登录
1.关于机械效率,下列说法中正确的是 （
A.做功越多,机械效率越高
B.做有用功越多,机械效率越高
C.做额外功越少,机械效率越高
D.有用功占总功的比值越大,机械效率越高
D
）A.做功越多,机械效率越高
B.做有用功越多,机械效率越高
C.做额外功越少,机械效率越高
D.有用功占总功的比值越大,机械效率越高
答案
1. D
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确机械效率的定义：机械效率是有用功与总功的比值，公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$。接下来逐一分析选项，判断每个说法是否符合机械效率的定义，注意机械效率由有用功和总功的比值决定，而非单一的功的大小。
【解析】
机械效率的定义是有用功与总功的比值，公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$。
选项A：机械效率是比值，仅做功多（总功多），若有用功占比小，机械效率仍低，错误；
选项B：有用功多，若总功也大幅增加，有用功占总功的比值可能变小，机械效率不一定高，错误；
选项C：额外功少，若有用功也少，总功减少的同时有用功占比可能变小，机械效率不一定高，错误；
选项D：符合机械效率的定义，即有用功占总功的比值越大，机械效率越高，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基础概念，需准确理解机械效率是有用功与总功的比值，而非单一功的大小，属于概念辨析类基础题，需牢记定义避免混淆。
【难度系数】
0.8
要解决这道题，需先明确机械效率的定义：机械效率是有用功与总功的比值，公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$。接下来逐一分析选项，判断每个说法是否符合机械效率的定义，注意机械效率由有用功和总功的比值决定，而非单一的功的大小。
【解析】
机械效率的定义是有用功与总功的比值，公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$。
选项A：机械效率是比值，仅做功多（总功多），若有用功占比小，机械效率仍低，错误；
选项B：有用功多，若总功也大幅增加，有用功占总功的比值可能变小，机械效率不一定高，错误；
选项C：额外功少，若有用功也少，总功减少的同时有用功占比可能变小，机械效率不一定高，错误；
选项D：符合机械效率的定义，即有用功占总功的比值越大，机械效率越高，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基础概念，需准确理解机械效率是有用功与总功的比值，而非单一功的大小，属于概念辨析类基础题，需牢记定义避免混淆。
【难度系数】
0.8
2.如图所示，将重为100 N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5 m，高是2 m，拉力F=50 N，则该装置的机械效率为 （
A.40％
B.50％
C.80％
D.100％
A
）A.40％
B.50％
C.80％
D.100％
答案
2. A
解析
【分析】要计算该装置的机械效率，需先明确有用功和总功的计算方法：有用功是克服物体重力做的功，总功是拉力做的功；图中滑轮为动滑轮，需注意动滑轮的特点——拉力移动的距离是物体沿斜面移动距离的2倍。先确定各物理量，再代入机械效率公式计算即可。
【解析】
1. 计算有用功：有用功为提升物体所做的功，公式为$ W_{有}=Gh $，代入数据得：$ W_{有}=100\,\mathrm{N} × 2\,\mathrm{m}=200\,\mathrm{J} $；
2. 确定拉力移动的距离：图中滑轮是动滑轮，物体沿斜面移动距离$ s_{物}=5\,\mathrm{m} $，因此拉力移动的距离$ s=2s_{物}=2×5\,\mathrm{m}=10\,\mathrm{m} $；
3. 计算总功：总功为拉力做的功，公式为$ W_{总}=Fs $，代入数据得：$ W_{总}=50\,\mathrm{N} ×10\,\mathrm{m}=500\,\mathrm{J} $；
4. 计算机械效率：机械效率公式为$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\% $，代入数据得：$ \eta=\frac{200\,\mathrm{J}}{500\,\mathrm{J}}×100\%=40\% $。
【答案】A
【知识点】机械效率、动滑轮、斜面
【点评】本题结合斜面和动滑轮考查机械效率的计算，核心是掌握动滑轮的距离关系，区分有用功与总功，属于基础的机械效率应用题型，需熟练掌握相关公式。
【难度系数】0.5
【解析】
1. 计算有用功：有用功为提升物体所做的功，公式为$ W_{有}=Gh $，代入数据得：$ W_{有}=100\,\mathrm{N} × 2\,\mathrm{m}=200\,\mathrm{J} $；
2. 确定拉力移动的距离：图中滑轮是动滑轮，物体沿斜面移动距离$ s_{物}=5\,\mathrm{m} $，因此拉力移动的距离$ s=2s_{物}=2×5\,\mathrm{m}=10\,\mathrm{m} $；
3. 计算总功：总功为拉力做的功，公式为$ W_{总}=Fs $，代入数据得：$ W_{总}=50\,\mathrm{N} ×10\,\mathrm{m}=500\,\mathrm{J} $；
4. 计算机械效率：机械效率公式为$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\% $，代入数据得：$ \eta=\frac{200\,\mathrm{J}}{500\,\mathrm{J}}×100\%=40\% $。
【答案】A
【知识点】机械效率、动滑轮、斜面
【点评】本题结合斜面和动滑轮考查机械效率的计算，核心是掌握动滑轮的距离关系，区分有用功与总功，属于基础的机械效率应用题型，需熟练掌握相关公式。
【难度系数】0.5
3.如图所示,用相同的滑轮组不同的绕法提起相同的重物,绳重、摩擦忽略不计,在重物匀速上升的过程中 （
A.甲图省力,机械效率甲图更大
B.甲图省力,机械效率一样大
C.乙图省力,机械效率乙图更大
D.乙图省力,机械效率一样大
D
）A.甲图省力,机械效率甲图更大
B.甲图省力,机械效率一样大
C.乙图省力,机械效率乙图更大
D.乙图省力,机械效率一样大
答案
3. D
解析
【分析】
要解决该题，需分别分析滑轮组的省力情况和机械效率：①省力情况取决于承担物重的绳子段数$n$，拉力公式为$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$，$n$越大拉力越小；②绳重、摩擦忽略时，额外功仅来自动滑轮重力，机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$，与绕法无关。先数甲、乙两图的绳子段数，再比较拉力和机械效率。
【解析】
1. 省力分析：甲图中，承担物重的绳子段数$n_{甲}=2$，则拉力$F_{甲}=\frac{G_{物}+G_{动}}{2}$；乙图中，承担物重的绳子段数$n_{乙}=3$，则拉力$F_{乙}=\frac{G_{物}+G_{动}}{3}$。因$G_{物}$和$G_{动}$相同，故$F_{乙}＜F_{甲}$，乙图更省力。
2. 机械效率分析：绳重、摩擦忽略时，额外功$W_{额}=G_{动}h$，有用功$W_{有}=G_{物}h$，总功$W_{总}=W_{有}+W_{额}=G_{物}h+G_{动}h$，机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$。两图中$G_{物}$和$G_{动}$均相同，因此机械效率相等。
综上，乙图省力，机械效率一样大，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组省力判断、机械效率
【点评】
本题考查滑轮组的核心知识点，需掌握绳子段数的计数方法，以及绳重、摩擦忽略时机械效率的影响因素，属于基础题型，需注意区分省力情况和机械效率的不同影响因素。
【难度系数】
0.6
要解决该题，需分别分析滑轮组的省力情况和机械效率：①省力情况取决于承担物重的绳子段数$n$，拉力公式为$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$，$n$越大拉力越小；②绳重、摩擦忽略时，额外功仅来自动滑轮重力，机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$，与绕法无关。先数甲、乙两图的绳子段数，再比较拉力和机械效率。
【解析】
1. 省力分析：甲图中，承担物重的绳子段数$n_{甲}=2$，则拉力$F_{甲}=\frac{G_{物}+G_{动}}{2}$；乙图中，承担物重的绳子段数$n_{乙}=3$，则拉力$F_{乙}=\frac{G_{物}+G_{动}}{3}$。因$G_{物}$和$G_{动}$相同，故$F_{乙}＜F_{甲}$，乙图更省力。
2. 机械效率分析：绳重、摩擦忽略时，额外功$W_{额}=G_{动}h$，有用功$W_{有}=G_{物}h$，总功$W_{总}=W_{有}+W_{额}=G_{物}h+G_{动}h$，机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$。两图中$G_{物}$和$G_{动}$均相同，因此机械效率相等。
综上，乙图省力，机械效率一样大，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组省力判断、机械效率
【点评】
本题考查滑轮组的核心知识点，需掌握绳子段数的计数方法，以及绳重、摩擦忽略时机械效率的影响因素，属于基础题型，需注意区分省力情况和机械效率的不同影响因素。
【难度系数】
0.6
4.往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去。如图所示，工人用3 m长的斜面，把120 kg的重物提高1 m。假设斜面很光滑，则需要施加的推力为
400 N
；若实际用力为500 N，斜面的机械效率为80%
，重物受到的摩擦力为100 N
。（g取10 N/kg）答案
4. 400 N 80% 100 N
解析
【分析】
本题考查斜面的功、机械效率及摩擦力的计算，解题思路：①光滑斜面无额外功，推力的总功等于克服重物重力的有用功，据此求推力；②斜面不光滑时，先算总功和有用功，再用机械效率公式求机械效率；③额外功是克服摩擦力的功，利用额外功与斜面长度求摩擦力。
【解析】
1. 计算重物重力：$ G = mg = 120\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 1200\ \mathrm{N} $。
2. 光滑斜面时，$ W_{\mathrm{有}} = W_{\mathrm{总}} $，即 $ Gh = Fs $，推力：$ F = \frac{Gh}{s} = \frac{1200\ \mathrm{N} × 1\ \mathrm{m}}{3\ \mathrm{m}} = 400\ \mathrm{N} $。
3. 实际用力时，总功：$ W_{\mathrm{总}}' = F's = 500\ \mathrm{N} × 3\ \mathrm{m} = 1500\ \mathrm{J} $，机械效率：$ \eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}'} × 100\% = \frac{1200\ \mathrm{J}}{1500\ \mathrm{J}} × 100\% = 80\% $。
4. 额外功：$ W_{\mathrm{额}} = W_{\mathrm{总}}' - W_{\mathrm{有}} = 1500\ \mathrm{J} - 1200\ \mathrm{J} = 300\ \mathrm{J} $，摩擦力：$ f = \frac{W_{\mathrm{额}}}{s} = \frac{300\ \mathrm{J}}{3\ \mathrm{m}} = 100\ \mathrm{N} $。
【答案】
400 N；80%；100 N
【知识点】
斜面的功、机械效率、摩擦力
【点评】
本题是斜面基础计算题，需明确光滑与不光滑斜面的功的关系，熟练运用有用功、总功、额外功及机械效率公式，区分各物理量含义是解题关键。
【难度系数】
0.6
本题考查斜面的功、机械效率及摩擦力的计算，解题思路：①光滑斜面无额外功，推力的总功等于克服重物重力的有用功，据此求推力；②斜面不光滑时，先算总功和有用功，再用机械效率公式求机械效率；③额外功是克服摩擦力的功，利用额外功与斜面长度求摩擦力。
【解析】
1. 计算重物重力：$ G = mg = 120\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 1200\ \mathrm{N} $。
2. 光滑斜面时，$ W_{\mathrm{有}} = W_{\mathrm{总}} $，即 $ Gh = Fs $，推力：$ F = \frac{Gh}{s} = \frac{1200\ \mathrm{N} × 1\ \mathrm{m}}{3\ \mathrm{m}} = 400\ \mathrm{N} $。
3. 实际用力时，总功：$ W_{\mathrm{总}}' = F's = 500\ \mathrm{N} × 3\ \mathrm{m} = 1500\ \mathrm{J} $，机械效率：$ \eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}'} × 100\% = \frac{1200\ \mathrm{J}}{1500\ \mathrm{J}} × 100\% = 80\% $。
4. 额外功：$ W_{\mathrm{额}} = W_{\mathrm{总}}' - W_{\mathrm{有}} = 1500\ \mathrm{J} - 1200\ \mathrm{J} = 300\ \mathrm{J} $，摩擦力：$ f = \frac{W_{\mathrm{额}}}{s} = \frac{300\ \mathrm{J}}{3\ \mathrm{m}} = 100\ \mathrm{N} $。
【答案】
400 N；80%；100 N
【知识点】
斜面的功、机械效率、摩擦力
【点评】
本题是斜面基础计算题，需明确光滑与不光滑斜面的功的关系，熟练运用有用功、总功、额外功及机械效率公式，区分各物理量含义是解题关键。
【难度系数】
0.6
5.某工地用如图所示的滑轮组匀速提升重力为500 N的物体，在物体上升0.8 m的过程中，拉力F为300 N，求：
(1)滑轮组做的有用功。
(2)滑轮组的机械效率。
(1)滑轮组做的有用功。
(2)滑轮组的机械效率。
答案
5. 解：(1)$W_{有用}=Gh=500\ \mathrm{N} × 0.8\ \mathrm{m}=400\ \mathrm{J}$。
(2)因为动滑轮上有3股绳子，所以$s=3 × 0.8\ \mathrm{m}=2.4\ \mathrm{m}$，$W_{总}=Fs=300\ \mathrm{N} × 2.4\ \mathrm{m}=720\ \mathrm{J}$，$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{400\ \mathrm{J}}{720\ \mathrm{J}} \approx 55.6\%$。
(2)因为动滑轮上有3股绳子，所以$s=3 × 0.8\ \mathrm{m}=2.4\ \mathrm{m}$，$W_{总}=Fs=300\ \mathrm{N} × 2.4\ \mathrm{m}=720\ \mathrm{J}$，$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{400\ \mathrm{J}}{720\ \mathrm{J}} \approx 55.6\%$。
解析
【分析】
要解决这道题，需明确三个核心要点：①有用功是提升物体时克服物体重力做的功，公式为$W_{有用}=Gh$；②总功是拉力做的功，需先确定滑轮组中承担物重的绳子段数$n$，再通过$s=nh$算出绳子自由端移动的距离，总功公式为$W_{总}=Fs$；③机械效率是有用功与总功的比值，公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$。首先判断滑轮组的绳子段数，该滑轮组中动滑轮上有3股绳子，即$n=3$，再代入对应公式计算即可。
【解析】
解：(1) 滑轮组做的有用功是克服物体重力做的功，根据公式$W_{有用}=Gh$，代入数据得：
$W_{有用}=500\ \mathrm{N} × 0.8\ \mathrm{m}=400\ \mathrm{J}$。
(2) 确定滑轮组承担物重的绳子段数$n=3$，则绳子自由端移动的距离$s=nh=3×0.8\ \mathrm{m}=2.4\ \mathrm{m}$；
拉力做的总功$W_{总}=Fs=300\ \mathrm{N} × 2.4\ \mathrm{m}=720\ \mathrm{J}$；
滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{400\ \mathrm{J}}{720\ \mathrm{J}} \approx 55.6\%$。
【答案】
(1) 有用功为$400\ \mathrm{J}$；(2) 机械效率约为$55.6\%$。
【知识点】
有用功计算、总功计算、滑轮组机械效率
【点评】
本题是滑轮组机械效率的基础计算题，重点考查有用功、总功的计算及机械效率的求解，关键在于正确判断承担物重的绳子段数，属于力学简单机械部分的常规题型，难度适中，是学生需掌握的基础知识点。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需明确三个核心要点：①有用功是提升物体时克服物体重力做的功，公式为$W_{有用}=Gh$；②总功是拉力做的功，需先确定滑轮组中承担物重的绳子段数$n$，再通过$s=nh$算出绳子自由端移动的距离，总功公式为$W_{总}=Fs$；③机械效率是有用功与总功的比值，公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$。首先判断滑轮组的绳子段数，该滑轮组中动滑轮上有3股绳子，即$n=3$，再代入对应公式计算即可。
【解析】
解：(1) 滑轮组做的有用功是克服物体重力做的功，根据公式$W_{有用}=Gh$，代入数据得：
$W_{有用}=500\ \mathrm{N} × 0.8\ \mathrm{m}=400\ \mathrm{J}$。
(2) 确定滑轮组承担物重的绳子段数$n=3$，则绳子自由端移动的距离$s=nh=3×0.8\ \mathrm{m}=2.4\ \mathrm{m}$；
拉力做的总功$W_{总}=Fs=300\ \mathrm{N} × 2.4\ \mathrm{m}=720\ \mathrm{J}$；
滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{400\ \mathrm{J}}{720\ \mathrm{J}} \approx 55.6\%$。
【答案】
(1) 有用功为$400\ \mathrm{J}$；(2) 机械效率约为$55.6\%$。
【知识点】
有用功计算、总功计算、滑轮组机械效率
【点评】
本题是滑轮组机械效率的基础计算题，重点考查有用功、总功的计算及机械效率的求解，关键在于正确判断承担物重的绳子段数，属于力学简单机械部分的常规题型，难度适中，是学生需掌握的基础知识点。
【难度系数】
0.6
