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1. 机械效率是和的比值，它可以用公式$\eta =$表示。任何机械本身都受重力，并且机械零件与零件之间在发生相对运动时还存在着摩擦，在实际生产劳动中使用机械时，总要做一些，所以任何机械的机械效率总(大于/小于)100%。
答案
有用功
总功
$\frac{W_{有}}{W_{总}}$
额外功
小于
总功
$\frac{W_{有}}{W_{总}}$
额外功
小于
解析
【解析】
机械效率是有用功与总功的比值，公式为$\eta = \frac{W_{有}}{W_{总}}$。由于机械自身受重力，零件间存在摩擦，使用机械时总要做一些额外功，总功等于有用功与额外功之和，因此有用功始终小于总功，任何机械的机械效率总小于100%。
【答案】
有用功；总功；$\frac{W_{有}}{W_{总}}$；额外功；小于
【知识点】
机械效率定义；额外功概念
【点评】
本题考查机械效率的核心概念及特点，属于力学基础题型，需牢记机械效率的定义、公式及额外功对机械效率的影响。
【难度系数】
0.8
机械效率是有用功与总功的比值，公式为$\eta = \frac{W_{有}}{W_{总}}$。由于机械自身受重力，零件间存在摩擦，使用机械时总要做一些额外功，总功等于有用功与额外功之和，因此有用功始终小于总功，任何机械的机械效率总小于100%。
【答案】
有用功；总功；$\frac{W_{有}}{W_{总}}$；额外功；小于
【知识点】
机械效率定义；额外功概念
【点评】
本题考查机械效率的核心概念及特点，属于力学基础题型，需牢记机械效率的定义、公式及额外功对机械效率的影响。
【难度系数】
0.8
2. 如题2图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆$OB$下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数$F$为N，测力计上升的高度$s$为$0.2$m，物块重$G$为$1.5$N，物块上升的高度$h$为$0.3$m，则杠杆的机械效率为，使用该杠杆做额外功的一个原因是。
答案
2.5
90%
杠杆自身受重力，提升杠杆需要做额外功
90%
杠杆自身受重力，提升杠杆需要做额外功
解析
【解析】
1. 弹簧测力计的分度值为0.1N，指针指向2.5N，故示数$F=2.5$N；
2. 有用功：$W_{有}=Gh=1.5\,\mathrm{N} × 0.3\,\mathrm{m}=0.45\,\mathrm{J}$，
总功：$W_{总}=Fs=2.5\,\mathrm{N} × 0.2\,\mathrm{m}=0.5\,\mathrm{J}$，
杠杆的机械效率：$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\%=\frac{0.45\,\mathrm{J}}{0.5\,\mathrm{J}} × 100\%=90\%$；
3. 使用该杠杆做额外功的原因是杠杆自身受重力，提升杠杆需要做额外功。
【答案】
2.5；90%；杠杆自身受重力，提升杠杆需要做额外功
【知识点】
杠杆机械效率计算；弹簧测力计读数；额外功的成因
【点评】
本题考查杠杆机械效率的测定，需掌握机械效率的计算公式，明确额外功的产生原因，同时注意弹簧测力计的读数方法。
【难度系数】
0.6
1. 弹簧测力计的分度值为0.1N，指针指向2.5N，故示数$F=2.5$N；
2. 有用功：$W_{有}=Gh=1.5\,\mathrm{N} × 0.3\,\mathrm{m}=0.45\,\mathrm{J}$，
总功：$W_{总}=Fs=2.5\,\mathrm{N} × 0.2\,\mathrm{m}=0.5\,\mathrm{J}$，
杠杆的机械效率：$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\%=\frac{0.45\,\mathrm{J}}{0.5\,\mathrm{J}} × 100\%=90\%$；
3. 使用该杠杆做额外功的原因是杠杆自身受重力，提升杠杆需要做额外功。
【答案】
2.5；90%；杠杆自身受重力，提升杠杆需要做额外功
【知识点】
杠杆机械效率计算；弹簧测力计读数；额外功的成因
【点评】
本题考查杠杆机械效率的测定，需掌握机械效率的计算公式，明确额外功的产生原因，同时注意弹簧测力计的读数方法。
【难度系数】
0.6
3. 如题3图所示，工人利用长木板搭了一个$3$m长的斜面，用推力$F = 500$N把质量为$120$kg的箱子沿斜面从底端匀速推到$1$m高的车厢上，用时$10$s。下列说法错误的是()。($g$取$10$N/kg)
A.利用斜面可以省力
B.工人推力$F$做功的功率为$150$W
C.箱子受到斜面的摩擦力为$300$N
D.此斜面的机械效率为$80\%$
A.利用斜面可以省力
B.工人推力$F$做功的功率为$150$W
C.箱子受到斜面的摩擦力为$300$N
D.此斜面的机械效率为$80\%$
答案
C
解析
【解析】
逐一分析各选项：
1. 选项A：箱子重力$G=mg=120\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=1200\mathrm{N}$，推力$F=500\mathrm{N}＜G$，利用斜面可以省力，A正确。
2. 选项B：推力做的总功$W_{\mathrm{总}}=Fs=500\mathrm{N}×3\mathrm{m}=1500\mathrm{J}$，推力做功的功率$P=\frac{W_{\mathrm{总}}}{t}=\frac{1500\mathrm{J}}{10\mathrm{s}}=150\mathrm{W}$，B正确。
3. 选项C：有用功$W_{\mathrm{有}}=Gh=1200\mathrm{N}×1\mathrm{m}=1200\mathrm{J}$，额外功$W_{\mathrm{额}}=W_{\mathrm{总}}-W_{\mathrm{有}}=1500\mathrm{J}-1200\mathrm{J}=300\mathrm{J}$，由$W_{\mathrm{额}}=fs$得，摩擦力$f=\frac{W_{\mathrm{额}}}{s}=\frac{300\mathrm{J}}{3\mathrm{m}}=100\mathrm{N}$，C错误。
4. 选项D：斜面的机械效率$\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\frac{1200\mathrm{J}}{1500\mathrm{J}}×100\%=80\%$，D正确。
【答案】
C
【知识点】
斜面的机械效率、功与功率计算、省力机械特点
【点评】
本题考查斜面相关的功、功率、机械效率的综合计算，需明确有用功、总功、额外功的含义，掌握各物理量的计算公式，注意区分省力机械的特点。
【难度系数】
0.6
逐一分析各选项：
1. 选项A：箱子重力$G=mg=120\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=1200\mathrm{N}$，推力$F=500\mathrm{N}＜G$，利用斜面可以省力，A正确。
2. 选项B：推力做的总功$W_{\mathrm{总}}=Fs=500\mathrm{N}×3\mathrm{m}=1500\mathrm{J}$，推力做功的功率$P=\frac{W_{\mathrm{总}}}{t}=\frac{1500\mathrm{J}}{10\mathrm{s}}=150\mathrm{W}$，B正确。
3. 选项C：有用功$W_{\mathrm{有}}=Gh=1200\mathrm{N}×1\mathrm{m}=1200\mathrm{J}$，额外功$W_{\mathrm{额}}=W_{\mathrm{总}}-W_{\mathrm{有}}=1500\mathrm{J}-1200\mathrm{J}=300\mathrm{J}$，由$W_{\mathrm{额}}=fs$得，摩擦力$f=\frac{W_{\mathrm{额}}}{s}=\frac{300\mathrm{J}}{3\mathrm{m}}=100\mathrm{N}$，C错误。
4. 选项D：斜面的机械效率$\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\frac{1200\mathrm{J}}{1500\mathrm{J}}×100\%=80\%$，D正确。
【答案】
C
【知识点】
斜面的机械效率、功与功率计算、省力机械特点
【点评】
本题考查斜面相关的功、功率、机械效率的综合计算，需明确有用功、总功、额外功的含义，掌握各物理量的计算公式，注意区分省力机械的特点。
【难度系数】
0.6
4. 某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如题4表所示，实验装置如题4图所示。
(1)通过题4表中数据分析出第2次实验是用(甲/乙)图所示装置做的实验。
(2)通过第1、2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率(越高/不变/越低)。
(3)小组在完成第3次实验时，钩码$2$s内匀速上升$0.1$m。此时，绳端移动距离为m，滑轮组的机械效率为。自由端移动的速度为，弹簧测力计拉力的功率为。
(4)由第次与第3次实验可知，用同一个滑轮组提升重物，所提物体越重机械效率(越高/不变/越低)。
(5)多次改变提升的物重来测量滑轮组的机械效率，目的是。
A. 减小摩擦
B. 多次测量取平均值减小误差
C. 获得多组数据归纳出物理规律
(6)另一实验小组的同学在做完“测滑轮组机械效率”的实验后，对实验数据进行分析发现：动滑轮重相同，提起的钩码重相同，绕线方法和测量器材都相同，但自由端的拉力却不同，从而造成滑轮机械效率不同。自由端拉力不同的原因不可能是()。
A. 滑轮和绳之间、轮与轴间的摩擦力大小不同
B. 测拉力时没有使测力计匀速上升
C. 测拉力时拉力的方向没有竖直向上
D. 钩码被提升的高度不同
(1)通过题4表中数据分析出第2次实验是用(甲/乙)图所示装置做的实验。
(2)通过第1、2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率(越高/不变/越低)。
(3)小组在完成第3次实验时，钩码$2$s内匀速上升$0.1$m。此时，绳端移动距离为m，滑轮组的机械效率为。自由端移动的速度为，弹簧测力计拉力的功率为。
(4)由第次与第3次实验可知，用同一个滑轮组提升重物，所提物体越重机械效率(越高/不变/越低)。
(5)多次改变提升的物重来测量滑轮组的机械效率，目的是。
A. 减小摩擦
B. 多次测量取平均值减小误差
C. 获得多组数据归纳出物理规律
(6)另一实验小组的同学在做完“测滑轮组机械效率”的实验后，对实验数据进行分析发现：动滑轮重相同，提起的钩码重相同，绕线方法和测量器材都相同，但自由端的拉力却不同，从而造成滑轮机械效率不同。自由端拉力不同的原因不可能是()。
A. 滑轮和绳之间、轮与轴间的摩擦力大小不同
B. 测拉力时没有使测力计匀速上升
C. 测拉力时拉力的方向没有竖直向上
D. 钩码被提升的高度不同
答案
乙
越低
0.4
83.3%
0.2 m/s
0.36 W
2
越高
C
D
越低
0.4
83.3%
0.2 m/s
0.36 W
2
越高
C
D
解析
【解析】
(1) 第2次实验中，绳端移动距离$s$与钩码上升高度$h$的比值$n=\frac{s}{h}=\frac{0.4\,\mathrm{m}}{0.1\,\mathrm{m}}=4$，乙图滑轮组承担物重的绳子段数为4，因此是用乙图装置做的实验。
(2) 第1次实验机械效率$\eta_1=\frac{G_1h_1}{F_1s_1}×100\%=\frac{4\,\mathrm{N}×0.1\,\mathrm{m}}{1.8\,\mathrm{N}×0.3\,\mathrm{m}}×100\%\approx74.1\%$，第2次实验机械效率$\eta_2=\frac{G_2h_2}{F_2s_2}×100\%=\frac{4\,\mathrm{N}×0.1\,\mathrm{m}}{1.5\,\mathrm{N}×0.4\,\mathrm{m}}×100\%\approx66.7\%$，可见动滑轮个数越多，滑轮组的机械效率越低。
(3) 第3次实验用乙图装置，承担物重的绳子段数$n=4$，则绳端移动距离$s=nh=4×0.1\,\mathrm{m}=0.4\,\mathrm{m}$；
机械效率$\eta_3=\frac{G_3h_3}{F_3s_3}×100\%=\frac{6\,\mathrm{N}×0.1\,\mathrm{m}}{1.8\,\mathrm{N}×0.4\,\mathrm{m}}×100\%\approx83.3\%$；
自由端移动速度$v=\frac{s}{t}=\frac{0.4\,\mathrm{m}}{2\,\mathrm{s}}=0.2\,\mathrm{m/s}$；
弹簧测力计拉力的功率$P=Fv=1.8\,\mathrm{N}×0.2\,\mathrm{m/s}=0.36\,\mathrm{W}$。
(4) 第2次与第3次实验使用同一个滑轮组，提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高。
(5) 多次改变提升的物重测量机械效率，目的是获得多组数据归纳出物理规律，故选C。
(6) 拉力大小与钩码被提升的高度无关，因此自由端拉力不同的原因不可能是D。
【答案】
(1) 乙
(2) 越低
(3) $0.4$；$83.3\%$；$0.2\,\mathrm{m/s}$；$0.36\,\mathrm{W}$
(4) $2$；越高
(5) C
(6) D
【知识点】
滑轮组机械效率测量；机械效率影响因素；功率计算
【点评】
本题围绕滑轮组机械效率的测量展开，综合考查了滑轮组判断、机械效率与功率计算、实验结论归纳等内容，需结合控制变量法分析实验规律，掌握相关公式是解题核心。
【难度系数】
0.6
(1) 第2次实验中，绳端移动距离$s$与钩码上升高度$h$的比值$n=\frac{s}{h}=\frac{0.4\,\mathrm{m}}{0.1\,\mathrm{m}}=4$，乙图滑轮组承担物重的绳子段数为4，因此是用乙图装置做的实验。
(2) 第1次实验机械效率$\eta_1=\frac{G_1h_1}{F_1s_1}×100\%=\frac{4\,\mathrm{N}×0.1\,\mathrm{m}}{1.8\,\mathrm{N}×0.3\,\mathrm{m}}×100\%\approx74.1\%$，第2次实验机械效率$\eta_2=\frac{G_2h_2}{F_2s_2}×100\%=\frac{4\,\mathrm{N}×0.1\,\mathrm{m}}{1.5\,\mathrm{N}×0.4\,\mathrm{m}}×100\%\approx66.7\%$，可见动滑轮个数越多，滑轮组的机械效率越低。
(3) 第3次实验用乙图装置，承担物重的绳子段数$n=4$，则绳端移动距离$s=nh=4×0.1\,\mathrm{m}=0.4\,\mathrm{m}$；
机械效率$\eta_3=\frac{G_3h_3}{F_3s_3}×100\%=\frac{6\,\mathrm{N}×0.1\,\mathrm{m}}{1.8\,\mathrm{N}×0.4\,\mathrm{m}}×100\%\approx83.3\%$；
自由端移动速度$v=\frac{s}{t}=\frac{0.4\,\mathrm{m}}{2\,\mathrm{s}}=0.2\,\mathrm{m/s}$；
弹簧测力计拉力的功率$P=Fv=1.8\,\mathrm{N}×0.2\,\mathrm{m/s}=0.36\,\mathrm{W}$。
(4) 第2次与第3次实验使用同一个滑轮组，提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高。
(5) 多次改变提升的物重测量机械效率，目的是获得多组数据归纳出物理规律，故选C。
(6) 拉力大小与钩码被提升的高度无关，因此自由端拉力不同的原因不可能是D。
【答案】
(1) 乙
(2) 越低
(3) $0.4$；$83.3\%$；$0.2\,\mathrm{m/s}$；$0.36\,\mathrm{W}$
(4) $2$；越高
(5) C
(6) D
【知识点】
滑轮组机械效率测量；机械效率影响因素；功率计算
【点评】
本题围绕滑轮组机械效率的测量展开，综合考查了滑轮组判断、机械效率与功率计算、实验结论归纳等内容，需结合控制变量法分析实验规律，掌握相关公式是解题核心。
【难度系数】
0.6
