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10. 如图，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为18N的物体缓慢升高0.1m，拉力大小F=8N，拉力移动的距离为0.25m，则其中做的有用功为
1.8
J，总功是2
J，杠杆的机械效率是$ 90\% $
。答案
10. 1.8 2 $ 90\% $
解析
【分析】
要解决这道题，我们需要明确三个核心物理量的计算思路：
1. 有用功是对物体做的功，即克服物体重力所做的功，公式为$ W_{有}=Gh $，其中$ G $是物体重力，$ h $是物体上升的高度；
2. 总功是拉力做的功，公式为$ W_{总}=Fs $，其中$ F $是拉力大小，$ s $是拉力移动的距离；
3. 机械效率是有用功与总功的比值，公式为$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\% $。
我们可以依次代入题目给出的数值，逐步计算出有用功、总功和机械效率。
【解析】
1. 计算有用功：
已知物体重力$ G=18N $，物体上升高度$ h=0.1m $，根据有用功公式：
$ W_{有}=Gh=18N × 0.1m=1.8J $
2. 计算总功：
已知拉力$ F=8N $，拉力移动距离$ s=0.25m $，根据总功公式：
$ W_{总}=Fs=8N × 0.25m=2J $
3. 计算杠杆的机械效率：
将有用功和总功代入机械效率公式：
$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\%=\frac{1.8J}{2J} × 100\%=90\% $
【答案】
1.8；2；90%
【知识点】
有用功的计算、总功的计算、机械效率的计算
【点评】
本题考查机械功与机械效率的基础计算，核心是明确有用功是对目标物体做的功，总功是动力所做的功，熟练掌握相关计算公式即可解决，属于基础题型，帮助学生巩固机械效率的相关概念。
【难度系数】
0.8
要解决这道题，我们需要明确三个核心物理量的计算思路：
1. 有用功是对物体做的功，即克服物体重力所做的功，公式为$ W_{有}=Gh $，其中$ G $是物体重力，$ h $是物体上升的高度；
2. 总功是拉力做的功，公式为$ W_{总}=Fs $，其中$ F $是拉力大小，$ s $是拉力移动的距离；
3. 机械效率是有用功与总功的比值，公式为$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\% $。
我们可以依次代入题目给出的数值，逐步计算出有用功、总功和机械效率。
【解析】
1. 计算有用功：
已知物体重力$ G=18N $，物体上升高度$ h=0.1m $，根据有用功公式：
$ W_{有}=Gh=18N × 0.1m=1.8J $
2. 计算总功：
已知拉力$ F=8N $，拉力移动距离$ s=0.25m $，根据总功公式：
$ W_{总}=Fs=8N × 0.25m=2J $
3. 计算杠杆的机械效率：
将有用功和总功代入机械效率公式：
$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\%=\frac{1.8J}{2J} × 100\%=90\% $
【答案】
1.8；2；90%
【知识点】
有用功的计算、总功的计算、机械效率的计算
【点评】
本题考查机械功与机械效率的基础计算，核心是明确有用功是对目标物体做的功，总功是动力所做的功，熟练掌握相关计算公式即可解决，属于基础题型，帮助学生巩固机械效率的相关概念。
【难度系数】
0.8
11. 如图，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体，拉力F的大小为30N。若物体和地面之间的摩擦力大小为45N，则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为(
A.45N，50%
B.45N，75%
C.60N，50%
D.60N，75%
B
)。A.45N，50%
B.45N，75%
C.60N，50%
D.60N，75%
答案
11. B
解析
【分析】
首先分析A处的拉力：物体在水平地面上匀速运动，处于平衡状态，水平方向上A处的拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件可确定A处拉力大小。
然后分析滑轮组的机械效率：水平滑轮组的有用功是克服物体与地面间摩擦力做的功，总功是拉力F做的功。先确定动滑轮上的绳子段数$ n=2 $，再结合机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，代入有用功和总功的表达式化简计算。
【解析】
1. 计算A处的拉力：
物体在水平地面匀速运动，水平方向受力平衡，A处拉力与摩擦力是一对平衡力，因此：
$ F_A = f = 45N $
2. 计算滑轮组的机械效率：
由图可知，动滑轮上承担力的绳子段数$ n=2 $。
有用功（克服摩擦力做的功）：$ W_{有} = f · s_{物} $
总功（拉力F做的功）：$ W_{总} = F · s_{绳} = F · 2s_{物} $
机械效率：
$\eta = \frac{W_{有}}{W_{总}} = \frac{f · s_{物}}{F · 2s_{物}} = \frac{f}{2F} = \frac{45N}{2 × 30N} × 100\% = 75\%$
综上，A处拉力为45N，滑轮组机械效率为75%，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
二力平衡条件，滑轮组机械效率
【点评】
本题考查水平滑轮组的力学分析与机械效率计算，需注意水平滑轮组的有用功为克服摩擦力做功，与竖直滑轮组的有用功（克服物体重力做功）有所区别，解题时要准确判断绳子段数，熟练运用相关公式。
【难度系数】
0.6
首先分析A处的拉力：物体在水平地面上匀速运动，处于平衡状态，水平方向上A处的拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件可确定A处拉力大小。
然后分析滑轮组的机械效率：水平滑轮组的有用功是克服物体与地面间摩擦力做的功，总功是拉力F做的功。先确定动滑轮上的绳子段数$ n=2 $，再结合机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，代入有用功和总功的表达式化简计算。
【解析】
1. 计算A处的拉力：
物体在水平地面匀速运动，水平方向受力平衡，A处拉力与摩擦力是一对平衡力，因此：
$ F_A = f = 45N $
2. 计算滑轮组的机械效率：
由图可知，动滑轮上承担力的绳子段数$ n=2 $。
有用功（克服摩擦力做的功）：$ W_{有} = f · s_{物} $
总功（拉力F做的功）：$ W_{总} = F · s_{绳} = F · 2s_{物} $
机械效率：
$\eta = \frac{W_{有}}{W_{总}} = \frac{f · s_{物}}{F · 2s_{物}} = \frac{f}{2F} = \frac{45N}{2 × 30N} × 100\% = 75\%$
综上，A处拉力为45N，滑轮组机械效率为75%，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
二力平衡条件，滑轮组机械效率
【点评】
本题考查水平滑轮组的力学分析与机械效率计算，需注意水平滑轮组的有用功为克服摩擦力做功，与竖直滑轮组的有用功（克服物体重力做功）有所区别，解题时要准确判断绳子段数，熟练运用相关公式。
【难度系数】
0.6
12. 用一个动滑轮在8s内将一重为300N的物体匀速向上提升2m，拉力为200N。这个动滑轮的机械效率和拉力的功率分别是(
A.66.7%，50W
B.66.7%，100W
C.75%，50W
D.75%，100W
D
)。A.66.7%，50W
B.66.7%，100W
C.75%，50W
D.75%，100W
答案
12. D
解析
【分析】
要解决这道题，需分两步计算动滑轮的机械效率和拉力的功率，解题思路如下：
1. 明确动滑轮特点：动滑轮承担物重的绳子段数n=2，因此绳子自由端移动距离s=nh（h为物体上升高度）。
2. 计算机械效率：机械效率是有用功与总功的比值，有用功是克服物体重力做的功（W有=Gh），总功是拉力做的功（W总=Fs），代入数据求出两者后，即可通过η=W有/W总×100%算出机械效率。
3. 计算拉力功率：功率是单位时间内做的功，利用公式P=W总/t，用总功除以做功时间就能得到拉力的功率，最后将结果与选项匹配即可。
【解析】
已知：G=300N，h=2m，F=200N，t=8s，动滑轮绳子段数n=2。
1. 计算绳子自由端移动距离：
$ s=nh=2×2m=4m $
2. 计算有用功：
$ W_{有}=Gh=300N×2m=600J $
3. 计算总功：
$ W_{总}=Fs=200N×4m=800J $
4. 计算动滑轮机械效率：
$ η=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{600J}{800J}×100\%=75\% $
5. 计算拉力的功率：
$ P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{800J}{8s}=100W $
综上，机械效率为75%，拉力功率为100W，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
动滑轮机械效率计算、功率计算、动滑轮工作特点
【点评】
本题是对动滑轮相关计算的基础考查，核心在于区分有用功与总功，牢记动滑轮绳子段数规律及机械效率、功率的计算公式，只要理清各物理量间的关系，就能顺利求解，属于基础知识的典型应用题型。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需分两步计算动滑轮的机械效率和拉力的功率，解题思路如下：
1. 明确动滑轮特点：动滑轮承担物重的绳子段数n=2，因此绳子自由端移动距离s=nh（h为物体上升高度）。
2. 计算机械效率：机械效率是有用功与总功的比值，有用功是克服物体重力做的功（W有=Gh），总功是拉力做的功（W总=Fs），代入数据求出两者后，即可通过η=W有/W总×100%算出机械效率。
3. 计算拉力功率：功率是单位时间内做的功，利用公式P=W总/t，用总功除以做功时间就能得到拉力的功率，最后将结果与选项匹配即可。
【解析】
已知：G=300N，h=2m，F=200N，t=8s，动滑轮绳子段数n=2。
1. 计算绳子自由端移动距离：
$ s=nh=2×2m=4m $
2. 计算有用功：
$ W_{有}=Gh=300N×2m=600J $
3. 计算总功：
$ W_{总}=Fs=200N×4m=800J $
4. 计算动滑轮机械效率：
$ η=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{600J}{800J}×100\%=75\% $
5. 计算拉力的功率：
$ P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{800J}{8s}=100W $
综上，机械效率为75%，拉力功率为100W，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
动滑轮机械效率计算、功率计算、动滑轮工作特点
【点评】
本题是对动滑轮相关计算的基础考查，核心在于区分有用功与总功，牢记动滑轮绳子段数规律及机械效率、功率的计算公式，只要理清各物理量间的关系，就能顺利求解，属于基础知识的典型应用题型。
【难度系数】
0.7
13. 在生活和生产中，简单机械随处可见。甲、乙两个不同的简单机械分别将A、B两个物体匀速提升1m的有关信息如图所示，物体A、B所受的重力分别为G_A、G_B，甲、乙的机械效率分别为η_甲、η_乙。关于下列结论：
①G_A : G_B = 1 : 1
②G_A : G_B = 3 : 1
③η_甲 : η_乙 = 1 : 2
④η_甲 : η_乙 = 3 : 2
其中正确的是(
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
①G_A : G_B = 1 : 1
②G_A : G_B = 3 : 1
③η_甲 : η_乙 = 1 : 2
④η_甲 : η_乙 = 3 : 2
其中正确的是(
A
)。A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
答案
13. A
解析
【分析】
要解决这道题，我们需要分两步进行：首先根据有用功公式求出物体A、B的重力之比，再根据机械效率公式求出甲、乙的机械效率之比，最后判断结论的正确性。
1. 对于重力之比：有用功$W_{有}=Gh$，已知提升高度$h$相同，所以先通过总功和额外功求出甲的有用功，结合乙的有用功，再利用$G=\frac{W_{有}}{h}$计算重力，进而得到比值。
2. 对于机械效率之比：机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，分别代入甲、乙的有用功和总功计算机械效率，再求比值，最后对应结论判断正确选项。
【解析】
步骤1：计算甲、乙的有用功
甲的有用功：$W_{有甲}=W_{总甲}-W_{额甲}=1200J - 900J=300J$
由图可知乙的有用功$W_{有乙}=300J$
步骤2：计算物体A、B的重力之比
根据$W_{有}=Gh$，可得$G=\frac{W_{有}}{h}$，已知提升高度$h=1m$，则：
$G_A=\frac{W_{有甲}}{h}=\frac{300J}{1m}=300N$
$G_B=\frac{W_{有乙}}{h}=\frac{300J}{1m}=300N$
所以$G_A:G_B=300N:300N=1:1$，即结论①正确，②错误。
步骤3：计算甲、乙的机械效率之比
机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，则：
$\eta_甲=\frac{W_{有甲}}{W_{总甲}}=\frac{300J}{1200J}=25\%$
$\eta_乙=\frac{W_{有乙}}{W_{总乙}}=\frac{300J}{600J}=50\%$
所以$\eta_甲:\eta_乙=25\%:50\%=1:2$，即结论③正确，④错误。
综上，正确的是①③，对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
有用功计算、机械效率计算
【点评】
本题考查机械效率和有用功的综合应用，关键是从柱状图中提取有用信息，熟练运用有用功和机械效率的公式进行计算，注意比值的计算过程要准确。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，我们需要分两步进行：首先根据有用功公式求出物体A、B的重力之比，再根据机械效率公式求出甲、乙的机械效率之比，最后判断结论的正确性。
1. 对于重力之比：有用功$W_{有}=Gh$，已知提升高度$h$相同，所以先通过总功和额外功求出甲的有用功，结合乙的有用功，再利用$G=\frac{W_{有}}{h}$计算重力，进而得到比值。
2. 对于机械效率之比：机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，分别代入甲、乙的有用功和总功计算机械效率，再求比值，最后对应结论判断正确选项。
【解析】
步骤1：计算甲、乙的有用功
甲的有用功：$W_{有甲}=W_{总甲}-W_{额甲}=1200J - 900J=300J$
由图可知乙的有用功$W_{有乙}=300J$
步骤2：计算物体A、B的重力之比
根据$W_{有}=Gh$，可得$G=\frac{W_{有}}{h}$，已知提升高度$h=1m$，则：
$G_A=\frac{W_{有甲}}{h}=\frac{300J}{1m}=300N$
$G_B=\frac{W_{有乙}}{h}=\frac{300J}{1m}=300N$
所以$G_A:G_B=300N:300N=1:1$，即结论①正确，②错误。
步骤3：计算甲、乙的机械效率之比
机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，则：
$\eta_甲=\frac{W_{有甲}}{W_{总甲}}=\frac{300J}{1200J}=25\%$
$\eta_乙=\frac{W_{有乙}}{W_{总乙}}=\frac{300J}{600J}=50\%$
所以$\eta_甲:\eta_乙=25\%:50\%=1:2$，即结论③正确，④错误。
综上，正确的是①③，对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
有用功计算、机械效率计算
【点评】
本题考查机械效率和有用功的综合应用，关键是从柱状图中提取有用信息，熟练运用有用功和机械效率的公式进行计算，注意比值的计算过程要准确。
【难度系数】
0.6
14. 用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率。
(1)该实验除了图中的实验器材以外，还需要的测量工具是
(2)缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，根据图中信息可知，钩码所受的总重力为
（3）提高机械效率可以充分地发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。提高机械效率的主要办法是改进结构，使它更合理、更
(1)该实验除了图中的实验器材以外，还需要的测量工具是
刻度尺
。(2)缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，根据图中信息可知，钩码所受的总重力为
1
N，实验中滑轮组做的有用功为0.1
J，总功为0.15
J，滑轮组的机械效率为$ 66.7\% $
(保留到0.1%)。（3）提高机械效率可以充分地发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。提高机械效率的主要办法是改进结构，使它更合理、更
轻巧
（选填“轻巧”或“笨重”）。答案
14. (1)刻度尺
(2)1 0.1 0.15 $ 66.7\% $
(3)轻巧
(2)1 0.1 0.15 $ 66.7\% $
(3)轻巧
解析
【分析】
1. 对于第(1)问：要测量滑轮组的机械效率，根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Fs}$，需要测量钩码重力$G$、拉力$F$、钩码上升高度$h$、绳子自由端移动距离$s$。图中已有弹簧测力计可测$G$和$F$，因此还需要刻度尺来测量$h$和$s$。
2. 对于第(2)问：首先观察弹簧测力计的分度值，确定钩码总重力；再根据有用功公式$W_{有}=Gh$、总功公式$W_{总}=Fs$分别计算有用功和总功，最后代入机械效率公式计算机械效率。注意单位要统一，将厘米换算为米。
3. 对于第(3)问：滑轮组的额外功主要是克服动滑轮重力做的功，要提高机械效率，需减小额外功，所以改进结构时应让滑轮组更轻巧，减小动滑轮的自重。
【解析】
(1) 测量滑轮组机械效率需要测量钩码上升高度和绳子自由端移动距离，因此除现有器材外，还需要刻度尺来完成长度测量。
(2) ① 由弹簧测力计的刻度可知，其分度值为0.1N，指针指向1.0N，所以钩码所受的总重力$G=1N$；
② 钩码上升高度$h=10cm=0.1m$，根据有用功公式可得：$W_{有}=Gh=1N×0.1m=0.1J$；
③ 拉力$F=0.5N$，绳子自由端移动距离$s=30cm=0.3m$，根据总功公式可得：$W_{总}=Fs=0.5N×0.3m=0.15J$；
④ 代入机械效率公式计算：$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{0.1J}{0.15J}×100\%\approx66.7\%$。
(3) 滑轮组的额外功主要来自动滑轮自重，要提高机械效率，需减小额外功，因此改进结构时要使滑轮组更轻巧，减小动滑轮自重。
【答案】
(1) 刻度尺
(2) 1；0.1；0.15；66.7%
(3) 轻巧
【知识点】
滑轮组机械效率计算；有用功与总功；机械效率的提高方法
【点评】
本题考查滑轮组机械效率的测量实验，需熟练掌握机械效率的计算公式，明确有用功、总功的计算逻辑，同时理解影响滑轮组机械效率的关键因素，实验过程中注意单位换算和测量工具的正确使用。
【难度系数】
0.6
1. 对于第(1)问：要测量滑轮组的机械效率，根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Fs}$，需要测量钩码重力$G$、拉力$F$、钩码上升高度$h$、绳子自由端移动距离$s$。图中已有弹簧测力计可测$G$和$F$，因此还需要刻度尺来测量$h$和$s$。
2. 对于第(2)问：首先观察弹簧测力计的分度值，确定钩码总重力；再根据有用功公式$W_{有}=Gh$、总功公式$W_{总}=Fs$分别计算有用功和总功，最后代入机械效率公式计算机械效率。注意单位要统一，将厘米换算为米。
3. 对于第(3)问：滑轮组的额外功主要是克服动滑轮重力做的功，要提高机械效率，需减小额外功，所以改进结构时应让滑轮组更轻巧，减小动滑轮的自重。
【解析】
(1) 测量滑轮组机械效率需要测量钩码上升高度和绳子自由端移动距离，因此除现有器材外，还需要刻度尺来完成长度测量。
(2) ① 由弹簧测力计的刻度可知，其分度值为0.1N，指针指向1.0N，所以钩码所受的总重力$G=1N$；
② 钩码上升高度$h=10cm=0.1m$，根据有用功公式可得：$W_{有}=Gh=1N×0.1m=0.1J$；
③ 拉力$F=0.5N$，绳子自由端移动距离$s=30cm=0.3m$，根据总功公式可得：$W_{总}=Fs=0.5N×0.3m=0.15J$；
④ 代入机械效率公式计算：$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{0.1J}{0.15J}×100\%\approx66.7\%$。
(3) 滑轮组的额外功主要来自动滑轮自重，要提高机械效率，需减小额外功，因此改进结构时要使滑轮组更轻巧，减小动滑轮自重。
【答案】
(1) 刻度尺
(2) 1；0.1；0.15；66.7%
(3) 轻巧
【知识点】
滑轮组机械效率计算；有用功与总功；机械效率的提高方法
【点评】
本题考查滑轮组机械效率的测量实验，需熟练掌握机械效率的计算公式，明确有用功、总功的计算逻辑，同时理解影响滑轮组机械效率的关键因素，实验过程中注意单位换算和测量工具的正确使用。
【难度系数】
0.6
