D．拉力F做功的功率是50W
【答案】 AB（2011大兴区二模）
【例28】 如图甲所示，重为80N的物体在大小为10N，水平向左的拉力F1作用下，沿水平地面
以3m/s的速度做匀速直线运动．如图乙所示，保持拉力F1不变，用水平向右的拉力F2，拉物体匀速向右运动1m．若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦，则（ ）
A．物体向左运动时，拉力F1的功率P1=30W B．物体与地面之间的摩擦力f=10N C．物体向右运动时，拉力F2=10N
D．物体向右运动时，拉力F2所做的功W2=40J
【答案】 D（2012东城区一模）
机械效率
【例29】 查漏补缺之机械效率篇：
1．有用功： 称为有用功，符合为W有.
2．额外功： 称为额外功，符号为W额.
3． 为总功，符号为W总.它等于有用功与额外功之和. 4．有用功与额外功可以随着人们目的的不同而改变.例如： . 5． 叫做机械效率，用符合?表示.
6．机械效率通常用来表示 的百分比， 单位；它是反映机械性能的好坏，机械效率越高，做功性能越好.
7．机械效率表达式： 或
8．功率与机械效率的区别： . 9．写出常用机械效率计算公式的条件：
a．定义式，任何情况下都可以使用： b．任何情况下都可以使用，包括斜面： c．滑轮组考虑绳重、摩擦：
d．滑轮组，不计绳重和摩擦（半理想的机械效率）： e．水中滑轮，不计绳重和摩擦： f．水平方向滑轮，不计绳重与滑轮重：
10．当不考虑摩擦、绳重、滑轮重，即：??100%时的机械称为
【答案】1．人们为了完成任务而必须做的功
2．人们为了完成任务不需要但又不得不做的功
3．人们为了完成任务而实际做的功 有用功与额外功之和
4．在用桶从水井中提水的过程中，人对水做的功为有用功，对桶做的功为额外功；如
果是从水井中将落入桶捞起的过程中，则人对水作的功为额外功，对桶做的功为有用功.
5．有用功跟总功的比值 6．有用功占总功的 没有
WP7．??有?100% ??有?100%
W总P总8．功率表示做功快慢，有单位；机械效率表示机械做功性能，没有单位，功率大的机械，机械效率不一定高；机械效率高的机械，功率也不一定大
WG物GhG9．a．??有 b．?? c．?? d．??
W总G物?G动FsnFe．??G物?F浮G物?G动?F浮 f．??f nF10．理想机械
【例30】 如图所示，重为100N的物体B，在足够深的水中匀速下沉，通过滑轮
组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速运动，在4s内物体A移动了0.8米，已知B的密度是水的密度的5倍，动滑轮重12N，不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦，g取10N/kg，则下列说法正确的是（ ）
A．物体B对绳的拉力是20N B．物体B对绳的拉力的功率是16W C．物体A物体受摩擦力为148N
D．滑轮组的机械效率为90%
【答案】C（2011延庆县二模）
【例31】 一个质量为65kg的工人，用图所示的装置提升一堆水泥砖．若动滑轮重50N，装水泥
砖的托板重200N，每块水泥砖重100N．不计摩擦和绳重，当工人匀速提升水泥砖时，此装置的机械效率最高可达到 %．（g取10N/kg）
【答案】80%．（2008西城区二模）
【例32】 如图甲所示，是测量滑轮组机械效率的示意图．用弹簧测力计拉
动绳子的自由端，将总质量为500g的重物从A位置匀速提升到A?位置，同时弹簧测力计从图中的B位置匀速竖直上升到B?位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图13乙所示，请你根据实验完成下列问题：（g取10N/kg）
（1）弹簧测力计对绳的拉力F所做的功为 J； （2）该滑轮组的机械效率是 ％．（保留一位小数）
【答案】⑴0.64 ⑵78.1%（2013丰台一模）
思维拓展训练
提高班
【拓展1】 如图所示，密度均匀的直尺AB，放在水平桌面上，尺子伸出桌
1面的部分是全长的.当B端挂5N的重物时，直尺的A端刚好开
3始翘起，则直尺所受的重力是 N.
【答案】10N
【拓展2】 小宁想探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系. 实验过程中, 小宁保持阻力为3N, 阻
力臂为0.2m不变, 然后改变动力臂L1和动力F1, 并保持杠杆水平平衡, 分别测量出动力臂L1和动力F1的数据如下表所示. 请你根据实验条件和实验数据帮助小宁归纳出动力F1跟动力臂L1的关系: 在 的条件下, F1 = .
L1/m F1/N 0.3 0.25 2 2.4 0.2 3 0.15 4 0.1 0.05 6 12 【答案】 杠杆平衡时, 当阻力与阻力臂的乘积保持不变时, F1?0.6N?m（2012顺义二模） L1【拓展3】 如图所示，一直杆可绕O点转动，杠杆下端挂一重物，为了提高重物，
用一个始终跟杠杆垂直的力使杠杆由竖直位置慢慢转到水平位置，在这个过程中直杆（ ）
A．始终是省力杠杆 B．始终是费力杠杆
C．先是省力的，后是费力的 D．先是费力的，后是省力的
【答案】C（2013?淮北模拟）
【拓展4】 小芳用如图所示的装置研究杠杆的平衡条件. 小芳在杠杆
左端第四格处挂了两个钩码, 左端第二个格处用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆水平平衡. 测得此时弹簧测力计的示数为4N. 她反复做了几次实验, 分析得出杠杆的平衡条件为: 动力?支点到动力作用点的距离=阻力?支点到阻力作用点的距离. 请你只利用这套装置设计实验说明小芳的说法是不准确的. 请你写出实验步骤和实验现象.
【答案】 组装好器材, 调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡后,
在杠杆左端第四格处挂了两个钩码, 左端第二个格处用弹簧
测力计竖直向上拉使杠杆水平平衡, 记录弹簧测力计的示数为F1;
再保持弹簧测力计悬挂点不变, 将弹簧测力计斜向上拉, 杠杆水平平衡时, 记录弹簧测力计的示数为F2, F1 弹簧测力计斜向上拉, 杠杆水平平衡时, 动力?支点到动力作用点的距离≠阻力?支点到阻力作用点的距离. 所以小芳的说法是不正确的. (2011海淀二模) 【拓展5】 （多选）用如图所示滑轮组，拉一金属块在水平地面上以0.1m/s的 速度匀速运动.若动滑轮受重力为15N，金属块受重力为105N，地面对金属块的摩擦力是15N（不计绳重和滑轮与轴间的摩擦），则下列说法正确的是（ ） A．绳子自由端拉力是10N B．绳子自由端拉力是40N C．拉力F的功率是3W D．拉力F的功率是12W 【答案】AC 【拓展6】 如图所示体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水 平方向以0.02m/s的速度匀速运动.运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N.动滑轮重为20N（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，人对地面的压力为 N. 【答案】400 【拓展7】 工人用滑轮组提升水中物体A，如图所示．当物体A完全在水面下被 匀速提升的过程中，工人对绳子竖直向下的拉力为F1，水平地面对工人的支持力为N1；滑轮组的机械效率η1为60%．当物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中，滑轮组的机械效率为η2，工人对绳子竖直向下的拉力为F2，水平地面对工人的支持力为N2．已知工人所受重力为500N，N1∶N2=7∶2；物体A所受重力为1000N．不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力，g取10N/kg ．求： （1）动滑轮所受重力G动； （2）物体A的密度ρA； （3）滑轮组的机械效率η2； （4）当物体A完全在水面下时，以0.1m/s的速度被匀速提升时，人拉绳的功率P1． 【答案】（2013平谷二模） （1）以工人为研究对象，进行受力分析如图甲、乙所示． 工人处于静止状态，所以有： G人=F′1+N1 即：N1=G人－F′1----① G人=F′2+N2 N2=G人－F′2----② 当物体A浸没在水中时，动滑轮与物体A的受力情况如图（A）所示． 当物体A完全露出水面时，动滑轮与物体A的受力情况如图（B）所示． 由（A）图：3F1=GA+G动－F浮----③ 由（B）图：3F2=GA+G动----④ ∵F1?=F1，F2?=F2 ∴N1/N2＝（G人－F1）/（G人－F2）＝7/2 ----⑤ 又∵η1=W有/W总=（GA－F浮）/ 3F1=60% ----⑥ 将③、④式代入⑤、⑥式，将G人=500N，GA=1000N代入， 解得：G动=250N （2）由⑥式得：60%=(GA－F浮) / (GA+G动－F浮) =(1000N－F浮) / (1000N+250N－F浮) 解得：F浮=625N ∵F浮=ρ水gVA∴VA=F浮/ρ水g ∴ρA= m/VA = GA/gVA=(GA /F浮)·ρ水 =(1000N /625N) ×1.0×103kg/m3 =1.6×103kg/m3 （3）∵η2=W′有/W′总=GA/ (GA+G动)=1000N/(1000N+250N)=80% ]F1′ N1 F2′ N2 G人 甲 G人 乙 3F1 3F2 A A A A （4）∵P1=F1· v1=( GA+G动－F浮) /3 × 3 vA= (1000N+250N－625N )×0.1m/s=62.5W 尖子班 【拓展1】 小梅想探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系．实验过程中，小梅保持阻力为2N，阻
第5讲 机械和功率机械效率
