功的原理

滑輪及做功

滑輪、滑輪組

滑

輪

定義種類特點實質圖例作用

周邊有槽，

可以繞著

裝在框好聽輕音樂 子

里的軸轉

動的小輪

定滑輪

軸固定不動，

輪繞軸心轉動

等臂杠桿

能改變施力

的方向

動滑輪

輪隨物體一起

移動

動力臂為

阻力臂二

倍的杠桿

能省一半力

滑

輪

組

動滑輪和

定滑輪組

合在一起

既能省力，也

能改變施力

的方向

機械功

1.功

條件

（1）作用在物體上的力；

（2）物體在力的方向上通過的距離。

不做功

（1）有力無距離；

（2）有距離無力；

（3）力和距離垂直。

公式

W=Fs

單位焦耳，1J=1Nm

【說明】對功的單位的認識：把兩個雞蛋舉高1m，做的功大約是1J；一個中學生爬高2m，對自己做的功大約是1000J。

【注意】應用功的公式時注意：

①分清哪個力對物體做功，計算時F就是這個力。

②公式中的s一定是在力的方向上通過的距離，強調對應。

③功的單位“焦”（牛米=焦），不要與力及力臂的乘積（牛米，不能寫成“焦”）單位搞混。

【易錯點】物體有三種情況不做功：即物體受力但沒有移動（搬物未搬動）；物體未受力而憑慣性運動（足球被踢在

空中飛行的過程中）；力與距離的方向垂直（水平勻速行駛的汽車對車上的人沒有做功）。

2.功的原理：使用機械時，人們所做的功，都不會少于直接用手所做的功；即：使用任何機械都不省功。

【說明】①功的原理是一個普遍的結論，對于任何機械都適用。

②功的原理告訴我們：使用機械要省力必須費距離，要省距離必須費力，既省力又省距離的機械是沒有的。

③使用機械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因為使用機械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的

方向，給人類工作帶來很多方便。

（六）機械效率

1.幾個概念：

定義公式

有用功對人們有用的功

W有用＝Gh

W總－W額

額外功并非我們需要但又不得不做的功W額=W總－W有用

總功有用功加額外功或動力所做的功W總=W有用＋W額=Fs

機械

效率

有用功和總功的比值

=

W有用

W總

100%

【注意】（1）有用功總是小于總功，所以機械效率總小于1；（2）機械效率是個沒有單位的物理量。

2.機械效率的公式：

機械公式

斜面

=

W有用

W總

=

Gh

FL

100%

定滑輪

=

W有用

W總

=

Fs

Gh

=

Gh

Fh

=

G

F

100%

動滑輪

=

W有用

W總

=

Fs

Gh

=

Gh

F2h

=

G

2F

100%

滑輪組

=

W有用

W總

=

Fs

Gh

=

Gh

Fnh

=

G

nF

100%

一、選擇題（共18小題）

1、（2009?包頭）如圖1所示的滑輪組將重10N的物體勻速提升0.1m，所用時間為2s，作用在繩子末端的拉力F為

6N（不計繩重和繩與滑輪間的磨擦），下列計算結果正確的是（）

A、所做的有用功為1JB、動滑輪自重0.2NC、拉力F做功的功率為0.3WD、該滑輪組的機械效率為83.3%

2、如圖所示，斜面長為3cm，高為lm，工人用400N沿斜面方向的力將重為840N的箱子推到車上．在這過程中（）

A、有用功是400J，總功是840JB、有用功是840J，額外功是400J

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

3、如圖所示，小明用兩個滑輪組成甲、乙兩種不同的省力滑輪組．他分別用這兩種滑輪

組把質量相同的重物吊到等高的平臺上，兩次吊重物時他拉繩的速度相同．不計摩擦和繩

重，下列說法正確的是（）

A、兩次吊物，小明所做的功和功率的多少相同，甲裝置的效率高B、兩次吊物，小明所做的功、

功率的多少和效率的高低都相同C、兩次吊物，小明所做的功率的大小和效率的高低相同，用甲裝

置做的功多D、兩次吊物，小明所做的功的多少和效率的高低相同，用乙裝置時功率大

4、（2010?泉州）建筑工人用如圖所示的滑輪組，將重800N的重物勻速提高5m，拉力所做的功為4800J，

則該滑輪組的機械效率是（）

A、67%B、一直的英文 73%C、83%D、100%

5、利用如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，在相同的時間內用大小相同的力F

1

和F

2

分別把質量相等的重

物G

1

和G

2

提升到相同的高度，則（）

A、甲滑輪組的機械效率高B、乙滑輪組的機械效率高

C、F

2

做功的功率大D、F

1

、F

2

做功的功率一樣大

6、用完全相同的A、B兩個滑輪組（繩重及摩擦忽略不計），分別提升重為G

1

和G

2

的兩物體，若

G

1

＞G

2

，它們的機械效率分別為

A

和

B

，則（）

A、

A

＞

B

B、

A

＜

B

C、

A

=

B

D、初一自我評價 無法判斷

8、同學們在探究“影響滑輪組機械效率高低的因素”時提出了下列假設：

（1）滑輪組機械效率高低可能與動滑輪重有關；（2）滑輪組機械效率高低可能與被物重有關；

（3）滑輪組機械效率高低可能與物體提升高度有關；（4）滑輪組機械效率高低可能與與承重繩子段數有關．然后一

位同學設計了如圖所示的兩個滑輪組，進行對比實驗來驗證提出的假設，則該實驗驗證的假設是（）A、（1）

B、（2）C、（3）D、（4）

9、（2007?恩施州）下列關于簡單機械的理解，正確的是（）

A、滑輪組的機械效率與動滑輪的重力有關B、吃飯時，筷子是個省力杠桿

C、使用杠桿，就是為了省力D、使用定滑輪不省力，但可以省距離

11、（2011?包頭）如圖所示，斜面長6m，高3m，用沿斜面向上、大小為100N的拉力F使物體在5s內沿斜面移動了

2m，下列說法正確的是（）

A、滑輪組的機械效率是40%B、物體重300NC、拉力F做的功是600JD、拉力F的功率是40W．

12、有一人用同一滑輪組分別將重1000N和2000N的物體勻速提升5m，動滑輪重200N，不計繩重和摩擦，，則上述

兩種情況中不正確的是（）

A、滑輪組的機械效率不相等B、人做的額外功相等C、人做的總功相等D、繩子自由端移動的距離相等

13、從井中提水時，常常會發生吊水桶落入井里的事情．用物理知識分析下列說法，其中錯誤的是（）

A、用吊水桶向上提水，人對桶和水做的功都是有用功B、用吊水桶向上提水，人對桶做的功是額外功

C、吊水桶掉在井里，打撈水桶時桶里會帶些水，這時人對水做的功是額外功D、吊水桶掉在井里，打撈水桶時，

人對桶做的功是有用功

14、下列關于機械效率的說法中，正確的是（）

A、做功多的機械，機械效率一定高B、越省力的機械，機械效率越高

C、使用機械的目的是為了提高機械效率D、使用任何機什么的朝霞 械，它的機械效率都小于1

15、（2007?無錫）如圖所示，小明分別用甲、乙兩個滑輪把同一袋沙子從地面提到二樓，用甲滑輪所做

的總功為W

1

，機械效率為

1

；用乙滑輪所做的總功為W

2

，機械效率為

2

．若不計繩重與摩擦，則（）

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?廣西）用如圖所示的滑輪組提起重1000N的貨物，所用拉力是400N，繩的自由端被拉下2m．關于

這個滑輪組工作的下列說法中，正確的是（）

A、總功是800JB、額外功是100JC、有用功是400JD、機械效率是62.5%

計算題

1.用如圖所示的滑輪組提升重1500N的物體，拉力F的大小為400N，若將物體提升0.3m，求拉力所

做的功及裝置的機械效率。

2.（2009?長沙）小強利用芹菜拌花生 如圖所示的滑輪組去拉物體，使重為2000N的物體A在3s內沿水平方向勻

速移動了6m，若A所受地面的炒排骨 摩擦力f=600N，小強所用拉力F=250N，則拉力F的功率及

該裝置的機械效率。

30、（2010?重慶）如圖所示，工人利用動滑輪將沙勻速向上提升2m，已知沙重184N，動滑輪重6N，桶重10N，

繩重和摩擦均不計．則拉力的大小及此時該裝置的機械效率．

1.解答：解：A、∵用滑輪組提升物體，對物體做的功是有用功．

∴所做的有用功W

用

=Gh=10N0.1m=1J．

∴該選項中，所做的有用功為1J，計算結果正確．

B、∵不計繩重和繩與滑輪逐步的近義詞 間的摩擦時，該滑輪組中的動滑輪由兩段繩子承擔，繩子上的拉力是物體和動滑輪總重的

二分之一，則：動滑輪的重力G

動

=2F﹣G

物

=26N﹣10N=2N．

∴動滑輪自重0.2N，計算結果不正確．

C、∵用滑輪組提升物體，拉力F做的功是總功，則拉力F做功的功率

．

∴拉力F做功的功率為0.3W，計算結果不正確．

D、∵該滑輪組的機械效率=．

∴該滑輪組的機械效率為83.3%，計算結果正確．本題計算結果正確的有兩個：A和D．故選A、D．

2日本名著 .解答：解：對木箱做的有用功：W有

=Gh=840N1m=840J，

利用斜面做的總功：W

總

=Fs=400m3m=1200J；額外功W

額

=W

總

﹣W

有用

=1200J﹣840J=360J，

斜面效率：==100%=70%．故選C．

3.解答：解：（1）小明的拉力是用來克服物體與動滑輪的重力做功，因為物體重力相等，滑輪相同，上升的高度相同，

所以兩次做功相等；（2）由W=Gh知，兩次所做的有用功相等，所以機械效率相等；

（3）因為甲圖中有3段繩子拉著動滑輪所以F

甲

=（G

物

+G

輪

）；乙圖中有2段繩子拉著動滑輪，所以F

乙

=（G

物

+G

輪

）；F

甲

＞F

乙

，V

甲

=V

乙

，根據P=Fv得P

甲

＞P

乙

．故選D．

4.解答：解：由圖可知，n=2，s=2h=25m=10m，

當提升G=800N的重物時，W

有用

=Gh=800N5m=4000J，W

總

=4800J，

滑輪組的機械效率：=100%=100%=83%．故選C．

5.解答：解：甲滑輪組由3段繩子承擔物重，所以S

1

=3h

1，則

1

=

乙滑輪組由2段繩子承擔物重，所以S

2

=2h

2

則

2

=

又因為G

1

=G

2

，F

1

=F

2

，所以乙滑輪組的效率高．兩物體上升速度相同，所以甲繩端移動速度大于乙繩端移動速度．

根據P=Fv，拉力F相同，所以F1的功率大．故選B．

6.解答：解：設將兩個物體提升高度均為h，

∵使用滑輪組時，繩重及摩擦忽略不計，∴W

額

=G

輪

h，

當提升的物重變化時，額外功大小不變；﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

∵==，∴==1+，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

∵G

1

＞G

2

，W

有用

=Gh，∴做的有用功：W

1

＞W

2

，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③

由①②③綜合分析：

A

＞

B

．故選A．

點評：本題考查了使用滑輪組時有用功、額外功、總功、機械效率的計算方法，利用好“當繩重及摩擦忽略不計時，

W額

=G

輪

h”是本題的關鍵．

計算題：

1:解答：解：由圖知，h=0.3m，s=5h=50.3m=1.5m，W有

=Gh=1500N0.3m=450J，

W總

=Fs=400N1.5m=600J，=．故答案為：600，75%．

2.解答：解：由圖可知，拉力移動的距離s

1

和物體移動的距離s

2

的關系：

s

1

=3s

2

=36m=竣工報告 18m，拉力F的功率：P=；

裝置的機械效率：==80%．故答案為：1500、80%．

3.解答：解：動滑輪可看做是繩子股數為2的滑輪組．

繩重和摩擦均不計，所做的額外功就等于克服動滑輪和桶的重力做的功．餐飲點評

繩子末端的拉力=100N

使用動滑輪所做的有用功W

有用

=G

沙

h=184N2m=368J

使用動滑輪所做的總功W

總

=FS=100N22m=400J

該裝置的機械效率=%，故答案為：100；92%．