11.5 机械效率讲义 2025-2026学年苏科版九年级上册物理

努力必有收获，坚持必会成功，加油向未来！ 专题复习：机械效率 有用功、额外功、总功 （1）有用功：利用机械做功时，对人们有用的功叫做有用功，记做W有用。 （2）额外功：利用机械做功时，并非我们所需要的，但是又不得不做的功，叫额外功，记做W额外。 （3）总功：动力所做的功，也等于有用功与额外功之和，即：W总=W有用+W额外。 （4）注意：额外功产生的原因通常有两个方面，一、提升重物时，克服机械自重、容器自重所做的功；二、克服机械的摩擦所做的功。 例题1、 做值日时，小阳将一桶水从一楼提到二楼。此过程中，关于做功的说法正确的是（　　） A． 对桶做的功是有用功 B．对水做的功是有用功 C．对水做的功是额外功 D．克服自身重力做的功是总功 【答案】B 【解析】小阳目的是提水，对水做的功为有用功，故B正确、C错；对桶做的功为额外功，故A错；小阳把水、桶、自身提升做的功为总功，故D错。机 械 效 率 １.有用功：对机械、活动有用的功。 公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总；斜面：W有用= Gh。 2.额外功：并非需要但又不得不做的功。 公式：W额= W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）；斜面： W额=fL。 3.总功：有用功加额外功或动力所做的功。 公式： W总=W有用＋W额=FS= W有用／η；斜面：W总= fL+Gh=FL。 4.机械效率：有用功跟总功的比值。机械效率计算公式：。  　　5.滑轮组的机械效率（不计滑轮重以及摩擦时） （1）滑轮组（竖直方向提升物体）：（G为物重，h为物体提升高度，F为拉力，S为绳子自由端走的距离）。  （2）滑轮组（水平方向拉动物体）：（f为摩擦力，l为物体移动距离，F为拉力，S为绳子自由端走的距离）。  6.斜面的机械效率：(h为斜面高，S为斜面长，G为物重，F为沿斜面对物体的拉力)。 例题2、如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力）。则下列说法正确的是（　　） A．斜面上的摩擦力是50N B．拉力的功率是50W C．拉力所做的功是300J D．斜面的机械效率是80% 【答案】A 【解析】（1）拉力F做的功：W总=Fs=150N×3m=450J； 有用功：W有用=Gh=500N×0.6m=300J，额外功：W额=W总﹣W有用=450J﹣300J=150J， 由W额=fs可得，物体在斜面上受到的摩擦力：f===50N，故A正确、C错； （2）拉力的功率：P===75W，故B错； （3）斜面的机械效率：η==×100%≈66.7%，故D错。 【练习】工人借助如图所示的装置，在20s时间内将700N重的货物匀速提升了4m，已知他对绳子的拉力为500N．该过程中，工人所用装置的机械效率为　 　，工人对绳子拉力的功率为　 　W。 【答案】70%；200； 【解析】（1）由图可知n=2，则绳子自由端移动的距离s=2h=2×4m=8m， 工人所用装置的机械效率：η=×100%=×100%=×100%=70%。 （2）拉力做的功：W=Fs=500N×8m=4000J， 拉力的功率：P===200W。 综合练习 1、如图所示，用滑轮组提升重物时，重400N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为250N，则提升重物的过粒中（　　） A．做的总功是400J B．拉力F的功率是25W C．绳子自由端被拉下1m D．滑轮组的机械效率是80% 【答案】D 【解析】AC、由图知，n=2，则绳子自由端移动的距离：s=2h=2×1m=2m，故C错误； 拉力做的总功：W总=Fs=250N×2m=500J，故A错误； B、拉力F的功率：P===50W，故B错误； D、有用功：W有用=Gh=400N×1m=400J， 滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%，故D正确。 2. 已知甲机器的机械效率是65%，乙机器的机械效率是80%，那么下列说法中正确的是（　　） A．甲机器一定比乙机器省力 B．甲机器一定比乙机器省距离 C．甲机器做的有用功一定比乙机器多 D．以上说法都不对 【答案】D 【解析】机械效率是有用功与总功的比值，有用功占总功的比例越大，机械效率越高，乙机器的机械效率只能说明乙机器中有用功占总功的比例大，并不能说明甲机器一定比乙机器省力，一定比乙机器省距离，做的有用功一定比乙机器多；故选D。 3、一个工人用由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组（不计摩擦和绳重），站在地上将400N重的货物经过10s匀速提高4m，所用的拉力是250N，求： （1）这个工人做功的功率是多少？ （2）此时滑轮组的机械效率是多少？ （3）若把800N的重物提起，工人至少要用多大的拉力？ 【答案】（1）200W （2）80%（3）450N . 【解析】（1）由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，又是站在地上往下拉，故可得知此滑轮组应有2段绳子在拉重物工人做功W=FS=250N×2×4m=2000J，则。 （2）W有用=Gh=400N×4m=1600J，。 （3）不计绳重及摩擦，故有F=（G动+G物），拉400N重物用的拉力为250N，则动滑轮重G动=2F-G物=2×250N-400N=100N，则拉800N重物时，拉力F=（G动+G′物）=（100N+800N）=450N。 4、如图所示，斜面长20m、高10m，固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上40N的拉力，在20s内把重60N的物体沿斜面向上匀速拉动了10m。在此过程中（ ）。 A．斜面的机械效率是66.7% B．斜面的机械效率是75% C．该同学对物体做功的功率是10W D．该同学对物体做功的功率是30W 【答案】B。 【解析】由题知，斜面长20m、高10m，则物体沿斜面向上匀速运动s=10m时，物体升高h=5m； （1）拉力F做的总功：W总=Fs=40N×10m=400J； 拉力做的有用功：W有用=Gh=60N×5m=300J； 斜面的机械效率：； （2）该同学对物体做功的功率：。故选B。 5、如图所示，用相同的滑轮分别组成甲、乙两个滑轮组，分别把重为G1、G2的重物以相同的速度v匀速提升相同的高度h=2m。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）。 A. 若G1=G2，F1做功的功率大于F2做功的功率； B. 若G1=G2 ，两滑轮组的机械效率相同； C. 若G1>G2，两滑轮组的机械效率相同； D. 若G1=240N，甲的机械效率为80%，则F1做的功是600J 【答案】BD。 【解析】A、由图知，甲图中由3股绳子承担物重，乙图中由2股绳子承担物重， 则绳端的拉力：F1=（G+G动滑轮），F2=（G+G动滑轮）， 绳端移动的速度：v1=3v，v2=2v，同一动滑轮的重力相同， 根据P===Fv知，若 G1=G2，F1做功的功率等于 F2做功的功率，故A错误； B、若不计绳重及摩擦，则额外功的来源是克服动滑轮自重做的功，即W额外=G动滑轮h， 有用功：W有用=G物h，总功：W总=W额外+W有用=G动滑轮h+G物h， 则机械效率：η===-----①， 由题意，滑轮相同，把重力为G1、G2的重物匀速提升相同的高度，G1=G2， 由①式可知，两滑轮组的机械效率相同，故B正确； C、将①式分子分母同除以G物可得：η==-----②， 由②可知，在动滑轮自重相同时，滑轮组的机械效率随物体重的增加而增大，因G1＞G2，所以甲图中滑轮组机械效率高于乙图中的机械效率，故C错误。 D、若G1=240N，则有用功：W有1=Gh1=240N×2m=480J，此时甲的机械效率为80%， 根据η=可得，F1做的功即总功：W总1===600J，故D正确；故选BD。 学科网（北京）股份有限公司 $努力必有收获，坚持必会成功，加油向未来！ 专题复习：机械效率 有用功、额外功、总功 （1）有用功：利用机械做功时，对人们有用的功叫做有用功，记做W有用。 （2）额外功：利用机械做功时，并非我们所需要的，但是又不得不做的功，叫额外功，记做W额外。 （3）总功：动力所做的功，也等于有用功与额外功之和，即：W总=W有用+W额外。 （4）注意：额外功产生的原因通常有两个方面，一、提升重物时，克服机械自重、容器自重所做的功；二、克服机械的摩擦所做的功。 例题1、 做值日时，小阳将一桶水从一楼提到二楼。此过程中，关于做功的说法正确的是（　　） A． 对桶做的功是有用功 B．对水做的功是有用功 C．对水做的功是额外功 D．克服自身重力做的功是总功 机 械 效 率 １.有用功：对机械、活动有用的功。 公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总；斜面：W有用= Gh。 2.额外功：并非需要但又不得不做的功。 公式：W额= W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）；斜面： W额=fL。 3.总功：有用功加额外功或动力所做的功。 公式： W总=W有用＋W额=FS= W有用／η；斜面：W总= fL+Gh=FL。 4.机械效率：有用功跟总功的比值。机械效率计算公式：。  　　5.滑轮组的机械效率（不计滑轮重以及摩擦时） （1）滑轮组（竖直方向提升物体）：（G为物重，h为物体提升高度，F为拉力，S为绳子自由端走的距离）。  （2）滑轮组（水平方向拉动物体）：（f为摩擦力，l为物体移动距离，F为拉力，S为绳子自由端走的距离）。  6.斜面的机械效率：(h为斜面高，S为斜面长，G为物重，F为沿斜面对物体的拉力)。 例题2、如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力）。则下列说法正确的是（　　） A．斜面上的摩擦力是50N B．拉力的功率是50W C．拉力所做的功是300J D．斜面的机械效率是80% 【练习】工人借助如图所示的装置，在20s时间内将700N重的货物匀速提升了4m，已知他对绳子的拉力为500N．该过程中，工人所用装置的机械效率为　 　，工人对绳子拉力的功率为　 　W。 综合练习 1、如图所示，用滑轮组提升重物时，重400N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为250N，则提升重物的过粒中（　　） A．做的总功是400J B．拉力F的功率是25W C．绳子自由端被拉下1m D．滑轮组的机械效率是80% 2. 已知甲机器的机械效率是65%，乙机器的机械效率是80%，那么下列说法中正确的是（　　） A．甲机器一定比乙机器省力 B．甲机器一定比乙机器省距离 C．甲机器做的有用功一定比乙机器多 D．以上说法都不对 3、一个工人用由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组（不计摩擦和绳重），站在地上将400N重的货物经过10s匀速提高4m，所用的拉力是250N，求： （1）这个工人做功的功率是多少？ （2）此时滑轮组的机械效率是多少？ （3）若把800N的重物提起，工人至少要用多大的拉力？ 4、如图所示，斜面长20m、高10m，固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上40N的拉力，在20s内把重60N的物体沿斜面向上匀速拉动了10m。在此过程中（ ）。 A．斜面的机械效率是66.7% B．斜面的机械效率是75% C．该同学对物体做功的功率是10W D．该同学对物体做功的功率是30W 5、如图所示，用相同的滑轮分别组成甲、乙两个滑轮组，分别把重为G1、G2的重物以相同的速度v匀速提升相同的高度h=2m。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）。 A. 若G1=G2，F1做功的功率大于F2做功的功率； B. 若G1=G2 ，两滑轮组的机械效率相同； C. 若G1>G2，两滑轮组的机械效率相同； D. 若G1=240N，甲的机械效率为80%，则F1做的功是600J 学科网（北京）股份有限公司 $