11.3 第1课时机械效率-【支点·同步系列】2026-2027学年九年级上册物理（沪粤版·新教材）

11.3 机械效率 第1课时机械效率 知识清单 知识点1有用功、额外功和总功 课堂点拨 1.有用功(W有用)：利用机械完成某项任务时我们① 任何机械本身都受到重 的、有价值的功。它在数值上等于机械作用在物体上的力 力的作用，相对运动的零件 与物体在这个力的方向上移动距离的乘积。例如：利用机械匀 之间又存在摩擦，所以使用 速提升物体时，有用功W有用=Gh;利用机械来匀速拉物体，使 任何机械时，除了做有用功， 其在水平面上移动时，有用功W有用=fs。 还不可避免地要做额外功。 2.额外功(W颜外)：利用机械完成某项任务时，② 利 用价值而又不得不做的功。例如：利用机械做功时，克服机械自 课堂笔记 重所做的功、克服机械之间的摩擦所做的功都是额外功。 3.总功(W急)：有用功和额外功的总和叫做总功，即W总= W有用十W颜外。在使用机械做功时，动力F做的功就是总功，即 W总=Fs。 知识点2机械效率 1.定义：把有用功W有用与总功W急③ 叫做机械效 率，用字母)表示。 2.公式：7=④ ×100%。 3.特点：因为W有用<W急，所以)<1。 心归类探究心… 图可知n=2,则绳子自由端移动的距离s=h, 考点机械效率的相关计算 利用W意=Fs求拉力做的总功；利用P= W意苏 【例】(2025南京，有改动)如右图 拉力做功的功率。由于不计绳重和摩擦，利用刀 所示，用动滑轮将重180N的木箱在 5s内沿竖直方向匀速提升2m,所用 发×100%= Gh W ×100%= G物h十G动h 拉力为100N,不计绳重和摩擦。此 G物 G物十G动 ×100%,求滑轮组的机械效率。 过程中木箱上升的速度为 m/s,有用功是 J,拉力的功率是 基础达标 W。若用此装置沿竖直方向匀速 一、填空题 提升380N的重物，机械效率为 %。 1.如右图所示，用弹簧测力 【点拨】根据速度公式v=三计算此过程中 计沿斜面匀速拉动木块 至斜面顶端，木块的重力 木箱上升的速度。利用W有=Gh求有用功。由 为G,弹簧测力计的示数为F,其他量已在 上册第十 图中标出。则在此过程中，力F做的总功是 图所示。辘轳由辘轳头 ,有用功是 ,额外功 支架、井绳、水桶等部分 是 。 (用题中所给字母 构成。某次取水时井绳 表示) 拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m,水桶 2.利用机械工作时，因为额外功是不可避免 的质量为1kg。在这一过程中，人做的总功 的，所以总功总是 有用功，故 为500J,g取10N/kg。求此次取水的过 机械效率总是 1。(均选填“大 程中： 于”“小于”或“等于”) (1)人做的有用功。 3.(2025重庆，有改动)在老旧小区改 (2)辘轳的机械效率。 造中，工人用右图所示的装置把质量 为60kg的材料从地面竖直匀速提 高10m,则绳子自由端移动的距离 是 m。若拉力F为400N,这个 装置的机械效率是 %。(g取 10 N/kg) 二、选择题 4.分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体举 能力提速 到相同的高度，做的有用功 ) 一、填空题 A.杠杆最多 B.动滑轮最多 1.(2025德阳)塔吊是工程建设 C.滑轮组最多 D.一样多 中常用的装置，其起吊部分 5.有甲、乙两台机械，甲的机械效率为80%，乙 的结构可简化为右图所示的 的机械效率为60%。下列说法正确的是 滑轮组。用200N的拉力 F,将480N的重物在10s内竖直匀速提升 A.甲机械一定比乙机械省力 2m,则拉力F的功率为 W,该滑 B.甲机械一定比乙机械做功快 轮组的机械效率为 C.甲机械做的有用功一定比乙机械的多 二、选择题 D.有用功相同时，乙机械所做的总功多 2.下图所示的是甲、乙两种机械的部分参数。 6.下列关于功、功率和机械效率的说法，正确 甲、乙相比，甲的 甲机械 乙机械 的是 -900J 25% 30% A.做功多的机械，功率一定大 1500J 75% 70% B.功率大的机械，做功一定快 C.做功快的机械，机械效率一定高 口有用功 ☐额外功 D.做有用功多的机械，机械效率一定高 A.总功较大 B.有用功较小 三、计算题 C.额外功较大 D.机械效率较低 7.早在3000多年前，我们的祖先就设计了结 3.(2025新疆)如下图所示，若一根重心在B 构很合理的辘轳，用它来从井中提水，如下 点的木棒可绕O点无摩擦转动，在D点施 物理九年级HY版 加竖直向上的力缓慢提升重物。已知木棒 3m,不计绳重和摩擦(g取10N/kg),则： 的长度为1m,将同一重物分别挂在A点、B (1)动滑轮的重力为多少？ 点、C点时，重物被提升的高度分别为 (2)人的拉力做功的功率是多少？ 0.1m、0.2m、0.3m,对应的机械效率分别 (3)该建筑工人利用该装置运送建筑材料的 为7A、7B、7c。则 ( 机械效率最大为多少？ A.7A<7B<70 O A B C D B.7A>7B>7c C.7A<7c<7B D.7c<1A<1B 4.(多选)如图甲所示，小欢用力F向下拉绳 子，使物体M在水平地面上匀速移动，地面 ab段、bc段的粗糙程度不同。物体M重 400N,动滑轮重5N,ab=2m,bc=3m。物 体M从a点到c点的过程中，拉力F与M 移动的距离的关系如图乙。不考虑物体大 小对运动的影响，忽略绳子重力及机械间的 摩擦，下列对此过程的分析，正确的是 ↑FN 100 s/m A.绳子自由端移动的距离为15m B.拉力F做的功为840J C.拉力F在ab段做的额外功等于在bc段 思维拓展之 做的额外功 用图甲所示的滑轮 D.物体从ab段到bc段，滑轮组的机械效率 t7/% 组运送货物上楼， 变大 50- 每件货物重100N, 三、计算题 每次运送的量不 0100 400GN 5.(2025一2026九江湖口检测)一位质量为 7 定。图乙记录了在 50kg的建筑工人要把建筑材料运送到楼 整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增 上。他使用了下图所示的装置进行升降，已 加而变化的图像，则动滑轮重 N。 知吊篮的质量为4kg。当篮内的建筑材料 当某次运送4件货物时，滑轮组的机械效率 质量为16kg时，人对绳子的拉力为130N。 为 %。(不考虑绳重和摩擦) 吊篮在拉力的作用下10s内匀速上升了 上册第十×2.5m=25J,故A错误，B正确。拉力做功的功率P= W_25」=5W,故C错误，D正确。 3.解：(1)他测得的操场长度s=t=2m/s×90s= 180m (2)无人机匀速直线上升，不计空气阻力，则牵引力与 重力大小相等，即 F=G=mg=2 kgX10 N/kg=20 N 无人机匀速直线上升的速度，=-80m=4m/s t120s 则无人机的输出功率P=W-=F0,=20N× 4m/s=80W 思维拓展 等于小于【解析】由图乙可知，木块两次运动均做 匀速直线运动，则两次运动中木块受到的拉力与摩擦 力均为平衡力，大小相等。木块对桌面的压力不变， 接触面的粗糙程度不变，木块受到的摩擦力不变，则 两次拉力相等。第一次的拉力为2N,则第二次的拉 力也为2N。由图乙可知，木块第二次运动的速度较 快，第一次和第二次拉力的功率分别为P:和P2,由 P=W=s=F0得，P,<P 11.3机械效率 第1课时机械效率 知识清单 W有用 ①需要②无③之比④w。 归类探究 0.43608095 基础达标 1.Fs Gh Fs-Gh 2.大于小于3.2075 4.D5.D6.B 7.解：(1)水的重力 G*=m*g=10kg×10N/kg=100N 人做的有用功W有用=G本h*=100N×4m=400J (②能钠的机械效率)—化×10%- ×100% =80% 能力提速 1.12080%【解析】由图可知，绳子的有效段数n=3, 重物提升高度h=2m,则绳子自由端移动的距离s= nh=3×2m=6m,拉力做功W。=F·s=200N×6m =1200J,拉力做功的功率P= =w鱼=1200J-120w。 t 10s 拉力做的有用功W有用=Gh=480NX2m=960J,滑轮 组的机板效半，-×10%=2×10% =80%. 2.B3.A 4.BD【解析】由图甲可知，动滑轮上有2段绳子，则= 2。由图乙可知，物体M移动的距离s物=5m,则绳子 物理九年级HY版 自由端移动的距离s=ns物=2×5m=10m,A错误。 在ab段中F1=60N,绳子自由端移动的距离s1=s =2×2m=4m,W1=F1s1=60N×4m=240J:在bc 段中F2=100N,s2=sx=2×3m=6m,则W2=F2s2 =100NX6m=600J。拉力F做的功W。=W,+W =240J+600J=840J,B正确。拉力F在ab段做的额 外功与在bc段做的额外功都是克服动滑轮重力做的 功，则Wb=G动S=5NX2m=10J,W=G动sw= 5N×3m=15J,W<Wx,C错误。若忽略绳子重力 V有用×100%= 及机械间的摩擦，则机械效率)=W。 fs (f+Ga)ns 一×100%=+G f ×100%= n G-)X100%,由图乙可知fw<fk,代入人可 (1一f+G动 知7山<7c,D正确。 5.解：(1)吊篮和建筑材料的总重力Ge=meg=(4kg +16kg)×10N/kg=200N 图中可知n=2,不计绳重和摩擦，根据F三（￠ G)可知动滑轮的重力 G=2F-G。=2×130N-200N=60N (2)绳子自由端移动的距离s=nh=2×3m=6m 人的拉力做的功W=Fs=130N×6m=780J 人的拉力做功的功率P==三78W =10s (3)人对绳子的拉力最大为F'=G人=m人g=50kg× 10N/kg=500N 不计绳重和摩擦，根据F=上(G十G)可知建筑材料 和吊篮的重力最大为 G。'=2F′-G动=2×500N-60N=940N 吊篮的重力G吊=mag=4kg×10N/kg=40N 建筑材料的最大重力G=G。'-G吊=940N-40N= 900N 该建筑工人利用该装置运送建筑材料的机械效率最 大为 W有超×100%=F5 _G×100%= Gh )一w8 'X2hX100%= G 900N 2FX100% 2X500NX100%=90% 思维拓展 10080【解析】由图乙可知，运送1件货物，即G= 100N时，滑轮组的机械效率7=50%。因为不考虑绳重和 W有腿X100%= 摩擦时，滑轮组的机械效率)一W。 Gh Gh十G动h G ×100%=G+G 100N ×100%,所以可得50%=100N+G ×100%,解得G动=100N。当某次运送4件货物，即G =4G=4×100N=400N时，不计绳重和摩擦，则滑轮组 Gh 的机械效率=wX100%三GM十G方X100% G 400N G十G X×10%=400N+100NX10%=80%.