11.3 机械效率 同步练习 2026-2027学年 沪粤版物理九年级上册

**基本信息** 聚焦机械效率核心概念，通过基础巩固、综合应用、实验探究三层设计，实现从概念理解到问题解决的递进，培养物理观念与科学探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|机械效率概念、公式及简单计算|填空题（11-14题）直接考查省功原理、效率公式应用，夯实物理观念| |提升层|滑轮组/斜面机械效率计算、影响因素分析|单选题（1-10题）结合具体情境（起重机改进、斜面推箱），训练科学推理与综合计算| |拓展层|实验数据处理、探究方案设计|实验题（15-18题）通过滑轮组/斜面效率测量，培养科学探究中的数据记录与结论分析能力|

11.3 机械效率 同步练习 一 、单选题（本大题共10小题，共30分） 1.（3分）一台起重机改进后提高了机械效率，把同一物体匀速升高同样的高度，改进后和改进前相比较 A. 做的总功减少了 B. 做的有用功减少了 C. 做的额外功增多了 D. 拉力增大了 2.（3分）用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组。把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是 A. 绳子受的拉力和大小相等，滑轮组的机械效率相同 B. 绳子受的拉力和大小不相等，滑轮组的机械效率不同 C. 绳子自由端移动的距离不相等，机械效率相同 D. 绳子自由端移动的距离不相等，机械效率不同 3.（3分）如图所示，斜面长3m、高1m，工人用400N的力沿斜面方向将重为840N的箱子推到车上，下列说法正确的是（ ） A. 有用功为400J，额外功为840J B. 有用功为840J，额外功为400J C. 总功为1200J，机械效率为70% D. 总功为1200J，机械效率为48% 4.（3分）质量是的小王同学用重的水桶，提起重力为的水，沿楼梯送到三楼，每层楼高，完成这一次提水，她对水做的功为有用功，则她做的有用功和额外功分别是 A. ， B. ， C. ， D. ， 5.（3分）某建筑工地上，用滑轮组将质量相同的水泥板吊往高处。不计绳重和摩擦，同时吊起若干块水泥板时，滑轮组的效率为，再多吊起一块水泥板时，滑轮组的效率为。若要使滑轮组吊起水泥板的效率不低于，应至少同时吊起水泥板 A. 块 B. 块 C. 块 D. 块 6.（3分）如图所示的滑轮组，每个滑轮重，拉动绳子自由端，用这个滑轮组把重为的物体匀速提升，不计绳重和摩擦，取。下列选项正确的是 A. 作用在绳自由端的拉力大小为 B. 该过程做的有用功为 C. 该过程的机械效率为 D. 动滑轮越重，该滑轮组机械效率越大 7.（3分）如图所示，用滑轮组提升重的物体，使它在内匀速上升。已知所用的拉力为，则在提升重物的过程中不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 A. 拉力做功的功率为 B. 拉力在这内做的功为 C. 动滑轮的重力为 D. 若用该滑轮组匀速提升更重的物体时，则绳子拉力会变大，但机械效率不变 8.（3分）有一斜面长，高，机械效率为将一重为的物体沿斜面底端匀速拉到顶端，则物体与斜面之间的摩擦力为 A. B. C. D. 9.（3分）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用同一滑轮组提升钩码，实验数据记录如表，下列说法正确的是 序号 钩码重 钩码上升的距离 弹簧测力计的示数 弹簧测力计上升的距离 机械效率 ① ② ③ ④ A. 数据④中，滑轮组所做的有用功为 B. 由数据①可知，实验所用滑轮组承重绳段数 C. 研究滑轮组机械效率与钩码重的关系，可选用数据①②④ D. 对比数据③④可知，滑轮组机械效率与钩码上升距离有关 10.（3分）物理兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究斜面的机械效率时，同学们对实验过程和装置发表了下列不同的看法，其中不正确的有 A. 匀速拉动木块时，拉力与摩擦力是一对平衡力 B. 斜面的机械效率与木块被拉动的距离无关 C. 匀速拉动木块的过程中，木块的动能不变 D. 匀速拉动时，木块是要克服摩擦力做额外功的 二 、填空题（本大题共4小题，共16分） 11.（4分）使用机械时有时可以省______，有时可以省______，但是使用任何的机械都不能省______。 12.（4分）甲、乙两台机器的效率分别为和，做同样的有用功，它们所做的总功之比为______；做同样的总功，它们所做的有用功之比为______。 13.（4分）一台起重机将的货物提高，如果额外功是，则该起重机做的有用功是______，机械效率是______。 14.（4分）如图是人抬起独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个 ______ 杠杆省力费力等臂；若动力臂是阻力臂的倍，物体和车总重为，抬起车把的力，则此杠杆的机械效率为 ______ . 三 、实验题（本大题共4小题，共24分） 15.（6分）在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第组数据，如表： 实验 物重 动滑轮重 钩码上升的高度 动力 动力作用点移动的距离 滑轮组的机械效率 根据表中前次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕绳方法。  在实验中，测量绳端拉力时，应尽量 ______ 匀速向上拉动弹簧测力计。利用乙图中弹簧测力计的示数，可计算出第次实验时滑轮组的机械效率为 ______ 。  由表中第 ______ 组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关。  由表中第、组数据可知，滑轮组的机械效率与摩擦和 ______ 有关，请计算出第组实验中克服摩擦所做的额外功 ______ 。 16.（6分）小明利用斜面搬运物体的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上拉动物体进行了探究如图所示，测得的实验数据如表中所示：  实验序号 斜面倾斜程度 物体重力 物体上升高度 沿斜面拉力 物体移动的距离 有用功 总功 机械效率 较缓 较陡 最陡     沿斜面拉动物体时，应使其做_____运动． 根据表中的数据可求出第③次实验中拉力所做的有用功为_____，机械效率是_____. 通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越缓，越_____. 通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其它条件不变的情况下，_____. 17.（6分）某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：①将杠杆的点悬挂，能自由转动，在点悬挂总重为牛的钩码，在点用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆保持水平静止．其中厘米，厘米．②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升保持点位置不变，在此过程中弹簧测力计的读数为牛．回答下列问题：  杠杆静止时，若杠杆自重和摩擦不计，弹簧秤示数应为______．  杠杆缓慢转动时，其机械效率为______．  若只将钩码的悬挂点由移至点，和位置不变，仍将钩码提升相同的高度不计摩擦阻力，则杠杆的机械效率将______填“变大”、“变小”或“不变” 18.（6分）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，小新和小芳用如图所示的装置进行了实验，实验数据记录如表所示，第三次实验时的拉力如图所示。 实验次数 钩码所受的重力 钩码上升的高度 拉力 绳自由端移动的距离 机械效率 ② ① 实验中应竖直向上 ______ 拉动弹簧测力计使钩码上升；  表格中编号①的数据应为 ______ ；编号②的数据应为 ______ ；  比较实验数据可得出的实验结论是：使用同样的滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 ______ ；  如果在第一次实验时，忽略绳重和摩擦，可以计算出动滑轮的重力为 ______ ；  结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 ______ 。  A.增大绳重  B.减轻动滑轮重  C.加快物体提升的速度  实验完成后，小芳又想测由四个滑轮组成的滑轮组的机械效率，请你帮助小芳在图中完成最省力的绕绳方法。 答案和解析 1.【答案】A; 【解析】解：  机械效率提高，说明有用功在总功中占的比值大；  同一台起重机把同一物体匀速提升同样的高度，物重不变，物体升高的高度不变，有用功不变；因为有用功在总功中占的比值大，有用功不变，所以总功减少，额外功减少，所以选项正确，选项错误；  根据公式可知，所用拉力减小，所以选项错误  故选：。  用一台起重机把同一物体匀速提升同样的高度，有用功相同；由题知改装后的机械效率高，根据机械效率的公式知道总功减小，而总功等于有用功加上额外功，据此分析判断。  此题主要考查了有用功、额外功、总功、机械效率及其之间的关系，由“把同一物体匀速提升同样的高度”知道做的有用功相同是解本题的突破口，用好效率公式是关键。 2.【答案】C; 【解析】解：由题意可知，动滑轮的重力相同，提升物体的重力相同，物体提升的高度相同，  由图可知，，，  不计绳重及摩擦，则  ，，  所以，，即绳子受的拉力和大小不相等，故A错误；  由可得，物体提升的高度：  ，，  则，即绳子自由端移动的距离不相等，  因不计绳重及摩擦，克服物体重力所做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力所做的功为总功，  所以，滑轮组的机械效率，  则两滑轮组的机械效率相同，故BD错误、C正确。  故选：。  由题意可知，动滑轮的重力相同，提升物体的重力相同，物体提升的高度相同，由图可知滑轮组绳子的有效股数，不计绳重及摩擦，根据比较绳子受的拉力的大小关系，根据比较绳子自由端移动的距离关系，克服物体重力所做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力所做的功为总功，根据比较两滑轮组的机械效率关系。  该题考查了滑轮组绳子拉力公式、物体上升距离和绳端移动距离关系、滑轮组机械效率公式的应用，明确滑轮组的有用功和总功是关键。 3.【答案】C; 【解析】解：有用功：W有用=Gh=840N×1m=840J；  总功：W总=Fs=400N×3m=1200J；  额外功：W额=W总-W有用=1200J-840J=360J；  机械效率：η= W有用 W总 ×100%= 840J 1200J ×100%=70%．  故ABD错误，C正确．  故选C． 4.【答案】B; 【解析】解：提水桶上楼，对水做的功：  ，  该同学的重力为：  ，  该同学上升的高度为：，  该同学的额外功：  。  故选：。  提水桶上楼，对水做的功为有用功，对自己和水桶做的功为额外功，利用求解。  此题主要考查了功的计算方法，能知道向楼上提水时有用功对水做的功和额外功提升自己和桶做的功的区别是本题的关键。 5.【答案】B; 【解析】解：不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率：  ，  设每块干水泥板的重力为，同时吊起块干块水泥板时，滑轮组的效率为，  则有-------①  再多吊起一块水泥板时，滑轮组的效率为，  则有--②  由①②可得：，  若要使滑轮组吊起水泥板的效率不低于，则有  ，  解得：，即应至少同时吊起块水泥板。  故选：。  不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率，设出每块干水泥板的重力，当同时吊起块干块水泥板时滑轮组的效率为，再多吊起一块水泥板时滑轮组的效率为，根据效率公式得出等式即可求出滑轮组的重力和每块干水泥板的重力关系，若要使滑轮组吊起水泥板的效率不低于，根据效率公式得出不等式即可求出答案。  此题主要考查了滑轮组机械效率公式的灵活应用，利用好是关键。 6.【答案】C; 【解析】解：  根据图示可知，，拉力端移动的距离：；  A、不计绳重和摩擦，作用在绳子自由端的拉力：，故A错误；  B、拉力做的有用功：，故B错误；  C、总功：，  滑轮组的机械效率：  ；故C正确；  D、不计绳重和摩擦，提升相同的物体，做相同有用功的情况下，动滑轮越重，额外功越大、总功越大，所以机械效率越低，故D错误。  故选：。  根据图象可知，，并且；  先根据求出物体的重力，然后根据求出拉力的大小；  根据即可求出有用功；  求出总功，利用求出滑轮组的机械效率；  提高滑轮组机械效率的方法：一是增大提升的物重，二是减小滑轮重。  该题考查了使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算及影响机械效率的因素，属于力学综合题，虽然知识点多，但都属于基础，难度不大 7.【答案】C; 【解析】解：、由图可知，绳子自由端移动的距离：，  则拉力做的总功：，  拉力的功率：，故错误；  、因为不计绳子和摩擦时，所以动滑轮的重力：，故正确；  D.因为不计绳子和摩擦时，所以提起更重的物体时绳子拉力变大，又因为不计绳子和摩擦时，则提起更重的物体，滑轮组的机械效率变大，故错误。  故选：。  由图可知，绳子自由端移动的距离，根据求出拉力做的总功，利用求出拉力的功率；  由图可知，根据不计绳子和摩擦时可求得动滑轮的重力；  根据不计绳子和摩擦时分析提起更重的物体时滑轮组机械效率的变化。  此题主要考查了做功公式和功率公式、滑轮组机械效率公式的应用，明确有用功和总功是关键。 8.【答案】D; 【解析】  先根据求出有用功，然后根据求出总功，再根据求出额外功，最后根据求出摩擦力的大小。  此题主要考查的是对有用功、总功、额外功、机械效率的理解和摩擦力计算公式的理解和掌握，知道克服摩擦力做的功为额外功是解决此题的关键。    有用功：；  由可得总功：  ；  由可得额外功：  ；  由可得摩擦力：  。  故选D。    9.【答案】C; 【解析】解：  、数据④中，滑轮组所做的有用功：，故错误；  、由可得实验①中所用滑轮组承重绳段数：，故错误；  、由题知，某同学用同一滑轮组提升钩码；实验①②④中，提升的钩码重不同，其机械效率不同，所以可研究滑轮组机械效率与钩码重的关系，故正确；  、对比数据③④可知，没有控制物重不变，所以不能得出滑轮组机械效率与钩码上升距离的关系，故错误。  故选：。  根据可求④中滑轮组所做的有用功；  由求出实验①中所用滑轮组承重绳段数；  比较实验①②④的条件和机械效率大小，可得出提升物体的重力大小对滑轮组机械效率的影响；  探究滑轮组机械效率与钩码上升距离的关系时，要控制物重不变。  本题是探究影响滑轮组机械效率的因素的实验，考查了有用功的计算、滑轮组的特点和分析实验数据得出实验结论的能力，利用好控制变量法是关键。 10.【答案】A; 【解析】解：   A、物块在斜面上匀速运动时，沿斜面向上受到拉力作用，沿斜面向下受到摩擦力和重力沿斜面的分力作用，所以拉力和摩擦力不是平衡力，故A选项错误；   B、因为斜面的机械效率为，而木块匀速运动时，拉力和物重不变，与的比值也不变，所以不变，故B选项正确；   C、木块质量一定，做匀速运动，所以动能不变，故C选项正确；   D、木块沿斜面上升时，木块是要克服摩擦力做额外功的，所以选项正确．   故选A．  ①先对物体进行受力分析，再根据平衡力的条件进行分析；   ②根据斜面的机械效率公式进行分析；   ③根据动能的影响因素是质量和速度进行分析；   ④在匀速拉动物块的过程中，克服重力做的功是有用功，除此之外，还需克服摩擦力做额外功．   此题主要考查学生对平衡力的辨别、斜面的机械效率和机械能的决定因素各知识点的理解和掌握，此题难易程度适中，学生应熟练掌握． 11.【答案】力 ; 距离 ; 功 ; 【解析】解：使用机械有时可以省力，有时可以省距离或为了方便，但是使用任何的机械都不能省功。   故答案为：力；距离；功。  使用机械的好处是，有的可以：①省力，但费距离；②省距离，但费力；③改变力的方向；④方便操作；⑤做功快。   无论使用何种机械，无论如何使用机械，都不能省功。  解决此类问题的关键是知道使用机械是为了方便、为了省力、还可能是为了改变力的方向等，但都不会省功。 12.【答案】7：6 ; 6：7 ; 【解析】解：甲、乙两台机器的效率分别为和，则甲、乙的机械效率之比为：，  由得，  所以，做同样的有用功，它们所做的总功之比等于机械效率的反比，即：  ：。  由得，  所以，做同样的总功，它们所做的有用功之比等于机械效率之比，即：  ：。  故答案为：：；：。  物理学中，有用功和总功的比值叫做机械效率，用公式表示为；  根据机械效率的公式即可求出有用功、总功之比。  该题考查学生对机械效率的计算及其公式变形公式的灵活运用，难度不大，解答该题的关键是知道机械效率的计算公式。 13.【答案】；; 【解析】解：。  。  故答案为 ； 。  起重机是用来提升重物的，所以对重物做的功是有用功，总功是指有用功与额外功的和，从而根据机械效率的公式，，可求得机械效率。  此题主要考查有用功的计算，总功的计算和机械效率的计算。 14.【答案】省力；; 【解析】  此题主要考查了学生对杠杆的分类、机械效率公式的应用．要熟练公式的应用，关键是根据力臂关系找到动力移动距离和物体上升高度的关系。  根据动力臂与阻力臂的大小关系判断杠杆的类型；  先根据动力臂和阻力臂的关系求出在拉力方向上移动的距离和物体上升到高度关系，然后根据即可求出杠杆的机械效率。    由独轮车车把的简化示意图可知，独轮车在使用时动力臂大于阻力臂，所以它属于省力杠杆；  根据图示可知，：：：，则杠杆的机械效率：  。  故答案为：省力； 。 15.【答案】; 【解析】解：由前组实验数据知，，所以滑轮组由段绳子承担物重，因此应从动滑轮绕起，如图所示：    实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值；  由图知，测力计的分度值为，所以其示数为；  ；  由表中第 、、组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关。  由表中第、组数据可知，物重相同，动滑轮重力不同，机械效率不同，由此可得，滑轮组的机械效率与摩擦和动滑轮重有关  根据表中第组数据可知，有用功：；  克服动滑轮做的功：；  总功：；  则克服绳重及摩擦做的那部分额外功：。  故答案为：见解析；竖直；；、、；动滑轮重；。  根据与的关系结合表格中数据判断承担物重的绳子段数，然后绕线；  为准确地测出拉力，需竖直向上匀速拉动测力计；进行读数时，注意测力计的分度值；  根据公式计算机械效率；  根据结论：同一滑轮组的机械效率与物重有关，找出实验数据即可；  由表中第、组数据可知，物重相同，动滑轮重力不同，  先根据求出有用功和克服动滑轮做的功，然后根据求出总功，则克服绳重及摩擦做的那部分额外功等于总功减去有用功和克服动滑轮做的功。  此题是“探究滑轮组的机械效率”实验，考查了滑轮组机械效率的计算，根据数据分析影响滑轮组效率的因素，同时考查了有关滑轮组的组装及测力计的读数问题，要细心分析每一个问题。 16.【答案】匀速；  ；；  省力；  斜面越陡，机械效率越高。    ; 【解析】  本题是对探究影斜面机响械效率的因素实验的考查，知道影响斜面机响械效率的因素有：提升物体的重力、斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度，以及研究机械效率与其中某个因素的关系，采用控制变量法的思想，是解答该题的关键。  为了使弹簧测力计示数稳定，应沿斜面匀速拉动物体；  根据算出有用功；由机械效率的计算式可求得机械效率；  通过分析表格可看出，实验中所用的力最小，而实验中斜面较缓；  通过比较三次实验可发现斜率与斜面倾斜程度的关系。      为了使弹簧测力计示数稳定，应沿斜面匀速拉动物体；  根据表中的可求出有用功：；机械效率：  ；  通过比较发现，实验中力最小，实验中力最大，而实验中斜面最缓，实验中斜面最陡，故可得：在粗糙程度一定时，斜面倾斜程度较缓较省力；  由数据分析可知，三次实验中，斜面越陡，机械效率越高；故斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，斜面越陡，机械效率越高。  故答案为：匀速；；；省力；斜面越陡，机械效率越高。 17.【答案】；；变大; 【解析】解；   ，   不计杠杆自重和摩擦，可由杠杆平衡条件，，   即，   解得；   因为：：：，所以：：；   若，杠杆的机械效率为：   ；   杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，克服杠杆重做额外功，并且；   设杠杆重心升高的距离为，则有：，而不变，不变，不变，钩码从点到点，钩码还升高相同的高度，杠杆上旋的角度减小，杠杆升高的距离变小，所以变小，所以也变小；由可知，杠杆的机械效率变大．   故答案为：；；变大．  不计杠杆自重和摩擦，可由杠杆平衡条件计算得到拉力的大小；   根据计算机械效率；   弹簧测力计拉力方向总垂直于杠杆，动力臂不变，阻力不变，阻力臂减小，动力会增大．  该题考查杠杆机械效率的测量，把握杠杆平衡条件的应用、有用功、总功的计算方式，明确机械效率的表达式，知道提高机械效率的方法． 18.【答案】; 【解析】解：实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，此时系统处于平衡状态，测力计示数大小才等于拉力大小；  由图知，弹簧测力计的分度值为，拉力为；  第次实验的机械效率为：；  实验选用的同一滑轮组，动滑轮的重力不变，由表中实验数据分析可知，同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；  根据表中数据，在第一次实验做的总功：，  做的有用功：，  做的额外功：，  因忽略绳重和摩擦，故所做额外功是克服动滑轮重力阻力所做的功，则动滑轮的重力为：  ；  、增大绳重，增大了额外功，有用功与总功的比值变小，机械效率变小，故错误；  、减轻动滑轮重，减小了额外功，有用功与总功的比值变大，机械效率大，故正确；  、由知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关，根据可知，机械效率与物体提升的速度无关，故错误；  故选：。  两个动滑轮、两个定滑轮最省力的绕法，承重绳子的股数为，从定滑轮绕起，如图所示。    故答案为：匀速；；；高； ；；见解析。  实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码上升；  由图知弹簧测力计的分度值，据此得出拉力大小；  根据求出第次实验的机械效率；  分析实验中相同量和不同量，得出机械效率与变化量的关系；  根据表中数据，求出第一次实验时做的总功和有用功，从而得出额外功；因忽略绳重和摩擦，故所做额外功是克服动滑轮重力阻力所做的功，据此求出动滑轮的重力；  、增大绳重，增大了额外功，据此分析；  、减轻动滑轮重，减小了额外功，据此分析；  、由知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关，根据分析；  承重绳子股数越多越省力，根据图示滑轮组作出其绕法。  本题测量滑轮组的机械效率，考查注意事项、测力计读数、功和械效率计算、数据分析及控制变量法的运用。 1 学科网（北京）股份有限公司 $