12.4 机械效率【八大考点+八大题型】 讲义-2025-2026学年八年级下册物理《考点•题型 •技巧》精讲与精练高分突破专题系列（人教版2024）

本讲义聚焦初中物理“机械效率”核心知识点，系统梳理有用功、额外功、总功的概念及机械效率公式，构建从基础概念到竖直/水平滑轮组、斜面、杠杆等不同简单机械效率计算的递进式学习支架。 该资料亮点在于考点覆盖全面（8大考点）、题型设计多样（典例+变式），通过探究机械效率影响因素实验培养科学探究能力，综合计算题强化物理观念与科学思维，课中辅助教师高效授课，课后助力学生查漏补缺、提升解决实际问题能力。

12.4 机械效率 【考点梳理】 · 考点一：效率概念的理解 · 考点二：机械效率的比较 · 考点三：竖直滑轮组效率的计算 · 考点四：水平滑轮组效率的计算 · 考点五：斜面的效率计算 · 考点六：杠杆效率的计算 · 考点七：探究机械效率影响因素实验问题 · 考点八：复杂简单机械效率的压轴计算 【知识梳理】 知识点一：有用功和额外功 1.有用功：使用机械时，对人们有用的功叫有用功。也就是人们不用机械而直接用手时必须做的功。在提升物体时，W有用= Gh 2.额外功：使用机械时，对人们没有用但不得不做的功叫额外功。 3.额外功的主要来源：①提升物体时，克服机械自重、容器重、绳重等所做的功。②克服机械的摩擦所做的功。 4.人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功，它等于有用功和额外功的之和。即：W总=W有用+W额 5.若人对机械的动力为F，则：W总= FS 知识点二：机械效率 （1） 定义：有用功与总功的比值，叫机械效率。 （2） 公式：η=×100％ 技巧归纳一、滑轮（组）的机械效率 物理量 竖直方向滑轮组 水平方向滑轮组 图形 绳子拉力F/N F=n（G物+G动）不计f绳 F=nFA=nf地（不计f绳，此时η=100%） F＞nFA=nf地（计f绳，此时η＜100%） 绳子自由端的距离s/m s=nh s绳=ns地 绳子自由端的速度v绳 v绳=nv物 v绳=nv物 有用功W有 W有=G物h W有=FAs地=f地s地 额外功W额 W额=G动h（不计f绳） W额=W总-W有=Fs-G物h（通用） W额=W总-W有 = Fs绳-FAs地 = Fs绳-f地s地 总功W总 W总=G物h+G动h（不计f绳） W总=Fs（通用） W总=Fs绳 机械效率η （不计f绳） （通用） 注析 n-动滑轮上绳子的根数 h-物体上升的高度 s-绳子自由端移动的距离 f绳—绳子与滑轮间的摩擦力 n-动滑轮上绳子的根数 s地-物体相对地面运动的距离 s绳-绳子自由端移动的距离 f绳-绳子与滑轮间的摩擦力 -物体受到地面的摩擦力 FA-拉物体的绳子上的拉力 技巧归纳二、、斜面机械效率计算类 1.用斜面提升物体的模型图 2. 用斜面提升物体有用功、额外功和总功求法 （1）有用功W有用= Gh （2）总功W总= F s （3）额外功W额外=W总—W有用 其中 s是动力F 沿着斜面移动的距离，h 是重物上升的高度，s和h的关系，通常可由解三角函数得到，一般斜面倾斜角给出。 3. 斜面机械效率的求解 （1）用斜面提升物体时，有用功和总功的比值.称为斜面的机械效率。 （2）斜面机械效率公式：η＝（W有用/W总）×100％　η＝（W有用/W总）×100％= (Gh / F s) ×100％ 【题型归纳】 题型一：效率概念的理解 【典例1】．（24-25八年级下·北京房山·期末）关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（　　） A．做功越多，功率就越大 B．功率越大，做功就越快 C．机械效率越高，做功就越多 D．机械效率越高，有用功在总功中的占比就越小 【答案】B 【详解】A．功率等于功和做功时间的比值，不知道做功时间，只知道做功多，功率不一定越大，故A错误； B．功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小则做功慢，故B正确； C．机械效率是有用功与总功的比值，所以做功的多少与机械效率无关，故C错误； D．机械效率是有用功与总功的比值，机械效率越高，有用功在总功中的占比就越大，故D错误。 故选B。 【变式1】．（25-26九年级上·陕西汉中·期中）下列有关功率和机械效率的说法，正确的是（　　） A．做相同的功，用时短的机械功率小 B．机械做功越快，功率一定越大 C．机械的功率越大，机械效率越高 D．机械做的有用功越多，机械效率越高 【答案】B 【详解】A．由公式可知，做相同的功，用时间短的功率大，故A错误； B．功率是表示做功快慢的物理量，机械做功越快，功率一定越大，故B正确； C．功率是描述物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内所做的功，功率大则做功快；机械效率反映了机械的性能优劣，是有用功与总功的比值；机械效率与机械做功的功率无关，故C错误； D．有用功越多，机械效率不一定越大，机械效率的大小还要看总功的大小，故D错误。 故选B。 【变式2】．（25-26九年级上·安徽淮南·阶段检测）下列关于机械效率的说法中正确的是（　　） A．机械效率越大，说明做功越快 B．机械效率越大，说明做功越多 C．机械的功率越大，机械效率越大 D．机械效率是反映机械性能的物理量 【答案】D 【详解】A．机械效率高，表明使用该机械做功时，有用功在总功中所占的比例高，它并不能反映机械做功的快慢，表示做功快慢的是功率，故A错误； B．机械效率，说明有用功在总功中所占的比例高；做功的多少是由力和物体沿力的方向的路程决定，故B错误； C．功率是表示物体做功快慢的物理量，机械效率是有用功与总功的比值，二者是衡量机械性能的不同指标，无必然联系，故C错误； D．机械效率是反映机械性能优劣的重要标志之一。机械效率高，表明使用该机械做功时，有用功在总功中所占的比例高，机械性能好，故D正确。 故选D。 题型二：机械效率的比较 【典例2】．（25-26八年级下·北京延庆·期中）如图所示，小京分别用甲、乙两种不同的滑轮把同一桶沙子从一楼地面匀速竖直向上提到二楼。用甲滑轮时所做的总功为，机械效率；用乙滑轮时所做的总功为，机械效率为。关于和、和的大小关系，下列选项正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】甲是定滑轮，乙是动滑轮。两次提升的是同一桶沙子，提升高度相同（都到二楼），根据有用功公式 ，沙子重力、提升高度都相等，因此两次的有用功相等。 总功 ​：使用定滑轮甲时，额外功只有克服绳重、摩擦的小部分功，不需要提升动滑轮本身做功；使用动滑轮乙时，额外功除了克服绳重摩擦，还需要克服动滑轮自身重力做功，因此乙的额外功更大。 有用功相等，乙额外功更大，因此总功 机械效率公式 ，有用功相等，总功越小，机械效率越高，因此 综上，故C正确，ABD错误。 故选C。 【变式1】．（24-25八年级下·黑龙江佳木斯·期末）下列四种不同的装置，将同一货物匀速提升到同一高度，若每只滑轮的质量均相同，不计绳重及摩擦、机械效率最高的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据 可知为了提高机械的机械效率，此时应减小额外功的大小，如果不计绳重及摩擦，在滑轮组中，额外功主要来自动滑轮的重力；A图中没有动滑轮，所以该装置额外功为0，机械效率为100%，BCD图中装置都有动滑轮，额外功不为0，所以机械效率均小于A图中的装置，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式2】．（24-25八年级下·山东潍坊·期末）如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若G1=G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η1和η2（忽略绳重和摩擦）。则下列选项正确的是（　　） A．F1> F2   η1=η2   P1<P2 B．F1> F2   η1=η2   P1=P2 C．F1< F2   η1<η2   P1<P2 D．F1< F2     η1>η2    P1=P2 【答案】B 【详解】不计绳重和摩擦，拉力公式 由图可知：甲的绳子段数，乙的绳子段数。 已知，动滑轮重力相等，因此， 可得 有用功，，提升高度相同，因此两次的有用功相等。 额外功是提升动滑轮做的功，动滑轮重力、提升高度都相同，因此额外功相等 总功 因此总功相等，根据机械效率公式可得 已知提升时间相同，总功相等，根据功率公式，可得 综上，，，，故B正确，ACD错误。 故选B。 题型三：竖直滑轮组效率的计算 【典例3】．（25-26九年级上·河南周口·期末）如图所示，用滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m，拉力F为250N，不计绳重和摩擦，则（　　） A．绳子自由端移动的距离为4m B．动滑轮的重力为200N C．滑轮组的机械效率为80% D．拉力做的有用功为1500J 【答案】C 【详解】A．由图可知，滑轮组中由3段绳子承担物体和动滑轮的总重，即n=3；则绳子自由端移动的距离为，故A不符合题意； B．不计绳重和摩擦，根据，动滑轮的重力为，故B不符合题意； CD．此过程中，所做有用功为 所做总功为 滑轮组的机械效率为，故C符合题意，D不符合题意；。 故选C。 【变式1】．（2025·北京·模拟预测）如图所示，工人站在水平地面上，用滑轮组提升重物A，工人对绳子自由端施加竖直向下的拉力F，工人拉力功率为200W，物体A被竖直匀速提升1m，用时5s，滑轮组的额外功为100J。下列说法中正确的是（　　） A．工人的体重不能小于500N B．动滑轮所受的重力为100N C．物体A的重力可以大于1000N D．该滑轮组的机械效率为80% 【答案】A 【详解】A．由图可知，与动滑轮相连的绳子根数为2，由题意知，物体A被竖直匀速提升1m，用时5s，则绳子自由端移动的速度为 根据，则绳子自由端的拉力为 绳子的拉力不能大于工人的重力，否则会把工人从地面拉起，故工人的体重不能小于500N，故A正确； B．不计绳重和摩擦，额外功来自于克服动滑轮的重力做功，动滑轮的重力为 题目没有不计绳重和摩擦的条件，所以动滑轮所受重力小于100N，故B错误； C．由于工人的体重最小可能为500N，则不计绳重和摩擦，可以提升物体的最大重力为 因此物体A的重力不可以大于1000N，故C错误； D．该滑轮组的机械效率为 故D错误。 故选A。 【变式2】．（24-25八年级下·北京房山·期末）如图甲所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，用竖直向下的拉力拉动绳子自由端，使物体A以0.1m/s的速度匀速上升，拉力所做的功W与时间t的关系如图乙所示。已知该工人的重力为650N，物体A的重力为800N。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端拉力的功率为50W B．动滑轮的重力为200N C．该工人对地面的压力为150N D．提升过程中滑轮组的机械效率为90% 【答案】C 【详解】A．由图乙可知，当拉力做的功为400J时，所需时间为4s，则拉力做功的功率 故A错误； B．由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数，绳子自由端移动的速度 由可知，绳子自由端的拉力 若不计绳重和摩擦，动滑轮的重力 但题中未说明不计绳重和摩擦，因此动滑轮的重力小于200N，故B错误； C．由力的平衡条件可知，地面对工人的支持力 由力的作用是相互的可知，该工人对地面的压力 故C正确； D．滑轮组的机械效率 故D错误。 故选C。 题型四：水平滑轮组效率的计算 【典例4】．（24-25八年级下·山东济宁·期末）如图所示，用轻质滑轮组（滑轮和绳子的重力忽略不计）拉着物体以0.05m/s的速度在足够长的木板上做匀速直线运动，绳子与滑轮之间存在一定的摩擦，此时木板处于静止状态。已知拉力F的大小为5N，地面对木板的摩擦力为2N，弹簧测力计的示数为9N，下列说法正确的是（    ） A．定滑轮受到墙的拉力为10N B．拉力F的功率为0.25W C．滑轮组的机械效率为70% D．若拉力F增大，弹簧测力计的示数也增大 【答案】C 【详解】A．由图可知，定滑轮固定在墙面上，处于平衡状态；绕在定滑轮上的绳子段数，则水平方向上定滑轮受到墙向左的拉力等于3段绳子向右的拉力之和，即 故A错误； B．由图可知，水平使用滑轮组，滑轮组中动滑轮上绳子的段数，拉力端移动速度 拉力F的功率 故B错误； C．因为弹簧测力计对木板向右的拉力为9N，木板相对地面有向右运动的趋势，所以地面对木板的摩擦力2N方向水平向左，且物体对木板的摩擦力与木板对物体的摩擦力是一对相互作用力，大小相等，则物体受到的摩擦力是 滑轮组的机械效率为 故C正确； D．若拉力F增大，物体做加速运动，物体对木板的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则物体和木板之间的滑动摩擦力不变，即木板的受力情况不变，则弹簧测力计的示数不变，仍为9N，故D错误。 故选C。 【变式1】．（25-26八年级下·全国·课后作业）用如图所示的滑轮组拉动重300N的箱子，以的速度在水平地面上做匀速直线运动。已知拉力的大小是40N，箱子与地面间的摩擦力是60N。下列说法正确的是（    ） A．10s内绳子自由端移动6m B．拉力的功率为8W C．滑轮组的机械效率为75% D．10s内物体重力做功600J 【答案】C 【详解】滑轮组的绳子段数n=2，箱子重力G=300N ，箱子速度v物=0.2m/s ，拉力F=40N ，摩擦力f=60N，时间t=10s。 绳子自由端速度 A．10s内绳子自由端移动距离，绳子自由端移动距离，故A错误； B．拉力F的功率 ，故B错误； C．水平滑轮组的有用功是克服摩擦力做的功，总功是拉力做的功。 滑轮组的机械效率， 故C正确； D．做功的两个必要条件：有力且在力的方向上移动距离。 重力方向竖直向下，箱子沿水平方向运动，重力方向没有移动一段距离，因此重力做功0J ，故D错误。 故选C。 【变式2】．（24-25九年级上·安徽六安·期末）利用如图所示的滑轮组在10秒内将重物A沿水平方向移动了2米，已知物体A的重力为500N，拉力F为40N，滑轮组的效率为75%，下列说法正确的是（   ） A．物体A在移动的过程中重力做的功为1000J B．物体A受到的滑动摩擦力为160N C．物体A所受的滑动摩擦力做功的功率是18W D．拉力F做的功为180J 【答案】C 【详解】A．在物体A移动的过程中，重力方向与物体运动方向垂直，所以重力不做功，即重力做功，故A错误； B．由图可知，动滑轮上绳子的股数，根据 可得，物体A所受的摩擦力，故B错误； C．摩擦力做功的功率为，故C正确； D．绳子自由端移动的距离 自由端拉力做功为，故D错误。 故选C。 题型五：斜面的效率计算 【典例5】．（24-25八年级下·陕西榆林·期末）如图所示，工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长的木板，将地面上重的货物沿长木板匀速推上高的车厢，用时，工人沿斜面向上的推力为。该过程中，下列说法正确的是（　　） A．使用该装置能省功 B．货物重力不做功 C．推力做功的功率为 D．该装置的机械效率为75% 【答案】C 【详解】A．斜面属于省力机械，但会让距离增加，所以总功并不会减少，同时根据功的原理可知，任何机械都不省功，故A错误； B．货物在重力方向上被抬高，也就说明在重力反方向移动距离，所以重力做了功，故B错误； C．推力做的总功为 推力做功功率为 故C正确； D．该过程中克服重力做的功是有用功为 所以机械效率为 故D错误。 故选C。 【变式1】．（24-25八年级下·甘肃平凉·期末）工人师傅搭建了如图所示的斜面，用向上600N的拉力F，把一个质量为120kg的物体从斜面底端搬到2m高的架子上，斜面长为5m，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　） A．物体的重力为120N B．工人拉力做的功为有用功 C．该过程中，额外功为500J D．该装置的机械效率为80% 【答案】D 【详解】A．物体的重力为 故A错误； B．使用斜面时，目的是将物体提升到一定高度，所以克服物体重力做的功是有用功，故B错误； C．克服物体重力做的功是有用功 工人拉力做的功是总功 额外功为 故C错误； D．该装置的机械效率 故D正确。 故选D。 【变式2】．（25-26九年级上·江苏南京·期中）如图所示，工人把重为200N带轮子的箱子推到平台高处，A、C、H分别是箱子在三段路面的起点，箱子经过AB、CF、HK路段时均做匀速直线运动，且所受推力方向与所在路面平行。下表记录了箱子在三个路段所受推力大小和运动时间的数据。已知，，，，忽略箱子体积。下列说法正确的是（　　） 路段 AB CF HK 推力/N 10 117 10 时间/s 13 20 12 A．工人推力在AB段做功20J B．工人推力在AB段与HK段做功的功率之比为 C．工人推箱子在CF段做功过程的机械效率为82.5% D．箱子在CF段运动时所受摩擦力为17N 【答案】D 【详解】A．根据数学知识可知 工人推力在AB段做功为，故A错误； B．工人推力在AB段做功的功率为 工人推力在HK段做功的功率为 则工人推力在AB段与HK段做功的功率之比为，故B错误； C．工人推箱子在CF段总功为 有用功为 则工人推箱子在CF段做功过程的机械效率为，故C错误； D．箱子在CF段运动时做的额外功为 则箱子在CF段运动时所受摩擦力为，故D正确。 故选D。 题型六：杠杆效率的计算 【典例6】．（25-26九年级上·江苏无锡·月考）如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的粗细和质量分布都均匀的杠杆，使重力为36N的物体缓慢升高，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为。杠杆的机械效率为______，杠杆的重力为______。 【答案】 90% 3.2 【详解】[1]拉力所做的总功 拉力所做的有用功 杠杆的机械效率 [2]由于杠杆的粗细和质量分布都均匀，因此杠杆重力作用点移动的距离为拉力移动距离的一半，即 额外功 杠杆的重力为 【变式1】．（25-26九年级上·安徽六安·月考）如图所示，重力的物体挂在粗细均匀的杠杆的中点处。在力作用下使物体匀速上升，已知点沿竖直方向上升，此杠杆的机械效率___________。 【答案】62.5% 【详解】克服物体重力所做的有用功W有​=Gh=5N×0.6m=3J 拉力F所做的总功W总​=Fs=4N×1.2m=4.8J 杠杆的机械效率 【变式2】．（24-25八年级下·安徽蚌埠·期末）如图甲是利用桔槔在井中汲水的情景，图乙是桔槔的杠杆模型。O为支点。A端系水桶（含水和桶），B端固定配重石。已知，，配重的重力为，水桶的重力为，人对水桶施加的竖直向上拉力，当提升水桶上升，配重下降了的过程中，杠杆的机械效率为__________；若人不施加拉力，则要使杠杆在水平位置静止，配重到支点的力臂为__________m。 【答案】 80% 2.4 【详解】[1]以A点为研究对象，A点受到向下的力FA=G桶-F拉=160N-40N=120N A点上升的距离h=0.6m，因此有用功为W有=FAh=120N×0.6m=72J B点受到向下的力FB=G配=120N B点下降的距离s=0.75m，则总功为W总=FBs=120N×0.75m=90J 则杠杆的机械效率为 [2]当人不施加拉力时，A点受到向下的力FA'=G桶=160N 设配重到支点的力臂为OB'，根据杠杆平衡的条件可得FA'×OA=G配×OB' 即160N×1.8m=120N×OB' 解得OB'=2.4m 题型七：探究机械效率影响因素实验问题 【典例7】．（25-26八年级下·全国·课后作业）小明用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表：（若忽略绳重和摩擦） 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         ____ 3 6 10 2.2 30 90.0 (1)表格中空格处数据应为__________ （结果保留一位小数）； (2)分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与_______ 有关； (3)根据实验结论推测，使用该滑轮组将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能是______； A．71.6% B．82.4% C．92.1% D．100% (4)小明进一步研究，测出动滑轮的重力为0.1N，再计算出每一次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值（）发现钩码的重力越大，_______ （越大/越小/不变）； (5)另一实验小组改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象.分析可知：分析图像中的A点可知，此时被提升物体所受的重力为_______ N。 【答案】(1)88.9% (2)物重 (3)C (4)越大 (5)18 【详解】（1）第2次实验的机械效率 （2）三次实验使用同一滑轮组，动滑轮重力不变，仅改变钩码重力，机械效率随钩码重力增大而提高。故同一滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关。 （3）从实验数据看，钩码的重力越大，机械效率越高，钩码的重力为6N时，效率为，则当钩码的重力为8N时，机械效率应高于，故选C。 （4），主要是克服绳重和摩擦做的额外功。钩码重力越大，绳子对滑轮的拉力越大，摩擦力也越大，因此越大。 （5）动滑轮重力为时，，忽略绳重和摩擦时，机械效率公式为： 则物体重力 【变式1】．（24-25九年级上·江苏无锡·期末）小明在测定滑轮组机械效率的实验中，所用的实验装置分别如图所示。 (1)在如图乙所示实验中，应沿竖直方向______缓慢拉动弹簧测力计，若小明在实验中加速向上提升重物，所测滑轮组的机械效率会______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 (2)小明在实验中得到如下表数据。 实验次数 钩码重 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率 1 4.0 0.1 2.7 0.2 74.1 2 4.0 0.1 1.8 0.3 74.1 3 8.0 0.1 3.1 0.3 86.0 4 8.0 0.1 2.5 0.4 ______ 通过比较1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数______（选填“有关”或“无关”）。通过比较______两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。 (3)第4次实验空格中数值为______，分析3、4两次实验数据可得出结论：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越______。 (4)若每个滑轮的重1.0N，不计绳重，在第3次实验中克服摩擦做的额外功为______J。 【答案】(1) 匀速 偏小 (2) 无关 2、3 (3) 80.0 低 (4)0.03 【详解】（1）[1]实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体匀速升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小。 [2]如果在实验中加速向上提升重物，提升物体的拉力变大，提升相同的高度，拉力做的总功变大，而有用功不变，根据可知，所测滑轮组的机械效率偏小。 （2）[1]通过比较1、2两次实验数据，绳子段数不同，提升的重物相同，机械效率相同，可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关。 [2]通过比较第2、3次的实验数据，同一滑轮组提升不同重物，钩码重不同，机械效率不同，可得出结论：使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。 （3）[1]第4次实验中拉力做的有用功为 总功为 所以第4次实验中滑轮组的机械效率为 [2]比较第3、4次的实验数据，不同滑轮组提升相同重物，动滑轮重不同，机械效率不同，分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 （4）第3次实验中拉力做的总功为 有用功为 由图可知，第3次实验使用了一个动滑轮，则克服动滑轮重力所做的功为 第3次实验中克服摩擦做的额外功为 【变式2】．（25-26九年级上·广东茂名·月考）某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验（如图所示）时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉物块，收集了下表中的实验数据； 实验次数 斜坡的倾斜程度 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)分析表中的数据可得出：在其他条件一定时，斜面越缓越___________（填“省”或“费”）力；斜面越陡，机械效率越___________（填“高”或“低”）。 (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4.5N，把第4次与第___________次测量结果相比较，还能得出：在其他条件一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。 (3)用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力___________（填“大于”“小于”或“等于”）物块所受的摩擦力。 (4)斜面在生产和生活中应用十分广泛，请你举出一个生产或生活中利用斜面的实例。举例：___________。 【答案】(1) 省 高 (2)2 (3)大于 (4)盘山公路 【详解】（1）[1]分析表中的数据可看出，在其它条件一定时，提升相同重物，斜面越缓拉力越小，所以可得出：在其它条件一定时，斜面越缓越省力。 [2]从表中的数据可知，从上往下，斜面越来越陡，机械效率越来越高，所以可得出：在其它条件一定时，斜面越陡，机械效率越高。 （2）第4次实验中斜面的机械效率为 研究斜面的机械效率与斜面粗糙程度的关系，要控制其它因素相同，第2次实验中，物重、斜面长和斜面高均与第4次实验相同，故可知把第4次与第2次测量结果相比较，第4次实验中斜面较粗糙，机械效率较低，还能得出：在其它条件一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。 （3）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物体受力平衡，在沿斜面方向，物体除了受到平行于斜面向上的拉力、平行于斜面向下的摩擦力外，还受到重力平行于斜面向下的分力，所以，物块所受的拉力大于物块所受的摩擦力。 （4）盘山公路，螺丝钉的螺纹等，应用了斜面工作原理。 题型八：复杂简单机械效率的压轴计算 【典例8】．（24-25八年级下·安徽阜阳·期末）如图所示，是工人师傅在利用滑轮组打捞水中的一质量为79kg体积为0.01m3的物体A，此滑轮组中动滑轮重30N，工人师傅在绳子自由端施加一个拉力F，拉着物体A匀速上升，在物体A未露出水面前，求： (1)物体A受到浮力为多大？画出此时物体A受力示意图； (2)若不计不计绳重、摩擦及物体在水中受到的阻力，工人师傅在绳子自由端施加的拉力F至少应为多大？ (3)在此过程中工人师傅若在绳子自由端实际施加的拉力为260N，则在此过程中该滑轮组的机械效率为多少？ 【答案】(1)100N， (2)240N (3)88.5% 【详解】（1）物体A受竖直向下的重力G、竖直向上的浮力和滑轮组的拉力，物体A受到的浮力为 这三个力的作用点画在重心，重力向下，浮力和拉力向上，由于物体匀速上升，向上的力等于向下的力，受力示意图所图所示； （2）物体A受到滑轮组的拉力 工人师傅在绳子自由端施加的拉力F至少应为 （3）由图可知，动滑轮上有3股绳，此过程中该滑轮组的机械效率为 【变式1】．（2025·安徽六安·一模）工人用如图所示装置把重的物体，从斜面底部匀速拉到高的平台上（斜面与水平地面的夹角为），用时。工人对绳子的拉力为，动滑轮重，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，求： (1)绳子对物体做的功； (2)物体克服摩擦力所做的功； (3)整个装置的机械效率。 【答案】(1)3120J (2)1120J (3)62.5% 【详解】（1）从图中可知绳子的股数，工人对绳子的拉力，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，根据可知，绳子对物体的拉力 斜面与水平地面的夹角为，平台高，根据数学知识可知斜面的长 则绳子对物体做的功 （2）重物沿斜面移动到高台上拉力的有用功 物体克服摩擦力做的功 （3）工人对绳子的拉力做的总功 整个装置的机械效率 【变式2】．（25-26八年级下·全国·单元测试）工人使用下图装置打捞水池中的石料，石料体积为，重1300N，工人用300N的拉力匀速打捞石料（石料未露出水面，不计绳重、摩擦和水对石料的阻力，取10N/kg，）。 (1)石料浸没在水中受到的浮力是多大？ (2)滑轮组的机械效率是多大？ (3)当石料完全露出水面后，石料保持匀速上升，此时滑轮组的机械效率是多大？（答案保留一位小数） 【答案】(1)石料浸没在水中受到的浮力是600N (2)滑轮组的机械效率约为 (3)滑轮组的机械效率约为 【详解】（1）石料浸没在水中，排开水的体积等于石料的体积。设石料体积为，石料浸没在水中受到的浮力为。 根据阿基米德原理，石料受到的浮力为：。 （2）石料在水中被匀速提升时，滑轮组需要克服的拉力（有用拉力）为石料的视重。 。 设工人的拉力为，动滑轮的重力为，承担动滑轮和物体的绳子段数为。 根据滑轮组的省力公式（不计绳重和摩擦）：， 因为动滑轮有重力，即，所以。 代入数据：，解得。 结合滑轮组的常见构造，应取整数，故。 此时滑轮组的机械效率为： （3）首先，根据石料在水中的受力情况计算动滑轮的重力。 由可得：。 当石料完全露出水面后，滑轮组需要克服的拉力为石料的重力，即。 此时工人的拉力为：。 此时滑轮组的机械效率为：。 【高分突破】 一、单选题 1．（25-26八年级下·北京延庆·期中）关于功、功率及机械效率，下列说法正确的是（　　） A．机械做功越多，功率越大 B．机械做功越快，功率越大 C．机械做有用功越快，机械效率越大 D．机械做有用功越多，机械效率越大 【答案】B 【详解】A．根据功率公式，功率大小由做功多少和做功时间共同决定，只知道做功多，不知道时间长短，无法确定功率大小，故A错误； B．功率是表示物体做功快慢的物理量，机械做功越快，功率越大，故B正确； C．机械效率是有用功与总功的比值，而做有用功快指的是有用功的功率大，功率和机械效率没有必然联系，故C错误； D．根据机械效率公式，机械效率由有用功和总功的比值决定，只知道有用功多，不知道总功的多少，无法确定机械效率大小，故D错误。 故选 B。 2．（2026·陕西宝鸡·二模）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。 3．（25-26八年级下·全国·课后作业）小明用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”时，将总重为的钩码挂在铁质杠杆上，不计转轴处的摩擦，弹簧测力计作用于点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使杠杆从水平位置开始逐渐上升，带动钩码上升的高度为，弹簧测力计的示数为，其移动的距离为（钩码重不变），则下列说法正确的是（    ） A．此时杠杆的机械效率为 B．实验过程中测力计拉力的力臂长短不变 C．若将弹簧测力计移动到点，测力计的示数将增大 D．若增加钩码的重力，重复实验，则杠杆的机械效率不变 【答案】C 【详解】A.根据题意可得，杠杆的机械效率：，故A错误； B．根据题图可知，杠杆在水平位置时，拉力与OP垂直，则此时的力臂最长，当竖直向上匀速拉动弹簧测力计时，拉力不再与OP垂直，则力臂会减小，故B错误； C．根据原图示可知，若钩码的重量不变，将弹簧测力计移动到点时，阻力和阻力臂都不变，动力臂减小，由杠杆平衡条件可知，动力将增大，故C正确； D．若增加钩码的重量，重复实验，因不计转轴处的摩擦，克服铁质杠杆重力做的功为额外功，则有用功增大，额外功不变，根据可知，杠杆的机械效率将变大，故D错误。 故选C。 4．（2026·青海西宁·模拟预测）用如图所示滑轮组，将重为500N的物体，在10 s内匀速向上提升2 m，已知拉力为300 N。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为6 m B．人所做的有用功为1200 J C．拉力F的功率为100 W D．该滑轮组的机械效率约为83.3% 【答案】D 【详解】A．由图可知绳子的股数为2，绳子自由端移动的距离为，故A错误； B．人所做的有用功为，故B错误； C．拉力F的功率为，故C错误； D．该滑轮组的机械效率约为，故D正确。 故选D。 5．（25-26九年级上·安徽铜陵·期末）如图所示装置，由滑轮组和电动卷扬机组成。工人利用该装置在5s内使重为5000N的物体M在水平地面向右匀速移动了2m，电动卷扬机对滑轮组绳子自由端的拉力为F=300N，物体M在水平面上滑动过程中受到的阻力是其重力的0.1倍，动滑轮重50N，在此过程中，电动卷扬机的效率是80%。则下列说法正确的是（   ） A．电动卷扬机对物体M的功率为400W B．滑轮组的机械效率为80% C．克服绳重和摩擦做的功为50J D．电动卷扬机消耗的电能为1500J 【答案】D 【详解】A．有用功为 电动卷扬机对物体M的功率为 故A错误； B．滑轮组的，机械效率为 故B错误； C．滑轮组做的总功为 克服动滑轮的重做的功为 克服绳重和摩擦做的功为 故C错误； D．电动卷扬机的效率是80%，电动卷扬机消耗的电能为 故D正确。 故选D。 6．（25-26九年级上·江苏泰州·月考）如图所示，滑轮组甲和乙的每个滑轮的质量相同，绳自由端拉力分别为F甲和F乙，相同时间内分别使物体匀速上升相同高度，物重分别为G甲和G乙，F甲和F乙所做功的功率分别为P甲和P乙，机械效率分别为η甲和η乙，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　） A．若G甲=G乙，则η甲<η乙，P甲=P乙 B．若G甲=G乙，则η甲=η乙，P甲>P乙 C．若F甲=F乙，则η甲<η乙，P甲<P乙 D．若F甲=F乙，则η甲>η乙，P甲>P乙 【答案】D 【详解】AB．当时，因为不计绳重和摩擦，根据可知，当动滑轮重力相等，甲乙两物体的重力相同时，所以滑轮组的机械效率相等，即；相同时间内分别使物体匀速上升相同高度，拉力做功等于克服动滑轮重力做的额外功加上克服物体重力的有用功，两图中物体的重力相同，动滑轮的重力相同，物体和动滑轮上升高度相同，所以有用功和额外功都相同，即拉力所做的总功相同，做功时间相同，根据可得，拉力做功的功率相同，即，故AB错误； CD．当时，因为不计绳重和摩擦，根据可知，物重为 由图可知甲图中绳子段数为，乙图中绳子段数为，而拉力与动滑轮重均相等，则物重；根据可知，当，时，可得滑轮组的机械效率；相同时间内使物体匀速升高相同的高度，根据速度公式可知物体上升的速度相同；由图可知，绳子段数分别为，，则两滑轮组绳端移动的速度分别为，，而，则根据可知，拉力做功的功率关系为，故C错误，D正确。 故选D。 7．（2025·河南新乡·二模）建筑工地上，工人常运用简单机械提高工作效率。如图所示，用100N的拉力F向下拉轻绳，将重320N的物体从斜面底端匀速拉至顶端，共用时4s。不计空气阻力，忽略绳与滑轮间的摩擦，已知斜面长4m，高1m，则对于此过程，下列说法正确的是（　　） A．图中的滑轮可以省力 B．拉力做功的功率为125W C．物体受到的摩擦力大小为20N D．此装置的机械效率为83.3% 【答案】C 【详解】A．图中的滑轮为定滑轮，可以改变力的方向，但不能省力，故A错误； B．拉力做的功，即总功 则拉力做功的功率 故B错误； C．额外功 则物体受到的摩擦力 故C正确； D．此装置的机械效率 故D错误。 故选C。 8．（25-26九年级上·江苏泰州·期中）小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，他将重为100N的物体挂在均匀杠杆的中点，在杠杆的另一端始终保持竖直方向拉动杠杆，使其绕O点缓慢转动，带动物体匀速上升了0.1m（不计绳重及摩擦），下列说法正确的是（　　） A．在物体上升过程中，拉力大小将变大 B．若杠杆机械效率为80%，则杠杆自重为50N C．仅将物体悬挂点向支点靠近一些，杠杆的机械效率将变大 D．仅将拉力F的作用点向支点靠近一些，杠杆的机械效率将不变 【答案】D 【详解】A．物体挂在杠杆中点，拉力的方向始终竖直向上，杆的重力的方向和物体通过绳对杆的拉力的方向始终竖直向下。假设拉力的力臂为l1，因为物体挂在均匀杠杆的中点，而力始终保持竖直，所以根据数学知识中的三角形相似，对应边成比例可知，阻力臂与动力臂之比等于杆的一半的长度与杆的全长之比，即物体对杆的拉力的力臂。假设杠杆自重为G杆，其重心在中点，则力臂也为。根据杠杆平衡条件可知， 化简得 因为杆的重力与物体的重力大小不变，则拉力大小不变，故A错误； B．机械效率，因为物体对杆的拉力的作用点和杆自身重力的作用点都在杠杆的中点，所以物体和杠杆上升高度相同，即。已知，，代入得 约去h后，解得，而非50N，故B错误； C．将物体悬挂点向支点靠近，物体上升高度h不变，有用功不变；额外功，由数学知识可知，h杆变大，额外功变大。机械效率 由于变大，会使η变小，故C错误； D．仅将拉力作用点向支点靠近，物体的重力G、杠杆自重G杆不变，因为物体和杠杆的上升高度比例由悬挂点和重心位置决定，与拉力作用点无关，所以h、h杆不变，则有用功和额外功也不变，因此机械效率不变，故D正确。 故选D。 二、填空题 9．（25-26八年级下·黑龙江哈尔滨·期中）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 10．（25-26九年级上·陕西安康·期末）工人利用如图所示滑轮组提升450N的建筑材料，使建筑材料匀速竖直上升了4m，工人对绳子的拉力F始终为300N，则拉力F做的总功为______J，滑轮组的机械效率为______。请你提出一条提高该滑轮组机械效率的措施：_______。 【答案】 2400 75% 见解析 【详解】[1][2]由图可知，承担动滑轮的绳子有2段，则绳子自由端移动的距离是建筑材料上升高度的2倍，即 使用滑轮组提升物体时，拉力F做的总功为 提升建筑材料做的有用功为 滑轮组的机械效率为 [3]滑轮组的机械效率与提升物体的重力、动滑轮的自重和摩擦力有关，故增大提升物体的重力、减小动滑轮的自重、减小摩擦，均可以提高该滑轮组的机械效率。 11．（25-26九年级上·陕西·期末）如图甲是《墨经》中记载的我国古代提升重物的工具—“车梯”，图乙是其构造等效图。若利用此“车梯”使80kg的重物在10s内匀速竖直上升2m，所用的拉力为300N，使用“车梯”时做的有用功为 ________J，人做功的功率为________W，“车梯”的机械效率约为________。（g取10N/kg）（结果保留1位小数） 【答案】 1600 240 66.7% 【详解】[1]80kg的重物所受的重力为 使用“车梯”时做的有用功为 [2]由图乙可知，承担物重绳子的股数为，绳子自由端移动的距离为 人做的功为 人做功的功率为 [3]“车梯”的机械效率约为 12．（24-25九年级上·甘肃张掖·期末）在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化图如图所示。交警指挥拖车在水平路面上将质量为1.5×103kg的故障车以2m/s的速度匀速拖动了12m。绳子自由端的拉力F为125N，故障车受到的阻力是车重的2%。该装置的机械效率是___________。（g取10N/kg） 【答案】80% 【详解】由图可知，有效绳子段数 绳子末端移动的距离为 故障车受到的阻力是车重的2%，则故障车受到的阻力为 装置的机械效率是 13．（25-26九年级上·江苏泰州·月考）小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓慢上升。重为5N的钩码挂在A点时，人的拉力F为4N，钩码上升0.3m时，动力作用点C上升0.5m。则此时机械效率η1为___________；小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到B点，再次缓慢提升杠杆，使动力作用点C仍然上升0.5m，问：有用功与第一次相比___________（选填“变大”“变小”或“不变”）；额外功与第一次相比___________（选填“变大”“变小”或“不变”），此时的机械效率η1___________η2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】 75% 变小 不变 大于 【详解】[1]提升钩码做的有用功 提升钩码过程做的总功 杠杆的机械效率 [2] 杠杆的C点仍然上升0.5米，也就是杠杆偏转的角度与上一次相同，B点在A点的左侧，所以B点升高的高度小于A点上升的高度，也就是第二次钩码上升的高度小于第一次钩码上升的高度，由于钩码的重力不变，根据，克服钩码重力所做的有用功与第一次相比变小。 [3] 用杠杆提升物体时，额外功就是指克服杠杆自身重力所做的功。这两次杠杆自身重力不变，杠杆提升的角度不变，也就是杠杆重心升高的高度不变，所以这两次所做的额外功不变。 [4] 第二次机械效率 第二次与第一次相比，有用功变小，额外功不变，额外功与有用功的比值变大。上面式子中的分母变大，分式的值变小，第二次机械效率与第一次机械效率相比变小，大于。 三、实验题 14．（24-25八年级下·辽宁大连·期末）某同学猜想斜面的机械效率与物体的重力、斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度都有关。在探究斜面的机械效率是否与物体的重力、斜面的倾斜程度有关时，他利用同一块木板组成如图甲所示的装置，在不同条件下分别进行实验，并对所测数据进行了分析论证。 (1)拉动物块沿斜面向上运动时，拉力的方向应该与斜面______； (2)实验时，要使斜面的高度变大，应该把木板下面的垫木向______移动； (3)该同学记录的数据如下表 实验次数 物块重力 斜面高 斜面长 沿斜面拉力 机械效率 1 5 2 8 3 8 根据表格中数据可知：第1次实验中，斜面的机械效率为______，第2次实验时物块所受的摩擦力为______ N； (4)通过对比实验数据，可判断出斜面的机械效率与______有关； (5)请你利用所学过物理知识，再解决一个关于斜面的物理问题：图乙中斜面1的长度小于斜面2的长度，同一物块从两个斜面顶端由静止释放，分别沿着斜面1和斜面2下滑，到达斜面底端时的速度分别为、，若斜面光滑，且不计空气阻力，则______。选填“>”“<”或“=” 【答案】(1)平行 (2)左 (3) 60 (4)斜面倾斜程度 (5)= 【详解】（1）为了保证受力平衡，实验数据的可靠性，实验中应保持拉力的方向与斜面平行，同时拉动物块做匀速直线运动，所受的力才是平衡力，弹簧测力计的示数才与拉力大小相等。 （2）实验时要使斜面的高度变大，即使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向左移动。 （3）[1]在第1次实验时，有用功 总功 则机械效率 [2]在第2次实验中，有用功 总功 根据可得 （4）通过对比实验1、2数据，发现两次实验倾角相同，物块重力不同，机械效率都是，所以可知斜面的机械效率与物体的重力无关，通过对比实验2、3数据，控制物体的重力相同，改变的是斜面的倾角，且倾角越大机械效率越高，故可得结论：在其它条件相同时，斜面倾角越大，机械效率越高。 （5）斜面光滑，且不计空气阻力，木块从斜面顶端由静止释放后沿着斜面下滑时，重力势能全部转化为动能，同一木块在斜面1和2上的高度相同，重力势能相同，故到达斜面底端时动能相同，速度相同，即。 15．（25-26九年级上·安徽铜陵·期末）小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表： 实验序号 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动的距离s/m 机械效率 1 4 0.1 1.8 0.3 2 6 0.1 2.5 0.3 80% 3 4 0.1 1.5 0.5 53% (1)第1次实验测得的机械效率为________。 (2)分析表中数据可知：第3次实验是用图_______做的。（选填“甲”、“乙”或“丙”） (3)分析第1、2两次实验数据可知：使用同一滑轮组，通过________（选填“增大”或“减小”）物重，可以提高滑轮组的机械效率。 (4)根据第1、2两次实验数据分析可知，该滑轮组中动滑轮的重力可能是________。 A．1N B．1.5N C．2N 【答案】(1)74% (2)丙 (3)增大 (4)A 【详解】（1）有用功 总功 机械效率 （2）滑轮组中，绳子自由端移动的距离s与钩码上升高度h的关系为，n为承担物重的绳子段数。第3次实验中，，，则 观察装置图：甲图中，乙图中，丙图中，因此是用丙图做的。 （3）分析第1、2次实验：同一滑轮组，动滑轮重力不变，物重从4N增大到6N，机械效率从约74%提高到80%，说明使用同一滑轮组，增大物重可以提高机械效率。 （4）不计绳重和摩擦时，拉力公式为。第1次实验中，，，，动滑轮的重力 由于实际实验中存在绳重和摩擦，动滑轮重力应略小于1.4N，最接近的是A。 故选A。 四、计算题 16．（25-26八年级下·安徽·课后作业）如下图所示，用滑轮组提升矿井内重力为6400N的物体M，汽车10s内匀速前进了20m。此过程中，滑轮组的机械效率为80％。（不考虑绳重和摩擦） (1)汽车对绳子的拉力F大小为多少？ (2)汽车对绳子拉力做功的功率大小为多少？ (3)如果把重物换成8000N的另一个重物，则该滑轮组的机械效率为多大？（结果精确到0.1％） 【答案】(1)4000N (2)8000W (3)83.3％ 【详解】（1）由图可知，该滑轮组承担物重的绳子段数。 滑轮组的机械效率公式为：，则汽车对绳子的拉力F为：。 （2）汽车内匀速前进了，即绳子自由端移动的距离。 汽车对绳子拉力做的总功为：； 汽车对绳子拉力做功的功率为：。 （3）不考虑绳重和摩擦，拉力，其中为动滑轮的重力。 动滑轮的重力为：； 当提升的物重变为时，滑轮组的机械效率为： 。 17．（25-26八年级下·全国·随堂练习）如图所示的是一个提起重物的杠杆的示意图，O处是转动轴，不计绳重及摩擦，力F的方向始终竖直向上，杠杆OA是重力为的均匀杠杆，挂在OA中点B处的重物的重力为G。已知，。 (1)若利用该杠杆将重物提升0.5m，求杠杆的机械效率。（结果精确至0.1％） (2)为维持杠杆在水平位置平衡，求力F的大小。 【答案】(1)83.3％ (2)90N 【详解】（1）根据题意，使用杠杆提升重物时，有用功是克服物体重力G所做的功，额外功是克服杠杆自身重力G₀所做的功。 设重物被提升的高度为h，则有用功为：；由于杠杆是均匀的，其重心在杠杆的中点B处，与重物悬挂点相同。因此，杠杆重心被提升的高度也为h。 额外功为：；总功为有用功与额外功之和： 杠杆的机械效率为： 代入数据得： （2）当杠杆在水平位置平衡时，分析杠杆受力情况，支点为O，动力F作用在A点，其力臂为， 阻力为物体重力G和杠杆自身重力G₀，它们都作用在杠杆的中点B，其力臂为。 根据题意，B是OA的中点，所以。 根据杠杆平衡条件可得：， 将代入上式：， 代入数据得：。 18．（24-25八年级下·黑龙江大庆·期末）如图所示是某施工队用的滑轮组打捞沉在水池底的工件的装置。已知工件的体积是 密度是 工件未露出水面的过程中人在绳子的自由端施加的拉力 F 时，工件恰能匀速上升（不考虑摩擦及水的阻力，g取10N/kg）。求： (1)工件浸没在水中时，受到的浮力是多少？ (2)滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，机械效率是多大？  （保留两位有效数字） (3)如该水池底面积为 ，将工件匀速拉出水面后，水对池底的压强变化了多少？ 【答案】(1)1600N (2)78.4% (3)160Pa 【详解】（1）因为工件浸没在水中，所以 工件浸没在水中时受到的浮力 （2）由可得工件的质量 工件的重力 因为工件匀速运动，所以 机械效率 （3）工件被拉出水面后，水面下降的高度 水对池底减小的压强 五、综合题 19．（24-25八年级下·广东惠州·期末）如图是一种电梯的结构示意图：A为电梯厢，B为滑轮，绕电动机过滑轮的钢丝绳一端固定在楼房顶层，另一端通过电动机提供拉力，C为配重。在电动机拉力作用下电梯厢能在电梯井中沿竖直通道上下运行。电梯为居民出入带来很大的便利。（不计钢丝绳，滑轮重及摩擦，g取10N/kg） (1)由图可知电梯厢底端的滑轮B为___________滑轮（选填“动”或“定”）； (2)小军家住11楼，每层楼高3m，放学后，乘电梯回家，电梯在40s内将小军送到家，在此过程中，电梯上升的平均速度是___________，当电梯匀速上升时，电梯对小军的支持力对小军___________（选填“有”或“没有”）做功，此过程小军的动能___________，机械能___________（选填“变大”，“变小”或“不变”）； (3)某次运行中，电梯将总质量为240kg的小军一家人送回家时，电动机拉力F为6000N，在此过程中，电梯的机械效率是___________%。若小军自己一人坐电梯，电梯的机械效率___________（选填“变大”，“变小”或“不变”）。 【答案】(1)动 (2) 0.75m/s 有 不变 变大 (3) 20 变小 【详解】（1）由图可知电梯厢底端的滑轮B与电梯厢一起运动，故为动滑轮。 （2）[1]1楼到11楼，升高的高度为10个楼高为 因此电梯上升的平均速度为 [2]当电梯匀速上升时，小军在电梯对小军的支持力的方向上通过了距离，满足了做功的两个要素，所以对小军有做功。 [3][4]电梯匀速上升的过程中小军的质量和速度均不变，故其动能不变，但高度变大，重力势能变大，所以他的机械能变大。 （3）[1]由图可知动滑轮上有2段钢丝绳，则钢丝绳移动的距离为 拉力做的总功为 小军一家人总重力为 拉力做的有用功为 则电梯的机械效率为 [2]由于机械效率与物重、动滑轮重、绳重及摩擦等有关，其它条件不变的前提下，物重越大，电梯的机械效率越高。若小军自己一人坐电梯，其它条件不变，物重减小，故电梯的机械效率变小。 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 12.4 机械效率 【考点梳理】 · 考点一：效率概念的理解 · 考点二：机械效率的比较 · 考点三：竖直滑轮组效率的计算 · 考点四：水平滑轮组效率的计算 · 考点五：斜面的效率计算 · 考点六：杠杆效率的计算 · 考点七：探究机械效率影响因素实验问题 · 考点八：复杂简单机械效率的压轴计算 【知识梳理】 知识点一：有用功和额外功 1.有用功：使用机械时，对人们有用的功叫有用功。也就是人们不用机械而直接用手时必须做的功。在提升物体时，W有用= Gh 2.额外功：使用机械时，对人们没有用但不得不做的功叫额外功。 3.额外功的主要来源：①提升物体时，克服机械自重、容器重、绳重等所做的功。②克服机械的摩擦所做的功。 4.人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功，它等于有用功和额外功的之和。即：W总=W有用+W额 5.若人对机械的动力为F，则：W总= FS 知识点二：机械效率 （1） 定义：有用功与总功的比值，叫机械效率。 （2） 公式：η=×100％ 技巧归纳一、滑轮（组）的机械效率 物理量 竖直方向滑轮组 水平方向滑轮组 图形 绳子拉力F/N F=n（G物+G动）不计f绳 F=nFA=nf地（不计f绳，此时η=100%） F＞nFA=nf地（计f绳，此时η＜100%） 绳子自由端的距离s/m s=nh s绳=ns地 绳子自由端的速度v绳 v绳=nv物 v绳=nv物 有用功W有 W有=G物h W有=FAs地=f地s地 额外功W额 W额=G动h（不计f绳） W额=W总-W有=Fs-G物h（通用） W额=W总-W有 = Fs绳-FAs地 = Fs绳-f地s地 总功W总 W总=G物h+G动h（不计f绳） W总=Fs（通用） W总=Fs绳 机械效率η （不计f绳） （通用） 注析 n-动滑轮上绳子的根数 h-物体上升的高度 s-绳子自由端移动的距离 f绳—绳子与滑轮间的摩擦力 n-动滑轮上绳子的根数 s地-物体相对地面运动的距离 s绳-绳子自由端移动的距离 f绳-绳子与滑轮间的摩擦力 -物体受到地面的摩擦力 FA-拉物体的绳子上的拉力 技巧归纳二、、斜面机械效率计算类 1.用斜面提升物体的模型图 2. 用斜面提升物体有用功、额外功和总功求法 （1）有用功W有用= Gh （2）总功W总= F s （3）额外功W额外=W总—W有用 其中 s是动力F 沿着斜面移动的距离，h 是重物上升的高度，s和h的关系，通常可由解三角函数得到，一般斜面倾斜角给出。 3. 斜面机械效率的求解 （1）用斜面提升物体时，有用功和总功的比值.称为斜面的机械效率。 （2）斜面机械效率公式：η＝（W有用/W总）×100％　η＝（W有用/W总）×100％= (Gh / F s) ×100％ 【题型归纳】 题型一：效率概念的理解 【典例1】．（24-25八年级下·北京房山·期末）关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（　　） A．做功越多，功率就越大 B．功率越大，做功就越快 C．机械效率越高，做功就越多 D．机械效率越高，有用功在总功中的占比就越小 【变式1】．（25-26九年级上·陕西汉中·期中）下列有关功率和机械效率的说法，正确的是（　　） A．做相同的功，用时短的机械功率小 B．机械做功越快，功率一定越大 C．机械的功率越大，机械效率越高 D．机械做的有用功越多，机械效率越高 【变式2】．（25-26九年级上·安徽淮南·阶段检测）下列关于机械效率的说法中正确的是（　　） A．机械效率越大，说明做功越快 B．机械效率越大，说明做功越多 C．机械的功率越大，机械效率越大 D．机械效率是反映机械性能的物理量 题型二：机械效率的比较 【典例2】．（25-26八年级下·北京延庆·期中）如图所示，小京分别用甲、乙两种不同的滑轮把同一桶沙子从一楼地面匀速竖直向上提到二楼。用甲滑轮时所做的总功为，机械效率；用乙滑轮时所做的总功为，机械效率为。关于和、和的大小关系，下列选项正确的是（　　） A． B． C． D． 【变式1】．（24-25八年级下·黑龙江佳木斯·期末）下列四种不同的装置，将同一货物匀速提升到同一高度，若每只滑轮的质量均相同，不计绳重及摩擦、机械效率最高的是（　　） A． B． C． D． 【变式2】．（24-25八年级下·山东潍坊·期末）如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若G1=G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η1和η2（忽略绳重和摩擦）。则下列选项正确的是（　　） A．F1> F2   η1=η2   P1<P2 B．F1> F2   η1=η2   P1=P2 C．F1< F2   η1<η2   P1<P2 D．F1< F2     η1>η2    P1=P2 题型三：竖直滑轮组效率的计算 【典例3】．（25-26九年级上·河南周口·期末）如图所示，用滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m，拉力F为250N，不计绳重和摩擦，则（　　） A．绳子自由端移动的距离为4m B．动滑轮的重力为200N C．滑轮组的机械效率为80% D．拉力做的有用功为1500J 【变式1】．（2025·北京·模拟预测）如图所示，工人站在水平地面上，用滑轮组提升重物A，工人对绳子自由端施加竖直向下的拉力F，工人拉力功率为200W，物体A被竖直匀速提升1m，用时5s，滑轮组的额外功为100J。下列说法中正确的是（　　） A．工人的体重不能小于500N B．动滑轮所受的重力为100N C．物体A的重力可以大于1000N D．该滑轮组的机械效率为80% 【变式2】．（24-25八年级下·北京房山·期末）如图甲所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，用竖直向下的拉力拉动绳子自由端，使物体A以0.1m/s的速度匀速上升，拉力所做的功W与时间t的关系如图乙所示。已知该工人的重力为650N，物体A的重力为800N。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端拉力的功率为50W B．动滑轮的重力为200N C．该工人对地面的压力为150N D．提升过程中滑轮组的机械效率为90% 题型四：水平滑轮组效率的计算 【典例4】．（24-25八年级下·山东济宁·期末）如图所示，用轻质滑轮组（滑轮和绳子的重力忽略不计）拉着物体以0.05m/s的速度在足够长的木板上做匀速直线运动，绳子与滑轮之间存在一定的摩擦，此时木板处于静止状态。已知拉力F的大小为5N，地面对木板的摩擦力为2N，弹簧测力计的示数为9N，下列说法正确的是（    ） A．定滑轮受到墙的拉力为10N B．拉力F的功率为0.25W C．滑轮组的机械效率为70% D．若拉力F增大，弹簧测力计的示数也增大 【变式1】．（25-26八年级下·全国·课后作业）用如图所示的滑轮组拉动重300N的箱子，以的速度在水平地面上做匀速直线运动。已知拉力的大小是40N，箱子与地面间的摩擦力是60N。下列说法正确的是（    ） A．10s内绳子自由端移动6m B．拉力的功率为8W C．滑轮组的机械效率为75% D．10s内物体重力做功600J 【变式2】．（24-25九年级上·安徽六安·期末）利用如图所示的滑轮组在10秒内将重物A沿水平方向移动了2米，已知物体A的重力为500N，拉力F为40N，滑轮组的效率为75%，下列说法正确的是（   ） A．物体A在移动的过程中重力做的功为1000J B．物体A受到的滑动摩擦力为160N C．物体A所受的滑动摩擦力做功的功率是18W D．拉力F做的功为180J 题型五：斜面的效率计算 【典例5】．（24-25八年级下·陕西榆林·期末）如图所示，工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长的木板，将地面上重的货物沿长木板匀速推上高的车厢，用时，工人沿斜面向上的推力为。该过程中，下列说法正确的是（　　） A．使用该装置能省功 B．货物重力不做功 C．推力做功的功率为 D．该装置的机械效率为75% 【变式1】．（24-25八年级下·甘肃平凉·期末）工人师傅搭建了如图所示的斜面，用向上600N的拉力F，把一个质量为120kg的物体从斜面底端搬到2m高的架子上，斜面长为5m，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　） A．物体的重力为120N B．工人拉力做的功为有用功 C．该过程中，额外功为500J D．该装置的机械效率为80% 【变式2】．（25-26九年级上·江苏南京·期中）如图所示，工人把重为200N带轮子的箱子推到平台高处，A、C、H分别是箱子在三段路面的起点，箱子经过AB、CF、HK路段时均做匀速直线运动，且所受推力方向与所在路面平行。下表记录了箱子在三个路段所受推力大小和运动时间的数据。已知，，，，忽略箱子体积。下列说法正确的是（　　） 路段 AB CF HK 推力/N 10 117 10 时间/s 13 20 12 A．工人推力在AB段做功20J B．工人推力在AB段与HK段做功的功率之比为 C．工人推箱子在CF段做功过程的机械效率为82.5% D．箱子在CF段运动时所受摩擦力为17N 题型六：杠杆效率的计算 【典例6】．（25-26九年级上·江苏无锡·月考）如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的粗细和质量分布都均匀的杠杆，使重力为36N的物体缓慢升高，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为。杠杆的机械效率为______，杠杆的重力为______。 【变式1】．（25-26九年级上·安徽六安·月考）如图所示，重力的物体挂在粗细均匀的杠杆的中点处。在力作用下使物体匀速上升，已知点沿竖直方向上升，此杠杆的机械效率___________。 【变式2】．（24-25八年级下·安徽蚌埠·期末）如图甲是利用桔槔在井中汲水的情景，图乙是桔槔的杠杆模型。O为支点。A端系水桶（含水和桶），B端固定配重石。已知，，配重的重力为，水桶的重力为，人对水桶施加的竖直向上拉力，当提升水桶上升，配重下降了的过程中，杠杆的机械效率为__________；若人不施加拉力，则要使杠杆在水平位置静止，配重到支点的力臂为__________m。 题型七：探究机械效率影响因素实验问题 【典例7】．（25-26八年级下·全国·课后作业）小明用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表：（若忽略绳重和摩擦） 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         ____ 3 6 10 2.2 30 90.0 (1)表格中空格处数据应为__________ （结果保留一位小数）； (2)分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与_______ 有关； (3)根据实验结论推测，使用该滑轮组将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能是______； A．71.6% B．82.4% C．92.1% D．100% (4)小明进一步研究，测出动滑轮的重力为0.1N，再计算出每一次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值（）发现钩码的重力越大，_______ （越大/越小/不变）； (5)另一实验小组改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象.分析可知：分析图像中的A点可知，此时被提升物体所受的重力为_______ N。 【变式1】．（24-25九年级上·江苏无锡·期末）小明在测定滑轮组机械效率的实验中，所用的实验装置分别如图所示。 (1)在如图乙所示实验中，应沿竖直方向______缓慢拉动弹簧测力计，若小明在实验中加速向上提升重物，所测滑轮组的机械效率会______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 (2)小明在实验中得到如下表数据。 实验次数 钩码重 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率 1 4.0 0.1 2.7 0.2 74.1 2 4.0 0.1 1.8 0.3 74.1 3 8.0 0.1 3.1 0.3 86.0 4 8.0 0.1 2.5 0.4 ______ 通过比较1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数______（选填“有关”或“无关”）。通过比较______两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。 (3)第4次实验空格中数值为______，分析3、4两次实验数据可得出结论：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越______。 (4)若每个滑轮的重1.0N，不计绳重，在第3次实验中克服摩擦做的额外功为______J。 【变式2】．（25-26九年级上·广东茂名·月考）某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验（如图所示）时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉物块，收集了下表中的实验数据； 实验次数 斜坡的倾斜程度 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)分析表中的数据可得出：在其他条件一定时，斜面越缓越___________（填“省”或“费”）力；斜面越陡，机械效率越___________（填“高”或“低”）。 (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4.5N，把第4次与第___________次测量结果相比较，还能得出：在其他条件一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。 (3)用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力___________（填“大于”“小于”或“等于”）物块所受的摩擦力。 (4)斜面在生产和生活中应用十分广泛，请你举出一个生产或生活中利用斜面的实例。举例：___________。 题型八：复杂简单机械效率的压轴计算 【典例8】．（24-25八年级下·安徽阜阳·期末）如图所示，是工人师傅在利用滑轮组打捞水中的一质量为79kg体积为0.01m3的物体A，此滑轮组中动滑轮重30N，工人师傅在绳子自由端施加一个拉力F，拉着物体A匀速上升，在物体A未露出水面前，求： (1)物体A受到浮力为多大？画出此时物体A受力示意图； (2)若不计不计绳重、摩擦及物体在水中受到的阻力，工人师傅在绳子自由端施加的拉力F至少应为多大？ (3)在此过程中工人师傅若在绳子自由端实际施加的拉力为260N，则在此过程中该滑轮组的机械效率为多少？ 【变式1】．（2025·安徽六安·一模）工人用如图所示装置把重的物体，从斜面底部匀速拉到高的平台上（斜面与水平地面的夹角为），用时。工人对绳子的拉力为，动滑轮重，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，求： (1)绳子对物体做的功； (2)物体克服摩擦力所做的功； (3)整个装置的机械效率。 【变式2】．（25-26八年级下·全国·单元测试）工人使用下图装置打捞水池中的石料，石料体积为，重1300N，工人用300N的拉力匀速打捞石料（石料未露出水面，不计绳重、摩擦和水对石料的阻力，取10N/kg，）。 (1)石料浸没在水中受到的浮力是多大？ (2)滑轮组的机械效率是多大？ (3)当石料完全露出水面后，石料保持匀速上升，此时滑轮组的机械效率是多大？（答案保留一位小数） 【高分突破】 一、单选题 1．（25-26八年级下·北京延庆·期中）关于功、功率及机械效率，下列说法正确的是（　　） A．机械做功越多，功率越大 B．机械做功越快，功率越大 C．机械做有用功越快，机械效率越大 D．机械做有用功越多，机械效率越大 2．（2026·陕西宝鸡·二模）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 3．（25-26八年级下·全国·课后作业）小明用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”时，将总重为的钩码挂在铁质杠杆上，不计转轴处的摩擦，弹簧测力计作用于点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使杠杆从水平位置开始逐渐上升，带动钩码上升的高度为，弹簧测力计的示数为，其移动的距离为（钩码重不变），则下列说法正确的是（    ） A．此时杠杆的机械效率为 B．实验过程中测力计拉力的力臂长短不变 C．若将弹簧测力计移动到点，测力计的示数将增大 D．若增加钩码的重力，重复实验，则杠杆的机械效率不变 4．（2026·青海西宁·模拟预测）用如图所示滑轮组，将重为500N的物体，在10 s内匀速向上提升2 m，已知拉力为300 N。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为6 m B．人所做的有用功为1200 J C．拉力F的功率为100 W D．该滑轮组的机械效率约为83.3% 5．（25-26九年级上·安徽铜陵·期末）如图所示装置，由滑轮组和电动卷扬机组成。工人利用该装置在5s内使重为5000N的物体M在水平地面向右匀速移动了2m，电动卷扬机对滑轮组绳子自由端的拉力为F=300N，物体M在水平面上滑动过程中受到的阻力是其重力的0.1倍，动滑轮重50N，在此过程中，电动卷扬机的效率是80%。则下列说法正确的是（   ） A．电动卷扬机对物体M的功率为400W B．滑轮组的机械效率为80% C．克服绳重和摩擦做的功为50J D．电动卷扬机消耗的电能为1500J 6．（25-26九年级上·江苏泰州·月考）如图所示，滑轮组甲和乙的每个滑轮的质量相同，绳自由端拉力分别为F甲和F乙，相同时间内分别使物体匀速上升相同高度，物重分别为G甲和G乙，F甲和F乙所做功的功率分别为P甲和P乙，机械效率分别为η甲和η乙，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　） A．若G甲=G乙，则η甲<η乙，P甲=P乙 B．若G甲=G乙，则η甲=η乙，P甲>P乙 C．若F甲=F乙，则η甲<η乙，P甲<P乙 D．若F甲=F乙，则η甲>η乙，P甲>P乙 7．（2025·河南新乡·二模）建筑工地上，工人常运用简单机械提高工作效率。如图所示，用100N的拉力F向下拉轻绳，将重320N的物体从斜面底端匀速拉至顶端，共用时4s。不计空气阻力，忽略绳与滑轮间的摩擦，已知斜面长4m，高1m，则对于此过程，下列说法正确的是（　　） A．图中的滑轮可以省力 B．拉力做功的功率为125W C．物体受到的摩擦力大小为20N D．此装置的机械效率为83.3% 8．（25-26九年级上·江苏泰州·期中）小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，他将重为100N的物体挂在均匀杠杆的中点，在杠杆的另一端始终保持竖直方向拉动杠杆，使其绕O点缓慢转动，带动物体匀速上升了0.1m（不计绳重及摩擦），下列说法正确的是（　　） A．在物体上升过程中，拉力大小将变大 B．若杠杆机械效率为80%，则杠杆自重为50N C．仅将物体悬挂点向支点靠近一些，杠杆的机械效率将变大 D．仅将拉力F的作用点向支点靠近一些，杠杆的机械效率将不变 二、填空题 9．（25-26八年级下·黑龙江哈尔滨·期中）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______。 10．（25-26九年级上·陕西安康·期末）工人利用如图所示滑轮组提升450N的建筑材料，使建筑材料匀速竖直上升了4m，工人对绳子的拉力F始终为300N，则拉力F做的总功为______J，滑轮组的机械效率为______。请你提出一条提高该滑轮组机械效率的措施：_______。 11．（25-26九年级上·陕西·期末）如图甲是《墨经》中记载的我国古代提升重物的工具—“车梯”，图乙是其构造等效图。若利用此“车梯”使80kg的重物在10s内匀速竖直上升2m，所用的拉力为300N，使用“车梯”时做的有用功为 ________J，人做功的功率为________W，“车梯”的机械效率约为________。（g取10N/kg）（结果保留1位小数） 12．（24-25九年级上·甘肃张掖·期末）在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化图如图所示。交警指挥拖车在水平路面上将质量为1.5×103kg的故障车以2m/s的速度匀速拖动了12m。绳子自由端的拉力F为125N，故障车受到的阻力是车重的2%。该装置的机械效率是___________。（g取10N/kg） 13．（25-26九年级上·江苏泰州·月考）小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓慢上升。重为5N的钩码挂在A点时，人的拉力F为4N，钩码上升0.3m时，动力作用点C上升0.5m。则此时机械效率η1为___________；小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到B点，再次缓慢提升杠杆，使动力作用点C仍然上升0.5m，问：有用功与第一次相比___________（选填“变大”“变小”或“不变”）；额外功与第一次相比___________（选填“变大”“变小”或“不变”），此时的机械效率η1___________η2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 三、实验题 14．（24-25八年级下·辽宁大连·期末）某同学猜想斜面的机械效率与物体的重力、斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度都有关。在探究斜面的机械效率是否与物体的重力、斜面的倾斜程度有关时，他利用同一块木板组成如图甲所示的装置，在不同条件下分别进行实验，并对所测数据进行了分析论证。 (1)拉动物块沿斜面向上运动时，拉力的方向应该与斜面______； (2)实验时，要使斜面的高度变大，应该把木板下面的垫木向______移动； (3)该同学记录的数据如下表 实验次数 物块重力 斜面高 斜面长 沿斜面拉力 机械效率 1 5 2 8 3 8 根据表格中数据可知：第1次实验中，斜面的机械效率为______，第2次实验时物块所受的摩擦力为______ N； (4)通过对比实验数据，可判断出斜面的机械效率与______有关； (5)请你利用所学过物理知识，再解决一个关于斜面的物理问题：图乙中斜面1的长度小于斜面2的长度，同一物块从两个斜面顶端由静止释放，分别沿着斜面1和斜面2下滑，到达斜面底端时的速度分别为、，若斜面光滑，且不计空气阻力，则______。选填“>”“<”或“=” 15．（25-26九年级上·安徽铜陵·期末）小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表： 实验序号 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动的距离s/m 机械效率 1 4 0.1 1.8 0.3 2 6 0.1 2.5 0.3 80% 3 4 0.1 1.5 0.5 53% (1)第1次实验测得的机械效率为________。 (2)分析表中数据可知：第3次实验是用图_______做的。（选填“甲”、“乙”或“丙”） (3)分析第1、2两次实验数据可知：使用同一滑轮组，通过________（选填“增大”或“减小”）物重，可以提高滑轮组的机械效率。 (4)根据第1、2两次实验数据分析可知，该滑轮组中动滑轮的重力可能是________。 A．1N B．1.5N C．2N 四、计算题 16．（25-26八年级下·安徽·课后作业）如下图所示，用滑轮组提升矿井内重力为6400N的物体M，汽车10s内匀速前进了20m。此过程中，滑轮组的机械效率为80％。（不考虑绳重和摩擦） (1)汽车对绳子的拉力F大小为多少？ (2)汽车对绳子拉力做功的功率大小为多少？ (3)如果把重物换成8000N的另一个重物，则该滑轮组的机械效率为多大？（结果精确到0.1％） 17．（25-26八年级下·全国·随堂练习）如图所示的是一个提起重物的杠杆的示意图，O处是转动轴，不计绳重及摩擦，力F的方向始终竖直向上，杠杆OA是重力为的均匀杠杆，挂在OA中点B处的重物的重力为G。已知，。 (1)若利用该杠杆将重物提升0.5m，求杠杆的机械效率。（结果精确至0.1％） (2)为维持杠杆在水平位置平衡，求力F的大小。 18．（24-25八年级下·黑龙江大庆·期末）如图所示是某施工队用的滑轮组打捞沉在水池底的工件的装置。已知工件的体积是 密度是 工件未露出水面的过程中人在绳子的自由端施加的拉力 F 时，工件恰能匀速上升（不考虑摩擦及水的阻力，g取10N/kg）。求： (1)工件浸没在水中时，受到的浮力是多少？ (2)滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，机械效率是多大？  （保留两位有效数字） (3)如该水池底面积为 ，将工件匀速拉出水面后，水对池底的压强变化了多少？ 五、综合题 19．（24-25八年级下·广东惠州·期末）如图是一种电梯的结构示意图：A为电梯厢，B为滑轮，绕电动机过滑轮的钢丝绳一端固定在楼房顶层，另一端通过电动机提供拉力，C为配重。在电动机拉力作用下电梯厢能在电梯井中沿竖直通道上下运行。电梯为居民出入带来很大的便利。（不计钢丝绳，滑轮重及摩擦，g取10N/kg） (1)由图可知电梯厢底端的滑轮B为___________滑轮（选填“动”或“定”）； (2)小军家住11楼，每层楼高3m，放学后，乘电梯回家，电梯在40s内将小军送到家，在此过程中，电梯上升的平均速度是___________，当电梯匀速上升时，电梯对小军的支持力对小军___________（选填“有”或“没有”）做功，此过程小军的动能___________，机械能___________（选填“变大”，“变小”或“不变”）； (3)某次运行中，电梯将总质量为240kg的小军一家人送回家时，电动机拉力F为6000N，在此过程中，电梯的机械效率是___________%。若小军自己一人坐电梯，电梯的机械效率___________（选填“变大”，“变小”或“不变”）。 2 学科网（北京）股份有限公司 $