11.5 机械效率（课件+讲义+练习）-2024-2025学年九年级物理上册同步备课包（苏科版）

11.5 机械效率 第十一章 简单机械和功（苏科版） 更多模板请关注：https://haosc.taobao.com 目录 1 有用功 额外功 总功 2 有用功 总功 机械效率 3 测量滑轮组的机械效率 【PART.01】 01 有用功 额外功 总功 爬楼比赛 呵呵大厦 物体重600N，小胖子用400N的力将其沿斜面匀速拉动了6m，此时小胖子做功W2多少? W2=FS=400Nx6m=2400J 有用功 额外功 总功 W1=1800J W2=2400J W3=W2-W1=2400J-1800J=600J 有用功：直接完成任务必须要做的功W有 总功：使用机械完成任务时所做的功W总 额外功：因为使用机械不得不多做的功W额 克服机械自重 摩擦力做功 有用功、额外功和总功 F 不计绳重与摩擦 受力分析 F= F= W有=Gh W总=FS=(G+G动）h W额=W总-W有=G动h 不计绳重与轴摩擦时，使用滑轮组的额外功 就是克服动滑轮重力做的功。 知识小结 总结 1. 有用功、额外功和和总功 （1）有用功：直接完成任务必须要做的功W有。 （2）额外功：因为使用机械不得不多做的功W额。 （3）总功：使用机械完成任务时所做的功W总。 2. 三者之间的关系：___________________ W总=W有+W额 课堂练习 【例1】用水桶从井中提水的时候，对     做的功是有用功，对     做的功是额外功；如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，会把桶中的水一同提上来，在这种情况下，          是有用功，          是额外功。 【答案】     水     桶     对桶做的功     对水做的功 【详解】[1][2]用力将一桶水从井里提上来，他对水做的功是有用功，因为我们的目的是提水；对桶做的功是额外功，因为这部分功是我们不需要，但又不得不做的功。 [3][4]如果桶掉到井里，井里捞桶，对桶做的功是有用功，因为我们的目的是捞桶，捞桶时桶里带了一些水，克服水的重力做的功是额外功。 课堂练习 【变式1-1】俗话说“竹篮打水一场空”，此过程中，对水做的功是________（选填“有用”或“额外”）功，对竹篮做的功是________（选填“有用”或“额外”）功，这一现象所包含的物理道理是“竹篮打水”的机械效率________（选填“高”或“低”）。 【答案】 有用 额外 低 【详解】[1]俗话说“竹篮打水一场空”，此过程中，你需要打水，对水做的功是有用功。 [2]对竹篮做的功是必不可少的功，是额外功。 [3]俗话说“竹篮打水一场空”，说明做的有用功比较少，这一现象所包含的物理道理是“竹篮打水”的机械效率比较低。 课堂练习 【变式1-2】升旗过程中，克服旗的重力做的功是_________，克服绳子的重力所做的功是_________人所施加的拉力所做的功是_________（均选填“有用功”、“额外功”或“总功”）。 【答案】 有用功 额外功 总功 【详解】[1][2][3]为完成工作目的而做的功叫有用功；不需要但又不得不做的功叫额外功；升旗过程中目的是把旗升高旗杆顶部，所以克服旗的重力做的功是有用功，克服绳子的重力做的功是额外功；人所施加的拉力所做的功包括有用功和额外功，是总功。 课堂练习 【例2】用动滑轮提起一个重800N的物体，用的拉力是500N，物体升高1m，则人做的总功为 ________J，有用功为________J，额外功为________J。 【答案】 1000 800 200 【详解】[1]动滑轮由两股绳子承担物重，即 n=2 则拉力移动的距离为 s=2h=2×1m=2m 总功为 W总=Fs=500N×2m=1000J [2]有用功为 W有=Gh=800N×1m=800J [3]额外功为 W额=W总-W有=1000J-800J=200J 课堂练习 【变式2-1】如图所示，斜面长度为4m，高度为1.5m，用平行于斜面的50N的拉力将重为100N的物体由斜面的底端匀速拉到顶端，拉力对物体做的有用功为________J，拉力做的总功为 ________J。 【答案】     150     200 【详解】[1]拉力对物体做的有用功 W有用＝Gh＝100N×1.5m＝150J [2]拉力做的总功 W总＝Fs＝50N×4m＝200J 课堂练习 【变式2-2】用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000 N的物体A，使物体A在4 s内匀速前进了4 m，物体A受到地面的摩擦力，所用拉力，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦．则A物体克服摩擦力所做的功是_______．绳子拉力所做的功是_______．（以上均选填“有用功”、“额外功”或“总功”） 【答案】     有用功     总功 【详解】[1]物体匀速运动，滑轮对物体的拉力大小等于地面对物体的摩擦力大小，拉动物体即克服摩擦力做功，所以A物体克服摩擦力所做的功是有用功； [2]绳子拉力所做的功是全部的功，为总功． 【PART.02】 02 有用功 总功 有用功 总功 把沙子搬到三楼，你会选哪种方法? 问题 不计绳重与轴摩擦 沙子重 100 N 桶重 20 N 体重400 N 口袋重 5 N 动滑轮重 10 N 有用功 总功 不计绳重与轴摩擦 沙子重 100 N 桶重 20 N 体重400 N 口袋重 5 N 动滑轮重 10 N 第一种方案 W有=G沙h=100Nx6m=600J W总 =G总h =(G沙+G桶+G人)x6m =3120J 有用功 总功 不计绳重与轴摩擦 沙子重 100 N 桶重 20 N 体重400 N 口袋重 5 N 动滑轮重 10 N 第二种方案 W有=G沙h=100Nx6m=600J W总 =G总h =(G沙+G桶+G动)x6m =780J 有用功 总功 不计绳重与轴摩擦 沙子重 100 N 桶重 20 N 体重400 N 口袋重 5 N 动滑轮重 10 N 第三种方案 W有=G沙h=100Nx6m=600J W总 =G总h =(G沙+G口袋+G动)x6m =690J 有用功 总功 方案 1 2 3 W有 600J 600J 600J W总 3120J 780J 690J 19.2% 76.9% 87% 胜出 【PART.03】 03 机械效率 机械效率 机械效率 定义： 公式： 物理意义： 注意： 有用功跟总功的比值 η= 机械效率表示机械做功的效率，即有用功占总功的比例 （1）机械效率是一个百分数，没有单位: （2）由于W额必然存在，机械效率总小于1, （3）理想机械的机械效率等于1。 机械效率 起重机：约45% 汽油机：25% 蒸汽机：6% 机械效率 F W有=Gh W总 =FS η= η= W有=Gh W总 =W有+W额=Gh+G动h 不计绳重与摩擦 任何条件下都成立 机械效率 1.机械效率 (1)定义：_________________________。 (2)公式：______________ (3)注意： ①机械效率是一个百分数，没有单位； ②由于W额必然存在，机械效率总_______1; ③_______机械的机械效率等于1。 2.滑轮组的机械效率 (1)任何条件成立：____________________________ (2)不计绳重与轴摩擦：____________________________ 有用功跟总功的比值 η= 小于 理想 η= η= 课堂练习 【例3】关于功、功率和机械效率，下列说法正确的（    ） A．通过减小机械的摩擦，可使机械效率达到100% B．某机械做功的功率越大，其机械效率越高 C．某机械所做的有用功越多，其机械效率就越高 D．机械效率越高的机械，做功时有用功和额外功的比值越大 课堂练习 【答案】D 【详解】A．减小机械的摩擦，可以减小额外功，但不可能不做额外功，机械效率永远小于100%，故A错误； B．功率是指机械做功的快慢，机械效率是有用功在总功中所占的比值，机械做功越快，表示功率越大，单位时间内做的功越多，但机械效率不一定就高，故B错误； C．机械所做的有用功越多，总功也就越多，有用功在总功中所占的比值不一定就高，因此机械效率不一定越高，故C错误； D．机械效率越高，有用功在总功中所占的比例越大，额外功在总功中的比例就越小，有用功和额外功的比值越大，故D正确。 故选D。 课堂练习 【例4】2024年2月，贵州多地突发山火，紧急启动直升飞机取水灭火。直升飞机每次尽可能取更多水其目的是（　　） A．增大有用功 B．减小额外功 C．增大总功 D．增大功率 【答案】A 【详解】取水灭火过程中，使水移动距离一定，每次取水越多，克服水的重力做功越多，有用功越多，则有用功在总功中所占的比例越高，能提高取水效率，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 课堂练习 【变式4-1】如图是中国古代取水工具——辘轳，是利用轮轴原理的起重机具。其构造是在井上安置带有水平转轴的支撑架，转轴一端装有曲柄，转轴上缠有绳索。绳索下端系有水桶。用人力或畜力转动曲柄，即可从井中提水。下列关于辘轳的说法正确的是（    ） A．辘轳相当于一个动滑轮 B．人对水平转轴做的功是有用功 C．利用辘轳取水的机械效率可达100% D．取水时水越多，辘轳的机械效率越高 【答案】D 【详解】A．该装置是一个轮轴，本质是一个杠杆，故A错误； B．使用辘轳的目的是为了取水，取水时克服水重做的功是有用功，故B错误； C．利用辘轳取水时不可避免要做额外功，机械效率不可能达到100%，故C错误； D．取水时水越多，有用功越多，额外功基本不变，则辘轳的机械效率越高，故D正确。 故选D。 课堂练习 【变式4-2】用如图所示的装置探究“影响滑轮组机械效率的因素”，下列因素会影响机械效率的是（　　） A．重物上升的速度 B．重物上升的高度 C．定滑轮的重力 D．动滑轮的重力 【答案】D 【详解】改变滑轮组的机械效率可以通过改变提升重物的重力、改变动滑轮的重力、改变绳子的重力、改变绳子与滑轮之间的摩擦，与重物上升的速度、高度，定滑轮重无关。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 课堂练习 【例5】如图所示，分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼提到二楼，所做的有用功分别为W甲、W乙，机械效率分别为η甲、η乙，若不计绳重与摩擦，则W甲_____W乙，η甲_______η乙 。（选填“>”“=”或“<”） 【答案】     =     > 【详解】[1]由题意可知用甲、乙两个滑轮提升物体的重力相同，提升物体的高度相同，根据w-Gh可知两次做的有用功相同，即W甲=W乙。 [2]当有用功一定时，甲是定滑轮，甲中所做的总功为对一桶沙所做的功，利用机械时做的额外功少，则总功就少，机械效率就高；乙是动滑轮，乙中所做的总功还要加上对动滑轮所做的功，利用乙滑轮做的额外功多，则总功多，机械效率低。即η甲>η乙 课堂练习 【变式5-1】如图所示，甲、乙装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物竖直向上匀速提升。若G1 ＝G2 ，竖直拉力分别为 F1 和F2 ，两装置的机械效率分别为 η1和 η2（忽略绳重和摩擦），则下列判断正确的是（     ） A．F1＞F2，η1＜η2 B．F1＜F2，η1＞η2 C．F1＞F2，η1＝η2 D．F1＝F2，η1＝η2 课堂练习 课堂练习 【变式5-2】用甲、乙两个滑轮组分别将物体M、N匀速提升1m，拉力分别为F甲、F乙，此过程相关数据如图，则：甲滑轮组机械效率为 _______（保留一位小数）；F甲_______F乙，GM_______GN（选填“>”、“<”或“=”）。 课堂练习 课堂练习 【例6】如图所示，用滑轮组提升重物时，重400N的重物在10s内匀速上升了1m，已知拉绳子的力F为250N，不计绳重和摩擦，则提升重物的过程中： (1)有用功为多少？ (2)滑轮组的机械效率为多少？ (3)拉力F的功率是多少？ 课堂练习 课堂练习 【变式6-1】如图所示，工人师傅用滑轮组将重为400N的物体在30s内匀速提升到6m高的楼上，机械效率为80%，不计绳重及摩擦。求： (1)拉力F； (2)拉力的功率； (3)若提起900N的重物，则此时的滑轮组的机械效率。 课堂练习 【PART.03】 03 测量滑轮组的机械效率 测量滑轮组的机械效率 实验原理 实验器材 刻度尺、弹簧测力计、滑轮、 细线、钩码、铁架台。 η= 竖直向上，匀速缓慢拉动 注意✭ 测量滑轮组的机械效率 动滑轮重力一定，物重越大，机械效率越高 实验原理 η= 实验结论 实验一：动滑轮重力不变，改变钩码重力 G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J η 1 2 3 4 5 6 测量滑轮组的机械效率 物重一定时，动滑轮重力越大，机械效率越低 实验原理 η= 实验结论 实验二：钩码重力不变，改变动滑轮重力 G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J η 1 2 3 4 5 6 测量滑轮组的机械效率 答案 思考 怎样提高滑轮组的机械效率呢? 动滑轮重力一定，物重越大，机械效率越高 物重一定，动滑轮重力越大，机械效率越低 （1）增加物重; （2）减小动滑轮重、绳重，减小轮轴间的摩擦。 测量滑轮组的机械效率 答案 思考 怎样提高其他机械的机械效率呢? 减小额外功：减轻机械自重、减少有害摩擦。 η= 钛合金在航空、航天的应用 测量滑轮组的机械效率 答案 思考 怎样提高其他机械的机械效率呢? 减小额外功：减轻机械自重、减少有害摩擦。 增大有用功：在机械的承受范围内尽可能增加 被提升的物重 η= 测量滑轮组的机械效率 1.测量的滑轮组机械效率 (1)实验一：_______重力不变，改变_______重力。 结论:动滑轮重一定，物重_______，机械效率越高。 (2)实验二：_______重力不变，改变_______重力。 结论：物重一定，动滑轮重_______，机械效率越低。 2.提高滑轮组机械效率的方法 （1）_______物重； （2）_______动滑轮重、绳重，减小轮轴间的摩擦。 注意：绕绳方式、物体(绳子端)被提升的高度（速度）对机械效率_______（选填“有”或“没有”）影响。 动滑轮 钩码 越大 动滑轮 钩码 越大 增加 减小 没有 课堂练习 【例7】如图所示是“测量滑轮组机械效率”的实验装置图。 (1)小明用弹簧测力计______提升不同数量的钩码，记录数据如表所示； (2)第3次拉力示数如图所示，则表格中②处的数据是______（保留整数位数据）； (3)从表2中可得结论：用相同滑轮组提升钩码时，滑轮组的机械效率与______有关； 实验次数 钩码的重力G/N 钩码提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η/% 1 2 0.1 0.9 0.3 74 2 4 0.1 1.6 0.3 83 3 6 0.1 ① 0.3 ② 课堂练习 【例7】如图所示是“测量滑轮组机械效率”的实验装置图。 (4)小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法。汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。请你指出以下三种提高效率的方法中，方法是______与本实验同理的。 方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员。 方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重力。 方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑。 实验次数 钩码的重力G/N 钩码提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η/% 1 2 0.1 0.9 0.3 74 2 4 0.1 1.6 0.3 83 3 6 0.1 ① 0.3 ② 课堂练习 课堂练习 课堂练习 【变式7-1】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，实验装置如图所示。（图中每个滑轮重相等） 实验 次数 钩码重 G/N 钩码上升的 高度h/cm 绳端拉 力F/N 绳端上移 距离s/cm 机械 效率η 1 4 10 1.7 30 78.4% 2 4 10 1.6 40 62.5% 3 6 10 2.4 30 巩固练习 (1)在实验中，测量绳端拉力F 时，应尽量在竖直方向        拉动弹簧测力计； (2)通过表中数据可分析出第2次实验是用        （填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验； (3)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率         （填“越高”“不变”或“越低”）； (4)第3次实验的机械效率η=        （结果精确到0.1%）；比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组，         ，机械效率越高； 巩固练习 巩固练习 (5)若每个滑轮的质量为100g，则第二次实验中克服摩擦做的额外功为________J；（不计绳重） (6)物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益MA，用于比较不同机械的省力程度。现用图甲所示滑轮组匀速提升重物，不计绳重和摩擦。则下列描述滑轮组的机械效益MA与物体重力G、机械效率η与机械效益MA的关系图线中，可能正确的是（    ） A． B． C． D． 巩固练习 巩固练习 巩固练习 【例8】在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关.如图是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其它条件一定时的实验数据。 实验序号 斜面的倾斜程度 物块的重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长x/m 机械效率 1 较缓 10 0.2 5.5 1 36.4% 2 较陡 10 0.4 7.0 1   3 最陡 10 0.6 8.5 1 70.6% 4 最陡 12 0.6 10.2 1 70.6% 5 最陡 20 0.6   1 巩固练习 (1)实验记录数据如下表，则第2次实验时斜面的机械效率为          ； (2)分析表中1、2、3数据可得该实验是探究          （选填“小明”或“小聪”）的猜想，结论是：在其它条件一定时，            ；其中3、4组数据可以探究斜面机械效率与          关系，第5组数据忘记了记录拉力F的大小，则该拉力大小应该是            N； (3)另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤。 ①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面。 ②用弹簧测力计沿斜面把一木块            拉上去，进行测量，计算出斜面的机械效率. ③保持斜面的            不变，改变斜面的            ，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率，比较大小即可验证猜想是否正确； (4)此探究实验是采用的物理研究方法是                                    。 课堂练习 课堂练习 感谢您的观看 $$ 11.5 机械效率 一、单选题 1．简单机械在我们生活中应用非常广泛，好动手的小明同学分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体移动到相同高度，做有用功（　　） A．杠杆最多 B．斜面最多 C．滑轮组最多 D．一样多 2．下列说法中正确的是（　　） A．功率大的机器做功多 B．功率大的机器做功快 C．机械效率高的机械做的有用功多 D．机械效率高的机械做的额外功少 3．期末考试前，小明整理错题，梳理出几个结论，分析正确的是（　　） A．一个物体受两个力的作用，若这两个力的三要素完全相同，它们一定是平衡力 B．动滑轮省一半力，机械效率一定等于50% C．做功越少，功率越小，机械效率越小 D．功率越大，反映做功越快，与机械效率无关 4．小明同学用如图所示的滑轮组提升重物。下列说法中不能提高滑轮组的机械效率的方法是（　　） A．增大物体的重G B．增大物体被提升的高度h C．使用轻质的动滑轮 D．在滑轮的轮轴处涂润滑剂 5．如图所示，用F=50 N的水平拉力，通过一个动滑轮，使重为200N的物体A水平向右匀速移动了12m，在这个过程中（    ） A．拉力F做了300J的功 B．拉力F做了1200J的功 C． 重力做了600J的功 D． 重力做了1200J的功 6．如图所示，固定的斜面长s=2m，高h=0.5m，沿斜面向上用50N的拉力在4s内把一个重60N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，这一过程中（　　） A．对物体做的有用功为120J B．物体受的摩擦力为50N C．拉力做功的功率为25W D．斜面的机械效率为70% 7．如图，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知，施加的力分别为、，拉力做的功为、，则它们的关系正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   8．用图示滑轮组匀速提升不同的重物，不计绳重和摩擦。先定义一个物理量M，将人拉绳的力与滑轮组对重物施加的力的比值叫作M。则下列图像中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 9．如图，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用、匀速提升重力为、的A、B两个物体。物体提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法一定正确的是（　　） A．若，则 B．若，则 C．若，则 D．若，则 二、填空题 10．如图所示，古人用桔槔从水井中提水的过程中，对水桶做的功是 （选填“有用功”“额外功”或“总功”），使用桔槔可以省 （选填“力”或“功”）；人提着水桶在水平路面沿直线匀速行走时，人对水桶 （选填“做功”或“不做功”）。 11．在学校的升旗仪式上，升旗手将质量为2.lkg的国旗升高10m做了300J的功，则有用功为 J，机械效率为 。（g=10N/kg） 13．如图所示，斜面长4m，高1m，工人用400N沿斜面方向的力把重1200N的货箱匀速推到车上。此过程中，推力做的功为 J，斜面的机械效率为 ，斜面对货箱的摩擦力大小为 N。 14．如题图所示，用质量相同的两滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，且滑轮重G滑小于物体的物重G。 (1)拉甲物体的是 滑轮，拉乙物体的是 滑轮；所用的拉力F甲 F乙（选填“大于”、“小于”或“等于”）； (2)拉甲物体时拉力做的功为W甲，拉乙物体时拉力做的功为，则W甲 W乙，两者机械效率的关系η甲 η乙（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 15．用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中泄轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，由图可知动滑轮重为 N；当某次运送3件货物时，滑轮组的机械效率为 。（不考虑绳重和摩擦） 三、实验题 16．如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如下表。（钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大） 实验次数 钩码重力G/N 提升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 1 4 0.1 0.3 2 8 0.1 3.2 0.3 83.3% 3 8 0.1 2.0 0.5 80.0% (1)在实验中，应沿竖直方向 拉动弹簧测力计； (2)第一次实验中，如图所示，弹簧测力计的示数是 N，机械效率是 （精确到0.1%）； (3)由1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升不同重物， ，机械效率越高； (4)由 两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越 ； (5)在第三次实验操作的基础上，如图丁所示改变绳端拉力方向，测得的滑轮组机械效率将 。（选填“偏高”“偏低”或“不变”） 17．小明思考“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”。他在用同一木板做的斜面上，做匀速直线拉动物块的探究实验，如下图，并记录实验数据如下表： 实验次数 斜面倾斜程度 物重G/N 物体上升度高度h/m 拉力F/N 物体移动离距离S/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率 1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.5 0.50 0.8 63% 2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.5 0.75 1.1 68% 3 最陡 5.0 0.25 3.3 0.5 1.65 (1)将表格中的空白处数据填上 。 (2)通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越 。 (3)通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是： ； (4)如果小明还想要探究斜面的机械效率与物体重力的关系，请你与他一起来完成实验： ①实验时应控制不变的条件是： 、物体移动的距离； ②实验时需要的测量仪器有： 和刻度尺。 四、计算题 18．工人用图示的滑轮组提升建材，工人的重力是600N，双脚与地面的接触面积是。他将600N的建材匀速提升了2m，滑轮组的机械效率是75%。试求： (1)工人提升建材所做的有用功是多少？ (2)工人对绳子的拉力是多少？ (3)提升建材时，工人对地面的压强是多少？ 19．建筑工地上，工人用如图所示装置将重为500N的材料从地面上匀速送到4m高处，所用拉力为200N，用时为12s。不计摩擦和绳重。求： (1)工人做的有用功； (2)工人做功的功率； (3)此过程中该装置的机械效率。（结果保留一位小数） 20．石材搬运工人利用如图甲所示的滑轮组搬运石材，已知石材放在水平地面上，在500N的拉力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1200N，滑轮、绳子的自重不计。在石材移动10s的过程中，（g取10N/kg）求： (1)工人做的总功和有用功； (2)工人拉力做功的功率； (3)滑轮组的机械效率。 21．如图-1所示，工人把一个质量为45kg的货物从地面搬到1.2m高的车上。 (1)货物所受的重力是多大？（g取10N/kg） (2)此过程中，工人克服货物重力做了多少功？ (3)在搬运另一个相同的货物时，为了省力他采用3m的长木板搭了一个斜面（如图-2）。搬运过程中，他用沿斜面向上240N的推力，将货物匀速地从底部推到车上。此斜面的机械效率是多大？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 学科网（北京）股份有限公司 $$ 11.5 机械效率 一、单选题 1．简单机械在我们生活中应用非常广泛，好动手的小明同学分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体移动到相同高度，做有用功（　　） A．杠杆最多 B．斜面最多 C．滑轮组最多 D．一样多 【答案】D 【详解】用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举到相同的高度，根据公式W有=Gh可知，做的有用功相等。 故选D。 2．下列说法中正确的是（　　） A．功率大的机器做功多 B．功率大的机器做功快 C．机械效率高的机械做的有用功多 D．机械效率高的机械做的额外功少 【答案】B 【详解】A．功率在数值上等于功与时间的比，不知道做功的时间，功率大的机器做功不一定多，故A错误； B．功率是表示做功快慢的物理量，功率大的机器做功快，故B正确； CD．机械效率高的机械有用功占总功的百分比高，但不能说做的有用功多，其做的额外功也不一定少，故CD错误。 故选B。 3．期末考试前，小明整理错题，梳理出几个结论，分析正确的是（　　） A．一个物体受两个力的作用，若这两个力的三要素完全相同，它们一定是平衡力 B．动滑轮省一半力，机械效率一定等于50% C．做功越少，功率越小，机械效率越小 D．功率越大，反映做功越快，与机械效率无关 【答案】D 【详解】A．由于这两个力的三要素完全相同，即大小、方向、作用点都一样，那么这两个力作用在一个物体上时，不可能是平衡力，平衡力是指两个大小相等、方向相反、作用在同一条直线上的力，故A错误； B．使用动滑轮能省力；由于不能确定有用功和总功的大小，所以不能确定动滑轮的机械效率是多少，故B错误； C．做功多少与功率和机械效率没有直接关系，功率是指单位时间内做的功，机械效率是指有用功与总功的比值，故C错误； D．功率越大，表示做功的速度越快，功率与机械效率没有直接关系，故D正确。 故选D。 4．小明同学用如图所示的滑轮组提升重物。下列说法中不能提高滑轮组的机械效率的方法是（　　） A．增大物体的重G B．增大物体被提升的高度h C．使用轻质的动滑轮 D．在滑轮的轮轴处涂润滑剂 【答案】B 【详解】A．根据机械效率 可知，物体的重力越大，机械效率越高，故A不符合题意； B．根据 可知机械效率与物体被提升的高度h无关，故B符合题意； CD．使用轻质的动滑轮或在滑轮的轮轴处涂润滑剂，可以减小克服摩擦所做的额外功，总功减小，由可知，效率会增加，故CD不符合题意。 故选B。 5．如图所示，用F=50 N的水平拉力，通过一个动滑轮，使重为200N的物体A水平向右匀速移动了12m，在这个过程中（    ） A．拉力F做了300J的功 B．拉力F做了1200J的功 C． 重力做了600J的功 D． 重力做了1200J的功 【答案】B 【详解】AB．物体A水平向右匀速移动了12m，由图可知，绳端移动的距离为 拉力F=50N，拉力做功 故A不符合题意，B符合题意； CD．在重力的方向上没有移动距离，重力做功为0，故CD不符合题意。 故选B。 6．如图所示，固定的斜面长s=2m，高h=0.5m，沿斜面向上用50N的拉力在4s内把一个重60N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，这一过程中（　　） A．对物体做的有用功为120J B．物体受的摩擦力为50N C．拉力做功的功率为25W D．斜面的机械效率为70% 【答案】C 【详解】A．根据题意，对物体做的有用功为 故A不符合题意； B．总功为 则额外功为 则物体受的摩擦力为 故B不符合题意； C．拉力做功的功率为 故C符合题意； D．斜面的机械效率为 故D不符合题意。 故选C。 7．如图，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知，施加的力分别为、，拉力做的功为、，则它们的关系正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   【答案】C 【详解】斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有做额外功，拉力F1、F2分别将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，拉力F1、F2做的功均等于物体重力做的功，即 依题意得AB>AC，由可知，。故ABD错误，C正确。 故选C。 8．用图示滑轮组匀速提升不同的重物，不计绳重和摩擦。先定义一个物理量M，将人拉绳的力与滑轮组对重物施加的力的比值叫作M。则下列图像中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】AB．人拉绳的力与滑轮组对重物施加的力的比值叫作M，即，不计绳重和摩擦，则， 则 由此可知，M与的关系线是一条不过原点的一次函数图像，故A正确，B错误； CD．不计绳重和摩擦 则 是一个定值，是反比例函数的一支，故CD错误。 故选A。 9．如图，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用、匀速提升重力为、的A、B两个物体。物体提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法一定正确的是（　　） A．若，则 B．若，则 C．若，则 D．若，则 【答案】C 【详解】A．由图可知，甲滑轮组承重的绳子股数n甲=3，乙滑轮组承重的绳子股数n乙=2， 若GA=GB，且动滑轮重相同，根据 可知，η甲=η乙，故A错误； B．若GA<GB，且动滑轮重相同，根据 可知，η甲<η乙，故B错误； C．由题知各滑轮重相同，且不计绳重和摩擦， 由可得，提升物体的重力 G=nF-G动 则两物体的重力分别为 GA=3FA-G动 GB=2FB-G动 若FA=FB，由上式可知GA>GB， 不计绳重和摩擦，根据 可知，η甲>η乙，故C正确； D．若FA<FB，GA和GB的大小关系无法确定，因此其效率大小无法确定，故D错误。 故选C。 二、填空题 10．如图所示，古人用桔槔从水井中提水的过程中，对水桶做的功是 （选填“有用功”“额外功”或“总功”），使用桔槔可以省 （选填“力”或“功”）；人提着水桶在水平路面沿直线匀速行走时，人对水桶 （选填“做功”或“不做功”）。 【答案】 额外功 力 不做功 【详解】[1]从井中提水的过程中，目的是提水，因此对水做的功为有用功，对桶做的功是额外功。 [2]使用任何简单机械都不能省功，因此使用桔槔可以省力。 [3]人提着水桶在水平路面沿直线匀速行走时，手给水桶一个向上的力，此时力与距离垂直，因此人对水桶不做功。 11．在学校的升旗仪式上，升旗手将质量为2.lkg的国旗升高10m做了300J的功，则有用功为 J，机械效率为 。（g=10N/kg） 【答案】 210 70% 【详解】[1][2]升旗手对旗所做的有用功为 机械效率为 12．如图所示的动滑轮自重为6N，在绳子自由端拉着物体匀速上升时，拉力F＝12N，该滑轮的机械效率是 %。（不计绳重和摩擦） 【答案】75 【详解】由图可知，该滑轮为动滑轮，轮子上的绳子段数为n＝2，根据可得物体的重力为 G＝nF﹣G动＝2×12N﹣6N＝18N 该滑轮的机械效率为 13．如图所示，斜面长4m，高1m，工人用400N沿斜面方向的力把重1200N的货箱匀速推到车上。此过程中，推力做的功为 J，斜面的机械效率为 ，斜面对货箱的摩擦力大小为 N。 【答案】 1600 75% 100 【详解】[1]推力做的功为 [2]推力做的有用功为 斜面的机械效率为 [3]推力做的额外功为 斜面对货箱的摩擦力大小为 14．如题图所示，用质量相同的两滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，且滑轮重G滑小于物体的物重G。 (1)拉甲物体的是 滑轮，拉乙物体的是 滑轮；所用的拉力F甲 F乙（选填“大于”、“小于”或“等于”）； (2)拉甲物体时拉力做的功为W甲，拉乙物体时拉力做的功为，则W甲 W乙，两者机械效率的关系η甲 η乙（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】(1) 定 动 大于 (2) 小于 大于 【详解】（1）[1]拉甲物体的滑轮不随甲物体一起运动，所以拉甲物体的滑轮是定滑轮。 [2]拉乙物体的滑轮与乙物体一起运动，所以拉乙物体的滑轮是动滑轮。 [3]甲、乙两物体的质量相同，则甲、乙两物体的重力相同，使用定滑轮拉甲物体时，不省力，则 F甲=G甲使用动滑轮拉乙物体时，拉力 由于滑轮重G滑小于物体的物重G，所以 故 F甲>F乙 （2）[1]拉甲物体时拉力做的功等于克服甲物体的重力做功 W甲=G甲h拉乙物体时拉力做的功等于克服乙物体和动滑轮的重力做功 W乙=G乙h+G滑h 所以 W甲<W乙 [2]由于使用定滑轮对甲物体做功时，不计绳重与摩擦，则对甲物体做的功等于总功，没有额外功，即效率为100%；使用动滑轮对乙物体做功时，不计绳重与摩擦，则对乙物体做的功和对动滑轮做的功的和等于总功，则提升动滑轮做的功为额外功，所以机械效率小于100%，故 η甲>η乙 15．用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中泄轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，由图可知动滑轮重为 N；当某次运送3件货物时，滑轮组的机械效率为 。（不考虑绳重和摩擦） 【答案】 100 75% 【详解】[1]由乙图可知，当物重为100N时滑轮组的机械效率为50%，机械效率 解得，动滑轮重为 [2]当某次运送3件货物时，滑轮组的机械效率 三、实验题 16．如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如下表。（钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大） 实验次数 钩码重力G/N 提升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 1 4 0.1 0.3 2 8 0.1 3.2 0.3 83.3% 3 8 0.1 2.0 0.5 80.0% (1)在实验中，应沿竖直方向 拉动弹簧测力计； (2)第一次实验中，如图所示，弹簧测力计的示数是 N，机械效率是 （精确到0.1%）； (3)由1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升不同重物， ，机械效率越高； (4)由 两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越 ； (5)在第三次实验操作的基础上，如图丁所示改变绳端拉力方向，测得的滑轮组机械效率将 。（选填“偏高”“偏低”或“不变”） 【答案】(1)匀速 (2) 1.8 74.1% (3)重物越重 (4) 2、3 低 (5)偏低 【详解】（1）在实验中，测量绳端拉力F时，应在竖直向上方向上匀速拉动使物体匀速上升，物体处于平衡状态，此时弹簧测力示数等于拉力大小。 （2）[1]由图可知，弹簧测力计最小分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为1.8N。 [2]分析第1次实验中数据可知，根据可得，机械效率为 （3）比较第1、2次实验数据可知，钩码越重，机械效率越高，故可得出结论：使用同一滑轮组，重物越重，机械效率越高。 （4）比较第2、3次实验，钩码的重力相同，动滑轮的重力变大，机械效率降低，可得出结论：滑轮组的机械效率跟提起的物重、动滑轮的重有关，使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低。 （5）由图丁可知，拉力F沿斜向上方向拉动时，拉力的力臂变短，与丙相比需要更大的拉力才能拉动物体上升，因此总功更大，而有用功不变，根据可得，机械效率偏低。 17．小明思考“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”。他在用同一木板做的斜面上，做匀速直线拉动物块的探究实验，如下图，并记录实验数据如下表： 实验次数 斜面倾斜程度 物重G/N 物体上升度高度h/m 拉力F/N 物体移动离距离S/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率 1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.5 0.50 0.8 63% 2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.5 0.75 1.1 68% 3 最陡 5.0 0.25 3.3 0.5 1.65 (1)将表格中的空白处数据填上 。 (2)通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越 。 (3)通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是： ； (4)如果小明还想要探究斜面的机械效率与物体重力的关系，请你与他一起来完成实验： ①实验时应控制不变的条件是： 、物体移动的距离； ②实验时需要的测量仪器有： 和刻度尺。 【答案】(1)1.25；76% (2)费力 (3)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，倾斜程度越大，机械效率越高 (4) 斜面的倾斜程度 弹簧测力计 【详解】（1）对于第三次实验，有用功W有​可以通过公式计算得出，其中G为物重，h为物体上升的高度。代入数据得有用功为 机械效率为 （2）从实验数据中可以看出，当斜面越陡时，所需的拉力F也越大。因此，我们可以得出结论：斜面越陡，越费力。 （3）通过对比三次实验的数据，可以发现，当斜面的倾斜程度增加时，虽然所需拉力增大，但机械效率也在增大。因此，可以初步得出结论：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，倾斜程度越大，机械效率越高。 （4）[1]要探究斜面的机械效率与物体重力的关系，他需要进行额外的实验。在实验时，他应该控制斜面的倾斜程度和物体移动的距离不变，以排除这两个因素对实验结果的影响。 [2]需要测量物重和物体上升的高度来计算有用功，以及测量拉力和物体移动的距离来计算总功。因此，他需要的测量仪器有弹簧测力计和刻度尺。 四、计算题 18．工人用图示的滑轮组提升建材，工人的重力是600N，双脚与地面的接触面积是。他将600N的建材匀速提升了2m，滑轮组的机械效率是75%。试求： (1)工人提升建材所做的有用功是多少？ (2)工人对绳子的拉力是多少？ (3)提升建材时，工人对地面的压强是多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）工人提升建材所做的有用功 （2）由图可知，，则拉力端移动的距离 总功为 拉力为 （3）提升建材时，工人对地面的压力为 提升建材时，工人对地面的压强为 19．建筑工地上，工人用如图所示装置将重为500N的材料从地面上匀速送到4m高处，所用拉力为200N，用时为12s。不计摩擦和绳重。求： (1)工人做的有用功； (2)工人做功的功率； (3)此过程中该装置的机械效率。（结果保留一位小数） 【答案】(1)2000J (2)200W (3)83.3% 【详解】（1）装置将重为500N的材料从地面上匀速送到4m高处，则工人做的有用功为 （2）如图，动滑轮上绕了3条绳子，绳子自由端移动的距离是材料上升高度的3倍，则工人在绳子自由端施加的拉力做的功为 工人做功的功率为 （3）此过程中该装置的机械效率为 20．石材搬运工人利用如图甲所示的滑轮组搬运石材，已知石材放在水平地面上，在500N的拉力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1200N，滑轮、绳子的自重不计。在石材移动10s的过程中，（g取10N/kg）求： (1)工人做的总功和有用功； (2)工人拉力做功的功率； (3)滑轮组的机械效率。 【答案】(1)1200J (2)150W (3)80% 【详解】（1）由图可知，n=3，石材10s移动了1.0m，则绳子自由端移动距离 s=ns物=3×1.0m=3m 工人做的总功 W总=Fs=500N×3m=1500J 有用功 W有=f×s′=1200N×1.0m=1200J （2）工人拉力做功的功率 （3）滑轮组的机械效率 21．如图-1所示，工人把一个质量为45kg的货物从地面搬到1.2m高的车上。 (1)货物所受的重力是多大？（g取10N/kg） (2)此过程中，工人克服货物重力做了多少功？ (3)在搬运另一个相同的货物时，为了省力他采用3m的长木板搭了一个斜面（如图-2）。搬运过程中，他用沿斜面向上240N的推力，将货物匀速地从底部推到车上。此斜面的机械效率是多大？ 【答案】(1)450N (2)540J (3)75% 【详解】（1）由可知，货物所受的重力 （2）工人克服货物重力做的功 （3）由可知，工人推力做的功 则斜面的机械效率 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 学科网（北京）股份有限公司 $$ 11.5 机械效率 一、目标导航 课程标准 课标解读 1．了解有用功和额外功概念。 2．掌握机械效率的定义和计算公式。 3. 知晓如何增大或减小机械效率。 4．熟练运用机械效率的公式计算斜面，滑轮，杠杆等的机械效率。 1、通过阅读和学习知晓什么是有用功和额外功。 2、熟知机械效率的概念，懂得如何计算和变式。 3、通过机械效率的公式知晓如何增大或减小机械效率。 4、通过结合与前几节学习的内容，会计算斜面，滑轮，杠杆等的机械效率并能比较其大小。 二、知识精讲 知识点01 有用功和额外功 有用功、额外功及总功 (1)有用功：为了达到人的目的，所做的功叫做有用功，记为W有用. (2)额外功：并非人所需要，但又不得不做的功叫做额外功，也叫无用功，记为W额外. (3)总功：外力对机械所做的功叫做总功，记为W总，W总＝W有用＋W额外. 注意：①一般克服机械本身的摩擦力或重力做的功，都是额外功. ②额外功产生的主要原因有：提升物体时，克服机械自重、容器自重等所做的功或者克服机械的摩擦所做的功. 知识点02 机械效率 机械效率 (1) 概念：物理学中，将有用功与总功的比值叫作机械效率，用表示。 (2)计算公式：%.没有单位，是百分数，介于0到1之间。 (3) 物理意义：表示机械性能的物理量，反映了机械完成的有用功占总功的比例，与是否省力及省力大小无关，与功率大小也无关. 重难点：机械效率的计算，主要分为竖直方向和水平方向两种，难在如何计算W有和W总，如何判断s和h的关系，G物、G动的关系怎样。 在竖直方向，W有＝Gh；W总＝Fs 在水平方向，W有＝F阻h；W总＝Fs 提升同一重物时，动滑轮越多（即越重），越省力，但机械效率越低；用同一滑轮组提升不同重物时，物体越重，机械效率越高。 知识点03 如何增大和减小滑轮组的机械效率 增大机械效率 增大有用功占总功的比例：在滑轮组许可的条件下，增加每次提升物体的重力. 有用功一定时，减小额外功：换用轻质滑轮；滑轮的转轴中加润滑油减小摩擦等. 减小机械效率 减小有用功占总功的比例：在滑轮组许可的条件下，减小每次提升物体的重力. 有用功一定时，增大额外功：增大滑轮的摩擦或自重等。 知识点04 机械效率的计算 斜面的机械效率计算 F为沿斜面的拉力，G为物体的重力，s为斜面长，h为斜面高，f为物体与斜面间的摩擦力，则其机械效率为%＝%=%，因. 滑轮组的机械效率计算（竖直方向匀速提升物体） 设有n段绳子吊着动滑轮，动滑轮自重为G动，物体的重力为G，物体升高的距离为h，拉力为F，绳子自由端移动的距离为s. 则按照%，有下面两种计算方法： ①考虑动滑轮自重、绳重及摩擦 %＝%＝%（∵s＝nh）＝%. ②忽略绳重及摩擦，只考虑动滑轮自重 %＝%＝%＝%. 一、例1 【例1】用水桶从井中提水的时候，对 做的功是有用功，对 做的功是额外功；如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，会把桶中的水一同提上来，在这种情况下， 是有用功， 是额外功。 【变式1-1】俗话说“竹篮打水一场空”，此过程中，对水做的功是 （选填“有用”或“额外”）功，对竹篮做的功是 （选填“有用”或“额外”）功，这一现象所包含的物理道理是“竹篮打水”的机械效率 （选填“高”或“低”）。 【变式1-2】升旗过程中，克服旗的重力做的功是 ，克服绳子的重力所做的功是 ，人所施加的拉力所做的功是 （均选填“有用功”、“额外功”或“总功”）。 【例2】用动滑轮提起一个重800N的物体，用的拉力是500N，物体升高1m，则人做的总功为 J，有用功为 J，额外功为 J。 【变式2-1】如图所示，斜面长度为4m，高度为1.5m，用平行于斜面的50N的拉力将重为100N的物体由斜面的底端匀速拉到顶端，拉力对物体做的有用功为 J，拉力做的总功为 J。    【变式2-2】用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000 N的物体A，使物体A在4 s内匀速前进了4 m，物体A受到地面的摩擦力，所用拉力，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦．则A物体克服摩擦力所做的功是 ．绳子拉力所做的功是 ．（以上均选填“有用功”、“额外功”或“总功”） 【例3】关于功、功率和机械效率，下列说法正确的（    ） A．通过减小机械的摩擦，可使机械效率达到100% B．某机械做功的功率越大，其机械效率越高 C．某机械所做的有用功越多，其机械效率就越高 D．机械效率越高的机械，做功时有用功和额外功的比值越大 【例4】2024年2月，贵州多地突发山火，紧急启动直升飞机取水灭火。直升飞机每次尽可能取更多水其目的是（　　） A．增大有用功 B．减小额外功 C．增大总功 D．增大功率 【变式4-1】如图是中国古代取水工具——辘轳，是利用轮轴原理的起重机具。其构造是在井上安置带有水平转轴的支撑架，转轴一端装有曲柄，转轴上缠有绳索。绳索下端系有水桶。用人力或畜力转动曲柄，即可从井中提水。下列关于辘轳的说法正确的是（    ） A．辘轳相当于一个动滑轮 B．人对水平转轴做的功是有用功 C．利用辘轳取水的机械效率可达100% D．取水时水越多，辘轳的机械效率越高 【变式4-2】用如图所示的装置探究“影响滑轮组机械效率的因素”，下列因素会影响机械效率的是（　　） A．重物上升的速度 B．重物上升的高度 C．定滑轮的重力 D．动滑轮的重力 【例5】如图所示，分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼提到二楼，所做的有用功分别为W甲、W乙，机械效率分别为、，若不计绳重与摩擦，则W甲 W乙， 。（选填“>”“=”或“<”） 【变式5-1】如图所示，甲、乙装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物竖直向上匀速提升。若G1 ＝G2 ，竖直拉力分别为 F1 和F2 ，两装置的机械效率分别为 η1和 η2（忽略绳重和摩擦），则下列判断正确的是（     ）    A．F1＞F2，η1＜η2 B．F1＜F2，η1＞η2 C．F1＞F2，η1＝η2 D．F1＝F2，η1＝η2 【变式5-2】用甲、乙两个滑轮组分别将物体M、N匀速提升1m，拉力分别为F甲、F乙，此过程相关数据如图，则：甲滑轮组机械效率为 （保留一位小数）；F甲 F乙，GM GN（选填“>”、“<”或“=”）。 【例6】如图所示，用滑轮组提升重物时，重400N的重物在10s内匀速上升了1m，已知拉绳子的力F为250N，不计绳重和摩擦，则提升重物的过程中： (1)有用功为多少？ (2)滑轮组的机械效率为多少？ (3)拉力F的功率是多少？ 【变式6-1】如图所示，工人师傅用滑轮组将重为400N的物体在30s内匀速提升到6m高的楼上，机械效率为80%，不计绳重及摩擦。求： (1)拉力F； (2)拉力的功率； (3)若提起900N的重物，则此时的滑轮组的机械效率。 【例7】如图所示是“测量滑轮组机械效率”的实验装置图。 实验次数 钩码的重力G/N 钩码提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η/% 1 2 0.1 0.9 0.3 74 2 4 0.1 1.6 0.3 83 3 6 0.1 ① 0.3 ② (1)小明用弹簧测力计 提升不同数量的钩码，记录数据如表所示； (2)第3次拉力示数如图所示，则表格中②处的数据是 （保留整数位数据）； (3)从表2中可得结论：用相同滑轮组提升钩码时，滑轮组的机械效率与 有关； (4)小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法。汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。请你指出以下三种提高效率的方法中，方法是 与本实验同理的。 方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员。 方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重力。 方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑。 【变式7-1】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，实验装置如图所示。（图中每个滑轮重相等） 实验 次数 钩码重 G/N 钩码上升的 高度h/cm 绳端拉 力F/N 绳端上移 距离s/cm 机械 效率η 1 4 10 1.7 30 78.4% 2 4 10 1.6 40 62.5% 3 6 10 2.4 30 (1)在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量在竖直方向 拉动弹簧测力计； (2)通过表中数据可分析出第2次实验是用 （填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验； (3)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率 （填“越高”“不变”或“越低”）； (4)第3次实验的机械效率 （结果精确到0.1%）；比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组， ，机械效率越高； (5)若每个滑轮的质量为100g，则第二次实验中克服摩擦做的额外功为 J；（不计绳重） (6)物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益MA，用于比较不同机械的省力程度。现用图甲所示滑轮组匀速提升重物，不计绳重和摩擦。则下列描述滑轮组的机械效益MA与物体重力G、机械效率η与机械效益MA的关系图线中，可能正确的是（    ） A．B． C． D． 【例8】在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关.如图是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其它条件一定时的实验数据。 实验序号 斜面的倾斜程度 物块的重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长x/m 机械效率 1 较缓 10 0.2 5.5 1 36.4% 2 较陡 10 0.4 7.0 1 3 最陡 10 0.6 8.5 1 70.6% 4 最陡 12 0.6 10.2 1 70.6% 5 最陡 20 0.6 1 (1)实验记录数据如下表，则第2次实验时斜面的机械效率为 ； (2)分析表中1、2、3数据可得该实验是探究 （选填“小明”或“小聪”）的猜想，结论是：在其它条件一定时， ；其中3、4组数据可以探究斜面机械效率与 关系，第5组数据忘记了记录拉力F的大小，则该拉力大小应该是 N； (3)另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤。 ①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面。 ②用弹簧测力计沿斜面把一木块 拉上去，进行测量，计算出斜面的机械效率.③保持斜面的 不变，改变斜面的 ，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率，比较大小即可验证猜想是否正确； (4)此探究实验是采用的物理研究方法是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 学科网（北京）股份有限公司 $$ 11.5 机械效率 一、目标导航 课程标准 课标解读 1．了解有用功和额外功概念。 2．掌握机械效率的定义和计算公式。 3. 知晓如何增大或减小机械效率。 4．熟练运用机械效率的公式计算斜面，滑轮，杠杆等的机械效率。 1、通过阅读和学习知晓什么是有用功和额外功。 2、熟知机械效率的概念，懂得如何计算和变式。 3、通过机械效率的公式知晓如何增大或减小机械效率。 4、通过结合与前几节学习的内容，会计算斜面，滑轮，杠杆等的机械效率并能比较其大小。 二、知识精讲 知识点01 有用功和额外功 有用功、额外功及总功 (1)有用功：为了达到人的目的，所做的功叫做有用功，记为W有用. (2)额外功：并非人所需要，但又不得不做的功叫做额外功，也叫无用功，记为W额外. (3)总功：外力对机械所做的功叫做总功，记为W总，W总＝W有用＋W额外. 注意：①一般克服机械本身的摩擦力或重力做的功，都是额外功. ②额外功产生的主要原因有：提升物体时，克服机械自重、容器自重等所做的功或者克服机械的摩擦所做的功. 知识点02 机械效率 机械效率 (1) 概念：物理学中，将有用功与总功的比值叫作机械效率，用表示。 (2)计算公式：%.没有单位，是百分数，介于0到1之间。 (3) 物理意义：表示机械性能的物理量，反映了机械完成的有用功占总功的比例，与是否省力及省力大小无关，与功率大小也无关. 重难点：机械效率的计算，主要分为竖直方向和水平方向两种，难在如何计算W有和W总，如何判断s和h的关系，G物、G动的关系怎样。 在竖直方向，W有＝Gh；W总＝Fs 在水平方向，W有＝F阻h；W总＝Fs 提升同一重物时，动滑轮越多（即越重），越省力，但机械效率越低；用同一滑轮组提升不同重物时，物体越重，机械效率越高。 知识点03 如何增大和减小滑轮组的机械效率 增大机械效率 增大有用功占总功的比例：在滑轮组许可的条件下，增加每次提升物体的重力. 有用功一定时，减小额外功：换用轻质滑轮；滑轮的转轴中加润滑油减小摩擦等. 减小机械效率 减小有用功占总功的比例：在滑轮组许可的条件下，减小每次提升物体的重力. 有用功一定时，增大额外功：增大滑轮的摩擦或自重等。 知识点04 机械效率的计算 斜面的机械效率计算 F为沿斜面的拉力，G为物体的重力，s为斜面长，h为斜面高，f为物体与斜面间的摩擦力，则其机械效率为%＝%=%，因. 滑轮组的机械效率计算（竖直方向匀速提升物体） 设有n段绳子吊着动滑轮，动滑轮自重为G动，物体的重力为G，物体升高的距离为h，拉力为F，绳子自由端移动的距离为s. 则按照%，有下面两种计算方法： ①考虑动滑轮自重、绳重及摩擦 %＝%＝%（∵s＝nh）＝%. ②忽略绳重及摩擦，只考虑动滑轮自重 %＝%＝%＝%. 一、例1 【例1】用水桶从井中提水的时候，对 做的功是有用功，对 做的功是额外功；如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，会把桶中的水一同提上来，在这种情况下， 是有用功， 是额外功。 【答案】 水 桶 对桶做的功 对水做的功 【详解】[1][2]用力将一桶水从井里提上来，他对水做的功是有用功，因为我们的目的是提水；对桶做的功是额外功，因为这部分功是我们不需要，但又不得不做的功。 [3][4]如果桶掉到井里，井里捞桶，对桶做的功是有用功，因为我们的目的是捞桶，捞桶时桶里带了一些水，克服水的重力做的功是额外功。 【变式1-1】俗话说“竹篮打水一场空”，此过程中，对水做的功是 （选填“有用”或“额外”）功，对竹篮做的功是 （选填“有用”或“额外”）功，这一现象所包含的物理道理是“竹篮打水”的机械效率 （选填“高”或“低”）。 【答案】 有用 额外 低 【详解】[1]俗话说“竹篮打水一场空”，此过程中，你需要打水，对水做的功是有用功。 [2]对竹篮做的功是必不可少的功，是额外功。 [3]俗话说“竹篮打水一场空”，说明做的有用功比较少，这一现象所包含的物理道理是“竹篮打水”的机械效率比较低。 【变式1-2】升旗过程中，克服旗的重力做的功是 ，克服绳子的重力所做的功是 ，人所施加的拉力所做的功是 （均选填“有用功”、“额外功”或“总功”）。 【答案】 有用功 额外功 总功 【详解】[1][2][3]为完成工作目的而做的功叫有用功；不需要但又不得不做的功叫额外功；升旗过程中目的是把旗升高旗杆顶部，所以克服旗的重力做的功是有用功，克服绳子的重力做的功是额外功；人所施加的拉力所做的功包括有用功和额外功，是总功。 【例2】用动滑轮提起一个重800N的物体，用的拉力是500N，物体升高1m，则人做的总功为 J，有用功为 J，额外功为 J。 【答案】 1000 800 200 【详解】[1]动滑轮由两股绳子承担物重，即 n=2 则拉力移动的距离为 s=2h=2×1m=2m 总功为 W总=Fs=500N×2m=1000J [2]有用功为 W有=Gh=800N×1m=800J [3]额外功为 W额=W总W有=1000J800J=200J 【变式2-1】如图所示，斜面长度为4m，高度为1.5m，用平行于斜面的50N的拉力将重为100N的物体由斜面的底端匀速拉到顶端，拉力对物体做的有用功为 J，拉力做的总功为 J。    【答案】 150 200 【详解】[1]拉力对物体做的有用功 W有用＝Gh＝100N×1.5m＝150J [2]拉力做的总功 W总＝Fs＝50N×4m＝200J 【变式2-2】用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000 N的物体A，使物体A在4 s内匀速前进了4 m，物体A受到地面的摩擦力，所用拉力，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦．则A物体克服摩擦力所做的功是 ．绳子拉力所做的功是 ．（以上均选填“有用功”、“额外功”或“总功”） 【答案】 有用功 总功 【详解】[1]物体匀速运动，滑轮对物体的拉力大小等于地面对物体的摩擦力大小，拉动物体即克服摩擦力做功，所以A物体克服摩擦力所做的功是有用功； [2]绳子拉力所做的功是全部的功，为总功． 【例3】关于功、功率和机械效率，下列说法正确的（    ） A．通过减小机械的摩擦，可使机械效率达到100% B．某机械做功的功率越大，其机械效率越高 C．某机械所做的有用功越多，其机械效率就越高 D．机械效率越高的机械，做功时有用功和额外功的比值越大 【答案】D 【详解】A．减小机械的摩擦，可以减小额外功，但不可能不做额外功，机械效率永远小于100%，故A错误； B．功率是指机械做功的快慢，机械效率是有用功在总功中所占的比值，机械做功越快，表示功率越大，单位时间内做的功越多，但机械效率不一定就高，故B错误； C．机械所做的有用功越多，总功也就越多，有用功在总功中所占的比值不一定就高，因此机械效率不一定越高，故C错误； D．机械效率越高，有用功在总功中所占的比例越大，额外功在总功中的比例就越小，有用功和额外功的比值越大，故D正确。 故选D。 【例4】2024年2月，贵州多地突发山火，紧急启动直升飞机取水灭火。直升飞机每次尽可能取更多水其目的是（　　） A．增大有用功 B．减小额外功 C．增大总功 D．增大功率 【答案】A 【详解】取水灭火过程中，使水移动距离一定，每次取水越多，克服水的重力做功越多，有用功越多，则有用功在总功中所占的比例越高，能提高取水效率，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式4-1】如图是中国古代取水工具——辘轳，是利用轮轴原理的起重机具。其构造是在井上安置带有水平转轴的支撑架，转轴一端装有曲柄，转轴上缠有绳索。绳索下端系有水桶。用人力或畜力转动曲柄，即可从井中提水。下列关于辘轳的说法正确的是（    ） A．辘轳相当于一个动滑轮 B．人对水平转轴做的功是有用功 C．利用辘轳取水的机械效率可达100% D．取水时水越多，辘轳的机械效率越高 【答案】D 【详解】A．该装置是一个轮轴，本质是一个杠杆，故A错误； B．使用辘轳的目的是为了取水，取水时克服水重做的功是有用功，故B错误； C．利用辘轳取水时不可避免要做额外功，机械效率不可能达到100%，故C错误； D．取水时水越多，有用功越多，额外功基本不变，则辘轳的机械效率越高，故D正确。 故选D。 【变式4-2】用如图所示的装置探究“影响滑轮组机械效率的因素”，下列因素会影响机械效率的是（　　） A．重物上升的速度 B．重物上升的高度 C．定滑轮的重力 D．动滑轮的重力 【答案】D 【详解】改变滑轮组的机械效率可以通过改变提升重物的重力、改变动滑轮的重力、改变绳子的重力、改变绳子与滑轮之间的摩擦，与重物上升的速度、高度，定滑轮重无关。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【例5】如图所示，分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼提到二楼，所做的有用功分别为W甲、W乙，机械效率分别为、，若不计绳重与摩擦，则W甲 W乙， 。（选填“>”“=”或“<”） 【答案】 > 【详解】[1]由题意可知用甲、乙两个滑轮提升物体的重力相同，提升物体的高度相同，根据可知两次做的有用功相同，即W甲=W乙。 [2]当有用功一定时，甲是定滑轮，甲中所做的总功为对一桶沙所做的功，利用机械时做的额外功少，则总功就少，机械效率就高；乙是动滑轮，乙中所做的总功还要加上对动滑轮所做的功，利用乙滑轮做的额外功多，则总功多，机械效率低。即>。 【变式5-1】如图所示，甲、乙装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物竖直向上匀速提升。若G1 ＝G2 ，竖直拉力分别为 F1 和F2 ，两装置的机械效率分别为 η1和 η2（忽略绳重和摩擦），则下列判断正确的是（     ）    A．F1＞F2，η1＜η2 B．F1＜F2，η1＞η2 C．F1＞F2，η1＝η2 D．F1＝F2，η1＝η2 【答案】C 【详解】BD．甲图，两端绳子分担动滑轮重，故竖直拉力分别为 乙图，三端绳子分担动滑轮重，故竖直拉力分别为 则F1>F2，故BD错误； AC．两装置的机械效率 甲、乙装置所用滑轮质量均相等，提升重物的重力相等，则机械效率相同。故C正确，A错误。 故选C。 【变式5-2】用甲、乙两个滑轮组分别将物体M、N匀速提升1m，拉力分别为F甲、F乙，此过程相关数据如图，则：甲滑轮组机械效率为 （保留一位小数）；F甲 F乙，GM GN（选填“>”、“<”或“=”）。 【答案】 33.3% = = 【详解】[1]由图可知，甲滑轮组的总功为1200J，额外功800J，则有用功为 W甲有=W甲总-W甲额=1200J-800J=400J 甲滑轮组机械效率 [2][3]由图可知，乙滑轮组的总功为800J，额外功为400J，则有用功为 W乙有=W乙总-W乙额=800J-400J=400J 由W有=Gh可知，M、N的重力为 所以GM=GN；由图可知，甲图中n甲=3，n乙=2，则绳子自由端移动的距离为 s甲=n甲h=3×1m=3m s乙=n乙h=2×1m=2m 由W总=Fs可知，F甲、F乙为 所以F甲=F乙。 【例6】如图所示，用滑轮组提升重物时，重400N的重物在10s内匀速上升了1m，已知拉绳子的力F为250N，不计绳重和摩擦，则提升重物的过程中： (1)有用功为多少？ (2)滑轮组的机械效率为多少？ (3)拉力F的功率是多少？ 【答案】(1)400J (2)80% (3)50W 【详解】（1）有用功 （2）由图可知，绳子承重段数n=2，重物在10s内匀速上升了1m，则绳子自由端移动的距离为2m，总功为 机械效率 （3）拉力F的功率 【变式6-1】如图所示，工人师傅用滑轮组将重为400N的物体在30s内匀速提升到6m高的楼上，机械效率为80%，不计绳重及摩擦。求： (1)拉力F； (2)拉力的功率； (3)若提起900N的重物，则此时的滑轮组的机械效率。 【答案】(1) (2)100W (3)90% 【详解】（1）由题图可知，滑轮组的绳子承重股数为n=3，不计绳重及摩擦，根据 可得，拉力的大小为 （2）绳子自由端移动的距离为 绳子自由端移动的速度为 根据 可得，拉力的功率为 （3）用滑轮组将重为400N的物体在30s内匀速提升到6m高的楼上时，根据 可得，动滑轮的重力为 若提起900N的重物，根据 可得，不计绳重及摩擦，此时的滑轮组的机械效率为 【例7】如图所示是“测量滑轮组机械效率”的实验装置图。 实验次数 钩码的重力G/N 钩码提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η/% 1 2 0.1 0.9 0.3 74 2 4 0.1 1.6 0.3 83 3 6 0.1 ① 0.3 ② (1)小明用弹簧测力计 提升不同数量的钩码，记录数据如表所示； (2)第3次拉力示数如图所示，则表格中②处的数据是 （保留整数位数据）； (3)从表2中可得结论：用相同滑轮组提升钩码时，滑轮组的机械效率与 有关； (4)小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法。汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。请你指出以下三种提高效率的方法中，方法是 与本实验同理的。 方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员。 方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重力。 方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑。 【答案】(1)竖直向上匀速 (2)91 (3)提升钩码的重力 (4)一 【详解】（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小。 （2）图中测力计的分度值为0.2N，示数2.2N，则第3次实验的机械效率为 （3）由表中数据可知，同一滑轮组将不同钩码提升相同的高度，提升的钩码越重，滑轮组的机械效率越高，由此可知：滑轮组的机械效率与提升钩码的重力有关。 （4）方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员，是在额外功相同时，人越多，有用功越多，机械效率越高，故符合题意； 方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量，是通过减小额外功来增加机械效率的，故不符合题意； 方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑，提高滑轮组机械效率的方法是通过减小摩擦来增大机械效率的，故不符合题意。 故方法一是与本实验同理的。 【变式7-1】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，实验装置如图所示。（图中每个滑轮重相等） 实验 次数 钩码重 G/N 钩码上升的 高度h/cm 绳端拉 力F/N 绳端上移 距离s/cm 机械 效率η 1 4 10 1.7 30 78.4% 2 4 10 1.6 40 62.5% 3 6 10 2.4 30 (1)在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量在竖直方向 拉动弹簧测力计； (2)通过表中数据可分析出第2次实验是用 （填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验； (3)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率 （填“越高”“不变”或“越低”）； (4)第3次实验的机械效率 （结果精确到0.1%）；比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组， ，机械效率越高； (5)若每个滑轮的质量为100g，则第二次实验中克服摩擦做的额外功为 J；（不计绳重） (6)物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益MA，用于比较不同机械的省力程度。现用图甲所示滑轮组匀速提升重物，不计绳重和摩擦。则下列描述滑轮组的机械效益MA与物体重力G、机械效率η与机械效益MA的关系图线中，可能正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】(1)匀速 (2)乙 (3)越低 (4) 83.3% 提升的物体越重 (5)0.04 (6)A 【详解】（1）在实验中，测绳端拉力F时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数，以保证拉力大小恒定，也便于测出拉力的大小。 （2）根据s=nh可知，第2次实验中，绳子的有效段数 因此选择乙装置进行实验。 （3）根据s=nh可知，第一次实验绳子的有效段数为3，故通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重（动滑轮的个数越多），滑轮组的机械效率越低。 （4）[1]第3次实验中，滑轮组的机械效率 [2]根据s=nh可知，第1次和第3次实验中，绳子的有效段数为 因此通过第1次实验和第3次实验的数据分析可得出结论：使用同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高。 （5）由表中数据可知，第2次实验中，有用功 W有2=G2h2=4N×10×10-2m=0.4J 总功 W总2=F2s2=1.6N×40×10-2m=0.64J 动滑轮的重力 G动=m动g=2×100×10-3kg×10N/kg=2N 则克服动滑轮重力做的功 W动=G动h2=2N×10×10-2m=0.2J 不计绳重，由W总=W额+W有和W额=W动+W摩擦可得，克服摩擦做的额外功 W摩擦=W总2-W有2-W动=0.64J-0.4J-0.2J=0.04J （6）AB．不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率 即η与MA是成正比的，故A正确，B错误， CD．机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益MA，即，不计绳重和摩擦，则 由此可知，G增大时，MA也增大，且MA增大得越来越慢（偏向G轴），即MA与G的关系图像是一条偏向G轴的曲线，故CD错误。 故选A。 【例8】在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关.如图是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其它条件一定时的实验数据。 实验序号 斜面的倾斜程度 物块的重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长x/m 机械效率 1 较缓 10 0.2 5.5 1 36.4% 2 较陡 10 0.4 7.0 1 3 最陡 10 0.6 8.5 1 70.6% 4 最陡 12 0.6 10.2 1 70.6% 5 最陡 20 0.6 1 (1)实验记录数据如下表，则第2次实验时斜面的机械效率为 ； (2)分析表中1、2、3数据可得该实验是探究 （选填“小明”或“小聪”）的猜想，结论是：在其它条件一定时， ；其中3、4组数据可以探究斜面机械效率与 关系，第5组数据忘记了记录拉力F的大小，则该拉力大小应该是 N； (3)另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤。 ①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面。 ②用弹簧测力计沿斜面把一木块 拉上去，进行测量，计算出斜面的机械效率.③保持斜面的 不变，改变斜面的 ，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率，比较大小即可验证猜想是否正确； (4)此探究实验是采用的物理研究方法是 。 【答案】(1)57.1% (2) 小聪 斜面越陡斜机械效率越 物块的重力 20.6 (3) 匀速 倾斜程度 粗糙程度 (4)控制变量法 【详解】（1）表格中实验2的机械效率 （2）[1][2]由表中1、2、3组实验数据知道，斜面的粗糙程度相同而斜面的倾斜程度不同，因此该实验探究的是机械效率与斜面倾斜程度的关系，验证的是小聪的猜想；由表中实验数据知道，在其它条件不变的情况下，斜面越陡斜机械效率越高。 [3] 由表中3、4组数据知道，斜面的倾斜程度、斜面高度和斜面长相同，而物块的重力不同时，斜面机械效率相同，所以，探究斜面机械效率与物块的重力大小的关系。 [4] 分析3、4组数据知道，斜面机械效率与物块的重力大小无关，所以，第5组数据中机械效率是70.6%，由知道，该拉力大小应该是 （3）[1][2][3]小明要做验证他的猜想--机械效率与粗糙程度的关系，就应控制物块重力和斜面倾斜程度不变而改变斜面的粗糙程度；实验步骤为： ①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面。 ②用弹簧测力计沿斜面把一木块匀速拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率。 ③保持斜面的倾斜程度不变，改变斜面的粗糙程度，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率，即可验证猜想是否正确。 （4）探究斜面机械效率与斜面粗糙程度的关系，应控制斜面的倾斜程度不变，改变斜面的粗糙程度，根据记录的数据计算机械效率，验证猜想。所以，此探究实验是采用的物理研究方法是控制变量法。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 学科网（北京）股份有限公司 $$