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物理（人教版）《12.3 机械效率》
教案
一、教学目标
1．知识与技能。
①知道有用功、额外功、总功。
②理解机械效率，会计算机械效率。
③能设计实验，测定滑轮组或斜面的机械效率。[
2．过程和方法。
①根据生活事例认识物理知识，并运用物理知识解决实际问题。
②探究：滑轮组的机械效率。
③学习根据实验数据分析、归纳简单的科学规律
3．情感、态度和价值观。
①使学生勇于探究日常用品或器件的物理原理，具有将科学技术应用于日常生活、社会初中的意识。
②有合理改进机械、提高效率的意识，增强将科学服务于人类的责任感。
二、教学重点
①理解机构效率。
②探究滑轮组的机械效率
三、教学难点
理解机械效率
四、教学教具
多媒体课件、弹簧测力计、刻度尺、细线、滑轮、钩码、铁架台。
教学过程
一、创设情境，引入课题
提出问题：直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？
实验演示：直接提升物体、用滑轮组提升物体
( http: / / www.21cnjy.com )
结论：使用滑轮组提升物体跟直接提升物体相比较，不省功。
推论：使用任何机械不省功。
引出新课
第十二章 简单机械 第4节 机械效率
二、进行新课
1、有用功和额外功
（1）有用功（W有）
直接对物体所做的功（为了达到工作目的，必须做的功）。
（2）额外功（W额）
由于机械自重和摩擦等因素影响，而不得不做的功（无用付出）。
（3）总功（W总）
利用机械所做的功（实际付出的，动力所做的所有功）。
W总 ＝ W有 ＋ W额
播放图片：讨论图中不同情况下，人所做的有用功，额外功
方法1：人做的有用功是对沙子所做的功，额外功是对空桶所做的功和对动滑轮所做的功。
方法2：人做的有用功仍然是对沙子所做的功，但额外功是对口袋所做的功和对动滑轮所做的功。
指导学生对实际情况中三种机械功进分析讨论，掌握实际情况下的分析方法。
（3）对三种机械功的理解
①有用功
无论采取那种方法都必须做的功。即：为达到目的所必须做的功。
A、举高重物时： W有用＝G物·h
B、在粗糙水平面上移动物体时：W有用＝f摩擦·S物
②额外功
并非人们需要但又不得不做的功
A、克服机械自重做功。 使用动滑轮或滑轮组时：W额外=G动滑轮·h
B、克服机械间的摩擦做功。 使用斜面时： W额外=f摩擦·L
③总功
有用功和额外功的和等于总功。W总＝W有用＋ W额外
动力对机械所做的功。W总＝F动力·S动力
F动力作用在机械上的动力，S动力动力作用点移动的距离。
2、机械效率
在使用机械工作时，有用功在总功中所占份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中用机械效率来表示机械的这种性能。21世纪教育网版权所有
（1）定义
有用功跟总功的比值
（2）公式
（3）特点
①机械效率通常用百分数表示。没有单位。
②机械效率总小于1 。（因为有用功总小于总功）
（4）对机械效率的理解
如：某起重机的机械效率是60%
①机械效率与 是否省力、功率大小、提升高度、做功的多少无关。
②使用该起重机提升重物时，所做的有用功跟总功的比60%。
③可以说，使用该起重机提升重物时，所做的有用功在总功中占有60%，额外功占40％。
④有用功所占总功的比例越大，机械效率越高。
（5）影响机械效率的因素和提高机械效率的方法
①影响机械效率的因素
A、机械的自重、摩擦、绳重 B、提升的物体重力
②提高机械效率的方法
A、减轻机械自重 B、减小摩擦力 C、减轻绳重 D、增加提升的物重。
（6）一些机械的机械效率
介绍一些机械的机械效率：抽水机60%－80% 、柴油机28%－40% 、起重机40%－50% 、滑轮组50%－85% 。21教育网
3、测定滑轮组的机械效率
（1）实验原理
（2）实验器材
弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、细线、钩码。
测量工具是：弹簧测力计、刻度尺
（3）注意事项
竖直向上，缓慢拉动测力计。即：实验时要使钩码匀速上升。
需要测量的量是：物重、绳子自由端的拉力、物体上升的高度、绳子自由端移动的距离。
（5）实验探究
实验探究1
保持动滑轮重一定，改变钩码重力
( http: / / www.21cnjy.com )
结论： 同一个滑轮组，所挂的物重不同，机械效率不同，物重越大，机械效率越高。
实验探究2
保持钩码重力一定，改变动滑轮重
( http: / / www.21cnjy.com )
结论：不同滑轮组, 挂的相同物重时，机械效率不一定相同, 动滑轮较轻滑轮组，机械效率高。
介绍斜面机械效率的测定方法，并播放动画作进一步讲解。
三、课堂小结
1、机械的三种功：
有用功——有利用价值的功。
总功——动力对机械所做的功。
额外功——对人们无利用价值而又不得不做的功。
2、机械效率：
（1）定义：有用功与总功的比值。
（2）公式讨论：
W额外＞0，实际情况， η ＜1
W额外＝0，理想情况， η ＝1
四、布置作业
动手动脑学物理：（2）（3）（4）
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物理（人教版）《12.3 机械效率》
学案
导学目标知识点：
①了解什么是有用功、额外功和总功。
②理解什么是机械效率。
③通过参与探究滑轮组机械效率的活动，了解影响滑轮组的机械效率的因素，知道提高机械效率的方法。
学习重点：
有用功，额外功和总功。
学习难点：
机械效率，能用机械效率公式准确计算。
学习过程：
自学指导一：有用功和额外功
1、使用滑轮组提升物体跟直接提升物体相比较，＿＿＿功；使用任何机械＿＿＿功。
2、有用功是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ( http: / / www.21cnjy.com )＿＿，用符号＿＿＿＿表示；额外功是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，用符号＿＿＿＿表示；总功是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，用符号＿＿＿＿表示；三者的关系式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。21教育网
3、如图所示，某同学分别用木桶和口袋往楼运 ( http: / / www.21cnjy.com )沙子，方法1所做的有用功是对＿＿＿＿做的功；所做的额外功是对＿＿＿＿和＿＿＿＿所做的功。方法2所做的有用功是对＿＿＿＿做的功；所做的额外功是对＿＿＿＿和＿＿＿＿所做的功。两种方法中做额外较少的是＿＿＿＿。21cnjy.com
自学指导二：机械效率
1、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿叫机械效率，用字母＿＿＿＿表示。公式：η=＿＿＿＿＿＿。
2、使用任何机械，因为有用功总是 总功，所以机械的机械效率总是＿＿＿1
3、起重机的机械效率一般为＿＿＿＿＿＿,滑轮组的机械效率一般为＿＿＿＿＿＿,抽水机的机械效率一般为＿＿＿＿＿.【来源：21·世纪·教育·网】
4、若用杠杆把重为100N的物体撬起1m， ( http: / / www.21cnjy.com )人需要250N的力将杠杆的另一端压下0.5m，则有用功是 J，总功是 J，机械效率为 。21·世纪*教育网
5、有一个动滑轮把重100N的物体提高到9m高的三楼上，所用的力是60N，所做的有用功是＿＿＿J,总功为＿＿＿J，动滑轮的机械效率为＿＿＿。www-2-1-cnjy-com
自学指导三：测滑轮组的机械效率
1、做测滑轮组的机械效率的实验时，该实验田的实验原理是：＝＿＿＿＿＿。实验时需要用到的测量工具是＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿；实验田中需要测量的物理量是＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿和绳子自由端移动的距离h
2、在做测滑轮组的机械效率的实验时，弹簧测力计应该向＿＿＿拉绳子的自由端，并使重物缓缓上升，即：实验中应该使物体做＿＿＿＿＿运动。2-1-c-n-j-y
3、小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表：
物理量实验次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/ m 机械效率
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
（1）在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上＿＿＿＿拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。
（2）第1次实验测得的机械效率为＿＿＿＿。（结果保留两位有效数字）
（3）分析表中数据可知：第2次实验是用＿＿＿＿图做的；第4次实验是用＿＿＿＿图做的。（选填“a”、“b”或“c”)21·cn·jy·com
（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，＿＿＿＿可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率＿＿＿＿。2·1·c·n·j·y
（5）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度＿＿＿＿。
达标测试
1、分别用杠杆、定滑轮和滑轮组将同一物体举到相同的高度，做的有用功是：（ ）
A．一样多 B．斜面的多
C．滑轮组的多 D．无法判断
2、某同学用水桶从井里提水，下面有关有用功、额外功和总功的说法正确的是：（ ）
A．对桶做的功是总功
B．对桶内水的做的功是总功
C．对桶的做的功是有用功
D．提水的功与提桶的功之和是总功
3、在滑轮组中动力做功100J，动滑轮对重物做功80J，则：（ ）
A．有用功是100J B．总功是100J
C．额外功是80J D．额外功是100J
4、甲、乙两台机械，甲的机械效率是80%，乙的机械效率是60%，则：（ ）
A．使用甲机械做功省力
B．使用乙机械做功省力
C．使用甲机械做功少些
D．做同样多的总功时，使用甲机械做的额外功少些
5、使用机械时，若额外功小于有用功，则该机械的机械效率：（ ）
A．大于0.5 B．小于0.5
C．大于1 D．等于0.5
6、下列关于机械效率的说法正确的是：（ ）
A．越省力的机械，其机械效率越高
B．做的有用功越多，机械效率越高
C．做的总功越少，机械效率越高
D．额外功在总功中的占比越小，机械效率越高
7、为省力，把一定滑轮改为动滑轮使用，则改装后的机械效率与改装前相比较：（ ）
A．升高了 B．降低了
C．不变 D．都用可能
8、以下方法中能提高滑轮组机械效率的是：（ ）
A．减小动滑轮的物重
B．减小定滑轮的物重
C．减小滑轮与轮轴间的摩擦
D．减小提升物体的速度
9、如图3所示物体重Ｇ＝180N，若将物体匀速提高ｈ＝2m，需要用Ｆ＝80N的拉力。则拉力Ｆ做的功和滑轮组的机械效率分别是：（ ）21世纪教育网版权所有
A．360J，75% B．480J，75%
C．320J，88.9% D．480J，133%
10、下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是：（ ）
A．功率大的机械，做功一定多
B．做功快的机械，功率一定大
C．效率高的机械，功率一定大
D．做功多的机械，效率一定高。
11、小明用如图所示的滑轮组，在10s钟内将质量为60kg的物体A匀速提升了2m。已知绳子自由端所用的拉力为200N。请计算出与此题相关的任意四个物理量（g取10N/kg）。www.21-cn-jy.com
12、（1）小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，数据如下表：
①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是＿＿＿＿＿。
② 3次实验中滑轮组的机械效率是＿＿＿＿＿。
③ 本次实验得到的结论是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
实验次数 物重G/N 物体上升的高度h/cm 测力计的示数F/N 测力计移动的距离s/cm
1 6 3 2.5 9
2 6 5 2.5 18
3 6 8 2.5 24
（2）小红在小明实验的基础上利用图乙也做了实验，
①小红的做法是为了控究＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
②当这两位同学使用各自的滑 ( http: / / www.21cnjy.com )轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率＿＿＿＿＿（选填“相同”或“不相同”），理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
③得到的结论是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）小军也用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：
物重G/N 绳端拉力F/N 机械效率η /％
较小提升速度 10 4.2 79.4
中等提升速度 10 4.2 79.4
较大提升速度 10 4.2 79.4
在小军的实验中，你得到的结论是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
物理（人教版）《12.3 机械效率》
学案（解答）
自学指导一：
1、不省 都不省
2、为了达到工作目的，必须做的功 W有
于机械自重和摩擦等因素影响，而不得不做的功 W额外
实际付出的，动力所做的所有功 W总
W总 ＝ W有 ＋ W额
3、沙子 动滑轮 水桶 沙子 动滑轮 口袋
自学指导二：
1、有用功跟总功的比值 η
2、小于 小于
3、40%－50% 50%－85% 60%－80%
4、100 125 80%
5、900 1080 83.3%
自学指导三：
1、 弹簧测力计 直尺 物体重（钩码重）
物体上升的高度 拉绳子自由端的力
2、上 匀速
3、（1）匀速 （2）74% （3）b c （4）增大物重 越低 （5）无关
达标测试
1、A
2、D
3、B
4、D
5、A
6、D
7、B
8 、A C
9、B
10、B
11、①物体A的重力 600N ②绳子自由端移动的距离 8m
③物体A上升的速度0.2m/s ④绳子自由端移动的速度 0.8m/s
⑤有用功 1200J ⑥总功 1600J
⑦额外功 400J ⑧机械效率 75%
⑨有用功的功率120W ⑩总功的功率160W
12、（1）①第二次实验中测力计移动的距离
②80%
③滑轮组的机械效率跟进升物体的高度无关
（2）①滑轮组的机械效率跟绳子绕法的关系
②相同 两次实验所做的总功和有用功都相同
③滑轮组的机械效率跟绳子绕法的无关
（3）滑轮组的机械效率跟进升物体的速度无关
A
甲 乙
F
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人教版 八年级物理（下）第十二章 简单机械 第3节 机械效率
制作：老河口市洪山嘴中学 詹振亚
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洪山嘴中学詹振亚
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人教版 八年级物理（下）第十二章 简单机械 第3节 机械效率
提出问题
直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？
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人教版 八年级物理（下）第十二章 简单机械 第3节 机械效率
演示实验：直接提升物体、用滑轮组提升物体
结论：使用滑轮组提升物体跟直接提升物体相比较，不省功。
推论：使用任何机械不省功。
G/N h/m W直/J F/N s/m W机/J
2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3
2 0.1 0.2 0.5 0.5 0.25
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人教版 八年级物理（下）第十二章 简单机械 第3节 机械效率
G/N h/m W直/J F/N s/m W机/J
2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3
2 0.1 0.2 0.5 0.5 0.25
1、有用功（W有）：直接对物体所做的功（为了达到工作目的，必须做的功）。
2、总功（W总）：利用机械所做的功（实际付出的，动力所做的所有功）。
3、额外功（W额）：由于机械自重和摩擦等因素影响，而不得不做的功（无用付出）。
W总 ＝ W有 ＋ W额
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人教版 八年级物理（下）第十二章 简单机械 第3节 机械效率
W有
}
W额
}
W总
W有
}
W额
}
W总
动滑轮提水桶提沙子
想想议议：两种方法所做的功
方法１
方法２
对砂子做功
对空桶做功
对动滑轮做功
动滑轮提口袋提沙子
对砂子做功
对口袋做功
对动滑轮做功
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人教版 八年级物理（下）第十二章 简单机械 第3节 机械效率
无论采取那种方法都必须做的功。即：为达到目的所必须做的功。
（1）举高重物时：
W有用＝G物·h
W有用＝f摩擦·S物
（2）在粗糙水平面上移动物体时：
4、对三种机械功的理解：有用功
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洪山嘴中学詹振亚
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人教版 八年级物理（下）第十二章 简单机械 第3节 机械效率
并非人们需要但又不得不做的功
（1）克服机械自重做功：
W额外=G动滑轮·h
使用动滑轮或滑轮组时：
（2）克服机械间的摩擦做功：
使用斜面时：
W额外=f摩擦·L
4、对三种机械功的理解：额外功
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人教版 八年级物理（下）第十二章 简单机械 第3节 机械效率
W总＝W有用＋ W额外
公式（1） ：
公式（2） ：
W总＝F动力·S动力
4、对三种机械功的理解：总功
动力对机械所做的功。
有用功和额外功的和等于总功。
作用在机械上的动力
动力作用点移动的距离
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人教版 八年级物理（下）第十二章 简单机械 第3节 机械效率
在使用机械工作时，有用功在总功中所占份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中用机械效率来表示机械的这种性能。
2、公式：
1、定义：有用功跟总功的比值。
3、特点：
W有用
W总
η＝
（2）机械效率总小于1 。（因为有用功总小于总功）
（1）机械效率通常用百分数表示。没有单位。
W总－
W总
η＝
W额外
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4、对机械效率的理解
（1）机械效率与 是否省力、功率大小、提升高度、
做功的多少无关。
如：某起重机的机械效率是60%
（2）使用该起重机提升重物时，所做的有用功跟总功
的比60%。
（3）也可以说，使用该起重机提升重物时，所做的有
用功在总功中占有60%，额外功占40％。
（4）有用功所占总功的比例越大，机械效率越高。
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5、影响机械效率的因素和提高机械效率的方法
（1）影响机械效率的因素
A、减轻机械自重
B、减小摩擦力
D、增加提升的物重。
C、减轻绳重
（2）提高机械效率的方法
A、机械的自重、摩擦、绳重
B、提升的物体重力
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6、一些机械的机械效率：
抽水机 60%－80%
柴油机 28%－40%
起重机 40%－50%
滑轮组 50%－85%
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1、实验原理
G h
F s
＝
W有用
W总
η＝
2、实验器材
弹簧测力计、刻度尺、
铁架台、滑轮、细线、钩码。
3、注意事项
竖直向上，缓慢拉动测力计。即：实验时要使钩码匀速上升。
F
F
需要测量的量是：物重、绳子自由端的拉力、物体上升的高度、绳子自由端移动的距离。
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保持动滑轮重一定，改变钩码重力。
实验探究1
G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J η
1
2
3
1
0.1
0.5
3
0.1
1.5
83.3％
88.9％
4.5
3
0.2
0.4
3
1.5
0.1
4
2
0.1
0.8
3
66.7％
结论： 同一个滑轮组，所挂的物重不同，机械效率不同，物重越大，机械效率越高。
F
=0.8N
F
=0.5N
=1.5N
F
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制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚
G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J η
1
2
83.3％
55.5％
4.5
3
0.2
0.2
4
0.9
0.1
2
2
0.1
0.8
3
实验探究2
保持钩码重力一定，改变动滑轮重
结论：不同滑轮组, 挂的相同物重时，机械效率不一定相同, 动滑轮较轻滑轮组，机械效率高。
F
F
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制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚
制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚
人教版 八年级物理（下）第十二章 简单机械 第3节 机械效率
探究斜面的机械效率
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人教版 八年级物理（下）第十二章 简单机械 第3节 机械效率
1、机械的三种功：
有用功——有利用价值的功。
总功——动力对机械所做的功。
额外功——对人们无利用价值
而又不得不做的功。
2、机械效率：
（1）定义：有用功与总功的比值。
（2）公式讨论：
W总＝W有用＋ W额外
W有用
W总
η＝
W总－
W总
η＝
W额外
W额外＞0，实际情况， η ＜1
W额外＝0，理想情况， η ＝1
洪山嘴中学詹振亚
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制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚
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人教版 八年级物理（下）第十二章 简单机械 第3节 机械效率
1、关于机械效率的说法中正确的是 （ ）
A．越省力的机械，效率越高
B．做有用功越多的机械，效率越高
C．做相同的功，额外功的值越小，效率越高
D．做功越快的机械，效率越高
C
2、对于机械效率下列说法正确的是（ ）
A．有用功越多，机械效率越高
B．总功越多，机械效率越高
C．杠杆的机械效率可达110%
D．有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高。
D
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人教版 八年级物理（下）第十二章 简单机械 第3节 机械效率
3、图为测量滑轮组机械效率的实
验装置，钩码总重6 N。
（1）实验时要竖直向上______
拉动弹簧测力计，由图可知拉力
大小为_______N，若钩码上升的
高度为8cm,则弹簧测力计向上移动______cm,该滑轮组的机械效率为________。
（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率将_______（选填：“增大”、“减小”或“不变”）
缓慢
2.4
24
83.3%
增大
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人教版 八年级物理（下）第十二章 简单机械 第3节 机械效率
4、在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：
⑴此实验所用滑轮的个数至少是____个，其中动滑轮有_____个。
⑵第一次实验测得滑轮组的机械效率为________，第二次实验时滑轮组的机械效率______第一次的机械效率（选填“大于”、“小于”或“等于”）
次数 钩码重/N 钩码上升高度/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计移动距离/cm
1 2 10 0.8 40
2 5 5 1.5 20
3
2
62.5%
大于
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谢谢同学们的合作！
祝同学们学习进步！
再 见！
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人教版 八年级物理（下）第十二章 简单机械 第3节 机械效率
