12.4 机械效率 讲义--2025-2026学年人教版物理八年级下学期

本初中物理讲义聚焦机械效率核心知识点，从有用功、额外功、总功的概念切入，系统梳理机械效率的定义、公式及计算方法，延伸至滑轮、斜面、杠杆等机械的效率分析与影响因素，结合实验测量形成完整学习支架。 资料以思维导图构建知识框架助力科学思维中的模型建构，典例融入《墨经》机械、无障碍通道等实例渗透科学态度与责任，实验题设计培养科学探究能力。课中辅助教师系统授课，课后通过对点提升帮助学生强化练习、查漏补缺。

机械效率 知识归纳与题型总结 思 维 导 图 培 优 讲 练 考点01 有用功和额外功 考点梳理 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；即动力所做的功。 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。 典例引领 考向01 有用功和额外功 【例1】用如图所示的滑轮，分别将两个不同重物在相同时间内沿竖直方向匀速提升相同高度，不计绳重和摩擦，两次提升重物的过程中（    ） A．额外功相同 B．有用功相同 C．机械效率相同 D．拉力的功率相同 对点提升 【对点1】如图所示，这是《墨经》中记载的斜面引重车。绳子一端紧系在后轮上，另一端绕过斜面顶端的定滑轮与重物相连，若绳子拉着物体沿斜面运动2m，物体重力为3000N，斜面高为0.8m，后轮施加在绳子上的拉力大小为2000N，不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦，该车提升重物的机械效率为______。 考点02 机械效率的概念 考点梳理 1、机械效率的概念：有用功跟总功的比值叫做机械效率，通常用百分数表示。 2、机械效率的计算公式：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。 4、功、功率、机械效率的区别 （1）功率表示做功的快慢，功率大表示做功快。 （2）功率的大小与功和做功所用的时间都有关，因此做功多，不一定做功快。 （3）机械效率反映机械做功性能的好坏，它与功、功率之间没有直接的大小关系，即机械效率高的机械不代表做的功多，不代表做功快，只能说明机械的有用功和总功的比值大，能量的利用率高。 典例引领 考向01 机械效率的定义 【例1】如图是节选自我国古代科技巨著《天工开物》中的劳动情景，用独轮车运输货物时需左右对称，否则不稳定，极易倾倒。下列说法正确的是（　　） A．车上物体的重力为阻力 B．使用独轮车可以省功 C．推车人的手越靠近车轮越费力 D．运送重力不同的物体时，独轮车的机械效率不变 对点提升 【对点1】如图所示，甲乙两位工人师傅用不同的方式将同一物体提升到同一高度，他们在做功的过程中，下列哪一个物理量是相同的（　　） A．拉力 B．总功 C．有用功 D．机械效率 考点03 机械效率的计算和应用 考点梳理 1、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。 2、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。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。 【归纳总结】机械效率是有用功与总功的比值，反映机械性能的优劣，公式为，且永远小于1。 典例引领 考向01 机械效率的大小比较 【例1】工人用相同的滑轮以图甲、乙所示的两种方式，在相同时间内把同一物体竖直匀速提升相同高度，物体质量大于滑轮质量，忽略绳重，摩擦和空气阻力，对比两种方式，下列说法正确的是（　　） A．甲中工人所用拉力较小 B．甲中绳端拉力做的功较大 C．乙中工人拉力的功率较小 D．乙中滑轮的机械效率较小 考向02 机械效率的简单计算 【例2】如图所示是塔式起重机上的一种滑轮组。现用拉力F在10s内将6000N的货物匀速提升5m，滑轮组的机械效率是80%。下列说法正确的是（　　） A．提升货物做的总功为30000J B．滑轮组的额外功为7500J C．该滑轮组的动滑轮重为1500N D．拉力F的功率为3000W 考向03 影响机械效率大小的因素 【例3】《墨经》中记载的车梯是先秦墨家巧夺天工的智慧结晶，如图是车梯的示意图，筐内土的质量为80kg，人的拉力为500N，筐被匀速提升2m，g取10N/kg，下列说法正确的是（     ） A．图中A 滑轮的作用是改变力的方向 B．该过程中人做的有用功为1600J C．该过程中装置的机械效率为90% D．增大提升筐的高度，装置的机械效率会变大 考向04 测量滑轮组的机械效率 【例4】为测量动滑轮的机械效率，某同学用如图所示的动滑轮匀速提升重物，实验时测量出的有关数据如下表所示。下列分析正确的是（　　） 物重 2 重物上升高度 0.1 绳自由端拉力 1.2 重物上升时间 2 A．应在弹簧测力计保持静止时读数 B．本实验动滑轮的机械效率为60% C．本实验中弹簧测力计拉力功率为0.12 W D．若只更换质量更大的物体，该动滑轮的机械效率不变 考向05 测量斜面的机械效率 【例5】用如图所示的装置探究“斜面机械效率与哪些因素有关”，实验记录如下表所示： 实验次序 物体种类 物重G/N 斜面高h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/m 机械效率η 1 木块 4 0.15 1.1 0.90 60.6% 2 木块 4 0.3 1.1 1.8 60.6% 3 小车 4 0.15 0.8 0.90 83.3% 4 小车 4 0.3 0.8 1.8 83.3% (1)第1次实验中，木块所受摩擦力约为___________N（结果保留两位小数）； (2)根据测算的实验数据，可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，___________越小，机械效率越大。 考向06 测量杠杆的机械效率 【例6】根据小明“探究杠杆的平衡条件”的实验要求，完成下列各题： (1)实验开始时，杠杆静止时如图甲所示，杠杆处于______（选填“平衡”或“不平衡”）状态，小明通过调节杠杆右端的螺母向______移动（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡，其目的是：______，然后进行下面的实验探究； (2)当弹簧测力计由图乙的竖直地拉着变成倾斜地拉着，使杠杆在水平位置静止时，弹簧测力计的示数将______（选填“变大”、“不变”或“变小”）； (3)有人用轻质杠杆组装成如图，轻质杠杆可绕转动，在点始终受一垂直作用于杠杆的力，力将______。 A．变大 B．变小 C．不变 D．先变大，后变小 E．先变小，后变大 (4)小明将原来装置改装成丁图，质量分布均匀的杠杆自重是，和点分别是杠杆总长度的处和处，小明两次将重为的钩码分别挂在和点并提升相同高度，已知，两次机械效率分别是和，则______（不计摩擦）。 考向07 杠杆机械效率的计算 【例7】小明和兴趣小组的同学一起利用杠杆进行了下面两个实验： (1)如图甲，实验前，小明将左端的平衡螺母向_______（选填“右”或“左”）调，使杠杆在水平位置平衡，目的是_______。 (2)小明发现当杠杆水平平衡时，如果改变一侧钩码的个数或悬挂位置，发现杠杆不再平衡。 小红认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离； 小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离； 为判断谁的观点正确，同学们利用图乙中水平平衡的杠杆（）进行实验，保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。 ①把A处悬挂的钩码改挂在C处，发现杠杆不再平衡。钩码悬挂在A处和C处，支点到力的作用点的距离_______（选填“相同”或“不同”）； ②把A处悬挂的钩码改挂在D处，发现杠杆仍保持平衡； ③由此初步判断_______的观点是正确的； (3)如图丙所示的实验装置测量杠杆的机械效率（不考虑摩擦）：实验时，将同一物体分别悬挂在A、B两点，弹簧测力计挂在D点，竖直向上匀速提升物体相同的高度，两次杠杆做的额外功分别为和，杠杆机械效率分别为和，则_______（选填“<”“=”“>”下同），_______。 考向08 滑轮、滑轮组机械效率的计算 【例8】工人利用图甲所示滑轮组提升重力为960 N的物体A，拉力F随时间t变化的关系图像如图乙所示，物体A上升的速度v随时间t变化的关系图像如图丙所示，不计绳重和机械部件之间的摩擦。则： (1)在0~1s内，拉力F的功率______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (2)动滑轮的重力为______N。 (3)在1~3s内，拉力F克服动滑轮重力做的功是______J，滑轮组的机械效率是_____。 考向09 斜面机械效率的计算 【例9】如图所示，将一个重为3N的物体沿着长2m、高1m的斜面从底端匀速拉到顶端，物体受到摩擦力为0.5N。则有用功为______J，此时斜面的机械效率为______。 考向10 其他机械效率的计算 【例10】一正方体边长为0.5m、其质量为800kg，放置在水平地面上，g取10N/kg。 (1)求正方体的密度； (2)求正方体所受重力； (3)求正方体对地面的压强； (4)若电动机以10kW的功率工作100s，将该正方体匀速提升100m，求电动机的提升效率？ 考向11 含有滑轮组的复杂装置的机械效率计算 【例11】如图所示，一斜面放在水平桌面边缘且与水平面的夹角为，斜面高度为2m。斜面顶端有一定滑轮，细绳绕过定滑轮连接在物体A和物体B上，物体B从斜面的顶端由静止释放，此时物体A从斜面的底端匀速运动到顶端用时10s。已知物体B的质量为2kg，斜面的机械效率为75%。（不计绳重及绳子与滑轮之间的摩擦）求： (1)物体B的重力大小； (2)物体B对细绳拉力所做功的功率； (3)物体A受到的摩擦力。 对点提升 【对点1】如图所示，甲、乙两种滑轮匀速将同一物体提升相同高度，不计绳重和摩擦。下列说法不正确的是（   ） A．甲乙做的有用功一样多 B．甲乙两绳子自由端的拉力相等 C．乙装置的机械效率比甲低 D．乙绳子自由端移动的距离是甲的2倍 【对点2】如图甲所示，将重为6N的物体放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平直线匀速拉动它，弹簧测力计的示数为1.8N，若改用一滑轮组在原来的水平桌面上沿水平直线匀速拉动该物体，使物体向左移动3cm。所用拉力F为1.2N，如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．图乙中滑轮组拉动物体做的有用功为0.036J B．图乙中拉力F做的总功为0.108J C．图乙中克服物体与水平桌面之间的摩擦力做的功是额外功 D．图乙中滑轮组的机械效率为 75% 【对点3】建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G=900N，不计绳重和摩擦，当绳子自由端的拉力F=400N时，可将重物匀速提升2m。在此过程中，拉力F做功_______J，若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升_______N的重物。 【对点4】在“测量滑轮组机械效率”的实验中，实验兴趣小组的同学们用同一滑轮组进行了三次实验（如图1所示），实验数据记录如下表（图2所示）： 实验次数 钩码重/N 钩码上升 距离/cm 弹簧测力 计示数/N 弹簧测力计上 升距离/cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 ① 3 6 10 2.2 30 90.9% 图2 (1)表格中编号①处的数据为______； (2)分析表中数据可得结论：使用同一滑轮组提升不同重物至同高度时，提升的物重增加时，滑轮组的机械效率______（选填“变大”“变小”或“不变”）； (3)小柯发现绳端移动的距离与钩码上升的高度有固定的倍数关系，于是他认为：钩码重一定时，无论将钩码提升多高，都不影响该滑轮组的机械效率；小程则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了。你认为______的看法是正确的。 【对点5】图甲是某居民楼前的无障碍通道，扬扬正用轮椅推着他不慎摔伤脚踝的母亲缓缓上行，帮助母亲尽快恢复。图乙是该通道斜面示意图。为了解扬扬推轮椅时所用力的大小，兴趣小组的同学们进行了探究。他们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。 (1)使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐，正确测量B点高度，结果如图乙为______cm； (2)选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象，进行了如下操作： ①正确使用弹簧测力计，测出小车重为2.0N； ②将弹簧测力计与斜面平行放置并______，然后沿斜面方向匀速拉动小车，如图乙所示，弹簧测力计示数为______N； ③计算出将小车从A点拉到B点的过程中，拉力所做的功为______J；利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为______； (3)在小车上逐渐添加重物，测出小车的总重G，测出沿斜面匀速拉动小车需要的力，计算出拉小车从A点到B点所做的功W1；计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2。以功为纵坐标，以小车总重为横坐标，建立平面直角坐标系，作出W1和W2与小车总重G的关系图像，分别如图丙中的线段a和b； ①由图像可知：用该通道斜面提升物体，增大物重G则斜面的机械效率______（选填“变大”、“变小”或“不变”）； ②若这位母亲的质量为60kg，所坐的轮椅质量为20kg，则扬扬用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，推力的大小为______N，轮椅所受斜面摩擦力为______N。（g取10N/kg） 【对点6】小明和兴趣小组的同学一起利用杠杆进行了下面两个实验： (1)如图甲，小明多次改变钩码个数以及位置，最后得出杠杆的平衡条件是________。多次实验的目的是__________； (2)小明发现当杠杆水平平衡时，如果改变一侧钩码的个数或悬挂位置，杠杆不再平衡。 小红认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离； 小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离； 为判断谁的观点正确，同学们利用图乙中水平平衡的杠杆（）进行实验，保持处悬挂钩码的个数和位置不变。 ①把处悬挂的钩码改挂在处，发现杠杆不再平衡。②把处悬挂的钩码改挂在处，发现杠杆仍保持平衡； ③由此初步判断________的观点是正确的； (3)如图丙所示的实验装置测量杠杆的机械效率（不考虑摩擦）：实验时，将同一物体分别悬挂在、两点，弹簧测力计挂在点，竖直向上匀速提升物体相同的高度，杠杆机械效率分别为和，则________（选填“”“”“”）。 【对点7】如图所示，有一根质量均匀的杠杆OA，B是OA 的中点。在C处挂重为80N的物体，用25N的竖直向上拉力 F将物体匀速缓慢提升20cm，若拉力F移动的距离为80cm，杠杆的机械效率为______，杠杆的重为________N。（不计摩擦） 【对点8】如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，两个滑轮重均相等，小阳站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.25m/s的速度匀速上升，人对绳子的拉力F所做的功W与时间t的关系如图乙所示。已知物体A重300N，小阳重500 N，他双脚站立时与地面的接触面积为。不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．滑轮组的有用功率为100W B．滑轮组的机械效率为75% C．小阳对地面的压强7500Pa D．若物体离开水平地面之前，小阳用100N的力竖直向下拉绳端，则地面对物体A的支持力为200N 【对点9】如下图所示，用沿斜面向上、大小为400N的力，把质量为50kg的木箱沿斜面从底端推到车厢上。已知斜面长3m，斜面高1.8m，则斜面的机械效率为_______，箱子在斜面上运动所受摩擦力为_______N。（g取10N/kg） 【对点10】如图所示，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，方便将低处的水提到高处。当人转动摇杆时，大轮随之转动，摇杆和大轮相当于一个_________（选填“轮轴”或“定滑轮”）。工作时木链旋转一周，刮水板可将40kg的水提升到离水源2.5m高的田地中，所用时间为25s，人力驱动刮水板的平均功率约为80W。该过程中龙骨水车所做的有用功为_________J，机械效率为_________。（g取10N/kg） 【对点11】某实验小组在做“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验，实验装置如图所示，不计绳重和摩擦，得到的实验数据如表所示。 次数 物理量 1 2 3 钩码重 4 4 6 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率η (1)通过分析表格中实验1的数据，请把实验1装置中绳子的绕法画在图甲中。 (2)实验2中，滑轮组的机械效率是___________。（保留1位小数） (3)通过分析表格中的数据可知实验2是用图___________做的实验，实验3是用图___________做的实验。 (4)比较1和2两次的实验数据可得出结论：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___________。比较1和3两次的实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，___________可以提高滑轮组的机械效率。 学科网（北京）股份有限公司 $ 机械效率 知识归纳与题型总结 思 维 导 图 培 优 讲 练 考点01 有用功和额外功 考点梳理 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；即动力所做的功。 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。 典例引领 考向01 有用功和额外功 【例1】用如图所示的滑轮，分别将两个不同重物在相同时间内沿竖直方向匀速提升相同高度，不计绳重和摩擦，两次提升重物的过程中（    ） A．额外功相同 B．有用功相同 C．机械效率相同 D．拉力的功率相同 【答案】A 【详解】A．不计绳重和摩擦，额外功只由动滑轮自重产生，两次使用的是同一个动滑轮，不变；提升高度h也相同，因此两次的额外功相等。故A符合题意。 B．有用功，两次提升的是不同重物，不同，而h相同，所以有用功不同。故B不符合题意。 C．机械效率 两次提升不同重物，额外功相等，有用功不等，所以机械效率不同。故C不符合题意。 D．拉力所做的功即为总功 拉力的功率 所以两次拉力的功率不同。故D不符合题意。 故选A。 对点提升 【对点1】如图所示，这是《墨经》中记载的斜面引重车。绳子一端紧系在后轮上，另一端绕过斜面顶端的定滑轮与重物相连，若绳子拉着物体沿斜面运动2m，物体重力为3000N，斜面高为0.8m，后轮施加在绳子上的拉力大小为2000N，不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦，该车提升重物的机械效率为______。 【答案】 【详解】提升重物克服重力做的有用功 拉力做的总功 该车提升重物的机械效率 考点02 机械效率的概念 考点梳理 1、机械效率的概念：有用功跟总功的比值叫做机械效率，通常用百分数表示。 2、机械效率的计算公式：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。 4、功、功率、机械效率的区别 （1）功率表示做功的快慢，功率大表示做功快。 （2）功率的大小与功和做功所用的时间都有关，因此做功多，不一定做功快。 （3）机械效率反映机械做功性能的好坏，它与功、功率之间没有直接的大小关系，即机械效率高的机械不代表做的功多，不代表做功快，只能说明机械的有用功和总功的比值大，能量的利用率高。 典例引领 考向01 机械效率的定义 【例1】如图是节选自我国古代科技巨著《天工开物》中的劳动情景，用独轮车运输货物时需左右对称，否则不稳定，极易倾倒。下列说法正确的是（　　） A．车上物体的重力为阻力 B．使用独轮车可以省功 C．推车人的手越靠近车轮越费力 D．运送重力不同的物体时，独轮车的机械效率不变 【答案】C 【详解】A．车上物体和车的总重力会阻碍杠杆的转动，故为阻力，故A错误； B．使用任何机械都不能省功，甚至还要做额外功，故B错误； C．推车人的手越靠近车轮，动力臂越短，根据杠杆平衡条件可知越费力，故C正确； D．运送重力不同的物体时，有用功改变，额外功基本不变，所以独轮车的机械效率改变，故D错误。 故选C。 对点提升 【对点1】如图所示，甲乙两位工人师傅用不同的方式将同一物体提升到同一高度，他们在做功的过程中，下列哪一个物理量是相同的（　　） A．拉力 B．总功 C．有用功 D．机械效率 【答案】C 【详解】A．由图可知，工人甲直接利用绳子提升物体，所以拉力 ，工人乙使用的是动滑轮。动滑轮可以省力，拉力约等于物体和动滑轮总重力的一半， 。即使忽略动滑轮的重力， ，即它们的拉力不相同，故A不符合题意； BC．总功是拉力所做的功，等于有用功与额外功之和 ， 额外功包括克服机械自身重力（如动滑轮的重力）和摩擦力所做的功。甲直接拉动物体，额外功主要来自克服摩擦。乙使用动滑轮，额外功除了克服摩擦，还需要克服动滑轮自身的重力。因此，乙做的额外功通常比甲多。本题中，目的是将物体提升到一定高度。所以有用功为，因为甲乙两人提升的是“同一物体”到“同一高度”，这意味着物体的重力 和提升的高度都是相同的。因此，两人做的有用功是完全相同的，所以甲的总功小于乙的总功，故B不符合题意，C符合题意； D．机械效率 ，从上面的分析可知，两人做的有用功相同，但总功不同，因此，他们的机械效率 也必然不同，故D不符合题意。 故选 C。 考点03 机械效率的计算和应用 考点梳理 1、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。 2、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。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。 【归纳总结】机械效率是有用功与总功的比值，反映机械性能的优劣，公式为，且永远小于1。 典例引领 考向01 机械效率的大小比较 【例1】工人用相同的滑轮以图甲、乙所示的两种方式，在相同时间内把同一物体竖直匀速提升相同高度，物体质量大于滑轮质量，忽略绳重，摩擦和空气阻力，对比两种方式，下列说法正确的是（　　） A．甲中工人所用拉力较小 B．甲中绳端拉力做的功较大 C．乙中工人拉力的功率较小 D．乙中滑轮的机械效率较小 【答案】D 【详解】A．由题意，忽略绳重、摩擦和空气阻力，甲是定滑轮，甲中工人所用拉力，乙是动滑轮，乙中工人所用拉力，已知物体质量大于滑轮质量，即，则，因此甲中工人所用拉力较大，故A错误； BC．甲、乙工人用相同的滑轮以图甲、乙所示的两种方式提升同一物体到相同高度，所做有用功相等，甲是定滑轮，忽略绳重，摩擦和空气阻力，则甲做额外功为0；乙是动滑轮，提升动滑轮会做一定的额外功。拉力做的总功。则甲中绳端拉力做的功较小，乙中绳端拉力做的功较大。提升物体所用时间相等，根据可知乙中工人拉力的功率较大 ，甲中工人拉力的功率较小。故BC错误； D．机械效率，甲、乙有用功相等，甲的额外功为0，乙的额外功不为0，，因此乙的机械效率较小，故D正确。 故选D。 考向02 机械效率的简单计算 【例2】如图所示是塔式起重机上的一种滑轮组。现用拉力F在10s内将6000N的货物匀速提升5m，滑轮组的机械效率是80%。下列说法正确的是（　　） A．提升货物做的总功为30000J B．滑轮组的额外功为7500J C．该滑轮组的动滑轮重为1500N D．拉力F的功率为3000W 【答案】B 【详解】AB．提升货物做的有用功 总功 额外功，故A错误，B正确； C．不计绳重及摩擦，动滑轮的重力，题中没有不计绳重及摩擦，动滑轮重小于1500N，故C错误； D．拉力F的功率，故D错误。 故选B。 考向03 影响机械效率大小的因素 【例3】《墨经》中记载的车梯是先秦墨家巧夺天工的智慧结晶，如图是车梯的示意图，筐内土的质量为80kg，人的拉力为500N，筐被匀速提升2m，g取10N/kg，下列说法正确的是（     ） A．图中A 滑轮的作用是改变力的方向 B．该过程中人做的有用功为1600J C．该过程中装置的机械效率为90% D．增大提升筐的高度，装置的机械效率会变大 【答案】B 【详解】筐内土的质量，拉力，提升高度，，由图可知该滑轮组承担物重的绳子段数，逐个分析选项： A．图中A滑轮是动滑轮，动滑轮的作用是省力，不能改变力的方向，故A错误； B．土的重力 提升土做的有用功 故B正确。 C．绳子自由端移动距离 总功 机械效率 故C错误。 D．推导机械效率公式，可知机械效率和提升高度无关，增大提升高度，机械效率不变，故D错误。 故选B。 考向04 测量滑轮组的机械效率 【例4】为测量动滑轮的机械效率，某同学用如图所示的动滑轮匀速提升重物，实验时测量出的有关数据如下表所示。下列分析正确的是（　　） 物重 2 重物上升高度 0.1 绳自由端拉力 1.2 重物上升时间 2 A．应在弹簧测力计保持静止时读数 B．本实验动滑轮的机械效率为60% C．本实验中弹簧测力计拉力功率为0.12 W D．若只更换质量更大的物体，该动滑轮的机械效率不变 【答案】C 【详解】A．测动滑轮的机械效率时，需要匀速拉动弹簧测力计读数，若静止时读数，此时没有克服轮与轴之间的摩擦，测得的拉力偏小，故A错误； B．动滑轮的绳子段数，货物匀速提升做的有用功为 总功为 该滑轮组的机械效率为，故B错误； C．本实验中弹簧测力计拉力功率为，故C正确； D．动滑轮的机械效率与物重有关，物重越大，有用功占总功的比例越大，机械效率越高。 所以只更换质量更大的物体，机械效率会变大，故D错误。 故选C。 考向05 测量斜面的机械效率 【例5】用如图所示的装置探究“斜面机械效率与哪些因素有关”，实验记录如下表所示： 实验次序 物体种类 物重G/N 斜面高h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/m 机械效率η 1 木块 4 0.15 1.1 0.90 60.6% 2 木块 4 0.3 1.1 1.8 60.6% 3 小车 4 0.15 0.8 0.90 83.3% 4 小车 4 0.3 0.8 1.8 83.3% (1)第1次实验中，木块所受摩擦力约为___________N（结果保留两位小数）； (2)根据测算的实验数据，可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，___________越小，机械效率越大。 【答案】(1)0.43 (2)摩擦力 【详解】（1）使用斜面时，总功，有用功，额外功是克服摩擦力做的功，即 代入第1次实验数据可得，有用功 总功 额外功 摩擦力 （2）对比实验1和3（或实验2和4）可知，物重、斜面倾斜程度都相同，木块滑动摩擦力更大，机械效率更低；小车滚动摩擦力更小，机械效率更高，因此可得结论：斜面倾斜程度相同时，摩擦力越小，机械效率越大。 考向06 测量杠杆的机械效率 【例6】根据小明“探究杠杆的平衡条件”的实验要求，完成下列各题： (1)实验开始时，杠杆静止时如图甲所示，杠杆处于______（选填“平衡”或“不平衡”）状态，小明通过调节杠杆右端的螺母向______移动（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡，其目的是：______，然后进行下面的实验探究； (2)当弹簧测力计由图乙的竖直地拉着变成倾斜地拉着，使杠杆在水平位置静止时，弹簧测力计的示数将______（选填“变大”、“不变”或“变小”）； (3)有人用轻质杠杆组装成如图，轻质杠杆可绕转动，在点始终受一垂直作用于杠杆的力，力将______。 A．变大 B．变小 C．不变 D．先变大，后变小 E．先变小，后变大 (4)小明将原来装置改装成丁图，质量分布均匀的杠杆自重是，和点分别是杠杆总长度的处和处，小明两次将重为的钩码分别挂在和点并提升相同高度，已知，两次机械效率分别是和，则______（不计摩擦）。 【答案】(1) 平衡 右 便于测量力臂，消除杠杆自身重力对实验的影响 (2)变大 (3)D (4) 【详解】（1）[1]杠杆静止就属于平衡状态，因此此时杠杆处于平衡状态。 [2][3]图甲中杠杆左端下沉、右端翘起，表明右端要轻一些，平衡螺母向右移动；使杠杆在水平位置平衡，既可以让杠杆自重的力臂为零，消除杠杆自重对实验的影响，又可以让力臂与杠杆重合，方便直接测量力臂。 （2）弹簧测力计倾斜拉动时，拉力的力臂会变小，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件，拉力会变大，因此弹簧测力计示数变大。 （3）力始终垂直于杠杆，因此的力臂大小始终不变；阻力为重物对杠杆的作用力，大小不变；杠杆从下端向上转动的过程中，阻力臂（支点到重力作用线的距离）先增大，杠杆水平时阻力臂达到最大，继续转动后阻力臂减小，根据杠杆平衡条件，力会先变大后变小，故选D。 （4）不计摩擦，额外功是克服杠杆自重做的功，机械效率： 设支点到A的距离为，则到杠杆中点（重心位置）的距离为，已知： 钩码挂在点，钩码提升高度为：，重心提升高度为，，因此 钩码挂在C点，钩码提升高度为：，重心提升高度为，，因此 因此比值： 考向07 杠杆机械效率的计算 【例7】小明和兴趣小组的同学一起利用杠杆进行了下面两个实验： (1)如图甲，实验前，小明将左端的平衡螺母向_______（选填“右”或“左”）调，使杠杆在水平位置平衡，目的是_______。 (2)小明发现当杠杆水平平衡时，如果改变一侧钩码的个数或悬挂位置，发现杠杆不再平衡。 小红认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离； 小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离； 为判断谁的观点正确，同学们利用图乙中水平平衡的杠杆（）进行实验，保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。 ①把A处悬挂的钩码改挂在C处，发现杠杆不再平衡。钩码悬挂在A处和C处，支点到力的作用点的距离_______（选填“相同”或“不同”）； ②把A处悬挂的钩码改挂在D处，发现杠杆仍保持平衡； ③由此初步判断_______的观点是正确的； (3)如图丙所示的实验装置测量杠杆的机械效率（不考虑摩擦）：实验时，将同一物体分别悬挂在A、B两点，弹簧测力计挂在D点，竖直向上匀速提升物体相同的高度，两次杠杆做的额外功分别为和，杠杆机械效率分别为和，则_______（选填“<”“=”“>”下同），_______。 【答案】(1) 右 便于力臂的测量 (2) 相同 小明 (3) > < 【详解】（1）[1]如图甲，杠杆左端下沉，根据杠杆平衡螺母的调节原则“左低右调”，若要使其水平平衡，应将平衡螺母向右移动。 [2]杠杆保持水平位置平衡，这样做的目的是使力臂落在杠杆上，便于力臂的测量。 （2）[1]依题意得 由图乙得，钩码悬挂在A处和C处，则支点到力的作用点的距离相同。 [2]由实验得，当力的大小和支点到力的作用点的距离不变，力的大小和支点到力的作用线的距离改变时，杠杆的平衡状态改变；当力的大小和支点到力的作用线的距离不变时，杠杆的平衡状态不变，故小明的观点是正确的。 （3）[1]将同一物体分别悬挂在A、B两点，弹簧测力计挂在D点，竖直向上匀速提升物体相同的高度，将物体挂在A点时杠杆的重心升高的高度大于物体挂在B点时杠杆的重心升高的高度，由得。 [2]由得，两次杠杆做的有用功相同，由得，物体挂在A点时杠杆做的总功较大，由得。 考向08 滑轮、滑轮组机械效率的计算 【例8】工人利用图甲所示滑轮组提升重力为960 N的物体A，拉力F随时间t变化的关系图像如图乙所示，物体A上升的速度v随时间t变化的关系图像如图丙所示，不计绳重和机械部件之间的摩擦。则： (1)在0~1s内，拉力F的功率______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (2)动滑轮的重力为______N。 (3)在1~3s内，拉力F克服动滑轮重力做的功是______J，滑轮组的机械效率是_____。 【答案】(1)变大 (2)240/ (3) 480/ 80% 【详解】（1）由图丙可知在内物体速度逐渐变大，由图甲可知连在动滑轮上绳子段数，则有，所以在内绳子自由端速度也逐渐变大，由乙图可知，此过程中拉力F不变，由可知，拉力F的功率逐渐变大。 （2）由图丙可知，内，物体做匀速直线运动，此时物体受力平衡，由图乙可知，内，拉力为400N，因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力 （3）由图丙可知，内，物体的速度为1.0m/s，动滑轮与物体同步移动，内动滑轮上升的高度 在1~3s内，拉力F克服动滑轮重力做的功是 滑轮组的机械效率是 考向09 斜面机械效率的计算 【例9】如图所示，将一个重为3N的物体沿着长2m、高1m的斜面从底端匀速拉到顶端，物体受到摩擦力为0.5N。则有用功为______J，此时斜面的机械效率为______。 【答案】 3 75% 【详解】[1]有用功是克服物体重力做的功，，已知，，代入得 [2]首先计算额外功 总功等于有用功加额外功 机械效率 考向10 其他机械效率的计算 【例10】一正方体边长为0.5m、其质量为800kg，放置在水平地面上，g取10N/kg。 (1)求正方体的密度； (2)求正方体所受重力； (3)求正方体对地面的压强； (4)若电动机以10kW的功率工作100s，将该正方体匀速提升100m，求电动机的提升效率？ 【答案】(1) (2)8000N (3) (4)80% 【详解】（1）正方体的体积 正方体的密度 （2）正方体所受重力 （3）由于在水平地面，正方体对地面的压力 正方体对地面的压强 （4）电动机做的有用功为 电动机做的总功为 电动机的机械效率为 考向11 含有滑轮组的复杂装置的机械效率计算 【例11】如图所示，一斜面放在水平桌面边缘且与水平面的夹角为，斜面高度为2m。斜面顶端有一定滑轮，细绳绕过定滑轮连接在物体A和物体B上，物体B从斜面的顶端由静止释放，此时物体A从斜面的底端匀速运动到顶端用时10s。已知物体B的质量为2kg，斜面的机械效率为75%。（不计绳重及绳子与滑轮之间的摩擦）求： (1)物体B的重力大小； (2)物体B对细绳拉力所做功的功率； (3)物体A受到的摩擦力。 【答案】(1)20N (2)8W (3)5N 【详解】（1）物体B的重力 （2）物体B下降高度为4m，物体B对绳子的拉力所做功 功率 （3）绳子对A物体所做的总功 斜面的有用功 额外功 物体A所受的摩擦力 对点提升 【对点1】如图所示，甲、乙两种滑轮匀速将同一物体提升相同高度，不计绳重和摩擦。下列说法不正确的是（   ） A．甲乙做的有用功一样多 B．甲乙两绳子自由端的拉力相等 C．乙装置的机械效率比甲低 D．乙绳子自由端移动的距离是甲的2倍 【答案】B 【详解】A．有用功公式为，物体重力G、提升高度h都相同，因此甲乙的有用功一样多，故A正确； B．定滑轮不省力，因此甲的拉力 动滑轮可省力，不计绳重和摩擦时，乙的拉力 所以甲乙两绳子自由端的拉力不一定相等，故B错误； C．不计绳重和摩擦，定滑轮额外功几乎为0，机械效率接近100%；动滑轮需要克服自身重力做额外功，总功更大，由可知，乙的机械效率比甲低，故C正确。 D．定滑轮绳子自由端移动距离，动滑轮承担物重的绳子段数，因此，乙绳子自由端移动距离是甲的2倍，故D正确。 本题选择描述不正确的，故选B。 【对点2】如图甲所示，将重为6N的物体放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平直线匀速拉动它，弹簧测力计的示数为1.8N，若改用一滑轮组在原来的水平桌面上沿水平直线匀速拉动该物体，使物体向左移动3cm。所用拉力F为1.2N，如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．图乙中滑轮组拉动物体做的有用功为0.036J B．图乙中拉力F做的总功为0.108J C．图乙中克服物体与水平桌面之间的摩擦力做的功是额外功 D．图乙中滑轮组的机械效率为 75% 【答案】D 【详解】AC．由图甲可知，物体沿水平直线匀速运动时，物体所受的摩擦力与弹簧测力计的拉力为一对平衡力，大小相等，即，图乙中，滑轮组拉动物体做匀速运动时，克服物体与桌面之间的摩擦力做的功为有用功，其 故AC错误； B．图乙中拉力 F 做的总功 故B错误； D．图乙中滑轮组的机械效率 故 D正确。 故选D。 【对点3】建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G=900N，不计绳重和摩擦，当绳子自由端的拉力F=400N时，可将重物匀速提升2m。在此过程中，拉力F做功_______J，若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升_______N的重物。 【答案】 2400 1200 【详解】由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，则绳子自由端移动的距离s=nh=3×2m=6m 拉力F做功W总=Fs=400N×6m=2400J 有用功 滑轮组的机械效率 不计绳重和摩擦，由 可得，动滑轮的重力 将该滑轮组的机械效率提高5%时，其机械效率为，设提升重物的重力为，因克服重物重力所做的功为有用功，克服重物重力和动滑轮重力做的功为总功，所以滑轮组的机械效率 解得 【对点4】在“测量滑轮组机械效率”的实验中，实验兴趣小组的同学们用同一滑轮组进行了三次实验（如图1所示），实验数据记录如下表（图2所示）： 实验次数 钩码重/N 钩码上升 距离/cm 弹簧测力 计示数/N 弹簧测力计上 升距离/cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 ① 3 6 10 2.2 30 90.9% 图2 (1)表格中编号①处的数据为______； (2)分析表中数据可得结论：使用同一滑轮组提升不同重物至同高度时，提升的物重增加时，滑轮组的机械效率______（选填“变大”“变小”或“不变”）； (3)小柯发现绳端移动的距离与钩码上升的高度有固定的倍数关系，于是他认为：钩码重一定时，无论将钩码提升多高，都不影响该滑轮组的机械效率；小程则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了。你认为______的看法是正确的。 【答案】(1) (2)变大 (3)小柯 【详解】（1）滑轮组机械效率为 （2）由表格数据可知，物重增大时，机械效率从提高到，因此提升物重增加时，滑轮组的机械效率变大。 （3）对机械效率公式变形可得 n为绳子段数，固定不变，当钩码重G一定时，机械效率与钩码提升高度无关，因此小柯的看法正确。 【对点5】图甲是某居民楼前的无障碍通道，扬扬正用轮椅推着他不慎摔伤脚踝的母亲缓缓上行，帮助母亲尽快恢复。图乙是该通道斜面示意图。为了解扬扬推轮椅时所用力的大小，兴趣小组的同学们进行了探究。他们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。 (1)使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐，正确测量B点高度，结果如图乙为______cm； (2)选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象，进行了如下操作： ①正确使用弹簧测力计，测出小车重为2.0N； ②将弹簧测力计与斜面平行放置并______，然后沿斜面方向匀速拉动小车，如图乙所示，弹簧测力计示数为______N； ③计算出将小车从A点拉到B点的过程中，拉力所做的功为______J；利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为______； (3)在小车上逐渐添加重物，测出小车的总重G，测出沿斜面匀速拉动小车需要的力，计算出拉小车从A点到B点所做的功W1；计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2。以功为纵坐标，以小车总重为横坐标，建立平面直角坐标系，作出W1和W2与小车总重G的关系图像，分别如图丙中的线段a和b； ①由图像可知：用该通道斜面提升物体，增大物重G则斜面的机械效率______（选填“变大”、“变小”或“不变”）； ②若这位母亲的质量为60kg，所坐的轮椅质量为20kg，则扬扬用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，推力的大小为______N，轮椅所受斜面摩擦力为______N。（g取10N/kg） 【答案】(1)9.00 (2) 调零 0.3 0.3 (3) 不变 120 48 【详解】（1）如图乙，刻度尺分度值为0.1cm，则B点高度为9.00cm。 （2）[1]弹簧测力计使用前要先在所测力的方向上调零，所以应将弹簧测力计与斜面平行放置并调零。 [2]如图乙所示，弹簧测力计分度值为0.02N，示数为0.3N。 [3]拉力所做的功为 [4]有用功为 则机械效率为 （3）[1]图丙中图线a、b均为正比例函数，设图丙中图线a的关系式为，图线b的关系式为，则斜面的机械效率 因为图线a、b的斜率为定值，所以增大物重G，斜面的机械效率不变。 [2]这位母亲和轮椅的总重力为 有用功为 总功为 则推力的大小为 [3]额外功为 则轮椅所受斜面摩擦力为 【对点6】小明和兴趣小组的同学一起利用杠杆进行了下面两个实验： (1)如图甲，小明多次改变钩码个数以及位置，最后得出杠杆的平衡条件是________。多次实验的目的是__________； (2)小明发现当杠杆水平平衡时，如果改变一侧钩码的个数或悬挂位置，杠杆不再平衡。 小红认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离； 小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离； 为判断谁的观点正确，同学们利用图乙中水平平衡的杠杆（）进行实验，保持处悬挂钩码的个数和位置不变。 ①把处悬挂的钩码改挂在处，发现杠杆不再平衡。②把处悬挂的钩码改挂在处，发现杠杆仍保持平衡； ③由此初步判断________的观点是正确的； (3)如图丙所示的实验装置测量杠杆的机械效率（不考虑摩擦）：实验时，将同一物体分别悬挂在、两点，弹簧测力计挂在点，竖直向上匀速提升物体相同的高度，杠杆机械效率分别为和，则________（选填“”“”“”）。 【答案】(1) 得到普遍规律 (2)小明 (3)< 【详解】（1）[1][2]小明多次改变钩码个数以及位置，最后得出杠杆的平衡条件是，多次实验的目的是得到普遍规律。 （2）由实验得，当力的大小和支点到力的作用点的距离不变，力的大小和支点到力的作用线的距离改变时，杠杆的平衡状态改变；当力的大小和支点到力的作用线的距离不变时，杠杆的平衡状态不变，故小明的观点是正确的。 （3）将同一物体分别悬挂在A、B两点，弹簧测力计挂在D点，竖直向上匀速提升物体相同的高度，将物体挂在A点时杠杆的重心升高的高度大于物体挂在B点时杠杆的重心升高的高度，由得。由得，两次杠杆做的有用功相同，由得，物体挂在A点时杠杆做的总功较大，由得。 【对点7】如图所示，有一根质量均匀的杠杆OA，B是OA 的中点。在C处挂重为80N的物体，用25N的竖直向上拉力 F将物体匀速缓慢提升20cm，若拉力F移动的距离为80cm，杠杆的机械效率为______，杠杆的重为________N。（不计摩擦） 【答案】 80% 10 【详解】[1]根据题意，拉力为F做的有用功为 拉力为F做的总功为 杠杆的机械效率为 [2]不计摩擦，拉力做的总功等于克服物体重力做的有用功和克服杠杆自身重力做的额外功之和。所以额外功为 因为杠杆是质量均匀的，所以其重心在杠杆的中点B处。当杠杆绕O点转动时，杠杆上各点移动的竖直高度与其到支点O的距离成正比。由于B是OA的中点，所以B点移动的高度是A点移动高度的一半。即 克服杠杆重力做的额外功，所以，杠杆的重力大小为 【对点8】如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，两个滑轮重均相等，小阳站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.25m/s的速度匀速上升，人对绳子的拉力F所做的功W与时间t的关系如图乙所示。已知物体A重300N，小阳重500 N，他双脚站立时与地面的接触面积为。不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．滑轮组的有用功率为100W B．滑轮组的机械效率为75% C．小阳对地面的压强7500Pa D．若物体离开水平地面之前，小阳用100N的力竖直向下拉绳端，则地面对物体A的支持力为200N 【答案】A 【详解】A．有用功率是对物体A做功的功率 故A错误； B．由图甲可知，滑轮组的绳子段数，则绳子自由端的速度 由图乙可知，当时，，则总功率 机械效率 故B正确； C．因为，则小阳对绳子的拉力 根据力的作用是相互的，绳子对小阳的拉力也为200N。 小阳对地面的压力   接触面积S=400cm2=0.04m2，则压强   故C正确。 D．由动滑轮组公式可得， 当用拉绳端时，对动滑轮和物体A整体受力分析 可得 故D正确。 故选 A。 【对点9】如下图所示，用沿斜面向上、大小为400N的力，把质量为50kg的木箱沿斜面从底端推到车厢上。已知斜面长3m，斜面高1.8m，则斜面的机械效率为_______，箱子在斜面上运动所受摩擦力为_______N。（g取10N/kg） 【答案】 75% 100/ 【详解】木箱的重力 克服木箱重力做的有用功 推力做的总功 斜面的机械效率 额外功即克服摩擦力做的功 摩擦力 【对点10】如图所示，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，方便将低处的水提到高处。当人转动摇杆时，大轮随之转动，摇杆和大轮相当于一个_________（选填“轮轴”或“定滑轮”）。工作时木链旋转一周，刮水板可将40kg的水提升到离水源2.5m高的田地中，所用时间为25s，人力驱动刮水板的平均功率约为80W。该过程中龙骨水车所做的有用功为_________J，机械效率为_________。（g取10N/kg） 【答案】 轮轴 1000 50% 【详解】[1]摇杆和大轮相当于一个轮轴，摇杆的半径大于大轮的半径，属于省力杠杆。 [2]所做的有用功 [3]人对龙骨水车做的总功 机械效率 【对点11】某实验小组在做“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验，实验装置如图所示，不计绳重和摩擦，得到的实验数据如表所示。 次数 物理量 1 2 3 钩码重 4 4 6 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率η (1)通过分析表格中实验1的数据，请把实验1装置中绳子的绕法画在图甲中。 (2)实验2中，滑轮组的机械效率是___________。（保留1位小数） (3)通过分析表格中的数据可知实验2是用图___________做的实验，实验3是用图___________做的实验。 (4)比较1和2两次的实验数据可得出结论：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___________。比较1和3两次的实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，___________可以提高滑轮组的机械效率。 【答案】(1) (2) (3) 乙 甲 (4) 低 增加钩码的重力 【详解】（1）由表格中实验1的数据可知，，可知滑轮组由3段绳子承担物重，所以应从动滑轮绕起，如图所示： （2）实验2中，有用功 拉力做的总功 机械效率 （3）[1]实验2中，，即承担物重的绳子股数，所以使用图乙做的实验； [2]实验3中，，即承担物重的绳子股数，所以使用图甲做的实验。 （4）[1]由实验1和实验2的数据分析：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率低。 [2]由实验1和实验3可得：使用同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越高，所以使用同一滑轮组，增加钩码的重力，可以提高滑轮组的机械效率。 学科网（北京）股份有限公司 $