8.5 机械效率 同步练-2025-2026学年沪科版（五四学制）八年级下册

上海市初中物理（新教材2024版）八年级下学期第8章简单机械 功和能第5讲机械效率（学生版） 上海市初中物理（新教材2024版）八年级下学期第8章简单机械 功和能第5讲机械效率 有的机械能省力，有的能省距离，有没有既省力又省距离的机械呢? 知识点1、轮轴 知识梳理 1、轮轴是由一个（外围） 和一个（中间） 组成的，能绕共同轴线旋转的简单机械，叫做轮轴。半径较大的轮（外环）叫 ，半径较小的轮（内环）叫 。轮轴两个环是 。 2、轮轴的实质是一个可以连续转动的杠杆,因此轮轴的几何外形可以是圆形的，也可以是其他形状的。 如图所示， 为轮半径， 为轴半径，F1为作用在轮上的力，F2为作用在轴上的力，根据 有：F1R=F2r（动力×轮半径＝阻力×轴半径）。 2.1、若动力 F1作用在轮上，阻力 F2作用在轴上，动力臂为轮半径 R，阻力臂为轴半径 r， 就省力。 2.2、若动力 F1作用在轴上，阻力 F2作用在轮上，动力臂为轴半径 r，动力臂为轮半径 R，就费力，但省距离。 3、诀窍：轮轴=轮+轴、共同转动、轮大轴小。 专题讲练1 1.1、轮轴及其应用 1、下列说法正确的是（ ） A、如果把轮轴看成杠杆，则轮的半径一定为动力臂 B、动力作用在轴上要费力，但是可以省距离 C、如果一个轮轴的轮半径是轴半径的 5 倍，那么轮转动一圈轴转动 5 圈 D、轮轴的轮半径是轴半径的几倍，动力就是阻力的几分之一 2、下列几种简单机械，不属于轮轴的是（ ） A、盘山公路 B、扳手 C、水龙头 D、方向盘 3、如图所示的各种装置不属于轮轴的是（ ） 4、如图所示，同一轮轴使用情况不同，但两种情况中拉力F 大小相等，重物都恰能匀速上升，已知轮轴的轮半径是轴半径的 2 倍，则所挂重物 G1与 G2重力之比为（ ） A、1：1 B、2：1 C、4：1 D、1：4 5、拖拉机起动时的摇把就是一种轮轴。已知摇把手柄长60cm，摇把一端套简直径6cm，当人用力100N摇动时，套筒处受力是多大？ 6、如图所示是某轮轴的截面图。轴的直径是10厘米，动力F的作用点A到轴心O的距离为20厘米。若不计摩擦，用 牛的力可以提起400牛的重物。如摇柄转动一圈，可将重物提升 厘米。 7、如图所示为辘轳和滑轮组合的机械装置。辘轳的轴半径r为15厘米，摇把到轴心线的距离R为40厘米。利用该装置将重800牛顿的物体匀速提起。若滑轮及绳重均不计，机件间摩擦也不计，试求摇把上至少应加多大的力？ 知识点2、斜面 知识梳理 1、定义：与 方向成一定夹角（不为零）的倾斜平面叫做斜面（如图所示）。 2、斜面的特点： 2.1、斜面是一种 的简单机械，但是要 。 2.2、若忽略摩擦，斜面长是斜面高的n倍，拉力就是物体所受重力的n分之一。 2.3、计算公式：；其中：F沿斜面拉力，G物体重力，L斜面长，h斜面高。 2.4、从公式中可知：斜面高度一定时，斜面越 ，使用它就越 。 例如：在许多公共场所的楼梯旁建有供残疾人车辆上下的坡道，搁在卡车上便于把重物推上车的长木板，盘山公路等，它们都有一个倾斜的坡面，这也是一种简单机械，叫做斜面。 专题讲练2 2.1、斜面及其应用 1、在斜面高度一定的情况下，斜面越长就（ ） A、越省力 B、越省距离 C、越省功 D、无法确定 2、骑自行车上一个陡坡时，有经验的同学会沿 S 型路线骑行，他这样做是为了（ ） A、缩短上坡过程中所用时间 B、减少上坡过程中所做的功 C、减小上坡过程中所施加的力 D、增加上坡时的机械效率 3、如图所示的小山高为 h，沿 A、B、C 三条小路可以登上山顶，其中最省力者为（ ） A、A 路 B、B 路 C、C 路 D、沿三条路上山时用力一样大 4、下列实例运用到斜面原理的是（ ） 5、如图所示，若把同一个物体从斜面底部沿 AB、AC、AD 三个粗糙程度相同的斜面匀速拉到顶端 A 点时，则下列结论中正确的是（ ） A、沿着 AB 用的拉力最小 B、沿着 AC 用的拉力最大 C、沿着 AD 用的拉力最小 D、沿着三个斜面用的拉力相等 6、如图，用测力计分别沿A、B两个面拉动同一物体至相同高度（A、B两个斜面的光滑程度等情况一样），则测力计的读数将 （ ） A．一样大 B．在A面拉动时读数大 C．在B面拉动时读数大 D．无法比较 7、小文同学采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆大货车上，其中 方法更省力。 8、如图是某风景区的一段盘山公路，之所以要把上山的公路修成这般模样，是因为盘山公路相当于简单机械中的 ，使用它可以省 但不省 。 9、往车上装货物时，常常搭个斜面把重物推上去，若工人用一个倾角为 30°斜面，沿斜面用 100N 的推力使重物提高 2m，需要的做的功是 J（假设斜面很光滑，g 取 10N/kg） 10、往车上装货物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示。工人用5m 长的斜面，把 120kg 的重物提高 2m，需要的推力是 N．（假设斜面很光滑，没有摩擦，g 取 10N/kg） 11、如图所示是使用简单机械匀速提升同一物四种方式（不计机械自重和摩擦）．其中所需最小的是( )。 12、在简单机械中，把有倾斜的坡面称为斜面，它便于把重物推上某一高处。小明同学在某次课外活动课上设想研究斜面的使用特点。他先用弹簧测力计把重为G的物体缓慢提起h高度，此时测力计的示数情况如图（a）所示。再分别用弹簧测力计把该物体沿着倾角不同的光滑斜面拉到h高度，测力计的示数情况如图（b）、（c）、（d）所示。请仔细观察图中的操作和测力计的示数变化，然后归纳得出初步结论。 （1）比较图（a）与（b）〔或（a）与（c）或（a）与（d）〕两图可知： ； （2）比较图（b）与（c）与（d）三图可知： 。 13、为研究沿光滑斜面向上拉重物所需的拉力大小与哪些因素有关，某实验小组同学利用如图所示的装置进行实验。实验时多次改变斜面长度和高度，每一次用弹簧测力计拉动重为1牛的物体从斜面底端缓慢拉伸至顶端，实验数据记录在表一、表二和表三中。 (1)分析比较实验序号     的数据及相关条件，可得的初步结论是：沿光滑斜面缓慢提升同一重物时，当斜面高度相同时，拉力与斜面长度成反比； (2)分析比较实验序号1与4与8（或2与5）的数据及相关条件，可得的初步结论是：沿光滑斜面缓慢提升同一重物时，       ； (3)进一步综合分析比较表一、表二、表三的数据及相关条件，并归纳得出结论。 表一 表二 表三 次数 h（米） L（米） F（牛） 1 0.05 0.50 0.1 2 0.10 1.00 0.1 3 0.20 2.00 0.1 次数 h（米） L（米） F（牛） 4 0.10 0.50 0.2 5 0.20 1.00 0.2 6 0.30 1.50 0.2 次数 h（米） L（米） F（牛） 4 0.10 0.25 0.4 5 0.20 0.50 0.4 6 0.30 0.75 0.4 h（米） L（米） F（牛） 7 0.10 0.25 0.4 8 0.20 0.50 0.4 9 0.30 0.75 0.4 （a）分析比较表一或表二或表三的数据及相关条件，可得：沿光滑斜面缓慢提升同一重物时，     ； （b）分析比较表一和表二和表三的数据及相关条件，可得：沿光滑斜面缓慢提升同一重物时， 。 14、小红和小华在游戏中注意到：小球能静止在水平面上，但不能静止在斜面上，若对小球施加一个沿斜面向上的拉力，就能使小球静止在斜面上，为了探究这个“沿斜面向上的拉力的大小”，小红和小华用两个重力不同的光滑小球和弹簧测力计等器材按图进行实验，每一次实验时，他们改变斜面与水平面的夹角θ，并保持拉力的方向始终沿斜面向上。他们记录的实验数据如表一、表二所示。 实验 序号 斜面与水平面的夹角θ 测力计的示数（牛） 1 30° 1.5 2 45° 2.1 3 53° 2.4 实验 序号 斜面与水平面的夹角θ 测力计的示数（牛） 4 37° 3.0 5 45° 3.5 6 60° 4.3 表一 小球重为3牛 表二 小球重为5牛 θ ① 分析比较实验序号1、2和3或4、5和6的测力计示数、斜面与水平面夹角，可得出的初步结论是：重力一定的小球静止在斜面时，它受到沿斜面向上的拉力 。 ② 分析比较实验序号 的测力计示数、斜面与水平面夹角，可得出初步结论是：当斜面与水平面的夹角θ一定时，小球的重力大，使小球静止的沿斜面向上的拉力大。实验 序号 测力计的示数（牛） 7 / 8 / 9 / 表三 ③ 小华发现：当斜面与水平面的夹角θ一定时，使小球静止的沿斜面向上的拉力与重力的比值是相等的。为了验证这一发现，他们添加了一些器材继续实验。他们设计了表三用以记录相关数据，请你完成表三中空缺的栏目。 15、小周学过有关“斜面”的知识后提出了一个问题：“斜面的用力大小与斜面的倾斜程度有没有关系?”针对这问题他做了以下探究实验，并记录实验数据如下： 实验次数 斜面的 倾斜程度 物体重 G/N 物体上升高度 h/m 沿斜面拉力 F/N 物体移动距离 S/m 1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 3 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50 通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡， 。 知识点3：功的原理 1、功的原理： 1.1、动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功，即使用任何机械都不能省功，这个结论叫做功的原理。 1.2、使用任何机械时，人对机械所做的功，都不会少于不用机械而直接用手所做的功。也就是使用任何机械都不能省功，这个结论叫“功的原理”。 2、使用机械可以省力，但必须多移动距离；也可能省距离，但必须多费力。既省力又省距离的机械是不存在的。 3、功的原理不仅适用于简单机械，也适用于各种复杂机械。 拓展：使用机械的目的是什么？人们使用机械的目的有三个： (1)可以省力； (2)可以省距离； (3)可以改变力的方向． 专题讲练3 1、关于简单机械，下列说法正确的是（ ） A、对于杠杆，动力臂越长就越省力 B、对于斜面，斜面越长越省力 C、使用任何机械，绝对不可能省功 D、天平是测物体质量的，所以在完全失重的环境中也可以测物体质量 2、使用简单机械做功，下列说法中错误的是（ ） A、可以省力，不能省功 B、若省力，必费距离 C、能省功，不能省距离 D、可以改变施力的方向 3、功的原理证明了（ ） A、任何机械都能做功 B、任何机械都可以省力 C、有些机械能省功 D、任何机械都不能省功 4、下列说法中正确的是（ ） A、有些简单机械省功 B、斜面越长越省功 C、使用任何机械都不省功 D、定滑轮在使用过程中虽不省功，但是能省力 5、如图，将同一物体分别沿光滑斜面 AB、AC 以相同的速度，匀速拉到顶点 A，施加的力分别为 F1、F2。拉力做功分别为 W1、W2，拉力的功率为 P1、P2。下列正确的是（ ） A、F1＜F2 W1＞W2 P1＞P2 B、F1＞F2 W1=W2 P1＜P2 C、F1＞F2 W1＞W2 P1＞P2 D、F1＜F2 W1=W2 P1＜P2 6、如图所示的甲、乙两种装置将同一物体升高 1m，如果不计摩擦和滑轮重，那么拉力 F所做的功是（ ） A、甲多 B、乙多 C、一样多 D、不能比较 7、如图所示，斜面高 h=1m，长 s=5m，小车重 50N，用沿斜面方向的拉力 F，将小车从斜面底端匀速拉到顶端，不计斜面和小车之间的摩擦，下列说法错误的是（ ） A、拉力 F 做的功大小等于 50J B、斜面对小车支持力做的功大小等于 50J C、斜面是一种省力的简单机械 D、斜面一定不能省功 8、如图所示，利用滑轮组用拉力F=15N将重物匀速提升2m，若滑轮的重力及摩擦不计， 则拉力做的功为（ ） A、15J B、30J C、60J D、90J 9、盘山公路修成环绕山坡的盘山路线，车辆向上行驶可以( )． A减小汽车所受的阻力 B 减小汽车所需的牵引力 C增大汽车所做的功 D减小汽车所做的功 10、将重为 200N 的水泥从一楼提到三楼有三种方式选择:直接将水泥扛到三楼；在楼上装定滑轮，将水泥提到三楼；人在楼下用滑轮组将水泥提到三楼。三种方式人所做的功（ ） A、直接扛上楼做功最少 B、用定滑轮提做功最少 C、用滑轮组提做功最少 D、三种方法做功一样多 11、通过对不同机械的研究，我们发现：利用动滑轮提升重物可以 ，但手拉绳子移动的距离比重物上升的距离 ；用扫帚扫地，虽然费力，但手移动较 的距离，就可以使扫帚在地上扫过一大片。这说明，省力的机械费 ，省距离的机械费 ，既省力又省距离的机械是 。 12、如图所示，想用最小的力将重为 G=500N，半径为 r=0.5m 的轮子滚上高为 h=20cm 的台阶。这个最小力F= N， 并且至少需要做 J 的功，才能将轮子滚上台阶。 13、用一根杠杆把一个重为120N的物体匀速举高0.3m，而杠杆的动力作用点下降0.9m，则动力做的功为 J，动力为 N，动力臂与阻力臂之比为 。 （不计杠杆的重力和摩擦阻力）。 14、有一杠杆动力臂与阻力臂之比是 2:1，把一个重为 20N 的重物提升 2m，动力的大小最少为 N，所做的功为 J。 15、斜面是生产和生活中经常使用的工具，它可以省力。把物体放在斜面上向上推动，所施加的推力的大小与斜面的 和 有关。如果斜面长为 4m，高为 1m，把重为 500N 的重物推到斜面的顶端时，最少用 N 推力，最少做 J的功。 16、（1）本实验中的测量工具除了要用到弹簧测力计外，还需要用到 。 （2）实验时应当用弹簧测力计沿斜面 拉动小车并记下拉力 F；小车升高高度 h 时 运动的距离s； （3）记录数据的表格如下： 由表格数据分析后得到实验结论：使用斜面可以省力，但是多费了 。 （4）使用斜面时拉力所做的功等于斜面克服小车 做的功；也就是说使用斜面一定不能省 。 知识点4：机械效率 1、有用功：把克服像重力那样有用的阻力（如将重为 G 的物体搬上 h 高的地方）所做的功叫做有用功。 2、额外功：把克服像摩擦力那样无用的阻力所做的功叫做额外功。 3、总功：有用功+无用功=总功 4、有用功、额外功和总功 名称 定义 符号 公式 实例 有用功 使用机械做功时，对人们有用的功。 W有 W有=Gh 从井中打水时，提水所做的功。 额外功 对人们没有用，但又不得不做的功。 W额 从井中打水时，提水桶和绳子所做的功。 总功 有片j功与额外功之和。 W总 W总=W有+W额 从井中打水时，手的拉力所做的功。 5、机械效率：有用功跟总功的比值 6、机械效率通常用百分率表示。如果用η表示机械效率，W有用表示有用功，W总表示总功，那么机械效率的公式写成： η=×100％ 7、因为有用功总小于总功，因此机械效率总小于1。η值越大，表明有用功在总功中所占比例越大，因此机械效率越高。 8．机械效率的意义 （1）机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，这个机械的性能越好。 （2）机械效率的高低并不决定使用机械是省力还是费力，效率高只说明有用功在总功里所占的比例大；省力还是费力是指做一定的有用功时，所用动力的大小。机械效率高不一定省力。 9．机械效率由有用功和总功两个因素决定，分析机械效率高低时不能只考虑一个因素。 （1）当总功一定时，机械做的有用功越多，或额外功越少，机械效率就越高。 （2）当有用功一定时，机械所做的总功越少，或额外功越少，机械效率就越高。 （3）当额外功一定时，机械所做的总功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。 10．计算有用功、额外功、总功的方法 (1)总功的计算方法： 定义法：W总=Fs ，总功等于有用功和额外功之和：W总=W有+W额． 公式法：W总=或W总= (2)有用功的计算方法： 定义法：W有=Gh W有=W总-W额， 公式法：W有=W总。 (2)额外功的计算方法： 定义法：W额=fs 或W额=G’h W额=W总-W有， 公式法：W额=W总（1-）。 11．机械效率与功率的区别 项目 机械效率 功率 定义 有用功跟总功的比值。 功与所用时间的比值。 物理意义 有用功占总功比值的多少。 物体做功的快慢。 公式 η=×100％ 单位 无单位 瓦(w) 最后结果 小于l的百分数。 任何有物理意义的数据。 12、几种常见机械的机械效率的求法 13、提高滑轮组机械效率的方法 13.1、响滑轮组机械效率的因素 若不计摩擦力时，对同一滑轮组（G’一定），提升重物越重，滑轮组的机械效率越高；而提升相同的重物时，动滑轮越少、越轻的滑轮组，机械效率越高。 13.2、提高滑轮组机械效率的方法 (1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。例如，可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率。 (2)增大有用功在总功中所占的比例，在额外功不变的情况下，增大有用功的大小。 (3)换用最简单的机械。 专题讲练 1、小明用如图所示的滑轮组将一个重为120 N的物体匀速提升2m，所用的拉力为50 N，此时拉力所做的功为W，滑轮组的机械效率为1；若仍用该滑轮组提升一个重为170 N的物体，此时滑轮组的机械效率为2。则W、1、2分别为（不计绳重和摩擦）（ ） A. 240J，80%，85% B. 300J，80%，85% C. 300J，80%，80% D. 240J，75%，80% 2、如图所示，用相同的滑轮组装的甲、乙两个滑轮组，匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦。下列说法正确的是（ ） A、甲更省力，甲机械效率大 B、乙更省力，机械效率一样大 C、乙更省力，乙机械效率大 D、甲更省力，机械效率一样大 3、如图所示，将重为 100N 的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是 5m，高是2m，拉力 F=50N，则该装置的机械效率为（ ） A、40% B、50% C、80% D、100% 4、如图所示，用 400N 的力将重为 1000N 的物体匀速提升 2m，共用了 10s，在此过程中（不计绳重与摩擦），下列说法正确的是（ ） A、绳子自由端移动的速度大小为 0.4m/s B、以动滑轮为参照物，物体是运动的 C、滑轮组的机械效率大小约为 40% D、当所提重物的质量增大时，该滑轮组的机械效率将增大 5、两台机械完成的有用功之比 W1：W2=4：3，机械效率分别为η1=60%，η2=75%，则两台机械所做总功之比为（ ） A、5：3 B、3：5 C、16：15 D、15：16 6、用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦，匀速提升 2 个相同的物体，则（ ） A、甲较省力且机械效率较高 B、乙较省力且机械效率较高 C、两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同 D、两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同 7、（多选题）用机械效率不同的机械去做功。下列说法中错误的是（ ） A、机械效率大的做功多 B、机械效率大的所做的有用功一定较多 C、机械效率大的完成一定的功所需时间少 D、用机械效率大的机械做功，可以既省力又省距离 8、如图，若瓶起子起瓶盖的机械效率为 90%，这表示（ ） A、若作用在起子的动力是 10N，则阻力是 9N B、若作用在起子的阻力是 10N，则动力是 9N C、若作用在起子的动力做功 1J，则有 0.9J 的功用于起瓶盖 D、若作用在起子的动力做功 1J，则有 0.1J 的功用于起瓶盖 9、如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为 W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为 W2，机械效率为η2。若不计绳重与摩擦，则（ ） A、W1=W2，η1=η2 B、W1=W2，η1＜η2 C、W1＜W2，η1＞η2 D、W1＞W2，η1＜η2 10、已知甲、乙两种机械在做功过程中，甲的机械效率比乙的机械效率大，这表明（ ） A、甲做功比乙做功快 B、甲做的有用功比乙做的有用功多 C、甲做的额外功比乙做的额外功少 D、甲做的有用功，与总功的比值比乙大 11、一台机器的机械效率为 80%，当它完成 1000J 的总功时，所做的有用功为（ ） A、1000J B、800J C、400J D、200J 12、如图所示，质量相同的滑轮，各挂有重力相同的物体 G，相同时间内匀速提高相同的高度，且每个滑轮的重均为 G0（G＞G0），滑轮组的机械效率分别为η甲和η乙，拉力功率分别为 P 甲和 P 乙，则下列关系式中正确的是（不计摩擦和绳重）（ ） A、P 甲=P 乙，η甲=η乙 B、P 甲＜P 乙，η甲＜η乙 C、P 甲＞P 乙，η甲＜η乙 D、P 甲＞P 乙，η甲＞η乙 13、某人用重 30N 的吊桶将一桶水匀速上升拉到 3m 高处，已知拉力为 98N，他每拉一桶水所做的总功为 J，有用功为 J，他提水的效率为 。 14、某机械的效率为 60%，表示该机械做功时， 功在 功中占的比例为 60%。 15、甲、乙两台机器的效率分别为 60%和 70%，做同样的有用功，它们所做总功之比为 ； 做同样的总功，它们所做的有用功之比为 。 16、一人滑轮组的机械效率为 80%，当做了 40J 的额外功时，做的总功是 J。如果被提升的重物为 80N，则重物被提升了 m。 如图所示，工人用滑轮组提升重为240 N的物体，所用的拉力为150 N，物体在5s内匀速上升1m，求：(l)有用功； (2)滑轮组的机械效率； (3)拉力的功率。 17、如图是测定滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重 3N，实验时竖直向上匀速拉动弹簧测力计，测力计示数为 1.5N，钩码上升的高度为 8cm，不计绳重和摩擦，求： （1）弹簧测力计向上移动的距离；（2）动滑轮重；（3）滑轮组的机械效率。 18、在某建筑工地上，起重机在 2min 内把质量为 0.5t 的花岗岩碑石匀速提升了 3m，而它的电动机所做的功为 3.4×104J，g 取=10N/kg，通过计算回答： （1）这块花岗岩碑石的重力为多大？ （2）起重机对碑石所做的功是多少？ （3）起重机的机械效率是多少？ 19、如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，物体重 6N．某同学在 2s 将物体沿竖直方向匀速提升 10cm，此时弹簧测力计的示数如图所示。 求：（1）滑轮组的机械效率是多少？ （2）该同学提升物体的功率是多少？ 20、如图所示，工人用 200N 的力 F 将重为 300N 的物体在 5s 内匀速提升 1m，求： （1）工人对物体做的有用功： （2）拉力 F 做功的功率 （3）滑轮组的机械效率。 21、如图所示，用滑轮组匀速提起一个重 400N 的物体，物体在 10s 内竖直上升 2m，人拉绳的力为 250N，求： （1）人拉绳子做功的功率为多少？ （2）滑轮组的机械效率为多少？ （3）动滑轮的重是多少？（不计绳重和摩擦） 22、某工人用滑轮 2 秒内匀速提高水桶 2 米，若水桶所受重为 200 牛，滑轮重力为 40N，则： （1）工人拉绳子要用多大的力？ （2）工人拉绳子做功的功率是多少？ （3）使用该装置的机械效率是多少？ 23、某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的实验数据如下表所示。 物理量 实验 1 实验 2 实验 3 钩码重 G（N） 4 4 6 钩码上升高度 h（m） 0.1 0.1 0.1 绳子端的拉力 F（N） 1.8 1.4 2.4 绳子端移动的距离 s（m） 0.3 0.4 0.3 机械效率η 74% 83% （1）通过表中数据可分析出实验 2 时用 图做实验，机械效率η为 。 （2）通过实验 1 和实验 2 的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越 。 （3）通过实验 1 和实验 3 的数据分析可得出结论：使用同一滑轮组 ，可以提高滑轮组的机械效率。 24、小红要测量图中两滑轮组的机械效率，实验中测得的相关数据如下表所示。 （1）实验中要沿竖直方向 拉动弹簧测力计，使钩码上升。 （2）分析表中的数据可知，小红测的是 （选填“甲”或“乙”）滑轮组的机械效率第 3 次测出的机械效率为 （结果保留整数） （3）分析表中数据还可得出结论：使用同一个滑轮组提升物体时， 滑轮组的机械效率越高。 1 物理学习的核心在于思维 最基本的知识、方法才是最重要的； 30%兴趣+30%信心+30%方法+10%勤奋+l%天赋>100%成功初三物理暑假课程 学科网（北京）股份有限公司 $上海市初中物理（新教材2024版）八年级下学期第8章简单机械 功和能第5讲机械效率（教师版） 上海市初中物理（新教材2024版）八年级下学期第8章简单机械 功和能第5讲机械效率 有的机械能省力，有的能省距离，有没有既省力又省距离的机械呢? 知识点1、轮轴 知识梳理 1、轮轴是由一个（外围）轮 和一个（中间）轴 组成的，能绕共同轴线旋转的简单机械，叫做轮轴。半径较大的轮（外环）叫轮 ，半径较小的轮（内环）叫轴 。轮轴两个环是同心圆 。 2、轮轴的实质是一个可以连续转动的杠杆,因此轮轴的几何外形可以是圆形的，也可以是其他形状的。 如图所示，R 为轮半径，r 为轴半径，F1为作用在轮上的力，F2为作用在轴上的力，根据杠杆的平衡条件 有：F1R=F2r（动力×轮半径＝阻力×轴半径）。 2.1、若动力 F1作用在轮上，阻力 F2作用在轴上，动力臂为轮半径 R，阻力臂为轴半径 r， 就省力。 2.2、若动力 F1作用在轴上，阻力 F2作用在轮上，动力臂为轴半径 r，动力臂为轮半径 R，就费力，但省距离。 3、诀窍：轮轴=轮+轴、共同转动、轮大轴小。 专题讲练1 1.1、轮轴及其应用 1、下列说法正确的是（ B ） A、如果把轮轴看成杠杆，则轮的半径一定为动力臂 B、动力作用在轴上要费力，但是可以省距离 C、如果一个轮轴的轮半径是轴半径的 5 倍，那么轮转动一圈轴转动 5 圈 D、轮轴的轮半径是轴半径的几倍，动力就是阻力的几分之一 2、下列几种简单机械，不属于轮轴的是（ A ） A、盘山公路 B、扳手 C、水龙头 D、方向盘 3、如图所示的各种装置不属于轮轴的是（ D ） 4、如图所示，同一轮轴使用情况不同，但两种情况中拉力F 大小相等，重物都恰能匀速上升，已知轮轴的轮半径是轴半径的 2 倍，则所挂重物 G1与 G2重力之比为（ C ） A、1：1 B、2：1 C、4：1 D、1：4 【解析】由题意知，轮半径R是轴半径r的2倍，即R=2r， 根据杠杆平衡条件，动力×动力臂=阻力×阻力臂， 由图示可知：a图中：F×R=G1×r，则G1=2F， b图中：F×r=G1×R，则G2=F/2，所以：G1：G2=4：1，故选C 5、拖拉机起动时的摇把就是一种轮轴。已知摇把手柄长60cm，摇把一端套简直径6cm，当人用力100N摇动时，套筒处受力是多大？ 【难度】★★【答案】2000N 【解析】摇把手柄长即为轮半径，套筒的半径就是轴半径； 由杠杆平衡条件：F1R＝F2r得F2＝RF1/r＝60cm×100N/3cm＝2000N 6、如图所示是某轮轴的截面图。轴的直径是10厘米，动力F的作用点A到轴心O的距离为20厘米。若不计摩擦，用 100 牛的力可以提起400牛的重物。如摇柄转动一圈，可将重物提升 31.4 厘米。 7、如图所示为辘轳和滑轮组合的机械装置。辘轳的轴半径r为15厘米，摇把到轴心线的距离R为40厘米。利用该装置将重800牛顿的物体匀速提起。若滑轮及绳重均不计，机件间摩擦也不计，试求摇把上至少应加多大的力？ 【难度】★★★ 【答案】150N 【解析】由图知，动滑轮承重绳子的股数n=2，每段绳子上的力是F′=G/2=800N/2=400N； 根据杠杆的平衡条件得：F×R=F′×r，即：F×40cm=400N×15cm，解得：F=150N 知识点2、斜面 知识梳理 1、定义：与水平 方向成一定夹角（不为零）的倾斜平面叫做斜面（如图所示）。 2、斜面的特点： 2.1、斜面是一种省力 的简单机械，但是要费距离 。 2.2、若忽略摩擦，斜面长是斜面高的n倍，拉力就是物体所受重力的n分之一。 2.3、计算公式：；其中：F沿斜面拉力，G物体重力，L斜面长，h斜面高。 2.4、从公式中可知：斜面高度一定时，斜面越长 ，使用它就越省力 。 例如：在许多公共场所的楼梯旁建有供残疾人车辆上下的坡道，搁在卡车上便于把重物推上车的长木板，盘山公路等，它们都有一个倾斜的坡面，这也是一种简单机械，叫做斜面。 专题讲练2 2.1、斜面及其应用 1、在斜面高度一定的情况下，斜面越长就（ A ） A、越省力 B、越省距离 C、越省功 D、无法确定 2、骑自行车上一个陡坡时，有经验的同学会沿 S 型路线骑行，他这样做是为了（ C ） A、缩短上坡过程中所用时间 B、减少上坡过程中所做的功 C、减小上坡过程中所施加的力 D、增加上坡时的机械效率 3、如图所示的小山高为 h，沿 A、B、C 三条小路可以登上山顶，其中最省力者为（ A ） A、A 路 B、B 路 C、C 路 D、沿三条路上山时用力一样大 4、下列实例运用到斜面原理的是（ A ） 5、如图所示，若把同一个物体从斜面底部沿 AB、AC、AD 三个粗糙程度相同的斜面匀速拉到顶端 A 点时，则下列结论中正确的是（ A ） A、沿着 AB 用的拉力最小 B、沿着 AC 用的拉力最大 C、沿着 AD 用的拉力最小 D、沿着三个斜面用的拉力相等 6、如图，用测力计分别沿A、B两个面拉动同一物体至相同高度（A、B两个斜面的光滑程度等情况一样），则测力计的读数将 （ C ） A．一样大 B．在A面拉动时读数大 C．在B面拉动时读数大 D．无法比较 7、小文同学采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆大货车上，其中 甲 方法更省力。 8、如图是某风景区的一段盘山公路，之所以要把上山的公路修成这般模样，是因为盘山公路相当于简单机械中的 斜面 ，使用它可以省 力 但不省 距离 。 9、往车上装货物时，常常搭个斜面把重物推上去，若工人用一个倾角为 30°斜面，沿斜面用 100N 的推力使重物提高 2m，需要的做的功是 400 J（假设斜面很光滑，g 取 10N/kg） 10、往车上装货物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示。工人用5m 长的斜面，把 120kg 的重物提高 2m，需要的推力是 480 N．（假设斜面很光滑，没有摩擦，g 取 10N/kg） 11、如图所示是使用简单机械匀速提升同一物四种方式（不计机械自重和摩擦）．其中所需最小的是( D )。 12、在简单机械中，把有倾斜的坡面称为斜面，它便于把重物推上某一高处。小明同学在某次课外活动课上设想研究斜面的使用特点。他先用弹簧测力计把重为G的物体缓慢提起h高度，此时测力计的示数情况如图（a）所示。再分别用弹簧测力计把该物体沿着倾角不同的光滑斜面拉到h高度，测力计的示数情况如图（b）、（c）、（d）所示。请仔细观察图中的操作和测力计的示数变化，然后归纳得出初步结论。 （1）比较图（a）与（b）〔或（a）与（c）或（a）与（d）〕两图可知：使用斜面缓慢提升重物时，可以省力； （2）比较图（b）与（c）与（d）三图可知：使用斜面缓慢提升相同重物（到同一高度）时，斜面倾角越大，拉力越大。 13、为研究沿光滑斜面向上拉重物所需的拉力大小与哪些因素有关，某实验小组同学利用如图所示的装置进行实验。实验时多次改变斜面长度和高度，每一次用弹簧测力计拉动重为1牛的物体从斜面底端缓慢拉伸至顶端，实验数据记录在表一、表二和表三中。 (1)分析比较实验序号 2、4、7或3、5、8或6、9    的数据及相关条件，可得的初步结论是：沿光滑斜面缓慢提升同一重物时，当斜面高度相同时，拉力与斜面长度成反比； (2)分析比较实验序号1与4与8（或2与5）的数据及相关条件，可得的初步结论是：沿光滑斜面缓慢提升同一重物时，   在斜面长度一定时，拉力F与高度h成正比    ； (3)进一步综合分析比较表一、表二、表三的数据及相关条件，并归纳得出结论。 表一 表二 表三 次数 h（米） L（米） F（牛） 1 0.05 0.50 0.1 2 0.10 1.00 0.1 3 0.20 2.00 0.1 次数 h（米） L（米） F（牛） 4 0.10 0.50 0.2 5 0.20 1.00 0.2 6 0.30 1.50 0.2 次数 h（米） L（米） F（牛） 4 0.10 0.25 0.4 5 0.20 0.50 0.4 6 0.30 0.75 0.4 h（米） L（米） F（牛） 7 0.10 0.25 0.4 8 0.20 0.50 0.4 9 0.30 0.75 0.4 （a）分析比较表一或表二或表三的数据及相关条件，可得：沿光滑斜面缓慢提升同一重物时， 斜面的高h与斜面的长度L之比相同，拉力F也相同    ； （b）分析比较表一和表二和表三的数据及相关条件，可得：沿光滑斜面缓慢提升同一重物时， 斜面的高h与斜面的长度L之比越大，拉力F也越大 。 14、小红和小华在游戏中注意到：小球能静止在水平面上，但不能静止在斜面上，若对小球施加一个沿斜面向上的拉力，就能使小球静止在斜面上，为了探究这个“沿斜面向上的拉力的大小”，小红和小华用两个重力不同的光滑小球和弹簧测力计等器材按图进行实验，每一次实验时，他们改变斜面与水平面的夹角θ，并保持拉力的方向始终沿斜面向上。他们记录的实验数据如表一、表二所示。 实验 序号 斜面与水平面的夹角θ 测力计的示数（牛） 1 30° 1.5 2 45° 2.1 3 53° 2.4 实验 序号 斜面与水平面的夹角θ 测力计的示数（牛） 4 37° 3.0 5 45° 3.5 6 60° 4.3 表一 小球重为3牛 表二 小球重为5牛 θ ① 分析比较实验序号1、2和3或4、5和6的测力计示数、斜面与水平面夹角，可得出的初步结论是：重力一定的小球静止在斜面时，它受到沿斜面向上的拉力 随斜面与水平面的夹角θ增加而增大 。 ② 分析比较实验序号 2和5 的测力计示数、斜面与水平面夹角，可得出初步结论是：当斜面与水平面的夹角θ一定时，小球的重力大，使小球静止的沿斜面向上的拉力大。实验 序号 小球的重力（牛） 测力计的示数（牛） 7 5 / 8 10 / 9 15 / 表三 夹角θ为300 ③ 小华发现：当斜面与水平面的夹角θ一定时，使小球静止的沿斜面向上的拉力与重力的比值是相等的。为了验证这一发现，他们添加了一些器材继续实验。他们设计了表三用以记录相关数据，请你完成表三中空缺的栏目。 15、小周学过有关“斜面”的知识后提出了一个问题：“斜面的用力大小与斜面的倾斜程度有没有关系?”针对这问题他做了以下探究实验，并记录实验数据如下： 实验次数 斜面的 倾斜程度 物体重 G/N 物体上升高度 h/m 沿斜面拉力 F/N 物体移动距离 S/m 1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 3 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50 通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，使用斜面拉同一物体，越省力 。 知识点3：功的原理 1、功的原理： 1.1、动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功，即使用任何机械都不能省功，这个结论叫做功的原理。 1.2、使用任何机械时，人对机械所做的功，都不会少于不用机械而直接用手所做的功。也就是使用任何机械都不能省功，这个结论叫“功的原理”。 2、使用机械可以省力，但必须多移动距离；也可能省距离，但必须多费力。既省力又省距离的机械是不存在的。 3、功的原理不仅适用于简单机械，也适用于各种复杂机械。 拓展：使用机械的目的是什么？人们使用机械的目的有三个： (1)可以省力； (2)可以省距离； (3)可以改变力的方向． 专题讲练3 1、关于简单机械，下列说法正确的是（ C ） A、对于杠杆，动力臂越长就越省力 B、对于斜面，斜面越长越省力 C、使用任何机械，绝对不可能省功 D、天平是测物体质量的，所以在完全失重的环境中也可以测物体质量 2、使用简单机械做功，下列说法中错误的是（ C ） A、可以省力，不能省功 B、若省力，必费距离 C、能省功，不能省距离 D、可以改变施力的方向 3、功的原理证明了（ D ） A、任何机械都能做功 B、任何机械都可以省力 C、有些机械能省功 D、任何机械都不能省功 4、下列说法中正确的是（ C ） A、有些简单机械省功 B、斜面越长越省功 C、使用任何机械都不省功 D、定滑轮在使用过程中虽不省功，但是能省力 5、如图，将同一物体分别沿光滑斜面 AB、AC 以相同的速度，匀速拉到顶点 A，施加的力分别为 F1、F2。拉力做功分别为 W1、W2，拉力的功率为 P1、P2。下列正确的是（ D ） A、F1＜F2 W1＞W2 P1＞P2 B、F1＞F2 W1=W2 P1＜P2 C、F1＞F2 W1＞W2 P1＞P2 D、F1＜F2 W1=W2 P1＜P2 6、如图所示的甲、乙两种装置将同一物体升高 1m，如果不计摩擦和滑轮重，那么拉力 F所做的功是（ C ） A、甲多 B、乙多 C、一样多 D、不能比较 7、如图所示，斜面高 h=1m，长 s=5m，小车重 50N，用沿斜面方向的拉力 F，将小车从斜面底端匀速拉到顶端，不计斜面和小车之间的摩擦，下列说法错误的是（ B ） A、拉力 F 做的功大小等于 50J B、斜面对小车支持力做的功大小等于 50J C、斜面是一种省力的简单机械 D、斜面一定不能省功 8、如图所示，利用滑轮组用拉力F=15N将重物匀速提升2m，若滑轮的重力及摩擦不计， 则拉力做的功为（ D ） A、15J B、30J C、60J D、90J 9、盘山公路修成环绕山坡的盘山路线，车辆向上行驶可以( B )． A减小汽车所受的阻力 B 减小汽车所需的牵引力 C增大汽车所做的功 D减小汽车所做的功 10、将重为 200N 的水泥从一楼提到三楼有三种方式选择:直接将水泥扛到三楼；在楼上装定滑轮，将水泥提到三楼；人在楼下用滑轮组将水泥提到三楼。三种方式人所做的功（ A ） A、直接扛上楼做功最少 B、用定滑轮提做功最少 C、用滑轮组提做功最少 D、三种方法做功一样多10、11、通过对不同机械的研究，我们发现：利用动滑轮提升重物可以 省力 ，但手拉绳子移动的距离比重物上升的距离 多 ；用扫帚扫地，虽然费力，但手移动较 少 的距离，就可以使扫帚在地上扫过一大片。这说明，省力的机械费 距离 ，省距离的机械费 力 ，既省力又省距离的机械是 不存在的 。 12、如图所示，想用最小的力将重为 G=500N，半径为 r=0.5m 的轮子滚上高为 h=20cm 的台阶。这个最小力 F= 200     N， 并且至少需要做 100 J 的功，才能将轮子滚上台阶。 13、用一根杠杆把一个重为120N的物体匀速举高0.3m，而杠杆的动力作用点下降0.9m，则动力做的功为 36 J，动力为 40 N，动力臂与阻力臂之比为 3：1 。 （不计杠杆的重力和摩擦阻力）。 14、有一杠杆动力臂与阻力臂之比是 2:1，把一个重为 20N 的重物提升 2m，动力的大小最少为 10 N，所做的功为 40 J。 15、斜面是生产和生活中经常使用的工具，它可以省力。把物体放在斜面上向上推动，所施加的推力的大小与斜面的 高度 和 长度 有关。如果斜面长为 4m，高为 1m，把重为 500N 的重物推到斜面的顶端时，最少用 125 N 推力，最少做 500 J的功。 16、（1）本实验中的测量工具除了要用到弹簧测力计外，还需要用到 刻度尺 。 （2）实验时应当用弹簧测力计沿斜面 匀速 拉动小车并记下拉力 F；小车升高高度 h 时 沿斜面 运动的距离s； （3）记录数据的表格如下： 由表格数据分析后得到实验结论：使用斜面可以省力，但是多费了 距离 。 （4）使用斜面时拉力所做的功等于斜面克服小车 重力 做的功；也就是说使用斜面一定不能省 功 。 知识点4：机械效率 1、有用功：把克服像重力那样有用的阻力（如将重为 G 的物体搬上 h 高的地方）所做的功叫做有用功。 2、额外功：把克服像摩擦力那样无用的阻力所做的功叫做额外功。 3、总功：有用功+无用功=总功 4、有用功、额外功和总功 名称 定义 符号 公式 实例 有用功 使用机械做功时，对人们有用的功。 W有 W有=Gh 从井中打水时，提水所做的功。 额外功 对人们没有用，但又不得不做的功。 W额 从井中打水时，提水桶和绳子所做的功。 总功 有片j功与额外功之和。 W总 W总=W有+W额 从井中打水时，手的拉力所做的功。 5、机械效率：有用功跟总功的比值 6、机械效率通常用百分率表示。如果用η表示机械效率，W有用表示有用功，W总表示总功，那么机械效率的公式写成： η=×100％ 7、因为有用功总小于总功，因此机械效率总小于1。η值越大，表明有用功在总功中所占比例越大，因此机械效率越高。 8．机械效率的意义 （1）机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，这个机械的性能越好。 （2）机械效率的高低并不决定使用机械是省力还是费力，效率高只说明有用功在总功里所占的比例大；省力还是费力是指做一定的有用功时，所用动力的大小。机械效率高不一定省力。 9．机械效率由有用功和总功两个因素决定，分析机械效率高低时不能只考虑一个因素。 （1）当总功一定时，机械做的有用功越多，或额外功越少，机械效率就越高。 （2）当有用功一定时，机械所做的总功越少，或额外功越少，机械效率就越高。 （3）当额外功一定时，机械所做的总功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。 10．计算有用功、额外功、总功的方法 (1)总功的计算方法： 定义法：W总=Fs ，总功等于有用功和额外功之和：W总=W有+W额． 公式法：W总=或W总= (2)有用功的计算方法： 定义法：W有=Gh W有=W总-W额， 公式法：W有=W总。 (2)额外功的计算方法： 定义法：W额=fs 或W额=G’h W额=W总-W有， 公式法：W额=W总（1-）。 11．机械效率与功率的区别 项目 机械效率 功率 定义 有用功跟总功的比值。 功与所用时间的比值。 物理意义 有用功占总功比值的多少。 物体做功的快慢。 公式 η=×100％ 单位 无单位 瓦(w) 最后结果 小于l的百分数。 任何有物理意义的数据。 12、几种常见机械的机械效率的求法 13、提高滑轮组机械效率的方法 13.1、响滑轮组机械效率的因素 若不计摩擦力时，对同一滑轮组（G’一定），提升重物越重，滑轮组的机械效率越高；而提升相同的重物时，动滑轮越少、越轻的滑轮组，机械效率越高。 13.2、提高滑轮组机械效率的方法 (1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。例如，可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率。 (2)增大有用功在总功中所占的比例，在额外功不变的情况下，增大有用功的大小。 (3)换用最简单的机械。 专题讲练 1、小明用如图所示的滑轮组将一个重为120 N的物体匀速提升2m，所用的拉力为50 N，此时拉力所做的功为W，滑轮组的机械效率为1；若仍用该滑轮组提升一个重为170 N的物体，此时滑轮组的机械效率为2。则W、1、2分别为（不计绳重和摩擦）（ B ） A. 240J，80%，85% B. 300J，80%，85% C. 300J，80%，80% D. 240J，75%，80% 2、如图所示，用相同的滑轮组装的甲、乙两个滑轮组，匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦。下列说法正确的是（ B ） A、甲更省力，甲机械效率大 B、乙更省力，机械效率一样大 C、乙更省力，乙机械效率大 D、甲更省力，机械效率一样大 3、如图所示，将重为 100N 的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是 5m，高是2m，拉力 F=50N，则该装置的机械效率为（ A ） A、40% B、50% C、80% D、100% 4、如图所示，用 400N 的力将重为 1000N 的物体匀速提升 2m，共用了 10s，在此过程中（不计绳重与摩擦），下列说法正确的是（ D ） A、绳子自由端移动的速度大小为 0.4m/s B、以动滑轮为参照物，物体是运动的 C、滑轮组的机械效率大小约为 40% D、当所提重物的质量增大时，该滑轮组的机械效率将增大 5、两台机械完成的有用功之比 W1：W2=4：3，机械效率分别为η1=60%，η2=75%，则两台机械所做总功之比为（ A ） A、5：3 B、3：5 C、16：15 D、15：16 6、用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦，匀速提升 2 个相同的物体，则（ C ） A、甲较省力且机械效率较高 B、乙较省力且机械效率较高 C、两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同 D、两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同 7、（多选题）用机械效率不同的机械去做功。下列说法中错误的是（ ABCD ） A、机械效率大的做功多 B、机械效率大的所做的有用功一定较多 C、机械效率大的完成一定的功所需时间少 D、用机械效率大的机械做功，可以既省力又省距离 8、如图，若瓶起子起瓶盖的机械效率为 90%，这表示（ C ） A、若作用在起子的动力是 10N，则阻力是 9N B、若作用在起子的阻力是 10N，则动力是 9N C、若作用在起子的动力做功 1J，则有 0.9J 的功用于起瓶盖 D、若作用在起子的动力做功 1J，则有 0.1J 的功用于起瓶盖 9、如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为 W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为 W2，机械效率为η2。若不计绳重与摩擦，则（ C ） A、W1=W2，η1=η2 B、W1=W2，η1＜η2 C、W1＜W2，η1＞η2 D、W1＞W2，η1＜η2 10、已知甲、乙两种机械在做功过程中，甲的机械效率比乙的机械效率大，这表明（ D ） A、甲做功比乙做功快 B、甲做的有用功比乙做的有用功多 C、甲做的额外功比乙做的额外功少 D、甲做的有用功，与总功的比值比乙大 11、一台机器的机械效率为 80%，当它完成 1000J 的总功时，所做的有用功为（ B ） A、1000J B、800J C、400J D、200J 12、如图所示，质量相同的滑轮，各挂有重力相同的物体 G，相同时间内匀速提高相同的高度，且每个滑轮的重均为 G0（G＞G0），滑轮组的机械效率分别为η甲和η乙，拉力功率分别为 P 甲和 P 乙，则下列关系式中正确的是（不计摩擦和绳重）（ C ） A、P 甲=P 乙，η甲=η乙 B、P 甲＜P 乙，η甲＜η乙 C、P 甲＞P 乙，η甲＜η乙 D、P 甲＞P 乙，η甲＞η乙 物体提高相同高度，甲滑轮上升更多高度，做的总功更多，效率更低 13、某人用重 30N 的吊桶将一桶水匀速上升拉到 3m 高处，已知拉力为 98N，他每拉一桶水所做的总功为 294 J，有用功为 204 J，他提水的效率为 69.4% 。 14、某机械的效率为 60%，表示该机械做功时， 有用 功在 总 功中占的比例为 60%。 15、甲、乙两台机器的效率分别为 60%和 70%，做同样的有用功，它们所做总功之比为 7：6 ； 做同样的总功，它们所做的有用功之比为 6：7 。 16、一人滑轮组的机械效率为 80%，当做了 40J 的额外功时，做的总功是 200 J。如果被提升的重物为 80N，则重物被提升了 2 m。 如图所示，工人用滑轮组提升重为240 N的物体，所用的拉力为150 N，物体在5s内匀速上升1m，求：(l)有用功； (2)滑轮组的机械效率； (3)拉力的功率。 17、如图是测定滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重 3N，实验时竖直向上匀速拉动弹簧测力计，测力计示数为 1.5N，钩码上升的高度为 8cm，不计绳重和摩擦，求： （1）弹簧测力计向上移动的距离；（2）动滑轮重；（3）滑轮组的机械效率。 动滑轮上有 3 股绳 （1）s=3h=3×8cm=24cm （2）G 轮=3F 拉-G 码=3×1.5N-3N=1.5N （3）η=66.7% 18、在某建筑工地上，起重机在 2min 内把质量为 0.5t 的花岗岩碑石匀速提升了 3m，而它的电动机所做的功为 3.4×104J，g 取=10N/kg，通过计算回答： （1）这块花岗岩碑石的重力为多大？ （2）起重机对碑石所做的功是多少？ （3）起重机的机械效率是多少？ （1）G=mg=500kg×10N/kg=5000N （2）W 有用=Gh=5000N×3m=15000J （3）η=W 有用/W 总×100%=15000J/34000J×100%=44.1% 19、如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，物体重 6N．某同学在 2s 将物体沿竖直方向匀速提升 10cm，此时弹簧测力计的示数如图所示。 求：（1）滑轮组的机械效率是多少？ （2）该同学提升物体的功率是多少？ （1）W 有用=Gh=6N×0.1m=0.6J s=3h=3×0.1m=0.3m W 总=Fs=2.4×0.3m=0.72J η=W 有用/W 总×100%=0.6J/0.72J×100%=83.3% （2）P=W 总/t=0.72J/2s=0.36W 20、如图所示，工人用 200N 的力 F 将重为 300N 的物体在 5s 内匀速提升 1m，求： （1）工人对物体做的有用功： （2）拉力 F 做功的功率 （3）滑轮组的机械效率。 （1）W 有用=Gh=300N×1m=300J （2）s 绳=2s 物=2×1m=2m W 总=Fs 绳=200N×2m=400J P=W 总/t=400J/5s=80W （3）η=W 有用/W 总×100%=300J/400J×100%=75% 21、如图所示，用滑轮组匀速提起一个重 400N 的物体，物体在 10s 内竖直上升 2m，人拉绳的力为 250N，求： （1）人拉绳子做功的功率为多少？ （2）滑轮组的机械效率为多少？ （3）动滑轮的重是多少？（不计绳重和摩擦） （1）s 绳=2s 物=2×2m=4m W 总=Fs 绳=250N×4m=1000J P=W 总/t=1000J/10s=100W （2）W 有用=Gh=400N×2m=800J η=W 有用/W 总×100%=800J/1000J×100%=80% （3）W 无用=W 总-W 有用=1000J-800J=200J G 轮=W 无用/s 物=200J/2m=100N 22、某工人用滑轮 2 秒内匀速提高水桶 2 米，若水桶所受重为 200 牛，滑轮重力为 40N，则： （1）工人拉绳子要用多大的力？ （2）工人拉绳子做功的功率是多少？ （3）使用该装置的机械效率是多少？ F=1/2G 总=120N S=2h=4m，W=Fs=120N×4m=480J；P=W/t=480J/2s=240W W 有用=Gh=200N×2m=400J η=W 有用/W×100%=400J/480J×100%=83.3% 23、某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的实验数据如下表所示。 物理量 实验 1 实验 2 实验 3 钩码重 G（N） 4 4 6 钩码上升高度 h（m） 0.1 0.1 0.1 绳子端的拉力 F（N） 1.8 1.4 2.4 绳子端移动的距离 s（m） 0.3 0.4 0.3 机械效率η 74% 83% （1）通过表中数据可分析出实验 2 时用 乙 图做实验，机械效率η为 71.4% 。 （2）通过实验 1 和实验 2 的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越 低 。 （3）通过实验 1 和实验 3 的数据分析可得出结论：使用同一滑轮组 提升更重的物体时 ，可以提高滑轮组的机械效率。 24、小红要测量图中两滑轮组的机械效率，实验中测得的相关数据如下表所示。 （1）实验中要沿竖直方向 匀速 拉动弹簧测力计，使钩码上升。 （2）分析表中的数据可知，小红测的是 甲 （选填“甲”或“乙”）滑轮组的机械效率第 3 次测出的机械效率为 87% （结果保留整数） （3）分析表中数据还可得出结论：使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体重力越大 滑轮组的机械效率越高。 1 物理学习的核心在于思维 最基本的知识、方法才是最重要的； 30%兴趣+30%信心+30%方法+10%勤奋+l%天赋>100%成功初三物理暑假课程 学科网（北京）股份有限公司 $