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4 利用动滑轮提升重物时,手拉绳所做的功和滑轮拉物体所做的功
不相等
（填“相等”或“不相等”），这是由于我们在使用动滑轮提升重物时,除需克服摩擦力
做功外,还要克服动滑轮的重力
做功。答案
4. 不相等 摩擦力 动滑轮的重力
解析
【分析】首先明确手拉绳做的功是总功，滑轮拉物体做的功是有用功。使用动滑轮时，根据功的原理，使用任何机械都不省功，且会产生额外功。额外功的来源是除提升物体外，需克服动滑轮自身重力和滑轮与绳间的摩擦力做功，因此总功（手拉绳的功）大于有用功（滑轮拉物体的功），故两者不相等。
【解析】手拉绳所做的功为总功，滑轮拉物体所做的功为有用功。使用动滑轮提升重物时，总功等于有用功与额外功之和，额外功主要来自两部分：一是克服动滑轮自身的重力做功，二是克服滑轮与绳之间的摩擦力做功，因此手拉绳所做的功和滑轮拉物体所做的功不相等。
【答案】不相等 摩擦力 动滑轮的重力
【知识点】功的原理 额外功 动滑轮
【点评】本题考查动滑轮使用时的功的关系，核心是理解总功、有用功、额外功的概念及额外功的来源，属于初中物理基础知识点的常规考查。
【难度系数】0.7
【解析】手拉绳所做的功为总功，滑轮拉物体所做的功为有用功。使用动滑轮提升重物时，总功等于有用功与额外功之和，额外功主要来自两部分：一是克服动滑轮自身的重力做功，二是克服滑轮与绳之间的摩擦力做功，因此手拉绳所做的功和滑轮拉物体所做的功不相等。
【答案】不相等 摩擦力 动滑轮的重力
【知识点】功的原理 额外功 动滑轮
【点评】本题考查动滑轮使用时的功的关系，核心是理解总功、有用功、额外功的概念及额外功的来源，属于初中物理基础知识点的常规考查。
【难度系数】0.7
5 起重机在20 s内把重物匀速提到楼顶，起重机所做的总功是$4× 10^{4}\ \mathrm{J}$，额外功是$1.6× 10^{4}\ \mathrm{J}$，则起重机所做的有用功是
$2.4×10^4$
J，机械效率是$60\%$
。答案
5. $2.4×10^4$ $60\%$
解析
【分析】首先明确总功、有用功、额外功的关系：总功等于有用功与额外功之和，因此有用功可通过总功减去额外功计算；机械效率是有用功与总功的比值，需用有用功除以总功再乘以100%得到，解题时先利用三者关系求有用功，再代入机械效率公式计算。
【解析】1. 计算有用功：根据公式 $ W_{\mathrm{有用}} = W_{\mathrm{总}} - W_{\mathrm{额外}} $，代入数据得：$ W_{\mathrm{有用}} = 4×10^4\ \mathrm{J} - 1.6×10^4\ \mathrm{J} = 2.4×10^4\ \mathrm{J} $；
2. 计算机械效率：根据机械效率公式 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\% $，代入数据得：$ \eta = \frac{2.4×10^4\ \mathrm{J}}{4×10^4\ \mathrm{J}}×100\% = 60\% $。
【答案】$2.4×10^4$；$60\%$
【知识点】有用功与额外功、机械效率计算
【点评】本题考查机械效率的基础计算，属于简单应用类题目，直接考查有用功与总功、额外功的关系及机械效率公式的应用，只要牢记基础公式即可快速解答。
【难度系数】0.9
【解析】1. 计算有用功：根据公式 $ W_{\mathrm{有用}} = W_{\mathrm{总}} - W_{\mathrm{额外}} $，代入数据得：$ W_{\mathrm{有用}} = 4×10^4\ \mathrm{J} - 1.6×10^4\ \mathrm{J} = 2.4×10^4\ \mathrm{J} $；
2. 计算机械效率：根据机械效率公式 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\% $，代入数据得：$ \eta = \frac{2.4×10^4\ \mathrm{J}}{4×10^4\ \mathrm{J}}×100\% = 60\% $。
【答案】$2.4×10^4$；$60\%$
【知识点】有用功与额外功、机械效率计算
【点评】本题考查机械效率的基础计算，属于简单应用类题目，直接考查有用功与总功、额外功的关系及机械效率公式的应用，只要牢记基础公式即可快速解答。
【难度系数】0.9
6（2024徐州）如图所示，工人用动滑轮提起木箱，使用动滑轮可以
省力
。如果木箱重600 N，工人用400 N的力，将木箱匀速提高3 m，则有用功为1 800
J，动滑轮的机械效率为$75\%$
。答案
6. 省力 1 800 $75\%$
解析
【分析】
首先，观察图中的滑轮为动滑轮，动滑轮的核心特点是能省力但费距离，据此确定第一个空的答案。接着计算有用功，有用功是对木箱做的功，公式为$ W_{有}=Gh $；动滑轮上有2段绳子承担物重，因此拉力移动的距离$ s=2h $，总功公式为$ W_{总}=Fs $；最后根据机械效率公式$ η=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\% $，代入数值计算即可。
【解析】
1. 动滑轮的特点：使用动滑轮可以省力，故第一个空填“省力”。
2. 有用功计算：$ W_{有}=Gh=600N×3m=1800J $。
3. 动滑轮的绳子段数$ n=2 $，拉力移动的距离$ s=2h=2×3m=6m $，总功$ W_{总}=Fs=400N×6m=2400J $。
4. 机械效率：$ η=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{1800J}{2400J}×100\%=75\% $。
【答案】
省力；1800；75%
【知识点】
动滑轮特点；有用功；机械效率
【点评】
本题考查动滑轮的基本性质和机械效率的计算，属于基础题型，需牢记动滑轮的省力特点，以及有用功、总功、机械效率的计算公式，代入数值时注意单位统一即可。
【难度系数】
0.7
首先，观察图中的滑轮为动滑轮，动滑轮的核心特点是能省力但费距离，据此确定第一个空的答案。接着计算有用功，有用功是对木箱做的功，公式为$ W_{有}=Gh $；动滑轮上有2段绳子承担物重，因此拉力移动的距离$ s=2h $，总功公式为$ W_{总}=Fs $；最后根据机械效率公式$ η=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\% $，代入数值计算即可。
【解析】
1. 动滑轮的特点：使用动滑轮可以省力，故第一个空填“省力”。
2. 有用功计算：$ W_{有}=Gh=600N×3m=1800J $。
3. 动滑轮的绳子段数$ n=2 $，拉力移动的距离$ s=2h=2×3m=6m $，总功$ W_{总}=Fs=400N×6m=2400J $。
4. 机械效率：$ η=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{1800J}{2400J}×100\%=75\% $。
【答案】
省力；1800；75%
【知识点】
动滑轮特点；有用功；机械效率
【点评】
本题考查动滑轮的基本性质和机械效率的计算，属于基础题型，需牢记动滑轮的省力特点，以及有用功、总功、机械效率的计算公式，代入数值时注意单位统一即可。
【难度系数】
0.7
7 下列说法正确的是 （
A.额外功跟总功的比值越小，机械效率越大
B.总功越小，机械效率就越大
C.有用功越大，机械效率越大
D.机械越省力，机械效率就越大
A
）A.额外功跟总功的比值越小，机械效率越大
B.总功越小，机械效率就越大
C.有用功越大，机械效率越大
D.机械越省力，机械效率就越大
答案
7. A
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确机械效率的定义：机械效率η是有用功与总功的比值，公式为η=W有用/W总，且总功W总=W有用+W额外，因此η=W有用/(W有用+W额外)=1 - W额外/W总。接下来逐个分析选项，判断是否符合机械效率的定义。
【解析】
机械效率的核心是有用功与总功的比值，与总功、有用功的绝对大小无关，也和省力与否无关：
选项A：由η=1 - W额外/W总可知，额外功与总功的比值越小，η越大，该说法正确；
选项B：机械效率由有用功和总功的比值决定，总功小但如果有用功占比低，效率也会小，该说法错误；
选项C：有用功大但总功更大时，有用功与总功的比值会变小，效率反而低，该说法错误；
选项D：机械效率反映功的利用效率，与省力（力的大小）无直接关系，该说法错误。
【答案】
A
【知识点】
机械效率的概念、功的比值关系
【点评】
本题考查机械效率的基础概念，关键是准确理解“机械效率是有用功与总功的比值”，避免混淆功的绝对大小和比值关系，属于概念辨析类基础题。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需先明确机械效率的定义：机械效率η是有用功与总功的比值，公式为η=W有用/W总，且总功W总=W有用+W额外，因此η=W有用/(W有用+W额外)=1 - W额外/W总。接下来逐个分析选项，判断是否符合机械效率的定义。
【解析】
机械效率的核心是有用功与总功的比值，与总功、有用功的绝对大小无关，也和省力与否无关：
选项A：由η=1 - W额外/W总可知，额外功与总功的比值越小，η越大，该说法正确；
选项B：机械效率由有用功和总功的比值决定，总功小但如果有用功占比低，效率也会小，该说法错误；
选项C：有用功大但总功更大时，有用功与总功的比值会变小，效率反而低，该说法错误；
选项D：机械效率反映功的利用效率，与省力（力的大小）无直接关系，该说法错误。
【答案】
A
【知识点】
机械效率的概念、功的比值关系
【点评】
本题考查机械效率的基础概念，关键是准确理解“机械效率是有用功与总功的比值”，避免混淆功的绝对大小和比值关系，属于概念辨析类基础题。
【难度系数】
0.6
8 用剪刀剪纸时的机械效率为80％，这表示 （
A.若作用在剪刀的动力是1 N，则阻力是0.8 N
B.若作用在剪刀的阻力是1 N，则动力是0.8 N
C.若作用在剪刀的动力做功1 J，则有0.2 J的功用于剪纸
D.若作用在剪刀的动力做功1 J，则有0.8 J的功用于剪纸
D
）A.若作用在剪刀的动力是1 N，则阻力是0.8 N
B.若作用在剪刀的阻力是1 N，则动力是0.8 N
C.若作用在剪刀的动力做功1 J，则有0.2 J的功用于剪纸
D.若作用在剪刀的动力做功1 J，则有0.8 J的功用于剪纸
答案
8. D
解析
【分析】首先明确机械效率的定义：机械效率是有用功与总功的比值，即$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$，反映有用功在总功中所占的比例，与动力、阻力的大小无直接关系。本题中剪刀剪纸的机械效率为80%，表示总功中80%是用于剪纸的有用功，20%是额外功。逐一分析选项：A、B选项混淆了力的比值与机械效率的关系，机械效率是功的比值而非力的比值，故错误；C选项中总功为1J时，有用功应为$1J×80\%=0.8J$，而非0.2J，错误；D选项符合机械效率的定义，正确。
【解析】根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$，可得$W_{有用}=\eta× W_{总}$：
1. 选项A：机械效率是功的比值，无法由动力大小直接得出阻力大小，错误；
2. 选项B：同理，机械效率与动力、阻力的比值无关，错误；
3. 选项C：若总功$W_{总}=1J$，则有用功$W_{有用}=80\%×1J=0.8J$，不是0.2J，错误；
4. 选项D：总功1J时，有用功为0.8J，符合机械效率的定义，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本概念，核心是理解机械效率是有用功与总功的比值，易错点在于混淆力的比值与机械效率的关系，属于基础概念题，需准确掌握定义。
【难度系数】0.3
【解析】根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$，可得$W_{有用}=\eta× W_{总}$：
1. 选项A：机械效率是功的比值，无法由动力大小直接得出阻力大小，错误；
2. 选项B：同理，机械效率与动力、阻力的比值无关，错误；
3. 选项C：若总功$W_{总}=1J$，则有用功$W_{有用}=80\%×1J=0.8J$，不是0.2J，错误；
4. 选项D：总功1J时，有用功为0.8J，符合机械效率的定义，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本概念，核心是理解机械效率是有用功与总功的比值，易错点在于混淆力的比值与机械效率的关系，属于基础概念题，需准确掌握定义。
【难度系数】0.3
9 一种机械改进构造后，提高了机械效率，用它匀速提升同一重物升高同样的高度，改进后与改进前相比
（
A.做的总功没变，有用功也没变
B.做的总功没变，有用功比以前增多了
C.做的总功没变，额外功比以前减少了
D.做的有用功不变，总功比以前减少了
（
D
）A.做的总功没变，有用功也没变
B.做的总功没变，有用功比以前增多了
C.做的总功没变，额外功比以前减少了
D.做的有用功不变，总功比以前减少了
答案
9. D
解析
【分析】
要解决这道题，需明确有用功、总功、机械效率的关系：①有用功是克服物体重力做的功，公式为$W_{有}=Gh$；②机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$；③总功等于有用功加额外功。题目中“同一重物”说明$G$不变，“升高同样高度”说明$h$不变，先判断有用功的变化，再结合机械效率变化推导总功的变化，最后分析选项。
【解析】
1. 确定有用功：提升重物时，有用功$W_{有}=Gh$，因重物$G$相同、提升高度$h$相同，故改进前后有用功不变。
2. 推导总功：由机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，变形得$W_{总}=\frac{W_{有}}{\eta}$。改进后机械效率$\eta$提高，$W_{有}$不变，因此总功比改进前减少。
3. 分析选项：
A选项：总功没变错误，总功实际减少；
B选项：总功没变、有用功增多均错误；
C选项：总功没变错误；
D选项：有用功不变，总功减少，符合推导结果，正确。
【答案】
D
【知识点】
机械效率；有用功与总功
【点评】
本题考查机械效率的基础应用，核心是掌握有用功的决定因素（物重、提升高度）和机械效率公式的变形，属于常规基础题，需准确区分各功的变化关系。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需明确有用功、总功、机械效率的关系：①有用功是克服物体重力做的功，公式为$W_{有}=Gh$；②机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$；③总功等于有用功加额外功。题目中“同一重物”说明$G$不变，“升高同样高度”说明$h$不变，先判断有用功的变化，再结合机械效率变化推导总功的变化，最后分析选项。
【解析】
1. 确定有用功：提升重物时，有用功$W_{有}=Gh$，因重物$G$相同、提升高度$h$相同，故改进前后有用功不变。
2. 推导总功：由机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，变形得$W_{总}=\frac{W_{有}}{\eta}$。改进后机械效率$\eta$提高，$W_{有}$不变，因此总功比改进前减少。
3. 分析选项：
A选项：总功没变错误，总功实际减少；
B选项：总功没变、有用功增多均错误；
C选项：总功没变错误；
D选项：有用功不变，总功减少，符合推导结果，正确。
【答案】
D
【知识点】
机械效率；有用功与总功
【点评】
本题考查机械效率的基础应用，核心是掌握有用功的决定因素（物重、提升高度）和机械效率公式的变形，属于常规基础题，需准确区分各功的变化关系。
【难度系数】
0.7
10 利用如图所示的杠杆将重为6 N的物体缓慢匀速提高10 cm，手竖直向上施加于杠杆右端的拉力F为4 N，手竖直向上移动的距离s为30 cm.则杠杆的机械效率为 （
A.22%
B.33%
C.50%
D.67%
C
）A.22%
B.33%
C.50%
D.67%
答案
10. C
解析
【分析】要计算杠杆的机械效率，需明确机械效率是有用功与总功的比值。其中，有用功是提升物体所做的功，总功是拉力作用在杠杆上所做的功，计算时要先统一单位，再代入公式计算比值。
【解析】解：首先统一单位，物体提升高度$h=10\ \mathrm{cm}=0.1\ \mathrm{m}$，手移动距离$s=30\ \mathrm{cm}=0.3\ \mathrm{m}$。
有用功（克服物体重力做的功）：$W_{\mathrm{有}}=Gh=6\ \mathrm{N} × 0.1\ \mathrm{m}=0.6\ \mathrm{J}$；
总功（拉力做的功）：$W_{\mathrm{总}}=Fs=4\ \mathrm{N} × 0.3\ \mathrm{m}=1.2\ \mathrm{J}$；
杠杆的机械效率：$\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\%=\frac{0.6\ \mathrm{J}}{1.2\ \mathrm{J}} × 100\%=50\%$。
【答案】C
【知识点】杠杆机械效率、功的计算
【点评】本题考查杠杆机械效率的基础计算，核心是区分有用功和总功，注意单位换算即可，属于常规基础题。
【难度系数】0.7
【解析】解：首先统一单位，物体提升高度$h=10\ \mathrm{cm}=0.1\ \mathrm{m}$，手移动距离$s=30\ \mathrm{cm}=0.3\ \mathrm{m}$。
有用功（克服物体重力做的功）：$W_{\mathrm{有}}=Gh=6\ \mathrm{N} × 0.1\ \mathrm{m}=0.6\ \mathrm{J}$；
总功（拉力做的功）：$W_{\mathrm{总}}=Fs=4\ \mathrm{N} × 0.3\ \mathrm{m}=1.2\ \mathrm{J}$；
杠杆的机械效率：$\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\%=\frac{0.6\ \mathrm{J}}{1.2\ \mathrm{J}} × 100\%=50\%$。
【答案】C
【知识点】杠杆机械效率、功的计算
【点评】本题考查杠杆机械效率的基础计算，核心是区分有用功和总功，注意单位换算即可，属于常规基础题。
【难度系数】0.7
11 易错题 两个完全相同的滑轮，分别以图示两种方式，将重为G的物体在相同时间内提至相同高度，不计绳重和摩擦，甲、乙的机械效率分别为$\eta_1$、$\eta_2$，拉力$F_1$、$F_2$做的功分别为$W_1$、$W_2$，功率分别为$P_1$、$P_2$，下列判断正确的是（
A.$F_1=2F_2$
B.$\eta_1＞\eta_2$
C.$W_1＞W_2$
D.$P_1=P_2$
B
）A.$F_1=2F_2$
B.$\eta_1＞\eta_2$
C.$W_1＞W_2$
D.$P_1=P_2$
答案
11. B
解析
【分析】首先明确甲为定滑轮，乙为动滑轮。定滑轮不省力，无额外功；动滑轮省力，但需克服动滑轮重力做额外功。先分别计算拉力、有用功、总功，再根据机械效率、功率的公式分析各选项：①拉力：定滑轮拉力等于物重，动滑轮拉力为（物重+动滑轮重）/2；②有用功均为提升物体的功，相同高度下有用功相同；③总功为有用功加额外功，甲无额外功，乙有额外功，故总功不同；④机械效率由有用功和总功的比值决定，总功越小机械效率越高；⑤功率由功和时间决定，时间相同，功越小功率越小。
【解析】
1. 拉力分析：甲是定滑轮，不计绳重和摩擦，拉力$F_1 = G$；乙是动滑轮，不计绳重和摩擦，拉力$F_2 = \frac{G + G_{\mathrm{轮}}}{2}$（$G_{\mathrm{轮}}$为动滑轮重力，大于0），因此$F_1 ＞ F_2$，选项A错误。
2. 功的分析：提升物体的有用功$W_{\mathrm{有用}} = Gh$，两者提升高度$h$、物重$G$相同，故有用功相等。甲无额外功，总功$W_1 = W_{\mathrm{有用}}$；乙需克服动滑轮重力做额外功，总功$W_2 = W_{\mathrm{有用}} + G_{\mathrm{轮}}h$，因此$W_1 ＜ W_2$，选项C错误。
3. 机械效率分析：机械效率$\eta = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}$，有用功相同，总功越小机械效率越高。因$W_1 ＜ W_2$，故$\eta_1 ＞ \eta_2$，选项B正确。
4. 功率分析：功率$P = \frac{W}{t}$，时间$t$相同，$W_1 ＜ W_2$，故$P_1 ＜ P_2$，选项D错误。
【答案】B
【知识点】定滑轮与动滑轮、机械效率、功和功率
【点评】本题为滑轮相关的易错题，核心是区分定滑轮和动滑轮的特点，明确动滑轮的额外功来源，以及机械效率、功、功率的计算逻辑，需注意动滑轮拉力需考虑动滑轮自身重力，避免出错。
【难度系数】0.5
【解析】
1. 拉力分析：甲是定滑轮，不计绳重和摩擦，拉力$F_1 = G$；乙是动滑轮，不计绳重和摩擦，拉力$F_2 = \frac{G + G_{\mathrm{轮}}}{2}$（$G_{\mathrm{轮}}$为动滑轮重力，大于0），因此$F_1 ＞ F_2$，选项A错误。
2. 功的分析：提升物体的有用功$W_{\mathrm{有用}} = Gh$，两者提升高度$h$、物重$G$相同，故有用功相等。甲无额外功，总功$W_1 = W_{\mathrm{有用}}$；乙需克服动滑轮重力做额外功，总功$W_2 = W_{\mathrm{有用}} + G_{\mathrm{轮}}h$，因此$W_1 ＜ W_2$，选项C错误。
3. 机械效率分析：机械效率$\eta = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}$，有用功相同，总功越小机械效率越高。因$W_1 ＜ W_2$，故$\eta_1 ＞ \eta_2$，选项B正确。
4. 功率分析：功率$P = \frac{W}{t}$，时间$t$相同，$W_1 ＜ W_2$，故$P_1 ＜ P_2$，选项D错误。
【答案】B
【知识点】定滑轮与动滑轮、机械效率、功和功率
【点评】本题为滑轮相关的易错题，核心是区分定滑轮和动滑轮的特点，明确动滑轮的额外功来源，以及机械效率、功、功率的计算逻辑，需注意动滑轮拉力需考虑动滑轮自身重力，避免出错。
【难度系数】0.5
