11.3　机械效率2025-2026学年初中物理（沪粤版）九年级上册

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 基础过关 目 录 03 能力进阶 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　。  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”)总功,机械效率总 　小于　(选填“大于”“小于”或“等于”)1。  有用功　 W有用　 额外功　 W额外　 总功　 W总　 W有用+W额外　 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,绳重和摩擦力不计,则手的拉力F甲= 　100　N,F乙= 　60　N;机械效率η甲 　>　(选填“>”“<”或“=”)η乙。  100　 60　 >　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 2. 利用杠杆把一重200N的物体提高0.1m,用了100N的拉力,拉力作用点沿力的方向移动了0.25m,使用此杠杆时的机械效率是 　80%　。  3. (教材P11活动1改编)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 80%　 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 4. (易错题)机械效率越高的简单机械必定(　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 5. 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 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 6. (2024·亳州二模)如图是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,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?(g取10N/kg,结果精确到0.1%) 第6题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 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%≈33.3% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 7. 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为75%,则小红做的总功是 　400　J。   8. 有一种重心在支点处的杠杆,它与转轴间的摩擦很小,因此机械效率很高。若使用这种杠杆将重为180N的物体匀速提升50 cm的过程中,杠杆的机械效率为90%,则提升该物体做的有用功为 　90　J, 额外功为 　10　J。  9. 甲、乙两种机械的机械效率分别是70%和50%,下列说法中正确的是(　D　) 400　 90　 10　 D A. 使用甲机械省力 B. 使用甲机械做功快 C. 在相同的时间内,使用甲机械做的功多 D. 乙机械的额外功在总功中占的比例大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 10. 如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别将同一物体匀速向上提升,绳端在相同时间内移动了相同的距离,下列说法正确的是(　C　) A. 两次提升物体的速度相同 B. 两种装置的机械效率不相等,且甲小于乙 C. 两次提升物体所做的有用功不相等,且甲大于乙 D. 两种装置中拉力大小相等 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 11. (2024·亳州谯城校级期末)用相同的滑轮绕成如图的甲、乙滑轮组,用它们分别将A、B物体匀速提升相同的高度。若两绳自由端的拉力F恰好相等,不计绳重和摩擦,则下列判断正确的是(　B　) A. 物体重GA<GB B. 滑轮组的机械效率η甲>η乙 C. 绳子自由端移动的距离s甲<s乙 D. 滑轮组的额外功W额甲>W额乙 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 12. (跨学科实践·日常生活)盘山公路是指盘绕山体修筑建造的公路,属于山路的一种类型,如图甲所示。盘山公路可以简化成如图乙所示的物理模型——斜面。一辆载重汽车的总质量为10t,在大小恒为3×104N的牵引力作用下,沿盘山公路行驶8km到达高度为1.8km的山顶。(忽略载重汽车的体积,g取10N/kg) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 解:(1) 汽车的重力G=mg=10×103kg×10N/kg=1×105N;克服汽车重力做的有用功W有用=Gh=1×105N×1.8×103m=1.8×108J;牵引力做的总功W总=Fs=3×104N×8×103m=2.4×108J;克服摩擦力做的额外功W额外=W总-W有用=2.4×108J-1.8×108J=6×107J (1) 求在该过程中,载重汽车克服斜面摩擦力所做的额外功。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 (2) 求在上述过程中,该斜面的机械效率。 解:(2) 斜面的机械效率η= ×100%=75% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 (3) 如果某段盘山公路的长为s,高度为h,一辆总重为G的载重汽车以恒定的输出功率P沿着该段盘山公路匀速行驶到山顶,所用时间为t,该汽车沿盘山公路行驶过程中所受的摩擦力大小恒为f(不计空气阻力)。请利用功的原理(即任何机械都不省功)推导出载重汽车在该盘山公路上行驶过程中所受的摩擦力f的表达式。[要求利用(3)中已知的物理量符号表示,不需要带物理量单位] 解:(3) 牵引力做的功为总功,W总=Pt,克服重力做的功为有用功,W有用=Gh,克服摩擦力做的额外功,W额外=W总-W有用=Pt-Gh,由W额外=fs可得,摩擦力f= 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 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 基础过关 目 录 03 能力进阶 04 思维拓展 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 　钩码的重力G　、 　钩码被提升的高度h　、 　拉力F　和 　绳端移动的距离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 　绳与滑轮间的摩擦　等。  η=×100%　 钩码的重力G　 钩码被提升的高度 h　 拉力F　 绳端移动的距离s　 弹簧测力计　 刻度尺　 缓慢匀速　 物体的重力　 动滑轮自重　 绳与滑轮 间的摩擦　 返回目录 1. 一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它将同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比(　D　) 　　　　 A. 有用功减少,总功减少 B. 有用功增加,总功增加 C. 有用功不变,总功不变 D. 有用功不变,总功减少 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 返回目录 2. 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被提升的高度有关 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 4 5 6 7 8 9 10 返回目录 3. 某小组在“测滑轮组机械效率”的实验中,实验装置如图所示,得到的数据如表所示。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 返回目录 实验 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η 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 0.4 80% (1) 实验中应沿竖直方向 　匀速　缓慢拉动弹簧测力计。  0.4 80% 匀速　 (2) 小组同学发现实验过程中边拉动弹簧测力计边读数,弹簧测力计示数不稳定,认为应该静止读数,你认为他的想法 　不正确　(选填“正确”或“不正确”),因为他没有考虑到 　摩擦力　对滑轮组机械效率的影响。  (3) 用如图丁所示装置进行实验,得出表中第4次实验数据,请将表中的两个数据填写完整。 不正确　 摩擦力　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 返回目录 (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无关。  (5) 通过比较 　2、3　两次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。  (6) 通过比较3、4两次实验数据可得出结论: 　使用不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越轻,滑轮组的机械效率越高　。  1、2　 2、3　 使用不同滑轮组提升相同重物时,动 滑轮越轻,滑轮组的机械效率越高　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 返回目录 4. 小林用如图动滑轮先将重3N的钩码匀速向上提升0.2m,再用此动滑轮将重5N的钩码匀速向上提升0.1m,则动滑轮的机械效率 　增大　(选填“增大”“减小”或“不变”)。(不计绳重和摩擦)  第4题 增大　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 返回目录 5. 工人师傅用如图所示的滑轮组搬运G=1.8×104N的货物,在水平拉力的作用下沿水平方向做匀速直线运动,若货物与地面间的阻力减小,则该滑轮组的机械效率将 　减小　(选填“增大”“减小”或“不变”)。  减小　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 返回目录 6. (2025·合肥庐江段考)庐江县对老旧小区进行了外墙修复和粉刷,图中的吊车正在辅助工人师傅进行施工。关于吊车的功、功率和效率,下列说法正确的是(　D　) A. 做功越快时,吊车的机械效率越高 B. 吊车功率越大,做功一定越多 C. 吊车做的额外功越少,机械效率就越高 D. 做功越快时,吊车的功率一定越大 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 返回目录 7. 甲、乙两个滑轮组如图所示,其中每一个滑轮的重力都相同,用它们在相同时间内分别将重物G1、G2提高相同的高度,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是(　B　) A. 若G1=G2,则拉力做的总功相同 B. 若G1=G2,则甲的机械效率大于乙的机械效率 C. 若F1=F2,则拉力做功的功率相同 D. 用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 返回目录 8. 某同学提出了下列五种提高滑轮组机械效率的方法,其中可行的是(　B　) ① 使用轻质的滑轮;② 用滑轮组提升很轻的物体;③ 在滑轮的轮与轴之间注些润滑油;④ 多绕上几段绳子;⑤ 增加提升物体的重力。 A. ①②⑤ B. ①③⑤ C. ②④ D. ①④ B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 返回目录 9. (2024·滁州凤阳一模)小明用如图甲所示的滑轮组进行“测定滑轮组机械效率”的实验,实验数据如表: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 返回目录 实验 次序 物重 G/N 物体上升的 高度h/cm 测力计的 示数F/N 测力计移动 的距离s/cm 1 6 3 2.5 9 2 6 5 2.5 15 3 6 8 2.5 27 (1) 在测量测力计移动的距离时,有一个数据记录错误,错误的数据是 　27　。  (2) 如图乙所示,小红在小明的实验基础上多使用一个滑轮做实验,当他们使用各自的滑轮组提升相同的重物时,若忽略绳重及摩擦,它们的机械效率 　相同　(选填“相同”或“不同”)。  27　 相同　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 返回目录 10. (2024·池州二模)用图甲的滑轮组运送货物上楼,图乙是滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像,当某次运送重为460N的货物时,滑轮组的机械效率为 　92　%。(不考虑绳重和摩擦)  92　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 返回目录 $$