11.3如何提高机械效率

2020-2021学年沪粤版九年级上学期《11.3 如何提高机械效率》一．选择题（共10小题）
1．关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是（）
A．机械效率高的机器做功一定多
B．功率大的机器做功一定多
C．机械效率高的机器做功一定快
D．功率大的机器做功一定快
【分析】利用下列知识分析判断：
①功率是描述物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内所做的功，功率大则做功快；
②机械效率反映了机械的性能优劣，是有用功与总功的比值；
③机械效率与机械做功功率、做功多少、机械的省力情况等无关。

【解答】解：A、机械效率是指有用功与总功的比值，做功越多的机械，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定高，故A错误；
B、功率是功与时间的比值，功率越大的机械，做功快，因为时间不确定，所以做功多少
不能确定，故B错误；
C、机械效率是指有用功与总功的比值，功率反应物体做功的快慢，机械效率与机械功率
大小没有直接关系，故C错误；
D、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，故D正确。

故选：D。

【点评】深刻理解功、功率和机械效率的概念是解决此题的关键，要充分考虑选项中的条件，有些情况要适当运用公式说明。

2．关于机械效率，下列说法正确的是（）
A．机械效率高的机械做功一定多
B．使用机械可以省力，省力越多，机械效率越高
C．没有摩擦时，机械效率一定等于100%
D．做同样的有用功，额外功越小，机械效率越高
【分析】机械效率等于有用功与总功之比。

解决此题不仅要知道机械效率的概念，而且要清楚在使用机械时的总功、额外功与有用功。

【解答】解：机械效率等于有用功与总功之比，所以A、B错误；
滑轮组的额外功除了克服摩擦，更重要的是克服动滑轮的重力做的功，所以C说法错误。

做同样的有用功，额外功越少，有用功在总功中所占的比值越大，机械效率越高，所以D说法正确。

故选：D。

【点评】此题主要考查了学生对机械效率的理解，不单纯的考查其计算。

3．如图所示，用完全相同的滑轮组成甲、乙两种装置，分别将重1N的物体匀速提升相同的高度，滑轮重0.2N，不计摩擦和绳重，所用的拉力分别是F甲和F乙，机械效率分别是η甲、η乙，则（）
A．η甲＞η乙B．η甲＜η乙C．F甲＞F乙D．F甲＝F乙
【分析】（1）定滑轮不省力，而动滑轮省一半力；
（2）总功等于有用功与额外功之和，根据η＝×100%分析两装置的机械效率。

【解答】解：（1）甲图中，动滑轮省一半力，则F甲＝（G+G动）＝（1N+0.2N）＝
0.6N，
乙图中，定滑轮不省力，则F乙＝G＝1N，
所以，F甲＜F乙，故CD错误；
（2）不计绳重与摩擦，使用定滑轮时没有额外功，而使用动滑轮时，要对动滑轮本身做额外功，
由η＝×100%＝×100%可知，η甲＜η乙，故A错误，B正确。

故选：B。

【点评】本题考查了滑轮的特点和机械效率的概念，提升同一物体时，使用动滑轮时虽然省力，但要对动滑轮做额外功，故用动滑轮时的机械效率比定滑轮的低。

4．用规格相同的滑轮安装成甲、乙两个滑轮组提升重物，如图所示。

已知G1＝150N，G2＝200N，动滑轮重G动＝50N，滑轮与轴的摩擦忽略不计。

设甲的机械效率为η1，乙的
机械效率为η2，则下列关系正确的是（）
A．F1＜F2，η1＜η2B．F1＞F2，η1＞η2
C．F1＞F2，η1＜η2D．F1＜F2，η1＞η2
【分析】使用滑轮组时，滑轮与轴的摩擦忽略不计，①承担物重的绳子有几段，提起物体所用的力就是物重和动滑轮重的几分之一；
②已知物重和动滑轮重，利用机械效率变形公式得到滑轮组的机械效率。

【解答】解：
①在甲图中，承担物重的绳子n＝3，所以施加的拉力为F1＝（G1+G动）＝×
（150N+50N）≈67N；
在乙图中，承担物重的绳子n＝2，所以施加的拉力为F2＝（G2+G动）＝×（200N+50N）＝125N。

即F1＜F2；
②∵η＝＝＝＝，
∴甲滑轮组的机械效率为η1＝×100%＝×100%＝75%；
乙滑轮组的机械效率为η2＝×100%＝×100%＝80%。

即η1＜η2。

故选：A。

【点评】分析此题可以得到两点启发：使用滑轮组时，①承担物重的绳子段数越多越省力；②动滑轮重一定时，物重越大，机械效率越高。

5．朝鲜族有一种群众喜爱的娱乐跳板，若支点在跳板中央，当体重均为600N的两名运动
员从1.5m处由静止下落到跳板一端时，静止于另一端重为450N的女运动员被向上弹起3m高，若不计空气阻力，跳板的机械效率为（）
A．100%B．90%C．75%D．25%
【分析】根据W＝Gh分别求出有用功和总功，根据机械效率公式求出跳板的机械效率。

【解答】解：两名运动员做的总功为：W总＝2G1h1＝2×600N×1.5m＝1800J；
对女运动员做的有用功：W有＝G2h2＝450N×3m＝1350J；
跳板的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝75%
故选：C。

【点评】本题考查了有用功、总功和机械效率的计算，关键是分清两名运动员对木板做的功是总功，木板对女运动员做的功是有用功。

6．小车使用如图所示滑轮组匀速提升重物，在10s内将400N的重物匀速提升到3m高处，所用拉力大小为200N，下列选项正确的是（）
A．拉力所做的功为600J
B．拉力做功的功率为120W
C．绳子自由端移动的速度为0.6m/s
D．该滑轮组的机械效率约为66.7%
【分析】由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳端移动的距离，根据v＝求出绳子自由端移动的速度，根据W＝Gh求出有用功，根据W＝Fs求出拉力所做的功，根据P＝求出拉力做功的功率，根据η＝×100%求出滑轮组的机械效率。

【解答】解：由图可知，n＝3，则绳端移动的距离：
s＝nh＝3×3m＝9m，
绳子自由端移动的速度：
v＝＝＝0.9m/s，故C错误，
有用功：
W有＝Gh＝400N×3m＝1200J，
拉力所做的功：
W总＝Fs＝200N×9m＝1800J，故A错误；
拉力做功的功率：
P＝＝＝180W，故B错误；
滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝66.7%，故D正确。

故选：D。

【点评】本题考查了速度公式和做功公式、功率公式、滑轮组机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。

7．用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，绳子所能承受的最大拉力相同。

不计绳重及摩擦，两装置匀速提升物体的重力最大时，则下列说法正确的是（）
A．提起最大重物的重力大小不相等，甲滑轮组的机械效率高
B．提起最大重物的重力大小不相等，乙滑轮组的机械效率高
C．提起最大重物的重力大小相等，滑轮组的机械效率相同
D．提起最大重物的重力大小不相等，滑轮组的机械效率相同
【分析】（1）由图判断通过动滑轮绳子股数n，不计绳重及摩擦时根据F＝（G物+G动）得出提起最大重物的重力关系；
（2）由甲、乙两图可知，两装置都匀速提升最大的重物，不计绳重及摩擦时，克服动滑轮的重力做的额外功相同，根据所做的有用功的多少即可得出它们机械效率的大小关系。

【解答】解：
（1）不计绳重及摩擦时，
根据F＝（G物+G动）可得：G物＝nF﹣G动，
由甲、乙两图可知，n甲＝2，n乙＝3，
滑轮（G动）相同且绳子所能承受的最大拉力（F）相同，所以乙滑轮组提升重物的重力大于甲滑轮组重物的重力；
（2）不计绳重及摩擦时，克服动滑轮的重力做的额外功相同，乙滑轮组提升的重物大，做的有用功大，机械效率高。

由此可知，ACD错误，B正确。

故选：B。

【点评】理解机械效率的含义，明确额外功的产生原因，能分析出额外功相同是正确解答本题的关键。

8．用如图所示的滑轮组（不计绳重和绳子与滑轮的摩擦力），滑动轮的重力为15N把60N 的重物1s内匀速提高1m时，下列说法正确的是（）
A．机械效率为75%
B．绳子自由端向下移动速度为1m/s
C．拉力做功的功率为37.5W
D．绳子的拉力为37.5N
【分析】由图可知，动滑轮绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳端移动的距离，根据v ＝求出绳子自由端向下移动速度，不计绳重和绳子与滑轮的摩擦力，根据F＝（G+G
）求出拉力的大小，根据W＝Fs求出拉力做的功，根据P＝求出拉力做功的功率，根动
据W＝Gh求出有用功，利用η＝×100%求出滑轮组的机械效率。

【解答】解：由图可知，n＝2，则绳端移动的距离：
s＝nh＝2×1m＝2m，
绳子自由端向下移动速度：
v＝＝＝2m/s，故B错误；
不计绳重和绳子与滑轮的摩擦力，绳子的拉力：
F＝（G+G动）＝（60N+15N）＝37.5N，故D正确；
拉力做的功：
W总＝Fs＝37.5N×2m＝75J，
拉力做功的功率：
P＝＝＝75W，故C错误；
有用功：
W有＝Gh＝60N×1m＝60J，
滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝80%，故A错误。

故选：D。

【点评】本题考查了速度公式、有用功、总功、滑轮组绳子拉力和滑轮组机械效率的计算，明确的滑轮组绳子的有效股数和s＝nh是关键。

9．利用如图所示的杠杆将重为3N的物体缓慢匀速提高10cm，手的拉力F为2N，手移动的距离s为30cm．则杠杆的机械效率为（）
A．22%B．33%C．50%D．67%
【分析】已知拉力的大小和拉力移动的距离，根据公式W＝FS可求拉力所做的功；还知道物体的重力和物体升高的高度，根据公式W＝Gh可求有用功；有用功和总功的比值就是机械效率。

【解答】解：有用功为W有用＝Gh＝3N×0.1m＝0.3J
拉力所做的功为W总＝Fs＝2N×0.3m＝0.6J；
杠杆的机械效率为η＝×100%＝×100%＝50%。

故选：C。

【点评】本题考查了使用杠杆时有用功、总功和机械效率的计算，关键知道有用功、总功和机械效率的计算公式的应用。

10．用200N的拉力沿斜面向上匀速拉动一个重为500N的物体，如果这个斜面的机械效率是80%，则这个斜面的高与斜面的长度之比是（）
A．2：5B．1：2C．8：25D．1：3
【分析】使用斜面时，利用W＝Gh可求有用功，利用W＝Fs可求总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比，据此求斜面的高与斜面的长度之比。

【解答】解：
拉力做的有用功W有用＝Gh，
拉力做的总功W总＝Fs，
该斜面的机械效率：
η＝＝＝＝80%，
这个斜面的高与斜面的长度之比：
h：s＝80%×＝8：25。

故选：C。

【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、机械效率的计算，明确有用功、总功的含义是关键。

二．填空题（共10小题）
11．有用功和额外功的总和叫做总功。

有用功跟总功的比值叫机械效率，机械效率总是小于（填“小于”“等于”或“大于”）1。

【分析】使用机械时，人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功；对完成任务没有用，但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功。

有用功与总功的比值叫机械效率。

【解答】解：
（1）有用功和额外功的总和叫总功，有用功与总功的比值叫机械效率；
（2）使用机械时，不可避免地要做额外功，所以总功一定大于有用功，由η＝×
100%可知，机械效率一定小于1。

故答案为：有用功；额外功；有用功；总功；小于。

【点评】本题考查了有用功、总功和额外功的关系以及机械效率的定义，要注意使用任何机械都不可避免地做额外功，所以机械效率一定小于1。

12．如图，滑轮重小于物重（绳重、摩擦不计）．使用甲图滑轮最大的好处是可以改变力的方向；若匀速提升相同的重物，则F甲＞F乙、机械效率ŋ甲＞ŋ乙（“＜”、“＝”、“＞”）。

【分析】定滑轮是指固定不动的滑轮，动滑轮是指和物体一块移动的滑轮；定滑轮的特点是能够改变力的方向，但是不能省力；动滑轮的特点是能够省一半力，但是费距离。

【解答】解：甲图是一个定滑轮，定滑轮的特点是能够改变力的方向，但是不能省力，因此F甲＝G；
乙图是一个动滑轮，且动滑轮重小于物重，动滑轮的特点是能够省一半力，故F乙＝（G
+G）＜G；所以F甲＞F乙。

动
若分别将质量相同的两物体匀速提升相同的高度，乙图中应提升动滑轮而产生额外功，所以其机械效率η甲＞η乙。

故答案为：可以改变力的方向；＞；＞。

【点评】此题主要考查定滑轮和动滑轮的定义以及它们各自的特点，要注意在乙图中动滑轮的重不能忽略，但是它小于物重。

13．如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体，物体重100N，滑轮重25N，绳重和摩擦不计。

图甲中F甲＝100N，图乙装置的机械效率η乙＝80%，若图乙
中再加挂一物体，机械效率将变大。

【分析】（1）甲滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮不省力，拉力F＝G；
（2）乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，有用功W有用＝Gh，总功W总＝（G+G轮）h，机械效率等于有用功和总功之比；
（3）增大机械效率的方法有二：一是增大有用功，即提升更重的重物；二是减小额外功，如减小摩擦、减轻动滑轮重。

【解答】解：
（1）由图可知，甲滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮不省力，
所以拉力等于物体的重力，即F甲＝G＝100N；
（2）乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，有用功W有用＝Gh，总功W总＝（G+G轮）h，则动滑轮的机械效率η乙＝＝＝＝×100%＝80%；
（3）当提升重物的重力增加，做的有用功就变大，而额外功几乎不变，有用功在总功中所占的比例变大，所以机械效率变大。

故答案为：100；80%；变大。

【点评】本题考查了定滑轮的特点、机械效率的计算和增大机械效率的方法，确定甲乙滑轮的种类是关键。

14．某同学测量滑轮组的机械效率的实验装置如图所示。

实验时把7.2N的物体吊在滑轮上，向上缓慢拉动弹簧测力计，测出2s内绳端移动的距离为30cm。

图中弹簧测力计示数为3N，拉力做功的功率为0.45W，滑轮组机械效率为80%。

【分析】（1）先确定弹簧测力计的分度值，再根据指针位置读数；
（2）利用W＝Fs求拉力做功，再利用P＝求拉力做功功率；
（3）由图知，n＝3，拉力端移动距离s＝3h，据此求物体升高的高度，利用W＝Gh求拉力做的有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。

【解答】解：
（1）由图可知，弹簧测力计的分度值为0.5N，示数为3N，即拉力F＝3N；
（2）拉力做功：
W总＝Fs＝3N×0.3m＝0.9J，
拉力做功的功率：
P＝＝＝0.45W；
（3）由图知，n＝3，拉力端移动距离s＝3h＝30cm，则物体升高的高度h＝10cm＝0.1m，拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝7.2N×0.1m＝0.72J，
滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%＝80%。

故答案为：3；0.45；80。

【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算，明确有用功、总功的含义是关键。

15．用动力臂是阻力臂3倍的杠杆将600N的货物抬高30cm，手向下压杠杆的力是250N，手下降的高度是90cm，人做的总功是225J，有用功是180J，这根杠杆的机械效率是80%。

【分析】机械效率就是有用功除以总功。

对于杠杆来说，总功就是手用的力所做的功，有用功就是重物被提高所做的功。

而且对于杠杆来说，动力臂是阻力臂的几倍，动力移动的距离就是阻力移动距离的几倍（这点和滑轮组有些类似，可以对比一下）。

【解答】解：因为动力臂是阻力臂的3倍，所以动力（手）移动的距离就是货物移动距离的3倍，也就是3×30＝90cm；
而手用的力是250N，所以手（人）做的总功就是W总＝FS＝250×0.9＝225J；
有用功就是货物被举高做的功，即W有用＝Gh＝600×0.3＝180J；
所以这根杠杆的机械效率就是。

故本题的答案为：90；225；180；80%
【点评】初中涉及的机械主要就是杠杆和滑轮，相对来说，对滑轮的考查会更多一些。

而对机械效率、有用功、总功，所有的机械道理都是一样的，所以要在掌握滑轮的相关计算的基础上，来理解杠杆的机械效率、有用功、总功。

16．某同学利用平行于斜面的力将物体沿斜面底端匀速拉上顶端，已知沿斜面的长为5m，
高度为3m，底边长为4m，斜面对物体的支持力为240N，此过程中机械效率为90%，则根据题给条件我们可以判断沿斜面向上的拉力大于摩檫力（选填“大于”“等于”或“小于”）；支持力对物体做的功为0J
【分析】（1）利用斜面做的有用功W有＝Gh，利用η＝求该过程中人做的功（即
总功），再利用W总＝Fs求拉力的大小；克服摩擦力所做的额外功等于总功减去有用功，利用W额＝fs求物体和斜面间的滑动摩擦力，可得沿斜面向上的拉力与摩檫力大小关系；（2）做功的必要条件：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离。

【解答】解：
（1）利用斜面做的有用功：
W有＝Gh＝G×3m，
由η＝＝90%可得，该过程中人做的功（即总功）：
W总＝＝，
由W总＝Fs可得，拉力的大小：
F＝＝＝G，
克服摩擦力所做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝﹣G×3m＝×G×3m，
由W额＝fs可得，物体和斜面间的滑动摩擦力：
f＝＝＝G，
可见，F＞f，
即：沿斜面向上的拉力大于摩檫力；
（2）因为物体受到的支持力与斜面垂直，所以物体在支持力的方向上没有移动距离，所以支持力对物体不做功，即做功为0J。

故答案为：大于；0。

【点评】本题考查了功的公式和机械效率公式的应用以及做功的必要条件，明确有用功和总功以及额外功是关键。

17．用同一滑轮组提升不同的重物时，物体的重力越大，机械效率越高；用不同的滑轮组提升相同的物体时，动滑轮的个数越多、重力越大，机械效率越低。

【分析】机械效率是指有用功占总功的比值，因此，在提升重物一定的情况下，所使用的动滑轮越多，所做的额外功就越多，滑轮组的机械效率会越低。

而在滑轮组不变的情况下，增加物重，相当于增加了有用功，可以使滑轮组的机械效率提高。

【解答】解：
（1）机械效率是指有用功占总功的比值，用同一滑轮组提升不同的重物时，物体的重力越大，所做的有用功越多，额外功一定的情况下，有用功占总功的比例大，所以机械效率越高；
（2）用不同的滑轮组提升相同的物体时，动滑轮的个数越多、重力越大，所做的额外功越多，在有用功相同的情况下，有用功占总功的比例小，所以机械效率越低。

故答案为：越高；低。

【点评】本题主要考查了对机械效率影响因素的理解，包括机械效率高低与动滑轮个数、提升物体重力因素的关系，是我们应该熟知的。

18．小红在升国旗时，感到向下拉绳子所用的力，要比直接提起国旗所用的力大很多。

她想到，升国旗采用的定滑轮机械效率是不是很低呢？她用了一个量程合适的弹簧测力计，测出了定滑轮的机械效率。

小红的实验步骤如下，请你把步骤填写完整：
①用弹簧测力计测出国旗受到的重力G；
②用弹簧测力计匀速向下拉动绳子，读出弹簧测力计示数F；
③定滑轮的机械效率表达式η＝。

【分析】测量拉力时测力计不是匀速地移动会影响测力计读数的准确；计算滑轮组机械效率时，找准有用功和总功，利用公式η＝，可解决。

【解答】解：实验中测拉力时，线绳的自由端挂在测力计的挂钩上，手握测力计面板使测力计匀速竖直向下拉动，读出测力计在移动时的示数；
有用功：W有＝Gh
拉力移动的距离：s＝h
拉力做的总功：W总＝Fs＝Fh
定滑轮的机械效率表达式η＝＝＝
故答案：匀速；
【点评】定滑轮只能改变力的方向，并且拉力移动的距离等于物体移动的距离。

19．在研究性学习中，有一组同学设计了“测定斜面的机械效率”的实验。

如图所示，用高为30cm的木块将带有刻度的平木板垫起，构成一个斜面，并使它固定，把小车放在斜面底端A，用弹簧测力计拉着小车从位置A沿斜面匀速上升到B位置，上升过程中弹簧测力计的示数如图所示。

（1）根据题中提供的信息，在下面的实验记录表格中完成相关的内容：
小车的重力G/N沿斜面的拉力F/N小车沿斜面上升的距
离S/m
小车上升高度h/m
20.80.4
（2）根据以上的实验记录，完成下列计算：拉力F在这过程中做的有用功是
0.8J．拉
力F在这过程中做总功是 1.2J．该次实验的机械效率是66.7%。

【分析】（1）由图示弹簧测力计确定其分度值，读出其示数。

（2）由W＝Gh求出有用功，由W＝Fs求出总功，应用效率公式求出机械效率。

【解答】解：（1）由图示弹簧测力计可知，其分度值为0.1N，示数为1.5N。

（2）由表中实验数据可知：
①有用功W有用＝Gh＝2N×0.4m＝0.8J；
②总功W总＝Fs＝1.5N×0.8m＝1.2J；
③机械效率η＝×100%＝×100%≈66.7%。

故答案为：（1）1.5；（2）0.8；1.2；66.7%。

【点评】此题主要考查了弹簧测力计的读数、求有用功、总功、机械效率，难度不大，掌握基础知识即可正确解题，是一道基础题。

20．用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。

实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。

实验中，将杠杆拉至图中虚线位置测力计的示数F ＝0.5N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为66.7%。

若只将钩码的悬挂点由A移至B，O、C位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

【分析】机械效率就是有用功除以总功。

对于杠杆来说，总功就是手用的力所做的功，有用功就是重物被提高所做的功。

而且对于杠杆来说，动力臂是阻力臂的几倍，动力移动的距离就是阻力移动距离的几倍。

【解答】解：
（1）在实验过程中，有用功是：W有用＝Gh＝1.0N×0.1m＝0.1J，
总功是：W总＝Fs＝0.5N×0.3m＝0.15J，
所以杠杆的机械效率是：η＝×100%＝×100%＝66.7%。

（2）将钩码的悬挂点由A移至B，O、C位置不变，仍将钩码提升相同的高度，有用功不变；
由于额外功是提升杠杆所做的功，悬挂点由A移至B后，杠杆实际提升的高度变小，所以额外功也变小，则总功变小，所以杠杆的机械效率将变大。

故答案为：66.7%；变大。

【点评】（1）机械效率的计算是同学们应该掌握的基本技能，关键是搞清楚有用功和总功，一般来说，使用机械所用外力做的功是总功，而克服提升重物重力做的功是有用功。

（2）在类似的实验中，合理运用了控制变量法，有助于解答。

三．实验探究题（共2小题）
21．某学习小组利用如图所示的装置测定滑轮的机械效率。

将两个相同的钩码提升相同的高度，则甲的机械效率较高，主要原因是做的有用功相同，第二次使用动滑轮做的额外功多、总功多，有用功和总功的比值小。

【分析】将两个相同的钩码提升相同的高度，做的有用功相同；两次做的额外功不同，而总功等于有用功加上额外功，两次做的总功多，而机械效率等于有用功和总功的比值大，可得机械效率的大小关系。

【解答】解：
将两个相同的钩码提升相同的高度，由W有用＝Gh可知，做的有用功相同；而第二次需要提升动滑轮做功，做的额外功多，而总功等于有用功加上额外功，所以第二次做的总功多，这样第二次有用功和总功的比值小，即甲的机械效率高、乙的机械效率低。

故答案为：甲；做的有用功相同，第二次使用动滑轮做的额外功多、总功多，有用功和总功的比值小。

【点评】本题考查了滑轮组机械效率大小的比较，明确有用功、额外功、总功的概念以及大小关系是关键。

22．如图是同学们探究“影响滑轮组机械效率因素”的实验装置，请完成以下问题：（忽略摩擦及绳重）
（1）实验中用到的测量工具除刻度尺外还有弹簧测力计。

（2）下表记录了实验中的部分数据：第4次实验中的机械效率是80%。

（只写计算结果）
（3）分析1、2、3次实验数据，你认为他们可以探究滑轮组机械效率与物体重力的具体关系。

你这样认为的理由是动滑轮重一定时，滑轮组所提升的物体越重机械效率
越高
实验次
数
钩码重
G钩/N
动滑轮重
G动/N
机械效
率η
120.580.8%
230.585.7%
340.588.9%
44 1.080%
【分析】（1）根据表格中要测量的物理量来选取测量工具；
（2）忽略摩擦及绳重，故克服动滑轮的重做的功为额外功的唯一来源，根据η＝＝＝＝×100%求出滑轮组的机械效率；
（3）分析1、2、3次实验数据，由控制变量法，找出相同量和不同时，可以探究滑轮组机械效率与变化量的关系。

【解答】解：（1）由表中数据知，验中需要测量钩码重和动滑轮重，故还需用到的测量力的工具﹣﹣﹣﹣﹣﹣弹簧测力计。

（2）由表格数据可知，第4次实验时，G钩＝4N，G动＝1N。

由于忽略摩擦及绳重，故克服动滑轮的重做的功为额外功的唯一来源，所以滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%＝80.0%；
（3）分析1、2、3次实验数据，动滑轮重相同，钩码重不同，滑轮组的机械效率也不同；故他们可以探究滑轮组机械效率与所提升物体的重力的关系。

理由：由表格数据可知，G钩1＝2N，G钩2＝3N，G钩3＝4N，钩码重的关系为G钩1＜G钩
2＜G钩3；
η1＝80.0%，η2＝85.7%，η3＝88.9%，机械效率的关系为η1＜η2＜η3，
动滑轮重的关系为G动1＝G动2＝G动3＝0.5N；
可得到的结论为：动滑轮重一定时，滑轮组所提升的物体越重机械效率越高。

故答案为：（1）弹簧测量力计；（2）80%；（3）物体重力；动滑轮重一定时，滑轮组所提升的物体越重机械效率越高。

【点评】本题考查了探究“影响滑轮组机械效率因素”的实验，考查所用的测量工具，机械效率的计算和数据分析能力，只有“忽略摩擦及绳重”这个条件，克服动滑轮的重做的功才为额外功的唯一来源。

四．计算题（共2小题）
23．如图所示，工人用250N的力将400N的物体匀速提升2m。

（摩擦和绳重不计）求：（1）动滑轮的重力；
（2）动滑轮的机械效率。

【分析】（1）使用动滑轮，承担物重的绳子股数n＝2，摩擦和绳重不计，拉力F＝（G+G
），据此求动滑轮重力；
动
（2）克服物体的重力所做的功是有用功，利用W＝Gh即可求出有用功；动滑轮的机械效率等于有用功与总功的比值。

【解答】解：
（1）由图知，使用的是动滑轮，n＝2，
摩擦和绳重不计，拉力F＝（G+G动），
则动滑轮的重力：
G动＝2F﹣G＝2×250N﹣400N＝100N；
（2）拉力端移动的距离：
s＝2h＝2×2m＝4m；。