12.4 机械效率 同步知识点对点讲义 -2025-2026学年人教版物理八年级下学期

本讲义聚焦“机械效率”核心知识点，系统梳理有用功、额外功、总功的概念及关系，通过动滑轮是否省功实验引出机械效率定义与公式，构建从简单机械到效率分析的学习支架。 资料以实验探究为核心，如测量滑轮组机械效率实验，通过变量控制培养科学探究能力，对比表格明晰功、功率、机械效率差异，强化科学思维。例题与中考真题覆盖多机械类型，课中辅助概念理解，课后助力查漏补缺。

第十二章 简单机械 第4节 机械效率 · 导入 利用机械帮助我们工作，会给我们带来极大的方便。有的机械可以省力，有的机械可以省距离。利用滑轮组提升重物，绳端拉力所做的功与滑轮组对重物所做的功相同吗？ · 知识点对点 一、有用功和额外功☆ 实验17 研究使用动滑轮是否省功 提出问题 利用动滑轮提升重物，绳端拉力所做的功与动滑轮对重物所做的功相同吗？ 设计并进行实验 参照图所示的方法进行实验。 （1）如甲图所示，用弹簧测力计直接将重为2N的钩码匀速提升0.1m，记下弹簧测力计的示数F和钩码在F方向上移动的距离s1。 （2）如乙图所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将重2N的钩码匀速提升0.1m，记下弹簧测力计的示数F′和绳子自由端在F′方向上移动的距离s2。 图12.4-1 研究使用动滑轮是否省功 数据记录 做功方式 拉力F/N 拉力移动的距离s/m 拉力做的功W/J 直接提升2个钩码 2 0.1 0.2 用动滑轮提升2个钩码 1.2 0.2 0.24 分析论证 （1）直接用弹簧测力计提升2个钩码所作的功W1=Fs1=2N×0.1m=0.2J （2）用动滑轮提升2个钩码所做的功 W2=F′s2=1.2N×0.2m=0.24J （3）W2＞W1。 实验结论 使用动滑轮提升重物比直接用手提升重物并不省功（选填“功”或“力”）。 实验评估 使用动滑轮会省一半的力，但拉力移动的距离增加了一倍，加上动滑轮的自重及摩擦等因素的影响，使用动滑轮提升重物非但不省功，还要多做功。 有用功 有用功：在第二次实验中，将钩码提升一定的高度是我们的工作目的，动滑轮对钩码的拉力所做的功叫作有用功，用W有用表示。 额外功 用动滑轮提升钩码时，我们还不可避免地要克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫作额外功，用W额外表示。 总功 弹簧测力计的拉力所做的功，叫作总功，用W总表示。若使用机械提升重物，则总功指动力做的功。 即动力做的功，即W总=Fs。 关系 W总=W有用+W额外。 · 例题 考点：探究使用动滑轮是否省功 1．（2025•东城区二模）小东利用如图所示器材，做“使用动滑轮是否省功”的实验。请将他的实验步骤补充完整并回答相应的问题。 （1）实验步骤： ①如图甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地匀速向上提升一定高度，并同时用刻度尺测量，记录拉力F1与高度h，根据公式W1＝　F1h　 ，计算拉力所做的功W1； ②如图乙所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地匀速向上提升相同高度h，记录拉力F2，计算拉力所做的功W2； ③比较W1和W2的大小关系，得出结论。 （2）该实验中W1和W2的大小关系应该是W1　＜　 W2（选填“＞”、“＝”或“＜”），其原因是　在使用动滑轮提升物体时，要对动滑轮做功　 。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）用弹簧测力计将钩码缓慢地匀速向上提升一定高度，并同时用刻度尺测量，记录拉力与高度F1、h，根据W＝Fs可知，W1＝F1h； （2）通过对比两次所做的功可知，W1＜W2，其原因是，在使用动滑轮提升物体时，要对动滑轮做功，所做的总功要大于只提升物体所做的功。 故答案为：（1）F1h；（2）＜；在使用动滑轮提升物体时，要对动滑轮做功。 考点：功的原理 2．（2025秋•临渭区校级月考）利用简单机械做功，肯定做不到的是（　　） A．省力 B．省距离 C．省功 D．改变用力方向 【答案】C 【解答】解：有的机械可以省力，有的机械可省距离，但省力的机械费距离，省距离的机械费力，使用任何机械都不能省功。 使用机械还可改变力的方向，如定滑轮可改变力的方向、滑轮组即可改变力的方向又可省力。 故选：C。 二、机械效率☆☆ 知识1 机械效率☆ 项目 内容 定义 有用功与总功的比值叫做机械效率。 公式 物理意义 时标志机械作用性能好坏的物理量，有用功占总功的比例越大，机械效率越高，这个机械的性能越好。 拓展 辨析 功 功率 机械效率 物理意义 力的作用显示出的成效 做功的快慢 有用功在总功中所占的比例 概念 力与物体在力的方向上移动距离的乘积 单位时间内做的功 有用功与总功的比值 符号 W P 公式 W=Fs 关系 功率与功的关系是，但功率与机械效率无关 计算 项目 杠杆 滑轮组 斜面 横放 竖放 图示 有用功 提升重物所做的功 提升重物所做的功 克服物体与地面间的摩擦力所做的功 提升重物所做的功 额外功 ①克服杠杆自身重力和摩擦力所做的功 ②忽略摩擦时，克服杠杆自身重力所做的功为额外功 ①克服动滑轮自身重力、绳重、摩擦力所做的功 ②忽略绳重和摩擦时，克服动滑轮自身重力做功为额外功 克服机械之间的摩擦力所做的功 克服重物与斜面间的摩擦力所做的功或 总功 对杠杆（动力F）所做的功 绳端拉力所做的功 绳端拉力所做的功 拉力所做的功 机械效率 ① ②不计绳重和摩擦 ① ② 说明 s-拉力移动的距离 h-重物被提升的高度 H-杠杆重心上升的高度 s-绳子自由端移动的距离 h-重物被提升的高度 n-承担重物的绳子段数 -绳子自由端移动的距离 -物体运动的距离 n-承担物体所受摩擦力的绳子的段数 h-为斜面高度 l-斜面长度 · 例题 考点：机械效率的概念 3．（2025秋•新城区校级月考）以下说法正确的是（　　） A．功率越大，机械效率越高 B．用滑轮组提升重物时，定滑轮越轻，机械效率越大 C．功率越大，做功越多 D．有用功相等时，额外功越大，机械效率越低 【答案】D 【解答】解：A、功率是表示做功快慢的物理量，机械效率是有用功与总功的比值，二者没有直接关系，所以功率越大，机械效率不一定越高，故A错误； B、用滑轮组提升重物时，定滑轮的重力不影响有用功和额外功（定滑轮不省力也不省距离，其重力不参与做功），机械效率与动滑轮重力、绳重、摩擦等有关，与定滑轮轻重无关，故B错误； C．根据W＝Pt可知，做功多少与功率和做功所用的时间均有关系，因此功率越大，做功不一定越多，故C错误； D．根据可知，有用功相等时，额外功越大，机械效率越低，故D正确。 故选：D。 考点：机械效率的比较大小 4．（2025•集美区二模）某人将一箱书搬上楼，可以有两种方法：一是把所有的书一起搬上楼；二是先搬一部分上楼，再搬剩下的部分。假设他上楼的速度相同，第一种方法搬书的功率为P1，效率为η1，第二种方法搬书的功率为P2，效率为η2，用这两种方法搬书的有用功分别为W1、W2，则（　　） A．W1＝W2，η1＞η2 B．P1＞P2，W1＜W2 C．P1＜P2，η1＜η2 D．P1＞P2，η1＝η2 【答案】A 【解答】解：这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，由W＝Gh可知，两次所做的有用功相等；第方法一所做的额外功为克服自身重力所做的功，而方法二所做的额外功是两次克服自身重力所做的功，因此方法二的额外功大于第一次的额外功，故方法二的总功大于第一次的总功，由η可知，η1＞η2； 因上楼的速度相同，第一次搬书多，用的向上的力大，由PFv可知：P1＞P2。 故选：A。 考点：机械效率的简单计算 5．（2025•武昌区模拟）一台起重机将重3600N的货物提高4m。如果额外功是9600J，起重机做功的机械效率是（　　） A．20% B．40% C．60% D．80% 【答案】C 【解答】解：起重机提升物体时做的有用功：W有＝Gh＝3600N×4m＝14400J； 额外功是9600J，总功：W总＝W有+W额＝14400J+9600J＝24000J； 机械效率：η100%100%＝60%。 所以，ABD错误，C正确。 故选：C。 考点：功、功率、机械效率的区别 6．（2025秋•滨湖区期中）关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是（　　） A．效率越高的机械，做的有用功越多 B．功率越大的机械，做功越快 C．做功越多的机械，功率越大 D．功率越大的机械，机械效率越高 【答案】B 【解答】解： A、机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率越高，机械做的有用功不一定越多，故A错误； B、功率是描述物体做功快慢的物理量，功率越大，说明物体做功越快，故B正确； C、功率表示做功的快慢，做功越多的机械，做功不一定快，故C错误； D、功率表示做功的快慢，机械效率是指有用功与总功的比值，与机械的功率无关，故D错误。 故选：B。 知识2 测量滑轮组的机械效率☆ 实验18 测量滑轮组的机械效率 实验原理 实验器材 定滑轮和动滑轮组成的滑轮组、弹簧测力计、钩码、刻度尺 实验步骤 （1）用弹簧测力计测出钩码所受的重力G，按照图甲所示安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置。 （2）如图乙所示，竖直匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，并用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表格。 （3）应用公式、、分别求出有用功、总功、机械效率，并填入表格。 （4）改变钩码的数量，再做两次 上面的实验，如表格第1~3磁实验。 （5）换用如图丙所示装置重复实验步骤（1）~（3），将实验数据记入表格，如表格第4次实验 实验表格 实验序号 1 2 3 4 实验分析 够吗所受的重力G/N 1.5 4 4.5 1.5 提升高度h/m 0.4 0.4 0.4 0.4 有用功 0.6 1/2 1.8 0.6 拉力F/N 0.7 1.2 1.7 0.6 绳端移动的距离s/m 1.2 1.2 1.2 2 总功 0.84 1.44 2.04 1.2 机械效率 71% 83% 88% 50% 探究归纳 由1、2、3次实验可知，提升的钩码重力增加时，有用功增加，额外功基本不变（克服摩擦力及动滑轮重力做的功基本不变），由可知，机械效率会升高。同一装置的机械效率与被提升的重物有关，物重增大，机械效率升高。 由1、4两次实验可知，使用两个换轮组提升相同的钩码，做的有用功相同，但滑轮组丙的动滑轮个数多，所做的额外功多，由可知，当有用功相同时，额外功越多，机械效率越低，故滑轮组丙的机械效率小于滑轮组甲的机械效率 实验原理 ①同一装置的机械效率并不是固定不变的，与被提升的重物有关，物重增大，机械效率升高； ②机械效率海域机械装置本身有关，与其结构、轻巧程度以及润滑程度都有关系。 影响因素 （1）与动滑轮重力、绳重和各部分的摩擦有关（） （2）与提升物体的重力有关，越大，越高（） （3）机械效率的 高低与是否省力、具体做功的多少、滑轮组绳子的绕法、提升物体的高度无关。 机械效率具有“可变性” 由可知，如果该机械的额外功一定，有用功越大，机械效率越高。比如用同一个滑轮组把一块巨石和一块小石块提起相同的高度，前者的机械效率较高。由此可见，对同一机械，她的机械效率也是可变的，而不是某一固定值。 提高机械效率的方法 （1） 尽量减少额外功，采用减轻机械本身的质量和加润滑油减小摩擦的办法。 （2） 当额外功一定时候，在机械能承受的范围内增加所做的有用功，（如使用 滑轮组体恒物体时，在绳子能承受拉力的范围内，尽可能增加每次提起的重物质量），充分发挥机械的作用。 · 例题 考点：测量滑轮组的机械效率的实验 7．（2025秋•柳州校级期中）某实验小组在测量滑轮组机械效率实验中，利用如图甲所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如表所示。 实验次序 钩码所受的重力G（N） 钩码提升高度h（m） 拉力F（N） 绳端移动距离s（m） 机械效率η 1 1 0.1 0.7 0.2 47.6% 2 1 0.2 0.7 0.6 47.6% 3 2 0.1 1.1 0.3 60.6% 4 5 0.1 2.2 0.3 （1）第4次实验测得弹簧测力计示数如图乙所示，是　2.2　 N，机械效率η约　75.8%　 （精确到0.1%）； （2）比较第1、2两次实验，小组同学发现：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度　无关　 （选填“有关”或“无关”）； （3）比较第3、4两次实验数据可知，同一滑轮组，　提升物体的重力　 越大，机械效率越高；第4次实验拉力做的额外功与第3次相比　增大　 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】（1）2.2；75.8%；（2）无关；（3）提升物体的重力；增大。 【解答】解：（1）如图乙所示，弹簧测力计分度值为0.2N，大小是2.2N； 根据表格第4次实验数据，则机械效率为 （2）由表格数据可知，比较1、2两次实验发现，探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时，重物重力相同，提升高度不同，但机械效率相同，所以同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关。 （3）由表格数据比较3、4可知，第4次实验中钩码重力较大，钩码提升高度和绳端移动距离均相同，第4次实验的机械效率较大，因此可知同一滑轮组提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高。 根据W额＝W总﹣W有＝Fs﹣Gh，第3次实验W额3＝1.1N×0.3m﹣2N×0.1m＝0.33J﹣0.2J＝0.13J 第4次实验W额4＝2.2N×0.3m﹣5N×0.1m＝0.66J﹣0.5J＝0.16J 所以第4次实验拉力做的额外功与第3次相比增大。 故答案为：（1）2.2；75.8%；（2）无关；（3）提升物体的重力；增大。 考点：提高滑轮组的机械效率 8．（2025春•新邵县期末）下列办法中，能提高如图滑轮组机械效率的是（　　） A．改变绕线方式，从动滑轮上开始绕线 B．增大绳子自由端的速度和拉力 C．增大动滑轮重力 D．增大被提升物体重力 【答案】D 【解答】解：A．滑轮组的机械效率；改变绕线方式，由W有＝Gh可知对有用功没有影响，对动滑轮的提升也没有影响，对动滑轮转动时的摩擦也没有影响，即对额外功也没有影响，所以改变绕绳方式不影响滑轮组的机械效率，故A不符合题意； B．由W有＝Gh可知，提升同样的重物升高相同的高度，有用功相同；增大绳子自由端的拉力，相当于增大了总功，由可知，机械效率减小，故B不符合题意； C．增大动滑轮的重力，克服动滑轮重力所做的额外功增加；总功等于有用功与额外功之和，在有用功一定时，额外功增加，则总功增加，由可知，滑轮组的机械效率会降低，故C不符合题意； D．增加被提升物体重力，在动滑轮重力、摩擦不变的情况下，额外功不变，有用功增加，由可知，机械效率η变大，所以滑轮组的机械效率提高，故D符合题意。 故选：D。 考点：提高斜面的机械效率 9．（2025秋•雷州市月考）人们往卡车上装载较重的货物时，常常会在车尾斜搭一块木板，将货物沿着木板往上推，如图所示。下列说法正确是（　　） A．使用斜面可以减少额外功 B．使用斜面不省功 C．木板越长越费力 D．上推时间越少，机械效率越高 【答案】B 【解答】解：AB．根据功的原理，使用任何机械都不省功，所以使用斜面不省功；使用斜面时，需要克服摩擦力做额外功，不能减少额外功，故A错误，B正确； C．在高度一定时，木板越长（斜面的坡度越小），越省力，而不是越费力，故C错误； D．机械效率是有用功与总功的比值，与上推时间无关，故D错误。 故选：B。 考点：斜面机械效率的测量实验 10．（2025秋•工业园区校级月考）如图所示，某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块A，收集了表中的实验数据： 次数 斜面的倾斜程度 物块重力G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率η 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% （1）实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向　左　 移动（选填“左”或“右”）。 （2）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.0N，与第二次实验相比，有用功　相同　 （选填“相同”或“不同”），而拉力做的总功　变大　 （选填“变大”或“变小”），这种情况下斜面的机械效率将变　变小　 （选填“变大”或“变小”）； （3）把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和　粗糙程度　 有关。 【答案】（1）左；（2）相同；变大；变小；（3）粗糙程度。 【解答】解：（1）实验时要使木板的倾斜角变大，即斜面长度不变，h变大，故应该把木板下面的木块向左移动； （2）第4次实验与第2次实验相比，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，两次实验做的有用功为： W有＝Gh＝5N×0.5m＝2.5J，即两次实验有用功相同； 与第2次实验相比拉力变大，由W总＝Fs可知，拉力做的总功变大；有用功相同，总功变大，由可知，斜面的机械效率将变小； （3）分析表格中的第2列和第7列可知，斜面的机械效率与倾斜程度有关，分析第2次和第4次实验数据可知斜面的机械效率与接触面的粗糙程度有关；故斜面的机械效率与斜面倾斜程度和斜面粗糙程度有关。 故答案为：（1）左；（2）相同；变大；变小；（3）粗糙程度。 考点：杠杆机械效率的测量实验 11．（2025春•方城县期末）小明利用刻度均匀的杠杆探究“杠杆的平衡条件”，已知每个钩码重0.5N。 （1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时杠杆 　达到　 （选填“达到”“没有达到”）平衡状态。要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 　右　 （选填“左”或“右”）调节。 （2）在图甲中的A点悬挂4个钩码，需在B点悬挂 　2　 个钩码才能使杠杆仍保持水平位置平衡，你认为实验中让杠杆在水平位置平衡的好处是 　便于测量力臂　 。 （3）如图乙所示，取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点斜向上拉，仍使杠杆在水平位置平衡，读出弹簧测力计的示数。若使弹簧测力计拉力的方向改为竖向上，也让杠杆在水平位置平衡，测力计的读数将 　变小　 （选填“变大”“变小”或“不变”），这是因为 　动力臂变大　 。此时，弹簧测力计的示数为 　1　 N。 （4）小明继续探究杠杆的机械效率，他用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在B点悬挂总重为G的钩码，装置如图丙所示，用弹簧测力计作用于A点将杠杆缓慢抬升，测得弹簧测力计的拉力为F，用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2，则：（不计摩擦）杠杆机械效率的表达式为η＝ 　　 。（用所测的物理量符号表示） 【答案】（1）达到；右；（2）2；便于测量力臂；（3）变小；动力臂变大；1；（4）。 【解答】解：（1）杠杆处于静止状态，说明受力平衡，所以此时杠杆达到了平衡状态； 杠杆在使用前左端下沉，说明左侧力与力臂的乘积大，应将平衡螺母向右调节； （2）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件可得：FALA＝FBLB， 即：4G×2L＝FB×4L， 解得：FB＝2G，即：需在B点处挂2个钩码； 让杠杆在实验中水平位置平衡，此时力臂在杠杆上，这样做的好处是便于测量力臂； （3）取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上的拉力，根据杠杆的平衡条件可得：FALA＝FCLC， 即：4G×2L＝FC×4L， 所以，FC＝2G＝2×0.5N＝1N； 如改变弹簧测力计拉力的方向，使之由斜向右上方变为竖直向上，阻力和阻力臂不变，动力臂变大，则动力要减小，所以弹簧测力计示数变小，才能使杠杆仍然水平平衡； （4）有用功为W有＝Gh2，总功为W总＝Fh1，则机械效率的表达式。 故答案为：（1）达到；右；（2）2；便于测量力臂；（3）变小；动力臂变大；1；（4）。 考点：杠杆的机械效率的计算 12．（2025秋•滨湖区期中）如图所示，用杠杆将质量为18kg的物体缓慢提升0.5m，不计摩擦，若杠杆的机械效率为90%，提升该物体需要做的总功是　100　 J。若将物体的悬挂点A移至B处，仍将物体缓慢提升0.5m，此过程中提升物体的拉力将　变大　 （选填“变大”、“不变”或“变小”，下同），机械效率将　变小　 。 【答案】100；变大；变小。 【解答】解：（1）提升物体做的有用功为：W有＝Gh＝18kg×10N/kg×0.5m＝90J， 机械效率：η＝90%， 提升该物体需要做的总功为：W总100J； （2）将物体的悬挂点A移至B处，阻力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知，动力变大，即提升物体的拉力将变大； （3）将物体的悬挂点A移至B处，仍将物体缓慢提升0.5m，提升物体的有用功不变，额外功增加，根据机械效率的公式可知，机械效率变小； 故答案为：100；变大；变小。 考点：滑轮、滑轮组机械效率的计算 13．（2025秋•庐江县期中）如图所示，用动滑轮将重400N的物体在8s内匀速竖直提升了0.8m，拉力F为250N，不计绳重和摩擦。则在此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．有用功为200J B．动滑轮重150N C．动滑轮的机械效率为80% D．拉力F的功率为25W 【答案】C 【解答】解：A、拉力做的有用功：W有＝Gh＝400N×0.8m＝320J，故A错误； B、由图可知n＝2，因为不计绳重和摩擦时F（G+G动），所以动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×250N﹣400N＝100N，故B错误； C、由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×0.8m＝1.6m， 拉力做的总功：W总＝Fs＝250N×1.6m＝400J 动滑轮的机械效率：η100%100%＝80%，故C正确； D、拉力做功的功率：P50W，故D错误。 故选：C。 考点：水平滑轮组机械效率的计算 14．（2025秋•长安区期中）如图所示，在50N的水平拉力F作用下，重800N的物体沿水平地面匀速直线运动了2m，所用时间为10s，则绳子自由端运动了　6　 m，若物体与地面间滑动摩擦力为120N，滑轮组的机械效率为　80%　 ，在这段时间内物体的重力做功为　0　 J，拉力F做功的功率为　30　 W。 【答案】6；80%；0；30。 【解答】解：由图可知，n＝3，绳子自由端运动的距离为： s'＝ns＝3×2m＝6m； 该滑轮组的机械效率为： η100%＝80%； 重力的方向竖直向下，物体沿水平方向运动，没有在重力的方向上通过一定的距离，重力没有做功，即在这段时间内物体的重力做功为0J； 拉力F做功的功率为： P30W。 故答案为：6；80%；0；30。 考点：斜面机械效率的计算 15．（2025秋•溧阳市期中）工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上。如图所示，斜面高为1m，长为3m，工人用400N沿斜面方向的力将重为900N的箱子匀速推到车上。下列分析与计算正确的是（　　） A．利用斜面可以省力，也可以省功 B．工人对箱子做的有用功为2700J C．重物移动过程中受到斜面的摩擦力为400N D．在此过程中斜面的机械效率为75% 【答案】D 【解答】解：A、使用斜面可以省力，但需要克服摩擦多做额外功，不能省功，故A错误； B、克服箱子重力做的功，即工人对箱子做的有用功： W有＝Gh＝900N×1m＝900J，故B错误； C、推力做的总功： W总＝Fs＝400N×3m＝1200J， 克服箱子受摩擦力做的额外功： W额＝W总﹣W有＝1200J﹣900J＝300J， 由W额＝fs可得摩擦力： f100N，故C错误； D、斜面的机械效率： η100%＝75%，故D正确。 故选：D。 考点：其他机械的效率计算 16．（2025•钢城区一模）如图所示是某电动叉车抬升石材的情景。叉车的项目参数如下表。某次电动叉车将1400kg的石材匀速提升至最大起升高度，用时30s。g取10N/kg，则： （1）空载的电动叉车静止时对水平地面的压强是多少？ （2）电动叉车匀速提升石材至最大起升高度的过程，对石材做的功是多少？ （3）如果此过程电动叉车消耗了6×104J的电能，那么电动叉车的效率是多少？ 项目 参数 额定载重/kg 1500 最大起升高度/m 3 空载行驶速度/（km/h） 5 空载重力/N 7200 空载轮胎接地总面积/cm2 800 【答案】（1）空载的电动叉车静止时对水平地面的压强是9×104Pa。 （2）电动叉车匀速提升石材至最大起升高度的过程，对石材做的功是4.2×104J。 （3）如果此过程电动叉车消耗了6×104J的电能，那么电动叉车的效率是70%。 【解答】解：（1）由题意可知，空载叉车静止时，其对地面的压力与受到的重力大小相等，空载叉车对地面的压力为F压＝G空＝7200N， 空载时轮胎接地总面积S＝800cm2＝0.08m2， 空载的电动叉车静止时对水平地面的压强为p9×104Pa。 （2）石材的重力为G＝mg＝1400kg×10N/kg＝1.4×104N， 电机对石材做的功为W＝Gh＝1.4×104N×3m＝4.2×104J。 （3）电动叉车的效率η100%100%＝70%。 答：（1）空载的电动叉车静止时对水平地面的压强是9×104Pa。 （2）电动叉车匀速提升石材至最大起升高度的过程，对石材做的功是4.2×104J。 （3）如果此过程电动叉车消耗了6×104J的电能，那么电动叉车的效率是70%。 考点：含有滑轮组的复杂装置机械效率的计算 17．（2025春•抚宁区期末）某学校暑期进行扩建教学楼工程，建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示，在匀速起吊重3.2×103N的物体时，物体5s内上升了6m。若滑轮组所做的额外功为1.08×104J，求： （1）滑轮组所做的有用功； （2）拉力F做功的功率； （3）滑轮组工作时的机械效率。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）滑轮组所做的有用功 W有用＝Gh＝3.2×103N×6m＝1.92×104J； （2）拉力所做的功：W总＝W有用+W额外＝1.92×104J+1.08×104J＝3×104J， 则拉力做功的功率为：P6×103W； （3）滑轮组的机械效率： η100%100%＝64%。 答：（1）滑轮组所做的有用功是1.92×104J； （2）拉力F做功的功率是6×103W； （3）滑轮组工作时的机械效率是64%。 · 方法总结 控制变量法 在研究滑轮组的机械效率中，保持滑轮组不变，改变钩码的数量，即改变物重，探究滑轮组机械效率与物重是否有关运用了控制变量法 · 易错 × √ 1误认为功率越大，机械效率越高 实际是机械效率与功率是两个不同的概念，两者之间没有任何关系，功率大，机械效率不一定高 2误认为越省力的机械，机械效率越高； 做的有用功越多，机械效率越高； 做的总功越少，机械效率越高； 做的额外功越少，机械效率越高； 实际是机械效率表示有公共在总功中所占的比例，比例越大，机械效率越高，不能只考虑一个因素；机械效率与是否省力也必然联系 3误认为同一机械，机械效率是固定不变的 实际是同一机械在不同的做功过程中，提起的物重不同，机械效率往往不同。 · 例题 考点：机械效率 1．（2026春•同步）关于机械效率，下列说法中正确的是（　　） A．功率越大的机械，其机械效率越高 B．由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 C．机械效率越低的机械，做的功越少 D．机械效率高的机械，有用功多 【解答】解： A、功率是物体做功的快慢，效率是有用功与总功的比值，两者没有联系。此选项错误； B、使用任何机械，不可避免地做额外功，所以有用功总小于总功，机械效率总小于1．此选项正确； C、机械效率是有用功与总功的比值，效率高低与做功多少没有关系。此选项错误； D、在总功一定时，机械效率越高，说明有用功在总功中占的比例越大。此选项错误。 故选：B。 考点：滑轮组中的相关计算 2．（2026春•同步）一个工人用如图所示的滑轮组提升2000N的货物，所用拉力为600N，绳子自由端在4s内拉下4m。不考虑绳重和摩擦，求： （1）机械效率。 （2）用此滑轮组提升3200N的货物所需的拉力。 【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；滑轮组绳子上的拉力；滑轮组中的相关计算．版权所有 【解答】解：（1）拉力做的总功： W总＝Fs＝600N×4m＝2400J 由图可知，滑轮组的绳子有效股数为4股，所以物体上升的高度hs4m＝1m， 重物做的有用功： W有用＝Gh＝2000N×1m＝2000J， 滑轮组的机械效率： η83.3% （2）拉力克服动滑轮重做的额外功： W额＝W总﹣W有＝2400J﹣2000J＝400J， 由W额＝G动h可得，动滑轮重： G动400N， 提升物体时的拉力： F'（G'+G动）（3200N+400N）＝900N 答：（1）机械效率为83.3%； （2）若用此滑轮组提升3200N的货物，所需拉力为900N。 · 中考真题 考点：机械效率的概念 1．（2025•湖南）如图，这是小静设计的一款无需电池和燃料的无碳小车。在重物下落驱动无碳小车运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．顶部的定滑轮可以省力 B．机械效率可达到100% C．主要是利用重力势能转化为动能 D．给车轮轴承加润滑油可以增大摩擦力 【解答】解：A、顶部的定滑轮不省力，也不省距离，故A错误； B、由于摩擦力的存在，机械效率不可达到100%，故B错误； C、该装置主要是利用重力势能转化为动能，故C正确； D、给车轮轴承加润滑油可以减小摩擦力，故D错误。 故选：C。 考点：机械效率的比较大小 2．（2025•天津）用如图1所示的动滑轮，先后将两个不同重物在相同时间内匀速提升相同高度，两次做功的情况如图2所示。第一次的额外功为900J，不计绳重和摩擦，则（　　） A．第一次提升重物时机械效率较低 B．第二次提升重物时的额外功较大 C．先后两次提升重物的重力之比为7：9 D．先后两次提升重物的总功率之比为6：5 【解答】解：A、由图2可知，第一次机械效率η1＝75%，第二次机械效率η2＝70%，所以第一次提升重物时机械效率较高，故A错误。 B、不计绳重和摩擦，使用动滑轮时额外功W额＝G动h，因为动滑轮重力不变，提升高度相同，所以两次额外功相同，W额1＝W额2＝900J，故B错误。 C、根据η有： 第一次：η1＝75%，解得G1＝3G动。 第二次：η2＝70%，解得G2G动。 则，故C错误。 D、总功W总，W总13600J，W总23000J。 时间相同，根据P，有，故D正确。 故选：D。 考点：机械效率的简单计算 3．（2025•东营）如图所示，塔吊将重900N的货物匀速提高1m，额外功是2100J，塔吊做的有用功是 　900　 J，机械效率是 　30%　 。 【解答】解：（1）已知物重为G＝900N，货物提升高度h＝1m，则塔吊做的有用功W有＝Gh＝900N×1m＝900J； （2）塔吊做的总功为W总＝W有用+W额外＝900J+2100J＝3000J，塔吊的机械效率为。 故答案为：900；30%。 考点：测量滑轮组的机械效率的实验 4．（2025•广安）小丽用图甲所示的装置，测量滑轮组的机械效率。根据所学知识回答下列问题。 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升的高度h/cm 绳子自由端的拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm 机械效率η 1 1 3 0.5 ① 66.7% 2 3 5 1.4 15 71.4% 3 6 9 2.5 27 ② （1）实验时应该竖直向上 　匀速　 （选填“匀速”或“变速”）拉动弹簧测力计。 （2）她按照正确步骤进行了3次实验，记录数据如表格所示。第1次实验中，绳子自由端移动的距离①为 　9　 ；第3次实验中，机械效率②为 　80%　 。 （3）她将图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，得出图乙装置更 　费力　 。（选填“省力”或“费力”） 【解答】解： （1）实验时，应将弹簧测力计竖直向上匀速拉动，这样既便于读数，根据二力平衡，这时的示数也更准确； （2）由η可求第1次实验中，绳子自由端移动的距离； 66.7%，解得：s＝9cm， 第3次实验的机械效率：η100100%＝80%； （3）用不同的滑轮组提升相同的物体，绳子的段数越多越省力，图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，得出图乙装置更费力。故答案为：（1）匀速；（2）9；80%；（3）费力。 考点：提高滑轮组的机械效率 5．（2025•宁夏）提高机械效率对节能减排、提高经济效益有重要意义。下列措施能提高图中动滑轮机械效率的是　D　 。 A．减小物重 B．增大拉力 C．增大滑轮自重 D．给滑轮加润滑油 选择理由：　可减小额外功　 。 【解答】解： A．对于一定的装置，在其它条件相同时，减小物重，减小了有用功，在额定功不变的条件下，减小了总功，从而减小了有用功占总功的比值，降低了机械效率，故A不符合题意； B．在有用功不变的情况下，增大拉力，增大了总功，机械效率变小，故B不符合题意； C．增大滑轮自重，在其它条件相同时，增大了额外功，在有用功不变的条件下，增大了总功，从而减小了有用功占总功的比值，降低了机械效率，故C不符合题意； D．给滑轮加润滑油，可减小额外功，从而提高机械效率，故D符合题意。 故选：D。 故答案为：D；可减小额外功。 考点：杠杆的机械效率的计算 6．（2024•呼和浩特）杠杆是一种让人类突破自身力量极限的简单机械。如图所示，OA长20cm，OB长120cm，张宇同学竖直下压B端，重物被竖直匀速顶起10cm，已知重物质量为270kg，求： （1）若不计杆重和摩擦，上述过程在B端施加多大的力； （2）若实际使用600N的力，则这个过程的机械效率。 【解答】解： （1）图中的动力与阻力都在竖直方向，O为支点，则根据力臂的概念可知动力臂与阻力臂都在水平方向上， 根据相似三角形的知识可知，动力臂与阻力臂之比等于OB与OA之比，即L1：L2＝OB：OA＝120cm：20cm＝6：1， 若不计杆重和摩擦，根据杠杆平衡条件可得：FL1＝mgL2， 则在B端施加的力：F450N； （2）使用杠杆时克服重物重力做的功为有用功，则W有用＝mgh＝270kg×10N/kg×0.1m＝270J， 设动力向下移动的距离为s，由相似三角形的知识可得，则s＝6h＝6×0.1m＝0.6m， 若实际使用600N的力，则动力做的总功为：W总＝F′s＝600N×0.6m＝360J， 这个过程中杠杆的机械效率：η100%＝75%。 答：（1）若不计杆重和摩擦，上述过程在B端施加450N的力； （2）若实际使用600N的力，则这个过程的机械效率是75%。 考点：滑轮、滑轮组机械效率的计算 7．（2025•兰州）某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离和物体上升的高度随时间变化的关系分别如图线a、b所示。已知物体的质量为0.5kg，动滑轮的质量为0.1kg，绳子自由端的拉力F为2.5N。则在0～5s的时间内，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.02m/s B．滑轮组的有用功为0.5J C．拉力F的功率为0.05W D．滑轮组的机械效率为83.3% 【解答】解：A、使用滑轮组时，省力费距离，由图可知，在0～5s的时间内， 绳端移动的距离为s＝0.3m，物体上升的高度为h＝0.1m， 绳子自由端移动的速度：v0.06m/s，故A错误； B、滑轮组对物体做的有用功：W有＝Gh＝mgh＝0.5kg×10N/kg×0.1m＝0.5J，故B正确； C、拉力做的总功：W总＝Fs＝2.5N×0.3m＝0.75J， 拉力F的功率：P0.15W，故C错误； D、滑轮组的机械效率：η100%100%≈66.7%，故D错误。 故选：B。 考点：水平滑轮组机械效率的计算 8．（2025•广元）用如图所示的滑轮组将重450N的物体M沿水平地面匀速拉动1m，绳子末端拉力F大小为40N，物体M所受摩擦力大小是物重的0.2倍。则下列说法错误的是（　　） A．物体M所受摩擦力方向水平向左 B．绳子末端移动的距离为3m C．该滑轮组的机械效率为70% D．在绳子与滑轮间加润滑油可提高滑轮组的机械效率 【解答】解：A、拉动绳子，物体向右移动，而摩擦力方向与相对运动方向相反，故M所受摩擦力方向水平向左，故A正确； B、物体M沿水平地面匀速拉动1m，图中n＝3，故拉力移动的距离是物体移动距离的3倍，为3m，故B正确； C、物体M所受摩擦力大小是物重的0.2倍，f＝0.2G＝0.2×450N＝90N； 克服摩擦力做的有用功W有用＝fs＝90N×1m＝90J； 总功W总＝FsF＝40N×3m＝120J； 机械效率η100%＝75%；故C错误； D、在绳子与滑轮间加润滑油可以减小机械的摩擦力，少做额外功，故可提高滑轮组的机械效率，故D正确。 故选：C。 考点：斜面机械效率的计算 9．（2025•德州）如图所示，在劳动实践活动中，小刚在水平地面与车厢间用木板搭一斜面装载货物。 （1）请在指定的位置画出货物所受重力G的示意图。 （2）已知此斜面长s＝3m，高h＝1m，小刚沿斜面方向用400N的推力将重900N的货物以1m/s的速度匀速从斜面底端推到顶端（不计空气阻力，忽略箱子大小），此过程中推力的功率为 　400　 W，斜面的机械效率为 　75%　 ，物体在斜面上运动时所受摩擦力为 　100　 N。 【解答】解：（1）重力的方向是竖直向下的，从货物的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，如下图所示： ； （2）此过程中推力的功率为： PFv＝400N×1m/s＝400W； 推力做的总功为： W总＝Fs＝400N×3m＝1200J； 克服物重做的有用功为： W有＝Gh＝900N×1m＝900J； 斜面的机械效率为： η100%＝75%； 克服摩擦力做的功为额外功为： W额＝W总﹣W有＝1200J﹣900J＝300J， 物体在斜面上运动时所受摩擦力为： f100N。 故答案为：（1）；（2）400；75%；100N。 第 2 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十二章 简单机械 第4节 机械效率 · 导入 利用机械帮助我们工作，会给我们带来极大的方便。有的机械可以省力，有的机械可以省距离。利用滑轮组提升重物，绳端拉力所做的功与滑轮组对重物所做的功相同吗？ · 知识点对点 一、有用功和额外功☆ 实验17 研究使用动滑轮是否省功 提出问题 利用动滑轮提升重物，绳端拉力所做的功与动滑轮对重物所做的功相同吗？ 设计并进行实验 参照图所示的方法进行实验。 （1）如甲图所示，用弹簧测力计直接将重为2N的钩码匀速提升0.1m，记下弹簧测力计的示数F和钩码在F方向上移动的距离s1。 （2）如乙图所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将重2N的钩码匀速提升0.1m，记下弹簧测力计的示数F′和绳子自由端在F′方向上移动的距离s2。 图12.4-1 研究使用动滑轮是否省功 数据记录 做功方式 拉力F/N 拉力移动的距离s/m 拉力做的功W/J 直接提升2个钩码 2 0.1 0.2 用动滑轮提升2个钩码 1.2 0.2 0.24 分析论证 （1）直接用弹簧测力计提升2个钩码所作的功W1=Fs1=2N×0.1m=0.2J （2）用动滑轮提升2个钩码所做的功 W2=F′s2=1.2N×0.2m=0.24J （3）W2＞W1。 实验结论 使用动滑轮提升重物比直接用手提升重物并不省功（选填“功”或“力”）。 实验评估 使用动滑轮会省一半的力，但拉力移动的距离增加了一倍，加上动滑轮的自重及摩擦等因素的影响，使用动滑轮提升重物非但不省功，还要多做功。 有用功 有用功：在第二次实验中，将钩码提升一定的高度是我们的工作目的，动滑轮对钩码的拉力所做的功叫作有用功，用W有用表示。 额外功 用动滑轮提升钩码时，我们还不可避免地要克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫作额外功，用W额外表示。 总功 弹簧测力计的拉力所做的功，叫作总功，用W总表示。若使用机械提升重物，则总功指动力做的功。 即动力做的功，即W总=Fs。 关系 W总=W有用+W额外。 · 例题 考点：探究使用动滑轮是否省功 1．（2025•东城区二模）小东利用如图所示器材，做“使用动滑轮是否省功”的实验。请将他的实验步骤补充完整并回答相应的问题。 （1）实验步骤： ①如图甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地匀速向上提升一定高度，并同时用刻度尺测量，记录拉力F1与高度h，根据公式W1＝　 　 ，计算拉力所做的功W1； ②如图乙所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地匀速向上提升相同高度h，记录拉力F2，计算拉力所做的功W2； ③比较W1和W2的大小关系，得出结论。 （2）该实验中W1和W2的大小关系应该是W1　 　 W2（选填“＞”、“＝”或“＜”），其原因是　 　 。 考点：功的原理 2．（2025秋•临渭区校级月考）利用简单机械做功，肯定做不到的是（　　） A．省力 B．省距离 C．省功 D．改变用力方向 二、机械效率☆☆ 知识1 机械效率☆ 项目 内容 定义 有用功与总功的比值叫做机械效率。 公式 物理意义 时标志机械作用性能好坏的物理量，有用功占总功的比例越大，机械效率越高，这个机械的性能越好。 拓展 辨析 功 功率 机械效率 物理意义 力的作用显示出的成效 做功的快慢 有用功在总功中所占的比例 概念 力与物体在力的方向上移动距离的乘积 单位时间内做的功 有用功与总功的比值 符号 W P 公式 W=Fs 关系 功率与功的关系是，但功率与机械效率无关 计算 项目 杠杆 滑轮组 斜面 横放 竖放 图示 有用功 提升重物所做的功 提升重物所做的功 克服物体与地面间的摩擦力所做的功 提升重物所做的功 额外功 ①克服杠杆自身重力和摩擦力所做的功 ②忽略摩擦时，克服杠杆自身重力所做的功为额外功 ①克服动滑轮自身重力、绳重、摩擦力所做的功 ②忽略绳重和摩擦时，克服动滑轮自身重力做功为额外功 克服机械之间的摩擦力所做的功 克服重物与斜面间的摩擦力所做的功或 总功 对杠杆（动力F）所做的功 绳端拉力所做的功 绳端拉力所做的功 拉力所做的功 机械效率 ① ②不计绳重和摩擦 ① ② 说明 s-拉力移动的距离 h-重物被提升的高度 H-杠杆重心上升的高度 s-绳子自由端移动的距离 h-重物被提升的高度 n-承担重物的绳子段数 -绳子自由端移动的距离 -物体运动的距离 n-承担物体所受摩擦力的绳子的段数 h-为斜面高度 l-斜面长度 · 例题 考点：机械效率的概念 3．（2025秋•新城区校级月考）以下说法正确的是（　　） A．功率越大，机械效率越高 B．用滑轮组提升重物时，定滑轮越轻，机械效率越大 C．功率越大，做功越多 D．有用功相等时，额外功越大，机械效率越低 考点：机械效率的比较大小 4．（2025•集美区二模）某人将一箱书搬上楼，可以有两种方法：一是把所有的书一起搬上楼；二是先搬一部分上楼，再搬剩下的部分。假设他上楼的速度相同，第一种方法搬书的功率为P1，效率为η1，第二种方法搬书的功率为P2，效率为η2，用这两种方法搬书的有用功分别为W1、W2，则（　　） A．W1＝W2，η1＞η2 B．P1＞P2，W1＜W2 C．P1＜P2，η1＜η2 D．P1＞P2，η1＝η2 考点：机械效率的简单计算 5．（2025•武昌区模拟）一台起重机将重3600N的货物提高4m。如果额外功是9600J，起重机做功的机械效率是（　　） A．20% B．40% C．60% D．80% 考点：功、功率、机械效率的区别 6．（2025秋•滨湖区期中）关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是（　　） A．效率越高的机械，做的有用功越多 B．功率越大的机械，做功越快 C．做功越多的机械，功率越大 D．功率越大的机械，机械效率越高 知识2 测量滑轮组的机械效率☆ 实验18 测量滑轮组的机械效率 实验原理 实验器材 定滑轮和动滑轮组成的滑轮组、弹簧测力计、钩码、刻度尺 实验步骤 （1）用弹簧测力计测出钩码所受的重力G，按照图甲所示安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置。 （2）如图乙所示，竖直匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，并用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表格。 （3）应用公式、、分别求出有用功、总功、机械效率，并填入表格。 （4）改变钩码的数量，再做两次 上面的实验，如表格第1~3磁实验。 （5）换用如图丙所示装置重复实验步骤（1）~（3），将实验数据记入表格，如表格第4次实验 实验表格 实验序号 1 2 3 4 实验分析 够吗所受的重力G/N 1.5 4 4.5 1.5 提升高度h/m 0.4 0.4 0.4 0.4 有用功 0.6 1/2 1.8 0.6 拉力F/N 0.7 1.2 1.7 0.6 绳端移动的距离s/m 1.2 1.2 1.2 2 总功 0.84 1.44 2.04 1.2 机械效率 71% 83% 88% 50% 探究归纳 由1、2、3次实验可知，提升的钩码重力增加时，有用功增加，额外功基本不变（克服摩擦力及动滑轮重力做的功基本不变），由可知，机械效率会升高。同一装置的机械效率与被提升的重物有关，物重增大，机械效率升高。 由1、4两次实验可知，使用两个换轮组提升相同的钩码，做的有用功相同，但滑轮组丙的动滑轮个数多，所做的额外功多，由可知，当有用功相同时，额外功越多，机械效率越低，故滑轮组丙的机械效率小于滑轮组甲的机械效率 实验原理 ①同一装置的机械效率并不是固定不变的，与被提升的重物有关，物重增大，机械效率升高； ②机械效率海域机械装置本身有关，与其结构、轻巧程度以及润滑程度都有关系。 影响因素 （1）与动滑轮重力、绳重和各部分的摩擦有关（） （2）与提升物体的重力有关，越大，越高（） （3）机械效率的 高低与是否省力、具体做功的多少、滑轮组绳子的绕法、提升物体的高度无关。 机械效率具有“可变性” 由可知，如果该机械的额外功一定，有用功越大，机械效率越高。比如用同一个滑轮组把一块巨石和一块小石块提起相同的高度，前者的机械效率较高。由此可见，对同一机械，她的机械效率也是可变的，而不是某一固定值。 提高机械效率的方法 （1） 尽量减少额外功，采用减轻机械本身的质量和加润滑油减小摩擦的办法。 （2） 当额外功一定时候，在机械能承受的范围内增加所做的有用功，（如使用 滑轮组体恒物体时，在绳子能承受拉力的范围内，尽可能增加每次提起的重物质量），充分发挥机械的作用。 · 例题 考点：测量滑轮组的机械效率的实验 7．（2025秋•柳州校级期中）某实验小组在测量滑轮组机械效率实验中，利用如图甲所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如表所示。 实验次序 钩码所受的重力G（N） 钩码提升高度h（m） 拉力F（N） 绳端移动距离s（m） 机械效率η 1 1 0.1 0.7 0.2 47.6% 2 1 0.2 0.7 0.6 47.6% 3 2 0.1 1.1 0.3 60.6% 4 5 0.1 2.2 0.3 （1）第4次实验测得弹簧测力计示数如图乙所示，是　 　 N，机械效率η约　 　 （精确到0.1%）； （2）比较第1、2两次实验，小组同学发现：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度　 　 （选填“有关”或“无关”）； （3）比较第3、4两次实验数据可知，同一滑轮组，　 　 越大，机械效率越高；第4次实验拉力做的额外功与第3次相比　 　 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 考点：提高滑轮组的机械效率 8．（2025春•新邵县期末）下列办法中，能提高如图滑轮组机械效率的是（　　） A．改变绕线方式，从动滑轮上开始绕线 B．增大绳子自由端的速度和拉力 C．增大动滑轮重力 D．增大被提升物体重力 考点：提高斜面的机械效率 9．（2025秋•雷州市月考）人们往卡车上装载较重的货物时，常常会在车尾斜搭一块木板，将货物沿着木板往上推，如图所示。下列说法正确是（　　） A．使用斜面可以减少额外功 B．使用斜面不省功 C．木板越长越费力 D．上推时间越少，机械效率越高 考点：斜面机械效率的测量实验 10．（2025秋•工业园区校级月考）如图所示，某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块A，收集了表中的实验数据： 次数 斜面的倾斜程度 物块重力G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率η 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% （1）实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向　 　 移动（选填“左”或“右”）。 （2）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.0N，与第二次实验相比，有用功　 　 （选填“相同”或“不同”），而拉力做的总功　 　 （选填“变大”或“变小”），这种情况下斜面的机械效率将变　 　 （选填“变大”或“变小”）； （3）把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和　 　 有关。 考点：杠杆机械效率的测量实验 11．（2025春•方城县期末）小明利用刻度均匀的杠杆探究“杠杆的平衡条件”，已知每个钩码重0.5N。 （1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时杠杆 　 　 （选填“达到”“没有达到”）平衡状态。要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 　 　 （选填“左”或“右”）调节。 （2）在图甲中的A点悬挂4个钩码，需在B点悬挂 　 　 个钩码才能使杠杆仍保持水平位置平衡，你认为实验中让杠杆在水平位置平衡的好处是 　 　 。 （3）如图乙所示，取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点斜向上拉，仍使杠杆在水平位置平衡，读出弹簧测力计的示数。若使弹簧测力计拉力的方向改为竖向上，也让杠杆在水平位置平衡，测力计的读数将 　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”），这是因为 　 　 。此时，弹簧测力计的示数为 　 　 N。 （4）小明继续探究杠杆的机械效率，他用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在B点悬挂总重为G的钩码，装置如图丙所示，用弹簧测力计作用于A点将杠杆缓慢抬升，测得弹簧测力计的拉力为F，用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2，则：（不计摩擦）杠杆机械效率的表达式为η＝ 　 　 。（用所测的物理量符号表示） 考点：杠杆的机械效率的计算 12．（2025秋•滨湖区期中）如图所示，用杠杆将质量为18kg的物体缓慢提升0.5m，不计摩擦，若杠杆的机械效率为90%，提升该物体需要做的总功是　 　 J。若将物体的悬挂点A移至B处，仍将物体缓慢提升0.5m，此过程中提升物体的拉力将　 　 （选填“变大”、“不变”或“变小”，下同），机械效率将　 　 。 考点：滑轮、滑轮组机械效率的计算 13．（2025秋•庐江县期中）如图所示，用动滑轮将重400N的物体在8s内匀速竖直提升了0.8m，拉力F为250N，不计绳重和摩擦。则在此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．有用功为200J B．动滑轮重150N C．动滑轮的机械效率为80% D．拉力F的功率为25W 考点：水平滑轮组机械效率的计算 14．（2025秋•长安区期中）如图所示，在50N的水平拉力F作用下，重800N的物体沿水平地面匀速直线运动了2m，所用时间为10s，则绳子自由端运动了　 　 m，若物体与地面间滑动摩擦力为120N，滑轮组的机械效率为　 　 ，在这段时间内物体的重力做功为　 　 J，拉力F做功的功率为　 　 W。 考点：斜面机械效率的计算 15．（2025秋•溧阳市期中）工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上。如图所示，斜面高为1m，长为3m，工人用400N沿斜面方向的力将重为900N的箱子匀速推到车上。下列分析与计算正确的是（　　） A．利用斜面可以省力，也可以省功 B．工人对箱子做的有用功为2700J C．重物移动过程中受到斜面的摩擦力为400N D．在此过程中斜面的机械效率为75% 考点：其他机械的效率计算 16．（2025•钢城区一模）如图所示是某电动叉车抬升石材的情景。叉车的项目参数如下表。某次电动叉车将1400kg的石材匀速提升至最大起升高度，用时30s。g取10N/kg，则： （1）空载的电动叉车静止时对水平地面的压强是多少？ （2）电动叉车匀速提升石材至最大起升高度的过程，对石材做的功是多少？ （3）如果此过程电动叉车消耗了6×104J的电能，那么电动叉车的效率是多少？ 项目 参数 额定载重/kg 1500 最大起升高度/m 3 空载行驶速度/（km/h） 5 空载重力/N 7200 空载轮胎接地总面积/cm2 800 考点：含有滑轮组的复杂装置机械效率的计算 17．（2025春•抚宁区期末）某学校暑期进行扩建教学楼工程，建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示，在匀速起吊重3.2×103N的物体时，物体5s内上升了6m。若滑轮组所做的额外功为1.08×104J，求： （1）滑轮组所做的有用功； （2）拉力F做功的功率； （3）滑轮组工作时的机械效率。 · 方法总结 控制变量法 在研究滑轮组的机械效率中，保持滑轮组不变，改变钩码的数量，即改变物重，探究滑轮组机械效率与物重是否有关运用了控制变量法 · 易错 × √ 1误认为功率越大，机械效率越高 实际是机械效率与功率是两个不同的概念，两者之间没有任何关系，功率大，机械效率不一定高 2误认为越省力的机械，机械效率越高； 做的有用功越多，机械效率越高； 做的总功越少，机械效率越高； 做的额外功越少，机械效率越高； 实际是机械效率表示有公共在总功中所占的比例，比例越大，机械效率越高，不能只考虑一个因素；机械效率与是否省力也必然联系 3误认为同一机械，机械效率是固定不变的 实际是同一机械在不同的做功过程中，提起的物重不同，机械效率往往不同。 · 例题 考点：机械效率 1．（2026春•同步）关于机械效率，下列说法中正确的是（　　） A．功率越大的机械，其机械效率越高 B．由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 C．机械效率越低的机械，做的功越少 D．机械效率高的机械，有用功多 考点：滑轮组中的相关计算 2．（2026春•同步）一个工人用如图所示的滑轮组提升2000N的货物，所用拉力为600N，绳子自由端在4s内拉下4m。不考虑绳重和摩擦，求： （1）机械效率。 （2）用此滑轮组提升3200N的货物所需的拉力。 · 中考真题 考点：机械效率的概念 1．（2025•湖南）如图，这是小静设计的一款无需电池和燃料的无碳小车。在重物下落驱动无碳小车运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．顶部的定滑轮可以省力 B．机械效率可达到100% C．主要是利用重力势能转化为动能 D．给车轮轴承加润滑油可以增大摩擦力 考点：机械效率的比较大小 2．（2025•天津）用如图1所示的动滑轮，先后将两个不同重物在相同时间内匀速提升相同高度，两次做功的情况如图2所示。第一次的额外功为900J，不计绳重和摩擦，则（　　） A．第一次提升重物时机械效率较低 B．第二次提升重物时的额外功较大 C．先后两次提升重物的重力之比为7：9 D．先后两次提升重物的总功率之比为6：5 考点：机械效率的简单计算 3．（2025•东营）如图所示，塔吊将重900N的货物匀速提高1m，额外功是2100J，塔吊做的有用功是 　 　 J，机械效率是 　 　 。 考点：测量滑轮组的机械效率的实验 4．（2025•广安）小丽用图甲所示的装置，测量滑轮组的机械效率。根据所学知识回答下列问题。 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升的高度h/cm 绳子自由端的拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm 机械效率η 1 1 3 0.5 ① 66.7% 2 3 5 1.4 15 71.4% 3 6 9 2.5 27 ② （1）实验时应该竖直向上 　 　 （选填“匀速”或“变速”）拉动弹簧测力计。 （2）她按照正确步骤进行了3次实验，记录数据如表格所示。第1次实验中，绳子自由端移动的距离①为 　 　 ；第3次实验中，机械效率②为 　 　 。 （3）她将图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，得出图乙装置更 　 　 。（选填“省力”或“费力”） 考点：提高滑轮组的机械效率 5．（2025•宁夏）提高机械效率对节能减排、提高经济效益有重要意义。下列措施能提高图中动滑轮机械效率的是　 　 。 A．减小物重 B．增大拉力 C．增大滑轮自重 D．给滑轮加润滑油 选择理由：　 　 。 考点：杠杆的机械效率的计算 6．（2024•呼和浩特）杠杆是一种让人类突破自身力量极限的简单机械。如图所示，OA长20cm，OB长120cm，张宇同学竖直下压B端，重物被竖直匀速顶起10cm，已知重物质量为270kg，求： （1）若不计杆重和摩擦，上述过程在B端施加多大的力； （2）若实际使用600N的力，则这个过程的机械效率。 考点：滑轮、滑轮组机械效率的计算 7．（2025•兰州）某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离和物体上升的高度随时间变化的关系分别如图线a、b所示。已知物体的质量为0.5kg，动滑轮的质量为0.1kg，绳子自由端的拉力F为2.5N。则在0～5s的时间内，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.02m/s B．滑轮组的有用功为0.5J C．拉力F的功率为0.05W D．滑轮组的机械效率为83.3% 考点：水平滑轮组机械效率的计算 8．（2025•广元）用如图所示的滑轮组将重450N的物体M沿水平地面匀速拉动1m，绳子末端拉力F大小为40N，物体M所受摩擦力大小是物重的0.2倍。则下列说法错误的是（　　） A．物体M所受摩擦力方向水平向左 B．绳子末端移动的距离为3m C．该滑轮组的机械效率为70% D．在绳子与滑轮间加润滑油可提高滑轮组的机械效率 考点：斜面机械效率的计算 9．（2025•德州）如图所示，在劳动实践活动中，小刚在水平地面与车厢间用木板搭一斜面装载货物。 （1）请在指定的位置画出货物所受重力G的示意图。 （2）已知此斜面长s＝3m，高h＝1m，小刚沿斜面方向用400N的推力将重900N的货物以1m/s的速度匀速从斜面底端推到顶端（不计空气阻力，忽略箱子大小），此过程中推力的功率为 　 　 W，斜面的机械效率为 　 　 ，物体在斜面上运动时所受摩擦力为 　 　 N。 第 2 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $