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4. 用杠杆将重500N的物体提高1m，动力的作用点下降了2m，所用的力是312.5N，则总功是J，有用功是J，杠杆的机械效率是。
答案
625
500
80%
500
80%
解析
【解析】
1. 计算总功：根据总功公式 $ W_{总} = Fs $，代入数据得 $ W_{总} = 312.5N × 2m = 625J $；
2. 计算有用功：有用功为克服物体重力做的功，由公式 $ W_{有} = Gh $，代入数据得 $ W_{有} = 500N × 1m = 500J $；
3. 计算机械效率：根据机械效率公式 $ \eta = \frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\% $，代入数据得 $ \eta = \frac{500J}{625J} × 100\% = 80\% $。
【答案】
625；500；80%
【知识点】
有用功与总功计算；机械效率计算
【点评】
本题考查杠杆中有用功、总功及机械效率的基础计算，需明确各功的物理意义，熟练运用相关公式，属于力学基础题型。
【难度系数】
0.8
1. 计算总功：根据总功公式 $ W_{总} = Fs $，代入数据得 $ W_{总} = 312.5N × 2m = 625J $；
2. 计算有用功：有用功为克服物体重力做的功，由公式 $ W_{有} = Gh $，代入数据得 $ W_{有} = 500N × 1m = 500J $；
3. 计算机械效率：根据机械效率公式 $ \eta = \frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\% $，代入数据得 $ \eta = \frac{500J}{625J} × 100\% = 80\% $。
【答案】
625；500；80%
【知识点】
有用功与总功计算；机械效率计算
【点评】
本题考查杠杆中有用功、总功及机械效率的基础计算，需明确各功的物理意义，熟练运用相关公式，属于力学基础题型。
【难度系数】
0.8
5. 图11-36是工人师傅用两种方法分别将同一货物提升到相同的高度。货物重为500N，滑轮重均为10N，若不计绳重及摩擦，乙方法中的拉力为N；甲方法中的有用功(选填“大于”“小于”或“等于”)乙方法中的有用功，甲方法中的总功(选填“大于”“小于”或“等于”)乙方法中的总功，甲方法中的机械效率(选填“大于”“小于”或“等于”)乙方法中的机械效率。
答案
255
等于
小于
大于
等于
小于
大于
解析
【解析】
1. 乙图为动滑轮，不计绳重及摩擦，拉力承担物重和滑轮重，由动滑轮省力公式可得：$F=\frac{G_{物}+G_{轮}}{2}=\frac{500N+10N}{2}=255N$。
2. 有用功是对货物做的功，$W_{有}=Gh$，同一货物提升相同高度，故甲方法中的有用功等于乙方法中的有用功。
3. 甲是定滑轮，不计绳重及摩擦，总功等于有用功；乙是动滑轮，总功为有用功加对动滑轮做的额外功，因此甲方法中的总功小于乙方法中的总功。
4. 机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，有用功相同，甲的总功更小，故甲方法中的机械效率大于乙方法中的机械效率。
【答案】
255；等于；小于；大于
【知识点】
定滑轮与动滑轮特点；有用功总功判断；机械效率比较
【点评】
本题考查定滑轮和动滑轮的工作特点，以及有用功、总功、机械效率的比较，需明确有用功、额外功的来源。
【难度系数】
0.7
1. 乙图为动滑轮，不计绳重及摩擦，拉力承担物重和滑轮重，由动滑轮省力公式可得：$F=\frac{G_{物}+G_{轮}}{2}=\frac{500N+10N}{2}=255N$。
2. 有用功是对货物做的功，$W_{有}=Gh$，同一货物提升相同高度，故甲方法中的有用功等于乙方法中的有用功。
3. 甲是定滑轮，不计绳重及摩擦，总功等于有用功；乙是动滑轮，总功为有用功加对动滑轮做的额外功，因此甲方法中的总功小于乙方法中的总功。
4. 机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，有用功相同，甲的总功更小，故甲方法中的机械效率大于乙方法中的机械效率。
【答案】
255；等于；小于；大于
【知识点】
定滑轮与动滑轮特点；有用功总功判断；机械效率比较
【点评】
本题考查定滑轮和动滑轮的工作特点，以及有用功、总功、机械效率的比较，需明确有用功、额外功的来源。
【难度系数】
0.7
6. 甲、乙两个机械工作时，甲的机械效率为70%，乙的机械效率为50%，则()。
A.乙更省力
B.乙做功更少
C.乙做功更慢
D.乙做功时有用功与总功之比更小
A.乙更省力
B.乙做功更少
C.乙做功更慢
D.乙做功时有用功与总功之比更小
答案
D
解析
【解析】
机械效率是有用功与总功的比值，与机械是否省力、做功多少、做功快慢（功率）均无关：
A选项：省力情况取决于机械结构等因素，与机械效率无关，无法判断乙更省力，A错误；
B选项：做功多少指总功的大小，机械效率不反映总功的多少，无法判断乙做功更少，B错误；
C选项：做功快慢是功率的物理意义，与机械效率无关，无法判断乙做功更慢，C错误；
D选项：机械效率的定义是有用功与总功之比，乙的机械效率50%小于甲的70%，说明乙做功时有用功与总功之比更小，D正确。
【答案】
D
【知识点】
机械效率的概念
【点评】
本题考查机械效率的核心概念，需明确机械效率仅反映有用功在总功中所占的比例，与机械是否省力、做功多少、做功快慢均无直接关联，要避免混淆机械效率与功率、做功总量等概念。
【难度系数】
0.7
机械效率是有用功与总功的比值，与机械是否省力、做功多少、做功快慢（功率）均无关：
A选项：省力情况取决于机械结构等因素，与机械效率无关，无法判断乙更省力，A错误；
B选项：做功多少指总功的大小，机械效率不反映总功的多少，无法判断乙做功更少，B错误；
C选项：做功快慢是功率的物理意义，与机械效率无关，无法判断乙做功更慢，C错误；
D选项：机械效率的定义是有用功与总功之比，乙的机械效率50%小于甲的70%，说明乙做功时有用功与总功之比更小，D正确。
【答案】
D
【知识点】
机械效率的概念
【点评】
本题考查机械效率的核心概念，需明确机械效率仅反映有用功在总功中所占的比例，与机械是否省力、做功多少、做功快慢均无直接关联，要避免混淆机械效率与功率、做功总量等概念。
【难度系数】
0.7
7. 用同样的滑轮组装成图11-37中的滑轮组，用它们分别将重力相同的甲、乙两物体在相等的时间内匀速提升相同的高度。若拉力所做的功分别为$ W_{甲} $、$ W_{乙} $，功率分别为$ P_{甲} $、$ P_{乙} $，机械效率分别为$ \eta_{甲} $、$ \eta_{乙} $，则下列关系式中正确的是()。(不计绳重与摩擦，且滑轮重力小于物体重力)
A.$ W_{甲} = W_{乙} $，$ P_{甲} = P_{乙} $，$ \eta_{甲} = \eta_{乙} $
B.$ W_{甲} ＜ W_{乙} $，$ P_{甲} ＞ P_{乙} $，$ \eta_{甲} ＞ \eta_{乙} $
C.$ W_{甲} ＞ W_{乙} $，$ P_{甲} ＜ P_{乙} $，$ \eta_{甲} ＜ \eta_{乙} $
D.$ W_{甲} ＜ W_{乙} $，$ P_{甲} ＜ P_{乙} $，$ \eta_{甲} ＞ \eta_{乙} $
A.$ W_{甲} = W_{乙} $，$ P_{甲} = P_{乙} $，$ \eta_{甲} = \eta_{乙} $
B.$ W_{甲} ＜ W_{乙} $，$ P_{甲} ＞ P_{乙} $，$ \eta_{甲} ＞ \eta_{乙} $
C.$ W_{甲} ＞ W_{乙} $，$ P_{甲} ＜ P_{乙} $，$ \eta_{甲} ＜ \eta_{乙} $
D.$ W_{甲} ＜ W_{乙} $，$ P_{甲} ＜ P_{乙} $，$ \eta_{甲} ＞ \eta_{乙} $
答案
A
解析
【解析】
1. 有用功分析：将重力相同的物体提升相同高度，根据$ W_{有}=Gh $，可知甲、乙的有用功$ W_{有甲}=W_{有乙} $。
2. 额外功分析：不计绳重与摩擦，额外功为克服动滑轮重力做的功，即$ W_{额}=G_{动}h $，由于是同样的滑轮，动滑轮重力$ G_{动} $相同，提升高度$ h $相同，故额外功$ W_{额甲}=W_{额乙} $。
3. 总功分析：总功$ W_{总}=W_{有}+W_{额} $，因此$ W_{甲}=W_{乙} $。
4. 功率分析：功率$ P=\frac{W}{t} $，已知时间$ t $相等，$ W_{甲}=W_{乙} $，所以$ P_{甲}=P_{乙} $。
5. 机械效率分析：机械效率$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} $，因为$ W_{有甲}=W_{有乙} $，$ W_{甲}=W_{乙} $，故$ \eta_{甲}=\eta_{乙} $。综上，正确选项为A。
【答案】
A
【知识点】
滑轮组的功的计算；功率的计算；机械效率的计算
【点评】
本题考查滑轮组的功、功率及机械效率的综合比较，关键是明确有用功、额外功的来源，利用相关公式推导分析，需注意不计绳重与摩擦时额外功的计算方式。
【难度系数】
0.6
1. 有用功分析：将重力相同的物体提升相同高度，根据$ W_{有}=Gh $，可知甲、乙的有用功$ W_{有甲}=W_{有乙} $。
2. 额外功分析：不计绳重与摩擦，额外功为克服动滑轮重力做的功，即$ W_{额}=G_{动}h $，由于是同样的滑轮，动滑轮重力$ G_{动} $相同，提升高度$ h $相同，故额外功$ W_{额甲}=W_{额乙} $。
3. 总功分析：总功$ W_{总}=W_{有}+W_{额} $，因此$ W_{甲}=W_{乙} $。
4. 功率分析：功率$ P=\frac{W}{t} $，已知时间$ t $相等，$ W_{甲}=W_{乙} $，所以$ P_{甲}=P_{乙} $。
5. 机械效率分析：机械效率$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} $，因为$ W_{有甲}=W_{有乙} $，$ W_{甲}=W_{乙} $，故$ \eta_{甲}=\eta_{乙} $。综上，正确选项为A。
【答案】
A
【知识点】
滑轮组的功的计算；功率的计算；机械效率的计算
【点评】
本题考查滑轮组的功、功率及机械效率的综合比较，关键是明确有用功、额外功的来源，利用相关公式推导分析，需注意不计绳重与摩擦时额外功的计算方式。
【难度系数】
0.6
8. 某提升重物的装置如图11-38所示，下列方法中能提高该装置机械效率的是()。
A.减小定滑轮的重力
B.增大被提升物体的高度
C.增大动滑轮的重力
D.增大被提升物体的重力
A.减小定滑轮的重力
B.增大被提升物体的高度
C.增大动滑轮的重力
D.增大被提升物体的重力
答案
D
解析
【解析】
机械效率公式为：η=W有/W总=Gh/(Gh+G动h)=G/(G+G动)（其中G为物体重力，G动为动滑轮重力）。
分析各选项：
A. 定滑轮不随物体移动，其重力不产生额外功，减小定滑轮重力对机械效率无影响；
B. 由公式可知，提升高度h会被约去，增大被提升物体的高度不改变机械效率；
C. 增大动滑轮重力，额外功增加，有用功占总功的比例减小，机械效率降低；
D. 增大被提升物体的重力，有用功占总功的比例增大，机械效率提高。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组机械效率；机械效率影响因素
【点评】
本题考查滑轮组机械效率的影响因素，需明确额外功主要来自动滑轮的重力，机械效率与提升高度、定滑轮重力无关，增大物体重力可提高机械效率。
【难度系数】
0.7
机械效率公式为：η=W有/W总=Gh/(Gh+G动h)=G/(G+G动)（其中G为物体重力，G动为动滑轮重力）。
分析各选项：
A. 定滑轮不随物体移动，其重力不产生额外功，减小定滑轮重力对机械效率无影响；
B. 由公式可知，提升高度h会被约去，增大被提升物体的高度不改变机械效率；
C. 增大动滑轮重力，额外功增加，有用功占总功的比例减小，机械效率降低；
D. 增大被提升物体的重力，有用功占总功的比例增大，机械效率提高。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组机械效率；机械效率影响因素
【点评】
本题考查滑轮组机械效率的影响因素，需明确额外功主要来自动滑轮的重力，机械效率与提升高度、定滑轮重力无关，增大物体重力可提高机械效率。
【难度系数】
0.7
9. 同学们进行了探究影响滑轮组机械效率的因素的实验，用到的装置如图11-39所示，实验数据见表11-3。
(1) 实验中，应沿竖直方向提升物体。
(2) 分析表中数据可知，第4次实验是用图中的装置来完成的。
(3) 比较第1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升相同的重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
(4) 通过比较第(选填实验序号)两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高。
(5) 通过比较第3、4两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同的重物，动滑轮的重力越大，滑轮组的机械效率越。
(6) 为提高滑轮组的机械效率，根据以上结论和生活经验，可采取的措施有()。(多选)
A. 减小动滑轮的重力
B. 增大物体的重力
C. 给机械加润滑油
D. 增大物体上升的高度
(1) 实验中，应沿竖直方向提升物体。
(2) 分析表中数据可知，第4次实验是用图中的装置来完成的。
(3) 比较第1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升相同的重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
(4) 通过比较第(选填实验序号)两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高。
(5) 通过比较第3、4两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同的重物，动滑轮的重力越大，滑轮组的机械效率越。
(6) 为提高滑轮组的机械效率，根据以上结论和生活经验，可采取的措施有()。(多选)
A. 减小动滑轮的重力
B. 增大物体的重力
C. 给机械加润滑油
D. 增大物体上升的高度
答案
匀速
(c)
1、3
低
ABC
解析
【解析】
(1) 实验中只有沿竖直方向匀速提升物体，才能使拉力大小恒定，弹簧测力计示数稳定，便于准确读数。
(2) 第4次实验动滑轮重力较大，且承担物重的绳子段数多，对应图(c)的装置。
(4) 探究同一滑轮组提升物体重力对机械效率的影响，需控制滑轮组相同（动滑轮重力相同）、改变物体重力，第1、3次实验符合该控制变量要求。
(5) 第3、4次实验提升相同重物，动滑轮重力越大，额外功占比越高，滑轮组的机械效率越低。
(6) 减小动滑轮重力、增大物体重力、加润滑油减小摩擦，均可提高滑轮组机械效率；物体上升高度不影响机械效率，故选择ABC。
【答案】
(1) 匀速
(2) (c)
(4) 1、3
(5) 低
(6) ABC
【知识点】
滑轮组机械效率探究；控制变量法；机械效率影响因素
【点评】
本题以滑轮组机械效率的探究实验为载体，考查实验操作要点、控制变量法的应用、实验数据的分析归纳及结论的实际应用，全面考查了对机械效率相关知识的理解与实验探究能力。
【难度系数】
0.6
(1) 实验中只有沿竖直方向匀速提升物体，才能使拉力大小恒定，弹簧测力计示数稳定，便于准确读数。
(2) 第4次实验动滑轮重力较大，且承担物重的绳子段数多，对应图(c)的装置。
(4) 探究同一滑轮组提升物体重力对机械效率的影响，需控制滑轮组相同（动滑轮重力相同）、改变物体重力，第1、3次实验符合该控制变量要求。
(5) 第3、4次实验提升相同重物，动滑轮重力越大，额外功占比越高，滑轮组的机械效率越低。
(6) 减小动滑轮重力、增大物体重力、加润滑油减小摩擦，均可提高滑轮组机械效率；物体上升高度不影响机械效率，故选择ABC。
【答案】
(1) 匀速
(2) (c)
(4) 1、3
(5) 低
(6) ABC
【知识点】
滑轮组机械效率探究；控制变量法；机械效率影响因素
【点评】
本题以滑轮组机械效率的探究实验为载体，考查实验操作要点、控制变量法的应用、实验数据的分析归纳及结论的实际应用，全面考查了对机械效率相关知识的理解与实验探究能力。
【难度系数】
0.6
