11.5 机械效率 第3课时　机械效率的计算 2025-2026学年初中物理（苏科版）九年级上册

五、 机械效率 第3课时　机械效率的计算 第十一章　简单机械和功 01 新知梳理 02 当堂反馈 目 录 1. 机械效率计算公式:η= 　　 。  2. 滑轮组(竖直方向匀速提升物体)的机械效率: ​  ×100%　 (1) 已知物重G、拉力F、物体上升的高度h、自由端移动的距离s,则机械效率 η= 　　 。  (2) 已知物重G、拉力F、绳子的段数n,则机械效率η= 　　 。  (3) 已知物重G、动滑轮重G动、不计绳重和摩擦,则机械效率 η= 　 　 。  ×100%　 ×100%　 ​  ×100%　 返回目录 3. 斜面的机械效率: 已知物重G、斜面的高度h、斜面的长度s、拉力F,则机械效率 η= 　 　。  (2) 已知物重G、斜面的高度h、斜面的长度s、摩擦力f,则机械效率 η= 　 　。  (3) 已知斜面的长度s、摩擦力f、拉力F,则机械效率η= 　　 。  ×100%　 ×100%　 ×100%　 返回目录 1. (2024·南通)如图,工人用330N的拉力,使用定滑轮将质量为30kg的物体在6s内匀速吊起3m,g取10N/kg。求: (1) 物体上升的速度。 解:(1) 物体上升的速度v==0.5m/s 第1题 1 2 3 4 返回目录 (2) 工人做功的功率。 解:(2) 拉力端移动距离s=h=3m,拉力做的总功W总=Fs=330N×3m=990J;拉力做功功率即工人做功的功率P==165W 第1题 1 2 3 4 返回目录 (3) 定滑轮的机械效率。(结果精确到0.1%) 解:(3) 物体重力G=mg=30kg×10N/kg=300N,克服物体重力做的有用功W有用=Gh=300N×3m=900J,定滑轮的机械效率η=×100%≈90.9% 第1题 1 2 3 4 返回目录 2. 如图所示,斜面长为5 m,高为1 m,把重为5 000 N的物体匀速地拉向斜面顶端,此时斜面的机械效率为80%,则: (1) 有用功是多少? 解:(1) 有用功W有用=Gh=5000N×1m=5000J 第2题 1 2 3 4 返回目录 (2) 所用拉力为多少? 解:(2) 由η= =1 250 N 第2题 (3) 物体受到的摩擦力为多少? 解:(3) 此过程的额外功W额外=W总-W有用=6250J-5000J=1250J;由W额外=fs得,摩擦力f==250 N 1 2 3 4 返回目录 3. (2024·盐城期末)如图,塔式起重机上的滑轮组匀速吊起重物时,所用的拉力为1×103N,重物在90s内被提升3m,此过程中滑轮组的机械效率为80%。求: (1) 拉力所做的总功。 解:(1) 拉力做的总功W总=Fs=Fnh=1×103N×3×3m=9×103J 第3题 1 2 3 4 返回目录 (2) 拉力做的有用功。 解:(2) 拉力做的有用功W有用=ηW总=80%×9×103J=7.2×103J 第3题 1 2 3 4 返回目录 (3) 若动滑轮重200N,克服摩擦和钢绳重所做的功。 解:(3) 克服动滑轮重力做的功W动=G动h=200N×3m=600J,克服摩擦和钢绳重所做的功W摩擦+钢绳重=W总-W有用-W动=9×103J-7.2×103J-600J=1200J 第3题 1 2 3 4 返回目录 4. (2024·苏州)某起重机的滑轮组结构如图所示,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10N/kg。求: (1) 克服钢板重力做的功W有用。 解:(1) 钢板重力G钢板=m钢板g=3600kg×10N/kg=3.6×104N;提升钢板的有用功W有用=G钢板h=3.6×104N×10m=3.6×105J 第4题 1 2 3 4 返回目录 (2) 钢丝绳的拉力F。 解:(2) s=4h=40m;拉力做的功W总= =1.125×104N 第4题 1 2 3 4 返回目录 (3) 滑轮组满载时的机械效率。(结果精确到0.1%) 解:(3) W额外=W总-W有用=4.5×105J-3.6×105J=9×104J;动滑轮重G动=​ ×100% ≈84.7% 第4题 1 2 3 4 返回目录 1. (2024·扬州)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W有用。 解:(1) 有用功W有用=G物h=400N×10m=4000J 第1题 1 2 3 4 5 6 返回目录 (2) 工人所用拉力的功率P。 解:(2) 绳子自由端移动的距离s=10m×2=20m,工人所用拉力做的功W总=Fs=250N×20m=5000J,拉力的功率P==100W 第1题 1 2 3 4 5 6 返回目录 (3) 动滑轮的机械效率η。 解:(3) 动滑轮的机械效率η=×100%=80% 第1题 1 2 3 4 5 6 返回目录 2. 如图所示,工人需把重为1200N的木箱A拉到高h=2m、长L=10m的斜面顶端。工人沿斜面向上用时60s将木箱A从斜面底端匀速直线拉到斜面顶端,已知拉力F的功率为80W。则: (1) 拉力F的大小是多少? 解:(1) 木箱A运动的速度v==480N 第2题 1 2 3 4 5 6 返回目录 (2) 该斜面的机械效率是多少? 解:(2) 工人对木箱A做的有用功W有用=Gh=1200N× 2m=2400J,拉力做的总功W总=FL=480N×10m=4800J,该斜面的机械效率η=×100%=50% 第2题 (3) 木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是多大? 解:(3) 摩擦力做的功W额外=W总-W有用=4800J-2400J=2400J,摩擦力f==240N 1 2 3 4 5 6 返回目录 3. 如图所示为一根均匀的细木棒OC,OA=OC,B为OC的中点。小明在C点施加始终竖直向上的拉力F将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2m,细木棒的机械效率为90%,不计摩擦和绳子重。求: (1) 提升该物体做的有用功。 解:(1) 提升该物体做的有用功W有用=Gh=180N×0.2m=36J 第3题 1 2 3 4 5 6 返回目录 (2) 拉力F所做的功。 解:(2) 由η==40J 第3题 1 2 3 4 5 6 返回目录 (3) 细木棒的重力。 解:(3) 克服细木棒重力做的额外功W额外=W总-W有用=40J-36J=4J,因为OA=​ =10N 第3题 1 2 3 4 5 6 返回目录 4. (2024·南通海门期末)如图所示的滑轮组下挂一重为45N的物体,现用20N的拉力F在4s内将物体匀速提升2m。求: (1) 此过程中所做的有用功。 解:(1) 此过程中所做的有用功W有用=Gh=45N×2m=90J 第4题 1 2 3 4 5 6 返回目录 (2) 滑轮组的机械效率。 解:(2) 由图可知,动滑轮上的绳子段数n=3,拉力端绳子移动的距离s=nh=3×2m=6m,拉力做的总功W总=Fs=20N×6m=120J,滑轮组的机械效率η=×100%=75% 第4题 1 2 3 4 5 6 返回目录 (3) 当克服摩擦和绳重所做的功为总功的5%,动滑轮的重力。 解:(3) 克服摩擦和绳重所做的额外功W额外1=5%W总=5%×120J=6J,克服动滑轮重做的额外功W额外2=W总-W有用-W额外1=120J-90J-6J=24J,动滑轮的重力G动==12N 第4题 1 2 3 4 5 6 返回目录 5. 如图,工人用动滑轮提升重为800N的物体,所用拉力为F,物体以0.2m/s的速度匀速上升,此时动滑轮的机械效率为80%,不计绳重和摩擦。求: (1) 物体在10s内上升的高度。 解:(1) 物体在10s内上升的高度h=vt=0.2m/s×10s=2m 第5题 1 2 3 4 5 6 返回目录 (2) 工人对绳端的拉力。 解:(2) 由η= =500N 第5题 1 2 3 4 5 6 返回目录 (3) 当被提升的物重增大为1000N时,工人对绳端的拉力。 解:(3) 不计绳重和摩擦,由nF=G+G动可得,动滑轮的重力G动=nF-G=2×500N-800N=200N,当被提升的物重G'=1000N时,工人对绳端的拉力F'=×(1000N+200N)=600N 第5题 1 2 3 4 5 6 返回目录 6. 某工人用如图甲所示的滑轮组将400N的物体匀速提升7m,拉力F=250N,物体上升的高度h与所用时间t的关系图像如图乙所示。已知工人的质量为50kg,不计绳重和摩擦,g取10N/kg。 试求: 1 2 3 4 5 6 返回目录 (1) 绳子自由端移动的距离。 解:(1) 绳子自由端移动的距离s=nh=2×7m=14m 1 2 3 4 5 6 返回目录 (2) 在匀速提升物体的过程中,工人拉绳子的功率。 解:(2) 在匀速提升物体的过程中,工人拉绳子的功率P==50W 1 2 3 4 5 6 返回目录 (3) 设绳子的承重足够大,该工人使用此滑轮组提升物体时的最大机械效率。 解:(3) 物体重力为400N时,拉力为250N,不计绳重和摩擦,由F=​ ​ 1 2 3 4 5 6 返回目录 ​ ×100%= 90% 1 2 3 4 5 6 返回目录 $$