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专题 12 滑轮组（含斜面）机械效率的计算问题
模型解读｜模型构建｜真题演练｜素养通关
识·题型解读 命题特点 + 技巧解读 + 真题示例
明·模板构建 答题模板 / 技巧点拨 + 典型问答
模型01 滑轮组机械效率的相关 模型02 斜面机械效率的相关计
计算 算
用·真题演练 真题示例 + 思路点拨 / 模板运用 + 规范答题 + 变式演练
练·模板运用 最新模拟、预测考向
识 中考·模型解读
善
模｜型｜构｜建
高频模型 中考题型与分值分布 命题特点
模型01 滑轮组机械效率的相关计算（必考 选择题、填空题、计算题（2-9 一般情况下，各省中考物
点） 分） 理命题，滑轮组（含斜
面）的机械效率计算部分
会出现1道题，常以选择
模型02 斜面机械效率的相关计算（常考点） 选择题、填空题、计算题（2-9 题、填空题、综合计算题
三种题型的一种出现，分
分）
『模型解读，给思维方法及解题规律』 值9分以内。这部分属于
中考重点，预测2025年是
必考内容。
一、有用功和额外功的理解
1.有用功：使用机械时，对人们有用的功叫有用功。也就是人们不用机械而直接用手时必须做的功。在提
升物体时，W = Gh
有用
2.额外功：使用机械时，对人们没有用但不得不做的功叫额外功。
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3.额外功的主要来源：①提升物体时，克服机械自重、容器重、绳重等所做的功。②克服机械的摩擦所做
的功。
4.人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功，它等于有用功和额外功的之和。即：W =W +W
总 有用 额
5.若人对机械的动力为F，则：W = FS
总
二、求解机械效率理论知识
1.定义：机械效率是有用功与总功的比值，分析判定一个机械的机械效率高低要分析两个因素：有用功与
总功。任何机械的机械效率都小于1.
W
有用
W
2.计算公式:η= 总 ×100％。
3.提高机械效率的途径：尽可能增加提升物体的重力；减轻机械的自身重量；合理地减少部件间的有害摩
擦。
【温馨提醒】加深对机械效率的理解：
（1）机械效率由有用功和总功决定，它表示的有用功占总功的比例的大小，不能反映有用功或总功的多
少。
（2）机械效率总是小于1,这是因为使用任何机械都不可避免地要做额外功,所以有用功总是小于总功，机
械效率通常用百分数表示。
(3)机械效率不是固定不变的,机械效率反映的是机械在一次做功的过程中有用功跟总功的比值,同一机械
在不同的做功过程中，机械效率往往会不同。
(4)机械效率的高低与是否省力做功多少物体提升的高度等无关。
(5)机械效率是表征机械性能的重要指标，机械效率越高,机械的性能越好。
三、与滑轮组机械效率有关的计算题解题策略
（一）用滑轮组竖直提升物体机械效率问题求解办法
a.用滑轮组竖直提升物体的模型图
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b. 用滑轮组竖直提升物体有用功、额外功和总功求法
（1）有用功W有用=Gh
（2）总功W总=Fs
（3）额外功W额外=W总—W有用
（4） s=nh
其中h是重物G被提升的高度，s是动力F 移动的距离， n是动滑轮上的绳子段数。
c. 滑轮组机械效率的求解
（1）用滑轮组提升物体时，有用功和总功的比值.称为滑轮组机械效率。
（2）滑轮组机械效率公式：η＝（W有用/W总）×100％
η＝（W有用/W总）×100％= (G / nF ) ×100％
（二）用滑轮组水平拉动物体机械效率问题求解办法
a.用滑轮组水平拉动物体的模型图
b. 用滑轮组水平拉动物体有用功、额外功和总功求法
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（1）有用功W有用= fs2
（2）总功W总= F s1
（3）额外功W额外=W总—W有用
（4）s1= ns2
其中 s1是动力F 移动的距离，s2是重物水平移动的距离，f是物体匀速运动受到的阻力， n是动滑轮上
的绳子段数。
c. 滑轮组机械效率的求解
（1）用滑轮组水平拉动物体时，有用功和总功的比值.称为滑轮组机械效率。
（2）滑轮组机械效率公式：η＝（W有用/W总）×100％
η＝（W有用/W总）×100％= (fs2/ F s1) ×100％
解
真题·思维剖析
【例题1】（2024·北京·中考真题）用某滑轮组提升重物时，绳子自由端拉力做功随时间变化的关系如图所
示，在20s内绳子自由端竖直匀速移动16m，重物竖直匀速上升4m。已知动滑轮总重100N，提升的物体
重800N。关于该过程，下列说法正确的是（ ）
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A. 绳子自由端拉力的功率为200W
B. 额外功为400J
C. 绳子自由端拉力的大小为250N
D. 滑轮组的机械效率约为88.9%
变式演练
【模型1变式1】（2025江苏连云港一模）重450N的箱子，在20N水平推力的作用下，沿水平路面做匀
速直线运动，地面对箱子的支持力大小为_____N，箱子受到的阻力大小为_____N。如果用如图所示的滑
轮组匀速提升该箱子，拉力F=250N，滑轮组的机械效率为______。箱子以0.1m/s的速度匀速上升的过程
中，拉力的功率为______W。
【模型1变式2】（2025江苏连云港一模）如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720N的货物，货
物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80N，不计绳重和摩擦，则（ ）
A. 绳子自由端移动的速度为0.5m/s B. 拉力F为800N
C. 拉力F的功率为360W D. 动滑轮的机械效率为90%
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【模型1变式3】（2025江苏连云港一模）早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用
于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取
水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J，g
取10N/kg。求此次取水的过程中
（1）人做的有用功为多少？
（2）辘轳的机械效率多大？
（3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？
模型02 斜面机械效率的相关计算
『模型解读，给思维方法及解题规律』
求解斜面机械效率有关的计算题解题策略
a.用斜面提升物体的模型图
b. 用斜面提升物体有用功、额外功和总功求法
（1）有用功W有用= Gh
（2）总功W总= F s
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（3）额外功W额外=W总—W有用
其中 s是动力F 沿着斜面移动的距离，h 是重物上升的高度，s和h的关系，通常可由解三角函数得到，
一般斜面倾斜角给出。
c. 斜面机械效率的求解
（1）用斜面提升物体时，有用功和总功的比值.称为斜面的机械效率。
（2）斜面机械效率公式：η＝（W有用/W总）×100％
η＝（W有用/W总）×100％= (Gh / F s) ×100％
解
真题·思维剖析
【例题2】（2024四川眉山中考真题）如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置，斜面粗糙程度相同。
他用平行于斜面向上的恒定拉力F，将重6N的物体以 的速度匀速拉到斜面顶端，测得斜面的机械效
率为75%。则下列说法正确的是（ ）
A. 拉力做功为3J
B. 物体受到摩擦力为1.5N
C. 在匀速拉动过程中，物体的机械能不变
D. 若以 的速度匀速拉动物体，斜面机械效率仍为75%
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变式演练
【模型2变式1】（2025陕西一模）如图所示，小明分别使用甲、乙、丙三种机械匀速提升物体 （绳长
不变），测得物体 所受重力和拉力如表所示，请回答：甲、乙、丙的机械效率关系（ ）
A．甲的机械效率最大 B．丙的机械效率最大
C．甲、乙的机械效率相等 D．甲、乙、丙的机械效率均相等
【模型2变式2】（2025江苏无锡一模）如图所示，王瑞同学通过斜面用平行于斜面F＝200N的推力，将
质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上，斜面长s＝2m。(g取10N/kg)下列说法中( )
①推力的功率为40W ②斜面的机械效率为75%
③斜面对物体的摩擦力100N ④推力做的额外功100J
A．只有①正确 B．只有②④正确 C．只有③④正确 D．①②③④都正确
【模型2变式3】（2025湖北一模）如图为某景区的盘山公路，汽车行驶过程中遇到陡坡时司机常常要换
用低速档，这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大______。一辆总重为1×105N的汽车经过某
一长为200m的路段时，竖直高度上升了20m，如果汽车的牵引力恒为2.5×104N，此过程中盘山公路斜面
的机械效率为_______。
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好题·题组通关
练
题组1. 滑轮组机械效率的相关计算试题精炼
1. （2025武汉一模）在美丽乡村建设的工地上，如图所示，工人借助动滑轮用250N的拉力，将450N的
重物匀速提升2m，用时10s。则（ ）
A. 重物上升的速度为0.4m/s
B. 动滑轮做的有用功为1000J
C. 工人的拉力的功率为90W
D. 动滑轮的机械效率为90%
2. （2024山东滨州中考真题）如图所示装置，工人用250N的拉力，在30s内将重为400N的物体匀速提
高了6m，在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 绳子自由端移动的速度是0.2m/s
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B. 拉力做的有用功为2400J
C. 拉力做功的功率为100W
D. 若用此滑轮提升重500N的物体，滑轮的机械效率为80%
3. （2025陕西一模）在小区改造工程中，工人师傅用滑轮组提升建筑材料，如图所示。滑轮组挂在固定
的钢架上，每个滑轮重为150N。绳子自由端受到的拉力F为500N，材料在30s内匀速上升了3m，不计绳
重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
的
A. 绳子自由端 速度为0.1m/s
B. 拉力F的功率为50W
C. 滑轮组的机械效率为90%
D. 钢架受到的拉力为1500N
4. （2025哈尔滨一模）使用如图所示的滑轮组匀速提升重力不同的物体时，除了动滑轮的重力导致的额
外功外，其他因素导
致的额外功与总功之比为一定值。已知动滑轮的重力为1.0N，绳子能够承受的最大拉力为50N。当匀速
提升重为9.0N的物体时，滑轮组的机械效率为81%，则使用该滑轮组匀速提升物体时的机械效率的最大
值为（ ）
A. 90% B. 89% C. 88% D. 87%
5．（2025浙江杭州一模）如图所示的滑轮组提升100N的重物，两个相同的滑轮的重力均为20N，不计
绳重和轮与轴的摩擦，则下列说法正确的是（ ）
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A．自由端拉力F为60N
B．若物体上移0.5m，则自由端移动1m
C．顶部与定滑轮相连的绳子拉力为140N
D．若自由端拉绳子的速度为0.4m/s，物体移动的速度为0.2m/s
6. （2025山东潍坊一模）如图所示，重为800N的物体，在100N的水平拉力作用下，以0.2m/s的速度沿
水平地面匀速向左运动了2m。在此过程中，物体受到地面的摩擦力大小是物重的0.3倍，下列说法正确的
是（ ）
A．绳子自由端移动速度为0.6m/s
B．滑轮组对物体的水平拉力为300N
C．该滑轮组的机械效率是80%
D．绳子自由端拉力的功率为40W
7. （2025江苏苏州一模）如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提
升质量为27kg的物体，绳子自由端所用的拉力为100N，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示。不计
绳重和摩擦，g取10N/kg。则（ ）
A．拉力的功率为50W
B．滑轮组中动滑轮重30N
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C．该滑轮组的机械效率为90%
D．甲图中A点所受拉力为330N
8.（2025吉林一模）某小区正在进行改造施工。工人用如图所示的滑轮组将750N的沙子匀速提升了
10m，用时100s。若工人所用的拉力为400N，则拉力的功率为 W，滑轮组的机械效率为 。
使用该滑轮组既能 又能改变力的方向。使用滑轮组 （选填“能”或“不能”）省功。
9.（2025深圳一模）工人师傅用如图所示的滑轮组将重为400N的货物匀速提升了1m，动滑轮重为100N，
不考虑绳重和摩擦，工人师傅做的额外功为______J，有用功为______J，该滑轮组的机械效率为
_______。
10. （2025海南一模）用如图所示的滑轮组将重540N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10m，
绳端拉力为200N（不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦），则动滑轮重______N，此过程该滑轮组的机械效率
为______。
11. （2025云南一模）如图所示，重100N的物体A在水平拉力F的作用下以0.1m/s的速度匀速运动
10s，弹簧测力计的示数为20N，滑轮组的机械效率为80%。则拉力F所做的功是_________J，拉力F的功
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率是_________W，物体A受到的摩擦力是_________N。（不计绳重和滑轮重）
12. （2025贵州一模）某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为5t。起重机将3600kg的钢板
匀速提升到10m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦，g取 。求
（1）克服钢板重力做的功 ；
（2）钢丝绳的拉力F；
（3）滑轮组满载时的机械效率（保留一位小数）。
13. （2024江苏扬州中考真题）如图所示，工人用动滑轮匀速提升重为400N的窗玻璃，所用的竖直拉力
为250N，窗玻璃上升的高度为10m，用时50s。求：
（1）所做的有用功 ；
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（2）工人所用拉力的功率P；
（3）动滑轮的机械效率 。
题组2. 斜面机械效率的相关计算试题精炼
14. （2025福建一模）如图，工人往车上装重物时，用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去。斜面长
2m，斜面最高处高度为1m。工人师傅在5s时间内，用大小为600N的力将一个重为1000N的物体沿着斜
面从底端匀速推到顶端。则下列说法正确的是（ ）
A．使用斜面，既可以省力，也可以省距离
B．物体所受到斜面的摩擦力方向沿斜面向下，大小为600N
C．推力做功的功率为240W
D．工人此次利用的斜面机械效率为83.3%
15. （2025湖南一模）搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢，常使用如图所示的装置把物体从斜面底
端匀速推上顶端，已知斜面长5m，高2m，物体重1000N，沿斜面向上的推力为500N，则下列判定不正确
的是（ ）
A. 物体在斜面上运动的过程中受3个力的作用，合力为0
B. 推力所做的功是2500J
C. 斜面的机械效率为80%
D. 物体受到斜面的摩擦力为100N
16.（2025辽宁一模）如图所示，一卡车车厢车底底板距地面1.5m高，小张把一块3m长的钢板AB搭在车
厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用F=600N的力，把一个大木箱从B处推到A处的车上，已知
木箱重为1000N。则小张推木箱做功大小为________J,这个过程中，斜面的机械效率大小为_____（结果保
留一位小数）。
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17.（2025湖北一模）如图所示，将重力为10N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端。若斜面长L为
1m，斜面高h为0.3m，拉力F为4N，拉力的功率为2W，则此过程中，斜面的机械效率是________%，物体
从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是_______s。
18．（2025四川德阳一模）如图所示，有一斜面长L＝4m，高h＝2.5m。刘利同学用平行于斜面向上F＝
150N的拉力，将200N重的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么刘利同学对物体做的总功为 J；物
体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为 N。
19. （2025湖北荆州一模）为了发展文化旅游事业，荆州市正在兴建华强方特文化主题园，建成后将通
过最新的VR技术展示包括楚文化和三国文化在内的五千年华夏文明。园区建设中需把重1200N的木箱A
搬到高h＝2m，长L＝10m的斜面顶端。如图所示，工人站在斜面顶端，沿斜面向上用时50s将木箱A匀
速直线从斜面底端拉到斜面顶端，已知拉力F的功率为80W．求：
（1）拉力F的大小；
（2）该斜面的机械效率是多少；
（3）木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是多大。
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