11.3 机械效率（导学案）-2025-2026学年物理沪粤版九年级上册

2025-2026学年度沪粤版（2025）物理九年级上册导学案11.3机械效率

★知识点  有用功、额外功和总功

【导入】为了把重100 N的沙子从一楼运上三楼，体重相同的小刚、小明和小亮三位同学采用了如图所示的三种方法．小刚用桶提着上楼的方法，小明采用滑轮提升小桶的方法，小亮采用滑轮提升口袋的方法．

(1)将沙子运上三楼，他们对沙子做的功为________J.

(2)小刚将沙子运上三楼，除了对沙子做功，还要对_____和_____做功．

(3)小明将沙子运上三楼，拉力为______N，拉力做的功为_______J.

(4)小亮将沙子运上三楼，拉力为______N，拉力做的功为_______J.

(5)由此可见，使用动滑轮______省力，_______省功．(均选填“可以”或“不可以”)

结论：

(1)对人们有用的功叫做__________，如对_________做的功．

(2)不需要但又不得不做的功叫做_________，如对桶、口袋、动滑轮等做的功．

(3)有用功与额外功之和叫做______________．

 

【例1】用重20 N的水桶到3 m深的井中打一桶水，水重30 N，不计绳重，则打一次水做的有用功是_______J，额外功是_______J，总功是_________J；若不慎将水桶落入井中，现打捞水桶，里面也带了同样多的水，则此时有用功是_______J，额外功是_________J，总功是__________J.

【例2】小明同学的体重为500 N，他用重10 N的水桶提着重100 N的水爬上高5 m的楼梯，则他做的有用功和额外功分别是 (　　)

A．500 J　50 J       B．500 J　2 550 J               C．550 J　2 500 J           D．3 000 J　50 J

【例3】分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一个物体提升相同的高度，做的有用功（     ）

A.杠杆最多           B. 斜面最多         C.滑轮组最多           D.一样多

 

★知识点  机械效率

1．定义：有用功W有用与总功W总的比值．用符号η表示．

2．机械效率的计算公式：η＝×100%.

注意事项：

(1)机械效率η是个百分数，没有单位．

(2)机械效率与功率的比较．

①机械效率反映的是有用功占总功的百分比，和机械做功的快慢无关．

②功率反映力做功的快慢，和做多少有用功无关．

③机械效率和功率没有任何关系．

(3)机械效率的高低与是否省力无关；与机械做功的多少无关．

【例4】下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是(    )

A．做功多的机械，机械效率一定高     B．功率大的机械，做功一定多

C．机械效率高的机械，功率一定大     D．做功快的机械，功率一定大

【例5】.关于功率、机械效率，下列说法正确的是(     )

A．机械效率越大，其功率就越大           B．越省力的机械，其功率就越小

C．做功越慢的机械，其机械效率就越低     D．有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高

【例6】用一个动滑轮提升重物，已知做的总功是100J，有用功是60J,则机械效率为_________

【例7】用一个机械效率为80%的动滑轮提升重物，已知做的总功是200J，则有用功是_______J，额外功是_____J

 

★常见机械效率类型

①竖放滑轮公式 

物理量（S为拉力F或绳子自由端移动的距离、n为绳子股数、h为重物上升的高度）              

有用功：克服物体重力做的功W有=G物h 

额外功：克服动滑轮自重、绳与滑轮之间的摩擦做的功，W额外=W总-W有用 ；若不计摩擦，W额外=G动h

总功：W总=FS

机械效率：①

          ②不计摩擦时

 

【例8】.如图所示，人向下拉绳提升重物．已知物体重400 N，动滑轮重60 N，不计绳重及摩擦，将重物匀速提升0.5 m，人需要用的拉力为_______N，绳子自由端移动的距离为______m，人所做的有用功为_________J.总功为_________J，机械效率为_________.

【例9】如图所示，滑轮组下面悬挂一重为12N的物体，在竖直向上的拉力F的作用下，该物体在10s内被匀速提升了0.5m，拉力F的大小为5N。关于该滑轮组，下列计算结果正确的是（　　）

A．绳子自由端移动的距离是1m   B．有用功为0.6J    C．总功为5J    D．额外功为1.5J

 

【例10】如图所示，用滑轮组提升重物时，将重600N的物体在10s内匀速提升了2m，已知动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中正确的是（　　）

A. 绳子自由端拉力F的大小为300N      B. 滑轮组的机械效率为60%

C. 提升物体的过程中，额外功为200J    D. 绳子自由端拉力F的功率为150W

 

 

【例11】如图所示，某工人利用滑轮组将一个重为900 N的货箱在6 s内匀速提升了3 m．此过程中，绳子自由端所受的拉力F为400 N．求：

(1)工人做的有用功；

 

 

(2)滑轮组的机械效率．

 

②横放滑轮机械效率

物理量：物体与水平面间摩擦力f、物体移动的距离S物，拉力F、拉力F移动的距离S、机械效率η、连接滑轮的绳子股数n，则S=n S物

有用功：W有 = f S物   

总功：W总 =FS=F·nS物

机械效率：

 

【例12】用轻质滑轮组匀速水平拉动地面上重为300N的物体，移动10m，若拉力F=30N，物体摩擦力f=45N，则A点拉力FA=        N，有用功为_______J,

总功为_________J,机械效率η=            。

 

 

【例题13】如图所示的滑轮组，用F＝50N的拉力，拉动水平地面上重为300N的物体，使物体匀速前进了2m。物体和地面之间的摩擦力为45N，在此过程中，下列说法正确的是（　　）

 A．绳子自由端移动的距离是2m    B．拉力做的功是100J 

C．滑轮组的机械效率是45%        D．A点受到的拉力为300N

 

 

③斜面类机械效率

物理量：物体重力G物、沿斜面的拉力F、物体受到的摩擦力f、斜面长S、斜面高度h、机械效率η

有用功：W有 = G物h  

总功：W总=FS

机械效率：

 

【例14】如图所示，一辆货车匀速从山底A开到山顶B．货车重为5.0×104 N，山坡AB的长s为2 000 m，高h