初中物理人教版八年級下冊12.3 機械效率精品課時練習

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?人教版 八年級物理下冊 第12章《簡單機械》
第3節(jié) 機械效率 講義
（知識點總結+例題講解）

序號
知識點
難易程度
例題數(shù)
變式題數(shù)
合計
一
有用功和額外功
★
3
3
22
二
機械效率
★★
4
4
三
測量滑輪組的機械效率
★★
2
2
四
杠桿和斜面的機械效率
★★
2
2

一、有用功、額外功、總功：
1.有用功（W有） ：為了達到工作目的，必須要做的功。
如右圖，克服物體重力所做的功就是有用功：
W有=Gh
G：物體的重力；
h：物體提升的高度；
2.額外功（W額）：對人們沒有用但不得不做的功；
3.總功（W總）：利用機械做功時，對機械所做的功叫做總功；
4.說明：
（1）W總=W有+W額
（2）總功、有用功、額外功的單位都是焦（J）。
5.杠桿和斜面做功：






【例題1】水桶掉進水里，打撈時桶里帶些水，下列所述中屬于有用功的是（　　）
A.把桶中水提高做的功 B.手對繩子拉力做的功
C.提整個桶做的功 D.把桶提高做的功
【答案】D
【解析】從有用功、額外功和總功的定義方面進行解答；有用功的定義是完成一件事情而不得不做的功，簡單理解，有用功是與你的目的直接相關的；其他無實用價值而又不得不做的功，叫額外功。
解：水桶掉進水里，我們的目的就是為了把桶提上來，所以對桶做的功為有用功；
但水桶里面有一些水，又不得不對水做功，所以對水做的功為額外功；
手對繩子拉力做的功，包括對水做的功、對桶做的功、對繩子做的功，為總功。
故ABC錯、D正確。
故選：D。
【變式練習1】甲吊車比乙吊車的機械效率高，當它們分別把相同質量的物體勻速提升相同高度時，則（　?。?br /> A.甲吊車的電動機做的有用功較多B.甲吊車的電動機做的總功較多
C.乙吊車的電動機做的額外功較多D.甲、乙兩吊車的電動機做的總功相同
【答案】C
【解析】甲吊車的機械效率比乙吊車的機械效率高，說明甲吊車所做的有用功在總功中占的比值比乙吊車大；把相同質量的物體提高相同的高度，根據公式W有用＝Gh＝mgh可知：兩輛吊車所做的有用功相同；機械效率不同，是因為做的額外功不同，導致總功不同。
解：A、根據公式W有用＝Gh＝mgh可知甲、乙吊車做的有用功相同，此選項錯誤，不符合題意；
B、已知甲吊車的機械效率高，有用功相同，甲吊車的總功較少，此選項錯誤，不符合題意；
C、兩輛吊車做的有用功相同，乙的效率較低，所以乙吊車做的額外功較多，此選項正確，符合題意；
D、已知甲吊車的機械效率高，有用功相同，甲吊車的總功較少，此選項錯誤，不符合題意。
故選：C。
【例題2】賣茶杯的人，從貨架上拿起茶杯；喝茶水的人，從桌面上端起盛茶水的茶杯，就兩人克服茶杯重力做功的下列說法中正確的是（　?。?br /> A.都是有用功B.都是額外功
C.對喝茶的人而言是有用功D.對賣茶杯的人而言是有用功
【答案】D
【解析】有用功是指對人有用的功，額外功是指對人無用卻又不得不做的功。
解：（1）賣茶杯的人，從貨架上拿起茶杯，克服茶杯重力做的功是有用功；
（2）喝茶水的人，目的是端水，因此對水做的功是有用功，克服茶杯做的功是額外功。
故選：D。
【變式練習2】如圖所示，小明用桶把一些沙子運上三樓。在此過程中（　　）
A.小明克服自身重力所做的功是總功
B.小明克服沙子重力所做的功是有用功
C.小明克服沙子重力所做的功是額外功
D.小明克服桶的重力所做的功是有用功
【答案】B
【解析】從人做功的目的出發(fā)，對我們有用的功叫有用功；并非我們需要，但又不得不做的功叫額外功；有用功和總功的總和叫總功。
解：小明用桶把一些沙子運上三樓，對克服沙子重力做的功為有用功；為了提升沙子不得不克服自身重力、克服桶的重力所做的功為額外功；
克服沙子重力做的功、克服自身重力、克服桶的重力所做的功之和為總功。
可見，B正確、ACD錯。
故選：B。
【例題3】如圖所示，斜面長度為4m，高度為1.5m，用平行于斜面的拉力F＝50N，將重為100N的物體由斜面的底端勻速拉到頂端，拉力對物體做的有用功為　　J，拉力做總功　　J，物體受到的摩擦力　　N。

【答案】150；200；12.5。
【解析】使用斜面時有用功為克服物體重力做的功，根據W有用＝Gh求拉力對物體做的有用功；根據W總＝Fs求拉力做的總功；克服摩擦力所做的額外功等于總功減去有用功，再利用W額＝fs求物體受到的摩擦力。
解：拉力對物體做的有用功：W有用＝Gh＝100N×1.5m＝150J，
拉力做的總功：W總＝Fs＝50N×4m＝200J，
克服摩擦力所做的額外功：W額＝W總﹣W有用＝200J﹣150J＝50J，
由W額＝fs可得物體受到的摩擦力：f=W額s=50J4m=12.5N。
故答案為：150；200；12.5。
【變式練習3】如圖所示是電動傳送機，傳送帶斜面長15m，高7.5m，每袋貨物質量m＝30kg。傳送機勻速傳送一袋貨物到A處所做的有用功為　　J，傳送機工作時的機械效率是75%，則傳送一袋貨物所做的額外功是　　J．（g取10N/kg）

【答案】2250；750。
【解析】（1）知道傳送貨物的質量，利用W＝Gh＝mgh求傳送一袋貨物所做的有用功；
（2）知道傳送機工作時的機械效率，利用η=W有W總求總功，傳送一袋貨物所做的額外功等于總功減去有用功。
解：（1）傳送一袋貨物所做的有用功：W有＝Gh＝mgh＝30kg×10N/kg×7.5m＝2250J；
（2）由η=W有W總可得總功：W總=W有η=2250J75%=3000J，
傳送一袋貨物所做的額外功：W額＝W總﹣W有＝3000J﹣2250J＝750J。
故答案為：2250；750。
二、機械效率：
1.意義：在保證所做有用功一定的情況下，人們總是希望額外功在總功中所占的比例越少越好。有用功占總功的比例反映了機械的一項性能，在物理學中用機械效率來表示。
2.定義：物理學中，將有用功跟總功的比值叫做機械效率；用符號η表示；
3.公式：；
4.物理意義：機械效率是標志機械做功性能好壞的重要指標，機械效率越高，機械的性能越好；
5.說明：
（1）機械效率只有大小，沒有單位；
（2）由于有用功總小于總功，所以機械效率總小于1 ；
（3）機械效率通常用百分數(shù)表示；
（4）對一個機械來說，機械效率不是固定不變的，機械效率反映的是機械在一次做功過程中有用功跟總功的比值，同一機械在不同的做功過程中，有用功不同，機械效率也會不同。
【例題4】下列說法中正確的是（　?。?br /> A.機械效率高的機械，做功就越多B.功率大的機械，做功就越多
C.功率小的機械，其機械效率越低D.功率大的機械，做功就越快
【答案】D
【解析】（1）機械效率等于有用功與總功的比值，反映了有用功在總功中所占比例的大?。?br /> （2）功率表示物體做功快慢的物理量，即P=Wt。
解：A、機械效率等于有用功與總功的比值，反映了有用功在總功中所占比例的大小，所以機械效率高的機械，做功不一定越多，故A錯誤；
B、功率大的機械，做功不一定越多，因為做功的時間不明確，故B錯誤；
C、功率和機械效率是兩個不同的物理概念，二者沒有必然的聯(lián)系，故C錯誤；
D、功率表示物體做功快慢的物理量，機械功率越大，則機械做功越快，故D正確。
故選：D。
【變式練習4】關于功、功率和機械效率相互關系的說法中，正確的是（　?。?br /> A.機械效率越高，機械做功越快B.做功越多的機械，機械效率越高
C.功率越大的機械，做功越多D.做功越快的機械，功率越大
【答案】D
【解析】根據功、功率、機械效率的關系分析。功率是單位時間內做的功的多少，機械效率是有用功與總功的比值。
解：A、功率是單位時間內做的功的多少，機械效率是有用功與總功的比值，機械效率高，只能說明所做的有用功占總功的比值大，不能說明做功的快慢，故A錯誤；
B、由于機械效率是有用功與總功的比值，故做功多，不一定機械效率就大，故B錯誤；
C、功率是表示做功快慢的物理量，功率大說明做功快，如果做功時間為零，則做功為零，故C錯誤；
D、功率是表示做功快慢的物理量，做功快說明功率大，故D正確。
故選：D。
【例題5】　　和　　的比值稱為機械效率。使用機械時，由于存在額外功，因此所做的有用功必　　總功，因此，機械效率必　　1．（填：“小于”、“大于”或“等于”）
【答案】有用功；總功；小于；小于。
【解析】在使用機械時，人們?yōu)橥瓿赡稠椚蝿毡仨氉龅墓杏杏霉Γ粚ν瓿扇蝿諞]有用但不得不做的功叫額外功；有用功與額外功之和叫總功；有用功與總功的比值叫機械效率。
解：有用功和總功的比值，叫做機械效率；
只要使用機械，就必然會在機械上消耗一部分額外功，也就是說額外功總是存在的，所以有用功總是會小于總功，機械效率總是小于1。
故答案為：有用功；總功；小于；小于。
【變式練習5】某機械的效率為50%，表示該機械做功時，　　功在總功中的比例為50%，使用任何機械時。機械效率總是小于　　。
【答案】有用；100%。
【解析】（1）機械效率的定義：有用功與總功的比值。
（2）由于使用簡單機械時，總會做一些額外功，所以機械效率總小于100%。
解：某機械的效率為50%，表示該機械做功時，有用功在總功中的比例為50%。使用任何機械時，機械效率總是小于100%。
故答案為：有用；100%。
【例題6】如圖，用甲、乙兩種裝置將重均為10N的物體勻速提升相同高度。滑輪重均為1N，不計繩重及摩擦，所用的拉力分別是F1和F2，機械效率分別是η1和η2，則（　?。?br /> A.F1＞F2 η1＞η2
B.F1＜F2 η1＜η2
C.F1＞F2 η1＜η2
D.F1＜F2 η1＞η2
【答案】A
【解析】（1）定滑輪使用時，滑輪的位置固定不變，不省力也不費力，動滑輪使用時，滑輪隨重物一起移動，能省一半力；
（2）兩種裝置將物體勻速提升相同高度，說明有用功相同，不計繩重和摩擦，使用定滑輪時沒有額外功，而使用動滑輪有額外功，總功等于有用功與額外功之和，據此判斷拉力所做的功的大?。桓鶕?W有用W總×100%分析兩裝置的機械效率。
解：在甲圖中，使用時滑輪的位置固定不變，為定滑輪，不省力也不費力，故F1＝G＝10N，
在乙圖中，使用時滑輪隨重物一起移動，為動滑輪，能省一半力，故F2=12×（10N+1N）＝5.5N，所以F1＞F2；
將物體勻速提升相同高度，根據W＝Fs可知，有用功相同，不計繩重和摩擦，所以使用定滑輪時沒有額外功，而使用動滑輪時，要對動滑輪本身做額外功，故拉力所做的功W1＜W2；
根據η=W有用W總×100%可知，機械效率η1＞η2。
故選：A。
【變式練習6】如圖所示，分別使用甲、乙、丙三種方式把同一物體M勻速提升至相同高度（繩長不變），測得各拉力大小如圖所示，則（　?。?br /> A.利用機械丙提升M時省力
B.F乙和F丙兩個力所做的功相同
C.機械丙的機械效率比機械乙的低
D.所測的的數(shù)據不能計算機械乙和丙的機械效率
【答案】C
【解析】（1）根據拉力的大小分析；
（2）根據W＝Fs分析功的大??；
（3）比較有用功和總功的大小，從而判定機械效率的大小；
（4）根據η=W有W總=GhFs=GnF分析。
解：A、由圖可知，甲直接提升物體，此時的拉力為10N；乙通過定滑輪提升物體，此時的拉力為11N；丙通過動滑輪提升物體，此時的拉力為11N，大于直接提升物體所用的力，所以利用機械丙提升M時不省力，故A錯誤；
B、F乙和F丙兩個力的大小相同，物體上升相同的高度，由定滑輪和動滑輪的特點可知，F(xiàn)乙移動的距離時F丙移動距離的一半，根據W＝Fs可知，F(xiàn)丙所做的功要大，故B錯誤；
C、機械丙和機械乙把相同的物體提升相同的高度，根據W＝Gh可知，所做的有用功是相同的，F(xiàn)丙所做的總功要大，根據η=W有W總可知，機械丙的機械效率比機械乙的低，故C正確；
D、甲直接提升物體，此時的拉力為10N，則物體的重力為G＝10N；機械乙和丙的拉力已知，由定滑輪和動滑輪的特點可知s和h的關系，根據η=W有W總=GhFs=GnF可以求出機械效率的大小，故D錯誤。
故選：C。
【例題7】如圖所示，甲、乙杠桿的質量和長度均相同，機械摩擦不計，分別使用甲、乙杠桿將物體A提升相同的高度，則在工作過程中，甲、乙杠桿的機械效率相比（　　）
A.甲的大
B.乙的大
C.一樣大
D.無法確定
【答案】B
【解析】使用杠桿提升物體時，克服物體重力做的功是有用功；克服杠桿重力做的功是額外功。在有用功一定時，額外功越大，機械效率越低。
解：使用杠桿提升物體時，克服物體重力做的功是有用功，
物體A重力一定，提升相同的高度，
根據W＝Gh可知，拉力所做的有用功相比W甲＝W乙；
由圖知：使用甲裝置提起物體時，拉力做的功包括兩部分：克服物重、克服杠桿重力；
使用乙裝置提起物體時，由于杠桿的重心在O點，所以拉力做的功只要克服物重即可。
由η=W有用W總知：乙裝置的機械效率更高。
故選：B。
【變式練習7】如圖所示，分別用三個大小相同、方向分別沿A、B、C三個斜面的力將同一物體推上同一高度，則（　　）
A.三個斜面的機械效率相同，所做有用功一樣多
B.斜面A的機械效率最高，所做有用功一樣多
C.斜面B的機械效率最高，所做有用功一樣多
D.斜面C的機械效率最高，所做有用功一樣多
【答案】D
【解析】根據W＝Gh判定有用功的大?。桓鶕＝fs判定額外功的大小，從而可知總功的大小，最后根據機械效率公式判斷機械效率的大小。
解：由圖可知，分別用三個大小相同方向、分別沿A、B、C三個斜面的力將同一物體推上同一高度；
根據W有用＝Gh可知，所做的有用功是相同的；
斜面的傾角越大，則物體對斜面的壓力越小，接觸面的粗糙程度不變，則物體受到的摩擦力就越小，根據W額＝fs可知，所做的額外功就越少，所以物體在斜面C上運動的額外功最少，總功最少，根據η=W有W總可知，其機械效率最高，故D正確。
故選：D。
三、測量滑輪組的機械效率：
1.實驗原理：

2.實驗器材：刻度尺、鉤碼、彈簧測力計、
滑輪、鐵架臺、長約2m的細繩。
3.實驗步驟：
（1）用彈簧測力計測量鉤碼所受的重力G并填入表格；
（2）按照圖甲安裝滑輪組，分別記下鉤碼和繩端的位置；
（3）如圖乙所示，勻速緩慢拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，
讀出拉力F的值，用刻度尺測出鉤碼上升的高度h和繩端移動的距離s，
將這三個量填入表格；
（4）算出有用功W有、總功W總、機械效率η并填入表格；
（5）改變鉤碼的數(shù)量，重復上面的實驗；
4.實驗數(shù)據記錄：






5.實驗結論：用同一滑輪組提升重力不同的物體時，機械效率不同；
被提升的物體越重，機械效率越高。



【例題8】工人師傅利用如圖所示的滑輪組提貨物，貨物重200N，動滑輪重為40N，重物在10s內上升2m。不計繩重和摩擦，則下列說法正確的是（　　）
A.工人做的有用功為1200J
B.動滑輪移動了4m
C.機械效率約為83.3%
D.工人做功的功率為16W
【答案】C
【解析】由圖知，承擔物重的繩子股數(shù)n＝3；（1）根據W有＝Gh求出有用功；
（2）動滑輪移動的距離與物體上升的高度相同；
（3）根據s＝nh求出繩子自由端移動的距離，不計繩重和摩擦，根據F=1n（G+G動）求出拉力的大小，再根據W總＝Fs求出總功，再利用η=W有W總求出滑輪組的機械效率；
（4）根據P=W總t求出工人做功的功率。
解：由圖知，承擔物重的繩子股數(shù)n＝3；
A、有用功：W有＝Gh＝200N×2m＝400J，故A錯誤；
B、動滑輪移動的距離與物體上升的高度相同，即動滑輪移動了2m，故B錯誤；
C、繩子自由端移動的距離：s＝3h＝3×2m＝6m，
不計繩重和摩擦，拉力的大小：F=13（G+G動）=13（200N+40N）＝80N，
總功：W總＝Fs＝80N×6m＝480J，
滑輪組的機械效率：η=W有W總×100%=400J480J×100%≈83.3%，故C正確；
D、工人做功的功率：P=W總t=480J10s=48W，故D錯誤。
故選：C。
【變式練習8】如圖所示，牽引車通過滑輪組將水平面上的物體勻速吊起，物體重900N、底面積為200cm2，物體20s內勻速豎直上升1m，牽引車的拉力為400N。不計繩重和摩擦，則下列結果正確的是（　?。?br /> A.動滑輪的重力為200N
B.20s內牽引車的拉力做功為3600J
C.該滑輪組提升重物的機械效率為75%
D.當物體受到100N的拉力時，物體對地面的壓強為4.5×104Pa
【答案】C
【解析】（1）根據圖示滑輪組可知繩子的有效股數(shù)，不計繩重和摩擦，根據F=1n（G+G動）求出動滑輪的重力；
（2）根據s＝nh求出牽引車的拉力端移動的距離，根據W＝Fs求出20s內牽引車的拉力做的功；
（3）利用W＝Fs求出拉力做的有用功，利用η=W有W總×100%求出該滑輪組提升重物的機械效率；
（4）當物體受到100N的拉力時，物體對地面的壓力等于自身的重力減去拉力，利用p=FS求出物體對地面的壓強。
解：A.由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n＝3，不計繩重和摩擦，由F=1n（G+G動）可得，動滑輪的重力G動＝nF﹣G＝3×400N﹣900N＝300N，故A錯誤；
B.牽引車的拉力端移動的距離s＝nh＝3×1m＝3m，20s內牽引車的拉力做的功W總＝Fs＝400N×3m＝1200J，故B錯誤；
C.拉力做的有用功W有＝Gh＝900N×1m＝900J，該滑輪組提升重物的機械效率η=W有W總×100%=900J1200J×100%＝75%，故C正確；
D.當物體受到100N的拉力時，物體對地面的壓力F′＝G﹣F拉＝900N﹣100N＝800N，物體對地面的壓強p=F'S=800N200×10-4m2=4×104Pa，故D錯誤。
故選：C。
【例題9】如圖所示，滑輪組懸掛在水平支架上，某工人站在水平地面上，豎直向下拉動繩子自由端，使物體A以0.2m/s的速度勻速上升，提升過程中滑輪組的機械效率為90%，已知物體A重540N，該工人重500N，兩個滑輪質量相等，不計滑輪組的繩重和摩擦，關于該過程，下列說法正確的是（　　）（多選）
A.繩子自由端受到的豎直向下的拉力為200N
B.繩子自由端拉力的功率為120W
C.該工人對地面的壓力為200N
D.支架受到滑輪組的拉力為1000N
【答案】BC
【解析】（1）根據圖示滑輪組可知繩子的有效股數(shù)，
根據η=W有W總×100%=GhFs×100%=GhFnh×100%=GnF×100%表示出滑輪組的機械效率即可求出繩子自由端受到的豎直向下的拉力；
（2）根據v繩＝nv物求出繩子自由端移動的速度，利用P=Wt=Fst=Fv求出繩子自由端拉力的功率；
（3）該工人對地面的壓力等于自身的重力減去繩子的拉力；
（4）不計滑輪組的繩重和摩擦，根據F=1n（G+G動）求出動滑輪的重力，根據兩個滑輪質量相等結合G＝mg可知定滑輪的重力，支架受到滑輪組的拉力等于3股繩子的拉力加上定滑輪的重力。
解：A.由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n＝2，則滑輪組的機械效率：
η=W有W總×100%=GhFs×100%=GhFnh×100%=GnF×100%=540N2F×100%＝90%，
解得：F＝300N，故A錯誤；
B.繩子自由端移動的速度：v繩＝nv物＝2×0.2m/s＝0.4m/s，
繩子自由端拉力的功率：P=W總t=Fst=Fv繩＝300N×0.4m/s＝120W，故B正確；
C.該工人對地面的壓力：F壓＝G人﹣F＝500N﹣300N＝200N，故C正確；
D.不計滑輪組的繩重和摩擦，由F=1n（G+G動）可得，
動滑輪的重力：G動＝nF﹣G＝2×300N﹣540N＝60N，
由兩個滑輪質量相等和G＝mg可知，定滑輪的重力G定＝G動＝60N，
則支架受到滑輪組的拉力：F拉＝3F+G定＝3×300N+60N＝960N，故D錯誤。
故選：BC。
【變式練習9】如圖所示，工人利用滑輪組提升重為810N的物體，某段過程中物體勻速上升的速度為0.1m/s，工人拉力F的功率為90W，不計繩重和摩擦。求這段過程中：
（1）工人拉繩子的速度；
（2）作用在繩子自由端的拉力F；
（3）滑輪組的機械效率。


【答案】（1）0.3m/s；（2）300N；（3）90%。
【解析】（1）由圖知，使用滑輪組承擔物重的繩子股數(shù)n＝3，拉力端移動速度等于物體上升速度的3倍；
（2）知道拉力做功功率，利用P＝Fv求作用在繩子自由端的拉力；
（3）滑輪組的機械效率η=W有用W總=GhFs=GhF3h=G3F。
解：（1）由圖知，n＝3，則工人拉繩子的速度：
v＝3v物＝3×0.1m/s＝0.3m/s；
（2）由P=Wt=Fst=Fv可得作用在繩子自由端的拉力：
F=Pv=90W0.3m/s=300N；
（3）滑輪組的機械效率：η=W有用W總=GhFs=GhF3h=G3F=810N3×300N×100%＝90%。
答：（1）工人拉繩子的速度為0.3m/s；（2）作用在繩子自由端的拉力為300N；
（3）滑輪組的機械效率為90%。
四、杠桿和斜面的機械效率：
1.杠桿：
（1）有用功：克服鉤碼重力做的功為有用功；
（2）額外功：克服杠桿重力做的功為額外功；（不計摩擦）
（3）總功=有用功+額外功；（或者總功等于拉力乘以拉動的距離）
（4）機械效率：
①
②物體越靠近拉力作用點，機械效率越大。
2.斜面：在斜面粗糙程度相同時，斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關；
斜面越陡，機械效率就越高。




【例題10】小明用如圖所示的裝置研究“杠桿的機械效率”實驗時，將重為G的鉤碼掛在鐵質杠桿上A點，彈簧測力計作用于C點，現(xiàn)豎直向上勻速拉動彈簧測力計，杠桿的機械效率η1；若僅將彈簧測力計改掛到B點，仍將鉤碼豎直向上勻速提升h的高度，杠桿的機械效率為η2，則（　?。?br /> A.η1＜η2
B.η1＝η2
C.η1＞η2
D.無法確定
【答案】B
【解析】該實驗中克服鉤碼重力做的功為有用功，克服杠桿重力做的功為額外功，總功等于有用功與額外功之和；通過分析有用功、額外功和總功的變化得出機械效率的變化。
解：原來彈簧測力計作用于C點，豎直向上勻速拉動彈簧測力計時，測得杠桿的機械效率η1；將彈簧測力計移動到B點時，仍將鉤碼豎直向上勻速提升相同的高度，根據W有用＝Gh可知有用功不變；
因杠桿的偏轉角度不變，則杠桿重心上升的高度不變，根據W額＝G杠桿h杠桿可知，克服杠桿重和摩擦所做額外功不變；由于有用功和額外功都不變，所以總功也不變，根據η=W有用W總×100%可知杠桿的機械效率不變，即η2＝η1。

故選：B。
【變式練習10】如圖所示，用豎直向上的力勻速拉動較長的杠桿，使重為36N的物體緩慢升高10cm，拉力大小F為16N，拉力移動的距離為25cm。則杠桿的機械效率為　　。

【答案】90%。
【解析】已知拉力的大小和拉力移動的距離，根據公式W＝Fs可求拉力所做的功；還知道物體的重力和物體升高的高度，根據公式W＝Gh可求有用功；有用功和總功的比值就是機械效率。
解：拉力所做的功：W總＝Fs＝16N×0.25m＝4J，
有用功：W有＝Gh＝36N×0.1m＝3.6J，
杠桿的機械效率：η=W有W總×100%=3.6J4J×100%＝90%。
故答案為：90%。
【例題11】如圖斜面長為2m、高為0.4m，現(xiàn)將重為20N的物體沿斜面向上從底端勻速拉到頂端，若拉力F為5N，則（　?。?br /> A.拉力所做的功為2J
B.斜面的機械效率為80%
C.物體受到的摩擦力為5N
D.有用功為40J
【答案】B
【解析】（1）知道拉力的大小和斜面的長度，根據W＝Fs求出拉力做的總功；
（2）知道物體的重力和斜面的高度，根據W＝Gh求出拉力做的有用功，斜面的機械效率等于有用功與總功之比；
（3）拉力做的總功減去有用功等于物體克服摩擦力做的額外功，根據W額＝fs求出物體與斜面間的摩擦力。
解：A、拉力做的總功W總＝Fs＝5N×2m＝10J，故A錯誤；
BD、拉力做的有用功W有＝Gh＝20N×0.4m＝8J，
斜面的機械效率η=W有用W總=8J10J×100%＝80%，故D錯誤、B正確；
C．物體克服摩擦力做的額外功W額＝W總﹣W有＝10J﹣8J＝2J，
由W額＝fs可得物體與斜面間的摩擦力：f=W額s=2J2m=1N，故C錯誤。
故選：B。
【變式練習11】我國南方地區(qū)經常因多輪強降雨造成多地發(fā)生較重的洪澇災害。抗洪搶險小分隊成員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，他們用5m的長木板搭了一個斜面（如圖所示），用1200N的力花了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.他們對重物做了6000J的功
B.他們做功的功率為16W
C.此次簡易斜面裝置的機械效率為50%
D.斜面是一種省功機械
【答案】A
【解析】（1）已知推力F與斜面長，利用W＝Fs計算對重物做的功（即推力做的總功）；
（2）利用P=Wt可求功率；
（3）知道重物的重力和斜面的高度，根據W＝Gh求出克服重力做的有用功；知道有用功和總功，根據機械效率公式求出機械效率。
（4）據功的原理可知，斜面不能省功，但能省力。
解：A、他們對重物做的功（即推力做的總功）：W總＝Fs＝1200N×5m＝6000J，故A正確；
B、做功的功率為：P=W總t=6000J5×60s=20W，故B錯誤；
C、重物的重力：G＝mg＝240kg×10N/kg＝2400N，
對重物做的有用功：W有用＝Gh＝2400N×2m＝4800J，
斜面裝置的機械效率：η=W有用W總=4800J6000J×100%＝80%，故C錯誤；
D、根據功的原理可知，使用任何機械都不省功，故D錯誤。
故選：A。