功的原理

滑轮及做功

滑轮、滑轮组

滑

轮

定义种类特点实质图例作用

周边有槽，

可以绕着

装在框好听轻音乐 子

里的轴转

动的小轮

定滑轮

轴固定不动，

轮绕轴心转动

等臂杠杆

能改变施力

的方向

动滑轮

轮随物体一起

移动

动力臂为

阻力臂二

倍的杠杆

能省一半力

滑

轮

组

动滑轮和

定滑轮组

合在一起

既能省力，也

能改变施力

的方向

机械功

1.功

条件

（1）作用在物体上的力；

（2）物体在力的方向上通过的距离。

不做功

（1）有力无距离；

（2）有距离无力；

（3）力和距离垂直。

公式

W=Fs

单位焦耳，1J=1Nm

【说明】对功的单位的认识：把两个鸡蛋举高1m，做的功大约是1J；一个中学生爬高2m，对自己做的功大约是1000J。

【注意】应用功的公式时注意：

①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力。

②公式中的s一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。

③功的单位“焦”（牛米=焦），不要与力及力臂的乘积（牛米，不能写成“焦”）单位搞混。

【易错点】物体有三种情况不做功：即物体受力但没有移动（搬物未搬动）；物体未受力而凭惯性运动（足球被踢在

空中飞行的过程中）；力与距离的方向垂直（水平匀速行驶的汽车对车上的人没有做功）。

2.功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。

【说明】①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。

②功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。

③使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的

方向，给人类工作带来很多方便。

（六）机械效率

1.几个概念：

定义公式

有用功对人们有用的功

W有用＝Gh

W总－W额

额外功并非我们需要但又不得不做的功W额=W总－W有用

总功有用功加额外功或动力所做的功W总=W有用＋W额=Fs

机械

效率

有用功和总功的比值

=

W有用

W总

100%

【注意】（1）有用功总是小于总功，所以机械效率总小于1；（2）机械效率是个没有单位的物理量。

2.机械效率的公式：

机械公式

斜面

=

W有用

W总

=

Gh

FL

100%

定滑轮

=

W有用

W总

=

Fs

Gh

=

Gh

Fh

=

G

F

100%

动滑轮

=

W有用

W总

=

Fs

Gh

=

Gh

F2h

=

G

2F

100%

滑轮组

=

W有用

W总

=

Fs

Gh

=

Gh

Fnh

=

G

nF

100%

一、选择题（共18小题）

1、（2009•包头）如图1所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升0.1m，所用时间为2s，作用在绳子末端的拉力F为

6N（不计绳重和绳与滑轮间的磨擦），下列计算结果正确的是（）

A、所做的有用功为1JB、动滑轮自重0.2NC、拉力F做功的功率为0.3WD、该滑轮组的机械效率为83.3%

2、如图所示，斜面长为3cm，高为lm，工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上．在这过程中（）

A、有用功是400J，总功是840JB、有用功是840J，额外功是400J

C、总功是12O0J，机械效率是7O%D、有用功是400J，机械效率是7O%

3、如图所示，小明用两个滑轮组成甲、乙两种不同的省力滑轮组．他分别用这两种滑轮

组把质量相同的重物吊到等高的平台上，两次吊重物时他拉绳的速度相同．不计摩擦和绳

重，下列说法正确的是（）

A、两次吊物，小明所做的功和功率的多少相同，甲装置的效率高B、两次吊物，小明所做的功、

功率的多少和效率的高低都相同C、两次吊物，小明所做的功率的大小和效率的高低相同，用甲装

置做的功多D、两次吊物，小明所做的功的多少和效率的高低相同，用乙装置时功率大

4、（2010•泉州）建筑工人用如图所示的滑轮组，将重800N的重物匀速提高5m，拉力所做的功为4800J，

则该滑轮组的机械效率是（）

A、67%B、一直的英文 73%C、83%D、100%

5、利用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力F

1

和F

2

分别把质量相等的重

物G

1

和G

2

提升到相同的高度，则（）

A、甲滑轮组的机械效率高B、乙滑轮组的机械效率高

C、F

2

做功的功率大D、F

1

、F

2

做功的功率一样大

6、用完全相同的A、B两个滑轮组（绳重及摩擦忽略不计），分别提升重为G

1

和G

2

的两物体，若

G

1

＞G

2

，它们的机械效率分别为

A

和

B

，则（）

A、

A

＞

B

B、

A

＜

B

C、

A

=

B

D、初一自我评价 无法判断

8、同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：

（1）滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；（2）滑轮组机械效率高低可能与被物重有关；

（3）滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；（4）滑轮组机械效率高低可能与与承重绳子段数有关．然后一

位同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的假设，则该实验验证的假设是（）A、（1）

B、（2）C、（3）D、（4）

9、（2007•恩施州）下列关于简单机械的理解，正确的是（）

A、滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关B、吃饭时，筷子是个省力杠杆

C、使用杠杆，就是为了省力D、使用定滑轮不省力，但可以省距离

11、（2011•包头）如图所示，斜面长6m，高3m，用沿斜面向上、大小为100N的拉力F使物体在5s内沿斜面移动了

2m，下列说法正确的是（）

A、滑轮组的机械效率是40%B、物体重300NC、拉力F做的功是600JD、拉力F的功率是40W．

12、有一人用同一滑轮组分别将重1000N和2000N的物体匀速提升5m，动滑轮重200N，不计绳重和摩擦，，则上述

两种情况中不正确的是（）

A、滑轮组的机械效率不相等B、人做的额外功相等C、人做的总功相等D、绳子自由端移动的距离相等

13、从井中提水时，常常会发生吊水桶落入井里的事情．用物理知识分析下列说法，其中错误的是（）

A、用吊水桶向上提水，人对桶和水做的功都是有用功B、用吊水桶向上提水，人对桶做的功是额外功

C、吊水桶掉在井里，打捞水桶时桶里会带些水，这时人对水做的功是额外功D、吊水桶掉在井里，打捞水桶时，

人对桶做的功是有用功

14、下列关于机械效率的说法中，正确的是（）

A、做功多的机械，机械效率一定高B、越省力的机械，机械效率越高

C、使用机械的目的是为了提高机械效率D、使用任何机什么的朝霞 械，它的机械效率都小于1

15、（2007•无锡）如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做

的总功为W

1

，机械效率为

1

；用乙滑轮所做的总功为W

2

，机械效率为

2

．若不计绳重与摩擦，则（）

A、W

1

=W

2

，

1

=

2

B、W

1

=W

2

，

1

＜

2

C、W

1

＜W

2

，

1

＞

2

D、W

1

＞W

2

，

1

＜

2

17、（2010•广西）用如图所示的滑轮组提起重1000N的货物，所用拉力是400N，绳的自由端被拉下2m．关于

这个滑轮组工作的下列说法中，正确的是（）

A、总功是800JB、额外功是100JC、有用功是400JD、机械效率是62.5%

计算题

1.用如图所示的滑轮组提升重1500N的物体，拉力F的大小为400N，若将物体提升0.3m，求拉力所

做的功及装置的机械效率。

2.（2009•长沙）小强利用芹菜拌花生 如图所示的滑轮组去拉物体，使重为2000N的物体A在3s内沿水平方向匀

速移动了6m，若A所受地面的炒排骨 摩擦力f=600N，小强所用拉力F=250N，则拉力F的功率及

该装置的机械效率。

30、（2010•重庆）如图所示，工人利用动滑轮将沙匀速向上提升2m，已知沙重184N，动滑轮重6N，桶重10N，

绳重和摩擦均不计．则拉力的大小及此时该装置的机械效率．

1.解答：解：A、∵用滑轮组提升物体，对物体做的功是有用功．

∴所做的有用功W

用

=Gh=10N0.1m=1J．

∴该选项中，所做的有用功为1J，计算结果正确．

B、∵不计绳重和绳与滑轮逐步的近义词 间的摩擦时，该滑轮组中的动滑轮由两段绳子承担，绳子上的拉力是物体和动滑轮总重的

二分之一，则：动滑轮的重力G

动

=2F﹣G

物

=26N﹣10N=2N．

∴动滑轮自重0.2N，计算结果不正确．

C、∵用滑轮组提升物体，拉力F做的功是总功，则拉力F做功的功率

．

∴拉力F做功的功率为0.3W，计算结果不正确．

D、∵该滑轮组的机械效率=．

∴该滑轮组的机械效率为83.3%，计算结果正确．本题计算结果正确的有两个：A和D．故选A、D．

2日本名著 .解答：解：对木箱做的有用功：W有

=Gh=840N1m=840J，

利用斜面做的总功：W

总

=Fs=400m3m=1200J；额外功W

额

=W

总

﹣W

有用

=1200J﹣840J=360J，

斜面效率：==100%=70%．故选C．

3.解答：解：（1）小明的拉力是用来克服物体与动滑轮的重力做功，因为物体重力相等，滑轮相同，上升的高度相同，

所以两次做功相等；（2）由W=Gh知，两次所做的有用功相等，所以机械效率相等；

（3）因为甲图中有3段绳子拉着动滑轮所以F

甲

=（G

物

+G

轮

）；乙图中有2段绳子拉着动滑轮，所以F

乙

=（G

物

+G

轮

）；F

甲

＞F

乙

，V

甲

=V

乙

，根据P=Fv得P

甲

＞P

乙

．故选D．

4.解答：解：由图可知，n=2，s=2h=25m=10m，

当提升G=800N的重物时，W

有用

=Gh=800N5m=4000J，W

总

=4800J，

滑轮组的机械效率：=100%=100%=83%．故选C．

5.解答：解：甲滑轮组由3段绳子承担物重，所以S

1

=3h

1，则

1

=

乙滑轮组由2段绳子承担物重，所以S

2

=2h

2

则

2

=

又因为G

1

=G

2

，F

1

=F

2

，所以乙滑轮组的效率高．两物体上升速度相同，所以甲绳端移动速度大于乙绳端移动速度．

根据P=Fv，拉力F相同，所以F1的功率大．故选B．

6.解答：解：设将两个物体提升高度均为h，

∵使用滑轮组时，绳重及摩擦忽略不计，∴W

额

=G

轮

h，

当提升的物重变化时，额外功大小不变；﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

∵==，∴==1+，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

∵G

1

＞G

2

，W

有用

=Gh，∴做的有用功：W

1

＞W

2

，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③

由①②③综合分析：

A

＞

B

．故选A．

点评：本题考查了使用滑轮组时有用功、额外功、总功、机械效率的计算方法，利用好“当绳重及摩擦忽略不计时，

W额

=G

轮

h”是本题的关键．

计算题：

1:解答：解：由图知，h=0.3m，s=5h=50.3m=1.5m，W有

=Gh=1500N0.3m=450J，

W总

=Fs=400N1.5m=600J，=．故答案为：600，75%．

2.解答：解：由图可知，拉力移动的距离s

1

和物体移动的距离s

2

的关系：

s

1

=3s

2

=36m=竣工报告 18m，拉力F的功率：P=；

装置的机械效率：==80%．故答案为：1500、80%．

3.解答：解：动滑轮可看做是绳子股数为2的滑轮组．

绳重和摩擦均不计，所做的额外功就等于克服动滑轮和桶的重力做的功．餐饮点评

绳子末端的拉力=100N

使用动滑轮所做的有用功W

有用

=G

沙

h=184N2m=368J

使用动滑轮所做的总功W

总

=FS=100N22m=400J

该装置的机械效率=%，故答案为：100；92%．