专题14 机械效率（一轮复习核心精讲课件）-【上好课】2025年中考物理一轮复习讲练测（全国通用）

GREEN BUSINESS 第14讲 机械效率 物理 2025年中考物理一轮复习讲练测 04 题型精研·考向洞悉 03 考点突破·考法探究 01 考情透视·目标导航 02 知识导图·思维引航 目录 CONTENTS 跨学科实践+重点实验+新素材、新情境、新考法 全国视角过考点，易混易错细辨析，针对训练强效果 精准划分题型以把握命题规律，深入掌握考试动态与趋势 解读近年考情,融合最新课程标准及核心素养，预测中考方向 知识串联明关联，思维导图巧记忆，特殊标注知重点 2 01 考情透视·目标导航 解读近年考情,融合最新课程标准及核心素养，预测中考方向 考点要求 新课标要求 命题预测 有用功和额外功 3.2.3 知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。 测量某种简单机械的机械效率。 《机械效率》是《简单机械》中主要的内容，也是进一步认识简单机械的重要内容，通过对机械效率的理解加深对人类使用的工具发展历程。 对机械效率的考查题型有：选择题、填空题、实验探究题和综合计算题等。 主要命题点有：认识有用功、额外功和总功；机械效率的概念及影响机械效率的因素；机械效率的简单计算；常用简单机械的机械效率和测量滑轮组的机械效率等。 机械效率 滑轮组的机械效率 斜面的机械效率 杠杆的机械效率 测量滑轮组的机械效率 考情透视·目标导航 02 知识导图·思维引航 知识串联明关联，思维导图巧记忆， 特殊标注知重点 知识导图·思维引航 机械效率 三种功 提高滑轮组的机械效率 机械效率 定义：有用功和总功的比值 有用功：为了达到目的而做的功，用表示 公式： 任何机械的机械效率都小于1 同一滑轮组，增加物重 物重相同时，减小动滑轮重 机械效率越高，做的有用功占总功的比例就越大 测量滑轮组的机械效率 测量物理量：拉力F，重物上升的高度h，绳子自由端移动的距离s 测量工具：刻度尺、弹簧测力计 结论：同一滑轮组，物重越重，机械效率越高 原理： 额外功：对人们没有用但不得不做的功，用表示 总功：有用功与额外功之和是总共做的功，用表示 滑轮组的机械效率与其是否省力无关，与物体上升的高度和速度以及滑轮组绕线无关 03 考点突破·考法探究 考点一 机械效率 考点二 测量滑轮组的机械效率 7 考点一  机械效率 考点突破·考法探究 1．有用功和额外功 考点聚焦 有用功、额外功和总功 （1）有用功：为了实现做功的目的，不用任何机械而必须做的功，用表示； （2）额外功：使用机械时，不是我们需要的但又不得不做的功，用表示； （3）总功：有用功与额外功之和是总共所做的功，用表示。。 （4）区分有用功与额外功的关键：看我们需要达到什么做功目的。例如:用桶将水从水井中提上来，克服水重做的是有用功，而克服桶重做的是额外功;如果是捞出掉入水井中的水桶,则克服桶重做的是有用功，而克服桶带出来的水的重力所做的功是额外功。 （5）大量实验表明，动力对机械所做的功总是大于机械对外所做的功(有用功)。事实上，使用任何机械都不能省功。 8 考点突破·考法探究 1．有用功和额外功 考点聚焦 三种简单机械的有用功、额外功和总功 种类 杠杆 滑轮组 斜面 图示     有用功 W有=Gh W有=Gh W有=Gh 额外功 若不计摩擦：W额=G杆h杆 若不计绳重及摩擦：W有=G动h W额=fl 总功 W总=Fs W总=Fs W总=Fl 三者关系 W总=W有+W额 考点一  机械效率 9 考点突破·考法探究 2．机械效率 考点聚焦 使用机械时额外功不可避免 使用机械做功时，额外功是不可避免的。由于额外功是我们不需要的，它白白浪费能量，因此使用不同机械来对物体做功时，人们总是希望额外功越少越好，或者说有用功在总功中所占的比例越大越好。有用功占总功的比例反映了机械的一项性能，在物理学中用机械效率来表示这一性能。 机械效率 （1）定义：物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率，用η表示 （2）公式：ᵑ=（机械效率是一个比值，它没有单位，通常用百分数表示） 考点一  机械效率 10 考点突破·考法探究 2．机械效率 考点聚焦 物理意义 机械效率越高，做的有用功占总功的比例就越大 可变性 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，有用功不同，机械效率也会不同 特点 因为使用机械时，不可避免地要做额外功，故任何机械的机械效率都小于1,只有在理想情况下机械效率才为1 注意 机械效率的高低与是否省力、滑轮组绳子的绕法、物体被提升的高度及速度等无关 考点一  机械效率 11 考点突破·考法探究 2．机械效率 考点聚焦 功、功率和机械效率的比较 物理量 意义 定义 符号 公式 单位 说明 功 做功，即能量的转化 力与物体在力的方向上移动距离的乘积 W W=Fs J (1)功率大小由功和时间共同决定，单独强调任何一方面都是错误的。 (2)功率和机械效率是两个不同的物理量，它们之间没有直接关系 功率 表示物体做功的快慢 功与做功时间之比 P P= W 机械效率 反映机械做功性能的好坏 有用功与总功之比 η η= 无 考点一  机械效率 12 考点突破·考法探究 2．机械效率 考点聚焦 机械效率的计算：三种简单机械的机械效率总结如下：   杠杆  滑轮（组） 斜面  竖直匀速提升 水平匀速拉动 图示         公式 （理想） （考虑动滑轮） 或 考点一  机械效率 13 考点突破·考法探究 2．机械效率 考点聚焦 说明 其中G为提升重物的重力，h为重物升高的高度，F为动力，s为动力作用点移动的距离。 其中G为提升重物的重力，h为重物升高的高度，s为绳子自由端移动的距离，n为承担重物的绳子段数。 其中Ff为物体与水平面间的摩擦力，F为拉力，s物 为物体移动的距离，s绳为绳子自由端移动的距离，n为承担摩擦力的绳子段数。 其中G为提升重物的重力，h为斜面的高度，s为斜面的长度，F为拉力，Ff为物体与斜面间的摩擦力。 考点一  机械效率 14 考点突破·考法探究 1．（2024·江苏宿迁·中考真题）如图所示的小型起重机，某次吊起重为6103N的物体，电动机的拉力为4103N，用时20s，使物体上升了5m。则通过动滑轮（　　） A．做的有用功为6104J B．拉力功率为2103W C．做的总功为2104J D．机械效率为66.7 考点一  机械效率 B 考点二  测量滑轮组的机械效率 考点突破·考法探究 1．测量滑轮组的机械效率 考点聚焦 测量滑轮组的机械效率 实验目的 测量滑轮组的机械效率 实验思路 要想测量滑轮组的机械效率，就要想办法找出使用滑轮组工作时的有用功和总功，然后求出二者的比值。 实验原理 ᵑ== 实验图 16 考点二  测量滑轮组的机械效率 考点突破·考法探究 1．测量滑轮组的机械效率 考点聚焦 实验器材 弹簧测力计、刻度尺、滑轮组、细绳、钩码、铁架台 实验设计与分析 （1）控制变量法：①在探究滑轮组的机械效率与物重的关系时，控制动滑轮重不变，只改变物重；②在探究滑轮组的机械效率与动滑轮重的关系时，控制物重不变，只改变动滑轮重 （2）滑轮组的绕线方式：（段数为奇数时从动滑轮开始绕，段数为偶数时从定滑轮开始绕，即“奇动偶定”） （3）匀速（缓慢）拉动的目的：使弹簧测力计示数稳定，方便读数 （4）设计实验数据表格：（表格应包含实验序号、动滑轮重、钩码重、钩码上升的距离、弹簧测力计的示数、自由端移动的距离、机械效率） 17 考点二  测量滑轮组的机械效率 考点突破·考法探究 1．测量滑轮组的机械效率 考点聚焦 实验设计与分析 （5）有用功：钩码重×钩码上升的距离 （6）总功：拉力×自由端移动的距离 （7）提高机械效率的方法：减小摩擦、增大物重、减小动滑轮重 拓展 （8）滑轮组的机械效率与物体被提升的高度、速度、滑轮组的绕线方式均无关 实验结论 （1）当动滑轮重一定时，物重越重，机械效率越高 （2）当物重一定时，动滑轮重越轻，机械效率越高 18 考点二  测量滑轮组的机械效率 考点突破·考法探究 1．测量滑轮组的机械效率 考点聚焦 影响滑轮组机械效率的主要因素与改进措施 影响因素 分析 改进措施（提高效率） 被提升物体的重力 同一滑轮组，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越大 在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力 动滑轮的自重 有用功不变时，减小提升动滑轮时做的额外功，可提高机械效率 改进滑轮结构，减轻滑轮自重 滑轮组自身部件的摩擦 机械自身部件的摩擦力越大，机械效率越低 对机械进行保养，保持良好的润滑，减小摩擦 19 考点二 测量滑轮组的机械效率 考点突破·考法探究 1．（24-25九年级上·广东东莞·阶段练习）同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图所示。 次序 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 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 考点二 测量滑轮组的机械效率 考点突破·考法探究 (1)分析表中数据可知：第4次实验是用 图所示装置来完成的，该次的机械效率η= ； (2)通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率 与 无关； (3)通过比较 （填次序）两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高； (4)通过比较 （填次序）两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越小； (5)有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”，小明认为这句话是错误的。他是 （填次序）两次实验数据对照分析来判断的。 (6)为提高滑轮组机械效率，节约电能，根据以上结论和生活经验，你认为以下不可行的是 。A．减轻动滑轮重 B．增加所提物体重 C．机械加润滑油 D．增加重物上升高度 丙 61.5％ 重物上升的高度 1、3 3、4 3、4 D 04 题型精研·考向洞悉 题型一有用功、额外功和总功 题型二机械效率的理解 题型三滑轮组的机械效率 题型四斜面的机械效率 题型五杠杆的机械效率 题型六测量滑轮组的机械效率 题型七测量斜面的机械效率 题型一  有用功、额外功和总功 题型精研·考向洞悉 1．（24-25九年级上·陕西咸阳·期中）《物原》记载：“史佚始作辘轳。”如图所示，人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。借助辘轳汲水时，下列有关说法正确的是（　　） A．辘轳是一个动滑轮 B．克服水重和桶重做的功是有用功 C．增大转动摇把的速度不能提高辘轳的机械效率 D．通过现代科技改良后，可以将辘轳的机械效率提高到100% 2．（24-25九年级上·陕西咸阳·期中）“曲岸深潭一山叟，驻眼看钩不移手”，古往今来，无数钓鱼爱好者陶醉于这项活动之中。钓鱼时，某人不小心把水桶弄进水里，捞上桶时发现桶里带些水，在用绳子打捞水桶的过程中，下列所述中属于有用功的是（　　） A．把桶中水提高做的功 B．把桶和桶中的水提高做的功 C．把桶提高做的功 D．把绳子提高做的功 C C 题型二 机械效率的理解 题型精研·考向洞悉 功率和机械效率都是机械本身性能的重要参数，但它们是完全不同的物理量，表示机械完全不同的两个方面。功率表示做功快慢，机械效率表示有用功占总功的比值。 当不计绳重和摩擦时，机械效率ᵑ===，即同一滑轮组，其机械效率η与G物和G动有关，G动一定时,G物越大，η越大；G物一定时，G动越大，η越小。 技巧点拨 题型二  机械效率的理解 题型精研·考向洞悉 4．（2024·四川广安·中考真题）房屋装修时，工人利用滑轮组提升物体。如图所示，已知物体的重力为800N，在绳子自由端用500N的力拉着物体在竖直方向上做匀速直线运动，物体被提升了3m，该滑轮组的机械效率为 。如果要提高滑轮组的机械效率，可采用的措施有： （填写序号）①增加物体的重力  ②增加提升物体的高度  ③减小动滑轮的重力。 3．（24-25九年级上·广西河池·期中）用一个滑轮组把同一个物体匀速提升同样的高度，经过改进提高机械效率后，则（　　） A．有用功减少，总功增多 B．有用功不变，总功减少 C．功率变大，机械做功更多 D．机械做功加快 B 80％ ① ③ 题型三 滑轮组的机械效率 题型精研·考向洞悉 计算滑轮组机械效率的方法有三种： （1）分别求出W有、W总，运用公式计算ᵑ==； （2）已知绕绳方式，运用ᵑ==（或）计算； （3）对不计绳重及摩擦的竖直方向的滑轮组，运用公式ᵑ==直接计算。 技巧点拨 题型三  滑轮组的机械效率 题型精研·考向洞悉 5．（2024·山东泰安·中考真题）如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为3×103kg，牵引力F1为4000N，对绳子的拉力F2为2500N；物体的重力为6000N，物体匀速上升的速度始终为0.5m/s，汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，g取10N/kg。下列说法中（    ） ①滑轮组的机械效率为80％    ②汽车受到的摩擦力为150N ③汽车牵引力在4s内做的功为8×103J    ④汽车牵引力的功率为6000W A．只有①正确 B．只有①④正确 C．只有①②正确 D．只有③④正确 B 题型三  滑轮组的机械效率 题型精研·考向洞悉 6．（2024·西藏·中考真题）建筑工地上工人用如图所示的装置提升重为760N的物体。在拉力F作用下，物体在8s内竖直匀速上升了2m。如果动滑轮重为240N，不计绳重和摩擦。求： (1)物体上升的速度； (2)滑轮组的有用功； (3)滑轮组的机械效率。 （1）物体上升的速度0.25m/s （2）有用功 1520J （3）额外功 480J，机械效率76％ 题型四 斜面的机械效率 题型精研·考向洞悉 对于斜面，有W总=W有+W额=Gh+fs，故斜面的机械效率ᵑ===，在实际计算时可根据题中已知条件灵活选用公式。 技巧点拨 题型四 斜面的机械效率 题型精研·考向洞悉 7．（2024·内蒙古·中考真题）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% 8．（2024·江苏淮安·中考真题）如图所示，小明用400N的拉力平行于斜坡将重600N的木箱从斜坡底端匀速拉到顶端，斜坡长L=2m，高h=1m，他做的总功为 J，斜坡的机械效率为 ，木箱受到的摩擦力为 N。 C 800 75％ 100 题型五 杠杆的机械效率 题型精研·考向洞悉 杠杆机械效率的计算对于杠杆，不计摩擦时，有W总=W有+W额=Gh+G杆h杆，其中，G杆为杆的重力，h杆为杠杆重心移动的距离。故杠杆的机械效率ᵑ===，在实际计算时可根据需要灵活选用简便的公式。 技巧点拨 题型五 杠杆的机械效率 题型精研·考向洞悉 9．（24-25九年级上·江苏淮安·阶段练习）如图所示，用手沿竖直方向匀速拉动一均匀杠杆提升一个重为G的物体缓缓上升，不计支点处摩擦。若使物体悬挂位置从O向A移动，则杠杆的机械效率与支点O到悬挂点B的距离L的关系可能符合下列图中的（     ） A． B． C． D． D 题型五 杠杆的机械效率 题型精研·考向洞悉 10．（24-25九年级上·广东茂名·期中）如图所示，用竖直向上的力F匀速拉动杠杆的右端，使重力为50N的物体缓慢升高0.1m，测得拉力大小F=24N，A端移动的距离为0.25m，在这一过程中，有用功为 J，额外功为 J，机械效率为 。（保留小数点后1位） 5 1 83.3％ 1．影响滑轮组机械效率的因素滑轮组是人们经常使用的简单机械，用同一滑轮组提升物体G升高h时，滑轮组对物体做的功为有用功，而人对滑轮组的拉力F做的功为总功，F移动的距离s=nh(n为与动滑轮相连绳子的段数)，则滑轮组的机械效率ᵑ==； 若不计摩擦力，而动滑轮的重为G’，那么提升动滑轮做的功就是额外功，则滑轮组的机械效率还可表示为。讨论这个表达式可知，对于同一滑轮组(G’一定)，提升重物越重，滑轮组的机械效率越高；而提升相同重物时，动滑轮越少、越轻的滑轮组，机械效率越高。 2．提高滑轮组机械效率的方法 (1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。如可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率。 (2)增大有用功在总功中所占的比例，在额外功不变的情况下，增大有用功的大小。 (3)换用最简单的机械。 题型六 测量滑轮组的机械效率 题型精研·考向洞悉 技巧点拨 题型六 测量滑轮组的机械效率 题型精研·考向洞悉 11．（24-25九年级上·江西九江·阶段练习）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 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 86% 4 8 0.1 2.5   题型六 测量滑轮组的机械效率 题型精研·考向洞悉 (1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。但小组有同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，其他人认为他的想法不正确，因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响，静止时测出的机械效率将 （填“变大”或“变小”或“不变”）； (2)通过比较 两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关（填实验次数的序号）； (3)第4次实验的机械效率；ᵑ= ；通过比较3、4两次实验数据可得出 结论： ； (4)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） 匀速 摩擦 变大 1、2 80％ 不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低 0.04 题型六 测量滑轮组的机械效率 题型精研·考向洞悉 12．（24-25九年级上·陕西咸阳·期中）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ᵑ 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 86% 4 8 0.1 2.5   题型六 测量滑轮组的机械效率 题型精研·考向洞悉 (1)实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计。 (2)小组某同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数。他的想法是不正确的，因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响。 (3)用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中空白的两个数据填写完整。 、 。 (4)通过比较1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数 （选填“有关”或“无关”）。 (5)通过比较 两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。（填实验次数的序号） (6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 （填“高”或“低”）。 匀速 摩擦力 80％ 0.4 无关 2、3 低 题型七 测量斜面的机械效率 题型精研·考向洞悉 13．（24-25九年级上·江苏宿迁·期中）小明用如图所示的实验装置测斜面的机械效率，表格中是他收集的部分数据。 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s/m 机械效率η 1 较缓 10 0.2   1 33.3% 2 较陡 10 0.4 7.0 1   … … … … … … … (1)在实验1中，小明测拉力时要用弹簧测力计平行于斜面拉着木块做 运动，弹簧测力计的示数如图所示，则此时拉力F= N； (2)在实验2中，斜面的机械效率为 %，此时物体所受摩擦力大小应该是 N。 匀速直线 6 57.1 3 题型七 测量斜面的机械效率 题型精研·考向洞悉 14．（24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习）小潜在探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关时，小潜提出了以下的猜想： A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关 B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜角有关 为了解决以上问题，小潜与几位同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究，记录部分实验数据如表： 实验次数 斜面倾角θ 物块重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 有用功W有/J 总功W总/J 斜面的机械效率η 1 30° 5.0 0.6 4.2 1.2 ① 5.0 ② 2 30° 3.0 0.6 2.5 1.2 1.8 3.0 60% 3 45° 3.0 0.8 2.8 1.2 2.4 3.4 71% 题型七 测量斜面的机械效率 题型精研·考向洞悉 (1)在实验操作过程中，应平行于斜面向上 拉动物块； (2)根据表格数据，第1次实验中②数据为 ； (3)分析实验1、2的数据，可以得出的结论，对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重力 （选填“无关”或“有关”）。分析实验2、3的数据，可验证小潜的猜想B是 （选填“正确”或“错误”）的。 匀速 60％ 无关 正确 GREEN BUSINESS 汇报：xxx 谢谢 聆听 $$