11.3 机械效率-2025-2026学年沪粤版物理九年级上学期

11.3　机械效率 第2课时　测量滑轮组的机械效率 第十一章　功与机械能 01 新知梳理 02 当堂反馈 目 录 1. 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中： （1） 实验原理是 　η＝×100％　。 （2） 实验需要直接测量的物理量是 　钩码所受重力G　、 　钩码上升的高度h　、 　拉力F　和 　绳子自由端移动的距离s　。 （3） 需要的测量工具是 　弹簧测力计　和 　刻度尺　。 （4） 在测量绳端拉力时，应使钩码 　缓慢匀速　上升。 2. 影响滑轮组机械效率的因素有 　物体的重力　、 　动滑轮自重　和 　绳重及绳与滑轮间的摩擦　等。 η＝×100％　 钩码所受重力G　 钩码上升 的高度h　 拉力F　 绳子自由端移动的距离s　 弹簧测力计　 刻度尺　 缓慢匀速　 物体的重力　 动滑轮自重　 绳重及绳与滑轮间的摩擦　 返回目录 1. 测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如表： 第1题 实验 次序 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力 F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η 1 1.0 20 60 55.6％ 2 1.5 20 0.8 60 3 2.0 20 1.0 60 66.7％ （1） 由图知弹簧测力计的分度值为 　0.1　N；第1次实验时，示数如图所示，为 　0.6　N。 0.1　 0.6　 1 2 3 返回目录 （2） 第2次实验时，拉力所做的有用功为 　0.3　J；滑轮组的机械效率是 　62.5　％。 （3） 分析表中的实验数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，提升的重物越 　重　，滑轮组的机械效率越高，这是因为拉力对动滑轮所做的额外功占总功的比值变 　小　了。 0.3　 62.5　 重　 小　 第1题 实验 次序 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力 F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η 1 1.0 20 60 55.6％ 2 1.5 20 0.8 60 3 2.0 20 1.0 60 66.7％ 1 2 3 返回目录 2. （2024·兰州模拟）同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设，然后一名同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的假设，则该实验验证的假设是（　B　） A. 滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关 B. 滑轮组机械效率高低可能与被拉物体的重力有关 C. 滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关 D. 滑轮组机械效率高低可能与承重绳子股数有关 第2题 B 1 2 3 返回目录 3. 用图甲、乙两种装置，将相同的重物匀速拉至相同高度。滑轮重相同且小于物重，不计绳重与摩擦，下列说法正确的是（　D　） 第3题 D A. 乙装置的机械效率更高 B. 甲、乙两装置的机械效率相同 C. 使用甲装置更省力 D. 使用乙装置更省力 1 2 3 返回目录 1. （2024·玉林玉州期末）在测量滑轮组机械效率的活动中，装置如图所示，欲使机械效率提高，下列措施可行的是（　C　） A. 改变绳子的绕法 B. 增加提升高度 C. 增大物体的重力 D. 减小定滑轮的重力 第1题 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 返回目录 2. 如图所示，某同学分别用甲、乙两套滑轮把同一桶沙子从一楼地面匀速提升到二楼。用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2。不计绳重和滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（　A　） 第2题 A A. W1＜W2，η1＞η2 B. W1＜W2，η1＜η2 C. W1＝W2，η1＝η2 D. W1＝W2，η1＜η2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 返回目录 3. （2024·无锡江阴期末）将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别将重力为G1、G2的两物体匀速提升相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1＞G2，不计绳重和摩擦。则此过程中，下列判断正确的是（　C　） 第3题 C A. 拉力F1一定大于F2 B. 乙滑轮组的机械效率较高 C. 甲、乙两滑轮组做的额外功相同 D. F1做功的功率大于F2做功的功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 返回目录 4. （2025·柳州鱼峰校级段考改编）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。 实验次序 1 2 3 4 钩码重力G/N 4 4 8 8 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F/N 2.7 1.8 3.1 2.5 绳端移动距离s/m 0.2 0.3 0.3 机械效率η 74％ 74％ 86％ 80％ 第4题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 返回目录 （1） 通过比较 　1、2　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；比较2、3两次实验数据得出结论：同一滑轮组， 　提升重物的重力　越大，滑轮组的机械效率越高。 1、2　 提升重物的重力　 实验次序 1 2 3 4 钩码重力G/N 4 4 8 8 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F/N 2.7 1.8 3.1 2.5 绳端移动距离s/m 0.2 0.3 0.3 机械效率η 74％ 74％ 86％ 80％ 第4题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 返回目录 （2） 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 　低　（选填“高”或“低”）。 低　 实验次序 1 2 3 4 钩码重力G/N 4 4 8 8 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F/N 2.7 1.8 3.1 2.5 绳端移动距离s/m 0.2 0.3 0.3 机械效率η 74％ 74％ 86％ 80％ 第4题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 返回目录 5. 用同一滑轮组提升同一重物，第一次将重物提高h，第二次将重物提高2h。不考虑绳重和摩擦，比较两次实验滑轮组的机械效率， 则（　D　） A. 第二次有用功是第一次的2倍，因此机械效率增大1倍 B. 第二次总功是第一次的2倍，因此机械效率减为一半 C. 第二次提升动滑轮做的额外功增大1倍，因此机械效率减为一半 D. 两次实验滑轮组机械效率相同 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 返回目录 6. （2024·崇左宁明期中）用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，匀速提升等重的钩码，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（　C　） 第6题 C A. 甲较省力且机械效率较高 B. 乙较省力且机械效率较高 C. 两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同 D. 两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同 1 2 3 4 5 6 7 8 9 返回目录 7. （2024·郑州金水校级二模）如图所示为小区里的高层电梯工作示意图，轿厢重4500N，重500N的小明乘坐电梯从1楼匀速上升到21楼用时60s，每层楼高3m，F＝3000N，忽略绳重与摩擦。下列说法正确的 是（　C　） A. 电梯的平均速度为1.05m/s B. 动滑轮A重500N C. 若乘坐电梯的乘客增多，动滑轮A的机械效率将增大 D. 若轿厢匀速运动的速度增大，动滑轮A的机械效率将增大 第7题 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 返回目录 8. （2024·惠州惠阳校级期中）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。 实验次序 1 2 3 钩码重G/N 4 4 6 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.8 1.6 2.4 绳端移动距离s/m 0.3 0.4 机械效率η 74.1％ 62.5％ 第8题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 返回目录 （1） 实验中应沿竖直方向 　匀速　拉动弹簧测力计，使钩码上升。 （2） 分析表中数据，可得第1次实验的s1＝ 　3　h1，这是用图 　甲　（选填“甲”或“乙”）所示装置做的实验。 匀速　 3　 甲　 实验次序 1 2 3 钩码重G/N 4 4 6 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.8 1.6 2.4 绳端移动距离s/m 0.3 0.4 机械效率η 74.1％ 62.5％ 第8题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 返回目录 （3） 比较第1次和第2次实验的数据可得：两次实验提升的钩码重G1 　＝　G2，机械效率η1 　＞　η2。（选填“＞”“＜”或“＝”） （4） 小组同学再用第1次实验使用的装置做第3次实验，填写表中第3次实验中空缺的数据：绳端移动距离s3为 　0.3　m，机械效率η3为 　83.3％　（结果精确至0.1％）。 ＝　 ＞　 0.3　 83.3％　 实验次序 1 2 3 钩码重G/N 4 4 6 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.8 1.6 2.4 绳端移动距离s/m 0.3 0.4 机械效率η 74.1％ 62.5％ 第8题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 返回目录 9. 如图所示，沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重 为G的物体缓慢上升，动滑轮的重力不可忽略，现改变物体的 重力G，不计绳重与摩擦，则动滑轮的机械效率η与物体重力 G的关系可能符合下列图像中的（　B　） 第9题 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 返回目录 $$11.3　机械效率 第1课时　有用功与额外功　机械效率 第十一章　功与机械能 01 新知梳理 02 当堂反馈 目 录 1. 在使用机械时，是我们需要的、有价值的功，叫做 　有用功　， 记作 　W有用　；无利用价值却不得不做的功，叫做 　额外功　，记 作 　W额外　；动力对机械做的功叫做 　总功　，记作 　W总　。三者 之间的关系：W总＝ 　W有用＋W额外　。 有用功　 W有用　 额外功　 W额外 总功　 W总　 W有用＋W额外　 返回目录 2. 机械效率是体现 　机械性能　的重要指标。在物理学中， 把 　有用功W有用　与 　总功W总　之比，叫做机械效率。机 械效率η＝ 　×100％　。 3. 由于存在 　额外　功，有用功总 　小于　（选填“大于”“小于”或“等于”，下同）总功，机械效率总 　小于　1。 机械性能　 有用功W有用　 总功W总　 ×100％　 额外　 小于　 小于　 返回目录 1. （教材P13自我评价与作业T1变式）用图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和摩擦不计，则手的拉力 F甲＝ 　100　N；F乙＝ 　60　N；机械效率η甲 　＞　（选填“＞” “＜”或“＝”）η乙。 第1题 100　 60　 ＞　 1 2 3 4 5 返回目录 2. 利用滑轮组提升重物时，下列说法错误的是（　D　） A. 对机械做的功为总功 B. 对重物做的功是有用功 C. 克服机械自重和摩擦做的功是额外功 D. 人做的功和对重物做的功之和为总功 D 1 2 3 4 5 返回目录 3. 机械效率越高的简单机械（　D　） A. 越省力 B. 越省功 C. 额外功越多 D. 有用功占总功的比例越大 D 1 2 3 4 5 返回目录 4. 一台机器的机械效率为80％，当它完成1000J的总功时，所做的额外功为（　D　） A. 1000J B. 800J C. 400J D. 200J D 1 2 3 4 5 返回目录 5. （2024·亳州二模）如图是建设工地上，正在进行紧张施工的推土机。此推土机发动机的额定功率为120kW，质量为1.75×104kg，g取10N/kg，若推土机以额定功率经过10s把一块质量为8.0×103kg的 石块沿斜坡推到高5m的土坡上，则推土机的效率是多少？ （结果精确到0.1％） 第5题 解：推土机将石块沿斜坡推到土坡上，所做的总功 W总＝Pt＝120×103W×10s＝1.2×106J，有用功 W有用＝G石h＝m石gh＝8.0×103kg×10N/kg×5m＝4×105J，推土机的效率η＝×100％＝×100％≈33.3％ 1 2 3 4 5 返回目录 1. 分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体拉到相同的高度，做的有用功（　D　） A. 杠杆最多 B. 动滑轮最多 C. 滑轮组最多 D. 一样多 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 2. 关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（　D　） A. 做功越多的机械，功率一定越大 B. 功率越大的机械，机械效率也越高 C. 做有用功越多的机械，机械效率越高 D. 功率越大的机械，做功一定越快 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 3. 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（　B　） 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 4. （2024·福建三模）如图（a），小明分别使用甲、乙两种机械匀速提升物体M（绳长不变），做功情况如图（b），则（　B　） A. 甲的总功大于乙 B. 甲的机械效率大于乙 C. 甲提升M的高度小于乙 D. 甲的机械效率等于乙 第4题 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 5. 小红用动滑轮提升重物时，做了300J的有用功。若动滑轮的机械效率是75％，则小红所做的额外功是 　100　J，总功是 　400　J。 6. 某滑轮组的机械效率为75％，表示的含义是 　利用滑轮组做的有用功与总功的比值是75％　；当它完成375J的有用功时，所做的总功是 　500　J；若克服动滑轮的重力所做的功是100J，则克服摩擦和绳重所做的功是 　25　J。 100　 400　 利用滑轮组做的有用 功与总功的比值是75％　 500　 25　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 7. （2024·钦州浦北期末）如图，利用斜面将箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了，某同学用100N的力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为20kg，斜面长3m，高1.2m，g取10N/kg。求： （1） 箱子受到的重力。 解：（1） 箱子受到的重力G＝mg＝20kg×10N/kg＝200N 第7题 （2） 推力所做的功。 解：（2） 推力所做的功，即总功 W总＝Fs＝100N×3m＝300J （3） 斜面的机械效率。 解：（3） 推力做的有用功W有用＝Gh＝200N×1.2m＝240J，斜面的机械效率η＝×100％＝×100％＝80％　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 8. 如图所示，用同一滑轮组分别将物体A 和物体B匀速提升至相同的高度。与提升物体B相比，提升物体A的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响，则提升物体A的过程（　D　） 第8题 A. 额外功较小 B. 额外功较大 C. 总功较小 D. 总功较大 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 9. 用如图所示粗细均匀的木棒提升物体，不计整个机械的摩擦，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，当测力计竖直移动的距离s为0.2m时，可将重为1.5N的物体提升0.3m，则杠杆的机械效率为 　90　％；木棒的重力约为 　0.33　N（结果保留两位小数）。 第9题 90　 0.33　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 10. 小峰同学用如图所示的滑轮组把质量为90kg的物体提升3m用时10s，作用在绳子自由端的拉力为400N，不考虑绳重及摩擦。求： （g取10N/kg） （1） 绳子自由端移动的速度。 解：（1） 由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离s＝nh＝3×3m＝9m，绳子自由端移动的速度v＝＝＝0.9m/s 第10题 （2） 滑轮组的机械效率。 解：（2） 物体的重力G＝mg＝90kg×10N/kg＝900N，滑轮组的机械效率η＝×100％＝×100％＝×100％＝×100％＝×100％＝75％ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 （3） 动滑轮的重力。 解：（3） 因为不计绳重和摩擦时拉力F＝（G＋G动），所以动滑轮的重力G动＝nF－G＝3×400N－900N＝300N 第10题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 11. （2024·茂名高州期末）如图甲所示，工人利用斜面搬运货物，在20s内匀速把货物从底端拉到斜面顶端，拉力做功随时间变化的关系如图乙所示，已知斜面高为4m，长8m，机械效率为80％，求： 第11题 （1） 拉力的功率。 解：（1） 由图乙可知，20s内拉力做的功为4×103J，则拉力的功率 P＝＝＝200W （2） 货物重力。 解：（2） 由η＝×100％＝×100％得， 货物的重力G＝＝＝800N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 （3） 货物与斜面的摩擦力。 解：（3） 根据W总＝W有用＋W额外＝Gh＋W额外可知，额外功W额外＝W总－Gh＝4×103J－800N×4m＝800J，克服摩擦力做的功为额外功，则货物与斜面的摩擦力f＝＝＝100N　 第11题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 12. 如图甲所示，用滑轮组将重为90N的物体匀速提起，图乙是拉力F与绳子自由端移动距离s的关系图像，不计绳重和摩擦。图乙中阴影部分的面积表示的物理量是 　总功　（选填“总功”“有用功”或“额外功”），该滑轮组的机械效率为 　60％　。 第12题 总功　 60％　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 $$