12.4 机械效率-【随堂笔记】2025-2026学年八年级下册物理（人教版·新教材）

第4节 机械效率 课前·预习笔记 预1，知道有用功、额外功和总功的含义，知道它们之间的关系 习 ·2.理解机械效率的概念，能结合具体实例认识什么是有用功、额外功和总功，会计算 目 机械效率。重点© 标 第步明确考情 1.考频：5年724考 2.分值：6分 3.题型：选择题、填空题和计算题 第步梳理知识 1.为了达到目的，人们必须要做的对人有用的功叫作有用功，用符号W有用表示。 2.为了达到一定目的，并不需要但又不得不做的功，叫作额外功，用符号W额外表 不c 3.有用功与额外功之和是总共做的功，叫作总功，用W总表示。总功、有用功和额 外功之间的关系式为W有用+W额外=W总。 4.任何机械都不能省功。 预 习 5.物理学中，将有用功与总功的比值叫作机枝效率：公式为刀 W有用 任 务 6.任何机械都不可避免地要做额外功，因此，有用功总是小于总功。所以？总是 小于1。 第步预习检测 1.下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是() A.越省力的机械，机械效率越高 B.做功越快的机械，所做的总功越大 C.所做有用功越多的机械，机械效率越高 D.使用机械可以省力或省距离，但不能省功 2.如图所示为动滑轮提起重物的过程，下列选项对动滑轮的机械效率的分析 正确的是( ) A.拉力F越大，机械效率越高 B.升高的越高，机械效率越高 C.物体越重，机械效率越高 D.动滑轮越重，机械效率越高 G 184 随堂笔记人教版8年级物理下册 课堂·听课笔记 新知解读 知识点1》 有用功和额外功 举一反三》参考答案见答案册P26 1.有用功 在物理学中，把完成某项任务时有实用价值的功，叫作 有用功，用符号W有用表示。 2.额外功 把其他无实用价值而又不得不做的功，叫作额外功，用W额外 表示。 3.总功 有用功与额外功之和是总功，用W总表示，W总=W有用+ W领外· 1-1用水桶从井中提水的时 温馨提示： 候，对 做的功是有 区分有用功与额外功的关键是看做功需要达到什么目的。在 用功，对 做的功是 同一做功过程中，目的不同，功的性质就不一样。若一只桶掉入井 额外功；如果桶掉到井里， 里，我们要将桶从井中提出来，则克服桶的重力做的功是有用功， 捞上的桶里带了一些水，则 而克服桶中可能带出来的水的重力与绳的重力做的功是额外功。 对水做的功是 功。 例1喝茶水时，人从桌面上端起盛茶水的茶杯，人对茶杯做 的功是 ，对茶水做的功是 ，对茶杯和茶水做 的功是 。(均选填“有用功”“额外功”或“总功”) 【解析】喝茶水的人，从桌面上端起盛茶水的茶杯，目的是端 茶水，因此对茶水做的功是有用功；端起盛茶水的茶杯，克服 茶杯重力做的功，并非我们需要但又不得不做的是额外功：对 茶杯和茶水做的功是总功。 【答案】额外功有用功总功 知识点2》机械效率 举一反三》参考答案见答案册P26 1.定义 物理学中，把有用功跟总功的比值叫作机械效率，用) 表示。 2.计算公式 2-1下列说法正确的 机械效率（常用百分数来表示）η W有用×100%。 W总 是() A.用同一水桶从井中提水 推导式：W有用=W总？（求有用功），W总= 有用（求总功）。 时，提一桶水比提半桶水 的机械效率高 第十二章简单机械185 3.影响机械效率高低的因素 B.水桶掉到井里，把水桶捞 (1)影响杠杆机械效率的因素 上来时，对桶做的功是额 杠杆自身的重力、杠杆与物体之间的摩擦力，物体的重力等 外功 都会影响杠杆的机械效率。杠杆自身的重力越小、杠杆与物 C.用动滑轮提升重物时，绳 体之间的摩擦力越小、物重越大，杠杆的机械效率越高。 子自由端拉力做的功是有 (2)影响滑轮组机械效率的因素 用功 动滑轮的重力、绳的重力、滑轮与绳间的摩擦力、滑轮与轴 D.使用机械过程中，额外功 间的摩擦力、物体的重力等都会影响滑轮组的机械效率。动 越少，则机械效率就越高 滑轮和绳的重力越小、滑轮与绳间的摩擦力越小、滑轮与轴 间的摩擦力越小、物重越大，滑轮组的机械效率越高。 (3)影响斜面机械效率的因素 斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度会影响斜面的机械效率。 斜面的倾斜程度越大、斜面越光滑，斜面的机械效率越高。 2-2用四只完全相同的滑轮 区易错警示 和两根相同的绳子组成如图所 机械效率的高低并不决定使用机械是省力还是费 示的甲、乙两个滑轮组，将重 力，效率高只说明有用功在总功中所占的比例大，不一定省力。 450N的货物匀速吊起2m高。 例2生产生活中常常会用到各种机械设备，下列判断正确 每只滑轮重为50N,绳自由 的是() 端的拉力的大小分别为F,和 A.做功多的机械功率一定大 F2,若不计绳重和摩擦， B.功率大的机械做功一定快 F F2（选填“大于” C.做功快的机械效率一定高 “等于”或“小于”)，甲滑 D.精密机械的效率能达到100% 轮组的机械效率为 【解析】功率等于做功的多少与所用时间的比值，做功多，但 所用时间不确定，所以不能确定功率的大小，故A错误；功率 是描述物体做功快慢的物理量，功率大的机械做功一定快，故 B正确：效率越高的机械，表示有用功占总功的比例越大，与 甲 做功的快慢无关，故C错误；有用功和总功的比值叫作机械效 率，只要使用机械，就必然会克服机械重力或克服摩擦力做额 外功，即额外功总是存在的，所以有用功总是小于总功，机械 效率总小于1，即效率不可能达到100%，故D错误。 【答案】B 知识点3》 不同机械的机械效率的计算 举一反三》参考答案见答案册P26 模型 有用功 总功 机械效率 克服G 7= W有腿×100%= 拉力做的功 Wè 做的功 C W=Fs,s=h G W有用=Gh 2×100%=F 100% 186 随堂笔记人教版8年级物理下册 续表 模型 有用功 总功 机械效率 拉力做的功W 7= W6用×100%= 克服 G =Fs,s=nh W总 做的功 (n为承担动 号 Ch ×100%= 滑轮绳子的段 h大 a W有用=Gh 数) 100%= nF100% W有用 物 克服∫做 拉力做的功W = 100%= F's 的 功 =Fns物(n为 W有用 ×100%= 5物大 = 承担动滑轮绳 Fs物 f物 子的段数) 100%=fx10% 3-1建筑工人通过如图所示 的装置将一桶质量为45kg的 涂料从地面提起，桶离开地 克服G 面后在4s内缓慢上升0.8m, 做的功 拉力做的功W 7= W有用×100%= W总 工人所用的拉力为500N。 Fs W有用=Gh Ch ×100% g取10N/kg,下列说法正确 Es 的是( 例3小聪想搬起地面上重350N的石块，但未搬起： 小明用 重50N的动滑轮在6s内将此石块匀速竖直提升3m,如图所 示（不计绳重和滑轮摩擦），下列说法不正确的是( A.搬石块时，小聪没有对石块做功 B.绳子自由端的拉力为200N A.该装置做的有用功为400J B.该装置的机械效率为90% C.动滑轮的机械效率为87.5% C.绳子自由端移动的平均速 D.拉力的功率为100W 度为0.4m/s 【解析】搬石块时，小聪用了力，但没有搬动石块，有力、无 D.桶离开地面前，工人拉力 距离，小聪没有对石块做功，故A正确；动滑轮上的绳子段数 逐渐增大，桶对地面的压 为n=2,不计绳重和滑轮摩擦，绳子自由端的拉力 强不变 P=6+G,)×(350N+50N)=200N,放B正确：拉力做的 功W=F=Fh=200N×2x3m=1200J,拉力的功率P=W= 1200J-200W,故D错误；动滑轮的机械效率刀=W号5 W有用_Gh」 6s Gh G 350 N Fnh nF 2x200 N =87.5%,故C正确。 【答案】D 第十二章简单机械187 课本练习[教材P121练习与应用] (答案 1.利用滑轮组提起重物时， 1.用滑轮组匀速提升重物的过程中，哪个是有用功？哪些是额 克服重力所做的功就是有用 外功？ 功，克服机械间的摩擦做的 2.一台起重机将重3600N的货物缓慢提高4m,起重机做的有 功以及提起动滑轮和绳子做 用功是多少？如果额外功是9600J,总功是多少？机械效率 的功，属于额外功。 是多少？起重机所做的额外功是由哪些因素引起的？ 2.1.44×104J2.4×104J 3.两位同学分别用自己的器材测量滑轮组的机械效率，下表是 60%起重机所做的额外功 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 是由绳重、摩擦、动滑轮重 机械效率不同的原因可能是什么。 等因素引起的。 钩码所受 提升 绳端移动 3.0.10.1566.7%0.3 拉力 有用功 总功 机械 的重力 高度 的距离 0.3683.3% F/N W有用/小 W急/小 效率n G/N 4.没有因为使用机械做功 h/m s/m 时，必然要克服机械受到的 甲同学 1.0 0.1 0.5 0.3 重力、摩擦力等做额外功 乙同学 3.0 0.1 1.2 0.3 使用轻质的动滑轮和绳子， 4.有没有机械效率为100%的机械？为什么？举例说明，通过 减小滑轮和轴间的摩擦，增 什么途径可以提高机械效率。 大提升的物重 5.用一个动滑轮在5s内将一个重200N的物体向上提起3m, 5.66.7%180W 拉力为150N。这个动滑轮的机械效率是多少？拉力的功率 是多少？ 课后·提升笔记 题型训练 题型1●>竖直滑轮组机械效率的计算 变式训练》参考答案见答案册P26 例1建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为300N的建 材从地面匀速运送到离地面8m的高处，所用时间为40s。已 知动滑轮重为40N,不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确 的是() 仔细计算，选择正确选项 1-1如图所示，用滑轮组匀 速提升重为200N的物体， 拉力F为125N,物体升高的 高度为4m,不计绳重和摩 A.工人做的总功为2400J 擦，则在此过程中，下列说 B.工人拉力的功率为60W 法正确的是() 188随堂笔记人教版8年级物理下册 C.此过程中该装置的机械效率约为88% D.可以通过增加动滑轮个数的方法提高该装置的机械效率 【解析】不计滑轮组的绳重和摩擦，动滑轮绳子的段数是2， 此时的拉力为F=2G+G,)=x(300N+40N)=170N,拉力方 A.总功为800J 向上移动的距离为s=2h=2×8m=16m,工人做的总功W急=Fs= B.动滑轮重为5N 170N×16m=2720J,故A错误；工人拉力的功率P= W总一 C.绳端移动的距离为4m t D.滑轮组的机械效率为80% 2720J=68W,故B错误；此过程中该装置的机械效率刀= 40s W有用_Gh_300N×8m=88%,故C正确；增加动滑轮个数，所做 W总W点2720J 的额外功会增加，该装置的机械效率会减小，故D错误。 【答案】C 题型2●>水平滑轮组机械效率的计算 变式训练》参考答案见答案册P26 例2如图所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的 物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面之间的滑动摩擦 力是自身重力的0.2倍，绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s。 则() A.拉力F的功率为3W 2-1（双选)如图所示，用 B.1min内物体移动的距离为36m 滑轮组拉着重450N的物体 C.1min内拉力所做的有用功为1440J A,使它5s内在水平面上匀 D.该过程中，滑轮组的机械效率为85% 速前进1m,拉力F=75N,物 体与地面之间的摩擦力是物 【解析】根据P=”_B=Fm计算拉力的功率P=Fm=50N× 体重力的0.2倍，下列说法 正确的是( 0.6m/s=30W,故A错误；绳子自由端移动的距离s=t= F 0.6m/s×60s=36m;动滑轮上绳子的段数n=3,物体移动的 ©A ×36m=12m,故B错误；物体与地面之间的滑 A. 拉力做的总功是150J B.拉力做的有用功是450J 动摩擦力f=0.2G=0.2×600N=120N,克服物体与地面间的滑 C.拉力做功的功率是15W 动摩擦力做的功为有用功，W有用=f5物=120N×12m=1440J,故 D.该过程中滑轮组的机械效 C正确；1min内拉力做功W总=Pt=30W×60s=1800J,该过程 率是60% 中，滑轮组的机械效率刃W。 WAx100%6=40 ×100%=80%,故 1800J D错误。 【答案】c 第十二章简单机械189 题型3●》斜面机械效率计算 变式训练》参考答案见答案册P27 例3如图所示，固定的斜面长s=2m,高h=0.5m,用50N 3-1如图是小龙测量斜面机械 的拉力沿斜面向上把一个重60N的物体在4s内从斜面底端匀 效率的实验装置。斜面粗糙程 速拉到顶端，这一过程中() 度均匀。现用平行于斜面向上 A.对物体做的有用功为120J 的恒定拉力F,将重6N的物 体以1m/s的速度匀速拉到斜 B.物体受到的摩擦力为50N 面顶端，测得斜面的机械效 C.拉力做功的功率为25W 率为75%。则下列说法正确 D.斜面的机械效率为70% 的是( 【解析】对物体做的有用功W有用=Gh=60N×0.5m=30J,故A 错误；拉力做的总功W点=Fs=50N×2m=100J,克服摩擦力做 5 m 30° 功W额外=W总-W有用=100J-30J=70J,由W概外=5得物体受到 的摩擦力f= W A.拉力做功为3J W*_0J-35N,故B错误；拉力的功率P= B.物体受到的摩擦力为1.5N s 2m t C.该过程中，物体的机械能 100J=25W,故C正确：斜面的机械效率刀 4s W有用×100%= W色 不变 D.若以2m/s的速度匀速拉 30J 100%=30%,故D错误。 100J 动物体，斜面机械效率仍 为75% 【答案】C 杠杆原理与机械效率公式合理运用 题型4》杠杆机械效率的计算 变式训练》参考答案见答案册P27 例4如图所示，一根质量分布均匀的细棒OA,C是它的中 4-1用如图装置提升物体， 先将重为G的钩码挂在均匀 点，现在A点竖直向上施力将挂在C点的重为180N的物体匀 铁质杠杆上的A点，弹簧测 速提升0.3m,木棒的机械效率为90%，不计摩擦，木棒重为 力计作用于C点，竖直向上 匀速拉动测力计，使钩码上 N 升h,杠杆的机械效率为n1: 若仅将弹簧测力计改挂到B 点，仍竖直向上匀速拉动测 力计，使钩码上升h,杠杆 【解析】有用功W有用=G物h=180N×0.3m=54J,C为0A的中 的机械效率为？2，摩擦不计， 则( 点，故当物体上升0.3m时，C点（杠杆的重心）上升0.3m; 不计摩擦，机械效率？= W有用 W有用 W有用 W总一W有用+W额外W有用+G木h' 即90%= 54J 54J+G*×0.3m 解得G本=20N。 【答案】20 A.71<72 B.71=72 C.71>m2 D.无法判断 190 随堂笔记人教版8年级物理下册 链接中考 考点◆机械效率的相关计算 典例2[河南中考]如图，甲、乙两人用不同的 题型 难度 分值 装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提 选择题、计算题 ★★★ 6分 升到同一平台，不计绳重与摩擦。下列说法正 典例①[淄博中考]在“观察滑轮的使用”实 确的是（ 验中，用如图所示的两种方式将同一物体匀速 甲 提升20cm(不计绳重和摩擦)。下列说法正 确的是( A.甲做的有用功多 B.乙做的总功多 C.甲做总功的功率大 甲 乙 D.乙所用装置的机械效率小 A.物体所受的重力是3.6N 【解析】提升货物的重力相等，在相同的时间 B.图乙中弹簧测力计上升20cm 内货物升高了相同的距离，由W有用=Gh可知， C.图乙中弹簧测力计的示数是物重的一半 两次提升货物所做的有用功相等，故A错误： D.图甲中滑轮的机械效率比图乙中的高 甲使用的是动滑轮，拉力端移动距离s甲=2h, 【解析】由图甲可知，该滑轮的轴固定不动， 不计绳重和摩擦，甲使用动滑轮，拉力F甲= 该滑轮是定滑轮，不计绳重和摩擦，则弹簧测 G+C入，所以拉力做功W甲=F单5甲= 1 力计的示数等于物体所受的重力，其中弹簧测 力计的分度值为0.2N,示数为2.4N,则物体 2(G+C)×2h=(G+G)h>Gh:乙使用定滑轮. 所受的重力是2.4N,故A错误；由图乙可知， 该滑轮的轴随物体一起运动，该滑轮是动滑 拉力F乙=G,拉力做功W乙=F乙s乙=Gh,所以 轮，n=2,将物体提升20cm,则弹簧测力计 乙所用装置中拉力做的总功少，由P=”知乙 上升20cm×2=40cm,不计绳重和摩擦，则弹 所用装置中拉力做总功的功率小，甲做总功的 簧测力计的示数为物体和动滑轮总重的一半， 故B、C错误；不计绳重和摩擦，图甲中滑轮 功率大，故B错误，C正确；不计绳重和摩 的机械效率刀甲=100%，图乙中滑轮的机械效 擦，使用定滑轮时，额外功为0，机械效率为 100%;使用动滑轮时，要提升动滑轮做额外 率mz G,则刀甲>≥2，即图甲中滑轮的 G物+G轮 功，机械效率小于100%；所以两种装置的机 机械效率比图乙中的高，故D正确。 械效率nz>n甲，故D错误。 【答案】D 【答案】C 第十二章简单机械191