11.5 机 械 效 率 分层练习（含答案） 2025-2026学年物理苏科版（2024）九年级上册

五、 机 械 效 率
第1课时　机 械 效 率
建议用时：25＋5分钟
1. 知道有用功、额外功、总功．
2. 理解机械效率的计算及公式．
知识点1　总功　有用功　额外功
1. 有用功——W有用：使用机械时，对人们有用的功叫有用功．在提升物体时，W有用＝Gh.
2. 额外功——W额外
1) 使用机械时，对人们没有用但又不得不做的功叫额外功．
(2) 额外功的主要来源：
①提升物体时，克服机械自重、容器重、绳重等所做的功．②克服机械的摩擦所做的功．
3. 总功——W总
(1) 人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功，它等于有用功和额外功的总和．即W总＝W有用＋W额外．
(2) 若人对机械的动力为F，则W总＝Fs.
例1　甲从货架上拿起茶杯观赏，乙从桌面上端起盛茶水的茶杯喝茶，甲对茶杯做的是　　　　功，乙对茶杯做的是　　　　功．（均填“有用”“额外”或“总”）
知识点2　机械效率
1. 定义：有用功与总功的比值叫机械效率．机械效率总是小于100%.
2. 公式：η＝×100%.
例2　（2024扬州期末）关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是(　　)
A. 功率大的机械，机械效率一定高
B. 机械效率越高，有用功与总功的比值越大
C. 功率大的机器比功率小的机器做功多
D. 机械做功时，做的有用功越多，机械效率越大
例3　（2024南京）如图所示，工人用500 N的拉力，通过滑轮将重为450 N的重物匀速提升2 m，用时10 s．此过程中有用功为　　　　J，重物上升的速度为　　　　m/s，工人做功的功率为　　　　W，滑轮的机械效率为　　　　%.
1 利用动滑轮提升重物时，手拉绳所做的功和滑轮拉物体所做的功　　　　（填“相等”或“不相等”），这是由于我们在使用动滑轮提升重物时，除需克服　　　　做功外，还要克服　　　　　　　　做功．
2 起重机在20 s内把重物匀速提到楼顶，起重机所做的总功是4×104 J，额外功是1.6×104 J，则起重机所做的有用功是　　　　J，机械效率是　　　　．
3 （2024徐州）如图所示，工人用动滑轮提起木箱，使用动滑轮可以　　　　．如果木箱重600 N，工人用400 N的力，将木箱匀速提高3 m，则有用功为　　　　J，动滑轮的机械效率为　　　　．
4 下列说法正确的是(　　)
A. 额外功跟总功的比值越小，机械效率越大
B. 总功越小，机械效率就越大
C. 有用功越大，机械效率越大
D. 机械越省力，机械效率就越大
5 用剪刀剪纸时的机械效率为80%，这表示(　　)
A. 若作用在剪刀的动力是1 N，则阻力是0.8 N
B. 若作用在剪刀的阻力是1 N，则动力是0.8 N
C. 若作用在剪刀的动力做功1 J，则有0.2 J的功用于剪纸
D. 若作用在剪刀的动力做功1 J，则有0.8 J的功用于剪纸
6 一种机械改进构造后，提高了机械效率，用它匀速提升同一重物升高同样的高度，改进后与改进前相比(　　)
A. 做的总功没变，有用功也没变
B. 做的总功没变，有用功比以前增多了
C. 做的总功没变，额外功比以前减少了
D. 做的有用功不变，总功比以前减少了
7 （2023 常州期末）利用如图所示的杠杆将重为6 N的物体缓慢匀速提高10 cm，手竖直向上施加于杠杆右端的拉力F为4 N，手竖直向上移动的距离s为30 cm.则杠杆的机械效率为(　　)
A. 22% B. 33%
C. 50% D. 67%
8 两个完全相同的滑轮，分别以图示两种方式，将重为G的物体在相同时间内提至相同高度，不计绳重和摩擦，甲、乙的机械效率分别为η1、η2，拉力F1、F2做的功分别为W1、W2，功率分别为P1、P2，下列判断正确的是(　　)
甲 乙
A. F1＝2F2 B. η1＞η2 C. W1＞W2 D. P1＝P2
9 （2025苏州吴江模拟）如图所示，小华用一滑轮组匀速拉起较重的小明．小华手中绳子向下移动4 m，小明上升0.5 m，左右两测力计示数分别为125 N和800 N，求：
(1) 小明的体重G；
(2) 小华做的功W；
(3) 该滑轮组的机械效率η.
10 用如图所示的滑轮组，匀速吊起1 000 N的物体上升2 m用时10 s，滑轮组的机械效率是80%，求此过程中：
(1) 有用功；
(2) 总功；
(3) 拉力的功率．
11 （2024常州钟楼月考）如图所示，斜面长3 m，高1 m，搬运工用400 N沿斜面向上的推力，在10 s内将重为900 N的箱子匀速推到车上，关于此过程，下列说法正确的是(　　)
A. 搬运工沿斜面向上推箱子的过程，既省力又省功
B. 搬运工做的有用功为1 200 J
C. 斜面机械效率为75%
D. 推力做功的功率为90 W
第2课时　测量滑轮组的机械效率
建议用时：25＋5分钟
会测量滑轮组的机械效率，知道影响滑轮组机械效率的因素．
知识点1　测量滑轮组的机械效率
1. 实验原理：η＝×100%＝×100%
2. 实验器材：刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮、细绳、铁架台等．
3. 结论：
(1) 使用同一滑轮组提升重力不同的物体时，被提升的物体越重，机械效率越高．
(2) 使用不同的滑轮组提升同一物体时，动滑轮越重，机械效率越低．
例1　（2023 宿迁泗阳期中）小华用如图装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如表所示：
次数
物重G/N
物体上升高度h/m
拉力F/N
机械效率η
1
1.0
0.1
0.5
66.7%
2
1.5
0.1
0.7
71.4%
3
2.0
0.1
0.8
(1) 实验中应竖直向上　　　　拉动弹簧测力计．
(2) 第3次实验的机械效率为　　　　%.
(3) 分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采用的措施是　　　　（填“增大”或“减小”）物重．
(4) 在一次测量中，小华将同一重物提升到更高的位置，其他条件不变，该滑轮组的机械效率　　　　（填“变大”“变小”或“不变”）.
知识点2　影响滑轮组机械效率的因素
1. 影响滑轮组机械效率的因素：(1) 物重；(2) 动滑轮重；(3) 绳重及摩擦．
2. 提高机械效率的方法：(1) 增大物重；(2) 减小动滑轮重；(3) 减小绳重及摩擦．
例2　将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成甲、乙两个滑轮组，如图所示．使用甲、乙两个装置分别将两个相同的物体提升相同的高度，绳自由端施加的拉力分别为F1和F2，甲、乙的机械效率分别为η甲和η乙，不计摩擦和绳重，则下列判断正确的是(　　)
A. F1＝F2 B. F1＞F2
C. η甲＝η乙 D. η甲＞η乙
1 （2025苏州模拟）如图所示，测动滑轮机械效率时，应　　　　　　　　　　　　拉动弹簧测力计，此时其机械效率是η1；若再增加一个重物，其机械效率变为η2，则η1　　　　η2；若某小组为便于读数，在弹簧测力计静止时读取拉力F，所测机械效率将偏　　　　．
2 （2023 南通）如图所示，在“测定滑轮组的机械效率”实验中，小明匀速向下拉动绳子，2 s内物体上升20 cm，G物＝10 N，F＝6 N，不计绳重和摩擦．
(1) 重物上升的速度v物＝　　　　m/s.
(2) 动滑轮的重G动＝　　　　N，滑轮组的机械效率η＝　　　　%.
(3) 小明想更省力，他只改变了滑轮组的绕线方法，滑轮组的机械效率将　　　　Ｗ．
3 用如图所示的方法匀速提升同一重物，若不计绳重及摩擦，每个滑轮的重力相同，其中机械效率最大的是(　　)
A B C D
4 在测量滑轮组机械效率的活动中，装置如图所示，欲使所测机械效率提高，下列措施可行的是(　　)
A. 转轴加润滑油
B. 增加提升高度
C. 增大提升速度
D. 减小物体质量
5 在“测量滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了两次实验，得出的数据如下表，分析数据，下列说法正确的是(　　)
次数
钩码重/N
钩码上升高度/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计移动的距离/cm
1
2
10
1.2
20
2
5
10
2.7
20
A. 此实验中至少需要2个动滑轮
B. 第1次实验过程中机械所做有用功为20 J
C. 第2次实验过程中滑轮组的机械效率约为83.3%
D. 比较两次实验说明同一机械提升货物越重，滑轮组的机械效率越高
6 小明同学做“测滑轮组机械效率”的实验．实验后对实验数据进行分析发现：三次实验中动滑轮重相同，提起的钩码重相同，绕线方法和测量器材都相同，但自由端的拉力却不同，从而造成滑轮机械效率不同．请分析自由端拉力不同的原因不可能是(　　)
A. 滑轮和绳之间、轮与轴间的摩擦力大小不同
B. 测拉力时没有使测力计匀速上升
C. 测拉力时拉力的方向没有竖直向上
D. 钩码被提升的高度不同
7 用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验．实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上来改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10 cm.不计绳重，实验数据如表所示．
序号
G物/ N
G动/ N
F/ N
η/%
1
6.0
0.3
2.2
90.9
2
6.0
1.0
3
6.0
1.9
2.9
69.0
4
6.0
3.2
3.4
58.8
　　
甲 乙
(1) 每次实验绳端移动距离为　　　　cm.
(2) 第2次实验中拉力F的示数如图乙所示，读数为　　　　N，第2次实验滑轮组的机械效率为　　　　%.分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越　　　　．
(3) 实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将　　　　（填“变大”“变小”或“不变”）.
(4) 本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例　　　　（填“变大”“变小”或“不变”）.
8 为了研究机械效率与哪些因素有关，小明同学提出两个猜想：猜想一：机械效率是否与G物有关；猜想二：机械效率是否与G动有关．为了验证猜想，小明先用如图甲所示的装置不断改变G物，竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙中a所示；然后换另一个不同重量的动滑轮，不断改变G物，计算并绘出η与G物关系如图乙中b所示．根据图像他(　　)
甲 乙
A. 只能验证猜想一
B. 只能验证猜想二
C. 既不能验证猜想一，也不能验证猜想二
D. 既能验证猜想一，也能验证猜想二
五、 机械效率
第1课时　机械效率
【基础过关】
例1　有用　额外　例2　B
例3　900　0.2　100　90
【能力提优】
1. 不相等　摩擦力　动滑轮的重力
2. 2.4×104　60%　3. 省力　1 800　75%
4. A　5. D　6. D　7. C　8. B
9. (1) 右边测力计的示数F示2＝800 N，小华是用一滑轮组匀速拉起较重的小明，小明的重力G＝F示2＝800 N.
(2) 左边测力计的示数F示1＝125 N，小华的拉力F＝F示1＝125 N，
小华做的功W＝Fs＝125 N×4 m＝500 J.
(3) 使用滑轮组做的有用功，即克服小明重力做的功W有用＝Gh＝800 N×0.5 m＝400 J，
W总＝W＝500 J，
该滑轮组的机械效率为η＝×100%＝×100%＝80%.
10. (1) 有用功W有＝Gh＝1 000 N×2 m＝2 000 J.
(2) 根据机械效率的公式η＝×100%可得，
总功W总＝＝＝2 500 J.
(3) 拉力的功率P＝＝＝250 W.
【思维拓展】
11. C
第2课时　测量滑轮组的机械效率
【基础过关】
例1　(1) 匀速缓慢　(2) 83.3　(3) 增大　(4) 不变
例2　C
【能力提优】
1. 竖直向上匀速缓慢　＜　大
2. (1) 0.1　(2) 2　83.3　(3) 不变　3. C　4. A　5. D　6. D
7. (1) 30　(2) 2.5　80　小　(3) 不变　(4) 变小
【思维拓展】
8. D