第11章 第11课时 机械效率的计算-【课时提优计划作业本】2025-2026学年新教材九年级上册物理同步练习课时作业（苏科版2024）基础强化版

第十一章简单机械和功 第11课时机械效率的计算 知识导引 1.滑轮组的机械效率 (1)利用滑轮组竖直匀速提升物体 ①已知物重G、拉力F、物体上升的高度h、绳自由端移动的距离s,则机械效率 7 ②已知物重G、拉力F、承担物重的绳子段数，则机械效率？= ③已知物重G、动滑轮的重G动，不计绳重和摩擦，则机械效率？= (2)利用滑轮组水平匀速拉动物体 ①已知物体受到的摩擦力f、拉力F、物体移动的距离s物、绳自由端移动的距离s,则机械 效率= ②已知物体受到的摩擦力f、拉力F、拉动物体的绳子段数，则机械效率？= 2.斜面的机械效率. (1)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？= (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？= (3)已知斜面的长度s、摩擦力f、拉力F,则机械效率？= 课堂作业 1.如图所示，用滑轮组匀速提起一个重为350N的物体，物体在10s内竖直上升了1m,人拉 绳的力为250N.不计绳重和摩擦. (1)求人做的有用功 (2)求滑轮组的机械效率. (3)求动滑轮的重， (4)若用这个滑轮组将650N的重物提升1m,求此时拉力做的功和机械效率， 2.工人用图示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升2m,此过程中拉力做功的功率 为120W.(g取10N/kg) (1)求工人做的有用功. (2)求滑轮组的机械效率， (3)若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为300N,额外功占总 功的20%，求工人提升货物的重力 7777 37 课时提优计划作业本物理九年级上>>> 3.小明用如图所示的滑轮组在10s内将重力为500N的空箱子匀速提升了2m,不计绳重和 摩擦，每个滑轮的重力相同，小明所用的拉力为300N. (1)求拉力做功的功率. (2)求滑轮组的机械效率（百分号前保留1位小数）， (3)体重为800N的小明用此滑轮组提升装货的箱子，若滑轮组始终正常工作，求该滑轮组 的最大机械效率， 4.(2023·荆州)工人利用长度L=3m的斜面把质量为240kg的重物匀速推到h=1m高处， 如图所示，工人所用推力F=1000N.g取10N/kg. (1)求推力做的有用功： (2)求斜面的机械效率， (3)工人将另一个质量为300kg的重物匀速推到同一高度处，为了省力，换用长度为5m的斜 面，此时重物受到的摩擦力与原来的摩擦力之比为6：5，共用时20s,求工人推力做功的 功率 课后作业 5.在参观科技馆活动中，小明和小亮兴奋地体验了升降座椅，然后画出了如图所示的简化示意 图并进行研究.已知小亮的质量为60kg,小亮坐在升降座椅上，小明用大小为250N的拉力 在45s内将小亮匀速拉高3m,不计绳重和摩擦.(g取10N/kg) (1)求小明所用拉力F做功的功率， (2)求该升降座椅装置的机械效率 38》 第十一章简单机械和功 6.如图所示，塔式起重机上的滑轮组将重为9×103N的重物匀速吊起10m,作用在绳端的拉 力为4×103N. (1)求提升重物做的有用功， (2)求滑轮组的机械效率 (3)若克服摩擦和钢丝绳重所做的功为有用功的0.3倍，求动滑轮的重力. 7.工人用如图所示的装置将质量为70kg的建筑材料匀速提升了6，用时10s.电动机对滑 轮组做功的功率恒为600W,不计绳重和摩擦，g取10N/kg (1)求建筑材料上升的速度， (2)求10s内电动机对滑轮组做的总功. (3)求动滑轮所受的重力， (4)若用此滑轮组匀速提升另一批建筑材料时，机械效率是90%，求该建筑材料上升的 速度 电动机 建筑材料 8.工人用如图所示的装置把重为1000N的物体，从斜面底部匀速拉到2高的平台上，斜面 与水平地面的夹角为30°，用时20s,工人对绳子的拉力为400N,动滑轮重为20N,不考虑 绳重和滑轮与绳子间的摩擦， (1)求绳子对物体做的功W. (2)求物体在斜面上受到的摩擦力f. (3)求整个装置的机械效率7： 39的重力和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功，从摩擦角度 考虑，随着物体重力的增大，滑轮与绳子间摩擦增大，则额外 功增大；同时，物重增大，有用功也增大，有用功和总功的比 值增大，即机械效率逐渐增大，但由于摩擦也在增大，故？与 G不成正比，当物重越来越大，有用功远大于额外功时，机械 效率无限接近100%，B符合题意. 11.(1)竖直(2)2.478.4(3)重(4)A解析：(1)实验 中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使弹簧测力计示数稳定， (2)题图中弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.4N;第2 次实验中，机械效率？=%×100%-詹×100%= Fs 05品×10%784%.（3)由题表数据可知，胸码 重力增加，机械效率相应提升，说明同一滑轮组将不同的物 体提升相同的高度时，提升的物体越重，机械效率越高， (4)本实验中，通过增加提升物体的重力，增大有用功，可提 高机械效率；鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员，是 通过增大有用功来提高机械效率，A符合题意；汽车制造 用新材料减轻汽车重量，是通过减小额外功来提高机械效率 的，B不符合题意；经常给汽车做保养，减小汽车零件之间的 摩擦，是通过减小额外功来提高机械效率的，C不符合题意， 12.(1)匀速直线(2)①80②物体所受摩擦力③0.6 (3)①正②2.3③2解析：(1)沿斜面拉动物体时，为使 弹簧测力计的示数稳定，便于读数，应尽量使物体做匀速直 线运动.(2)①第2次实验时斜面的机械效率)= W丝X 100%=C×100%=。69是2m×100%=806. F2S2 ②由题表1可知，物体的重力是相同的，小车与斜面间的摩 擦和木块与斜面间的摩擦大小不同，故探究的是斜面的机械 效率与物体所受摩擦力的关系.③第1次实验中拉力做的有 用功W有1=Gh1=6N×0.1m=0.6J,拉力做的总功 W总1=F1s1=1.2NX1m=1.2J,则额外功W额1=W总1 W=1.2J-0.6J=0.6J,木块所受摩擦力f=W= S1 0.6J=0.6N.(3)①由题表2中实验数据可知，W氯外与L成 1 m 正比.②当斜面的水平长度L=0.4m时，W额外=0.8J,根据 勾股定理可知，斜面高度五=0.3m,此时有用功W有用 Gh=5N×0.3m=1.5J,总功W总=W有用十W额外=1.5J十 0.8J=2.3J.③当木板平放在水平桌面上，斜面的水平长度 L=0.5m,因额外功与L成正比，故45m==5m,则 0.9JW额外 W林=1J,摩擦力了=矿鲈=。1】=2N,此时物块做匀速 L 0.5m 直线运动，由平衡条件可得，弹簧测力计的示数F=子=2N. 13.(1)0.566.7%克服杠杆自身的重力做功（或克服摩 擦力做功)(2)不能实验时钩码没有挂在同一位置仅 根据一次实验所得出的结论是不可靠的解析：(1)由题图 可知，弹簧测力计的分度值是O.1N,所以它的示数是 0.5N,竖直向上匀速拉动弹簧测力计时，拉力不变，则F仍为 0.5N;在实验过程中，W有用=Gh=1NX0.1m=0.1J,W总= W有里X 下s=0.5N×0.3m=0.15J,所以杠杆的机械效率厂W盘 10%-=8×100%≈6.7%；在本实验中，克服缸杆自重 做功和克服摩擦力做功是产生额外功的主要原因.(2)根据 题表中的实验数据不能得出实验结论，原因是分析机械效率 的影响因素应采取控制变量法，研究提起的物重和杠杆机械 效率的关系时，应保持钩码所挂的位置不变；应进行多次实 验，分析多组数据，才能得出普遍性结论，仅根据一次实验数 据得出的结论具有偶然性，是不可靠的. 第11课时机械效率的计算 知识导引 1.1)@0×100%②9×100% G Fs nF ③G+G动 ×100% (2)①胖×100%®乐×100%2.（①0×100% (2a1F×10%(3)F×100% Fs 课堂作业 1.(1)W有用=Gh=350N×1m=350J(2)承担物重的绳 子段数a=2,-船×10%=0×10%=P义义 Gh Fs 100%=是×10%=220D×10%=70%（3)因为不 350N 计摩擦和绳重，所以2F=G十G动，则G动=2F一G=2×250N 350N=150N(4)因为不计摩擦和绳重，所以提升重物的拉 力F2=2(Gw+G)=2(650N+150N=400N,Wa2= R=40NX2X1m=80Jp-W×10%-号× F252 10m%-是X100%=20×10%=8L5% 2.(1)货物的重力G=mg=45kg×10N/kg=450N,则有 用功W有用=Gh=450N×2m=900J(2)拉力做的总功 W总=Pt=120W×10s=1200J,滑轮组的机械效率7= W总 组×100%980×100%=75%(3)已知额外功占 总功的20%，则此时机械效率7=1一20%=80%，由题图可 知，承担物重的绳子段数n=3,又因为)二W朝×100% Gh' Gh' ×100%=6×100%=记×100%，所以提升货 物的重力G=7nF'=80%×3×300N=720N 3.(1)s=2h=2X2m=4m,W总=Fs=300NX4m= 1200,P=w=1200】=120W(2)W有用=Gh= 10s 500NX2m=100J,7W×10%=8×10%≈ 83.3%(3)G=2F-G=2×300N-500N=100N, F最大=G以=800N,G最大=2F最大一G动=2X800N-100N= G最大h 1500N,a大=WX100%=X100%=F林X2M F最大S 二器器×10%=级石为解折：1D由题图可 知，承重绳子的段数为2，拉力端移动的距离s=2h=2× 2m=4m,拉力做的总功W总=Fs=300N×4m=1200J, 拉力做功的功率P=W立=1200J=120W.(2)拉力做的有 t 10s 用功W有用=Gh=500NX2m=1000J,滑轮组的机械效率 ×10%=190}×10%≈83,3%.(3)不计绳重 )W盒 和摩擦，所以2F=G十G动，动滑轮重力G动=2F一G=2× 300N一500N=100N,体重为800N的小明施加的最大拉 力F最大=G人=800N,当以最大拉力提升物体时，提升的物 重最大，滑轮组的机械效率最大，因为不计绳重和摩擦，所以 提升的最大物重G最大=2F最大一G动=2X800N一100N= 骨轮组的最大机械效率佩大=理X100%一F】 F最大S 10%名\×16w=a5 4.(1)W有用=Gh=mgh=240kg×10N/kg×1m=2400J _W有里×100%= (2)Wa=FL=1000NX3m=3000J,7=W8 2400JX100%=80%(3)W额外=W总-W有用=3000J一 3000J 240J=60J,f=W4-600-20N,f=号×200N= L 3 m 240N,W有用=Gh=m'gh=300kg×10N/kg×1m 3000J,W额外=fs=240NX5m=1200J,W总=W有用十 W外=3000J+1200J=4200J,P=W=4200J 20s 210W解析：（1)推动重物时做的有用功W有用=Gh= mgh=240kg×10N/kg×1m=2400J.(2)推力做的总功 W点=FL=1000NX3m=3000J,斜面的机械效率7= ×100%-号08×100%=80%.(3)原来的瓶外功 W点 W额外=W总一W有用=3000J一2400J=600J,原来的摩擦力 f=W处=600】=200N,工人将另一个质量为300kg的重 3 m 物匀速推到同一高度处，换用长度为5m的斜面，此时的摩 擦力与原来的摩擦力之比为6：5，即f=号×200N= 240N,此时有用功W有用=Gh=m'gh=300kg×10N/kg× 1m=3000J,额外功W额外=fs=240N×5m=1200J,总 功W总=W有用十W籁外=3000J十1200J=4200J,推力做功 的功率P=W=4200J-210W. 20s 课后作业 5.(1)由题图可知，承担物重的绳子段数n=3,小明所用拉 力F做功的功率P=W是=至=F-250NX3X3m t t 45s _W有用×100%三 50W(2)该升降座椅装置的机械效率刀一W。 X1m%-器×10w%=学×10%=08NX Fs 3×250N 100%=80% 6.(1)提升重物做的有用功W有用=Gh=9×103N×10m= 9×104J(2)由题图可知，承担物重的绳子段数n=3,匀速 吊起重物的过程中做的总功W:=Fs=F×nh=4×103NX W有用×100%= 3×10m=1.2×10J,滑轮组的机械效率W盘 厂，9×100%=75%(3)克服摩擦和钢丝绳重力做的 功W=0.3W有用=0.3×9×10J=2.7×10J,克服动滑轮 重力做的功W动=W总一W有用-W=12X10J-9X10J-2.7X 10J=3×10J,故动滑轮重G=W童=3X10J=300N h 10m 乙，1)建筑材料上升的速度=左=0g=0.6m/(2)10s 内电动机对滑轮组做的总功W=Pt=600W×10s=6000J (3)由题图可知，承担物重的绳子段数=2，绳端移动的距离 5=h=2X6m=12m,拉力F-W_6000】-500N,G角= 12m mg=70kg×10N/kg=700N,因为不计绳重和摩擦，所以动 滑轮的重力G动=2F一G物=2X500N一700N=300N G (4)由一G+G动 ×100%可得，此时物重G酶=？G盘= 1一 90X802N-2700N,此时拉力F=2(G+Ga)=号× 1一90% (2700N+300N)=1500N,电动机拉绳的速度t=京= P 600W 。X= 100N=0.4m/s,建筑材料上升的速度物=2 合×0.4m/s=0.2m/s 8.(1)由题图可知，承重绳子的段数n=2,工人对绳子的拉 力F=400N,不考虑绳重和滑轮与绳子间的摩擦，则绳子对 物体的拉力F=nF一Gn=2X400N一20N=780N,斜面 与水平地面的夹角为30°，平台高2m,根据数学知识可知，物 体在斜面上运动的距离s一4，则绳子对物体做的功W三 F绳s=780N×4m=3120J(2)有用功W有用=Gh 1000NX2m=2000J,克服摩擦力做的额外功W籁外=W一 W有用=3120J一2000J=1120J,则物体在斜面上受到的摩 擦力=W处=1120J=280N(3)工人做的总功Wa= 4 m Fs=Fs=400N×2×4m=3200J,整个装置的机械效率 -%×100%-号器×100%-62.5%. 7W总 第十一章复习课 知识网络结构 固定点动力(F)动力臂(11)阻力(F2)动力×动力 臂=阻力X阻力臂(F1L1=F2l2)> 等臂省力改变施力方向2倍省力一半一倍 省力改变施力方向省盘山公路力距离有力的 作用一定的距离W=Fs所用时间单位时间 P-W t P=Fv106W有用十W颜外有用功与总功7 W有里×100% W总 题组提优训练 考点一： 1.D解析：把枝条尽量往剪刀的轴处靠近，则阻力臂减小 了，而阻力和动力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，动力减 小，能够省力，D符合题意 2.D解析：手托重物时，动力臂小于阻力臂，可视为费力杠 杆，A错误；由题意可知，肱二头肌对前臂的牵引力是动力， B错误；踮脚时，动力臂大于阻力臂，可视为省力杠杆，C错 误；由题意可知，向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵 引力是动力，D正确. 3.B解析：斜拉桥类似于杠杆，拉索拉力为动力，以索塔基 底为支点，拉索到支点的距离为动力臂，载重汽车的重力为 阻力，载重汽车到支点的距离为阻力臂，当载重汽车从桥梁 左端匀速向索塔行驶的过程中，阻力不变，阻力臂在变小，动 力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，拉索拉力一直减小. 4.B解析：使箱体绕O点逆时针缓慢转至竖直位置时，箱 子的重力不变，即阻力不变，阻力臂逐渐减小，根据杠杆的平 衡条件可知，要使力F的大小保持不变，需要使阻力臂和动 力臂的比值不变.当F垂直于OA时，动力臂大小不变，A不 符合题意；若F竖直向上时，动力臂减小，阻力臂和动力臂的 比值不变，B符合题意；若F沿OA向上时，动力F的力臂为 零，不能将箱体转至竖直位置，C不符合题意；若F水平向左 时，动力臂增大，D不符合题意， 5.A解析：由题意可知，刻度尺的重心在25cm处，刻度尺 刚好翻转时与桌沿的接触点为支点，则刻度尺重力的力臂 l=25cm一23cm=2cm,虫子对刻度尺压力的力臂L2= 23cm一3cm=20cm,由杠杆平衡条件可得，GXl=G× l2,即mgXl=m虫gXl2,10g×2cm=m虫X20cm,解得 m虫=1g. 6.C解析：根据杠杆平衡条件可知，F×OB=GXOA, OB=20A,则F=号，A错误；当悬挂点左移时，阻力臂增大， 阻力和动力臂不变，则动力F增大，B错误；若改为沿虚线方 向施力，动力臂减小，阻力和阻力臂不变，则动力F增大， C正确；动力臂是阻力臂的2倍，若物重增加2N,根据杠杆 平衡条件可知，动力F增加1N,D错误。 7.相互A解析：人手持大气球站在转盘上，松开气嘴，让 气球沿垂直转盘半径方向喷气，由于力的作用是相互的，气 体会给人一个反作用力，人与转盘开始一起反向转动；因转 盘相当于轮轴，是变形的杠杆，人站在A点时的力臂大于人