11.5.3 机械效率习题课与跨学科实践基础作业2026-2027学年苏科版九年级物理上册

**基本信息** 初中物理机械效率新授课同步练，分层清晰，从基础计算到综合应用，结合跨学科实践，培养物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础作业|杠杆、滑轮组、斜面的机械效率计算及影响因素|填空、选择为主，直接应用公式，巩固物理观念| |进阶作业|滑轮组多步骤计算（功率、机械效率提升）|综合计算题，需科学推理，深化科学思维| |拓展作业|实际场景（起重机、卡车爬坡）的机械效率综合应用|联系生产生活，培养科学态度与责任|

11.5.3 机械效率习题课与跨学科实践 知识梳理 一、杠杆 有用功： 总功： 额外功： 机械效率： 二、滑轮组 有用功： 总功：(不计绳重和摩擦) 额外功：(不计绳重和摩擦) 机械效率： 100% 三、斜面 有用功： 总功： 额外功： 机械效率： 课堂作业 1.如图，工人用330N的拉力，使用定滑轮将质量为30kg的物体6s内匀速吊起，取.求： (1) 工人做功的功率. (2) 定滑轮的机械效率. 2.如图是一种塔式起重机上的滑轮组，现用它匀速起吊质量为的物体，使物体上升6m，此时滑轮组的机械效率是.取.求： (1) 滑轮组对物体做的功. (2) 滑轮组做的总功. (3) 拉力. 课后作业 一、基础作业 1.如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，物体重.沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，物体上升的高度为10cm，此时弹簧测力计的示数为________N，滑轮组的机械效率是________。(结果精确到0.1%)，如果要提高滑轮组的机械效率，你的做法是________.________(答出一条即可). 2.如图所示，工人用250N的力将重为400N的物体在10s内匀速提升2m，此过程中拉力的功率是________W，动滑轮的机械效率是________%.若用同一个动滑轮把重力为200N的物体匀速提升相同的高度，则这个动滑轮的机械效率将________(填“变大””变小”或“不变”)。(不计绳重和摩擦) 3.如图所示，钩码的总重力为，钩码上升的高度为0.1m，弹簧测力计竖直向上移动的距离为0.4m，弹簧测力计的示数如图所示，则此杠杆的机械效率为________%。忽略杠杆转动轴的摩擦，仅将钩码的悬挂点从点移到点，若将弹簧测力计从原位置提升相同的高度，弹簧测力计的示数将________，杠杆的机械效率将________.(后两空均填“增大”“减小”或“不变”) 4.将重力为的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端.若斜面长为，斜面高为，拉力为，拉力的功率为，则此过程中，斜面的机械效率是________，物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是________s. 5.关于功率和机械效率，下列说法正确的是（ ） A. 做功多的机械，机械效率一定高 B. 省力的机械，机械效率一定高 C. 功率大的机械，做功一定快 D. 两种机械所做的有用功相等时，它们的机械效率一定相等 6.如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一桶沙子从地面匀速提到二楼，用甲滑轮所做的总功为，机械效率为；用乙滑轮所做的总功为，机械效率为，若不计绳重及摩擦，则（ ） A. B. C. D. 二、进阶作业 7.如图所示，工人用滑轮组提升重物，已知重物的重力1000N，动滑轮的重力200N.在工人用力作用下，重物匀速上升，30s达到规定高度处.不计绳重和机械之间的摩擦.求： (1) 拉力做功的功率. (2) 滑轮组的机械效率. (3) 若用该装置提升另一重物时，机械效率达到90%，则该重物的重力是多少？ 8. 某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为5t.起重机将3600kg的钢板匀速提升到高的桥墩上，滑轮组的机械效率为.不计钢丝绳的重力和摩擦，取10N/kg.求： 第8题图 (1) 克服钢板重力做的功. (2) 钢丝绳的拉力. (3) 滑轮组满载时的机械效率(保留一位小数). 三、拓展作业 9.如图所示，重为的卡车，经过一段水平路面，再以的功率匀速爬上高5m、长10m的斜坡，已知斜坡的机械效率为80%.求： (1) 卡车爬坡时牵引力所做的总功. (2) 卡车爬坡时的速度. 跨学科实践 调查机械并制作机械模型 一、基础作业 1.如图所示的机械模型，推动硬棒或，使它们在水平面内绕轴转动，即可将绳逐渐绕到轴上，提升重物.下列说法不正确的是（ ） A. 滑轮是定滑轮，它的作用是改变力的方向 B. 滑轮为动滑轮，它的作用是省力 C. 轴上增加的绳长等于重物上升的高度 D. 硬棒(或)及转轴组成的装置与汽车方向盘的作用相同 2.小科利用注射器设计制作了一个挖掘机模型，如图所示.通过推拉注射器①、②的活塞，引起注射器③、④的活塞移动而带动机械臂挖土.对此挖掘机工作原理分析错误的是（ ） A. 模型中可以找到三个杠杆 B. 图中杠杆均可以用来省力 C. 抓手处重物重力太大引起挖掘机翻倒时，以为支点 D. 若在点放置重物，挖掘机挖掘时更不易翻倒 二、进阶作业 3.小明所在的科学小组发现生活中很多机械都是由多个简单机械组合而成的. (1) 如图甲中的吊车车臂由________与滑轮组组成；图乙中拧动的水龙头由________(螺旋)与轮轴组成，使用乙组合机械可以省________(填“力”“距离”或“功”). (2) 小明制作了如图丙所示的由动滑轮与斜面组合而成的机械模型，他想探究：该机械模型的机械效率与哪些因素有关? 【提出猜想】小明提出了如下猜想： 猜想一：该机械模型的机械效率可能与被提升的物重有关. 猜想二：该机械模型的机械效率可能与动滑轮自重有关. 请你再帮他提出一个猜想三：该机械模型的机械效率可能与________有关. 【实验探究】为了验证猜想一、二，小明进行了三次实验，分别测量了表中数据，并计算出每次的机械效率，记录数据在表格中. 【得出结论】小明通过上述实验数据，得出实验结论：由实验1、2可以得出：当动滑轮自重相同时，被提升的物重越大，该机械模型的机械效率________.由实验________(填序号)可以得出：当被提升的物重相同时，动滑轮自重越大，该机械模型的机械效率越低. 【反思交流】小组成员讨论后，认为实验结论仍不够可靠，因为________. 三、拓展作业 4.机械手臂是机器人技术领域中的自动化机械装置，能够接受指令，完成抓取、伸缩、旋转和升降等动作.某实验小组制作了如图甲所示的机械手臂模型，并安装在一辆小车上，其结构简图如图乙所示：工作时安装在小车上的底座可以在水平面内自由旋转，立柱和横臂可以在竖直面内自由旋转，手爪可以抓取不同方向、不同高度的物体. (1) 如图丙所示为手爪的示意图，拉动上方的细线，弯曲件可绕点转动，弯曲件此时为________杠杆，同时拉动两根细线手爪就可夹住物体，利用点产生的________力将物体举高. (2) 如图丁所示，电控组件的质量为，忽略小车、底座、立柱、横臂和手爪的重力，相关参数如图所示(单位：cm)，当机械手臂立柱竖直、横臂水平没有抓取物块时，为防止小车轮子脱离地面，所加配重至少为________N.当此机械臂抓取正前方一个质量为200g的金属块，将其举高20cm时，对金属块做功为________J，在加上最小配重后，在立柱竖直、横臂最终水平状态下，为防止在抓取过程中小车轮子脱离地面，抓取物体的最大重力为________，在不增加器材的情况下，要想横臂最终保持水平位置并增加抓取物体的最大重力，可行的方法是________.(取) 答案 课堂作业 1.解：(1) 拉力端移动的距离， 工人所做的总功， 工人做功的功率. (2) 物体的重力，所做的有用功，定滑轮的机械效率. 2.解：(1) 滑轮组对物体做的功 (2) 滑轮组做的总功 (3) 由题图可知，，拉力 课后作业 1.2.4 83.3% 增大被提升物体的重力(或减小动滑轮的重力或在轮轴间加润滑油) 2.100 80 变小 3.50 增大 增大 4.75 2 5.C 6.C 7.解：(1) 有用功， 额外功， 总功， 拉力做功的功率. (2) 滑轮组的机械效率 (3) 由可知， ，解得， 即该重物的重力是. 8.解：(1) 钢板的重力 . 克服钢板重力做的功 . (2) 滑轮组共有4段绳子拉着动滑轮，故拉力移动的距离为钢板提升高度的4倍，即， 拉力做的功， 钢丝绳的拉力. (3) ， 动滑轮的重力. 当截重最大时，质量为， 滑轮组满载时的机械效率 9.解：(1) 卡车爬坡时，有用功 ，由可得，卡车爬坡时牵引力所做的总功 (2) 由可得，汽车的牵引力 根据可得，卡车爬坡时的速度 跨学科实践 调查机械并制作机械模型 1.B 2.B 3.(1) 杠杆 斜面 力 (2) 【提出猜想】斜面的倾斜程度(或斜面的粗糙程度) 【得出结论】越高 1、3 【反思交流】实验次数太少，实验结论不具有普遍性 4.(1) 费力 摩擦 (2) 1.25 0.4 4.6875 将竖直的立柱向左侧转动 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $