11.5 机械效率 讲义 2026-2027学年苏科版九年级物理上册

本初中物理讲义聚焦“机械效率”核心知识点，系统梳理有用功、额外功、总功的定义与公式，机械效率的计算及影响因素，以及斜面的特点与效率分析。通过思维导图构建知识体系，形成从基础概念到实验测量再到实际应用的学习支架。 该资料亮点在于模块设计层层递进，思维导图助力物理观念形成，实验步骤（如测量滑轮组效率）培养科学探究能力，中考真题强化知识应用。课中辅助教师系统授课，课后通过练习题帮助学生查漏补缺，提升解决实际问题的科学思维与责任意识。

第十一章 第5节 机械效率（共33道练习题） ※※模块一：梳理思维导图 构建知识体系———————— ※※模块二：梳理基础知识 明晰识记要点———————— ■知识点一：有用功、额外功、总功 1.有用功： （1）定义：对人们有用的功；在数值上等于直接用手对物体做的功。 （2）公式：W有＝G物h =W总－W额=ηW总 2.额外功： （1）定义：克服机械自重和摩擦力所做的无用功，但又不得不做。 （2）公式：W额＝G动h =W总－W有=（1-η）W总 （3）产生原因： A.克服机械自重做功。B.克服摩擦做功。 3.总功： （1）定义：动力对机械所做的功。 （2）公式：W总＝FS =W有+W额=W有/η。 A.一般来说，动力对机械所做的功是总功，机械对物体所做的功是有用功。 B.有用功和总功的判定，要根据工作目的来判定。目的不同，有用功和总功可能就不同。 ■知识点二：机械效率（η） 1.定义：有用功跟总功的比值。 2.公式：η=W有/W总×100%。 3.物理意义： 机械效率是衡量机械性能好坏的重要标志。机械效率越高的机械，性能越好。 4.对机械效率的理解： （1）机械效率只跟有用功和总功有关，反映了有用功占总功的比例。 （2）机械效率与机械的功率、省力情况、力的大小、绕线方法和重物提升高度均无关系。 （3）机械效率总小于1，因为使用机械都要做额外功。 （4）同一机械的效率也不是固定不变的。 5.测量滑轮组的机械效率： （1）测出钩码重力。 （2）组装滑轮组，记下测力计和钩码位置。 （3）在竖直方向上匀速拉动弹簧测力计，读出测力计示数，记下测力计和钩码通过的距离。 （4）算出机械效率。 （5）改变钩码个数或换用不同装置重复实验。 归纳总结： （1）相同机械，提升物体越重，机械效率越高。 （2）提升重物相同，动滑轮越重，机械效率越低。 6.提高滑轮组机械效率的方法： （1）减小摩擦。 （2）增大物重。（相同机械，提升物体越重，机械效率越高） （3）减轻机械自重。（提升重物相同，动滑轮越重，机械效率越低） ■知识点三：斜面及其应用 1.斜面： 在地面和高台间架一块长木板，就构成了一个简易斜面。 2.斜面特点： （1）使用斜面时可以省力，但要费距离。 （2）在斜面高度一定时，斜面越长越升力。 3.使用斜面时的总功、有用功、额外功： （1）总功：动力所做的功W总=FS。 （2）有用功：直接用手对物体做的功W有=G物h。 （3）额外功：克服斜面与物体之间的摩擦力所做的功W额=fS。 4.测量斜面的机械效率： （1）测出木块重力。 （2）把木块用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、小车沿斜面移动的距离s、木块上升的高度h。 （3）改变斜面的倾斜程度，重复上述实验。 （4）斜面倾斜程度不变，在斜面上分别铺白布、毛巾，重复上述实验。 （5）改变钩码个数或换用不同装置重复实验。 归纳总结： （1）斜面的倾斜程度一定，斜面越光滑，机械效率越高。 （2）斜面的粗糙程度一定，倾斜程度越大，机械效率越高。 ※※模块三：精准考点演练 突破重点难点———————— 一．有用功、额外功、总功（共7小题） 1．（2026八年级下·河南南阳·阶段测试）如图所示，在用动滑轮提升钩码时，动滑轮对钩码做的功是______，弹簧测力计对绳子自由端做的功是______，提升动滑轮做的功是______。（三空均选填“有用功”、“额外功”和“总功”） 【答案】 有用功 总功 额外功 【详解】[1]将钩码提升一定的高度是我们的工作目的，动滑轮对钩码的拉力所做的功叫作有用功； [2]弹簧测力计的拉力所做的功，叫作总功； [3]用动滑轮提升钩码时，我们还不可避免地要克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫作额外功。 2．（2026·山东淄博·二模）小李用相同的滑轮设计了甲、乙两种装置将两个相同货物在相同时间内匀速提升相同的高度，且物体重力大于滑轮重力，如图所示。两次的拉力分别为和，忽略绳重和摩擦，小李两次的拉力______，两次做的有用功______。 【答案】 【详解】设货物重力为，动滑轮重力为，提升货物高度为，忽略绳重和摩擦： 甲中用的均是定滑轮，可得 乙是普通滑轮组，2段绳子承担物重，可得 因为物重大于滑轮重，因此 有用功是提升货物做的功，，两次货物重力、提升高度都相同，因此 3．（2026·辽宁朝阳·三模）用如图所示的滑轮组拉着重为的物体匀速前进，若物体与地面的摩擦力为，则拉力所做的有用功是__________；若实际拉力，则该滑轮组的机械效率为__________ 【答案】 1.8 75% 【详解】拉力所做的有用功也就是克服地面对物体的摩擦力所做的功，即 拉力做的总功 滑轮组的机械效率 4．（2026九年级下·江苏盐城·阶段检测）如图，用同一滑轮组分别将物体和物体匀速提升相同的高度。与提升相比，提升的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响，则提升的过程（　　） A．额外功较小 B．额外功较大 C．总功较小 D．总功较大 【答案】D 【详解】提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，则克服动滑轮重力所做的功是额外功，由可知，提升A和B所做额外功相同；额外功相同，提升A物体时滑轮组的机械效率较大，所以提升A物体所做的有用功较大，故其总功较大，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 5．（2026·福建三明·三模）如图，旗杆的顶部装有一个滑轮，下列关于该滑轮的说法正确的是（　　） A．是动滑轮 B．能省力 C．能省功 D．能改变力的方向 【答案】D 【详解】由图可知，旗杆顶部滑轮的轴是固定不动的，为定滑轮，使用定滑轮的优点是可以改变力的方向，但不能省力；根据功的原理可知，使用定滑轮也不能省功，故选D。 6．（2026八年级下·河北衡水·阶段测试）用水桶从井中提水的时候，对水所做的功是有用功。如果桶掉进井里，从井里捞桶的时候，桶里带上来了一些水，这时对水做的功还是有用功吗？为什么？ 【答案】从井中提水桶的过程中，目的是捞桶，所以对桶做的是有用功，同时，对水做的功不是目的，但又不得不做，是额外功。 【详解】略 7．工人用滑轮组把一箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，机械效率提高了，则加润滑油后工人将同样重的货物从一楼提升到五楼时，做的（　　） A．有用功不变，总功减少 B．有用功增加，总功增加 C．有用功不变，总功增加 D．有用功减小，总功减小 【答案】A 【详解】加润滑油后工人将同样重的货物从一楼提升到五楼时，货物的重力和提升的高度不变，由W有=Gh可知，工人所做的有用功不变，在滑轮组上加润滑油后，摩擦力减小，克服摩擦力所做的额外功减少，由W总=W有+W额可知，总功减小，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 二．机械效率（共10小题） 1．（2026·福建厦门·二模）厦门老城修缮工程中，用如图所示的滑轮，该滑轮是一个________滑轮，该滑轮的机械效率为________%。 【答案】 动 75 【详解】由图可知，该滑轮可以随物体一起移动，是动滑轮； 从图中比例关系可知，有用功占总功的，额外功占总功的，因此机械效率 2．（2026·湖南长沙·三模）建筑工地常使用塔式起重机（塔吊）吊运建筑材料。塔吊的起重臂可视为杠杆，如图是塔吊中用到的滑轮组。若塔吊将重力大小为5000N的水泥板匀速提升10m，用时 25s，此时右侧绳子拉力为4000N，提升过程中，绳子拉力做功的功率为_______W，滑轮组的机械效率为_________。 【答案】 3200 62.5% 【详解】总功为 拉力功率为 匀速提升物体，对水泥板拉力等于其重力，有用功为 滑轮组的机械效率 3．（2026·广东汕头·模拟预测）如图所示，用滑轮组将重为90N的物体匀速提升2m，拉力F为50N，不计绳重和摩擦。此过程中，有用功为________，滑轮组的机械效率为________%。若用此滑轮组匀速提升更重的物体，其机械效率将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 180J 90 变大 【详解】克服物体重力做的有用功 图中滑轮组由2段绳子承担物重，即。拉力移动的距离 总功 机械效率 不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率为​ 当提升的物体重力G增大时，的值会变小，因此机械效率会变大。 4．（2026·山东临沂·二模）甲、乙两人分别用如图所示的滑轮，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（    ） A．甲省力，机械效率较高 B．甲省功，机械效率较低 C．乙不省力，机械效率较高 D．乙省功，机械效率较低 【答案】C 【详解】由图可知，甲使用的是动滑轮，使用时可以省力，但要费距离；乙使用的是定滑轮，使用时可以改变力的方向，但不能省力。货物质量相等、提升高度相同，所以甲、乙做的有用功相等；不计绳重及摩擦，甲做的总功需要克服货物和动滑轮重力做功，乙做的总功只需要克服货物重力做功，额外功为0，根据可知，乙装置的机械效率更高；根据功的原理，使用任何机械都不能省功。故ABD错误，C正确。 故选C。 5．（2026八年级下·重庆·阶段测试）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，g取10N/kg。下列说法中不正确的是（     ） A．使用“车梯”时做的有用功为1600J B．使用“车梯”时人做功的功率为200W C．使用“车梯”时人拉绳的速度为0.2m/s D．“车梯”的机械效率约为66.7% 【答案】BC 【详解】A．重物受到的重力 克服物重做的有用功 故A正确，不符合题意； B．由图可知，动滑轮上的绳子段数为，绳子自由端移动的距离 人做的总功 人做功的功率 故B错误，符合题意； C．人拉绳的速度 故C错误，符合题意； D．“车梯”的机械效率 故D正确，不符合题意。 故选BC。 6．（2026·山东威海·模拟预测）如图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效示意图。当用拉力竖直向上匀速提升重460 N的货物时，动滑轮总重40 N，不计绳重和摩擦，则（     ） A．拉力F为100 N B．该“车梯”承担物重的绳子有5股 C．使用“车梯”可以省距离 D．货物重变为600 N时，“车梯”的机械效率增大 【答案】D 【详解】AB. 滑轮组绳子的有效股数n=4，故该“车梯”承担物重的绳子有4股，拉力应为，不是100 N。故AB不符合题意； C. 滑轮组能够省力，但不能省距离。绳端移动距离大于物体上升距离，因此不能省距离。故C不符合题意； D. 机械效率公式为动滑轮重力不变时，货物重力增大，机械效率增大。故D符合题意。 故选D。 7．（2026·河南郑州·模拟预测）用图所示的滑轮组拉着重100 N的物体A在水平地面以0.5 m/s的速度做匀速直线运动，已知绳端拉力F=20 N，物体A受到地面的摩擦力为30 N。忽略绳重和动滑轮重的影响，下列说法中正确的是（     ） A．额外功主要是克服地面对物体A的摩擦力所做的功 B．拉力做功的功率为30 W C．滑轮组的机械效率为75% D．增大物体A的重力，该滑轮组的机械效率一定会降低 【答案】C 【详解】。由图可知，动滑轮上绳子段数n=2。 物体A的速度，因此绳子自由端速度 A．水平滑轮组中，克服地面对物体A的摩擦力做的功是有用功，故A错误； B．拉力F=20N，绳端速度，拉力功率 故B错误； C．绳子自由端移动的距离，有用功，其中摩擦力。 总功​ 机械效率 故C正确； D．增大物体A的重力，物体对地面的压力增大，摩擦力f也会增大，有用功会增加，而额外功（滑轮摩擦）不变，因此机械效率会升高，不是降低，故D错误。 故选C。 8．（2026·湖南长沙·二模）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。 9．（2026九年级上·江苏徐州·期末）如图所示，用拉力F通过动滑轮将重100N的货物匀速提升1m，动滑轮的机械效率为80%，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。求： (1)上述过程中的有用功W有。 (2)上述过程中拉力所做的功。 【答案】(1)100J (2)125J 【详解】（1）根据题意，使用动滑轮提升货物所做的有用功是指克服货物自身重力所做的功。根据功的计算公式，有用功 （2）拉力所做的功是总功，已知动滑轮的机械效率，且已求出有用功，根据机械效率的计算公式，可得总功 10．（2026·陕西咸阳·一模）工人用如图所示的滑轮组，将重900N的物体在5s内匀速竖直提升了1m，工人对绳子自由端的拉力F为500N。求： (1)工人做的总功； (2)滑轮组的机械效率。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由图可知，绳子的有效段数，绳子自由端移动的距离为 工人做的总功为 （2）提升物体所做的有用功为 滑轮组的机械效率为 三．斜面及其应用（共6小题） 1．（2026·湖南长沙·二模）如图，有一个长3m，高30cm的斜面通道，小亮花了10s的时间，用平行于斜面的100N的推力F推着爷爷匀速上行到水平台面，则此过程中推力的功率为________W；斜面是一个________机械。（选填“省力”或“费力”）。 【答案】 30 省力 【详解】推力的功率为 斜面是通过增大距离来减小提升力，所以属于省力机械。 2．（2026·宁夏银川·三模）如图所示，斜面长1m，高0.2m，将10N重的物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端，需要用平行于斜面的力2.5N，下列说法正确的是( ) A．机械效率为80% B．有用功为2.5J C．重物上升过程中克服摩擦做了2J的额外功 D．为了提高该斜面的机械效率，应以较快的速度将重物匀速拉到斜面顶端竖直向下拉绳端 选择理由：________。 【答案】 A ABC．有用功是克服物体重力做的功 拉力做的总功 克服摩擦做的额外功 斜面的机械效率 故A正确，BC错误； D． 斜面的机械效率与物体运动速度无关，改变速度不会改变有用功与总功的比值，无法提高机械效率，D错误。 故选A。 【详解】ABC．有用功是克服物体重力做的功 拉力做的总功 克服摩擦做的额外功 斜面的机械效率 故A正确，BC错误； D． 斜面的机械效率与物体运动速度无关，改变速度不会改变有用功与总功的比值，无法提高机械效率，故D错误。 故选A。 3．（2026·山东菏泽·三模）如图所示，汽车沿蜿蜒的盘山公路爬坡时，下列说法正确的是（　　） A．不能省力 B．汽车牵引力越大效率越高 C．不能省功 D．汽车功率越大效率越高 【答案】C 【详解】A．盘山公路本质是斜面的变形应用，且斜面可以省力、费距离，故A错误； B．机械效率是有用功与总功的比值，和牵引力没有必然联系：牵引力越大，相同路程下总功更大，额外功不变时效率反而更低，故B错误； C．根据功的原理，使用任何机械都不能省功，故C正确； D．功率描述的是做功的快慢，和机械效率是完全不同的物理量，功率大不代表效率高，故D错误。 故选C。 4．（2026·黑龙江牡丹江·二模）如图所示，小明利用斜面将一大小可忽略的货箱推高，已知货箱重100N，沿斜面向上的推力大小为60N，斜面的长为2m，高为1m，则将货箱从斜面底端推至顶端的过程中（     ） A．使用斜面的目的是为了省距离 B．小明做的有用功为60J C．小明做的总功为120J D．如果运用得当，斜面的效率可以达到100% 【答案】C 【详解】A．斜面是省力机械，使用斜面的目的是省力，会费距离，故A错误； B．有用功是克服货箱重力做的功，计算得 ，故B错误； C．总功是推力做的功，计算得 ，故C正确； D．推货箱沿斜面运动时，必须克服摩擦力做额外功，机械效率一定小于100%，故D错误。 故选C。 5．（2026·河南三门峡·二模）道路救援车拖移故障车辆时可构建成如图所示模型。已知被拖车辆的总重力为G，拉力F在时间t内将车辆从斜面底端匀速拉至顶端。斜面高为h，长为l，忽略滑轮处的摩擦。下列说法正确的是（   ） A．借助车上的滑轮可以省力 B．借助斜面拉动故障车辆可以省功 C．拉力F做的功是有用功 D．该斜面的机械效率 【答案】D 【详解】A.图中该滑轮是定滑轮，定滑轮只能改变力的方向，不能省力，故A错误； B.根据功的原理，使用任何机械都不省功，斜面只能省力，不能省功，故B错误； C.我们的目的是把故障车拉高h，因此克服车辆重力做的Gh才是有用功，拉力F做的功是总功，包含了克服摩擦做的额外功，故C错误； D.有用功，定滑轮不改变拉力移动距离，拉力移动距离等于斜面长l，即总功，机械效率，故D正确。 故选D。 6．（2026·四川成都·模拟预测）在探究斜面机械效率的实验中，小组同学利用斜面将重物匀速拉到顶端，如图甲，已知斜面长为高的3倍，接触面粗糙程度不变，多次改变物重并记录拉力大小，作出拉力与物重的关系图像，如图乙。下列判断正确的是（　　） A．使用斜面可以省力 B．使用斜面可以省功 C．拉动的物体时，斜面的机械效率为75% D．斜面上物体所受滑动摩擦力与其重力大小之比为 【答案】AC 【详解】A．斜面属于省力机械，由图乙可知，当物体重力 时，拉力 ，因此使用斜面可以省力，故A正确； B．根据功的原理，任何机械都不能省功，故B错误； C．由题意得斜面长，当 时， ，斜面机械效率 故C正确； D．额外功，根据功的计算公式可得滑动摩擦力 滑动摩擦力与重力之比 ，故D错误。 故选AC。 ※※模块四：中考真题再现 实战树立信心———————— 1．（2026·四川南充·中考真题）小明家装修新房，利用如图所示的滑轮组来吊送水泥。某次他用250N的力F将一袋40kg的水泥匀速提升了6m到达预定楼层，该过程用时20 s，则拉力F的功率为___________W，滑轮组的机械效率为___________（不考虑绳长的变化，g取10N/kg）。 【答案】 150 80% 【详解】水泥的重力 由图可知，滑轮组承担物重的绳子段数，绳子自由端移动距离 拉力做的总功 拉力的功率 提升水泥做的有用功 机械效率 2．（2026·四川遂宁·中考真题）小柯骑行他的自行车感觉比以前更费劲，滑行距离明显缩短。周末他对自行车进行维修保养时，对自行车的结构原理有了全面直观的了解。 (1)自行车是由多个简单机械组成，如图甲所示。其中刹车把手、车把以及曲中柄的使用是为了骑行时_______；齿盘直径比飞轮大，这样设计是为了骑行时_______。（以上两空均选填“省力”、“省功”或“省距离”） (2)他检查发现，后轮轴承损坏，于是进行维修并加润滑油（如图乙所示），同时对其它转动部分进行保养，以此_______摩擦使骑行更轻便。 【答案】(1) 省力 省距离 (2)减小 【详解】（1）刹车把手、车把、曲中柄都属于轮轴，轮轴的实质是一个可以连续转动的省力杠杆，是为了骑行时更加省力；齿盘直径大于飞轮直径，齿盘转动1周时，飞轮会转动1周以上，最终带动后轮移动更大的距离，因此该设计是为了省距离。使用任何机械都不能省功，省距离的机械一定费力。 （2）给自行车加润滑油及保养转动部件，可以分离接触面，从而减小摩擦力，使骑行更轻便。 3．（2025·山东东营·中考真题）如图所示，塔吊将重900N的货物匀速提高1m，额外功是2100J，塔吊做的有用功是___________J，机械效率是___________。 【答案】 900 30% 【详解】[1]将重900N的货物匀速提高1m，塔吊做的有用功 [2]塔吊做的总功 塔吊的机械效率 4．（2025·四川内江·中考真题）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 5．（2026·四川达州·中考真题）如图所示，用竖直向上的拉力匀速提起重物A，使其在内升高了。已知物体A重，不计绳重及绳和滑轮之间的摩擦。下列说法正确的是（     ） A．动滑轮重为 B．拉力的功率为 C．若拉力变为，可匀速提升的重物 D．该装置某次匀速提起重物的机械效率为90%，则该物体重90N 【答案】D 【详解】A．图中滑轮是动滑轮，有效绳子段数，不计绳重及绳和滑轮之间的摩擦，则动滑轮重力为，故A错误； B．绳子自由端移动距离为 拉力做功为 则拉力的功率为，故B错误； C．若用的拉力提升的重物，则重物和动滑轮整体受到的拉力为 重物和动滑轮整体的总重力为 所以重物和动滑轮整体受力不平衡，所以不能匀速提升的重物，故C错误； D．不计绳重及绳和滑轮之间的摩擦，该装置某次匀速提起重物的机械效率为90%，则有 解得该物体重力，故D正确。 故选D。 6．（2025·山东潍坊·中考真题）如图甲所示，电动机通过滑轮组沿斜面匀速拉动重为的货物，电动机的输出功率恒为。内货物运动的路程随时间变化关系如图乙所示，货物被提升的高度为。不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，则内（　　） A．斜面对货物的支持力做功为 B．电动机对绳子的拉力为 C．货物受到斜面的摩擦力为 D．滑轮组的机械效率为 【答案】C 【详解】A．支持力的方向垂直于斜面向上，而货物的运动方向是沿斜面向上，支持力与货物的运动方向相互垂直。根据功的计算公式W=Fs，当力的方向与物体运动方向垂直时，力对物体不做功，即支持力做的功为0J，故A不符合题意； B．由图乙可知，10秒内货物匀速移动了4m，因为滑轮组由4段绳子拉动物体，所以绳子自由端移动的距离s绳=4s物=4×4m=16m 电动机的输出功率 P=240W，整个过程的时间 t=10s，可先计算出电动机做的总功W总=Pt=240W×10s=2400J 再根据功的计算公式W=Fs，变形可得电动机对绳子的拉力 故B不符合题意； C．货物的重力G=900N，被提升的高度h=2m，克服货物重力所做的功为有用功W有= Gh=900N×2m=1800J 因为不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，所以额外功仅来自克服货物与斜面之间的摩擦力，即W额= W总－W有= 2400J－1800J=600J 额外功是克服摩擦力所做的功，其计算公式为W额= fs物，变形可得摩擦力 故C符合题意； D．机械效率η是有用功与总功的比值，不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，则使用滑轮组时没有做额外功，所以滑轮组的机械效率为100%，故D不符合题意。 故选C。 7．（2025·四川广元·中考真题）用如图所示的滑轮组将重450N的物体M沿水平地面匀速拉动1m，绳子末端拉力F大小为40N，物体M所受摩擦力大小是物重的0.2倍。则下列说法错误的是（   ） A．物体所受摩擦力方向水平向左 B．绳子末端移动的距离为3m C．该滑轮组的机械效率为70% D．在绳子与滑轮间加润滑油可提高滑轮组的机械效率 【答案】C 【详解】A．物体M沿水平地面匀速向右拉动，滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，因此滑动摩擦力方向水平向左，故A正确，不符合题意； B．从图中可以看出，滑轮组有3段绳子承担拉力，因此绳子末端移动的距离为物体移动距离的3倍，物体M沿水平地面匀速拉动1m，则绳子末端移动的距离为3m，故B正确，不符合题意； C．物体M所受摩擦力大小是物重的0.2倍，即f=0.2G=0.2×450N=90N 有用功 W有用=f×sM=90N×1m=90J 总功 W总=F×s绳=40N×3m=120J 该滑轮组的机械效率，故C错误，符合题意； D．加润滑油可以减少摩擦，从而减小克服摩擦做得额外功，提高机械效率，故D正确，不符合题意。 故选C 。 8．（2025·新疆·中考真题）如图所示，若一根重心在B点的木棒可绕O点无摩擦转动，在D点施加竖直向上的力缓慢提升重物。已知木棒的长度为1m，将同一重物分别挂在A点、B点、C点时，重物被提升的高度分别为0.1m、0.2m、0.3m，对应的机械效率分别为、、。则（    ） A．ηA<ηB<ηC B．ηA>ηB>ηC C．ηA<ηC<ηB D．ηC<ηA<ηB 【答案】A 【详解】机械效率 重物挂在A点，则重物被提升的高度为，该过程做的有用功，杠杆重心提升的高度，由几何关系可知，，额外功；重物挂在B点，则重物被提升的高度为，该过程做的有用功，杠杆重心提升的高度亦为，额外功。 则，，则 由机械效率推导式，可得 重物挂在C点，则重物被提升的高度为，该过程做的有用功，杠杆重心提升的高度，由几何关系可知，，额外功。 则，，则 由机械效率推导式可得，，综上可得 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 9．（2025·陕西·中考真题）如图所示，用一个动滑轮将重为200N的物体匀速提升3m，拉力F所做的功为660J。 (1)使用该滑轮匀速提升物体时所做的有用功是多少？ (2)使用该滑轮匀速提升物体时的额外功是多少？ 【答案】(1)600J (2)60J 【详解】（1）使用该滑轮匀速提升物体时所做的有用功为 （2）使用该滑轮匀速提升物体时的额外功为 10．（2024·四川德阳·中考真题）小聪看到建筑工地上工作的塔吊如图甲所示，她查阅相关资料后，画出了与塔吊连接方式相同的滑轮组如图乙所示。在不计绳重和摩擦的情况下，塔吊将底面积为重为的长方体建筑材料沿竖直方向匀速提高20m，绳子自由端的拉力为。求： (1)长方体建筑材料放在水平地面静止时，对地面的压强； (2)该过程克服长方体建筑材料重力所做的功； (3)塔吊机械部分（如图乙）的机械效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）长方体建筑材料静止在水平地面时，对地面的压力等于自身重力，即 根据固体压强公式 ，得长方体建筑材料对地面的压强 （2）该过程克服建筑材料重力做的功为有用功 （3）由图乙可知，滑轮组承担物重的绳子股数，绳子自由端移动距离 拉力做的总功为 则滑轮组的机械效率 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十一章 第5节 机械效率（共33道练习题） ※※模块一：梳理思维导图 构建知识体系———————— ※※模块二：梳理基础知识 明晰识记要点———————— ■知识点一：有用功、额外功、总功 1.有用功： （1）定义：对人们有用的功；在数值上等于直接用手对物体做的功。 （2）公式：W有＝G物h =W总－W额=ηW总 2.额外功： （1）定义：克服机械自重和摩擦力所做的无用功，但又不得不做。 （2）公式：W额＝G动h =W总－W有=（1-η）W总 （3）产生原因： A.克服机械自重做功。B.克服摩擦做功。 3.总功： （1）定义：动力对机械所做的功。 （2）公式：W总＝FS =W有+W额=W有/η。 A.一般来说，动力对机械所做的功是总功，机械对物体所做的功是有用功。 B.有用功和总功的判定，要根据工作目的来判定。目的不同，有用功和总功可能就不同。 ■知识点二：机械效率（η） 1.定义：有用功跟总功的比值。 2.公式：η=W有/W总×100%。 3.物理意义： 机械效率是衡量机械性能好坏的重要标志。机械效率越高的机械，性能越好。 4.对机械效率的理解： （1）机械效率只跟有用功和总功有关，反映了有用功占总功的比例。 （2）机械效率与机械的功率、省力情况、力的大小、绕线方法和重物提升高度均无关系。 （3）机械效率总小于1，因为使用机械都要做额外功。 （4）同一机械的效率也不是固定不变的。 5.测量滑轮组的机械效率： （1）测出钩码重力。 （2）组装滑轮组，记下测力计和钩码位置。 （3）在竖直方向上匀速拉动弹簧测力计，读出测力计示数，记下测力计和钩码通过的距离。 （4）算出机械效率。 （5）改变钩码个数或换用不同装置重复实验。 归纳总结： （1）相同机械，提升物体越重，机械效率越高。 （2）提升重物相同，动滑轮越重，机械效率越低。 6.提高滑轮组机械效率的方法： （1）减小摩擦。 （2）增大物重。（相同机械，提升物体越重，机械效率越高） （3）减轻机械自重。（提升重物相同，动滑轮越重，机械效率越低） ■知识点三：斜面及其应用 1.斜面： 在地面和高台间架一块长木板，就构成了一个简易斜面。 2.斜面特点： （1）使用斜面时可以省力，但要费距离。 （2）在斜面高度一定时，斜面越长越升力。 3.使用斜面时的总功、有用功、额外功： （1）总功：动力所做的功W总=FS。 （2）有用功：直接用手对物体做的功W有=G物h。 （3）额外功：克服斜面与物体之间的摩擦力所做的功W额=fS。 4.测量斜面的机械效率： （1）测出木块重力。 （2）把木块用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、小车沿斜面移动的距离s、木块上升的高度h。 （3）改变斜面的倾斜程度，重复上述实验。 （4）斜面倾斜程度不变，在斜面上分别铺白布、毛巾，重复上述实验。 （5）改变钩码个数或换用不同装置重复实验。 归纳总结： （1）斜面的倾斜程度一定，斜面越光滑，机械效率越高。 （2）斜面的粗糙程度一定，倾斜程度越大，机械效率越高。 ※※模块三：精准考点演练 突破重点难点———————— 一．有用功、额外功、总功（共7小题） 1．（2026八年级下·河南南阳·阶段测试）如图所示，在用动滑轮提升钩码时，动滑轮对钩码做的功是______，弹簧测力计对绳子自由端做的功是______，提升动滑轮做的功是______。（三空均选填“有用功”、“额外功”和“总功”） 2．（2026·山东淄博·二模）小李用相同的滑轮设计了甲、乙两种装置将两个相同货物在相同时间内匀速提升相同的高度，且物体重力大于滑轮重力，如图所示。两次的拉力分别为和，忽略绳重和摩擦，小李两次的拉力______，两次做的有用功______。 3．（2026·辽宁朝阳·三模）用如图所示的滑轮组拉着重为的物体匀速前进，若物体与地面的摩擦力为，则拉力所做的有用功是__________；若实际拉力，则该滑轮组的机械效率为__________ 4．（2026九年级下·江苏盐城·阶段检测）如图，用同一滑轮组分别将物体和物体匀速提升相同的高度。与提升相比，提升的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响，则提升的过程（　　） A．额外功较小 B．额外功较大 C．总功较小 D．总功较大 5．（2026·福建三明·三模）如图，旗杆的顶部装有一个滑轮，下列关于该滑轮的说法正确的是（　　） A．是动滑轮 B．能省力 C．能省功 D．能改变力的方向 6．（2026八年级下·河北衡水·阶段测试）用水桶从井中提水的时候，对水所做的功是有用功。如果桶掉进井里，从井里捞桶的时候，桶里带上来了一些水，这时对水做的功还是有用功吗？为什么？ 7．工人用滑轮组把一箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，机械效率提高了，则加润滑油后工人将同样重的货物从一楼提升到五楼时，做的（　　） A．有用功不变，总功减少 B．有用功增加，总功增加 C．有用功不变，总功增加 D．有用功减小，总功减小 二．机械效率（共10小题） 1．（2026·福建厦门·二模）厦门老城修缮工程中，用如图所示的滑轮，该滑轮是一个________滑轮，该滑轮的机械效率为________%。 2．（2026·湖南长沙·三模）建筑工地常使用塔式起重机（塔吊）吊运建筑材料。塔吊的起重臂可视为杠杆，如图是塔吊中用到的滑轮组。若塔吊将重力大小为5000N的水泥板匀速提升10m，用时 25s，此时右侧绳子拉力为4000N，提升过程中，绳子拉力做功的功率为_______W，滑轮组的机械效率为_________。 3．（2026·广东汕头·模拟预测）如图所示，用滑轮组将重为90N的物体匀速提升2m，拉力F为50N，不计绳重和摩擦。此过程中，有用功为________，滑轮组的机械效率为________%。若用此滑轮组匀速提升更重的物体，其机械效率将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 4．（2026·山东临沂·二模）甲、乙两人分别用如图所示的滑轮，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（    ） A．甲省力，机械效率较高 B．甲省功，机械效率较低 C．乙不省力，机械效率较高 D．乙省功，机械效率较低 5．（2026八年级下·重庆·阶段测试）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，g取10N/kg。下列说法中不正确的是（     ） A．使用“车梯”时做的有用功为1600J B．使用“车梯”时人做功的功率为200W C．使用“车梯”时人拉绳的速度为0.2m/s D．“车梯”的机械效率约为66.7% 6．（2026·山东威海·模拟预测）如图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效示意图。当用拉力竖直向上匀速提升重460 N的货物时，动滑轮总重40 N，不计绳重和摩擦，则（     ） A．拉力F为100 N B．该“车梯”承担物重的绳子有5股 C．使用“车梯”可以省距离 D．货物重变为600 N时，“车梯”的机械效率增大 7．（2026·河南郑州·模拟预测）用图所示的滑轮组拉着重100 N的物体A在水平地面以0.5 m/s的速度做匀速直线运动，已知绳端拉力F=20 N，物体A受到地面的摩擦力为30 N。忽略绳重和动滑轮重的影响，下列说法中正确的是（     ） A．额外功主要是克服地面对物体A的摩擦力所做的功 B．拉力做功的功率为30 W C．滑轮组的机械效率为75% D．增大物体A的重力，该滑轮组的机械效率一定会降低 8．（2026·湖南长沙·二模）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。 9．（2026九年级上·江苏徐州·期末）如图所示，用拉力F通过动滑轮将重100N的货物匀速提升1m，动滑轮的机械效率为80%，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。求： (1)上述过程中的有用功W有。 (2)上述过程中拉力所做的功。 10．（2026·陕西咸阳·一模）工人用如图所示的滑轮组，将重900N的物体在5s内匀速竖直提升了1m，工人对绳子自由端的拉力F为500N。求： (1)工人做的总功； (2)滑轮组的机械效率。 三．斜面及其应用（共6小题） 1．（2026·湖南长沙·二模）如图，有一个长3m，高30cm的斜面通道，小亮花了10s的时间，用平行于斜面的100N的推力F推着爷爷匀速上行到水平台面，则此过程中推力的功率为________W；斜面是一个________机械。（选填“省力”或“费力”）。 2．（2026·宁夏银川·三模）如图所示，斜面长1m，高0.2m，将10N重的物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端，需要用平行于斜面的力2.5N，下列说法正确的是( ) A．机械效率为80% B．有用功为2.5J C．重物上升过程中克服摩擦做了2J的额外功 D．为了提高该斜面的机械效率，应以较快的速度将重物匀速拉到斜面顶端竖直向下拉绳端 选择理由：________。 3．（2026·山东菏泽·三模）如图所示，汽车沿蜿蜒的盘山公路爬坡时，下列说法正确的是（　　） A．不能省力 B．汽车牵引力越大效率越高 C．不能省功 D．汽车功率越大效率越高 4．（2026·黑龙江牡丹江·二模）如图所示，小明利用斜面将一大小可忽略的货箱推高，已知货箱重100N，沿斜面向上的推力大小为60N，斜面的长为2m，高为1m，则将货箱从斜面底端推至顶端的过程中（     ） A．使用斜面的目的是为了省距离 B．小明做的有用功为60J C．小明做的总功为120J D．如果运用得当，斜面的效率可以达到100% 5．（2026·河南三门峡·二模）道路救援车拖移故障车辆时可构建成如图所示模型。已知被拖车辆的总重力为G，拉力F在时间t内将车辆从斜面底端匀速拉至顶端。斜面高为h，长为l，忽略滑轮处的摩擦。下列说法正确的是（   ） A．借助车上的滑轮可以省力 B．借助斜面拉动故障车辆可以省功 C．拉力F做的功是有用功 D．该斜面的机械效率 6．（2026·四川成都·模拟预测）在探究斜面机械效率的实验中，小组同学利用斜面将重物匀速拉到顶端，如图甲，已知斜面长为高的3倍，接触面粗糙程度不变，多次改变物重并记录拉力大小，作出拉力与物重的关系图像，如图乙。下列判断正确的是（　　） A．使用斜面可以省力 B．使用斜面可以省功 C．拉动的物体时，斜面的机械效率为75% D．斜面上物体所受滑动摩擦力与其重力大小之比为 ※※模块四：中考真题再现 实战树立信心———————— 1．（2026·四川南充·中考真题）小明家装修新房，利用如图所示的滑轮组来吊送水泥。某次他用250N的力F将一袋40kg的水泥匀速提升了6m到达预定楼层，该过程用时20 s，则拉力F的功率为___________W，滑轮组的机械效率为___________（不考虑绳长的变化，g取10N/kg）。 2．（2026·四川遂宁·中考真题）小柯骑行他的自行车感觉比以前更费劲，滑行距离明显缩短。周末他对自行车进行维修保养时，对自行车的结构原理有了全面直观的了解。 (1)自行车是由多个简单机械组成，如图甲所示。其中刹车把手、车把以及曲中柄的使用是为了骑行时_______；齿盘直径比飞轮大，这样设计是为了骑行时_______。（以上两空均选填“省力”、“省功”或“省距离”） (2)他检查发现，后轮轴承损坏，于是进行维修并加润滑油（如图乙所示），同时对其它转动部分进行保养，以此_______摩擦使骑行更轻便。 3．（2025·山东东营·中考真题）如图所示，塔吊将重900N的货物匀速提高1m，额外功是2100J，塔吊做的有用功是___________J，机械效率是___________。 4．（2025·四川内江·中考真题）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） 5．（2026·四川达州·中考真题）如图所示，用竖直向上的拉力匀速提起重物A，使其在内升高了。已知物体A重，不计绳重及绳和滑轮之间的摩擦。下列说法正确的是（     ） A．动滑轮重为 B．拉力的功率为 C．若拉力变为，可匀速提升的重物 D．该装置某次匀速提起重物的机械效率为90%，则该物体重90N 6．（2025·山东潍坊·中考真题）如图甲所示，电动机通过滑轮组沿斜面匀速拉动重为的货物，电动机的输出功率恒为。内货物运动的路程随时间变化关系如图乙所示，货物被提升的高度为。不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，则内（　　） A．斜面对货物的支持力做功为 B．电动机对绳子的拉力为 C．货物受到斜面的摩擦力为 D．滑轮组的机械效率为 7．（2025·四川广元·中考真题）用如图所示的滑轮组将重450N的物体M沿水平地面匀速拉动1m，绳子末端拉力F大小为40N，物体M所受摩擦力大小是物重的0.2倍。则下列说法错误的是（   ） A．物体所受摩擦力方向水平向左 B．绳子末端移动的距离为3m C．该滑轮组的机械效率为70% D．在绳子与滑轮间加润滑油可提高滑轮组的机械效率 8．（2025·新疆·中考真题）如图所示，若一根重心在B点的木棒可绕O点无摩擦转动，在D点施加竖直向上的力缓慢提升重物。已知木棒的长度为1m，将同一重物分别挂在A点、B点、C点时，重物被提升的高度分别为0.1m、0.2m、0.3m，对应的机械效率分别为、、。则（    ） A．ηA<ηB<ηC B．ηA>ηB>ηC C．ηA<ηC<ηB D．ηC<ηA<ηB 9．（2025·陕西·中考真题）如图所示，用一个动滑轮将重为200N的物体匀速提升3m，拉力F所做的功为660J。 (1)使用该滑轮匀速提升物体时所做的有用功是多少？ (2)使用该滑轮匀速提升物体时的额外功是多少？ 10．（2024·四川德阳·中考真题）小聪看到建筑工地上工作的塔吊如图甲所示，她查阅相关资料后，画出了与塔吊连接方式相同的滑轮组如图乙所示。在不计绳重和摩擦的情况下，塔吊将底面积为重为的长方体建筑材料沿竖直方向匀速提高20m，绳子自由端的拉力为。求： (1)长方体建筑材料放在水平地面静止时，对地面的压强； (2)该过程克服长方体建筑材料重力所做的功； (3)塔吊机械部分（如图乙）的机械效率。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $