1. 传统文化 《天工开物》中的脚踏碓 如图所示是《天工开物》中古人用脚踏碓(duì)舂米(将稻米去皮)的情景.脚踏碓是用柱子架起一根木杠,木杠绕着O点能够上、下转动,杠的前端装有锥形石头,不断用脚踩踏木杠后端,就可以舂米.下列分析正确的是().


A.人对碓做的是有用功
B.石头重力做的功是额外功
C.使用这种杠杆可以省功
D.人对碓做的功是总功

1. D [解析]用脚踏碓舂米过程中，克服石头重力做的功是有用功，克服木杠重和摩擦做的功是额外功，因此人对碓做的功是总功，故A、B错误，D正确；使用任何机械都不能省功，故C错误。

2. 对点练→《上分攻略》
P3 上分点5
建筑工人通过如图所示的装置将一件重 350 N 的涂料从地面提起,涂料离开地面后上升了 2 m,工人所用的拉力为 500 N,这个过程中该装置().


A.所做的额外功是 700 J
B.所做的有用功是 1 000 J
C.所做的总功是 1 400 J
D.机械效率是 70%

2. D [解析]有用功为$W_{\mathrm{有用}}=Gh=350\ \mathrm{N}×2\ \mathrm{m}=700\ \mathrm{J}$，故B错误；拉力做的总功为$W_{\mathrm{总}}=Fh=500\ \mathrm{N}×2\ \mathrm{m}=1\ 000\ \mathrm{J}$，故C错误；额外功为$W_{\mathrm{额外}}=W_{\mathrm{总}}-W_{\mathrm{有用}}=1\ 000\ \mathrm{J}-700\ \mathrm{J}=300\ \mathrm{J}$，故A错误；滑轮的机械效率为$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\dfrac{700\ \mathrm{J}}{1\ 000\ \mathrm{J}}×100\%=70\%$，故D正确。

3. 如图所示,斜面长 $s=3\ \mathrm{m}$,高 $h=0.6\ \mathrm{m}$,建筑工人用绳子将重 500 N 的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力的大小为 200 N(忽略绳子的重力).在此过程中下面说法错误的是().


A.使用斜面可以省力
B.拉力与摩擦力大小相等
C.物体所受的摩擦力大小为 100 N
D.该斜面的机械效率为 50%

3. B [解析]斜面也是一种常用的机械，使用斜面比较省力，但费距离，故A正确；克服物重做的有用功为$W_{\mathrm{有用}}=Gh=500\ \mathrm{N}×0.6\ \mathrm{m}=300\ \mathrm{J}$，拉力做的总功为$W_{\mathrm{总}}=Fs=200\ \mathrm{N}×3\ \mathrm{m}=600\ \mathrm{J}$，额外功为$W_{\mathrm{额外}}=W_{\mathrm{总}}-W_{\mathrm{有用}}=600\ \mathrm{J}-300\ \mathrm{J}=300\ \mathrm{J}$，克服摩擦所做的功为额外功，则摩擦力为$f=\dfrac{W_{\mathrm{额外}}}{s}=\dfrac{300\ \mathrm{J}}{3\ \mathrm{m}}=100\ \mathrm{N}＜F$，故B错误，C正确；该斜面的机械效率为$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\dfrac{300\ \mathrm{J}}{600\ \mathrm{J}}×100\%=50\%$，故D正确。故选B。

4.(2025·南京鼓楼区期中)小明要将两箱书搬上楼，有两种方法：方法一是把两箱书一起搬上楼；方法二是先搬一箱书上楼，再搬剩下的一箱。假设他上楼的速度相同，则用这两种方法搬书，人对书做功的功率$P_{1}$ $P_{2}$，机械效率$\eta _{1}$ $\eta _{2}$。(填“$＜$”“$=$”或“$＞$”)

4. ＞ ＞ [解析]因上楼的速度相同，方法一将两箱书一起搬上楼，人对书的作用力较大，由$P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{Fs}{t}=Fv$可知：$P_1＞P_2$；这两箱书的重力一定，楼的高度不变，由$W_{\mathrm{有用}}=Gh$可知，两种方法做的有用功相等；方法一所做的额外功为克服人自身重力所做的功，而方法二所做的额外功是两次克服人自身重力所做的功，因此方法二做的额外功大于方法一做的额外功，故方法二的总功大于方法一的总功，由$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%$可知，在有用功相同时，总功越大，机械效率越小，所以$\eta_1＞\eta_2$。

建筑工地上的大吊车力大无穷，“吱吱吱”地叫着吊起几吨重的建筑材料. 原来，大吊车的吊臂前端有一个铁制的滑轮组，请你运用机械效率知识完成以下第5～6题.
5. 如图所示为一款家用不锈钢材质的电动晾衣架，主要运用电动机、滑轮、钢丝绳等使晾衣架实现自动升降. 下列措施可以提高整个装置的机械效率的是().
A. 每次少晾一些衣服
B. 使用较轻的铝合金
C. 增大被提升衣服的高度
D. 减小晾衣架上升的速度

6. (2025·南京鼓楼区期中)如图所示，一根粗细均匀的细木棒可绕$O$点在竖直平面内无摩擦转动，$OA=AB=BC=CD$，对杠杆施加力$F$，木棒将匀速转动或保持静止，以下说法正确的是().

A. 若不计细木棒自重，重物$G$挂在$A$点，在$D$点施加一个力，使$F=\dfrac{1}{2}G$的可能性只有一种
B. 若不计细木棒自重，重物$G$挂在$B$点，在$D$点施加一个力，使$F=\dfrac{1}{2}G$的可能性只有一种
C. 若计细木棒的自重，$F$的作用点从$B$移到$D$点，使挂在$A$点重物$G$都升高$h$，则机械效率变大
D. 若计细木棒的自重，重物$G$悬挂点从$A$点移到$B$点，使重物均升高$h$，则$F$做的总功变多

5. B [解析]根据公式$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\dfrac{Gh}{Fs}×100\%$可知，少晾一些衣服，会使物体重力$G$减小，有用功减小，额外功不变，有用功在总功中所占比例减小，机械效率降低，故A错误；使用较轻的铝合金，可减小晾衣架的自重，从而减小额外功，根据$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%$可知，在有用功不变时，额外功减小，总功减小，有用功在总功中所占比例增大，机械效率提高，故B正确；由$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\dfrac{Gh}{Fs}×100\%$，对于滑轮组，若不计绳重和摩擦，$F=\dfrac{G+G_{\mathrm{动}}}{n}$，$s=nh$，则$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\dfrac{G}{G+G_{\mathrm{动}}}×100\%$，可知机械效率与提升高度$h$无关，故C错误；晾衣架上升的速度不影响有用功、额外功和总功的大小，根据$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%$，机械效率不会因速度改变而改变，故D错误。
6. B [解析]木棒将匀速转动或保持静止，木棒处于平衡状态，根据杠杆的平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$可知，在阻力、动力和阻力臂一定时，动力臂也是一定的，重物$G$挂在$A$点，在$D$点施加一个力，这个力有两个不同的方向，满足$F=\dfrac{1}{2}G$，故A错误；重物$G$挂在$B$点，在$D$点施加一个力，使$F=\dfrac{1}{2}G$时，动力$F$的方向只有一种情况，故B正确；杠杆转动所做的额外功是由杠杆的自重引起的，若计细木棒的自重，$F$的作用点从$B$点移到$D$点，使挂在$A$点重物$G$都升高$h$，所做的有用功相同，重物的位置不变，提升的距离不变，克服杠杆自重所做的额外功不变，即总功不变，机械效率不变，故C错误；若计细木棒的自重，重物$G$悬挂点从$A$点移到$B$点，使重物均升高$h$，杠杆重心移动的距离变小，克服杠杆自重所做的额外功变小，总功变小，机械效率变大，故D错误。