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微课九上 3.4 简单机械（4）
1.如图所示，用滑轮组把重为 200N 的货物提到 9m 高的楼上，所用拉力为 80N，则总功和
滑轮组的机械效率分别是---（ ）
A. 1400J 80% B. 1800J 80% C. 1800J 83.3% D. 2160J 83.3%
2.“胜哥”为了模拟盘山公路，现将连接了重 1N 小球的细线穿入一根长 1m 的细管，如图，
将细管从竖直放置的圆柱体底部 a 点开始斜向上缠绕 5 圈后，恰好绕至顶部 b 点，相邻细管
间的高度均为 12cm，在 b 点处通过细线用 0.8N 的拉力（与管的轴线平行）将管口的小球从
a 点匀速拉至 b 点，则缠绕在圆柱体上的细管（模拟的盘山公路）的机械效率为---（ ）
A. 83.3% B. 80% C. 75% D. 60%
3.如图所示，用滑轮组提升重物时，将重 600N 的物体在 10s 内匀速提升了 2m，
已知动滑轮重为 100N（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中正确的是--（- ）
A. 绳子自由端拉力 F 的大小为 300N
B. 滑轮组的机械效率为 60%
C. 提升物体的过程中，额外功为 200J
D. 绳子自由端拉力 F 的功率为 150W
4. 用如上图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体每次物体被提升的高度均为 0.5m，滑轮组的
机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，
下列分析正确的是---（ ）
A. 动滑轮的重力为 5N
B. 该滑轮组的机械效率可以达到 100%
C. 滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少
D. 每次提升重物时，滑轮组做的额外功为 5J
5.如图所示，定滑轮重 2N，动滑轮重 1N。物体 A 在 4N 拉力的作用下，1s 内沿
竖直方向匀速升高了 0.2m ，不计绳重和摩擦，则以下选项正确的是---（ ）
A.绳子自由端移动速度为 0.1m/s
B.滑轮组的机械效率为 87.5%
C.天花板对滑轮组的拉力为 10N
D .滑轮组对物体 A 做功的功率为 1.6W
6.螺丝钉是被拧成圆柱形的斜面，螺丝钉上的螺纹就像图甲中形成的纹路，一圈圈螺纹的长
相当于斜面的长度。仔细观察如图乙、丙所示的两个螺丝钉，则---（ ）
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A.乙、丙省力情况相同 B.乙更省力 C.更省力 D.乙、丙都能省功
7. 体重为 80kg 的工人利用如图滑轮组将一质量为 60kg 的重物 A 匀速
提升 1m ，此时该滑轮组的机械效率为 75% (不计绳重与摩擦，g 取
10N/kg) ，小科对此工作过程及装置写出了四个结论让同学判断正误，
下列论断正确的是---（ ）
A.动滑轮重为 200N
B.此过程中，工人对地面的压力为 600N
C.重物匀速上升过程中机械能不变
D.若增大重物 A ，滑轮组机械效率不变
8.如图所示，把同一物体沿斜面 BA 和 CA 分别拉到顶端 A，若沿斜面的拉力 F1=F2，则斜
面两边的机械效率ηB、ηC，斜面两边的摩擦力分别为 fB和 fC ，则下列判断正确的是--（- ）
A. fB>fC B. fB9.如图所示，拉力 F 为 20N，物体 A 以 0.1m/s 的速度在表面足够长的物体 B 表面做匀速直
线运动；物体 B 静止在地面上，受到地面水平向右 8N 的摩擦力，弹簧测力计示数为 22N。
拉力 F 的功率为 W，滑轮组的机械效率为 。
10.如图所示，司机利用滑轮组把汽车从泥坑里拖出来（泥坑可近似看成水平面），在此过程
中汽车匀速移动了 1m，共用时 5s，已知 汽车所受阻力为 1200N，司机师傅的拉力功率为
300W，在考虑滑轮组摩擦阻力影响因素条件下，求：
（1）司机师傅的拉力为多大？
（2）滑轮组的机械效率是多少？
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答案
1.D 2.C 3.C 4.D 5.B 6.B 7.A 8.B
9. 4；75%
10.（1）500N； （2）80%
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第四课时 机械效率
用如图所示的滑轮组提升重为100牛的重物，动滑轮重20牛，则拉力要多大？（摩擦及绳的重力不计）
F
G
F = 1/2（G物＋G动） =1/2（100牛＋20牛）= 60牛
要使重物上升2米，绳子自由端需拉过几米？
s = 2h = 2×2米 = 4米
拉力所做的功是多少焦？
W = Fs = 60牛×4米 = 240焦
提升重物所做的功是多少焦？
W物 = G物h = 100牛×2米 = 200焦
提升动滑轮所做的功是多少焦？
W动 = G动h = 20牛×2米 = 40焦
希望做的功
不希望做的功
1.有用功（W有用）：
一、有用功、额外功、总功
2.额外功（W额外）：
3.总功（W总）：
W总 = W有用 ＋ W额外
即必须要做的功。
不需要但又不得不做的功。
机械克服摩擦等额外阻力所做的功。
机械克服有用阻力所做的功。
有用功加额外功是总共做的功。
克服摩擦所做的功
克服机械本身重力所做的功
总功必定大于有用功。
1.用水桶从井中提水的时候，所做的功，哪部分是有用功，哪部分是额外功？
2.如果桶掉到井里，从井中捞桶的时候，捞上来的桶有些水，此时所做的功，哪部分是有用功，哪部分是额外功？
思考：
答：对水做的功是有用功。对桶做的功是额外功。
答：对桶做的功是有用功。对水做的功是额外功。
3.在左图中，请从功是能量转化的量度的角度，对有用功、额外功、总功进行分析，怎样描述机械工作时能量的利用率？
总功 =
人提供的能量
有用功 = 重物增加的势能
额外功 = 动滑轮增加的势能
+ 摩擦产生的内能
思考：
—— 有用功跟总功的比值
二、机械效率
1.表达式：
2.η的特点:
（1）无单位
（2）总小于1
（3）一般用百分比表示
机械效率越大，机械工作时能量的利用率越高。
η
=
W有用
W总
×100%
例1:如图所示的滑轮组，用400牛的力提升重为600牛
的重物，动滑轮重30牛，要使重物上升2米，求：该滑轮
组的机械效率？
总功 即拉力所做的功是：
W总 = Fs = 400牛×4米 = 1600焦
有用功 即提升重物所做的功是：
W有 = G物h = 600牛×2米 = 1200焦
η
=
W有用
W总
×100%
=
1200焦
1600焦
×100%
=75%
拉力移动距离为 s = 2h = 4米
机械效率是表示机械性能的一项重要指标。
一般的滑轮组的机械效率为50%~70%
起重机的机械效率为40%~50%
抽水机的机械效率为60%~80%
那么，如何提高机械效率？
三、提高机械效率的方法
（1）减小摩擦，经常润滑，定时保养。
（2）减小机械本身的重力。
在使用机械时，尽可能减小额外功。
机械功率与机械效率有什么区别？
答：机械功率是描述做功快慢的科学量，它的单位是瓦特。而机械效率是描述有用功占总功的比值，它没有单位。
思考：
下列说法正确吗？
1.越省力的机械效率越高。
2.做有用功多的机械效率高。
3.功率小的机械效率低。
4.总功一定时，有用功多的机械效率高
5.有用功一定时，额外功少的机械效率高
练习：
你是否看到过如图所示的搬运货物的情景？
斜放的平板构成了一个斜面
利用斜面可以更省力地将货物从低处搬运到高处。
四、斜面
——一种可以省力的简单机械。
斜面的机械效率与哪些因素有关？
可能与倾斜角度、摩擦等因素有关。
当斜面的摩擦程度一定，机械效率与何因素有关？
斜面的机械效率
1．如图所示，将1块长木板的一端垫高，构成 一个斜面，用刻度尺测出斜面的长S 和斜面的高度h。
2．用弹簧测力计测出小车的重力G。
活动：
3．用弹簧秤沿着斜面把小车从斜面底端 匀速拉到顶端，读出弹簧测力计的读数F。
4．改变斜面的倾斜程度，重复多次
5．将测量结果记录在下面的表格中。
表3-3 测量斜面的机械效率
斜面的倾斜程度 小车重
力G
（牛） 斜面高
度h
（米） 沿斜面
拉力F
（牛） 斜面
长s
（米） 有用功
W有用（焦） 总功
W总（焦） 机械效率
η
较缓 5.0 0.1 1.6 0.5 0.50 0.8 63%
较陡 5.0 0.15 2.2 0.5 0.75 1.1 63%
最陡 5.0 0.25 3.1 0.5
对光滑程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越大，
斜面的机械效率越高。
1.25
1.55
80.6%
当斜面的倾斜程度一定，机械效率与何因素有关？
与斜面的光滑程度有关。
FL
W总 =
W有用=
Gh
FL
=
Gh
F
=
h
G
L
η
=
100%
当斜面光滑时
当斜面粗糙时，则存在摩擦力。
FL
W总 =
W有用=
Gh
W克服摩擦=
f L
FL
=
Gh
f L
+
F
=
h
G
L
f
+
结论：斜面越粗糙，摩擦力越大，克服摩擦做功越大，机械效率越小。
1.下图是小科与小闹爬山时的情景。请你说一说这是为什么？
答：高度相同时，斜面越长越省力。
思考：
2.这个高架为何一圈圈绕上去？
思考：
1.有用功（W有用）：
2.额外功（W额外）：
3.总功（W总）：
W总 = W有用 ＋ W额外
即必须要做的功。
不需要但又不得不做的功。
机械克服摩擦等额外阻力所做的功。
机械克服有用阻力所做的功。
有用功加额外功是总共做的功。
克服摩擦所做的功
克服机械本身重力所做的功
总功必定大于有用功。
小结：
5.对倾斜程度的斜面，斜面越粗糙，摩擦力越大，克服摩擦做功越大，机械效率越小。
6.对光滑程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。
4.η
=
W有用
W总
×100%
