12.4 机械效率 知识点归纳思维训练讲义 2025-2026学年人教版物理八年级下册

12.4 机械效率

一、【基础知识】

知识点一 有用功和额外功

1、有用功：利用机械做功的时候，对人们有用的功就叫做有用功。

2、额外功：并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功。

3、总功：有用功与额外功的和叫总功。

4、总功的计算：W 总=Fs；W 总=W 有用+W 额外。

5、有用功的计算方法：W 有用=Gh；W 有用=W 总-W 额外。

6、额外功的计算方法：W 额外=G ′h，W 额外=f 摩 s；W 额外=W 总-W 有用。

 

知识点二  机械效率的概念

1、概念：有用功跟总功的比值叫做机械效率，通常用百分数表示。

2、计算公式：用 W 总表示总功，用 W 有用表示有用功，用  η表示机械效率，则： 由于额外功不可避免，有用功只是总功的一部分，因而机械效率总小于 1。

3、提高机械效率的主要办法

（1）在有用功一定时，尽量减少额外功，采用减轻机械自身的重力和加润滑油来减少摩擦的措施。

（2）在额外功一定时，增大有用功，在机械能够承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力，充分发挥机械的作用。

知识点三  机械效率的计算和应用

1、机械效率表达式为，对于三种简单机械的机械效率的计算总结如下：

2、机械效率的大小比较

（1）机械效率由有用功和总功两个因素共同决定，不能理解成：“有用功多，机械效率高”或“总功大，机械效率低”。

（2）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；

（3）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；

（4）当额外功一定时，机械所做的  总功越多（或有用功越多），有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。

3、机械效率的应用

（1）有用功是由使用机械的目的所决定的，当用斜面提升物体时，克服物体重力做的功就是有用功，W 有 =Gh。

（2）额外功是克服相互接触物体间的摩擦阻力所做的功，对于斜面而言，W 额=fs。

（3）总功是指动力对所做的功，一般情况下使用斜面时，动力做功 W 总=Fs。

（4）由功的原理：“动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功”，而机械克服阻力所做的功就包含了有用功和额外功，即：W 总=W 有+W 额。

（5）机械效率是有用功与总功的比值，只能小于 1（理想状态下可能等于 1），并且无单位

斜面的机械效率           ，在同一斜面上，由于倾斜程度相同，即  h 。

s

一定，故在同一斜面上拉同一物体（粗糙程度相同）时，在斜面上所移动的距离（或物体被提升的高度）不同时，机械效率是相同的。

（6）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度有关，斜面粗糙程度相同时，斜面的倾斜程度越

大，机械效率越高；斜面的倾斜程度一定时，斜面越粗糙，机械效率越低。

 

知识点四  有关机械效率的探究实验

1、滑轮（组）机械效率的测量实验

（1）实验目的：测量滑轮组的机械效率。

（2）实验原理：。

（3）注意事项

①匀速拉动弹簧测力计， 目的是保证弹簧测力计的示数 F 大小不变；

②为了便于读数，钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置最好取整数；

③多次测量的目的是进行一些必要的比较，利用不完全归纳法总结规律，而不是求平均值；实验结论：使用同一滑轮组提升不同的重物时，重物越重，滑轮组的机械效率越大。

2、斜面机械效率的测量实验

（1）实验目的：探究斜面的机械效率。

（2）实验原理：

（3）实验结论：斜面越陡机械效率越高，斜面越缓，机械效率越低。

3、杠杆机械效率的测量实验

用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。

（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数 F 为0.5N，钩码总重 G 为1.0N，钩码上升高度 h 为0.1m，测力计移动距离 s 为 0.3m，则杠杆的机械效率为66.7%．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：由于使用杠杆时需要克服摩擦做功。

（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，

先后将钩码挂在 A、B 两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：

 

次数	钩码悬挂点	钩 码 总 重G/N	钩码移动距离 h/m	拉力 F/N	测力计移动距离s/m	机械效率η/%
1	A 点	1.5	0.10	0.7	0.30	71.4
2	B 点	2.0	0.15	1.2	0.30	83.3

根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：不能；

请简要说明两条理由：①两次实验时钩码没有挂在同一位置；②仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的。

二、【典例解析】

题型 1：有用功额外功及机械效率的概念

【典例 1-1】下列说法中正确的是(    )

A．用同一水桶从井中提水时，提一桶水比提半桶水的机械效率高

B．水桶掉到井里，把水桶捞上来时，对桶做的功是额外功

C．用动滑轮提升重物时，绳子自由端拉力做的功是有用功

D．使用机械过程中，额外功越少，则机械效率就越高

 

【典例 1-2】下列选项中关于功、功率和机械效率的说法正确的是(        )

A．某机械做的功越多，功率一定越大，机械效率一定越高

B．某机械做的功越少，功率一定越小，机械效率可能越高

C．某机械做功越快，功率一定越大，机械效率一定越高

D．某机械做功越慢，功率一定越小，机械效率可能很高

 

【变式 1-1】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

【变式 1-2】甲、乙机械把同样重的物体匀速向上提升。两机械做功情况的部分数据如图所示，则甲机械的总功为           J，乙机械的有用功为          J，甲机械的效率          乙机械的效率（选填“大于 ”“等于 ”或“小于 ”）。

 

 

题型 2：机械效率的大小比较

【典例 2-1】如图所示，用甲、乙两个相同的滑轮将重都为 G 的重物，在相同时间内，缓慢提升相同的高度，不计绳重和摩擦。则F1 、F2 所做的功W1 和W2  的大小关系为W1                       W2 ，两滑轮的机械效率η甲

     η乙 。（均选填“>”“=”或“<”）

 

η

则额外功增大；因有用功不变，由

 

误。

故选 C。

 

  W有用             1     

=                =

W有用 +W额    1+  W额  可知，斜面的机械效率会变小，故 D 错W有用