功、功率、机械效率的比较及辨析
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关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
- A、 有力作用在物体上，且物体移动了一段距离，说明就有力对该物体做功
- B、 使用任何机械都不省功
- C、 做功快的机械其机械效率一定高
- D、 做功越多的机械其功率越大
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关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
- A、 作用在物体上的力越大，做的功越多
- B、 使用机器一定不能省功
- C、 做功快的机械其机械效率一定高
- D、 物体通过的距离越长，对物体做的功越多
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关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是（ ）
- A、 功率大的机械，机械效率一定高
- B、 利用机械做功时可以省力或省距离，但不能省功
- C、 功率大的机器比功率小的机器做功多
- D、 机械做功时，做的有用功越多，机械效率越大
斜面的机械效率：机械效率=Gh÷Fs，f=（Fs-Gh）÷s
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我国南方地区经常因多轮强降雨造成多地发生较重的洪涝灾害。抗洪抢险小分队成员在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，他们用5m的长木板搭了一个斜面（如图所示），用1200N的力花了5min将重物匀速推到车上，关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（ ）
- A、 他们对重物做了6000J的功
- B、 他们做功的功率为16W
- C、 此次简易斜面装置的机械效率为50%
- D、 斜面是一种省功机械
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如图所示，斜面长为s，高为h，用沿斜面向上的力把一个重为G的物体匀速拉到坡顶，下列说法中正确的是（ ）
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为了将一重为2000N的物块送到高处，工人师傅用木板和滑轮搭建了如图所示的装置。用大小为1000N的拉力F拉动绳端，物块在20s内从地面沿斜面匀速向上运动到高处。已知s＝8m，h＝3m。下列分析与计算错误的是（ ）
- A、 该装置使用滑轮是为了改变施力的方向
- B、 拉力F做的有用功为6000J
- C、 拉力F做功的功率为400W
- D、 该装置的机械效率为37.5%
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一木箱重400N，工人用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处，如图甲所示，已知整个过程中拉力F做的功W与木箱沿斜面运动距离s的关系如图乙所示，整个过程的额外功是240J，则拉力F＝N，斜面的机械效率η＝，木箱所受的摩擦力f＝N。
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如图所示，用力F沿斜面将重为1000N的小车匀速拉动，沿斜面拉动的距离s为10m，上升的高度h为2m，若斜面是光滑的，则拉力为 N；如果斜面不光滑，且斜面的机械效率为80%，则拉力做功为 J，小车受到的摩擦力为 N。
竖直滑轮组机械效率：η=G÷nF=G÷（G+G动）P=Fnvt
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如图，塔式起重机的滑轮组将重为1.2×104N的重物5s内匀速吊起2m，滑轮组的机械效率为80%。求：
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建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为200N的建材从地面匀速送到2m高处，所用拉力为120N，时间为20s。求：
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如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重800N、底面积为400cm2的货箱，当工人用F1=200N的拉力拉绳时，货箱没动。当工人用F2=300N的拉力拉绳时，货箱以0.2m/s的速度匀速上升。不计绳重和摩擦。针对上述过程，下列结果正确的是（ ）
- A、 用F1=200N的力拉绳时，货箱对地面的压强为5×103Pa
- B、 动滑轮的重为200N
- C、 货箱匀速上升时，拉力的功率为180W
- D、 货箱匀速上升时，滑轮组的效率为80%
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在某建筑工地上，为了搬运建筑材料，常常采用如图所示的简单机械。示意图中滑轮A与滑车连接，滑轮D固定在地面塔架上，钢丝绳拉力F由电动机提供。此滑轮组在1min内将质量为0.45t的建筑材料匀速提升12m，拉力F做的功为7.2×104J。（钢丝绳重和摩擦不计，g=10N/kg）求：
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体重为500N的工人师傅用如图所示滑轮组提升建筑材料，在400N的拉力作用下，使重为700N建筑材料匀速直线上升了2m。不计绳重和摩擦，绳子承受拉力足够。求：
水平运动的滑轮组的机械效率：η=f÷nF，P=Fnvt
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如图所示，木箱重 1000N，当它沿水平面运动时受到的摩擦力大小为木箱重的 0.6 倍，用滑轮组使木箱沿水平面匀速向左移动 2m 距离，结果用了 20s，若滑轮组的机械效率为 80%，则：
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如图所示，在拉力F=100N的作用下，把一个重物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，已知水平面对重物的支持力为2000N，滑轮组的机械效率为80%，则水平面对重物的支持力做功为J；拉力F做功的功率为W，重物与地面间的滑动摩擦力为N。
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如图所示，利用轻质滑轮组沿水平方向匀速拉动水平地面上的物体。已知物体重为300N，地面对它的摩擦力为45N，拉力F为30N，物体在10s内移动的距离为1.5m。则拉力F做的功是J，拉力的功率是W，滑轮组的机械效率是。
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如图所示是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道匀速拉的示意图，货物的重为6000N，与地面的接触面积为0.2m2 ， 工人用200N的水力将货物移动了25m，已知该滑轮组的机械效率为75%。求：
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如图所示的滑轮组，在拉力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度匀速直线运动了10s。物体A受到的摩擦力为4.2N，弹簧测力计示数为2N（不计绳、弹簧测力计和滑轮重）。则绳子自由端移动的距离为m，拉力F的功率为W，滑轮组的机械效率为。
竖直放置水平运动滑轮组机械效率：η=f÷nF，nF=f+G动
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如图所示，工人师傅用250N的拉力，使重为2000N的物体以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍，动滑轮受到的重力为80N，则工人师傅拉力的功率为 W，该滑轮组的机械效率为 。
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如图，用12N的拉力F拉着物体A在水平面匀速直线运动了1m，用时10s，已知物体A的重力为100N，它在水平面运动时受到摩擦力是20N，则拉力F的功率是W，滑轮组的机械效率是，当把物体A换成质量更大的重物时，滑轮组的机械效率（填“变大”“变小”或“不变”）。
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如图所示，重为G的物体在拉力F的作用下，以速度v匀速运动了s，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一，不计绳重、绳与轮、轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是（ ）
- A、 拉力的功为Fs
- B、 额外功为
- C、 拉力的功率为2Fv
- D、 滑轮组的机械效率为
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如图所示，将重为40N的物体G沿水平方向匀速直线向左拉动2m，用时5s。已知滑轮组中动滑轮重为6N，绳子自由端拉力F为10N，则物体与地面间的摩擦力为 N。绳子自由端拉力F的功率为 W。该滑轮组的机械效为 （不计绳重和滑轮组的摩擦）。
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在拓展课上，小武同学用如图所示的滑轮组，模拟某建筑工地上拉动工件的情景。他用20N的拉力拉着重为100 N的物体，使它在4 s内沿着水平地面匀速直线运动了2 m，若物体运动时受到地面的摩擦力为30N，不计绳重及机械间的摩擦。求：
滑轮组机械效率的探究
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某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
| 实验次数 | 钩码重量G/N | 钩码上升高度h/m | 绳端拉力F/N | 绳端移动距离s/m | 机械效率η |
| 1 | 4 | 0.1 | 2.7 | 0.2 | 74% |
| 2 | 4 | 0.1 | 1.8 | 0.3 | 74% |
| 3 | 8 | 0.1 | 3.1 | 0.3 | 865 |
| 4 | 8 | 0.1 | 2.5 |
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某学习小组用几个相同的滑轮来探究定滑轮、动滑轮和滑轮组的机械效率，实验装置如图所示。他们将测得的钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s，并将计算出的有用功W有用功、总功W总和机械效率η数据一并记入表中：
| 次序 | G/N | F/N | h/m | s/m | W有用/J | W总/J | η |
| 1 | 2 | 2.1 | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0.21 | 95.2% |
| 2 | 2 | 1.2 | 0.1 | 0.2 | 0.2 | 0.24 | 83.3% |
| 3 | 2 | 0.9 | 0.1 | 0.3 | 0.2 | 0.27 | ★ |
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物理实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如表所示，装置如图所示。
| 实验次数 | l | 2 | 3 |
| 钩码重G/N | 4 | 4 | 6 |
| 钩码上升高度h/m | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 绳端拉力F/N | 1.8 | 1.6 | 2.4 |
| 绳端移动距离s/m | 0.3 | 0.4 | |
| 机械效率η | 74.1% | 62.5% |
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小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如下表。
| 次数 | 钩码重／N | 钩码上升距离／cm | 弹簧测力计示数／N | 弹簧测力计上升距离/cm | 机械效率/% |
| 1 | 10 | 0.8 | 30 | 83.3 | |
| 2 | 4 | 10 | 1.5 | 30 | |
| 3 | 6 | 10 | 30 | 90.9 |
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桥建筑工地上赢立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示：
实验次数 | 钩码重G/N | 钩码上升高度h/m | 绳端拉力F/N | 绳端移动距离s/m | 机械效率η |
1 | 2 | 0.1 | 1.2 | 0.3 | 55.6% |
2 | 2 | 0.2 | 1.2 | 0.6 | 55.6% |
3 | 4 | 0.1 | 1.9 | 0.3 | 70.2% |
4 | 4 | 0.1 | 1.3 | 0.5 | 61.5% |
综合训练
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如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面
的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法沿斜面
搬运。下列说法正确的是（ ）
- A、 沿斜面
- B、 沿斜面
- C、 无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同
- D、 沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大
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天门山盘山公路是网红打卡地，公路共计99道弯，似玉带环绕，层层叠起，直冲云霄，公路全长大约10km，公路的海拔落差高度约1000m。为助力“2022年湖南省首届旅游发展大会”，实现省委省政府提出的“立标打样”、“办一次会、兴一座城”的目标要求，天门山景区购置了一批新能源纯电动客车，客车满载时总质量为6000kg。现有一辆满载的新能源客车，以80kW的恒定功率，4m/s的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶。（行驶过程中客车所受重力和阻力大小恒定不变，g取10N/kg）请完成下列问题：
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2020年11月28日，“奋斗者”号全海深载人潜水器成功完成万米海试并胜利返航，此次“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟坐底深度为10909米，创造了中国载人深潜新纪录，任务完成后，起重机把空载的“奋斗者”吊到母船上，起重机滑轮装置原理如图，“奋斗者”体积约为10m3 ， 空载时质量约为6t。（海水密度取1.0×103kg/m3 ， g取10N/kg）
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如何提高滑轮组机械效率呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示：
实验次数 | 钩码重G/N | 钩码上升高度h/m | 绳端拉力F/N | 绳端移动距离s/m | 机械效率η |
1 | 2 | 0.1 | 1.2 | 0.3 | 55.60% |
2 | 2 | 0.2 | 1.2 | 0.6 | 55.60% |
3 | 4 | 0.1 | 1.9 | 0.3 | 70.20% |
4 | 4 | 0.1 | 1.3 | 0.5 | 61.50% |
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小明通过如图甲所示滑轮组，竖直向上用力拉绳子、将长方体从水中匀速提升至空中，拉力F与绳子自由端移动的距离的关系图象如图乙所示。物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为80%，长方体高0.5m。不计绳重、摩擦和水的阻力。求：
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为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图（1）滑轮组装置。当用图（2）甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图乙和丙所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。
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如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体．已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的 0.1 倍，物体被匀速拉动的距离为1m．当物体质量为3kg时，滑轮组的机械效率为 50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦．求：
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如图所示，拉力F=20N，在拉力F的作用下，重为100N的物体M沿水平地面以2m/s的速度匀速运动10m，已知每个凸滑轮重10N，忽略绳重和滑轮与轴间的摩擦，该过程中（ ）
- A、 拉力F做的功为200J
- B、 拉力F的功率为120W
- C、 滑轮组对物体做的有用功为400J
- D、 滑轮组的机械效率为75%
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如图所示，工人师傅用150N的力使重为2400N的物体A在1min内沿水平地面匀速移动了12m，此时物体A受到的摩擦力为A受到重力的0.1倍，物体A受到的拉力水平向左。下列说法中正确的是（ ）
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利用图甲所示滑轮组提升重力为960N的物体A时，拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，物体上升的速度v随时间t变化的关系如图丙所示，不计绳重和一切摩擦。
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2021年7月，河南郑州及豫北出现大暴雨，局部特大暴雨，城市出现严重内涝灾害。为了尽快疏通道路，抢险救援人员利用如图所示的滑轮组将质量3t的故障车拖出公路，已知车轮与地面的总接触面积为5×10-2m2 ， 地面对故障车的阻力为其重力的0.08倍，在水平拉力F为1×103N作用下车辆在30s内沿水平方向匀速直线移动了3m，g取10N/kg。求：
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工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材，质量为 1.8×103kg 的石材放在水平地面上，在拉力 F 的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的 0.1 倍，滑轮组的机械效率为 75%，滑轮组和绳子的自重不计。石材受到的阻力， 在石材移动 10s 过程中， 工人作用在绳子自由端的拉力F=。（g＝10N/kg）
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爱动手动脑筋的小明想测水平方向放置的滑轮组的机械效率。用弹簧测力计先直接拉动物块在水平桌面上做匀速直线运动，弹簧测力计示数为2N；接着按图甲组装滑轮组拉动物块在水平方向上运动，拉力F随时间变化关系如图乙，物块运动的速度随时间变化的关系如图丙。在2～4秒时间段，下列说法正确的是（ ）
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某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示 。
| 实验次数/物理量 | 1 | 2 | 3 |
| 钩码重G/N | 4 | 4 | 6 |
| 钩码上升的高度h/m | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 绳端拉力F/N | 1.8 | 1.6 | 2.4 |
| 绳端上移的距离s/m | 0.3 | 0.4 | |
| 机械效率η/ | 74.1% | 62.5% |
