm{J}}{5000\ \mathrm{J}} × 100\%=80\%$
（2）由图可知，该动滑轮有2段绳子，所以绳子自由端移动的距离$s=10\ \mathrm{m} × 2=20\ \mathrm{m}$，工人所用拉力做的功$W_{总}=Fs=250\ \mathrm{N} × 20\ \mathrm{m}=5000\ \mathrm{J}$，拉力的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{5000\ \mathrm{J}}{50\ \mathrm{s}}=100\ \mathrm{W}$
（3）由机械效率公式可得动滑轮的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\%=\frac{4000\ \mathrm{J}}{5000\ \mathrm{J}} × 100\%=80\%$
解析
【分析】
本题考查动滑轮相关的功、功率、机械效率计算，解题思路如下：
1. 求有用功：明确有用功是克服物体重力做的功，直接利用公式$W_{有用}=G_{物}h$计算；
2. 求拉力的功率：先确定动滑轮的绳子段数，得出绳子自由端移动距离$s=2h$，再计算总功$W_{总}=Fs$，最后根据功率公式$P=\frac{W_{总}}{t}$计算；
3. 求机械效率：利用公式$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$，代入已算出的有用功和总功即可。
【解析】
（1）有用功是克服窗玻璃重力做的功，根据公式：
$W_{有用}=G_{物}h=400\ \mathrm{N}×10\ \mathrm{m}=4000\ \mathrm{J}$；
（2）由图可知，动滑轮上有2段绳子承担物重，因此绳子自由端移动的距离：
$s=2h=2×10\ \mathrm{m}=20\ \mathrm{m}$；
拉力做的总功：
$W_{总}=Fs=250\ \mathrm{N}×20\ \mathrm{m}=5000\ \mathrm{J}$；
拉力的功率：
$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{5000\ \mathrm{J}}{50\ \mathrm{s}}=100\ \mathrm{W}$；
（3）动滑轮的机械效率：
$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{4000\ \mathrm{J}}{5000\ \mathrm{J}}×100\%=80\%$。
【答案】
（1）$4000\ \mathrm{J}$；（2）$100\ \mathrm{W}$；（3）$80\%$
【知识点】
有用功与总功；功率计算；机械效率
【点评】
本题结合动滑轮模型，考查简单机械的基础计算，需明确动滑轮绳子段数与物体上升高度的关系，是力学中简单机械的典型应用，注重公式的直接应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题考查动滑轮相关的功、功率、机械效率计算，解题思路如下：
1. 求有用功：明确有用功是克服物体重力做的功，直接利用公式$W_{有用}=G_{物}h$计算；
2. 求拉力的功率：先确定动滑轮的绳子段数，得出绳子自由端移动距离$s=2h$，再计算总功$W_{总}=Fs$，最后根据功率公式$P=\frac{W_{总}}{t}$计算；
3. 求机械效率：利用公式$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$，代入已算出的有用功和总功即可。
【解析】
（1）有用功是克服窗玻璃重力做的功，根据公式：
$W_{有用}=G_{物}h=400\ \mathrm{N}×10\ \mathrm{m}=4000\ \mathrm{J}$；
（2）由图可知，动滑轮上有2段绳子承担物重，因此绳子自由端移动的距离：
$s=2h=2×10\ \mathrm{m}=20\ \mathrm{m}$；
拉力做的总功：
$W_{总}=Fs=250\ \mathrm{N}×20\ \mathrm{m}=5000\ \mathrm{J}$；
拉力的功率：
$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{5000\ \mathrm{J}}{50\ \mathrm{s}}=100\ \mathrm{W}$；
（3）动滑轮的机械效率：
$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{4000\ \mathrm{J}}{5000\ \mathrm{J}}×100\%=80\%$。
【答案】
（1）$4000\ \mathrm{J}$；（2）$100\ \mathrm{W}$；（3）$80\%$
【知识点】
有用功与总功；功率计算；机械效率
【点评】
本题结合动滑轮模型，考查简单机械的基础计算，需明确动滑轮绳子段数与物体上升高度的关系，是力学中简单机械的典型应用，注重公式的直接应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
