資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
備戰2024中考二輪物理《高頻及難度考點沖刺》（全國通用）
專題08 滑輪組（含斜面）機械效率（高頻）計算問題
滑輪組（斜面）機械效率的計算是中考重點必考知識點，也是難點。出現的題型有選擇題3分、填空題2分至3分、綜合計算題8分或者9分，每年都會在這三種題型之一里體現。有時會出現探究滑輪組或斜面機械效率，也會涉及計算問題。所以2024年中考試卷里一定仍然會作為考查的重點。
1. 用滑輪組豎直提升物體有用功、額外功和總功以及機械效率的求法
（1）有用功W有用=Gh
（2）總功W總=Fs
（3）額外功W額外=W總—W有用
（4） s=nh
其中h是重物G被提升的高度，s是動力F 移動的距離， n是動滑輪上的繩子段數。
（5）滑輪組機械效率的求解
用滑輪組提升物體時，有用功和總功的比值.稱為滑輪組機械效率。
滑輪組機械效率公式：
η＝（W有用/W總）×100％　
η＝（W有用/W總）×100％= (G / nF ) ×100％
2. 用滑輪組水平拉動物體有用功、額外功和總功以及機械效率的求法
（1）有用功W有用= fs2
（2）總功W總= F s1
（3）額外功W額外=W總—W有用
（4）s1= ns2
其中 s1是動力F 移動的距離，s2是重物水平移動的距離，f是物體勻速運動受到的阻力， n是動滑輪上的繩子段數。
（5）滑輪組機械效率的求解
用滑輪組水平拉動物體時，有用功和總功的比值.稱為滑輪組機械效率。
滑輪組機械效率公式：
η＝（W有用/W總）×100％　
η＝（W有用/W總）×100％= (fs2/ F s1) ×100％
3. 斜面機械效率的求法
（1）有用功W有用=Gh
（2）總功W總=Fl W總=Gh+fl
（3）額外功W額外=W總—W有用 W額=fl
（4）滑輪組機械效率的求解
說明：G是物體重力，h是斜面高度，l是斜面長度，F是沿斜面拉動物體的外力，F是物體受到斜面的摩擦力。
一、滑輪組機械效率計算類問題
1. 用滑輪組豎直方向提升物體時機械效率計算類問題
【例題1】（2023河南省） 如圖所示，在的拉力F作用下，用滑輪組將重為的貨物勻速提升，在內貨物豎直上升了，不計繩重及滑輪上的摩擦。下列說法正確的是（　　）
A. 滑輪組做的有用功為
B. 拉力做功的功率為
C. 滑輪組的機械效率為
D. 此滑輪組提升的貨物越輕、機械效率越大
【答案】C
【解析】A．拉力做的有用功
W有=Gh=300N×2m=600J
故A錯誤；
B．由圖可知，動滑輪上的繩子段數n=2，繩子自由端移動的距離
s=nh=2×2m=4m
拉力做的總功
W總=Fs=200N×4m=800J
拉力做功的功率
故B錯誤；
C．滑輪組的機械效率
故C正確；
D．由不計繩重和摩擦時
可知，動滑輪的重力一定，提升的貨物越輕，即G越小，機械效率越小，故D錯誤。故選C
2. 用滑輪組水平方向拉動物體時機械效率計算類問題
【例題2】如圖所示，重為800N的物體在100N的水平拉力F的作用下以0.1m/s的速度沿水平地面，向左勻速直線運動了20s，滑輪組的機械效率為60%，在此過程中，下列說法正確的是（　　）
A．繩子自由端移動距離為4m
B．物體與地面間的滑動摩擦力大小為120N
C．額外功的功率為12W
D．若物體的重力和運動速度不變，只增大水平地面的粗糙程度，則滑輪組的機械效率會降低
【答案】C
【解析】（1）知道物體移動速度和時間，利用s＝vt求物體移動距離，由圖知，n＝3，根據s自由端＝3s物求出自由端移動的距離；
（2）知道機械效率和拉力大小，利用η＝＝＝＝求出滑動摩擦力；
（3）根據W總＝Fs求出總功，利用機械效率公式計算有用功，根據W額＝W總﹣W有，利用P＝求出額外功的功率；
（4）水平使用滑輪組，克服物體受到的摩擦力做的功為有用功，該滑輪組的機械效率的影響因素：一是物體受到的摩擦力，二是繩子與滑輪之間的摩擦。
A．由v＝可得，物體移動的距離：s物＝v物t＝0.1m/s×20s＝2m，
由圖知，n＝3，則繩子自由端移動的距離：s自由端＝3s物＝3×2m＝6m，故A錯誤；
B．由η＝＝＝＝×100%可得，物體與地面間的滑動摩擦力：f＝η×3F＝60%×3×100N＝180N，故B錯誤；
C．總功：W總＝Fs自由端＝100N×6m＝600J，
有用功：W有＝ηW總＝60%×600J＝360J，
額外功：W額＝W總﹣W有＝600J﹣360J＝240J，
額外功的功率：P額＝＝＝12W，故C正確；
D．如果增大接觸面的粗糙程度，增大了摩擦力，增大了有用功，而額外功幾乎不變，有用功與總功的比值變大，機械效率變大，故D錯誤。
【點評】本題考查了水平使用滑輪組時有用功、總功、額外功的計算以及影響滑輪組機械效率的因素，關鍵是知道水平使用滑輪組時克服物體與地面間摩擦力做的功為有用功。
二、斜面機械效率計算類問題
【例題3】（2023湖南郴州）如圖所示，在斜面上將一個重10N的物體勻速拉到頂端所用的時間為。沿斜面向上的拉力，斜面中，，物體與斜面的接觸面積為100cm2，斜面對物體的支持力為。求；
（1）物體在斜面上的速度；
（2）物體對斜面的壓強；
（3）斜面的機械效率。（計算結果保留一位小數）
【答案】（1）1.25m/s；（2）800Pa；（3）66.7%
【解析】（1）物體的速度
（2）物體對斜面的壓力
接觸面積
物體對斜面的壓強
（3）斜面的高度
拉力做的有用功
拉力做的總功
斜面的效率
答：（1）物體在斜面上的速度是1.25m/s；
（2）物體對斜面的壓強是800Pa；
（3）斜面的機械效率是66.7%。
1. （2023內蒙古包頭）在小區改造工程中，工人師傅用滑輪組提升建筑材料，如圖所示。滑輪組掛在固定的鋼架上，每個滑輪重為150N。繩子自由端受到的拉力F為500N，材料在30s內勻速上升了3m，不計繩重和摩擦，下列說法正確的是（　　）
A. 繩子自由端速度為0.1m/s
B. 拉力F的功率為50W
C. 滑輪組的機械效率為90%
D. 鋼架受到的拉力為1500N
【答案】C
【解析】A．由圖可知，動滑輪上的繩子根數n=3，繩子在30s內移動的距離為
由可知，繩子自由端的速度為
故A錯誤；
B．由可知，拉力F的功率為
故B錯誤；
C．材料的重力為
滑輪組的機械效率為
故C正確；
D．鋼架受到的拉力為
故D錯誤。故選C。
2. （2023湖北鄂州）小剛用如圖所示的滑輪組，將重為10N的物體勻速提升0.5m，已知動滑輪重2N，不計繩重和摩擦，下列說法正確的是（　　）
A. 拉力F為5N
B. 有用功為10J
C. 繩子自由端移動的距離為1.5m
D. 該滑輪組的機械效率為83.3%
【答案】D
【解析】A．由圖中可知，動滑輪上有兩股繩子承重，故繩子自由端的拉力為
故A錯誤；
B．物體提升的高度為h=0.5m，故由W=Gh可得，所做的有用功為
W有=Gh=10N×0.5m=5J
故B錯誤；
C．因動滑輪上有兩股繩子承重，故繩子自由端移動的距離為
s=2h=2×0.5m=1m
故C錯誤；
D．由圖中可知，該滑輪組的機械效率為
故D正確。故選D。
3. 由于熱脹冷縮，戶外的導線在夏天會變得松弛，冬天又拉得很緊。某些地方用如圖所示的滑輪組來控制導線的松緊程度。某次導線對滑輪N的拉力為F，配重水泥塊（重為G）被勻速拉升的高度為h（不考慮滑輪自重，繩重和繩與滑輪之間的摩擦）。下列說法中正確的是（　　）
A. M是動滑輪
B. 拉力F=2G
C. 拉力F做的功為3Fh
D. 拉力F移動的速度與配重G上升的速度相同
【答案】B
【解析】A．在拉力F的作用下，N會隨著拉力一起移動，M不動，所以M是定滑輪，N是動滑輪，故A錯誤；
B．由于N是動滑輪，且n=2，不考慮滑輪自重，繩重和繩與滑輪之間的摩擦，拉力為
F=2G
故B正確；
C．拉力F做的功為
故C錯誤；
D．配重G上升速度是拉力F移動的速度的2倍，故D錯誤。故選B。
4. 如圖所示，用滑輪組提升重540N的物體，使它在10s內勻速上升1m，所用的拉力為200N，則在提升重物的過程中（不計繩重和摩擦），下列說法正確的是（　　）
A. 有用功為600J B. 動滑輪重60N
C. 滑輪組的機械效率為67.5% D. 拉力做功的功率為60W
【答案】BD
【解析】A．有用功是克服物體重力所做的功，根據題意可得有用功為
W有用=Gh=540N×1m=540J
故A錯誤；
B．由圖可知，該滑輪組的繩子承重段數n=3，又因為不計繩重和摩擦，根據公式可得，動滑輪的重為
故B正確；
C．由題意可得，根據公式可得，該滑輪組的機械效率為
故C錯誤；
D．由題意可得，在10s內繩子自由端的移動速度為
根據公式可得，拉力做功的功率為
故D正確。故選BD。
5．近期我國長江中下游許多省份因連續大雨發生洪澇災害。抗洪搶險小分隊成員李軍在一次行動中需要幫老百姓把一個質量為240kg的重物搬到2m高的車上。為了省力采用5m的長木板搭了一個斜面（如圖所示）。用1200N的力用了5min將重物勻速推到車上。關于此簡易斜面裝置，下列說法中正確的是（　　）
A．他對重物做了4800J的功
B．他做功的功率為16W
C．此次簡易斜面裝置的機械效率為50%
D．斜面是一種省力杠桿
【答案】D
【解析】A.做的總功：W總＝Fs＝1200N×5m＝6000J，故A錯誤；
B.做功的功率為：P＝＝＝20W，故B錯誤；
C.重物的重力：G＝mg＝240kg×10N/kg＝2400N，
李軍對重物做的有用功：
W有用＝Gh＝2400N×2m＝4800J，
簡易斜面裝置的機械效率：
η＝＝×100%＝80%，故C錯誤；
D.據課本知識可知，斜面本質上是一種省力杠桿，故D正確。
6. 一名建筑工人用如圖所示的滑輪組，將一個重為450N的貨物，在10s內沿豎直方向勻速提升了4m，建筑工人所用的拉力是300N。則該建筑工人所做的有用功是______J，建筑工人做功的功率是______W，該滑輪組的機械效率是______。
【答案】 1800 240 75%
【解析】將一個重為450N的貨物，在10s內沿豎直方向勻速提升了4m，該建筑工人所做的有用功是
繩子的有效段數為2，物體勻速提升了4m，則繩子自由端移動的距離
工人所做的總功是
建筑工人做功的功率是
該滑輪組的機械效率是
＝75%
7. 工人師傅用如圖所示滑輪組向樓上運送沙子，在30s內將45kg的沙子勻速向上豎直拉升了6m，繩子自由端的拉力是300N。這個過程中拉力做的功是_______J，此次運送沙子，滑輪組的機械效率是_______。
【答案】 3600 75%
【解析】繩子的作用股數為2，故繩子自由端被拉動的距離為
這個過程中拉力做的功是
拉力做的有用功為
滑輪組的機械效率是
8. 如圖所示，工人師傅用沿斜面向上1000 N的推力。將重為2000 N的物體從斜面底端勻速推至斜面頂端。已知斜面長4m、高1.5m，則此過程中的有用功為______J ，斜面的機械效率為______。使用斜面可以______ （選填“省力”或“省功”）。
【答案】 ①3×103 ②75 % ③省力
【解析】斜面作為簡單機械使用時，有用功等于克服物體重力做的功，因此
總功等于推力做的功，因此
所以，機械效率為
任何機械都不能省功，反而會需要做額外功。使用斜面的時候，推力比重力小，因此可以省力。
9. （2023湖北隨州）生活中有些低層建筑沒有電梯，房屋裝修時聰明的工人常用滑輪組提升沙石等物料。如下圖，物料及桶總質量為60kg，工人質量為80kg，工人的雙腳與水平地面接觸面積為400cm2，某段時間內工人將物料及桶緩緩勻速提升了3m。不計滑輪組和繩的重量及繩與輪之間的摩擦。圖中拉力的方向近似認為是豎直方向，g取10 N/kg。求：
（1）工人拉繩子的力是多大？
（2）這段時間內工人提升物料及桶做了多少功？
（3）這段時間內工人對地面的壓強是多少？
【答案】（1）300N；（2）1800J；（3）1.25×104Pa
【解析】（1）如圖所示，繩子的股數n=2，工人拉繩子的力為
（2）工人提升物料及桶做的功為
W=mgh=60kg×10N/kg×3m=1800J
（3）人受到豎直向下的重力、地面對人豎直向上的支持力和繩子對人豎直向上的拉力作用，這3個力是平衡的，即
m′g=F拉+F支持
因為支持力和壓力是一對相互作用力，大小相等，則工人對地面的壓力為
F壓= F支持= m′g- F拉=80kg×10N/kg-300N=500N
工人對地面的壓強為
答：（1）工人拉繩子的力是300N；
（2）這段時間內工人提升物料及桶做的功為1800J；
（3）這段時間內工人對地面的壓強是1.25×104Pa。
10. 如圖所示，司機師傅利用滑輪組把汽車從泥坑里拖出來（泥坑可近似看成水平面），在此過程中汽車勻速移動了1m，共用時5s，已知 汽車所受阻力為1200N，司機師傅的拉力功率為300W，在考慮滑輪組摩擦阻力影響因素條件下，求：
（1）司機師傅的拉力為多大？（2）滑輪組的機械效率是多少？
【答案】（1）500N；（2）80%．
【解析】使用滑輪組沿水平方向拉物體時，若物體移動s，承擔汽車與水平面間的摩擦力的繩的股數是n股，則繩自由端移動的距離s′=ns，動力作用的繩端移動的速度是物體移動速度的n倍。
（1）繩子自由端移動的距離s=ns汽車=3×1m=3m，
繩子自由端速度：v=s/t=3m/5s=0.6m/s，
由P===Fv得，工人的拉力：F===500N；
（2）拉力所做總功：W總=Fs=500N×3m=1500J；
工人所做有用功：W有用=fs汽車=1200N×1m=1200J，
滑輪組的機械效率：η=×100%=×100%=80%．
11. 如圖所示，工人用斜面向上、大小為500N的推力，將重800N的貨物從A點勻速推至B點；再用100N的水平推力使其沿水平臺面勻速運動5s，到達C點．已知AB長3m，BC長1.2m，距地面高1.5m．
試問：
（1）利用斜面搬運貨物主要是為了　 　。
（2）貨物在水平面上運動的速度為多少？
（3）水平推力做功的功率為多少？
（4）斜面的機械效率為多少？
【答案】（1）利用斜面搬運貨物主要是為了省力；
（2）0.24m/s；（3）24W；（4）80%．
【解析】（1）使用斜面可以省力；
（2）貨物在水平面上運動的距離為s=1.2m，所用時間為t=5s；
在水平面上運動的速度為：v===0.24m/s；
（3）水平推力做功的功率：P=Fv=100N×0.24m/s=24W；
（4）在斜面上推力做的功：W總=F′s=500N×3m=1500J；
做的有用功：W有=Gh=800N×1.5m=1200J；
則斜面的效率：η==×100%=80%
專題考情
方法策略
典例講析
專題精煉
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備戰2024中考二輪物理《高頻及難度考點沖刺》（全國通用）
專題08 滑輪組（含斜面）機械效率（高頻）計算問題
滑輪組（斜面）機械效率的計算是中考重點必考知識點，也是難點。出現的題型有選擇題3分、填空題2分至3分、綜合計算題8分或者9分，每年都會在這三種題型之一里體現。有時會出現探究滑輪組或斜面機械效率，也會涉及計算問題。所以2024年中考試卷里一定仍然會作為考查的重點。
1. 用滑輪組豎直提升物體有用功、額外功和總功以及機械效率的求法
（1）有用功W有用=Gh
（2）總功W總=Fs
（3）額外功W額外=W總—W有用
（4） s=nh
其中h是重物G被提升的高度，s是動力F 移動的距離， n是動滑輪上的繩子段數。
（5）滑輪組機械效率的求解
用滑輪組提升物體時，有用功和總功的比值.稱為滑輪組機械效率。
滑輪組機械效率公式：
η＝（W有用/W總）×100％　
η＝（W有用/W總）×100％= (G / nF ) ×100％
2. 用滑輪組水平拉動物體有用功、額外功和總功以及機械效率的求法
（1）有用功W有用= fs2
（2）總功W總= F s1
（3）額外功W額外=W總—W有用
（4）s1= ns2
其中 s1是動力F 移動的距離，s2是重物水平移動的距離，f是物體勻速運動受到的阻力， n是動滑輪上的繩子段數。
（5）滑輪組機械效率的求解
用滑輪組水平拉動物體時，有用功和總功的比值.稱為滑輪組機械效率。
滑輪組機械效率公式：
η＝（W有用/W總）×100％　
η＝（W有用/W總）×100％= (fs2/ F s1) ×100％
3. 斜面機械效率的求法
（1）有用功W有用=Gh
（2）總功W總=Fl W總=Gh+fl
（3）額外功W額外=W總—W有用 W額=fl
（4）滑輪組機械效率的求解
說明：G是物體重力，h是斜面高度，l是斜面長度，F是沿斜面拉動物體的外力，F是物體受到斜面的摩擦力。
一、滑輪組機械效率計算類問題
1. 用滑輪組豎直方向提升物體時機械效率計算類問題
【例題1】（2023河南省） 如圖所示，在的拉力F作用下，用滑輪組將重為的貨物勻速提升，在內貨物豎直上升了，不計繩重及滑輪上的摩擦。下列說法正確的是（　　）
A. 滑輪組做的有用功為
B. 拉力做功的功率為
C. 滑輪組的機械效率為
D. 此滑輪組提升的貨物越輕、機械效率越大
【答案】C
【解析】A．拉力做的有用功
W有=Gh=300N×2m=600J
故A錯誤；
B．由圖可知，動滑輪上的繩子段數n=2，繩子自由端移動的距離
s=nh=2×2m=4m
拉力做的總功
W總=Fs=200N×4m=800J
拉力做功的功率
故B錯誤；
C．滑輪組的機械效率
故C正確；
D．由不計繩重和摩擦時
可知，動滑輪的重力一定，提升的貨物越輕，即G越小，機械效率越小，故D錯誤。故選C
2. 用滑輪組水平方向拉動物體時機械效率計算類問題
【例題2】如圖所示，重為800N的物體在100N的水平拉力F的作用下以0.1m/s的速度沿水平地面，向左勻速直線運動了20s，滑輪組的機械效率為60%，在此過程中，下列說法正確的是（　　）
A．繩子自由端移動距離為4m
B．物體與地面間的滑動摩擦力大小為120N
C．額外功的功率為12W
D．若物體的重力和運動速度不變，只增大水平地面的粗糙程度，則滑輪組的機械效率會降低
【答案】C
【解析】（1）知道物體移動速度和時間，利用s＝vt求物體移動距離，由圖知，n＝3，根據s自由端＝3s物求出自由端移動的距離；
（2）知道機械效率和拉力大小，利用η＝＝＝＝求出滑動摩擦力；
（3）根據W總＝Fs求出總功，利用機械效率公式計算有用功，根據W額＝W總﹣W有，利用P＝求出額外功的功率；
（4）水平使用滑輪組，克服物體受到的摩擦力做的功為有用功，該滑輪組的機械效率的影響因素：一是物體受到的摩擦力，二是繩子與滑輪之間的摩擦。
A．由v＝可得，物體移動的距離：s物＝v物t＝0.1m/s×20s＝2m，
由圖知，n＝3，則繩子自由端移動的距離：s自由端＝3s物＝3×2m＝6m，故A錯誤；
B．由η＝＝＝＝×100%可得，物體與地面間的滑動摩擦力：f＝η×3F＝60%×3×100N＝180N，故B錯誤；
C．總功：W總＝Fs自由端＝100N×6m＝600J，
有用功：W有＝ηW總＝60%×600J＝360J，
額外功：W額＝W總﹣W有＝600J﹣360J＝240J，
額外功的功率：P額＝＝＝12W，故C正確；
D．如果增大接觸面的粗糙程度，增大了摩擦力，增大了有用功，而額外功幾乎不變，有用功與總功的比值變大，機械效率變大，故D錯誤。
【點評】本題考查了水平使用滑輪組時有用功、總功、額外功的計算以及影響滑輪組機械效率的因素，關鍵是知道水平使用滑輪組時克服物體與地面間摩擦力做的功為有用功。
二、斜面機械效率計算類問題
【例題3】（2023湖南郴州）如圖所示，在斜面上將一個重10N的物體勻速拉到頂端所用的時間為。沿斜面向上的拉力，斜面中，，物體與斜面的接觸面積為100cm2，斜面對物體的支持力為。求；
（1）物體在斜面上的速度；
（2）物體對斜面的壓強；
（3）斜面的機械效率。（計算結果保留一位小數）
【答案】（1）1.25m/s；（2）800Pa；（3）66.7%
【解析】（1）物體的速度
（2）物體對斜面的壓力
接觸面積
物體對斜面的壓強
（3）斜面的高度
拉力做的有用功
拉力做的總功
斜面的效率
答：（1）物體在斜面上的速度是1.25m/s；
（2）物體對斜面的壓強是800Pa；
（3）斜面的機械效率是66.7%。
1. （2023內蒙古包頭）在小區改造工程中，工人師傅用滑輪組提升建筑材料，如圖所示。滑輪組掛在固定的鋼架上，每個滑輪重為150N。繩子自由端受到的拉力F為500N，材料在30s內勻速上升了3m，不計繩重和摩擦，下列說法正確的是（　　）
A. 繩子自由端速度為0.1m/s
B. 拉力F的功率為50W
C. 滑輪組的機械效率為90%
D. 鋼架受到的拉力為1500N
【答案】C
【解析】A．由圖可知，動滑輪上的繩子根數n=3，繩子在30s內移動的距離為
由可知，繩子自由端的速度為
故A錯誤；
B．由可知，拉力F的功率為
故B錯誤；
C．材料的重力為
滑輪組的機械效率為
故C正確；
D．鋼架受到的拉力為
故D錯誤。故選C。
2. （2023湖北鄂州）小剛用如圖所示的滑輪組，將重為10N的物體勻速提升0.5m，已知動滑輪重2N，不計繩重和摩擦，下列說法正確的是（　　）
A. 拉力F為5N
B. 有用功為10J
C. 繩子自由端移動的距離為1.5m
D. 該滑輪組的機械效率為83.3%
【答案】D
【解析】A．由圖中可知，動滑輪上有兩股繩子承重，故繩子自由端的拉力為
故A錯誤；
B．物體提升的高度為h=0.5m，故由W=Gh可得，所做的有用功為
W有=Gh=10N×0.5m=5J
故B錯誤；
C．因動滑輪上有兩股繩子承重，故繩子自由端移動的距離為
s=2h=2×0.5m=1m
故C錯誤；
D．由圖中可知，該滑輪組的機械效率為
故D正確。故選D。
3. 由于熱脹冷縮，戶外的導線在夏天會變得松弛，冬天又拉得很緊。某些地方用如圖所示的滑輪組來控制導線的松緊程度。某次導線對滑輪N的拉力為F，配重水泥塊（重為G）被勻速拉升的高度為h（不考慮滑輪自重，繩重和繩與滑輪之間的摩擦）。下列說法中正確的是（　　）
A. M是動滑輪
B. 拉力F=2G
C. 拉力F做的功為3Fh
D. 拉力F移動的速度與配重G上升的速度相同
【答案】B
【解析】A．在拉力F的作用下，N會隨著拉力一起移動，M不動，所以M是定滑輪，N是動滑輪，故A錯誤；
B．由于N是動滑輪，且n=2，不考慮滑輪自重，繩重和繩與滑輪之間的摩擦，拉力為
F=2G
故B正確；
C．拉力F做的功為
故C錯誤；
D．配重G上升速度是拉力F移動的速度的2倍，故D錯誤。故選B。
4. 如圖所示，用滑輪組提升重540N的物體，使它在10s內勻速上升1m，所用的拉力為200N，則在提升重物的過程中（不計繩重和摩擦），下列說法正確的是（　　）
A. 有用功為600J B. 動滑輪重60N
C. 滑輪組的機械效率為67.5% D. 拉力做功的功率為60W
【答案】BD
【解析】A．有用功是克服物體重力所做的功，根據題意可得有用功為
W有用=Gh=540N×1m=540J
故A錯誤；
B．由圖可知，該滑輪組的繩子承重段數n=3，又因為不計繩重和摩擦，根據公式可得，動滑輪的重為
故B正確；
C．由題意可得，根據公式可得，該滑輪組的機械效率為
故C錯誤；
D．由題意可得，在10s內繩子自由端的移動速度為
根據公式可得，拉力做功的功率為
故D正確。故選BD。
5．近期我國長江中下游許多省份因連續大雨發生洪澇災害。抗洪搶險小分隊成員李軍在一次行動中需要幫老百姓把一個質量為240kg的重物搬到2m高的車上。為了省力采用5m的長木板搭了一個斜面（如圖所示）。用1200N的力用了5min將重物勻速推到車上。關于此簡易斜面裝置，下列說法中正確的是（　　）
A．他對重物做了4800J的功
B．他做功的功率為16W
C．此次簡易斜面裝置的機械效率為50%
D．斜面是一種省力杠桿
【答案】D
【解析】A.做的總功：W總＝Fs＝1200N×5m＝6000J，故A錯誤；
B.做功的功率為：P＝＝＝20W，故B錯誤；
C.重物的重力：G＝mg＝240kg×10N/kg＝2400N，
李軍對重物做的有用功：
W有用＝Gh＝2400N×2m＝4800J，
簡易斜面裝置的機械效率：
η＝＝×100%＝80%，故C錯誤；
D.據課本知識可知，斜面本質上是一種省力杠桿，故D正確。
6. 一名建筑工人用如圖所示的滑輪組，將一個重為450N的貨物，在10s內沿豎直方向勻速提升了4m，建筑工人所用的拉力是300N。則該建筑工人所做的有用功是______J，建筑工人做功的功率是______W，該滑輪組的機械效率是______。
【答案】 1800 240 75%
【解析】將一個重為450N的貨物，在10s內沿豎直方向勻速提升了4m，該建筑工人所做的有用功是
繩子的有效段數為2，物體勻速提升了4m，則繩子自由端移動的距離
工人所做的總功是
建筑工人做功的功率是
該滑輪組的機械效率是
＝75%
7. 工人師傅用如圖所示滑輪組向樓上運送沙子，在30s內將45kg的沙子勻速向上豎直拉升了6m，繩子自由端的拉力是300N。這個過程中拉力做的功是_______J，此次運送沙子，滑輪組的機械效率是_______。
【答案】 3600 75%
【解析】繩子的作用股數為2，故繩子自由端被拉動的距離為
這個過程中拉力做的功是
拉力做的有用功為
滑輪組的機械效率是
8. 如圖所示，工人師傅用沿斜面向上1000 N的推力。將重為2000 N的物體從斜面底端勻速推至斜面頂端。已知斜面長4m、高1.5m，則此過程中的有用功為______J ，斜面的機械效率為______。使用斜面可以______ （選填“省力”或“省功”）。
【答案】 ①3×103 ②75 % ③省力
【解析】斜面作為簡單機械使用時，有用功等于克服物體重力做的功，因此
總功等于推力做的功，因此
所以，機械效率為
任何機械都不能省功，反而會需要做額外功。使用斜面的時候，推力比重力小，因此可以省力。
9. （2023湖北隨州）生活中有些低層建筑沒有電梯，房屋裝修時聰明的工人常用滑輪組提升沙石等物料。如下圖，物料及桶總質量為60kg，工人質量為80kg，工人的雙腳與水平地面接觸面積為400cm2，某段時間內工人將物料及桶緩緩勻速提升了3m。不計滑輪組和繩的重量及繩與輪之間的摩擦。圖中拉力的方向近似認為是豎直方向，g取10 N/kg。求：
（1）工人拉繩子的力是多大？
（2）這段時間內工人提升物料及桶做了多少功？
（3）這段時間內工人對地面的壓強是多少？
【答案】（1）300N；（2）1800J；（3）1.25×104Pa
【解析】（1）如圖所示，繩子的股數n=2，工人拉繩子的力為
（2）工人提升物料及桶做的功為
W=mgh=60kg×10N/kg×3m=1800J
（3）人受到豎直向下的重力、地面對人豎直向上的支持力和繩子對人豎直向上的拉力作用，這3個力是平衡的，即
m′g=F拉+F支持
因為支持力和壓力是一對相互作用力，大小相等，則工人對地面的壓力為
F壓= F支持= m′g- F拉=80kg×10N/kg-300N=500N
工人對地面的壓強為
答：（1）工人拉繩子的力是300N；
（2）這段時間內工人提升物料及桶做的功為1800J；
（3）這段時間內工人對地面的壓強是1.25×104Pa。
10. 如圖所示，司機師傅利用滑輪組把汽車從泥坑里拖出來（泥坑可近似看成水平面），在此過程中汽車勻速移動了1m，共用時5s，已知 汽車所受阻力為1200N，司機師傅的拉力功率為300W，在考慮滑輪組摩擦阻力影響因素條件下，求：
（1）司機師傅的拉力為多大？（2）滑輪組的機械效率是多少？
【答案】（1）500N；（2）80%．
【解析】使用滑輪組沿水平方向拉物體時，若物體移動s，承擔汽車與水平面間的摩擦力的繩的股數是n股，則繩自由端移動的距離s′=ns，動力作用的繩端移動的速度是物體移動速度的n倍。
（1）繩子自由端移動的距離s=ns汽車=3×1m=3m，
繩子自由端速度：v=s/t=3m/5s=0.6m/s，
由P===Fv得，工人的拉力：F===500N；
（2）拉力所做總功：W總=Fs=500N×3m=1500J；
工人所做有用功：W有用=fs汽車=1200N×1m=1200J，
滑輪組的機械效率：η=×100%=×100%=80%．
11. 如圖所示，工人用斜面向上、大小為500N的推力，將重800N的貨物從A點勻速推至B點；再用100N的水平推力使其沿水平臺面勻速運動5s，到達C點．已知AB長3m，BC長1.2m，距地面高1.5m．
試問：
（1）利用斜面搬運貨物主要是為了　 　。
（2）貨物在水平面上運動的速度為多少？
（3）水平推力做功的功率為多少？
（4）斜面的機械效率為多少？
【答案】（1）利用斜面搬運貨物主要是為了省力；
（2）0.24m/s；（3）24W；（4）80%．
【解析】（1）使用斜面可以省力；
（2）貨物在水平面上運動的距離為s=1.2m，所用時間為t=5s；
在水平面上運動的速度為：v===0.24m/s；
（3）水平推力做功的功率：P=Fv=100N×0.24m/s=24W；
（4）在斜面上推力做的功：W總=F′s=500N×3m=1500J；
做的有用功：W有=Gh=800N×1.5m=1200J；
則斜面的效率：η==×100%=80%
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