11.3 机械效率 课件-2025-2026学年沪粤版物理九年级上册

1 　有用功、额外功和总功 1. 用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N的物体A，使物体A在4s内匀速前进 了4m。则物体A克服摩擦力所做的功是 ，拉力F所做的功是 ⁠ 。（均选填“有用功”“额外功”或“总功”） 2. 如图所示，用弹簧测力计沿斜面匀速拉动木块至斜面顶端，木块的重力为G，弹 簧测力计的示数为F，其他量已在图中标出。则在此过程中，力F做的总功 是 ，有用功是 ，额外功是 。（均用所给字母 表示） 有用功 总 功 Fs Gh Fs－Gh 第1题图　　　 第2题图 　机械效率的概念及计算 3. 电工师傅用移动式升降机抢修一条动力外线。已知升降机的箱篮重900N，则升降 机将重600N的王师傅匀速提升8m的过程中，升降机做的有用功为 J， 升降机的机械效率是 。（伸缩杆和所携带工具的质量不计） 4. 如下图所示，为使重500N的物体匀速移动6m，必须在绳子的自由端施加60N的水 平拉力。已知物体与地面间的滑动摩擦力为144N，则拉力所做的有用功 为 J，此滑轮组的机械效率为 ⁠。 4800 40％ 864 80％ 5. （2024连云港）用右图所示的滑轮组将重300N的物体匀速提升1m，拉力F为 120N，有用功为 J，滑轮组的机械效率为 （结果精确到 0.1％）。 300 83.3％ 6. 有甲、乙两台机械，甲的机械效率为80％，乙的机械效率为60％。下列说法正确 的是（　D　） A. 甲机械一定比乙机械省力 B. 甲机械一定比乙机械做功快 C. 甲机械做的有用功一定比乙机械的多 D. 有用功相同时，乙机械所做的总功多 D 7. 下图所示的是甲、乙两台机械的参数。甲、乙相比，甲的（　B　） A. 总功较大 B. 有用功较小 C. 额外功较大 D. 机械效率较低 B 8. 教材改编题 某人通过滑轮组用600N的力拉动绳子20m来提升货物，此过程中滑轮 组的机械效率为60％。则这个过程中此人所做的有用功为 ，总功 为 ⁠。 9. 如右图所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一个重600N的物体从斜面底部匀速 推到顶部（不考虑物体的大小）。已知斜面长度L＝3m，高度h＝1.5m。若该过程中 斜面的机械效率为60％，则物体与斜面之间的摩擦力为 N。 7200J 12000J 200 10. （2024东营）如图所示，用图甲、乙、丙所示的三种简单机械分别匀速提起同一 个物体，已知滑轮重20N，杠杆（OB＝2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽 略绳重及摩擦，下列说法错误的是（　C　） A. 图甲：该装置不省力也不省距离 B. 图乙：该装置的机械效率是三者中最低的 C. 图丙：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小 D. 提升的物体越重，图乙、丙所示的装置的机械效率越高 C 11. 如右图所示，塔式起重机上的滑轮组将重力为1.2×104N的重物匀速吊起2m时， 滑轮组的机械效率为80％，g取10N/kg。 （1）求提升重物做的有用功。 （2）求绳端的拉力。 （3）若动滑轮的质量为40kg，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。 解：（1）提升重物做的有用功 W有用＝Gh＝1.2×104N×2m＝2.4×104J （2）由η＝×100％可得，拉力做的总功W总＝＝＝3×104J，由题图 可知，承担物重的绳子段数n＝3，绳端移动的距离s＝3h＝3×2m＝6m，由W总＝Fs 可得，拉力F＝＝＝5000N （3）提升动滑轮、克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功W额外＝W总－W有用＝3×104J －2.4×104J＝6000J 提升动滑轮做的额外功W额外1＝G动h＝m动gh＝40kg×10N/kg×2m＝800J，克服摩擦 和钢丝绳重所做的额外功W额外2＝W额外－W额外1＝6000J－800J＝5200J 12. 核心素养·科学思维 （2024—2025池州贵池区月考）如右图所示，OB是一根轻质 杠杆，O为支点。将重30N的物体悬挂在B点，当杠杆在水平位置平衡时，若A点施加 的拉力使物体向上移动了10cm，此时的杠杆机械效率为η1（不计绳重、摩擦和杠杆 的重力）；保持物体悬挂点不变，如果拉力作用点由A点向支点O靠近一些后再把该 物体提升10cm，此时机械效率为η2，则η1 （选填“＞”“＜”或 “＝”）η2。 ＝ 12 　测量滑轮组的机械效率 1. 如右图所示，在测定滑轮组机械效率的实验中，下列要求错误的是（　C　） A. 弹簧测力计必须先校零 B. 弹簧测力计必须匀速向上拉 C. 弹簧测力计必须在静止时读数 D. 实验时装置中的直尺必须竖直放置 C 2. 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学选择了如下列图片所示的两种 滑轮组进行多次实验，记录的实验数据如下表。 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 1 0.5 10 30 2 1.5 10 0.8 30 62.5％ 3 0.5 10 0.5 40 25.0％ 4 1.5 10 0.7 40 53.6％ （1）根据表中数据可以判断出第1次实验选择的是图 （选填“甲”或 “乙”）滑轮组。 （2）在第1次实验中，当 拉动绳子时，弹簧测力计的示数如 图丙所示，拉力F为 N；该次实验滑轮组的机械效率是 ⁠ （结果精确到0.1％）。 甲 竖直向上匀速 0.4 41.7％ 　如何提高机械效率 3. 如下图所示，建筑工人使用滑轮组匀速向楼上运送石料。下列方法不能提高滑轮 组机械效率的是（　C　） A. 换用轻质的动滑轮 B. 滑轮转轴处加润滑油 C. 增大匀速提升的速度 D. 增大单次运送石料的重力 C 4. 在同样的条件下，小明利用两个不同的动滑轮把木料拉上四楼时，发现利用较轻 的动滑轮提升木料机械效率较高。这是因为（　D　） A. 这样做可以减少有用功 B. 在总功不变的情况下增加了有用功 C. 在总功不变的情况下减少了额外功 D. 在有用功不变的情况下减少了总功 D 5. 如右图所示，在“测定滑轮组的机械效率”的实验中，如果没有刻度尺，只要用 弹簧测力计测出钩码受到的重力G，然后竖直向上 ⁠拉动弹簧测力计使钩 码上升，读出拉力F的值，就可以算出滑轮组的机械效率η＝ （用 所给字母表示）。 匀速 ×100％ 6. （2024成都B卷改编）小成在实验室组装下图所示的滑轮组进行实验探究，实验 过程如下：先测得定滑轮的重力为0.2N，动滑轮的重力为0.25N，再使用组装好的 滑轮组在10s内将质量为100g的钩码竖直匀速提升20cm，此过程中弹簧测力计的示数 为0.5N。g取10N/kg，下列说法正确的是（　C　） A. 弹簧测力计对细绳的拉力做功的功率为0.3W B. 滑轮组的机械效率为80％ C. 克服绳重和摩擦做的额外功为0.05J D. 若增大提升钩码的质量，滑轮组的机械效率不变 C 7. （2024—2025六安霍邱期中）提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节 能减排、提高经济效益有重要的意义。小明对影响滑轮组机械效率的因素作出如下 猜想： 猜想1：提升物体所受重力越大，滑轮组的机械效率越高。 猜想2：滑轮组的机械效率与承担动滑轮重力和物重的绳子段数有关。 根据猜想，小明利用图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的数据如下表 所示。 实验 次序 钩码重 力G/N 钩码上升 高度h/cm 弹簧测力 计示数F/N 弹簧测力计 移动距离s/cm 机械 效率η 1 4 0.1 1.8 0.3 74％ 2 6 0.1 0.3 3 4 0.1 1.4 0.5 57％ （1）实验中应竖直向上 拉动弹簧测力计，读出拉力的大小。 （2）第2次实验中，弹簧测力计示数如图乙所示，则弹簧测力计示数 为 ，第2次实验测得的机械效率为 （结果精确到1％）。 （3）分析第1、2次实验数据可知，同一滑轮组， 越大，滑 轮组的机械效率越高。 （4）分析第1、3次实验数据可知，使用不同的滑轮组提升相同重力的物体，动滑轮 个数越多（动滑轮越重），滑轮组的机械效率越 （选填“高”或 “低”）。 匀速 2.4N 83％ 提升物体的重力 低 8. 核心素养·科学思维 利用四个相同的滑轮，组成右图所示的甲、乙两个滑轮组， 用同样的时间，把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F 乙，拉力做的功分别为W甲、W乙，拉力做功的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别是η 甲、η乙（忽略绳重与摩擦）。下列关系式正确的是（　B　） A. F甲＞F乙 B. η甲＝η乙 C. W甲＞W乙 D. P甲＜P乙 B $$