11.3 第1课时 机械效率-【学海风暴】2026-2027学年九年级上册物理同步备课（沪粤版·新教材·安徽专版）

1.3 机械效率 第1课时 机械效率 恋要恩提园 1.总功、有用功、额外功：利用机械做功时，我们需要的、有价值的功叫做有用功；动力对机 械做的功叫做总功；对人们既无利用价值又不得不做的功，叫做额外功。W=W有用十W颜外。 2.机械效率：在物理学中，把有用功W有用与总功W感之比，叫做机械效率。公式：刀 W有题×100%（注意：机械效率是一个比值，没有单位）。 W总 课内基础闯关 知识点①有用功、额外功和总功 4.电工师傅用移动式升降机抢修一条动力外 1.用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重 线。已知升降机的箱篮重900N,则升降机 1000N的物体A,使物体A在4s内匀速前 将重600N的王师傅匀速提升8m的过程 进了4m。则物体A克服摩擦力所做的功是 中，升降机做的有用功为 J,升 ,拉力F所做的功是 降机的机械效率是 (伸缩杆 (均选填“有用功”“额外功”或“总功”) 和所携带工具的质量不计) 5.(2025重庆)在老旧小区改造中，工人用如图所 示的装置把质量为60kg的材料从地面竖直匀 A 速提高10m,则绳子自由端移动的距离是 第1题图 第2题图 2.如图所示，用弹簧测力计沿斜面匀速拉动木 m。 若拉力F为400N,这个装置的机械 块至斜面顶端，木块的重力为G,弹簧测力 效率是 %。(g取10N/kg) 计的示数为F,其他量已在图中标出。则在 此过程中，力F做的总功是 ,有 支点 22- 用功是 ,额外功是 白 。(均用所给字母表示) 中 第5题图 第6题图 知识点2机械效率的概念及计算 6.利用如图所示的杠杆将重力为3N的物体缓 3利用机械工作时，因为额外功是不可避免 慢匀速提高10cm,手的拉力F为2N,手移 的，所以总功总是 有用功，故 动的距离s为30cm,则杠杆的机械效率为 机械效率总是 1。(均选填“大 () 于”“小于”或“等于”) A.22% B.33% C.50% D.67% 最课外拓展提高 7.教材改编题某人通过滑轮组用600N的力 所做的有用功为 ,总功为 拉动绳子20m来提升货物，此过程中滑轮 组的机械效率为60%。则这个过程中此人8.如下图所示，工人沿斜面用一定大小的力F 上册第十一章 把一个重600N的物体从 10.如图甲所示，小欢用力F向下拉绳子，使物 F 斜面底部匀速推到顶部（不 体M在水平地面匀速移动，地面ab段、bc 考虑物体的大小)。已知斜 段的粗糙程度不同。物体M重400N,动 面长度L=3m,高度h=1.5m。若该过程 滑轮重5N,ab=2m,bc=3m。物体M从 中斜面的机械效率为60%，则物体与斜面之 a点到c点的过程中，拉力F与M移动距 间的摩擦力为 N。 离的关系如图乙。忽略物体的体积与绳子 9.(2025一2026淮南检测)小昕家的升降式晾 重力及滑轮间的摩擦，对此过程的分析，下 衣架结构如下图所示，他转动摇轮，杆匀速 列结论正确的是 上升了1m。已知衣服重18N,摇轮对绳子 施加的拉力F=5N,杆重1N,每个滑轮重 0.3N,忽略绳子、衣架重力和转轴摩擦。下 列说法错误的是 天花板 A.绳子自由端移动的距离为15m ②以摇轮 B.拉力F做的功为420J 杆C C.拉力F在ab段做的额外功等于在bc段 A.额外功为1J 做的额外功 B.摇轮是个省力机械 D.物体从ab段到bc段，滑轮组的机械效 C.该装置的机械效率为90% 率变大 D多挂几件衣服，可以提高机械效率 核心素养专练 11.核心素养·科学思维(2025一2026池州 (2)提升沙子的过程中，滑轮组的机率效 青阳期末)右图所示的是工人师 率。（结果精确到0.1%） 傅用滑轮组提升装修材料的示 意图，已知该装修材料是一袋质 量为100kg的沙子，工人师傅重 700N,此时地面对工人师傅的支持力为 100N。g取10N/kg,求： (1)工人师傅对绳子自由端的拉力。 九年级物理HYAH版做的功为W,=F'(s1十s2)= F1X(s1十s),故D 252 错误。 阶段练习一 1.没有有2.1000 3.甲甲4.不变5.120 6.8400180【解析】甲对小车做的功Wm=F甲s= 90N×60m=5400J,乙对小车做的功Wz=Fzs= 50N×60m=3000J,则甲、乙二人对小车做的功W= W+W乙=5400J+3000J=8400J。甲对小车做功 的功率P甲= W里=5400J =180W. 7.C8.B9.D10.B11.C 12.D【解析】物体在AB段和CD段对水平地面的压 力相等，水平地面粗糙程度相同，所以物体在AB段 和CD段所受摩擦力大小相等，故A错误。由图可 知，物体在AB段和CD段均做匀速直线运动，受到 的拉力和摩擦力是一对平衡力，二者大小相等。由 A知，物体在AB段和CD段所受摩擦力大小相等， 所以物体在AB段和CD段所受拉力大小相等。由 图可知，物体在AB段的速度为3m/s,时间是2s,在 CD段的速度为2m/s,时间是3s,根据s=vt可知， 物体在AB段和CD段通过的路程相等，所以AB段 和CD段水平拉力F做的功相等，故B、C错误。在 AB段与CD段，水平拉力F做的功相等，物体在 CD段所用时间大于AB段，根据P= ,可知，与AB 段相比，CD段水平拉力F做功的功率较小，故D 正确。 13.D 14.(1)回形针(2)刻度尺秒表（或停表）(3)mg (4)小 【解析】(1)由实验装置可知，通过测量细线对回形针 做功的功率即可粗略测定风车在一定风速下做功的 功率。(2)由W=Gh=mgh可知，要测细线对回形 针做的功，需要用天平测出回形针的总质量m,用刻 度尺测出回形针上升的高度h;由P=可知，要测 出细线对回形针做功的功率需要用秒表测出所用的 时间1。(3)风车做功的功率P=W=Gh=mgh t t (4)若考虑线的质量，则上式中的m应为线与回形针 的质量之和，而计算时只用了回形针的质量。与细 线相比，粗线的质量大，则在实验时，m就会偏小，故 计算出的功率值偏小。 s=2m=0.2m/s 15.解：(1)物体上升的速度0=1=10s (2)起重机对物体做的功W=Gh=5000N×2m= 10000J 2 九年级物理HYAH版 起重机装升物体的功率P-_1090=100W 10s 16.解：(1)牵引力所做的功W=Pt=90×103W×10s= 9×105J (2)因为汽车匀速运动，发动机功率不变，所以由P _W_P=F和得牵引力大小F=。 P_90×103W t 10m/s 9×103N 11.3机械效率 第1课时机械效率 )课内基础闯关 1.有用功总功2.Fs Gh Fs一Gh 3.大于小于 4.480040%【解析】由题意可知，将王师傅提升8m 做的功是有用功，所以升降机做的有用功W有用= G人h=600N×8m=4800J:因伸缩杆和所携带的工 具质量不计，则对升降机的箱篮做的功是额外功，额 外功W题，=G箱h=900N×8m=7200J,升降机的机 _W指腿X100%=W有用十W 械效率刀=W。 W有用 一×100%= 4800J 4800J+7200X100%=40%。 5.2075 6.C【解析】有用功为W有用=Gh=3N×0.1m=0.3J; 拉力所做的功为W。=Fs=2N×0.3m=0.6J:杠杆 的机械效率为习=W。 V有用×100%=。6×1003 =50%。 )课外拓展提高 7.7200J12000J 8.200【解析】将物体从斜面底部匀速推到顶部，所做的 有用功W有m=Gh=600N×1.5m=900J。因为斜面 的机被效率)=W×10%=60%,所以推力做的总 功W:= _W有m=900) ?一60%=1500J小，则所做的额外功W =W。一W有用=1500J-900J=600J。由W外=fL可 _W_600J=200N。 得物体与斜面之间的摩擦力∫==3m 9.A【解析】摇轮实际上是轮轴，在转动时，动力作用在 轮上，阻力作用在轴上，由于轮半径大于轴半径，即动 力臂大于阻力臂，根据杠杆的平衡条件可知，动力小 于阻力，所以摇轮是个省力机械，B正确。克服衣服重 力所做的功为有用功，大小为W有=Gh=18N×1m =18J。由图可知，与动滑轮相连的绳子股数n=4,杆 和衣服上升1m,所以绳端移动的距离为s=4h=4× 1m=4m,拉力做的总功为Wa=Fs=5N×4m=20 J该装的机税放率)-警产×10%-×10% =90%,所做的额外功为W=W。一W有=20J一18J =2J,A错误，C正确。要提高机械效率，可以减小机 械的自重、增大被提升物体的重力、减小摩擦等。若 多挂几件衣服，可以增大被提升物体的重力，该装置 的机械效率会增大，D正确。 10.D【解析】物体M从a点到c点的过程中，通过的距 离为2m十3m=5m,绳子的有效段数为2，故绳子自 由端移动的距离s=2h=2×5m=10m,故A错误。 ab=2m,bc=3m,物体M通过ab段、bc段时绳子自 由端移动的距离分别为s1=2X2m=4m,s2=2X 3m=6m,由图乙知绳子的拉力分别为60N和 100N,拉力做的功W=W,+W2=F1s1十F2s2= 60N×4m+100N×6m=840J,故B错误。本题 中，克服摩擦力做的功为有用功，忽略绳子重力及滑 轮间的摩擦，故克服动滑轮的重力做的功为额外功： 物体M通过ab段和bc段时动滑轮提升的高度不 同，根据W=Gh可知，拉力F在ab段做的额外功不 等于在bc段做的额外功，故C错误。使物体M在水 平地面匀速移动，根据二力平衡条件可知，物体受到 的滑动摩擦力等于水平面上绳子的拉力的大小，因 100N大于60N,故可知bc段物体受到的滑动摩擦 力大。滑轮组的机械效率？=W W粒×100%= W箱 fh f Wa+WX10%GaX10G -X 100%=1 ×100%:动滑轮的重力不变，物体从 ,G动 1f ab段到bc段，滑动摩擦力变大，则滑轮组的机械效 率变大，故D正确。 >核心素养专练 11.解：(1)工人师傅受自身重力、绳子的拉力和地面的 支持力。根据力的平衡条件，绳子对工人师傅的拉 力为F拉=G-Fx=700N-100N=600N 由于力的作用是相互的，工人师傅对绳子自由端的 拉力F=F拉=600N (2)由图知，绳子的有效段数n=2,沙子的重力G= mg=100kg×10N/kg=1000N,则提升沙子的过程 中，滑轮组的机被效率】w×10%二X10% 、G 1000N =nFX100%=2X600六×100%≈83.3% 第2课时测量滑轮组的机械效率 ②课内基础闯关 1.C 2.(1)匀速(2)980.0%(3)费力 3.C4.D 巴课外拓展提高 G 5.匀速5元×100% 6.C【解析】由图可知，n=3,细绳的拉力等于弹簧测力 计的示数，即F=0.5N,弹簧测力计对细绳的拉力做 功的功率P= wFs_Fh_0.5N×3×0.2m t 10s 0.03W,故A错误。滑轮组做的有用功W有m=Gh= mgh=0.1kg×10N/kg×0.2m=0.2J,滑轮组做的 总功W。=Fs=Fnh=0.5N×3×0.2m=0.3J,滑轮 N有m×1006一0.3j×1006≈ 组的机械效率7=W。 66.7%,故B错误。滑轮组做的额外功W外=W。一 W有用=0.3J一0.2J=0.1J,克服动滑轮重力做的功 W动=Gh=0.25N0.2m=0.05J,则克服绳重和 摩擦做的额外功W=W外一W动=0.1J一0.05J= 0.05J,故C正确。若增大提升钩码的质量，即提升重 物的重力增加，做的有用功就变大，而额外功几乎不 变，因此机械效率变大，故D错误。 7.(1)1.4(2)省高(3)62.5%2 【解析】(1)由第1次实验的数据可知，沿斜面拉物块 做的有用功W有用=G,h,=5N×0.2m=1J,拉力做 的总功Wa=F1s1=2.4N×1m=2.4J,则额外功 W题外=W。一W有用=2.4J一1J=1.4J,由W外=f51 得，物块所受的摩擦力∫=W=:4」=1,4N。 1 m (2)由记录的数据可以看出斜面的倾斜程度越缓时， 沿斜面的拉力F越小，斜面越省力：斜面的倾斜程度 越陡时，斜面的机械效率越高。(3)物块重力G1= 5N,提升高度h2=0.5m,克服物块重力做的有用功 W有m'=G1h2=5N×0.5m=2.5J,拉力F2=4N,拉 力端移动的距离s,=1m,拉力做的总功W。'=F2s2 N1m=4则斜面的机被效率二W。 100%=2.5J、 :4了X100%=62.5%;要探究机械效率与斜 面粗糙程度的关系，必须控制斜面的倾斜程度和长度 相同（斜面的高度和长度相同），第4次实验和第2次 实验中斜面的长度和高度相同，从数值上可以看出： 斜面越粗糙，机械效率越低。 >核心素养专练 8.B【解析】由图可知，承担物重的绳子段数n甲=3，nz =2;由题可知，滑轮重力、物体重力均相等，忽略绳重 与摩擦，根据F=】(G。十Ga)可知，甲滑轮组的拉力 较小，即Fm<F乙，故A错误。物重相等，提升相同的 高度，有用功相同：不计绳重与摩擦，滑轮重力相同， 做的额外功相同，由W总=W有用十W领外可知，拉力做 的总功相等，即W甲=W乙，故C错误。拉力做功的功 W 率P=,,由于总功相等、做功时间相同，故功率大小 相同，即P甲=P,,故D错误。有用功、总功均相等， W胆×1O0%可知，两个滑轮组的机械效率相 由二W。 等，即7甲=2，故B正确。 3 上册详解详析