第5节机械效率（高效培优讲义）物理新教材沪科版（五四学制）八年级下册

第5节 机械效率 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 有用功、额外功和总功 1 题型2 机械效率基本知识 3 题型3 机械效率的测定 8 题型4 机械效率的简单计算 13 【能力培优练】 19 【链接中考】 30 【重难题型讲解】 题型1 有用功、额外功和总功 一、使用任何机械都不能省功 1.内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功。即：使用任何机械都不省功。 2.说明： （1）这是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。 （2）使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。 （3）使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。 二、有用功、额外功、总功 1.有用功： （1）定义：使用机械时，对人们有用的功，用W有表示。 （2）公式：W有＝G物h =W总－W额=ηW总 2.额外功： （1）定义：并非需要但又不得不做的功，用W额表示。 （2）公式：W额＝G动h =W总－W有=（1-η）W总 （3）产生原因： A.克服机械自重和容器重做功。 B.克服摩擦做功。 3.总功： （1）定义：有用功与额外功之和，用W总表示。 （2）公式：W总＝FS =W有+W额=W有/η。 说明：A.一般来说，动力对机械所做的功是总功，机械对物体所做的功是有用功。 B.有用功和总功的判定，要根据工作目的来判定。目的不同，有用功和总功可能就不同。 【典例1-1】周末，小明去奶奶家玩。小明帮奶奶用水桶从井中打水时，小明对水桶做的功是 （选填“有用”“额外”或“总”）功；小明提着水桶在水平路面匀速前行时，小明对水桶 （选填“做功”或“不做功”）。 【答案】 额外 不做功 【详解】[1]小明帮奶奶用水桶从井中打水时，目的是把水提上来，对水做的功是有用功，而对水桶做的功是额外功。 [2]小明提着水桶在水平路面匀速前行时，拉力方向竖直向上，水桶在水平方向移动，在拉力的方向上没有移动距离，所以小明对水桶不做功。 【典例1-2】某同学总结了机械的几条“规律”，其中总结正确的是（　　） A．克服摩擦力做的功一定是额外功 B．机械效率大的机械，做的有用功一定越多 C．使用任何机械都一定不能省功 D．机械的功率越大，机械效率也一定越大 【答案】C 【详解】A．在传送带上，靠的是摩擦力前进，此时摩擦力做功就是有用功，故A错误； B．机械效率大的机械，做的有用功的占比比较大，由于总功未知，故有用功的大小未知，故B错误； C．任何机械都不省功，都不可能避免的需要做额外功，故C正确； D．机械的功率越大，指的是做功越快，而机械效率大，指的是有用功的占比，这两个是不同的概念，不能等同，故D错误。 故选C。 跟踪训练1 为了纪念 对物理学的巨大贡献，以他的名字作为功的单位。研究表明：省力的机械一定费距离，省距离的机械一定 ，既省力又省距离的机械是不存在的，也就是说使用任何机械都不能 。 【答案】 焦耳 费力 省功 【详解】[1]为了纪念焦耳对物理学的巨大贡献，以他的名字作为功和能量的单位。 [2][3]省力的机械一定费距离，省距离的机械一定费力，既省力又省距离的机械是不存在的，也就是说使用任何机械都不能省功，这就是功的原理。 跟踪训练2 无人机应用广泛，现在无人机的很多钢材部件用密度更小的碳纤维替换，来减轻机身重量。如图所示，用碳纤维替换后的无人机与未替换前相比，将同一个快递包裹从地面运送到五楼，可以（   ） A．减少有用功 B．增大有用功 C．减少额外功 D．增大总功 【答案】C 【详解】将同一个快递包裹从地面运送到五楼，克服无人机自重做的是额外功，用碳纤维替换后的无人机与未替换前相比，机身减轻了重量，所以，减少了额外功；克服包裹的重力做的功是有用功，与未替换前相比没有变化，即有用功不变；总功等于有用功和额外功之和，有用功不变，额外功减少，总功减少。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 题型2 机械效率基本知识 1.定义：有用功跟总功的比值。 2.公式：η=W有/W总×100%。 3.物理意义： 机械效率是衡量机械性能好坏的重要标志。机械效率越高的机械，性能越好。 4.对机械效率的理解： （1）机械效率只跟有用功和总功有关，反映了有用功占总功的比例。 （2）机械效率与机械的功率、省力情况、力的大小、绕线方法和重物提升高度均无关系。 （3）机械效率总小于1，因为使用机械都要做额外功。 （4）同一机械的效率也不是固定不变的。 5.提高机械效率的方法： （1）减小摩擦。 （2）增大物重。（相同机械，提升物体越重，机械效率越高） （3）减轻机械自重。（提升重物相同，动滑轮越重，机械效率越低） 【典例2-1】为了纪念 对物理学的巨大贡献，以他的名字作为功的单位。研究表明：省力的机械一定费距离，省距离的机械一定 ，既省力又省距离的机械是不存在的，也就是说使用任何机械都不能 。 【答案】 焦耳 费力 省功 【详解】[1]为了纪念焦耳对物理学的巨大贡献，以他的名字作为功和能量的单位。 [2][3]省力的机械一定费距离，省距离的机械一定费力，既省力又省距离的机械是不存在的，也就是说使用任何机械都不能省功，这就是功的原理。 【典例2-2】用如图所示的装置研究滑轮组机械效率，下列说法不正确的是（    ） A．提高机械效率可以通过减小钩码的重力来实现 B．测量机械效率的原理： C．机械效率与动滑轮重力的大小有关 D．弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动 【答案】A 【详解】A．减小钩码的重力，在额外功相同的情况下，有用功减小，有用功占总功的百分比减小，滑轮组的机械效率减小，故A错误，符合题意； B．由于滑轮组的机械效率为有用功占总功的百分比，所以测量机械效率的原理为 故B正确，不符合题意； C．图中滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关，在物重一定的条件下，动滑轮越重，机械效率越低，故C正确，不符合题意； D．在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计处于平衡状态，弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小，故D正确，不符合题意。 故选A。 【典例2-3】如图所示，用手沿竖直方向匀速拉动一均匀杠杆提升一个重为G的物体缓缓上升，不计支点处摩擦。若使物体悬挂位置从O向A移动，则杠杆的机械效率与支点O到悬挂点B的距离L的关系可能符合下列图中的（    ） A．B． C． D． 【答案】D 【详解】如图所示： 由三角形的知识可知 杠杆的机械效率 使物体悬挂位置从O向A移动，G不变，物体上升的高度不变，有用功不变，则L1不变，G杠不变，L变大，杠杆的机械效率变大，但不是正比关系，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 跟踪训练1用滑轮组竖直向上匀速提升重物，不计绳重和摩擦，下列措施能提高滑轮组机械效率的是（　　） A．适当增大重物上升的高度 B．换用质量较小的动滑轮 C．增大绳子自由端移动的距离 D．增大绳子自由端的拉力 【答案】B。 【解析】ACD．用滑轮组竖直向上匀速提升重物时， 有用功为 W有用= G物h，不计绳重和摩擦，额外功为：W额=G动h， 总功为W总=W有用+W额= G物h+G动h 则滑轮组的机械效率为 η＝＝＝＝ 由此可知，滑轮组机械效率的高低与重物上升的高度、增大绳子自由端移动的距离和增大绳子自由端的拉力无关，故ACD不符合题意； B．由以上分析可知，减小动滑轮的重力，可减小额外功，能提高滑轮组的机械效率，故B符合题意。 故选B. 跟踪训练2 （2025·山东日照·中考真题）2024年，日照港跻身全球5亿吨大港阵营。如图所示，工人用电动机驱动的起重机搬运质量为10t的集装箱。先在100s内将集装箱匀速提升10m，此过程电动机的功率为1.2×104W。然后起重机又在100s内将集装箱沿水平方向匀速移动了5m，此过程的电动机的功率为1×102W。不计空气阻力，g取10N/kg。下列说法正确的是（    ） A．在上升过程中，起重机对集装箱做的功为1.2×106J B．在上升过程中，起重机对集装箱做功的功率为1×104W C．在上升过程中，起重机的机械效率为100% D．在水平移动过程中，起重机对集装箱做的功为1×104J 【答案】B 【详解】A．由题意知，集装箱的重力为G=mg=10×103kg×10N/kg=1×105N 则在上升过程中，起重机对集装箱做的功为W=Gh=1×105N×10m=1×106J 故A错误； B．在上升过程中，起重机对集装箱做功的功率为 故B正确； C．任何机械在使用时，都不可避免的会克服摩擦等做额外功，因此机械效率不可能达到100%，故C错误； D．在水平移动过程中，起重机对集装箱的力是竖直方向上的，集装箱在水平方向上移动，因此不做功，为0J，故D错误。 故选B。 跟踪训练3 （2025·江苏淮安·中考真题）如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的物体，所用拉力F=100N，经过2s物体上升0.2m，拉力F做的功为 J，拉力F做功的功率为 W。此过程中定滑轮的机械效率为 。 【答案】 20 10 【详解】[1]图中为定滑轮，绳子自由端移动距离为 则拉力F做的功为 [2]拉力F做功的功率为 [3]有用功为 则定滑轮的机械效率为 题型3 机械效率的测定 1.实验原理：η=W有/W总×100%。 2.实验器材：弹簧测力计、刻度尺、滑轮组、钩码等。 3.实验步骤：（1）测出钩码重力。 （2）组装滑轮组，记下测力计和钩码位置。 （3）在竖直方向上匀速拉动弹簧测力计，读出测力计示数，记下测力计和钩码通过的距离。 （4）算出机械效率。 （5）改变钩码个数或换用不同装置重复实验。 4.实验结论： （1）相同机械，提升物体越重，机械效率越高。 （2）提升重物相同，动滑轮越重，机械效率越低。 【典例3-1】如图所示，在探究“斜面的机械效率”实验中，一下说法错误的是（    ） A．木块沿斜面匀速上升的过程中，拉力和摩擦力是一对平衡力 B．用弹簧测力计沿着斜面向上拉木块时，应尽量匀速 C．斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率 D．斜面的倾斜程度越小，所需的拉力越小 【答案】A 【详解】A．木块在上升过程中受到重力、支持力、拉力和摩擦力四个力的作用，由于重力使物体有下滑的趋势，所以，要使物体匀速上升，拉力应大于摩擦力，拉力和摩擦力不是一对平衡力，故A错误，符合题意； B．为了保证弹簧测力计的示数稳定，需使木块受到的力为平衡力，则要让木块做匀速直线运动，故B正确，不符合题意； C．其他条件一定时，斜面倾斜程度越大，机械效率越高，故C正确，不符合题意； D．斜面的倾斜程度越小，越省力，沿斜面所用的拉力越小，故D正确，不符合题意。 故选A。 【典例3-2】小明在做“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如下表所示。 实验次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率 1 2.0 0.1 1.0 0.3 66.7% 2 2.0 0.2 1.0 0.6 66.7% 3 2.0 0.3 1.0 0.9 66.7% 4 3.0 0.3 1.4 0.9 71.4% 5 4.0 0.3 1.8 0.9 (1)利用甲图的滑轮组进行实验，要测量绳子自由端所受的拉力，应在弹簧测力计 （选填“保持静止”或“匀速上升”）时读数； (2)表中的实验数据是利用 （选填“甲”或“乙”）图所示的滑轮组测得的：第5次实验测得的滑轮组机械效率是 （保留一位小数）； (3)分析表中数据，可知滑轮组的机械效率与物体上升的高度 ，与所提升物体的重力大小 ；（均选填“有关”或“无关”） (4)采用甲滑轮组进行实验，若弹簧测力计没有竖直向上拉，测得的机械效率将 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)匀速上升 (2) 甲 74.1 (3) 无关 有关 (4)偏小 【详解】（1）在测量绳端所受的拉力时，为了保证拉力大小不变，需要沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计应匀速上升从而使拉力等于弹簧测力计的示数。 （2）[1]从表中数据可以看出，实验时绳子自由端移动的距离是物体提升高度的3倍，所以滑轮组承重绳子股数为3，则表中的实验数据是利用甲图所示的滑轮组测得的。 [2]第5次实验测得的滑轮组机械效率是 （3）[1]由表中第1、2、3三组数据可知，在装置相同情况下，提升的物体的重力相同，改变提升高度，滑轮组的机械效率不变，则说明滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关。 [2]由表中第3、4、5三组数据可知，在装置相同情况下，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高，则说明滑轮组的机械效率与所提升物体的重力大小有关。 （4）采用图甲装置实验时，如果弹簧测力计没有竖直向上拉，那么拉力会大于竖直方向上的力，计算出的总功也会偏大。而有用功（即提升物体所做的功）是不变的，因此得出测得的机械效率将偏小。 跟踪训练1如图是一个轻质杠杆的示意图，O是转动轴，不计杆重及摩擦，挂在OA中点B处的重物重力为150N，在竖直向上的拉力F作用下物体以0.01m/s的速度竖直上升。下列说法不正确的是（　　） A．拉力F=75N B．此过程中重物重力做功的功率是0.75W C．该杠杆的机械效率是100% D．杠杆转动到虚线位置的过程中，拉力F的大小保持不变 【答案】B 【详解】AD．当杠杆在水平位置时，根据杠杆平衡的条件可得 代入数据为 解得F=75N，因为在移动过程中，力臂之间的关系始终不变，因此拉力不变，故AD正确，不符合题意； B．重物重力做功的功率为 故B错误，符合题意； C．不计杆重及摩擦，提升重物所做得有用功等于拉力F所做得总功，因此机械效率为100%，故C正确，不符合题意。 故选B。 跟踪训练2 两位同学根据图分别用自己的器材测量滑轮组的机械效率，下表是他们实验中的一组数据。请将表格中的数据补充完整并说明机械效率不同的原因可能是什么。 【答案】见解析。 【详解】如表所示；机械效率不同的原因可能可能是使用的动滑轮所受的重力不同、摩擦力不同等。 题型4 机械效率的简单计算 1.滑轮组竖直提升物体： 如图，利用滑轮组把重力为G的物体提高h。F为动力，s为绳子自由端移动的距离，n为承担重物的绳子股数。 机械效率  η=W有 /W总=Gh/Fs= G/nF 不计绳重、摩擦时： 机械效率  η=W有 /W总=Gh/Gh+G动h= G/G+G动 = 1/1+G动/G 2.滑轮或滑轮组水平拉动物体（不计滑轮及绳重）： 使用滑轮或滑轮组用力F沿水平方向匀速拉动物体，物体与水平面的摩擦力为f， s绳为绳子自由端移动的距离，s物为物体移动的距离，n为动滑轮上的绳子股数。 机械效率η=W有 /W总=fs物/FS绳 =f/nF 3.斜面的机械效率： 如图所示，用力F沿斜面把重力为G的物体提高，h为斜面的高度，l为斜面的长度，f 为物体与斜面间的摩擦力。 则有用功为： W有用=Gh 总功为拉力所做的功： W总=Fl 额外功为克服斜面与物体之间的摩擦力做的功：W额=fl 机械效率 η=W有 /W总=Gh/Fl= Gh/Gh+fl 【典例4-1】如图所示，虚线框内是由两个滑轮安装成的滑轮组，利用该滑轮组拉动重960N的物体M在水平面上做匀速直线运动。物体所受的摩擦力是物重的0.1倍，绳子自由端的水平拉力为40N，物体M移动的距离为4m（不计绳重和滑轮重）。则（   ） A．物体M所受的拉力为960N B．绳子自由端移动的距离是8m C．滑轮组拉动物体M做的有用功是160J D．滑轮组的机械效率是80% 【答案】D 【详解】A．物体M做匀速直线运动，受力平衡，则所受的拉力为 故A不符合题意； B．绳子自由端的水平拉力为40N，物体M所受的拉力为96N，若动滑轮上绳子有效段数为2，则有 可知由两个滑轮安装成的滑轮组有效绳子段数，则绳子自由端移动的距离为 故B不符合题意； C．滑轮组拉动物体M做的有用功为 故C不符合题意； D．总功为 则滑轮组的机械效率为 故D符合题意。 故选D。 【典例4-2】如图所示的斜面高为h=2m，长为L=5m，现用平行于斜面的拉力F=200N，将一个G=400N的重物从斜面底端匀速拉到斜面顶端，拉力做的总功是 ，斜面的机械效率是 。    【答案】1000J，80%。 【详解】使用任何机械都不能省功，在生产和生活中利用斜面提升物体可以省力。 拉力做的总功为W总=FL=200N×5m=1000J 有用功为W有=Gh=400N×2m=800J 该斜面的机械效率为 η＝＝×100%=80%； 【典例4-3】工人利用如图所示的滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升0.5m，工人所用的拉力F为600N，不计摩擦和绳重，求： ①人的拉力做的功为多少J？ ②此滑轮组的机械效率为多少？ ③若用此滑轮组提升重为1 500 N的物体，绳上的拉力是多少N？ 【答案】①600J；②75%；③900 N. 【解析】①由图知n＝2，拉力端移动距离s=2h=2×0.5m=1m 拉力做的总功W总＝Fs＝600 N×1m＝600 J. ②工人做的有用功W有＝Gh＝900 N×0.5 m＝450 J 滑轮组的机械效率η=W有/W总=450J/600J×100%=75%. ③由于不计摩擦和绳重，拉力F＝（G物＋G动）/2 所用动滑轮的重G动＝2F-G＝2×600 N-900 N＝300 N 若用此滑轮组提升1500N的重物， 此时拉力F′＝(G物′＋G动)/2＝(1500N＋300 N)/2＝900 N. 跟踪训练1如图所示，工人用180N的拉力F使重1000N的物体以1m/s的速度做匀速直线运动，已知物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.3倍。下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度是3m/s B．物体受到的拉力为360N C．在2秒内拉力做的功为360J D．滑轮组的机械效率为83.3% 【答案】D 【详解】A．由图示知，滑轮组承重绳子为2根，物体移动的速度为1m/s，绳子自由端移动的速度，故A错误； B．物体受到水平地面的摩擦力，物体做匀速直线运动，水平方向所受的拉力与摩擦力是一对平衡力，所以物体受到的拉力为300N，故B错误； C．在2秒内绳子移动的距离，拉力做的功，故C错误； D．滑轮组的机械效率，故D正确。 故选D。 跟踪训练2如图甲所示的履带式起重机可以用来吊装重型材料，其前端滑轮组的放大图如图乙所示。某次作业中，起重机将的物体匀速吊起高，绳端拉力F为，下列说法正确的是（    ） A．绳端移动的距离为 B．起重机做的有用功为 C．滑轮组的机械效率为 D．若只让起重机做功的功率变大，其机械效率将变大 【答案】C 【详解】A．由图乙知，滑轮组承重绳子为3根，物体被匀速吊起5m高时，绳端移动的距离，故A错误； B．起重机做的有用功，故B错误； C．绳端拉力做的总功，滑轮组的机械效率，故C正确； D．机械效率与功率无关；只让起重机做功的功率变大，其机械效率不变。故D错误。 故选C。 跟踪训练3 如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为、，A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上，若空桶质量为10kg，轮轴质量为10kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置。长为0.6m，长为1m，长为0.8m，硬棒及绳索质量忽略不计。（g取） （1）人对辘轳不施加力。桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多为 kg；若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装 kg的水； （2）若桶内水的质量为40kg，人用时20s将桶匀速提升3m，此时辘轳提水的机械效率为50%，则桶对水做的功为 J，人做功的功率为 W。 【答案】 60 60 1200 120 【详解】（1）[1]桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，支点为O1，由杠杆平衡条件得到 [2]若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，支点为O2，由杠杆平衡条件得到 桶中最多可装水 m水=m桶水-m桶=70kg-10kg=60kg （2）[3]桶对水做的功为 [4]总功 人做功的功率 【能力培优练】 1．（2025年陕西省商洛市部分中学中考一模联考物理试卷）如图，是我国古代著名的水利灌溉机械——龙骨水车。可以利用人力驱动水车，方便地将低处的水提到高处。当人转动摇杆时，大轮随之转动，摇杆相当于一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆。工作时木链旋转一周，刮水板可将20kg的水提升到离水源2.5m高的田地中，所用时间为30s，人力驱动刮水板的平均功率约为40W。该过程中龙骨水车所做的有用功为 J，机械效率为 %（百分号前保留1位小数）。（g取10N/kg） 【答案】 省力 500 41.7 【详解】[1]转动摇杆时，手施加动力的作用点到支点的距离（动力臂），大于大轮对摇杆的阻力作用点到支点的距离（阻力臂），因此摇杆属于省力杠杆，省力杠杆的特点是省力但费距离，能让人们更轻松地驱动龙骨水车。 [2][3]工作时木链旋转一周，刮水板可将20kg的水提升到离水源2.5m高的田地中，所用时间为30s，人力驱动刮水板的平均功率约为40W，在这个过程中，有用功是克服水的重力将水提升所做的功，根据功的计算公式，可得龙骨水车所做的有用功为 在这个过程中，人力驱动刮水板做的总功为 根据机械效率的计算公式，可得龙骨水车的机械效率为 2．（25-26九年级上·安徽芜湖·月考）如图所示，固定的斜面的高h＝0.3m，沿斜面向上用的拉力把一个重为的物体从斜面底端匀速拉到顶端，斜面的效率为60%，物体与斜面间的摩擦力为 N。 【答案】4 【详解】根据题意可知，斜面做的有用功为 斜面做的总功为 斜面长为 斜面做的额外功为 物体与斜面间的摩擦力为 3．（25-26九年级上·广东广州·期末）小羽用图所示的滑轮组提升重为的物体，对绳子施加大小为的拉力，使物体竖直匀速上升了。 (1)绳子下降了 m； (2)绳子对物体做的功 J； (3)滑轮组提升物体的机械效率 。 【答案】(1)4 (2)1600 (3)80% 【详解】（1）由图可知，该滑轮组中，承担动滑轮和物体的绳子段数n=2，物体竖直匀速上升的高度h=2m，绳子b下降的距离s等于物体上升高度的n倍。 根据公式s=nh可得s=2×2m=4m （2）绳子a对物体做的功为有用功。因为物体被匀速提升，所以绳子a对物体的拉力等于物体的重力G=800N，可得 （3）拉力F做的功为总功。拉力F=500N，拉力作用点移动的距离s=4m，可得 滑轮组的机械效率 4．（2025·陕西·模拟预测）如图所示是《天工开物》记载的水碓（dui）（西汉末年出现的机械），水流冲击水轮转动，推动A处碓尾把B处碓头的石杵举起、落下，不断舂米。如图2，水碓可视为 （选填“省力”或“费力”）杠杆，这种杠杆能省 （选填“力”、“距离”或“功”）。某水力发电厂将的水从高处落下冲击水轮机，水轮机获得的能量为，那么水冲击水轮机的效率是 。（） 【答案】 费力 距离 85% 【详解】[1][2]由图2可知，支点为O，动力作用在A处，阻力作用在B处，动力臂小于阻力臂，根据杠杆分类，动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆，这种杠杆费力但是能省距离，使用任何机械都不省功。 [3]水的重力使水从80m高处落下，重力做功 水冲击水轮机的效率 5．（25-26九年级上·安徽合肥·月考）某机械工作时的功率是100W，机械效率是60%。下列说法中正确的是（　　） A．100W反映的是该机械做功多少 B．100W表示该机械1s做功为100J C．60%反映的是该机械做功的快慢 D．60%表示该机械做的有用功占额外功的比值为60% 【答案】B 【详解】A．该机械工作时的功率是100W，100W反映的是该机械做功的快慢，不是做功的多少，故A错误； B．功率是100W的该机械1s做功，故B正确； C．功率反映的是该机械做功的快慢，机械效率和功率不同，故C错误； D．60%表示该机械做的有用功占总功的比值为60%，总功等于有用功加上额外功，故D错误。 故选B。 6．（25-26九年级上·广东广州·期末）图甲，某同学用滑轮组提升物体，绳端移动的距离①和物体上升的高度②随时间变化的关系如图乙所示。已知物重为5N，动滑轮的重量为，绳端的拉力为。则在（　　） A．拉力做的功为 B．图线是绳端移动距离 C．滑轮组的有用功为 D．滑轮组的机械效率为83.3% 【答案】C 【详解】AB．由甲图可知，滑轮组，则绳端移动距离为物体上升距离的3倍，则图线a是绳端移动距离，在，绳端移动距离为0.3m，则拉力做的功为，故AB不符合题意； C．图线是物体上升高度，则在，物体上升高度为0.1m，则滑轮组的有用功为，故C符合题意； D．滑轮组的机械效率为，故D不符合题意。 故选C。 7．（2025·江西抚州·模拟预测）某同学在家利用一模一样的两个衣架组装成简易滑轮组。如图所示，他将重为3N的矿泉水瓶匀速提升0.5m，绳端拉力大小只有0.8N（不考虑绳子的自重和摩擦g取10N/kg），下列说法正确的是（　　） A．甲衣架与天花板之间那段绳子的拉力为4.8N B．乙衣架的质量为1N C．自由端绳子通过的距离为3m D．拉力F所做的有用功为1.5J 【答案】D 【详解】由图可知，甲衣架相当于定滑轮，乙衣架相当于动滑轮，承担物重的绳子段数。 B．不考虑绳子的自重和摩擦，根据可知，动滑轮（乙衣架）的重力为 则乙衣架的质量为，故B错误； A．甲衣架的重力为，绕过甲衣架的绳子有6段，不考虑绳子的自重和摩擦，则甲衣架与天花板之间那段绳子的拉力为，故A错误； C．自由端绳子通过的距离为，故C错误； D．拉力F所做的有用功为，故D正确。 故选D。 8．（25-26九年级上·江苏徐州·月考）如图所示，甲、乙两装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将重为G1和G2的两物体匀速提升相同的高度。所用竖直方向上的拉力分别为F1和F2，两装置的机械效率分别为η1和η2（不计绳重和摩擦），则下列正确的是（　　） A．若G1=G2，则η1<η2 B．若G1<G2，则η1=η2 C．若F1=F2，则一定有η1>η2 D．若F1<F2，则一定有η1<η2 【答案】C 【详解】AB．不计绳重和摩擦，机械效率为 甲、乙两装置所用滑轮质量均相等，所以若，则，若，则，故AB错误； C．不计绳重和摩擦，绳子的拉力 据图可知，甲乙两滑轮组绳子承担重物的段数分别为3、2段，若，则 推理可得，由A解析可知，故C正确； D．由C解析可知若，则 则、关系不确定，所以不一定有，故D错误。 故选C。 9．用下图所示的动滑轮匀速提升重物，测量动滑轮的机械效率，表中已填入某次实验时测量出的数据。下列说法正确的是（　　） 物重G/N 提升高度h/m 绳自由端拉力F/N 绳自由端移动s/m 机械效率 2 0.1 1.2 0.2 A．实验中应在弹簧测力计保持静止时读数 B．本次实验中，动滑轮的机械效率为60% C．该动滑轮的机械效率不会改变 D．若只更换质量更大的物体，该动滑轮的机械效率会变大 【答案】D 【详解】A．实验中需要匀速竖直向上拉动弹簧测力计时读数，静止时读数没有考虑摩擦力，会导致拉力测量值偏小，故A 错误； B．机械效率计算：，故B错误； C．动滑轮的机械效率会随提升物重、动滑轮重力、摩擦等因素变化，不是固定不变的，故C错误； D．更换质量更大的物体时，有用功在总功中的占比会增大，因此动滑轮的机械效率会变大，故D正确。 故选D。 10．（25-26九年级上·江苏泰州·期中）小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，他将重为100N的物体挂在均匀杠杆的中点，在杠杆的另一端始终保持竖直方向拉动杠杆，使其绕O点缓慢转动，带动物体匀速上升了0.1m（不计绳重及摩擦），下列说法正确的是（　　） A．在物体上升过程中，拉力大小将变大 B．若杠杆机械效率为80%，则杠杆自重为50N C．仅将物体悬挂点向支点靠近一些，杠杆的机械效率将变大 D．仅将拉力F的作用点向支点靠近一些，杠杆的机械效率将不变 【答案】D 【详解】A．物体挂在杠杆中点，拉力的方向始终竖直向上，杆的重力的方向和物体通过绳对杆的拉力的方向始终竖直向下。假设拉力的力臂为l1，因为物体挂在均匀杠杆的中点，而力始终保持竖直，所以根据数学知识中的三角形相似，对应边成比例可知，阻力臂与动力臂之比等于杆的一半的长度与杆的全长之比，即物体对杆的拉力的力臂。假设杠杆自重为G杆，其重心在中点，则力臂也为。根据杠杆平衡条件可知， 化简得 因为杆的重力与物体的重力大小不变，则拉力大小不变，故A错误； B．机械效率，因为物体对杆的拉力的作用点和杆自身重力的作用点都在杠杆的中点，所以物体和杠杆上升高度相同，即。已知，，代入得 约去h后，解得，而非50N，故B错误； C．将物体悬挂点向支点靠近，物体上升高度h不变，有用功不变；额外功，由数学知识可知，h杆变大，额外功变大。机械效率 由于变大，会使η变小，故C错误； D．仅将拉力作用点向支点靠近，物体的重力G、杠杆自重G杆不变，因为物体和杠杆的上升高度比例由悬挂点和重心位置决定，与拉力作用点无关，所以h、h杆不变，则有用功和额外功也不变，因此机械效率不变，故D正确。 故选D。 11．（24-25九年级上·江苏常州·期末）如图所示的滑轮组，不计绳重及摩擦，大明在绳的自由端施力F，在20s内将重为450N的货物匀速提升4m，此过程中拉力F做功的功率为120W。求： (1)此过程中滑轮组做的有用功； (2)此过程中滑轮组做的总功； (3)此过程中滑轮组的机械效率； (4)若大明用此装置匀速提升其他货物时，他在绳的自由端施力为400N，求此种情况下滑轮组的机械效率有多大？ 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）此过程中滑轮组做的有用功为 （2）此过程中滑轮组做的总功为 （3）此过程中滑轮组的机械效率为 （4）由图可知，承担物重的绳子股数n = 3，绳子自由端移动的距离为s = nh = 3 × 4m = 12m 绳子自由端的拉力为 不计绳重及摩擦，动滑轮的重力为 当施加的拉力时，提升的货物重力为 此时滑轮组的机械效率为 12．（25-26九年级上·安徽六安·月考）如图所示，超市购物时，小明用沿斜面向上的推力，将总重为200N的小车从斜面底端匀速推到高1.2m的斜面顶端，用时20s，推力做功的功率恒为15W。求： (1)小明的推力做的功； (2)小明所做的有用功； (3)斜面的机械效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）推力做的总功为 （2）小明所做的有用功为 （3）斜面的机械效率为 【链接中考】 1．（2025·陕西·中考真题）如图，是古人利用龙骨水车提水灌溉的场景。提水时，用脚踩动脚踏板，拐木转动，木链条带动叶板转动，将水从低处提升至高处，实现灌溉。下列说法正确的是 （　　） A．踩动脚踏板越快，对水做功越多 B．增大拐木的长度，可以更省力 C．水在上升的过程中，机械能不变 D．使用龙骨水车提水，可以省功 【答案】B 【详解】A．踩动脚踏板越快，对水做功的功率变大，但是时间未知，所以对水做功不一定越多，故A错误； B．增大拐木的长度，动力臂变长，需要的动力减小，可以更省力，故B正确； C．水在上升的过程中，重力势能增加，动能基本不变，所以机械能增加，故C错误； D．使用龙骨水车提水，可以省力，但根据功的原理，使用任何机械都不能省功，故D错误。 故选B。 2．（2025·山东滨州·中考真题）如图所示，工人站在地面上，利用滑轮组将重为500N的建筑材料提升到楼上，10s的时间内将建筑材料匀速提升4m，已知工人对绳端施加的拉力为300N，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳端移动的速度为0.4m/s B．拉力做功的功率为200W C．动滑轮所受的重力为50N D．该滑轮组的机械效率为83.3% 【答案】D 【详解】A．由图可知，动滑轮上承担物重的绳子段数n=2，建筑材料上升高度h=4m，则绳端移动的距离为 绳端移动的速度为，故A错误； B．拉力做的总功为 拉力做功的功率为，故B错误； C．不计绳重及摩擦时，由可得，动滑轮的重力为，故C错误； D．有用功为 机械效率为，故D正确。 故选D。 3．（2025·青海西宁·中考真题）如图甲所示，快递员用推力将重为800N的快递，先沿水平面推行一段距离，再推至长4m、高2m的斜面顶端，推力始终与快递运动方向相同；快递在整个运动过程中，路程与时间变化关系和推力与时间变化关系分别如图乙、丙所示（g取），下列分析正确的是（　　） A．内快递所受的摩擦力为800N B．内推力的功率为800W C．内快递克服重力做的功为3200J D．内快递受到的摩擦力为100N 【答案】D 【详解】A．根据题意，由图乙可知，0~4s内快递在水平面做匀速直线运动，则所受的摩擦力与推力是一对平衡力，由图丙可知，0~4s内快递所受的摩擦力f=F=200N，故A错误； B．由图乙可知，0~4s内快递移动的距离为4m，则推力F的功率 故B错误； C．4~12s，快递从斜面底端运动到顶端，快递克服重力做的功W有=Gh=800N×2m=1600J 故C错误； D．由图乙可知，4~12s内快递在斜面上做匀速直线运动，由图丙可知，推力F'=500N，推力做的总功W总=F's'=500N×4m=2000J 克服快递重力做的有用功W有=1600J，则克服快递所受摩擦力做的额外功W额=W总-W有=2000J-1600J=400J 快递受到的摩擦力 故D正确。 故选D。 4．（2025·四川攀枝花·中考真题）工人利用如图所示的滑轮提升货物。已知滑轮重80N，货物重720N，不计绳重及摩擦，则工人用该滑轮匀速提升货物时的拉力为 N，该滑轮的机械效率为 。 【答案】 400 90% 【详解】[1]由图可知，动滑轮上承担物重的绳子段数，工人用该滑轮匀速提升货物时的拉力 [2]设物体上升的距离为h，则绳端移动的距离 该滑轮的机械效率 5．（2025·江苏镇江·中考真题）如图所示，用拉力F通过动滑轮将重为80N的货物匀速提升0.5m，动滑轮重为20N，不计绳重及摩擦。 (1)求上述过程中的有用功； (2)求上述过程中拉力所做的功； (3)求滑轮的机械效率。 【答案】(1)40J (2)50J (3)80% 【详解】（1）将重为80N的货物匀速提升0.5m，有用功 （2）动滑轮重为20N，不计绳重及摩擦，额外功为 则拉力所做的功 （3）滑轮的机械效率 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5节 机械效率 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 有用功、额外功和总功 1 题型2 机械效率基本知识 3 题型3 机械效率的测定 5 题型4 机械效率的简单计算 8 【能力培优练】 11 【链接中考】 17 【重难题型讲解】 题型1 有用功、额外功和总功 一、使用任何机械都不能省功 1.内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功。即：使用任何机械都不省功。 2.说明： （1）这是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。 （2）使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。 （3）使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。 二、有用功、额外功、总功 1.有用功： （1）定义：使用机械时，对人们有用的功，用W有表示。 （2）公式：W有＝G物h =W总－W额=ηW总 2.额外功： （1）定义：并非需要但又不得不做的功，用W额表示。 （2）公式：W额＝G动h =W总－W有=（1-η）W总 （3）产生原因： A.克服机械自重和容器重做功。 B.克服摩擦做功。 3.总功： （1）定义：有用功与额外功之和，用W总表示。 （2）公式：W总＝FS =W有+W额=W有/η。 说明：A.一般来说，动力对机械所做的功是总功，机械对物体所做的功是有用功。 B.有用功和总功的判定，要根据工作目的来判定。目的不同，有用功和总功可能就不同。 【典例1-1】周末，小明去奶奶家玩。小明帮奶奶用水桶从井中打水时，小明对水桶做的功是 （选填“有用”“额外”或“总”）功；小明提着水桶在水平路面匀速前行时，小明对水桶 （选填“做功”或“不做功”）。 【典例1-2】某同学总结了机械的几条“规律”，其中总结正确的是（　　） A．克服摩擦力做的功一定是额外功 B．机械效率大的机械，做的有用功一定越多 C．使用任何机械都一定不能省功 D．机械的功率越大，机械效率也一定越大 跟踪训练1 为了纪念 对物理学的巨大贡献，以他的名字作为功的单位。研究表明：省力的机械一定费距离，省距离的机械一定 ，既省力又省距离的机械是不存在的，也就是说使用任何机械都不能 。 跟踪训练2 无人机应用广泛，现在无人机的很多钢材部件用密度更小的碳纤维替换，来减轻机身重量。如图所示，用碳纤维替换后的无人机与未替换前相比，将同一个快递包裹从地面运送到五楼，可以（   ） A．减少有用功 B．增大有用功 C．减少额外功 D．增大总功 题型2 机械效率基本知识 1.定义：有用功跟总功的比值。 2.公式：η=W有/W总×100%。 3.物理意义： 机械效率是衡量机械性能好坏的重要标志。机械效率越高的机械，性能越好。 4.对机械效率的理解： （1）机械效率只跟有用功和总功有关，反映了有用功占总功的比例。 （2）机械效率与机械的功率、省力情况、力的大小、绕线方法和重物提升高度均无关系。 （3）机械效率总小于1，因为使用机械都要做额外功。 （4）同一机械的效率也不是固定不变的。 5.提高机械效率的方法： （1）减小摩擦。 （2）增大物重。（相同机械，提升物体越重，机械效率越高） （3）减轻机械自重。（提升重物相同，动滑轮越重，机械效率越低） 【典例2-1】为了纪念 对物理学的巨大贡献，以他的名字作为功的单位。研究表明：省力的机械一定费距离，省距离的机械一定 ，既省力又省距离的机械是不存在的，也就是说使用任何机械都不能 。 【典例2-2】用如图所示的装置研究滑轮组机械效率，下列说法不正确的是（    ） A．提高机械效率可以通过减小钩码的重力来实现 B．测量机械效率的原理： C．机械效率与动滑轮重力的大小有关 D．弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动 【典例2-3】如图所示，用手沿竖直方向匀速拉动一均匀杠杆提升一个重为G的物体缓缓上升，不计支点处摩擦。若使物体悬挂位置从O向A移动，则杠杆的机械效率与支点O到悬挂点B的距离L的关系可能符合下列图中的（    ） A．B． C． D． 跟踪训练1用滑轮组竖直向上匀速提升重物，不计绳重和摩擦，下列措施能提高滑轮组机械效率的是（　　） A．适当增大重物上升的高度 B．换用质量较小的动滑轮 C．增大绳子自由端移动的距离 D．增大绳子自由端的拉力 跟踪训练2 （2025·山东日照·中考真题）2024年，日照港跻身全球5亿吨大港阵营。如图所示，工人用电动机驱动的起重机搬运质量为10t的集装箱。先在100s内将集装箱匀速提升10m，此过程电动机的功率为1.2×104W。然后起重机又在100s内将集装箱沿水平方向匀速移动了5m，此过程的电动机的功率为1×102W。不计空气阻力，g取10N/kg。下列说法正确的是（    ） A．在上升过程中，起重机对集装箱做的功为1.2×106J B．在上升过程中，起重机对集装箱做功的功率为1×104W C．在上升过程中，起重机的机械效率为100% D．在水平移动过程中，起重机对集装箱做的功为1×104J 跟踪训练3 （2025·江苏淮安·中考真题）如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的物体，所用拉力F=100N，经过2s物体上升0.2m，拉力F做的功为 J，拉力F做功的功率为 W。此过程中定滑轮的机械效率为 。 题型3 机械效率的测定 1.实验原理：η=W有/W总×100%。 2.实验器材：弹簧测力计、刻度尺、滑轮组、钩码等。 3.实验步骤：（1）测出钩码重力。 （2）组装滑轮组，记下测力计和钩码位置。 （3）在竖直方向上匀速拉动弹簧测力计，读出测力计示数，记下测力计和钩码通过的距离。 （4）算出机械效率。 （5）改变钩码个数或换用不同装置重复实验。 4.实验结论： （1）相同机械，提升物体越重，机械效率越高。 （2）提升重物相同，动滑轮越重，机械效率越低。 【典例3-1】如图所示，在探究“斜面的机械效率”实验中，一下说法错误的是（    ） A．木块沿斜面匀速上升的过程中，拉力和摩擦力是一对平衡力 B．用弹簧测力计沿着斜面向上拉木块时，应尽量匀速 C．斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率 D．斜面的倾斜程度越小，所需的拉力越小 【典例3-2】小明在做“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如下表所示。 实验次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率 1 2.0 0.1 1.0 0.3 66.7% 2 2.0 0.2 1.0 0.6 66.7% 3 2.0 0.3 1.0 0.9 66.7% 4 3.0 0.3 1.4 0.9 71.4% 5 4.0 0.3 1.8 0.9 (1)利用甲图的滑轮组进行实验，要测量绳子自由端所受的拉力，应在弹簧测力计 （选填“保持静止”或“匀速上升”）时读数； (2)表中的实验数据是利用 （选填“甲”或“乙”）图所示的滑轮组测得的：第5次实验测得的滑轮组机械效率是 （保留一位小数）； (3)分析表中数据，可知滑轮组的机械效率与物体上升的高度 ，与所提升物体的重力大小 ；（均选填“有关”或“无关”） (4)采用甲滑轮组进行实验，若弹簧测力计没有竖直向上拉，测得的机械效率将 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 跟踪训练1如图是一个轻质杠杆的示意图，O是转动轴，不计杆重及摩擦，挂在OA中点B处的重物重力为150N，在竖直向上的拉力F作用下物体以0.01m/s的速度竖直上升。下列说法不正确的是（　　） A．拉力F=75N B．此过程中重物重力做功的功率是0.75W C．该杠杆的机械效率是100% D．杠杆转动到虚线位置的过程中，拉力F的大小保持不变 跟踪训练2 两位同学根据图分别用自己的器材测量滑轮组的机械效率，下表是他们实验中的一组数据。请将表格中的数据补充完整并说明机械效率不同的原因可能是什么。 题型4 机械效率的简单计算 1.滑轮组竖直提升物体： 如图，利用滑轮组把重力为G的物体提高h。F为动力，s为绳子自由端移动的距离，n为承担重物的绳子股数。 机械效率  η=W有 /W总=Gh/Fs= G/nF 不计绳重、摩擦时： 机械效率  η=W有 /W总=Gh/Gh+G动h= G/G+G动 = 1/1+G动/G 2.滑轮或滑轮组水平拉动物体（不计滑轮及绳重）： 使用滑轮或滑轮组用力F沿水平方向匀速拉动物体，物体与水平面的摩擦力为f， s绳为绳子自由端移动的距离，s物为物体移动的距离，n为动滑轮上的绳子股数。 机械效率η=W有 /W总=fs物/FS绳 =f/nF 3.斜面的机械效率： 如图所示，用力F沿斜面把重力为G的物体提高，h为斜面的高度，l为斜面的长度，f 为物体与斜面间的摩擦力。 则有用功为： W有用=Gh 总功为拉力所做的功： W总=Fl 额外功为克服斜面与物体之间的摩擦力做的功：W额=fl 机械效率 η=W有 /W总=Gh/Fl= Gh/Gh+fl 【典例4-1】如图所示，虚线框内是由两个滑轮安装成的滑轮组，利用该滑轮组拉动重960N的物体M在水平面上做匀速直线运动。物体所受的摩擦力是物重的0.1倍，绳子自由端的水平拉力为40N，物体M移动的距离为4m（不计绳重和滑轮重）。则（   ） A．物体M所受的拉力为960N B．绳子自由端移动的距离是8m C．滑轮组拉动物体M做的有用功是160J D．滑轮组的机械效率是80% 【典例4-2】如图所示的斜面高为h=2m，长为L=5m，现用平行于斜面的拉力F=200N，将一个G=400N的重物从斜面底端匀速拉到斜面顶端，拉力做的总功是 ，斜面的机械效率是 。    【典例4-3】工人利用如图所示的滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升0.5m，工人所用的拉力F为600N，不计摩擦和绳重，求： ①人的拉力做的功为多少J？ ②此滑轮组的机械效率为多少？ ③若用此滑轮组提升重为1 500 N的物体，绳上的拉力是多少N？ 跟踪训练1如图所示，工人用180N的拉力F使重1000N的物体以1m/s的速度做匀速直线运动，已知物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.3倍。下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度是3m/s B．物体受到的拉力为360N C．在2秒内拉力做的功为360J D．滑轮组的机械效率为83.3% 跟踪训练2如图甲所示的履带式起重机可以用来吊装重型材料，其前端滑轮组的放大图如图乙所示。某次作业中，起重机将的物体匀速吊起高，绳端拉力F为，下列说法正确的是（    ） A．绳端移动的距离为 B．起重机做的有用功为 C．滑轮组的机械效率为 D．若只让起重机做功的功率变大，其机械效率将变大 跟踪训练3 如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为、，A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上，若空桶质量为10kg，轮轴质量为10kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置。长为0.6m，长为1m，长为0.8m，硬棒及绳索质量忽略不计。（g取） （1）人对辘轳不施加力。桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多为 kg；若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装 kg的水； （2）若桶内水的质量为40kg，人用时20s将桶匀速提升3m，此时辘轳提水的机械效率为50%，则桶对水做的功为 J，人做功的功率为 W。 【能力培优练】 1．（2025年陕西省商洛市部分中学中考一模联考物理试卷）如图，是我国古代著名的水利灌溉机械——龙骨水车。可以利用人力驱动水车，方便地将低处的水提到高处。当人转动摇杆时，大轮随之转动，摇杆相当于一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆。工作时木链旋转一周，刮水板可将20kg的水提升到离水源2.5m高的田地中，所用时间为30s，人力驱动刮水板的平均功率约为40W。该过程中龙骨水车所做的有用功为 J，机械效率为 %（百分号前保留1位小数）。（g取10N/kg） 2．（25-26九年级上·安徽芜湖·月考）如图所示，固定的斜面的高h＝0.3m，沿斜面向上用的拉力把一个重为的物体从斜面底端匀速拉到顶端，斜面的效率为60%，物体与斜面间的摩擦力为 N。 3．（25-26九年级上·广东广州·期末）小羽用图所示的滑轮组提升重为的物体，对绳子施加大小为的拉力，使物体竖直匀速上升了。 (1)绳子下降了 m； (2)绳子对物体做的功 J； (3)滑轮组提升物体的机械效率 。 4．（2025·陕西·模拟预测）如图所示是《天工开物》记载的水碓（dui）（西汉末年出现的机械），水流冲击水轮转动，推动A处碓尾把B处碓头的石杵举起、落下，不断舂米。如图2，水碓可视为 （选填“省力”或“费力”）杠杆，这种杠杆能省 （选填“力”、“距离”或“功”）。某水力发电厂将的水从高处落下冲击水轮机，水轮机获得的能量为，那么水冲击水轮机的效率是 。（） 5．（25-26九年级上·安徽合肥·月考）某机械工作时的功率是100W，机械效率是60%。下列说法中正确的是（　　） A．100W反映的是该机械做功多少 B．100W表示该机械1s做功为100J C．60%反映的是该机械做功的快慢 D．60%表示该机械做的有用功占额外功的比值为60% 6．（25-26九年级上·广东广州·期末）图甲，某同学用滑轮组提升物体，绳端移动的距离①和物体上升的高度②随时间变化的关系如图乙所示。已知物重为5N，动滑轮的重量为，绳端的拉力为。则在（　　） A．拉力做的功为 B．图线是绳端移动距离 C．滑轮组的有用功为 D．滑轮组的机械效率为83.3% 7．（2025·江西抚州·模拟预测）某同学在家利用一模一样的两个衣架组装成简易滑轮组。如图所示，他将重为3N的矿泉水瓶匀速提升0.5m，绳端拉力大小只有0.8N（不考虑绳子的自重和摩擦g取10N/kg），下列说法正确的是（　　） A．甲衣架与天花板之间那段绳子的拉力为4.8N B．乙衣架的质量为1N C．自由端绳子通过的距离为3m D．拉力F所做的有用功为1.5J 8．（25-26九年级上·江苏徐州·月考）如图所示，甲、乙两装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将重为G1和G2的两物体匀速提升相同的高度。所用竖直方向上的拉力分别为F1和F2，两装置的机械效率分别为η1和η2（不计绳重和摩擦），则下列正确的是（　　） A．若G1=G2，则η1<η2 B．若G1<G2，则η1=η2 C．若F1=F2，则一定有η1>η2 D．若F1<F2，则一定有η1<η2 9．用下图所示的动滑轮匀速提升重物，测量动滑轮的机械效率，表中已填入某次实验时测量出的数据。下列说法正确的是（　　） 物重G/N 提升高度h/m 绳自由端拉力F/N 绳自由端移动s/m 机械效率 2 0.1 1.2 0.2 A．实验中应在弹簧测力计保持静止时读数 B．本次实验中，动滑轮的机械效率为60% C．该动滑轮的机械效率不会改变 D．若只更换质量更大的物体，该动滑轮的机械效率会变大 10．（25-26九年级上·江苏泰州·期中）小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，他将重为100N的物体挂在均匀杠杆的中点，在杠杆的另一端始终保持竖直方向拉动杠杆，使其绕O点缓慢转动，带动物体匀速上升了0.1m（不计绳重及摩擦），下列说法正确的是（　　） A．在物体上升过程中，拉力大小将变大 B．若杠杆机械效率为80%，则杠杆自重为50N C．仅将物体悬挂点向支点靠近一些，杠杆的机械效率将变大 D．仅将拉力F的作用点向支点靠近一些，杠杆的机械效率将不变 11．（24-25九年级上·江苏常州·期末）如图所示的滑轮组，不计绳重及摩擦，大明在绳的自由端施力F，在20s内将重为450N的货物匀速提升4m，此过程中拉力F做功的功率为120W。求： (1)此过程中滑轮组做的有用功； (2)此过程中滑轮组做的总功； (3)此过程中滑轮组的机械效率； (4)若大明用此装置匀速提升其他货物时，他在绳的自由端施力为400N，求此种情况下滑轮组的机械效率有多大？ 12．（25-26九年级上·安徽六安·月考）如图所示，超市购物时，小明用沿斜面向上的推力，将总重为200N的小车从斜面底端匀速推到高1.2m的斜面顶端，用时20s，推力做功的功率恒为15W。求： (1)小明的推力做的功； (2)小明所做的有用功； (3)斜面的机械效率。 【链接中考】 1．（2025·陕西·中考真题）如图，是古人利用龙骨水车提水灌溉的场景。提水时，用脚踩动脚踏板，拐木转动，木链条带动叶板转动，将水从低处提升至高处，实现灌溉。下列说法正确的是 （　　） A．踩动脚踏板越快，对水做功越多 B．增大拐木的长度，可以更省力 C．水在上升的过程中，机械能不变 D．使用龙骨水车提水，可以省功 2．（2025·山东滨州·中考真题）如图所示，工人站在地面上，利用滑轮组将重为500N的建筑材料提升到楼上，10s的时间内将建筑材料匀速提升4m，已知工人对绳端施加的拉力为300N，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳端移动的速度为0.4m/s B．拉力做功的功率为200W C．动滑轮所受的重力为50N D．该滑轮组的机械效率为83.3% 3．（2025·青海西宁·中考真题）如图甲所示，快递员用推力将重为800N的快递，先沿水平面推行一段距离，再推至长4m、高2m的斜面顶端，推力始终与快递运动方向相同；快递在整个运动过程中，路程与时间变化关系和推力与时间变化关系分别如图乙、丙所示（g取），下列分析正确的是（　　） A．内快递所受的摩擦力为800N B．内推力的功率为800W C．内快递克服重力做的功为3200J D．内快递受到的摩擦力为100N 4．（2025·四川攀枝花·中考真题）工人利用如图所示的滑轮提升货物。已知滑轮重80N，货物重720N，不计绳重及摩擦，则工人用该滑轮匀速提升货物时的拉力为 N，该滑轮的机械效率为 。 5．（2025·江苏镇江·中考真题）如图所示，用拉力F通过动滑轮将重为80N的货物匀速提升0.5m，动滑轮重为20N，不计绳重及摩擦。 (1)求上述过程中的有用功； (2)求上述过程中拉力所做的功； (3)求滑轮的机械效率。 / 学科网（北京）股份有限公司 $