第11.5节 机械效率（高效培优·讲义）物理新教材苏科版九年级上册

本讲义聚焦初中物理“机械效率”核心知识点，从有用功、额外功、总功的概念切入，结合功的原理，通过机械效率公式η=W有用/W总，系统梳理滑轮组、斜面、杠杆的效率计算及影响因素，形成由基础概念到综合应用的递进学习支架，配套知识导图辅助理解。 该资料突出科学探究（如测量滑轮组机械效率实验）与科学思维（分类推导公式、避坑指南），通过真题闯关和三阶练习强化物理观念。课中实验指导助力教师高效授课，课后分层练习帮助学生查漏补缺，提升知识应用与问题解决能力。

第11.5节 机械效率 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 机械效率 考点02 机械效率的计算 考点03 有关机械效率的探究实验 考点04 斜面的原理及特点 03 避坑指南·解题通法 角度01 有用功和额外功 角度02 机械效率的定义 角度03 机械效率的大小比较 角度04 机械效率的简单计算 角度05 影响机械效率大小的因素 角度06 测量滑轮组的机械效率 角度07 测量斜面的机械效率 角度08 杠杆机械效率的计算 角度09 斜面模型及相关计算 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.分清有用功、额外功、总功的含义，理解三者数量关系（W总=W有用+W额外）。 2.掌握机械效率公式，知道η恒小于1。 3.探究滑轮组、斜面机械效率的影响因素，掌握对应实验操作。 4.熟练完成滑轮组、斜面、杠杆的机械效率综合计算题。 1.结合做功目的区分有用、额外功，举例记忆摩擦、动滑轮自重带来额外功。 2.分类推导滑轮组、斜面机械效率简化计算公式，简化运算步骤。 3.通过控制变量实验，总结物重、动滑轮重、斜面坡度对效率的影响。 4.整合受力、功、功率、效率知识点，梳理综合题分步解题逻辑。 知识导图 考点01 机械效率 1、有用功、额外功与总功 （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。 2、功的原理 （1）使用任何机械时，人们所做的功，都不会少于（大于或等于）不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不省功，这个结论叫做功的原理。 （2）功的原理是人们经过长期的实验和研究得到的规律，是任何机械（不论是简单机械还是复杂的机器）都遵循的原理，它表明使用任何机械，能省力或省距离或改变力的方向，但都不能省功。 3、机械效率的概念概念：有用功跟总功的比值叫做机械效率，通常用百分数表示。 4、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。 5、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。 【深化点拨】 1．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。 2．机械效率的解题方法点拨 易错点：功率是表示物体做功快慢的物理量，与机械效率是两个完全不同的概念。 理解机械效率的定义，明确有用功、额外功和总功之间的关系是解决此类题目的关键。 1．机械效率越高，表示该机械（     ） A．做的功越多 B．做的有用功越多 C．越省力 D．做的有用功与总功的比值越大 【答案】D 【详解】A. 做的功越多可能是总功增多，也可能额外功较多，不能说明机械效率越高，故A错误； B. 有用功多少还与总功大小有关，不能只由机械效率判断，故B错误； C. 机械效率与是否省力没有必然关系，省力机械可能费距离，也会有额外功，故C错误； D. 机械效率=有用功÷总功，机械效率越高，表示做的有用功与总功的比值越大，故D正确。 故选D。 2．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 考点02 机械效率的计算 1、机械效率表达式为，对于三种简单机械的机械效率的计算总结如下： 杠杆 滑轮或滑轮组 斜面 提升重物 水平匀速拉动物体 其中G为提升重物的重力；h为重物升高的高度；F为动力；s为动力作用点移动的距离 ① ②不计绳重及摩擦 其中G为物重；G动为动滑轮的重力；h为重物上升的高度；s为绳自由端移动的距离；n为承担物重的绳子的段数 其中F摩为物体与水平面的摩擦力；F为拉力；S物为物体移动的距离；S绳为绳子自由端移动的距离；n为承担摩擦力的绳子的段数 ① ②不计绳重及摩擦 其中G为物重；h为斜面高度；L为斜面长度；F为拉力；F摩为摩擦力 2、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。 3、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。 【深化点拨】 1．机械效率的大小比较解题思路点拨 （1）要注意理解功、功率和机械效率的概念，不要误认为功率大的机械，做功就越多，机械效率就越高，或者机械效率高的机械做功就越多．这是一个误区。 （2）判断机械效率的大小，主要根据公式，比值越大机械效率越高。 2．水平滑轮组机械效率的计算：水平放置的滑轮组对物体的拉力F拉并不等于物体的重力G。当物体在水平面上以匀速直线运动被滑轮组拉动时，拉力F拉的大小等于物体所受的摩擦力f。其他计算公式与竖直放置时相似，但存在一些差异。公式：。 1．小颖为了提升重为100N、底面积为50cm2的箱子，利用重为40N的动滑轮，设计了如图的滑轮组装置。她施加拉力使箱子在5s内匀速上升了0.5m，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　） A．拉力的功率为10W B．物体上升时滑轮组的机械效率为68% C．增大提升重物的高度，可以提高该滑轮组的机械效率 D．拉力为60N时物体未拉动，物体对地面的压强为4000Pa 【答案】D 【详解】A．由图可知，，不计绳重和摩擦，自由端绳子的拉力 绳子自由端移动的距离为，箱子移动的距离为，则绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 拉力的功率 故A错误； B．滑轮组对箱子做的有用功 滑轮组的机械效率 故B错误； C．滑轮组的机械效率，可知机械效率与提升重物的高度无关，故C错误； D．当绳子自由端拉力为60N时，滑轮组对物体的拉力 物体对地面的压力 则物体对地面的压强 故D正确。 故选D。 2．工人用如图所示的装置把重240N的物体提高1m，所用的拉力为150N，则该工人克服重力所做的有用功为________J，该滑轮组的机械效率是________，若仅增加提升的重物，该滑轮组的机械效率将________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】 240 80% 增大 【详解】[1]该工人克服重力所做的有用功为 [2]由图知，n=2，拉力端移动的距离 拉力做的总功 那么动滑轮的机械效率为 [3]此过程中所用滑轮组没有发生变化，滑轮组主要的额外功是克服动滑轮的重力做功，所以在此过程中，可看成所做的额外功不变，由于物体的重力增加，由公式可知，有用功所占的比例将增大，所以动滑轮的机械效率增大。 3．如图是《墨经》中记载的我国古代提升重物的工具——“车梯”，若利用此“车梯”使1000N的重物在10s内沿直线匀速竖直上升2m，所用的拉力为400N，g取10N/kg。求： (1)使用“车梯”时做的有用功； (2)使用“车梯”时人做功的功率； (3)“车梯”的机械效率。 【详解】（1）使用机械提升重物时，使用“车梯”时做的有用功 （2）由图可知，承担物重的绳子段数，因此绳子自由端移动的距离为 拉力做的总功为 使用“车梯”时人做功的功率 （3）“车梯”的机械效率 考点03 有关机械效率的探究实验 一、滑轮（组）机械效率的测量实验 1、实验目的：测量滑轮组的机械效率。 2、实验原理：。 3、实验器材：滑轮组、相同的钩码若干、铁架台、细绳、弹簧测力计、刻度尺。 4、实验步骤： （1）用弹簧测力计测量出钩码的重力G。 （2）按装置图把滑轮组和刻度尺安装好，并记下钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置。 （3）竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升，读出其示数F，并从刻度尺上读出钩码上升的距离h和绳子末端移动的距离s。 （4）分别算出有用功W有、总功W总和机械效率η，将各项数据填入表格。 （5）增加被提升钩码的个数，重复步骤（2）（3）（4）。 5、实验结论：使用同一滑轮组提升不同的重物时，重物越重，滑轮组的机械效率越大。 二、斜面机械效率的测量实验 1、实验目的：探究斜面的机械效率。 2、实验原理：。 3、实验器材：斜面（高度可调），木块，弹簧测力计，细线，刻度尺。 4、实验步骤： （1）用弹簧测力计测出小木块的重力。 （2）调节斜面的高度并测出斜面的高度。 （3）测出小木块在斜面上移动的距离，并读出拉力的大小。 （4）重复做3次，并把数据填入表格。 5、实验结论：斜面越陡机械效率越高，斜面越缓，机械效率越低。 三、杠杆机械效率的测量实验 用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。 （1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为0.5N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为66.7%．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：由于使用杠杆时需要克服摩擦做功。 （2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据： 次数 钩码悬挂点 钩码总重G/N 钩码移动距离h/m 拉力F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η/% 1 A点 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4 2 B点 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3 根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：不能。 请简要说明两条理由：①两次实验时钩码没有挂在同一位置；②仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的。 【深化点拨】 1．滑轮（组）机械效率的测量实验的解题思路点拨 （1）匀速拉动弹簧测力计，目的是保证弹簧测力计的示数F大小不变。 （2）为了便于读数，钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置最好取整数。 （2）多次测量的目的是进行一些必要的比较，利用不完全归纳法总结规律，而不是求平均值。 2．斜面、杠杆机械效率的测量实验：测量机械效率，抓住该物理量的源头—功，它包括力和距离两个要素，所以测算机械效率需要测量力和距离，然后计算机械效率。 1．小明用如图所示装置做“测动滑轮机械效率”的实验，测得的实验数据如表所示。 实验序号 钩码重 钩码上升高度 拉力 绳端移动的距离 机械效率 1 1.0 20.0 0.7 40.0 2 2.0 20.0 1.2 40.0 83.3％ 3 3.0 20.0 1.7 40.0 88.2％ 4 3.0 40.0 1.7 80.0 88.2％ (1)实验时，应沿竖直向上的方向______拉动弹簧测力计。 (2)表格中空白处应填入的数据是______。 (3)分析实验数据可得出结论：用同一动滑轮提升物体时，物重越大，动滑轮的机械效率越______（选填“高”或“低”）。 (4)通过实验数据，你还可得出什么结论：______。 【答案】(1)匀速 (2)71.4% (3)高 (4)见解析 【详解】（1）匀速拉动拉力稳定，便于准确测量拉力的大小。因此实验时，应沿竖直向上的方向匀速拉动弹簧测力计。 （2）第一次实验的机械效率 （3）对比实验1、2、3，钩码重从1.0 N增加到3.0 N，机械效率从71.4%提高到88.2%。可得结论：用同一动滑轮提升物体时，物重越大，动滑轮的机械效率越高。 （4）对比实验3和4，钩码重G和拉力F相同，高度h和距离s变为原来的二倍，但机械效率η均为 88.2%。说明同一动滑轮提升相同重物时，机械效率与钩码上升的高度无关。 2．课外小组的同学“探究斜面的机械效率跟斜面倾斜程度的关系”，实验装置如图所示，每次实验改变斜面倾斜程度，实验中同学们记录的测量数据如下表所示。 实验序号 物重G/N 斜面高度h/cm 斜面的倾斜程度 斜面长s/cm 拉力F/N 机械效率η 1 2 10 较小 60 0.8 41.7% 2 较大 30 1.0 66.7% 3 更大 15 1.6 (1)由表中数据计算第三次实验斜面的机械效率3＝_________%（结果保留3位有效数字）。 (2)由表中数据分析可知：用粗糙程度相同的斜面提升同一物体时，斜面的机械效率跟斜面倾斜程度的关系是________。 (3)由表中数据分析可知：用粗糙程度相同的斜面把同一物体提升相同高度时，拉力越小，斜面的机械效率越_________ （选填“高”或“低”），这是因为在此过程中，有用功_________（选填“相等”或“不等”），额外功_________（选填“增加”、“减少”或“不变”）。 【答案】(1)83.3 (2)斜面的倾斜程度越大，斜面机械效率越高 (3) 低 相等 增加 【详解】（1）第三次实验斜面的机械效率 （2）由图中数据可知：斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。 （3）[1]表中数据分析可知：用粗糙程度相同的斜面把同一物体提升相同高度时，拉力越小，斜面的机械效率越低。 [2][3]同一物体提升相同高度，所以有用功相等，拉力越小，斜面越长，克服摩擦力做功越多，即额外功增加。 考点04 斜面的原理及特点 1、斜面的定义：斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。斜面是简单机械的一种，可用于克服垂直提升重物的困难。将物体提升到一定高度时，力的作用距离和力的大小都取决于倾角。如物体与斜面间摩擦力很小，则可达到很高的效率。 2、斜面的特点：可以省力，但费距离。 3、斜面的原理：用F表示力，L表示斜面长，h表示斜面高，物重为G；根据做功公式W=Fs可知，把如图所示的物体从地面提升到某高度需要做功W1=Gh，从斜面上把物体堆到同样的高度做功W2=Fs，不考虑摩擦择优Fs=Gh，因为s＞h，所以F＜G，斜面可以省力，但费距离。斜面倾角越小，斜面越长，则越省力，但越费距离。日常生活中常见的斜面，如盘山公路、螺丝钉上的螺纹等。 【深化点拨】 1.特别注意：不管是杠杆、滑轮还是斜面，计算机械效率要抓住功，也就力和距离。 2.斜面的的解题方法点拨 （1）斜面是简单机械的一种，可用于克服垂直提升重物的困难。将物体提升到一定高度时，力的作用距离和力的大小都取决于倾角。如物体与斜面间摩擦力很小，则可达到很高的效率。 （2）用F表示力，L表示斜面长，h表示斜面高，物重为G．不计阻力时，根据功的原理得FL=Gh，斜面倾角越小，斜面越长，则越省力，但越费距离。日常生活中常见的斜面，如盘山公路、螺丝钉上的螺纹等。 1．如图所示，工人用沿斜板向上、大小为500N的推力，将重800N的货物从斜板底端匀速推上顶端共用时4s。已知斜板长2m，高1m，下列说法正确的是（　　） A．使用该装置可以省功 B．克服货物重力做的有用功为600J C．推力做功的功率为200W D．该装置的机械效率为80% 【答案】D 【详解】 A．根据功的原理，使用任何机械都不能省功，使用该装置（斜面），需要克服摩擦多做额外功，不能省功，故A错误； B．克服货物重力做的有用功W有用＝Gh＝800N×1m＝800J，故B错误； C．推力做的总功W总＝Fs＝500N×2m＝1000J 推力做功的功率，故C错误； D．该装置的机械效率，故D正确。 故选D。 2．小明随父母驾车行驶在弯弯曲曲的盘山公路上（如图），当他打开车窗时，忽然车内的一次性纸袋飘出了车外，这是因为车外空气流速大于车内空气流速，造成车内气压________（选填“大于”“小于”或“等于”）车外气压而导致的。盘山公路相当于斜面，目的是为了________（选填“省距离”或“省力”）。 【答案】 大于 省力 【详解】车外空气流速大于车内空气流速，气体流速大的地方压强小，造成车内气压大于车外气压而导致车内的一次性纸袋飘出了车外；盘山公路相当于斜面，斜面是一种省力简单机械，省力但费距离。 3．如图所示，工人用沿斜面向上的推力，把木箱沿斜面匀速推到高处。木箱的质量为，斜面长，取，求： (1)工人做的有用功； (2)工人做的总功； (3)该斜面的机械效率。 【详解】（1）工人做的有用功 （2）工人做的总功为 （3）该斜面的机械效率为 机械效率的综合应用及解题步骤 1.概念误区：“省力”不等于“效率高” 误区：认为越省力的机械，机械效率越高；或者认为做功越快（功率大），效率越高。 真相：机械效率 η 只与有用功在总功中的占比有关，与省不省力、做快做慢完全无关。 2.公式陷阱： η没有单位 误区： 计算结果写成 η=80J或 η=0.8J 。 真相： 机械效率是一个比值（百分数），永远没有单位。通常写成80%或 0.8。 3.滑轮组的“隐形杀手”：绳重与摩擦 误区：在任何情况下都用 。 真相：这个简化公式只有在“不计绳重和摩擦”时才成立。 如果题目提到了摩擦力，或者让你通过实验数据计算，必须回归定义式：。此时额外功包含了克服动滑轮重、绳重和摩擦力做的功。 4.斜面问题的“距离混淆” 误区：计算总功时，用重力乘以斜面长度（G×L）。 真相： 有用功永远是克服重力做功： W有=Gh（h是垂直高度）。 总功永远是拉力做功：W总=Fs（s是沿斜面移动的距离）。 千万别把h和s搞反了！ 角度01 有用功和额外功 1．《天工开物》记录了井盐的生产过程。如图为古人从井中汲取盐卤的示意图。若盐卤重，桶重，工人用的拉力将桶和盐卤匀速提升，下列说法正确的是（     ） A．工人提升盐卤做的有用功是 B．该装置的机械效率为 C．工人提升盐卤做的额外功是 D．提升的盐卤越少，机械效率越高 【答案】B 【详解】由图可知，该装置M是定滑轮，绳子自由端移动距离。 A．有用功，故A错误； B．总功 机械效率，故B正确； C．额外功，故C错误； D．提升盐卤越少，有用功越小，额外功近似不变，有用功占总功的比例越小，机械效率越低，故D错误。 故选B 2．小明到某山区旅游时，发现一种利用木棍和绳子组装的特殊机械（如图），当地人借助这种装置可以很轻松地将较重的物体搬运到二楼上面，这种装置组成的机械相当于___________；若借助该装置提升的重物，所用拉力为___________（不计装置自重和摩擦）。若增加重物的重力，则额外功与有用功的比值将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 滑轮组 200 变小 【详解】上面木棍相当于定滑轮，下面木棍相当于动滑轮，定滑轮和动滑轮组成滑轮组； 有5段绳子承担物重，不计摩擦和装置的自重，拉力 使用同一装置时，增大重物的重力，即在额外功不变的情况下增大有用功，因此则额外功与有用功比值变小。 3．早在3000年前我们的祖先就设计了结构合理的辘轳，用于从井中提水。如图是古代民间的提水设施辘轳。某次取水时，井绳拉着质量为12kg的水缓慢上升了5m，水桶质量为2kg，人做的总功为800J。g=10N/kg。求： (1)人做的有用功为多少？ (2)辘轳的机械效率是多少？ (3)人克服井绳重力与摩擦力做的功是多少？ 【详解】（1）人做的有用功为克服水的重力做的功，即 （2）辘轳的机械效率为 （3）人做的额外功为 克服水桶重力做的功为 则人克服井绳重力与摩擦力做的功为 角度02 机械效率的定义 4．在日常工地施工、搬运货物等生活生产场景中，关于功、功率和机械效率，下列说法中正确的是（     ） A．机械越省力，机械效率越高 B．有用功做得越多，机械效率越高 C．额外功做得越少，机械效率越高 D．机械做功的功率越大，机械做功越快 【答案】D 【详解】A．机械效率是有用功占总功的比值，与省力没有必然联系，省力的机械机械效率不一定更高，故A错误。 BC．机械效率，仅有用功多，无法确定机械效率的高低，同理，仅额外功少，没有对比总功的大小，无法确定机械效率的高低，故BC错误。 D．功率的物理意义就是表示做功的快慢，功率越大，说明机械做功越快，故D正确。 故选D。 5．（多选）力学综合分析，下列说法正确的是（     ） A．漂浮在水面的木块所受浮力等于自身重力 B．浸没在液体中的物体深度越深浮力越大 C．做功越快的机械，机械效率不一定越高 D．有力作用在物体上，力一定对物体做功 【答案】AC 【详解】A．漂浮在水面的木块，处于静止状态，受力平衡，竖直方向上浮力与重力大小相等、方向相反，因此浮力等于自身重力，故A正确； B．根据阿基米德原理，浸没在液体中的物体，排开液体的体积不变，液体密度不变，浮力大小与深度无关，故B错误； C．做功快慢描述的是功率，而机械效率是有用功与总功的比值，两者没有必然联系。功率大的机械，机械效率不一定高，故C正确； D．力对物体做功需要同时满足两个条件：一是有力作用在物体上；二是物体在力的方向上移动了距离。如果物体只受力但没有移动，力对物体不做功，故D错误。 故AC。 6．甲、乙机械把同样重的物体匀速向上提升。两机械做功情况的部分数据如图所示，则甲机械的总功为_________J，乙机械的有用功为_________J，甲机械的效率_________乙机械的效率（选填“大于”“等于”或“小于”）。 【答案】 2000 900 小于 【详解】[1]甲的扇形图显示，有用功占总功的25%，且图中标注有用功为500J，根据机械效率公式，则 [2]乙的扇形图显示，额外功为2100J，且额外功占总功的70%，由得 则乙机械的有用功为 [3]甲的机械效率为，乙的机械效率为 因此 角度03 机械效率的大小比较 7．如图所示，小亮分别使用三种装置匀速提升质量相同的重物，滑轮质量均相等，在相同时间内将重物提升相同高度，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（     ） A．绳子自由端移动的距离关系为 B．绳子自由端移动的速度关系为 C．利用甲图装置提升重物可以省功 D．丙装置的机械效率高于乙装置的机械效率 【答案】B 【详解】 由图可知，甲为定滑轮，乙为动滑轮，丙为滑轮组且绳子有效股数 A．在相同的时间内物体被提升的高度均为h，则绳子自由端移动的距离，，，因此，故A错误； B．运动的时间相同，根据可知，绳子自由端移动的速度关系为，故B正确； C．克服物体重力做的功为有用功，甲、乙、丙三种装置做的有用功都为，不计绳重和摩擦，甲装置做的额外功为 0，总功 乙、丙两种装置克服动滑轮的重力做的功为额外功 总功 所以甲、乙、丙三种装置做的总功不相同，故C错误； D．乙、丙两种装置的有用功相等，总功也相等，根据可知，乙、丙两种装置的机械效率相等，故D错误。 故选B。 8．（多选）如图所示，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（     ） A．甲做的总功多 B．乙做的有用功少 C．甲做总功的功率大 D．乙所用装置的机械效率小 【答案】AC 【详解】AB．有用功是对货物做的功   、、都相等，因此甲乙做的有用功相等。总功 甲的动滑轮随货物一起运动，需要克服动滑轮自重做额外功，即 因此 乙的定滑轮固定不动，不计绳重摩擦时额外功为0，因此 因此，即甲做的总功更多，故A正确，B错误； C．功率公式，提升时间相同，且，因此，即甲做总功的功率更大，故C正确； D．机械效率，相同，，因此，即乙装置的机械效率更大，故D错误。 故选AC。 9．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______，两装置的机械效率______。 【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 忽略绳重摩擦，乙多了克服动滑轮重力做的额外功，因此 总功，相同，，由可得， 角度04 机械效率的简单计算 10．某工地利用如图所示的装置提升重物，工人师傅站在水平地面上，用200N的拉力竖直向下拉动绳子，使重为300N的物体A匀速上升2m，用时5s，不计绳重与摩擦，下列说法正确的是（     ） A．提升物体的过程中，拉力做的有用功为400J B．拉力做功的功率为160W C．滑轮组的机械效率是66.7% D．物体A被提升的高度越高，滑轮组的机械效率越大 【答案】B 【详解】A．有用功是提升重物所做的功，故A错误； B．观察题图的滑轮组结构，可得出承担动滑轮和物重的绳子段数，绳子自由端移动的距离 拉力做的总功为： 功率，故B正确； C．滑轮组的机械效率，故C错误； D．机械效率，故η与h无关，故D错误。 故选B。 11．如图是《天工开物》中提到的手摇式龙骨水车，可用于取水灌溉，若龙骨水车在一段时间内将质量为1000kg的水提升了2m，人力匀速手摇驱动水车做的额外功为，则人力驱动水车做的有用功是________J，龙骨水车取水灌溉的机械效率________。（取10N/kg） 【答案】 20% 【详解】人力驱动水车做的有用功 人对水车做的总功 因此龙骨水车取水灌溉的机械效率 12．工人师傅用图所示的装置，把重为1200N的货物从地面匀速提高2m，所用的拉力为500N。求： (1)整个过程中拉力所做的总功； (2)该装置的机械效率。 【详解】（1）由图可知，动滑轮和货物由3股绳子承担，因此拉力移动的距离是货物上升高度的3倍，即 拉力做的总功为 （2）货物被匀速提升，克服货物重力做的功为有用功，则 该装置的机械效率为 13．2026年2月，宁德时代世界总部落地宁德，将建成全球最大的集研发、生产于一体的标杆工厂。该项目建设过程中，工人用如图所示的装置匀速提升重为800N的建筑材料，用时10s。这个过程中，电动机端的转轴将钢绳卷绕了12m，电动机的输出功率恒定为600W。求： (1)电动机输出端拉力所做的总功。 (2)滑轮组所做的有用功。 (3)滑轮组的机械效率。 【详解】（1）电动机输出端拉力所做的总功 （2）由图可知，，建筑材料上升的高度 滑轮组所做的有用功 （3）滑轮组的机械效率 角度05 影响机械效率大小的因素 14．如图所示，“龙骨水车”是我国古代主要的提水设施之一。水车一端浸入水中，另一端固定于岸上。使用时，人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动，带动嵌满刮水板的链条匀速运动，槽内板片刮水上行，倾灌于地势较高的田中。下列说法正确的是（     ） A．使用龙骨水车提水，可以省功 B．踩得越快，提水做功越多 C．人对摇杆的压力和摇杆对人的支持力是平衡力 D．减小水车各部件间的摩擦，提水效率增大 【答案】D 【详解】A．根据功的原理，使用任何机械都不能省功，故A错误； B．做功多少由做功快慢（功率）和做功时间共同决定，踩得快说明功率大，没有控制时间相同，无法得出做功更多的结论，故B错误； C．人对摇杆的压力和摇杆对人的支持力分别作用在摇杆和人两个不同的物体上，属于相互作用力，故C错误； D．减小水车各部件间的摩擦可以减小额外功，在有用功一定时，总功减小，提水效率会增大，故D正确。 故选D。 15．（多选）如图所示，在拉力的作用下，滑轮组将重力为的物体以的速度匀速提升，下列说法不正确的是（     ） A．绳子自由端移动的速度为 B．拉力所做的总功为 C．滑轮组的机械效率为 D．适当减小动滑轮的重力可以提高机械效率 【答案】BC 【详解】由图可知，该滑轮组承担物重的绳子段数； A．绳子自由端移动速度满足 ，故A正确，不符合题意； B．绳子自由端移动距离 拉力做的总功 ，故B错误，符合题意； C．拉力做的有用功 滑轮组的机械效率 ，故C错误，符合题意； D．同一滑轮组提升相同重物时，动滑轮重力越小，克服动滑轮重力做的额外功越少，有用功占总功的比例越大，机械效率越高，因此适当减小动滑轮的重力可以提高机械效率，故D正确，不符合题意。 故选 BC。 16．建筑工人用滑轮组提升重为220N的水泥（含桶），工人对绳端的拉力为80N，如图所示。若不计绳重与摩擦，工人将绳子匀速向上拉了6m，则桶上升了____________m，动滑轮的重力为____________N。若只增加提升水泥的质量，则滑轮组的机械效率将____________（选填“提高”“不变”或“降低”）。 【答案】 2 20 提高 【详解】【小题1】从图中可以看出，有3段绳子直接与动滑轮相连并向上提拉，所以绳子的有效段数 ，根据滑轮组的特点，绳子自由端移动的距离 ，所以桶上升的高度为 不计绳重与摩擦，且物体被“匀速”提升，则有 由题可知， ，水泥和桶的总重 ，因此动滑轮的重力 在不计绳重和摩擦的情况下，有用功是提升水泥和桶所做的功 额外功是提升动滑轮所做的功 总功是 所以，机械效率 所以，当只增加提升水泥的质量时，物重增大，滑轮组的机械效率将提高。 角度06 测量滑轮组的机械效率 17．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，某兴趣小组按照图甲、乙、丙、丁组装了滑轮组，并进行了实验，测量的相关数据详见表格： 实验装置 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 甲 4 0.1 2.7 0.2 74% 乙 4 0.1 1.8 0.3 74% 丙 8 0.1 3.2 0.3 83% 丁 8 0.1 2.5 0.4 ？ (1)甲、乙实验测量的数据表明：滑轮组的机械效率与_________； (2)乙、丙实验表明：使用相同滑轮组提升重物时，被提升重物越重，滑轮组效率_________； (3)丁实验中滑轮组的机械效率为_________%；丙、丁实验表明：提升相同的重物，动滑轮越重，则滑轮组机械效率越低； (4)进一步分析乙、丙实验，发现在丙实验中拉力做的额外功大于乙实验中拉力做的额外功，这可能是因为______________。（任写出一条理由即可） 【答案】(1)绕绳方式无关 (2)越高 (3)80 (4)丙实验中，提升重物更重，绳子与滑轮之间的摩擦力更大 【详解】（1）甲、乙实验中，提升物重、动滑轮重力都相同，仅滑轮组的绕线方式（承担物重的绳子段数）不同，最终测得机械效率相同，因此可得结论：滑轮组的机械效率与绕线方式（绳子段数）无关。 （2）乙、丙使用相同滑轮组，丙提升的重物更重，测得机械效率更高，因此可得结论：使用相同滑轮组提升重物时，被提升重物越重，滑轮组效率越高。 （3）丁实验中滑轮组的机械效率 （4）额外功除了克服动滑轮重力做功，还要克服摩擦做功；丙提升的重物更重，滑轮转轴受到的压力更大，摩擦力更大，克服摩擦做的额外功更多，因此丙的额外功大于乙的额外功。 18．实验复习课上，小鸣在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图，每个滑轮重都相同。 物理量 1 2 3 钩码重G（N） 4 4 6 钩码上升高度h（m） 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F（N） 1.8 1.4 2.4 绳端移动距离s（m） 0.3 0.5 0.3 机械效率 74.1% 57.1% 83.3% (1)测量滑轮组机械效率的原理是________________________________________________________。 (2)在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在_______________（拉动过程中/静止时）读数； (3)通过表中数据可分析出实验2是用___________图做的实验，比较实验1和3分析可知： 同一滑轮组，________________________________________________________。 (4)小鸣组装好实验装置甲，选择了重力为9.6N的物块和量程为0~10N 的弹簧测力计。小鸣正确操作，使物块升高，并读出弹簧测力计的示数为4N。在允许范围内不断增大物块重力，则该滑轮组的最大机械效率为___________%。（绳子足够结实，不计绳重及摩擦） (5)小鸣同学用图乙的装置又做了一次实验，并做了如下实验记录： 钩码重G（N） 钩码上升高度h（m） 绳端拉力F（N） 绳端移动距离s（m） 6 0.1 2.2 0.5 如果你对该实验记录进行认真分析，就会发现他的实验结果是违背物理规律的。请通过具体的分析说明他违背的物理规律。 【答案】(1)滑轮组机械效率 (2)拉动过程中 (3) 乙 提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高 (4)92 (5)此时滑轮组机械效率 与实验2比较，同一滑轮组提升更重的物体时机械效率应更高，但此次计算结果 ，违背“使用同一滑轮组，提升物重越大，机械效率越高”的规律。 【详解】（1）测量滑轮组机械效率的原理是机械效率 （2）在实验中测绳端拉力时，应在拉动过程中读数。因为静止时弹簧测力计的示数没有包含克服摩擦力的力，而匀速拉动时系统处于平衡状态，此时拉力大小等于克服物重、动滑轮重及摩擦的合力，能准确反映实际工作时的拉力情况。 （3）由实验2数据可知，绳端移动距离 ，钩码上升高度 ，根据 （ 为承担物重的绳子段数），可得承担物重的绳子段数 观察图乙，其承担物重的绳子段数为5，所以实验2是用乙图做的实验。 比较实验1和3，使用的是同一滑轮组（甲图， ），实验1中钩码重 ，机械效率 ；实验3中钩码重 ，机械效率 。由此可知，同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高。 （4）对于装置甲，承担物重的绳子段数 ，不计绳重及摩擦时，拉力 ，则动滑轮重力 当弹簧测力计达到最大量程 时，提升的物重最大 此时机械效率 （5）略 角度07 测量斜面的机械效率 19．为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，某探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置，实验测得的数据如表： 实验次数 斜面倾斜程度 木块重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率η 1 较缓 3 0.2 1.6 1 37.5% 2 较陡 3 0.3 1.8 1 3 最陡 3 0.4 2.0 1 60% 请你根据表中的数据解答下列问题： (1)实验中要求用沿平行斜面向上的力拉木块在斜面上做____________运动。 (2)第2次实验中，斜面的机械效率为____________。 (3)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是：______________________________________。 (4)沿着斜面向上运动过程中，木块具有的内能将____________。 【答案】(1)匀速直线 (2)50% (3)当接触面粗糙程度一定时，斜面越陡，其机械效率越高 (4)增大 【详解】（1）实验中沿平行斜面向上的方向匀速直线拉动木块，木块受力较稳定，弹簧测力计示数也较稳定，便于准确读数。 （2）第2次实验中，有用功 总功 所以 （3）三次实验中接触面粗糙程度相同，斜面倾斜程度由较缓到最陡时，机械效率由37.5%增大到50%、60%，所以当接触面粗糙程度一定时，斜面越陡，机械效率越高。 （4）木块沿斜面向上运动时，要克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，所以木块具有的内能将增大。 20．实验小组的同学用如图甲所示装置探究“斜面的机械效率与哪些因素有关”，改变斜面倾角（斜面与水平面的夹角）和木块的重力，用弹簧测力计沿斜面向上匀速拉动木块，记录的部分实验数据如表所示。 实验次数 斜面倾角 斜面高度 斜面长度 木块重力G/N 沿斜面拉力F/N 机械效率 1 0.6 1.2 5.0 4.2 60% 2 0.6 1.2 3.0 3.0 3 0.8 1.2 3.0 2.8 71% (1)实验中调整斜面的倾斜程度时，要使斜面倾角由变为应将垫块向_________（选填“左”或“右”）移动。 (2)第2次实验中，斜面的机械效率为_________％；木块所做额外功为_________J。 (3)第1、2次实验是为了探究斜面的机械效率与__________的关系；分析2次实验的数据，可知在其他条件一定时，__________。 (4)如果对原实验装置做如图乙所示的改进，与原实验装置相比，用带滑轮的斜面做实验的好处是__________. 【答案】(1)左 (2) (3) 物体重力 物体重力越大，斜面的机械效率越高 (4)能使木块所受拉力的方向与斜面平行 【详解】（1）斜面的倾角靠长木板下面的木块左右移动来改变，木块向左移动倾角变大，木块向右移动倾角变小。 （2）[1]第2次实验斜面的机械效率 [2]拉力做功为 物块重力做功为 木块所做额外功为 （3）[1]对比实验1、2数据，控制的是斜面的倾斜程度（斜面倾角），改变的是物体的重力，因此是研究斜面机械效率与物体重力的关系。 [2]分析数据可知：在其他条件一定时，木块的重力越大，斜面的机械效率越高。 （4）利用滑轮改变了一下绳子的方向，使木块所受拉力的方向与斜面的方向始终平行，使示数更加准确稳定，读数时也更方便。 角度08 杠杆机械效率的计算 21．如图所示，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升至图中虚线位置，弹簧测力计示数如图所示，钩码总重为1N，钩码上升高度为0.2m，弹簧测力计移动的竖直距离为0.6m。 则下列判断正确的是（　　） A．该杠杆为费力杠杆 B．人利用杠杆做的有用功为0.6J C．人利用杠杆做的额外功为0.4J D．杠杆的机械效率为66.7% 【答案】D 【详解】A．由图可知，动力臂大于阻力臂，该杠杆为省力杠杆，故A错误； B．人利用杠杆做的有用功为 故B错误； C．由图可知，弹簧测力计示数为0.5N，人利用杠杆做的总功为 人利用杠杆做的额外功为 故C错误； D．杠杆的机械效率为 故D正确。 故选D。 22．用如图所示粗细均匀的木棒提升物体，不计整个机械的摩擦，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，当测力计竖直移动的距离为0.3m时，可将重为1.5N的物块竖直提升0.4m，则该杠杆的机械效率为__________，木棒的重力为__________N。 【答案】 80% 0.75 【详解】[1]图示中，弹簧测力计的分度值为0.1N，示数为2.5N。提升物块所做的总功 提升物块所做的有用功 杠杆的机械效率 [2]不计整个机械的摩擦，则克服木棒重力所做的额外功W额=W总-W有=0.75J-0.6J=0.15J 木棒粗细均匀，其重心在木棒的中间，物块竖直提升0.4m，木棒的重心提升的高度 木棒的重力 角度09 斜面模型及相关计算 23．小晗在回家的途中观察到工人师傅使用斜面往车上搬运货物，如图所示，小晗了解到：斜面的长度为2m，高度为1m，工人用沿斜面向上大小为300N的推力将重500N的货物匀速推到斜面顶端用时5s。则下列说法正确的是（     ） A．使用斜面既可以省力，也可以省功 B．工人推力做功的功率为100W C．货物在斜面上受到的摩擦力为300N D．该斜面的机械效率大约为83.3% 【答案】D 【详解】A．根据功的原理，任何机械都不能省功，斜面只能省力，不能省功，故A错误； B．推力做的总功 推力功率，故B错误； C．有用功 额外功 由得摩擦力，故C错误； D．斜面机械效率，故D正确。 故选D。 24．工人师傅搭建了如图所示的斜面，用沿斜面向上600 N的拉力F，把一个重为1200 N的重物从斜面底端搬到2 m 高的车上。已知斜面长为5 m，此过程中，工人对重物所做的有用功为___________J，斜面的机械效率为___________，重物受到斜面的摩擦力为___________N。若减小斜面的粗糙程度，斜面的机械效率将___________（选填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】 2400 80% 120 增大 【详解】工人的目的是提升重物，因此克服物体重力做的功为有用功 拉力做的功为总功 机械效率 额外功是克服摩擦力做的功 由得，摩擦力 减小斜面的粗糙程度，重物受到的摩擦力减小，提升相同重物到相同高度时，有用功不变，克服摩擦的额外功减少，因此机械效率增大。 25．如图所示，斜面长l=8m，斜面高h=3m，物体A重为50N，物体B在物体A的拉力作用下从斜面底端匀速上升至斜面的顶端时，斜面机械效率为75%，此过程中物体A下降的高度为8m，不计绳重、滑轮内部摩擦和物体B 的体积大小。 (1)物体A 所受重力做了多少功？ (2)物体 B 所受的重力是多少？ 【详解】（1）物体 A 所受重力做的功 （2）对物体B做的有用功 物体 B 所受重力 【例1】（2026·江苏扬州·中考真题）如图，在“再探动滑轮”实验中，将重力为4N的物体匀速提升0.2m，弹簧测力计拉力为2.5N，拉力做功为_______J，有用功为_______J，动滑轮的机械效率为_______。若增大物重，则机械效率会_______。 【答案】 1 0.8 80% 增加 【详解】[1]弹簧测力计拉力做功为 [2]有用功为 [3]动滑轮的机械效率为 [4]动滑轮的额外功主要是克服动滑轮自身重力产生的，当增大物重时，有用功会随之增大，而额外功基本保持不变，有用功在总功中所占的比例就会增加，因此机械效率会增加。 【深化点拨】 （1）动滑轮距离关系：单动滑轮绳子自由端移动距离是物体上升高度的 2 倍，是计算总功的基础条件。 （2）有用功、总功区分：提升物体做的功为有用功；拉力拉动绳子做的全部功为总功，总功包含有用功与额外功。 （3）额外功来源：该装置额外功主要用来克服动滑轮自身重力，绳重、摩擦也会产生少量额外功。 （4）物重对机械效率的影响：动滑轮自重固定时，提升物体越重，有用功占总功比例越高，机械效率升高。 （5）实验综合考点：融合动滑轮省力费距离特点、功的分类、机械效率计算、效率变化规律，完整覆盖动滑轮机械效率实验核心内容。 【变式1-1】（2026·四川凉山·中考真题）利用如图所示的装置，将重500N的建材从地面匀速运送到离地面5m的高处，此过程中工人的拉力恒为300N，所用时间为5s，不计绳重和摩擦。下列判断正确的是（     ） A．拉力做的功为2500J B．绳子自由端的速度为3m/s C．该滑轮组的机械效率约为83.3% D．工人拉绳子的功率为300W 【答案】C 【详解】由图可知，承担物重的绳子段数，绳子自由端移动距离 A．拉力做的总功为，故A错误； B．绳子自由端的速度，故B错误； C．提升重物的有用功为 滑轮组机械效率，故C正确； D．工人拉绳子的功率，故D错误。 故选C。 【变式1-2】（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 【变式1-3】（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 【例2】（2025·四川资阳·中考真题）如图所示，某同学通过滑轮组将深井中的物体向上提升。提升过程中，该同学拉住绳的末端以速度v匀速向右移动，将质量的物体匀速提升了。动滑轮质量，不计绳重，不计绳与滑轮间、滑轮内部的摩擦，不计滑轮的大小，g取10N/kg。完成下列问题： (1)求上述提升过程中该同学向右移动的距离s； (2)求上述提升过程中该同学所受地面摩擦力的大小f； (3)求上述提升过程中滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。 【详解】（1）物体匀速提升的高度为，如图所示，一共有3段绳子分担动滑轮和物重，故该同学向右移动的距离 （2）绳子的拉力为 该同学匀速向右移动，同学与地面的摩擦力为 （3）提升过程中滑轮组做的有用功为 同学对滑轮组所做的总功 滑轮组的机械效率 【深化点拨】 （1）滑轮组绳子段数判断：数直接承担动滑轮的绳子根数，由此确定绳子自由端移动距离与物体上升高度的倍数关系，是第一问的核心依据。 （2）滑轮组拉力受力分析：不计绳重、摩擦时，拉力由物体重力与动滑轮总重力共同分担；人匀速拉绳时水平方向受力平衡，地面摩擦力大小等于绳子拉力。 （3）有用功、额外功、总功区分：提升重物做的功为有用功；克服动滑轮自重做的功为额外功；人手拉力拉动绳子做的功为总功。 （4）机械效率核心规律：机械效率为有用功占总功的百分比；在动滑轮重量固定、无摩擦的条件下，物重越大，机械效率越高。 （5）隐含条件审题要点：题目注明不计绳重、摩擦，计算时无需考虑摩擦带来的额外损耗，仅需处理动滑轮自重产生的额外功。 【变式2-1】（2025·山东青岛·中考真题）小明设计了如图所示的滑轮组帮助工人搬运建筑材料。一名工人12s内用400N的拉力通过滑轮组将水平地面上重为1150N的建筑材料匀速提升3m（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（  ） A．绳子自由端移动的距离为12m B．工人做的有用功为2300J C．拉力的功率为300W D．提起的物体越重，此滑轮组的机械效率越低 【答案】C 【详解】A．由图可知，承担物重的绳子段数n=3。所以绳子自由端移动的距离，不是12m，故A错误； B．有用功是克服物体重力做的功，所以工人做的有用功，不是2300J，故B错误； C．拉力做的总功 则拉力的功率，故C正确； D．不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率 由此可知，当提起的物体越重（越大），越小，越大，滑轮组的机械效率越高，故D错误。 故选C。 【变式2-2】（2026·福建·中考真题）如图所示的健身器械，横梁的A点上连接300 N的配重，小闽在横梁B点施加竖直向下、大小为200 N的力，使B点高度下降0.5 m，配重竖直向上提升0.3 m，此过程小闽做的有用功为________J，器械的机械效率为________。 【答案】 90 90% 【详解】小闽做的有用功 小闽做的总功 器械的机械效率为 【变式2-3】（2025·山东德州·中考真题）如图所示，在劳动实践活动中，小刚在水平地面与车厢间用木板搭一斜面装载货物。 (1)请在答题卡指定的位置画出货物所受重力G的示意图______。 (2)已知此斜面长s=3m，高h=1m，小刚沿斜面方向用400N的推力将重900N的货物以1m/s的速度匀速从斜面底端推到顶端（不计空气阻力，忽略箱子大小），此过程中推力的功率为______W，斜面的机械效率为______，物体在斜面上运动时所受摩擦力为______N。 【答案】(1) (2) 400 75% 100 【详解】（1）重力的方向为竖直向下，作用点在货物的重心上，如图所示： （2）[1]此过程中推力的功率 [2]有用功 总功 斜面的机械效率 [3]额外功 物体在斜面上运动时所受摩擦力 【变式2-4】（2025·辽宁·中考真题）如图，某同学用一个定滑轮将质量10kg的重物匀速向上提起9m，其所做的总功为1000J。g取10N/kg。求该过程中： (1)重物受到的重力G的大小； (2)重物受到的拉力F的大小； (3)有用功； (4)定滑轮的机械效率。 【详解】（1）重物受到的重力大小为 （2）由题可知重物匀速向上运动，则根据二力平衡条件可得重物受到的拉力：F=G=100N （3）有用功大小为 （4）定滑轮的机械效率为 ⚡基础速刷 1．（2025·四川·中考真题）如图所示，用的拉力，在20s内将重为400N的物体匀速提升了4m，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．物体上升的速度为 B．滑轮的机械效率为62.5% C．滑轮的机械效率为80% D．滑轮的机械效率为83.3% 【答案】C 【详解】物体上升的速度 由图可知，动滑轮上绳子股数n=2，不计绳重和摩擦，滑轮的机械效率 由以上解析可知滑轮的机械效率为80%，故C正确，ABD错误。 故选C。 2．（2025·广东·中考真题）升旗时，利用旗杆顶部的定滑轮可以（　　） A．省力 B．省功 C．省距离 D．改变拉力方向 【答案】D 【详解】ACD．使用定滑轮的优点是可以改变力的方向，但不能省力也不能省距离，故D符合题意，AC不符合题意； B．使用任何机械都不省功，所以使用定滑轮不能省功，故B不符合题意。 故选D。 3．（2025·湖南·中考真题）如图，这是小静设计的一款无需电池和燃料的无碳小车。在重物下落驱动无碳小车运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．顶部的定滑轮可以省力 B．机械效率可达到100% C．主要是利用重力势能转化为动能 D．给车轮轴承加润滑油可以增大摩擦力 【答案】C 【详解】A．顶部的定滑轮的作用是改变力的方向，但不能省力，因为定滑轮的实质是等臂杠杆，不改变力的大小，故A错误； B．由于实际使用中存在摩擦和能量损耗，机械效率不可能达到100%，因为总有一部分能量转化为其他形式（如内能）而无法完全用于做功，故B错误； C．重物下落时高度降低，重力势能减小，同时小车运动，动能增加，说明重力势能主要转化为小车的动能，故C正确； D．给车轮轴承加润滑油是使接触面分离，从而减小摩擦力，使小车运动更顺畅，故D错误。 故选C。 4．（2025·四川眉山·中考真题）一台起重机将重2000N的货物在10s内匀速提高5m，如果额外功是10000J，则下列说法错误的是（　　） A．起重机做的总功是20000J B．起重机的功率是 C．起重机的机械效率为50% D．增大货物的质量，可以提高起重机的机械效率 【答案】B 【详解】A．有用功W有=Gh=2000N×5m=10000J 总功W总=W有+W额=10000J+10000J=20000J 故A正确，不符合题意； B．起重机的功率 故B错误，符合题意； C．起重机的机械效率 故C正确，不符合题意； D．增大货物的质量，可以增大有用功，额外功不变，由 可知起重机的机械效率增大，故D正确，不符合题意。 故选B。 5．（2025·四川·中考真题）小勇同学利用如图所示的滑轮，将重10N的物体在竖直方向上匀速提升了0.1m，则滑轮对物体做的功为______J；被提升的物体越重，滑轮的机械效率越______（选填“高”或“低”）。 【答案】 1 高 【详解】[1]滑轮对物体做的功是克服物体重力做的功，所以滑轮对物体所做的有用功为 [2]对同一个滑轮来说，提升重物时，克服滑轮自重、摩擦产生的额外功基本不变；被提升物体越重，有用功越大，有用功在总功中的占比越大，因此滑轮的机械效率越高。 6．（2025·江苏盐城·中考真题）小明利用动滑轮，将重1.5N的钩码匀速提升0.1m，所用的拉力为1N。此过程中，有用功为____J，动滑轮的机械效率为____。对于实际的机械，机械效率总____100%。 【答案】 0.15 75% 小于 【详解】[1]有用功是对我们有用的功，对于用动滑轮提升钩码的情况，有用功等于克服钩码重力做的功，根据公式可知，故 [2]根据动滑轮的特点，动滑轮虽然省力但需要多费一倍的距离，所以，已知，根据题意可知 根据机械效率公式，故 [3]实际的机械在工作时，不可避免地要克服机械自身的重力、摩擦力等做额外功，总功等于有用功加上额外功，即 又因为 因为实际的机械工作中，所以，故机械效率 7．（2025·江苏徐州·中考真题）如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的木箱，拉力大小为100N，绳端向下移动的距离为2m。则木箱上升的高度为______m，木箱的机械能变______，定滑轮的机械效率为______。 【答案】 2 大 90% 【详解】[1]使用定滑轮时不省距离也不费距离，绳端移动的距离等于木箱上升的高度，所以绳端向下移动的距离为2m。则木箱上升的高度为2m。 [2]木箱匀速上升，质量不变，速度不变，动能不变；同时高度升高，重力势能变大，则木箱的机械能变大。 [3]定滑轮的机械效率为 8．（2025·安徽·中考真题）图示为某工人利用一滑轮提升物体的示意图。若该工人将质量为的物体沿竖直方向匀速提升，此过程中滑轮的机械效率为80%，取。求： (1)物体受到的重力大小； (2)工人所做的有用功； (3)工人所做的总功。 【详解】（1）物体受到的重力大小 （2）工人所做的有用功 （3）根据机械效率的计算公式，可得工人所做的总功 🚀能力跃升 9．（2026·新疆·中考真题）如图所示，用动滑轮向上匀速提升物体，不计绳重和摩擦。提升某物体时，拉力为10 N，动滑轮的机械效率为60%；提升另一物体时，动滑轮的机械效率为80%，此时拉力为（     ） A．16 N B．20 N C．32 N D．40 N 【答案】B 【详解】由图可知，该动滑轮承担物重的绳子段数，即拉力移动距离，不计绳重和摩擦， 机械效率为 第一次提升物体的重力 因此动滑轮重力 当机械效率时，不计绳重摩擦，机械效率为 另一物体的重力 此时拉力 故选B。 10．（2026·河南·中考真题）如图，某工人用大小为的拉力，通过滑轮将重为的物料匀速提升，在内物料竖直上升了。某同学根据以上数据对该过程进行分析和计算，下列结果正确的是（　　） A．使用的滑轮重为 B．拉力做的功为 C．拉力做功的功率为 D．该滑轮的机械效率为80% 【答案】D 【详解】A．由图可知，该滑轮是定滑轮，其自重不会被绳子承担，其额外功是克服绳重和摩擦做的功，无法得出滑轮的重力，故A错误； B．使用定滑轮提升物体时，物体上升的高度与绳自由端移动的距离相同，故拉力做的总功为 故B错误； C．拉力做功的功率为 故C错误； D．提升物料做的有用功为 滑轮的机械效率为 故D正确。 故选D。 11．（2026·四川眉山·中考真题）如图，叉车将货物从地面缓慢举高，然后又沿水平方向缓慢移动到车厢旁。叉车工作时，下列说法正确的是（     ） A．叉车对货物做功越多，功率越大 B．叉车举起货物越快，机械效率越高 C．叉车举起的货物越重，机械效率越高 D．叉车在水平移动货物过程中对货物做了功 【答案】C 【详解】A．功率，功率由做功多少和做功时间共同决定，仅做功越多，不知道做功时间，无法确定功率越大，故A错误； B．做功快慢是功率的物理意义，机械效率是有用功和总功的比值，二者无关，举起越快只能说明功率越大，和机械效率无关，故B错误； C．叉车提升货物时，额外功主要是克服叉车自身举升装置重力做的功，额外功大小几乎不变；货物越重，提升相同高度时，有用功越大，有用功在总功中的占比越大，机械效率越高，故C正确； D．水平移动货物时，叉车对货物的力竖直向上，货物沿水平方向移动，在力的方向没有移动距离，因此叉车对货物不做功，故D错误。 故选C。 12．（2026·四川自贡·中考真题）下图是一种道路救援简易装置，将质量为的故障车辆沿水平方向匀速拉动。车受到的阻力是车重的0.1倍，车与水平地面接触的总面积为。已知动滑轮重为，不计绳重、绳与滑轮间的摩擦，取。下列说法正确的是（     ） A．绳端拉力为 B．绳端移动距离为 C．滑轮组的机械效率为 D．车对地面的压强为 【答案】C 【详解】A．车的重力 车所受的阻力 匀速拉动时，动滑轮对车的拉力大小等于阻力；由图可知动滑轮的绳子段数 不计绳重、绳与滑轮间的摩擦，绳端拉力，故A错误； B．车沿水平方向移动5 m，动滑轮移动的距离等于5 m，绳端移动距离，故B错误； C．有用功 总功 机械效率，故C正确； D．车对地面压力大小等于车重，即 则车对地面的压强，故D错误。 故选C。 13．（2026·黑龙江·中考真题）如图所示，一位工人师傅用一个定滑轮将15kg的重物竖直匀速向上提起6m，其所做的总功为1000J。在该过程中，有用功是______J，定滑轮的机械效率是________。（g取10N/kg） 【答案】 【详解】有用功是克服物体重力所做的功，有用功 机械效率 14．（2026·四川内江·中考真题）用如图所示的滑轮来提升物体可以________（选填“省力”或“改变力的方向”）。若动滑轮重为，物体重为，该滑轮的机械效率为________%。（不计空气阻力、摩擦力及绳重） 【答案】 省力 80 【详解】由图可知该滑轮是动滑轮，动滑轮的特点是可以省力，不能改变力的方向；不计空气阻力、摩擦力及绳重时，该滑轮的机械效率 15．（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 16．（2026·陕西·中考真题）请完成下列填空。    (1)将天平放在水平桌面上，游码处于标尺左端的零刻度线处，指针位置如图-1所示，为使横梁水平平衡，应将平衡螺母向________调节，直至指针对准分度盘中央刻度线。 (2)如图-2，用带电的橡胶棒接触验电器的金属球后，两金属箔片张开，是由于两金属箔片带上了________（选填“同种”或“异种”）电荷。 (3)如图-3，用弹簧测力计沿竖直方向匀速向上拉动绳子的一端，使钩码缓缓上升，弹簧测力计的示数为________N；增加钩码数量，重复上述操作，该动滑轮的机械效率将________。 【答案】(1)右 (2)同种 (3) 1.5 变大 【详解】（1）如图-1所示，指针偏向分度盘的左侧，说明天平的左盘较重，则需要将平衡螺母向右调节，直到指针指向分度盘的中央。 （2）当带电的橡胶棒接触验电器的金属球时，电荷会从橡胶棒传导到金属球，通过传导到两片金属箔上，使得两片金属箔带上同种性质的电荷，由于同种电荷之间存在斥力，所以两片金属箔会相互排斥而张开。 （3）由图-3弹簧测力计的分度值为0.1 N ，读数为。 动滑轮的机械效率 ，其中，有用功是提升钩码所做的功，额外功主要是克服动滑轮自身重力和摩擦力所做的功。当增加钩码数量时，有用功增大，而额外功基本保持不变。因此，有用功在总功中所占的比例增大，则该动滑轮的机械效率将变大。 17．（2025·山东淄博·中考真题）家电“国补”政策拉动了消费，给市民带来了实惠。某小区业主购买了一台100英寸电视机，由于楼梯、电梯空间不足，工人师傅采取室外吊装方式上楼。已知电视机及包装箱总重720N，竖放时与水平地面的接触面积为。吊装时工人师傅用滑轮组在100s内将包装箱匀速提高20m，示意图如图所示。每个滑轮重80N，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。求： (1)拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强； (2)拉力F的功率； (3)滑轮组的机械效率。 【详解】（1）拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强 （2）由图可知，该滑轮组承担物重的绳子段数n=2。不计绳重及摩擦，作用在绳子自由端的拉力为 在100s内，绳子自由端移动的距离s=nh=2×20m=40m 拉力F所做的总功 拉力F的功率 （3）提升包装箱所做的有用功 滑轮组的机械效率 🌟思维挑战 18．（2025·四川绵阳·中考真题）持续提升农村幸福宜居品质是美丽乡村建设的任务之一。某乡村建设工地上，建筑工人准备利用如图所示的滑轮组（绳子未连接）匀速提升建筑材料，第一次需提升的建筑材料重1500N，第二次需提升的建筑材料重2000N，已知动滑轮组的总重量是200N，不计绳重和摩擦，则（   ） A．第一次提升，工人的拉力最小为340N B．第二次提升，工人的拉力最小为550N C．第一次提升，滑轮组的机械效率约为91% D．第二次提升，滑轮组的机械效率约为88% 【答案】A 【详解】吊着动滑轮的绳子段数越多，绳子自由端拉力越小，由图可知，吊着动滑轮的绳子段数最多为5。 A．不计绳重和摩擦，第一次提升，工人的拉力最小为，故A符合题意； B．不计绳重和摩擦，第二次提升，工人的拉力最小为，故B不符合题意； C．第一次提升，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率，故C不符合题意； D．第二次提升，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率，故D不符合题意。 故选A。 19．（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。 20．（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。 21．(1)杠杆： 一块密度均匀的长方体水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，先后用如图所示的两种方法将其一端抬离地面，则甲方法中的动力臂______（大于/等于/小于）乙方法中的动力臂，______（＞/＝/＜）。 (2)斜面： 有一斜面长为s、高为h，沿斜面将重力为G的物体从底端匀速拉到顶端，斜面的机械效率为η。则关于斜面对物体的摩擦力f的表达式为______。 (3)滑轮： 用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像（不计绳重和摩擦），当某次运送重为200N的货物时，滑轮组的机械效率为______%。 【答案】(1) 小于 ＝ (2) (3)80 【详解】（1）[1]两次抬起水泥板时的情况如图所示： 在甲方法中，从甲图上看，支点在上面，即水泥板与地面接触的位置，动力臂是从支点到力作用线的垂直距离。在乙方法中，支点在右侧，即水泥板与地面接触的位置，动力臂是从支点到力作用线的垂直距离。由于甲方法中力的作用点更靠近支点，因此甲方法中的动力臂小于乙方法中的动力臂。 [2]在上述两种情况下，动力克服的都是水泥板的重 力，对于形状规则质地均匀的物体，其重心都在其几何中心上，所以阻力臂都等于动力臂的二分之一，而乙方法对应的边长大于甲方法，因此甲方法中的动力臂小于乙方法中的动力臂。根据杠杆平衡条件可得 所以两种方法所用的力相同，即 （2）将物体拉上斜面顶端做的有用功，做的总功，则额外功为克服摩擦力做功 则斜面的机械效率 解得摩擦力 （3）由图可知，当货物重力时，机械效率，因此有用功，额外功为克服动滑轮重力做功，由可得，本次运送货物机械效率 解得动滑轮重力 因此当货物重时，运送货物上楼做的有用功 额外功为克服动滑轮重力做功不变 因此运送重为200N的货物时，滑轮组的机械效率 22．（2026·山东烟台·中考真题）滑轮、桔槔、辘轳是中国古代工程的起重工具，都有将物体吊到高处、帮助人们省力的作用。在央视《中华考工记》节目中，主持人与嘉宾进行了一场“自我提升”的比赛，装置由滑轮组和吊椅组成，如图甲所示。比赛时，主持人使用的装置有3组滑轮，嘉宾使用的装置有6组滑轮，如图乙所示，两人分别坐在吊椅上，在裁判员的指令下同时向下拉动绳的自由端，使自己与吊椅一起匀速上升。已知主持人的质量为60 kg，他与吊椅的接触面积为，每一个滑轮的质量均为0.5 kg，吊椅的质量均为4.5 kg，主持人用时8 s率先到达支架顶端，2 s后嘉宾也到达顶端，两人自我提升的高度均为0.8 m，若比赛时主持人和嘉宾手拉绳子的功率之比为，不计绳重和装置摩擦、忽略绳子的形变，g取10 N/kg，求： (1)主持人所受的重力和上升的速度； (2)比赛中主持人对吊椅的压强； (3)比赛中主持人和嘉宾所用装置的机械效率之比。 【详解】（1）计算主持人重力 上升速度 （2）设主持人手中的绳子的拉力为F1把人、吊椅及吊椅上的滑轮当作整体，则整体受到的绳子的总拉力与总重力二力平衡，整体总重力为 共有6股绳子，故总拉力 所以主持人手中绳子的拉力为,主持人对吊椅的压力等于主持人受到吊椅的支持力即压力 主持人与吊椅之间的受力面积 主持人对吊椅的压强 （3）主持人手拉绳子的功率 由于主持人和嘉宾手拉绳子的功率之比为所以嘉宾手拉绳子的功率 嘉宾上升速度 嘉宾手中的绳子拉动的速度 所以嘉宾手中绳子的拉力 所以嘉宾的重力为 主持人与嘉宾的机械效率之比为 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第11.5节 机械效率 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 机械效率 考点02 机械效率的计算 考点03 有关机械效率的探究实验 考点04 斜面的原理及特点 03 避坑指南·解题通法 角度01 有用功和额外功 角度02 机械效率的定义 角度03 机械效率的大小比较 角度04 机械效率的简单计算 角度05 影响机械效率大小的因素 角度06 测量滑轮组的机械效率 角度07 测量斜面的机械效率 角度08 杠杆机械效率的计算 角度09 斜面模型及相关计算 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.分清有用功、额外功、总功的含义，理解三者数量关系（W总=W有用+W额外）。 2.掌握机械效率公式，知道η恒小于1。 3.探究滑轮组、斜面机械效率的影响因素，掌握对应实验操作。 4.熟练完成滑轮组、斜面、杠杆的机械效率综合计算题。 1.结合做功目的区分有用、额外功，举例记忆摩擦、动滑轮自重带来额外功。 2.分类推导滑轮组、斜面机械效率简化计算公式，简化运算步骤。 3.通过控制变量实验，总结物重、动滑轮重、斜面坡度对效率的影响。 4.整合受力、功、功率、效率知识点，梳理综合题分步解题逻辑。 知识导图 考点01 机械效率 1、有用功、额外功与总功 （1）有用功：利用机械做功的时候，对人们有用的功就叫做 。 （2）额外功：并非我们需要但又不得不做的功叫做 。 （3）总功：有用功与额外功的和叫 ；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。 2、功的原理 （1）使用任何机械时，人们所做的功，都不会少于（大于或等于）不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不省功，这个结论叫做功的原理。 （2）功的原理是人们经过长期的实验和研究得到的规律，是任何机械（不论是简单机械还是复杂的机器）都遵循的原理，它表明使用任何机械，能省力或省距离或改变力的方向，但都不能省功。 3、机械效率的概念概念：有用功跟总功的 叫做机械效率，通常用百分数表示。 4、机械效率的计算公式：用 表示总功，用 用表示有用功，用 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 。 5、提高机械效率的主要办法 （1）在有用功一定时，尽量 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， 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。 【深化点拨】 1．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。 2．机械效率的解题方法点拨 易错点：功率是表示物体做功快慢的物理量，与机械效率是两个完全不同的概念。 理解机械效率的定义，明确有用功、额外功和总功之间的关系是解决此类题目的关键。 1．机械效率越高，表示该机械（     ） A．做的功越多 B．做的有用功越多 C．越省力 D．做的有用功与总功的比值越大 2．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________%。 考点02 机械效率的计算 1、机械效率表达式为，对于三种简单机械的机械效率的计算总结如下： 杠杆 滑轮或滑轮组 斜面 提升重物 水平匀速拉动物体 其中G为提升重物的重力；h为重物升高的高度；F为动力；s为动力作用点移动的距离 ① ②不计绳重及摩擦 其中G为物重；G动为动滑轮的重力；h为重物上升的高度；s为绳自由端移动的距离；n为承担物重的绳子的段数 其中F摩为物体与水平面的摩擦力；F为拉力；S物为物体移动的距离；S绳为绳子自由端移动的距离；n为承担摩擦力的绳子的段数 ① ②不计绳重及摩擦 其中G为物重；h为斜面高度；L为斜面长度；F为拉力；F摩为摩擦力 2、机械效率的大小比较 （1）机械效率由 和 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 ； （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 ； （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 。 3、机械效率的应用 （1）有用功是由使用机械的 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 1（理想状态下可能等于1），并且 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 、斜面的 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 ；斜面的倾斜程度一定时，斜面越粗糙，机械效率越 。 【深化点拨】 1．机械效率的大小比较解题思路点拨 （1）要注意理解功、功率和机械效率的概念，不要误认为功率大的机械，做功就越多，机械效率就越高，或者机械效率高的机械做功就越多．这是一个误区。 （2）判断机械效率的大小，主要根据公式，比值越大机械效率越高。 2．水平滑轮组机械效率的计算：水平放置的滑轮组对物体的拉力F拉并不等于物体的重力G。当物体在水平面上以匀速直线运动被滑轮组拉动时，拉力F拉的大小等于物体所受的摩擦力f。其他计算公式与竖直放置时相似，但存在一些差异。公式：。 1．小颖为了提升重为100N、底面积为50cm2的箱子，利用重为40N的动滑轮，设计了如图的滑轮组装置。她施加拉力使箱子在5s内匀速上升了0.5m，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　） A．拉力的功率为10W B．物体上升时滑轮组的机械效率为68% C．增大提升重物的高度，可以提高该滑轮组的机械效率 D．拉力为60N时物体未拉动，物体对地面的压强为4000Pa 2．工人用如图所示的装置把重240N的物体提高1m，所用的拉力为150N，则该工人克服重力所做的有用功为________J，该滑轮组的机械效率是________，若仅增加提升的重物，该滑轮组的机械效率将________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 3．如图是《墨经》中记载的我国古代提升重物的工具——“车梯”，若利用此“车梯”使1000N的重物在10s内沿直线匀速竖直上升2m，所用的拉力为400N，g取10N/kg。求： (1)使用“车梯”时做的有用功； (2)使用“车梯”时人做功的功率； (3)“车梯”的机械效率。 考点03 有关机械效率的探究实验 一、滑轮（组）机械效率的测量实验 1、实验目的：测量滑轮组的机械效率。 2、实验原理：。 3、实验器材：滑轮组、相同的钩码若干、铁架台、细绳、弹簧测力计、刻度尺。 4、实验步骤： （1）用弹簧测力计测量出钩码的重力G。 （2）按装置图把滑轮组和刻度尺安装好，并记下钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置。 （3）竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升，读出其示数F，并从刻度尺上读出钩码上升的距离h和绳子末端移动的距离s。 （4）分别算出有用功W有、总功W总和机械效率η，将各项数据填入表格。 （5）增加被提升钩码的个数，重复步骤（2）（3）（4）。 5、实验结论：使用同一滑轮组提升不同的重物时，重物越重，滑轮组的机械效率越 。 二、斜面机械效率的测量实验 1、实验目的：探究斜面的机械效率。 2、实验原理：。 3、实验器材：斜面（高度可调），木块，弹簧测力计，细线，刻度尺。 4、实验步骤： （1）用弹簧测力计测出小木块的重力。 （2）调节斜面的高度并测出斜面的高度。 （3）测出小木块在斜面上移动的距离，并读出拉力的大小。 （4）重复做3次，并把数据填入表格。 5、实验结论：斜面越陡机械效率越高，斜面越缓，机械效率越 。 三、杠杆机械效率的测量实验 用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。 （1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为0.5N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为66.7%．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：由于使用杠杆时需要克服摩擦做功。 （2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据： 次数 钩码悬挂点 钩码总重G/N 钩码移动距离h/m 拉力F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η/% 1 A点 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4 2 B点 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3 根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：不能。 请简要说明两条理由：①两次实验时钩码没有挂在同一位置；②仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的。 【深化点拨】 1．滑轮（组）机械效率的测量实验的解题思路点拨 （1）匀速拉动弹簧测力计，目的是保证弹簧测力计的示数F大小不变。 （2）为了便于读数，钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置最好取整数。 （2）多次测量的目的是进行一些必要的比较，利用不完全归纳法总结规律，而不是求平均值。 2．斜面、杠杆机械效率的测量实验：测量机械效率，抓住该物理量的源头—功，它包括力和距离两个要素，所以测算机械效率需要测量力和距离，然后计算机械效率。 1．小明用如图所示装置做“测动滑轮机械效率”的实验，测得的实验数据如表所示。 实验序号 钩码重 钩码上升高度 拉力 绳端移动的距离 机械效率 1 1.0 20.0 0.7 40.0 2 2.0 20.0 1.2 40.0 83.3％ 3 3.0 20.0 1.7 40.0 88.2％ 4 3.0 40.0 1.7 80.0 88.2％ (1)实验时，应沿竖直向上的方向______拉动弹簧测力计。 (2)表格中空白处应填入的数据是______。 (3)分析实验数据可得出结论：用同一动滑轮提升物体时，物重越大，动滑轮的机械效率越______（选填“高”或“低”）。 (4)通过实验数据，你还可得出什么结论：______。 2．课外小组的同学“探究斜面的机械效率跟斜面倾斜程度的关系”，实验装置如图所示，每次实验改变斜面倾斜程度，实验中同学们记录的测量数据如下表所示。 实验序号 物重G/N 斜面高度h/cm 斜面的倾斜程度 斜面长s/cm 拉力F/N 机械效率η 1 2 10 较小 60 0.8 41.7% 2 较大 30 1.0 66.7% 3 更大 15 1.6 (1)由表中数据计算第三次实验斜面的机械效率3＝_________%（结果保留3位有效数字）。 (2)由表中数据分析可知：用粗糙程度相同的斜面提升同一物体时，斜面的机械效率跟斜面倾斜程度的关系是________。 (3)由表中数据分析可知：用粗糙程度相同的斜面把同一物体提升相同高度时，拉力越小，斜面的机械效率越_________ （选填“高”或“低”），这是因为在此过程中，有用功_________（选填“相等”或“不等”），额外功_________（选填“增加”、“减少”或“不变”）。 考点04 斜面的原理及特点 1、斜面的定义：斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。斜面是简单机械的一种，可用于克服垂直提升重物的困难。将物体提升到一定高度时，力的作用距离和力的大小都取决于倾角。如物体与斜面间摩擦力很小，则可达到很高的效率。 2、斜面的特点：可以 力，但 距离。 3、斜面的原理：用F表示力，L表示斜面长，h表示斜面高，物重为G；根据做功公式W=Fs可知，把如图所示的物体从地面提升到某高度需要做功W1=Gh，从斜面上把物体堆到同样的高度做功W2=Fs，不考虑摩擦择优Fs=Gh，因为s＞h，所以F＜G，斜面可以省力，但费距离。斜面倾角越小，斜面越长，则越省力，但越费距离。日常生活中常见的斜面，如盘山公路、螺丝钉上的螺纹等。 【深化点拨】 1.特别注意：不管是杠杆、滑轮还是斜面，计算机械效率要抓住功，也就力和距离。 2.斜面的的解题方法点拨 （1）斜面是简单机械的一种，可用于克服垂直提升重物的困难。将物体提升到一定高度时，力的作用距离和力的大小都取决于倾角。如物体与斜面间摩擦力很小，则可达到很高的效率。 （2）用F表示力，L表示斜面长，h表示斜面高，物重为G．不计阻力时，根据功的原理得FL=Gh，斜面倾角越小，斜面越长，则越省力，但越费距离。日常生活中常见的斜面，如盘山公路、螺丝钉上的螺纹等。 1．如图所示，工人用沿斜板向上、大小为500N的推力，将重800N的货物从斜板底端匀速推上顶端共用时4s。已知斜板长2m，高1m，下列说法正确的是（　　） A．使用该装置可以省功 B．克服货物重力做的有用功为600J C．推力做功的功率为200W D．该装置的机械效率为80% 2．小明随父母驾车行驶在弯弯曲曲的盘山公路上（如图），当他打开车窗时，忽然车内的一次性纸袋飘出了车外，这是因为车外空气流速大于车内空气流速，造成车内气压________（选填“大于”“小于”或“等于”）车外气压而导致的。盘山公路相当于斜面，目的是为了________（选填“省距离”或“省力”）。 3．如图所示，工人用沿斜面向上的推力，把木箱沿斜面匀速推到高处。木箱的质量为，斜面长，取，求： (1)工人做的有用功； (2)工人做的总功； (3)该斜面的机械效率。 机械效率的综合应用及解题步骤 1.概念误区：“省力”不等于“效率高” 误区：认为越省力的机械，机械效率越高；或者认为做功越快（功率大），效率越高。 真相：机械效率 η 只与有用功在总功中的占比有关，与省不省力、做快做慢完全无关。 2.公式陷阱： η没有单位 误区： 计算结果写成 η=80J或 η=0.8J 。 真相： 机械效率是一个比值（百分数），永远没有单位。通常写成80%或 0.8。 3.滑轮组的“隐形杀手”：绳重与摩擦 误区：在任何情况下都用 。 真相：这个简化公式只有在“不计绳重和摩擦”时才成立。 如果题目提到了摩擦力，或者让你通过实验数据计算，必须回归定义式：。此时额外功包含了克服动滑轮重、绳重和摩擦力做的功。 4.斜面问题的“距离混淆” 误区：计算总功时，用重力乘以斜面长度（G×L）。 真相： 有用功永远是克服重力做功： W有=Gh（h是垂直高度）。 总功永远是拉力做功：W总=Fs（s是沿斜面移动的距离）。 千万别把h和s搞反了！ 角度01 有用功和额外功 1．《天工开物》记录了井盐的生产过程。如图为古人从井中汲取盐卤的示意图。若盐卤重，桶重，工人用的拉力将桶和盐卤匀速提升，下列说法正确的是（     ） A．工人提升盐卤做的有用功是 B．该装置的机械效率为 C．工人提升盐卤做的额外功是 D．提升的盐卤越少，机械效率越高 2．小明到某山区旅游时，发现一种利用木棍和绳子组装的特殊机械（如图），当地人借助这种装置可以很轻松地将较重的物体搬运到二楼上面，这种装置组成的机械相当于___________；若借助该装置提升的重物，所用拉力为___________（不计装置自重和摩擦）。若增加重物的重力，则额外功与有用功的比值将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 3．早在3000年前我们的祖先就设计了结构合理的辘轳，用于从井中提水。如图是古代民间的提水设施辘轳。某次取水时，井绳拉着质量为12kg的水缓慢上升了5m，水桶质量为2kg，人做的总功为800J。g=10N/kg。求： (1)人做的有用功为多少？ (2)辘轳的机械效率是多少？ (3)人克服井绳重力与摩擦力做的功是多少？ 角度02 机械效率的定义 4．在日常工地施工、搬运货物等生活生产场景中，关于功、功率和机械效率，下列说法中正确的是（     ） A．机械越省力，机械效率越高 B．有用功做得越多，机械效率越高 C．额外功做得越少，机械效率越高 D．机械做功的功率越大，机械做功越快 5．（多选）力学综合分析，下列说法正确的是（     ） A．漂浮在水面的木块所受浮力等于自身重力 B．浸没在液体中的物体深度越深浮力越大 C．做功越快的机械，机械效率不一定越高 D．有力作用在物体上，力一定对物体做功 6．甲、乙机械把同样重的物体匀速向上提升。两机械做功情况的部分数据如图所示，则甲机械的总功为_________J，乙机械的有用功为_________J，甲机械的效率_________乙机械的效率（选填“大于”“等于”或“小于”）。 角度03 机械效率的大小比较 7．如图所示，小亮分别使用三种装置匀速提升质量相同的重物，滑轮质量均相等，在相同时间内将重物提升相同高度，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（     ） A．绳子自由端移动的距离关系为 B．绳子自由端移动的速度关系为 C．利用甲图装置提升重物可以省功 D．丙装置的机械效率高于乙装置的机械效率 8．（多选）如图所示，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（     ） A．甲做的总功多 B．乙做的有用功少 C．甲做总功的功率大 D．乙所用装置的机械效率小 9．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______，两装置的机械效率______。 角度04 机械效率的简单计算 10．某工地利用如图所示的装置提升重物，工人师傅站在水平地面上，用200N的拉力竖直向下拉动绳子，使重为300N的物体A匀速上升2m，用时5s，不计绳重与摩擦，下列说法正确的是（     ） A．提升物体的过程中，拉力做的有用功为400J B．拉力做功的功率为160W C．滑轮组的机械效率是66.7% D．物体A被提升的高度越高，滑轮组的机械效率越大 11．如图是《天工开物》中提到的手摇式龙骨水车，可用于取水灌溉，若龙骨水车在一段时间内将质量为1000kg的水提升了2m，人力匀速手摇驱动水车做的额外功为，则人力驱动水车做的有用功是________J，龙骨水车取水灌溉的机械效率________。（取10N/kg） 12．工人师傅用图所示的装置，把重为1200N的货物从地面匀速提高2m，所用的拉力为500N。求： (1)整个过程中拉力所做的总功； (2)该装置的机械效率。 13．2026年2月，宁德时代世界总部落地宁德，将建成全球最大的集研发、生产于一体的标杆工厂。该项目建设过程中，工人用如图所示的装置匀速提升重为800N的建筑材料，用时10s。这个过程中，电动机端的转轴将钢绳卷绕了12m，电动机的输出功率恒定为600W。求： (1)电动机输出端拉力所做的总功。 (2)滑轮组所做的有用功。 (3)滑轮组的机械效率。 角度05 影响机械效率大小的因素 14．如图所示，“龙骨水车”是我国古代主要的提水设施之一。水车一端浸入水中，另一端固定于岸上。使用时，人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动，带动嵌满刮水板的链条匀速运动，槽内板片刮水上行，倾灌于地势较高的田中。下列说法正确的是（     ） A．使用龙骨水车提水，可以省功 B．踩得越快，提水做功越多 C．人对摇杆的压力和摇杆对人的支持力是平衡力 D．减小水车各部件间的摩擦，提水效率增大 15．（多选）如图所示，在拉力的作用下，滑轮组将重力为的物体以的速度匀速提升，下列说法不正确的是（     ） A．绳子自由端移动的速度为 B．拉力所做的总功为 C．滑轮组的机械效率为 D．适当减小动滑轮的重力可以提高机械效率 16．建筑工人用滑轮组提升重为220N的水泥（含桶），工人对绳端的拉力为80N，如图所示。若不计绳重与摩擦，工人将绳子匀速向上拉了6m，则桶上升了____________m，动滑轮的重力为____________N。若只增加提升水泥的质量，则滑轮组的机械效率将____________（选填“提高”“不变”或“降低”）。 角度06 测量滑轮组的机械效率 17．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，某兴趣小组按照图甲、乙、丙、丁组装了滑轮组，并进行了实验，测量的相关数据详见表格： 实验装置 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 甲 4 0.1 2.7 0.2 74% 乙 4 0.1 1.8 0.3 74% 丙 8 0.1 3.2 0.3 83% 丁 8 0.1 2.5 0.4 ？ (1)甲、乙实验测量的数据表明：滑轮组的机械效率与_________； (2)乙、丙实验表明：使用相同滑轮组提升重物时，被提升重物越重，滑轮组效率_________； (3)丁实验中滑轮组的机械效率为_________%；丙、丁实验表明：提升相同的重物，动滑轮越重，则滑轮组机械效率越低； (4)进一步分析乙、丙实验，发现在丙实验中拉力做的额外功大于乙实验中拉力做的额外功，这可能是因为______________。（任写出一条理由即可） 18．实验复习课上，小鸣在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图，每个滑轮重都相同。 物理量 1 2 3 钩码重G（N） 4 4 6 钩码上升高度h（m） 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F（N） 1.8 1.4 2.4 绳端移动距离s（m） 0.3 0.5 0.3 机械效率 74.1% 57.1% 83.3% (1)测量滑轮组机械效率的原理是________________________________________________________。 (2)在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在_______________（拉动过程中/静止时）读数； (3)通过表中数据可分析出实验2是用___________图做的实验，比较实验1和3分析可知： 同一滑轮组，________________________________________________________。 (4)小鸣组装好实验装置甲，选择了重力为9.6N的物块和量程为0~10N 的弹簧测力计。小鸣正确操作，使物块升高，并读出弹簧测力计的示数为4N。在允许范围内不断增大物块重力，则该滑轮组的最大机械效率为___________%。（绳子足够结实，不计绳重及摩擦） (5)小鸣同学用图乙的装置又做了一次实验，并做了如下实验记录： 钩码重G（N） 钩码上升高度h（m） 绳端拉力F（N） 绳端移动距离s（m） 6 0.1 2.2 0.5 如果你对该实验记录进行认真分析，就会发现他的实验结果是违背物理规律的。请通过具体的分析说明他违背的物理规律。 角度07 测量斜面的机械效率 19．为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，某探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置，实验测得的数据如表： 实验次数 斜面倾斜程度 木块重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率η 1 较缓 3 0.2 1.6 1 37.5% 2 较陡 3 0.3 1.8 1 3 最陡 3 0.4 2.0 1 60% 请你根据表中的数据解答下列问题： (1)实验中要求用沿平行斜面向上的力拉木块在斜面上做____________运动。 (2)第2次实验中，斜面的机械效率为____________。 (3)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是：______________________________________。 (4)沿着斜面向上运动过程中，木块具有的内能将____________。 20．实验小组的同学用如图甲所示装置探究“斜面的机械效率与哪些因素有关”，改变斜面倾角（斜面与水平面的夹角）和木块的重力，用弹簧测力计沿斜面向上匀速拉动木块，记录的部分实验数据如表所示。 实验次数 斜面倾角 斜面高度 斜面长度 木块重力G/N 沿斜面拉力F/N 机械效率 1 0.6 1.2 5.0 4.2 60% 2 0.6 1.2 3.0 3.0 3 0.8 1.2 3.0 2.8 71% (1)实验中调整斜面的倾斜程度时，要使斜面倾角由变为应将垫块向_________（选填“左”或“右”）移动。 (2)第2次实验中，斜面的机械效率为_________％；木块所做额外功为_________J。 (3)第1、2次实验是为了探究斜面的机械效率与__________的关系；分析2次实验的数据，可知在其他条件一定时，__________。 (4)如果对原实验装置做如图乙所示的改进，与原实验装置相比，用带滑轮的斜面做实验的好处是__________. 角度08 杠杆机械效率的计算 21．如图所示，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升至图中虚线位置，弹簧测力计示数如图所示，钩码总重为1N，钩码上升高度为0.2m，弹簧测力计移动的竖直距离为0.6m。 则下列判断正确的是（　　） A．该杠杆为费力杠杆 B．人利用杠杆做的有用功为0.6J C．人利用杠杆做的额外功为0.4J D．杠杆的机械效率为66.7% 22．用如图所示粗细均匀的木棒提升物体，不计整个机械的摩擦，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，当测力计竖直移动的距离为0.3m时，可将重为1.5N的物块竖直提升0.4m，则该杠杆的机械效率为__________，木棒的重力为__________N。 角度09 斜面模型及相关计算 23．小晗在回家的途中观察到工人师傅使用斜面往车上搬运货物，如图所示，小晗了解到：斜面的长度为2m，高度为1m，工人用沿斜面向上大小为300N的推力将重500N的货物匀速推到斜面顶端用时5s。则下列说法正确的是（     ） A．使用斜面既可以省力，也可以省功 B．工人推力做功的功率为100W C．货物在斜面上受到的摩擦力为300N D．该斜面的机械效率大约为83.3% 24．工人师傅搭建了如图所示的斜面，用沿斜面向上600 N的拉力F，把一个重为1200 N的重物从斜面底端搬到2 m 高的车上。已知斜面长为5 m，此过程中，工人对重物所做的有用功为___________J，斜面的机械效率为___________，重物受到斜面的摩擦力为___________N。若减小斜面的粗糙程度，斜面的机械效率将___________（选填“增大”“不变”或“减小”）。 25．如图所示，斜面长l=8m，斜面高h=3m，物体A重为50N，物体B在物体A的拉力作用下从斜面底端匀速上升至斜面的顶端时，斜面机械效率为75%，此过程中物体A下降的高度为8m，不计绳重、滑轮内部摩擦和物体B 的体积大小。 (1)物体A 所受重力做了多少功？ (2)物体 B 所受的重力是多少？ 【例1】（2026·江苏扬州·中考真题）如图，在“再探动滑轮”实验中，将重力为4N的物体匀速提升0.2m，弹簧测力计拉力为2.5N，拉力做功为_______J，有用功为_______J，动滑轮的机械效率为_______。若增大物重，则机械效率会_______。 【深化点拨】 （1）动滑轮距离关系：单动滑轮绳子自由端移动距离是物体上升高度的 2 倍，是计算总功的基础条件。 （2）有用功、总功区分：提升物体做的功为有用功；拉力拉动绳子做的全部功为总功，总功包含有用功与额外功。 （3）额外功来源：该装置额外功主要用来克服动滑轮自身重力，绳重、摩擦也会产生少量额外功。 （4）物重对机械效率的影响：动滑轮自重固定时，提升物体越重，有用功占总功比例越高，机械效率升高。 （5）实验综合考点：融合动滑轮省力费距离特点、功的分类、机械效率计算、效率变化规律，完整覆盖动滑轮机械效率实验核心内容。 【变式1-1】（2026·四川凉山·中考真题）利用如图所示的装置，将重500N的建材从地面匀速运送到离地面5m的高处，此过程中工人的拉力恒为300N，所用时间为5s，不计绳重和摩擦。下列判断正确的是（     ） A．拉力做的功为2500J B．绳子自由端的速度为3m/s C．该滑轮组的机械效率约为83.3% D．工人拉绳子的功率为300W 【变式1-2】（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） 【变式1-3】（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___________。 【例2】（2025·四川资阳·中考真题）如图所示，某同学通过滑轮组将深井中的物体向上提升。提升过程中，该同学拉住绳的末端以速度v匀速向右移动，将质量的物体匀速提升了。动滑轮质量，不计绳重，不计绳与滑轮间、滑轮内部的摩擦，不计滑轮的大小，g取10N/kg。完成下列问题： (1)求上述提升过程中该同学向右移动的距离s； (2)求上述提升过程中该同学所受地面摩擦力的大小f； (3)求上述提升过程中滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。 【深化点拨】 （1）滑轮组绳子段数判断：数直接承担动滑轮的绳子根数，由此确定绳子自由端移动距离与物体上升高度的倍数关系，是第一问的核心依据。 （2）滑轮组拉力受力分析：不计绳重、摩擦时，拉力由物体重力与动滑轮总重力共同分担；人匀速拉绳时水平方向受力平衡，地面摩擦力大小等于绳子拉力。 （3）有用功、额外功、总功区分：提升重物做的功为有用功；克服动滑轮自重做的功为额外功；人手拉力拉动绳子做的功为总功。 （4）机械效率核心规律：机械效率为有用功占总功的百分比；在动滑轮重量固定、无摩擦的条件下，物重越大，机械效率越高。 （5）隐含条件审题要点：题目注明不计绳重、摩擦，计算时无需考虑摩擦带来的额外损耗，仅需处理动滑轮自重产生的额外功。 【变式2-1】（2025·山东青岛·中考真题）小明设计了如图所示的滑轮组帮助工人搬运建筑材料。一名工人12s内用400N的拉力通过滑轮组将水平地面上重为1150N的建筑材料匀速提升3m（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（  ） A．绳子自由端移动的距离为12m B．工人做的有用功为2300J C．拉力的功率为300W D．提起的物体越重，此滑轮组的机械效率越低 【变式2-2】（2026·福建·中考真题）如图所示的健身器械，横梁的A点上连接300 N的配重，小闽在横梁B点施加竖直向下、大小为200 N的力，使B点高度下降0.5 m，配重竖直向上提升0.3 m，此过程小闽做的有用功为________J，器械的机械效率为________。 【变式2-3】（2025·山东德州·中考真题）如图所示，在劳动实践活动中，小刚在水平地面与车厢间用木板搭一斜面装载货物。 (1)请在答题卡指定的位置画出货物所受重力G的示意图______。 (2)已知此斜面长s=3m，高h=1m，小刚沿斜面方向用400N的推力将重900N的货物以1m/s的速度匀速从斜面底端推到顶端（不计空气阻力，忽略箱子大小），此过程中推力的功率为______W，斜面的机械效率为______，物体在斜面上运动时所受摩擦力为______N。 【变式2-4】（2025·辽宁·中考真题）如图，某同学用一个定滑轮将质量10kg的重物匀速向上提起9m，其所做的总功为1000J。g取10N/kg。求该过程中： (1)重物受到的重力G的大小； (2)重物受到的拉力F的大小； (3)有用功； (4)定滑轮的机械效率。 ⚡基础速刷 1．（2025·四川·中考真题）如图所示，用的拉力，在20s内将重为400N的物体匀速提升了4m，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．物体上升的速度为 B．滑轮的机械效率为62.5% C．滑轮的机械效率为80% D．滑轮的机械效率为83.3% 2．（2025·广东·中考真题）升旗时，利用旗杆顶部的定滑轮可以（　　） A．省力 B．省功 C．省距离 D．改变拉力方向 3．（2025·湖南·中考真题）如图，这是小静设计的一款无需电池和燃料的无碳小车。在重物下落驱动无碳小车运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．顶部的定滑轮可以省力 B．机械效率可达到100% C．主要是利用重力势能转化为动能 D．给车轮轴承加润滑油可以增大摩擦力 4．（2025·四川眉山·中考真题）一台起重机将重2000N的货物在10s内匀速提高5m，如果额外功是10000J，则下列说法错误的是（　　） A．起重机做的总功是20000J B．起重机的功率是 C．起重机的机械效率为50% D．增大货物的质量，可以提高起重机的机械效率 5．（2025·四川·中考真题）小勇同学利用如图所示的滑轮，将重10N的物体在竖直方向上匀速提升了0.1m，则滑轮对物体做的功为______J；被提升的物体越重，滑轮的机械效率越______（选填“高”或“低”）。 6．（2025·江苏盐城·中考真题）小明利用动滑轮，将重1.5N的钩码匀速提升0.1m，所用的拉力为1N。此过程中，有用功为____J，动滑轮的机械效率为____。对于实际的机械，机械效率总____100%。 7．（2025·江苏徐州·中考真题）如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的木箱，拉力大小为100N，绳端向下移动的距离为2m。则木箱上升的高度为______m，木箱的机械能变______，定滑轮的机械效率为______。 8．（2025·安徽·中考真题）图示为某工人利用一滑轮提升物体的示意图。若该工人将质量为的物体沿竖直方向匀速提升，此过程中滑轮的机械效率为80%，取。求： (1)物体受到的重力大小； (2)工人所做的有用功； (3)工人所做的总功。 🚀能力跃升 9．（2026·新疆·中考真题）如图所示，用动滑轮向上匀速提升物体，不计绳重和摩擦。提升某物体时，拉力为10 N，动滑轮的机械效率为60%；提升另一物体时，动滑轮的机械效率为80%，此时拉力为（     ） A．16 N B．20 N C．32 N D．40 N 10．（2026·河南·中考真题）如图，某工人用大小为的拉力，通过滑轮将重为的物料匀速提升，在内物料竖直上升了。某同学根据以上数据对该过程进行分析和计算，下列结果正确的是（　　） A．使用的滑轮重为 B．拉力做的功为 C．拉力做功的功率为 D．该滑轮的机械效率为80% 11．（2026·四川眉山·中考真题）如图，叉车将货物从地面缓慢举高，然后又沿水平方向缓慢移动到车厢旁。叉车工作时，下列说法正确的是（     ） A．叉车对货物做功越多，功率越大 B．叉车举起货物越快，机械效率越高 C．叉车举起的货物越重，机械效率越高 D．叉车在水平移动货物过程中对货物做了功 12．（2026·四川自贡·中考真题）下图是一种道路救援简易装置，将质量为的故障车辆沿水平方向匀速拉动。车受到的阻力是车重的0.1倍，车与水平地面接触的总面积为。已知动滑轮重为，不计绳重、绳与滑轮间的摩擦，取。下列说法正确的是（     ） A．绳端拉力为 B．绳端移动距离为 C．滑轮组的机械效率为 D．车对地面的压强为 13．（2026·黑龙江·中考真题）如图所示，一位工人师傅用一个定滑轮将15kg的重物竖直匀速向上提起6m，其所做的总功为1000J。在该过程中，有用功是______J，定滑轮的机械效率是________。（g取10N/kg） 14．（2026·四川内江·中考真题）用如图所示的滑轮来提升物体可以________（选填“省力”或“改变力的方向”）。若动滑轮重为，物体重为，该滑轮的机械效率为________%。（不计空气阻力、摩擦力及绳重） 15．（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）。 16．（2026·陕西·中考真题）请完成下列填空。    (1)将天平放在水平桌面上，游码处于标尺左端的零刻度线处，指针位置如图-1所示，为使横梁水平平衡，应将平衡螺母向________调节，直至指针对准分度盘中央刻度线。 (2)如图-2，用带电的橡胶棒接触验电器的金属球后，两金属箔片张开，是由于两金属箔片带上了________（选填“同种”或“异种”）电荷。 (3)如图-3，用弹簧测力计沿竖直方向匀速向上拉动绳子的一端，使钩码缓缓上升，弹簧测力计的示数为________N；增加钩码数量，重复上述操作，该动滑轮的机械效率将________。 17．（2025·山东淄博·中考真题）家电“国补”政策拉动了消费，给市民带来了实惠。某小区业主购买了一台100英寸电视机，由于楼梯、电梯空间不足，工人师傅采取室外吊装方式上楼。已知电视机及包装箱总重720N，竖放时与水平地面的接触面积为。吊装时工人师傅用滑轮组在100s内将包装箱匀速提高20m，示意图如图所示。每个滑轮重80N，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。求： (1)拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强； (2)拉力F的功率； (3)滑轮组的机械效率。 🌟思维挑战 18．（2025·四川绵阳·中考真题）持续提升农村幸福宜居品质是美丽乡村建设的任务之一。某乡村建设工地上，建筑工人准备利用如图所示的滑轮组（绳子未连接）匀速提升建筑材料，第一次需提升的建筑材料重1500N，第二次需提升的建筑材料重2000N，已知动滑轮组的总重量是200N，不计绳重和摩擦，则（   ） A．第一次提升，工人的拉力最小为340N B．第二次提升，工人的拉力最小为550N C．第一次提升，滑轮组的机械效率约为91% D．第二次提升，滑轮组的机械效率约为88% 19．（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 20．（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 21．(1)杠杆： 一块密度均匀的长方体水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，先后用如图所示的两种方法将其一端抬离地面，则甲方法中的动力臂______（大于/等于/小于）乙方法中的动力臂，______（＞/＝/＜）。 (2)斜面： 有一斜面长为s、高为h，沿斜面将重力为G的物体从底端匀速拉到顶端，斜面的机械效率为η。则关于斜面对物体的摩擦力f的表达式为______。 (3)滑轮： 用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像（不计绳重和摩擦），当某次运送重为200N的货物时，滑轮组的机械效率为______%。 22．（2026·山东烟台·中考真题）滑轮、桔槔、辘轳是中国古代工程的起重工具，都有将物体吊到高处、帮助人们省力的作用。在央视《中华考工记》节目中，主持人与嘉宾进行了一场“自我提升”的比赛，装置由滑轮组和吊椅组成，如图甲所示。比赛时，主持人使用的装置有3组滑轮，嘉宾使用的装置有6组滑轮，如图乙所示，两人分别坐在吊椅上，在裁判员的指令下同时向下拉动绳的自由端，使自己与吊椅一起匀速上升。已知主持人的质量为60 kg，他与吊椅的接触面积为，每一个滑轮的质量均为0.5 kg，吊椅的质量均为4.5 kg，主持人用时8 s率先到达支架顶端，2 s后嘉宾也到达顶端，两人自我提升的高度均为0.8 m，若比赛时主持人和嘉宾手拉绳子的功率之比为，不计绳重和装置摩擦、忽略绳子的形变，g取10 N/kg，求： (1)主持人所受的重力和上升的速度； (2)比赛中主持人对吊椅的压强； (3)比赛中主持人和嘉宾所用装置的机械效率之比。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $