11.5 机械效率 分层练习 （含答案）2025-2026学年苏科版（2024）九年级上册

五 机械效率
第1课时　认识机械效率
1. 　　　　
分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体提升到相同的高度,做的有用功 (　　)
A. 杠杆最多 B. 动滑轮最多 C. 滑轮组最多 D. 一样多
2. 使用机械做功时,机械效率高的一定是 (　　)
A. 有用功和总功的比值大的机械 B. 做功快的机械
C. 做有用功多的机械 D. 做功多的机械
3. 下列关于机械效率的说法错误的是 (　　)
A. 当总功一定时,有用功越多,机械效率越高
B. 当有用功一定时,额外功越少,机械效率越高
C. 当额外功一定时,有用功越多,机械效率越高
D. 做有用功越多的机械,机械效率一定越高
4. 山区的公路多修成盘山公路,这样车辆向上行驶时可以 (　　)
A. 增大功率 B. 提高机械效率
C. 减小所必需的牵引力 D. 减少所做的功
5. 如图所示,物体重为150N,挂在杠杆OA的中点B,人用100N的拉力竖直向上将物体提高0.5m,手移动的距离为1m。在此过程中,下列说法不正确的是 (　　)
第5题
A. 人的拉力所做的功为 100J
B. 用杠杆提升物体所做的有用功为 50J
C. 额外功为 25J
D. 杠杆的机械效率为 75%
6. 某滑轮组的机械效率为80%,当它完成1000J的总功时,所做的有用功为　　　　J,若克服动滑轮的重力所做的功是150J,则克服摩擦和绳重所做的功是　　　　J。
7. (2024·苏州期中)如图所示,工人用动滑轮匀速提升重为400N的窗玻璃,所用的竖直拉力为250N,窗玻璃上升的高度为10m,用时50s。求:
(1) 所做的有用功W有用。
(2) 工人所用拉力的功率P。
(3) 动滑轮的机械效率η。
第7题
8. 如图所示为甲、乙两机械的参数。甲、乙相比,甲的 (　　)
A. 总功较大 B. 有用功较小 C. 额外功较大 D. 机械效率较低
　　　　
9. 两台机械所做的总功之比为2∶1,它们的机械效率之比为3∶4,则它们所做的有用功之比为(　　)
A. 2∶1 B. 3∶4 C. 8∶3 D. 3∶2
10. (教材P22材料改编)在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处(如图),沿斜面向上的拉力为1.8N,斜面长1.2m、高0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功,则这个斜面的机械效率为 (　　)
A. 60% B. 62.5% C. 75% D. 83.3%
11. 在“再探动滑轮”的活动中,小明用如图所示的动滑轮提升钩码,改变钩码的数量,在正确操作的情况下,测得的实验数据如表所示:
实验序号 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm 钩码的重力G/N 钩码上升的高度h/cm
1 0.7 20 1.0 10
2 1.2 20 2.0 10
3 1.7 20 3.0 10
(1) 在测量作用在绳端的拉力时,要竖直向上　　　　拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升。
(2) 分析表中数据发现,拉绳所做的功大于动滑轮拉钩码所做的功,其主要原因是　　　　　　　　　　　　。
(3) 第1次实验中,拉力所做的额外功是　　　　J,动滑轮的机械效率约为　　　　(结果精确到0.1%)。
(4) 由表中数据可知,同一动滑轮,所提升物重增大,机械效率将　　　　(增大/不变/减小)。
12. (2024·盐城东台一模)工人用如图所示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升2m,此过程中拉力的功率为120W。不计绳重和轮与轴的摩擦。g取10N/kg,求:
(1) 有用功。
第12题
(2) 工人的拉力。
(3) 滑轮组的机械效率。
第2课时　测量滑轮组的机械效率
1. 　　　　
如图所示,在测动滑轮机械效率的实验中,下列要求不正确的是 (　　)
第1题
A. 弹簧测力计必须先校零
B. 弹簧测力计必须竖直向上拉
C. 弹簧测力计必须在静止时读数
D. 实验时装置旁的直尺必须竖直放置
2. 影响滑轮组机械效率大小的因素有 (　　)
A. 重物移动距离的大小 B. 动力作用点移动距离的大小
C. 动滑轮的总重与摩擦力的大小 D. 定滑轮的个数与摩擦力的大小
3. 提高机械效率可以充分地发挥机械设备的作用,对节能减排、提高经济效益有重要的意义。为提高滑轮组的机械效率,根据你的学习和生活经验,可采取的措施有 (　　)
① 增加所提物体的重力 ② 减轻动滑轮的重力 ③ 给机械加润滑油 ④ 增加重物上升的高度
A. ①②③④ B. ①②③ C. ①③ D. ①②
4. 一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它将同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比 (　　)
A. 有用功减少,总功减少 B. 有用功增加,总功增加
C. 有用功不变,总功不变 D. 有用功不变,总功减少
5. (2024·苏州段考)在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如表所示。(弹簧测力计未画出)
次　序 物体的重力 G/N 提升高度 h/m 拉力 F/N 绳端移动的 距离s/m 机械效率η
1 2 0.2 1 0.6 66.7%
2 3 0.2 1.4 0.6 71.4%
3 4 0.2 1.8 0.6 74.1%
4 2 0.2 1.5 0.4
(1) 第1次数据是图　　　　(甲/乙)所示的滑轮组测得的。
(2) 采用图甲装置实验时,应用手竖直向上　　　　拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下的物体缓慢上升。
(3) 比较1、2、3次实验数据可判定,在装置相同情况下,物体越重,滑轮组的机械效率越　　　　。
(4) 第4次实验中的机械效率约为　　　　。
(5) 比较第　　　　两次实验数据初步得出:用同一滑轮组提升相同重物,其机械效率与滑轮组的绕绳方式无关。
(6) 采用图甲装置实验时,若弹簧测力计没有竖直向上拉,则测得的机械效率将　　　　(偏大/不变/偏小)。
第6题
6. 用如图所示的滑轮组甲和乙分别提升物体,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是 (　　)
A. 若物体重力和提升高度相同,则滑轮组的机械效率相同
B. 若动滑轮重力和物体重力相同,则滑轮组的机械效率相同
C. 若动滑轮重力和绳端拉力相同,则滑轮组甲的机械效率高
D. 若物体重力和绳端拉力相同,则滑轮组乙的机械效率高
7. (2024·苏州姑苏校级期中)提高机械效率可充分发挥机械设备的作用,对节能减排、提高经济效益有重要意义。某科技创新小组根据生活经验,对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想:
猜想1:滑轮组的机械效率与承担动滑轮重和物重的绳子股数有关。
猜想2:提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高。
猜想3:物体提升的高度越高,滑轮组的机械效率越高。
小李利用如图所示的甲、乙滑轮组进行探究,每个滑轮质量相等,实验得到的数据如表所示。
实验 次序 物体重 G/N 物体提升 高度h/cm 拉力 F/N 绳自由端移动 距离s/cm 机械效率η
1 2 2 1 6 66.7%
2 3 2 1.4 6 71.4%
3 2 2 1.5 4
(1) 本实验中用到的测量工具有弹簧测力计和　　　　。
(2) 实验过程中,应在竖直方向上缓慢拉动弹簧测力计,使物体升高时做　　　　运动。
(3) 第3次实验数据是用滑轮组　　　　(甲/乙)做的实验,实验中所做的有用功为　　　　J,滑轮组的机械效率约是　　　　(结果精确到0.1%)。
(4) 分析第　　　　两次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与承担滑轮重和物重的绳子股数无关;分析表中实验数据,发现:在滑轮组一定时,提升物体越重,机械效率越　　　　。
(5) 物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的拉力的比值叫作机械效益MA,用于比较不同机械的省力程度。现用如图甲所示滑轮组匀速提升重物,不计绳重和摩擦。下列描述滑轮组的机械效率η与机械效益MA、机械效益MA与物体重力G的关系图像中,可能正确的是　　　　。
　　　　
8. 　　　　
甲、乙两滑轮组均由一个定滑轮和一个动滑轮组成,用两滑轮组分别提升同一重物时,不计绳重和摩擦,机械效率分别为η甲=80%,η乙=75%。则两滑轮组中动滑轮的重力G甲∶G乙为(　　)
A. 3∶4 B. 4∶3 C. 4∶5 D. 5∶4
第3课时　机械效率的计算
1. (2024·苏州高新区二模)将重为24N的重物用如图的滑轮组匀速提升3m,所用拉力F=10N。不计轮与轴间的摩擦及绳重。求:
(1) 该过程中的有用功。
(2) 滑轮组的机械效率。
(3) 动滑轮的重力。
第1题
2. (2024·苏州吴江校级段考)如图所示,工人需把重600N的木箱A搬到高h=2m,长L=5m的斜面顶端。工人站在斜面顶端,沿斜面向上用时20s将木箱A匀速直线从斜面底端拉到斜面顶端,已知拉力F为320N。求:
(1) 拉力F的功率。
(2) 该斜面的机械效率。
(3) 木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力。
第2题
3. (2024·苏州吴江校级段考)如图所示,OA是一个质量分布均匀的杠杆,OA=2m,O是支点,B是OA的中点,在B点悬挂一个G=40N的重物。将杠杆从如图甲位置匀速提升到乙位置,重物上升的高度h=0.3m,拉力F=25N。
(1) 拉力F做的有用功是多少
(2) 将重物匀速提升时,杠杆的机械效率是多少
(3) 若不计绳重和摩擦,杠杆自身的重力G杆是多少
第3题
4. (2024·苏州工业园区期中)工人用图中的滑轮组提升重物,每个滑轮重为42.5N,物重为200N,重物上升2m,用时10s,克服动滑轮重所做的功占额外功的85%。求:
(1) 工人所做的有用功的功率。
(2) 滑轮组的机械效率。
第4题
5. (2025·常州武进校级模拟)在建筑工地,用如图甲所示的滑轮组把建筑材料运送到高处。电动机用800N的力拉钢丝绳,在0~20s的过程中建筑材料上升的高度随时间变化的关系如图乙所示,滑轮组的机械效率为90%。求:
(1) 在20s内电动机对钢丝绳拉力所做的功。
(2) 电动机对钢丝绳拉力做功的功率。
(3) 建筑材料的重力。
6. (2024·苏州工业园区校级期中)用如图所示滑轮组匀速提升重为350N的物体,人的重力为500N,人对绳的拉力为200N,不计绳重和摩擦。
(1) 求滑轮组的机械效率。
(2) 在此过程中,物体在5s内匀速上升了2m,求拉力的功率。
(3) 若绳子能承受的最大拉力是800N,拉动过程中绳子始终未断裂,此滑轮组的最大机械效率为多少
第6题
五、 机械效率
第1课时　认识机械效率
1. D　2. A　3. D　4. C　5. B　6. 800　50　7. (1) 由题意可知,克服窗玻璃的重力做的功W有用=G物h=400N×10m=4000J　(2) 由图可知,该动滑轮有2段绳子,所以绳子自由端移动的距离s=10m×2=20m,工人所用拉力做的功W总=Fs=250N×20m=5000J,拉力的功率P===100W　(3) 由机械效率公式可得动滑轮的机械效率η=×100%=×100%=80%　8. B　9. D　10. B　11. (1) 匀速　(2) 动滑轮有重力　(3) 0.04　71.4%　(4) 增大　12. (1) 货物的重力G=mg=45kg×10N/kg=450N;有用功W有用=Gh=450N×2m=900J　(2) 根据P=可得,拉力做的总功W总=Pt=120W×10s=1200J;绳端移动的距离s=3h=3×2m=6m,根据W=Fs可得,工人的拉力F===200N　(3) 滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=75%
第2课时　测量滑轮组的机械效率
1. C　2. C　3. B　4. D　5. (1) 甲　(2) 匀速　(3) 大
(4) 66.7%　(5) 1、4　(6) 偏小　6. B　7. (1) 刻度尺　(2) 匀速　(3) 甲　0.04　66.7%　(4) 1、3　高　(5) A
8. A　解析:η甲=×100%=80%　①,η乙=×100%=75%　②,由①可得,G甲=G,由②可得,G乙=G,所以,甲、乙动滑轮的重力之比G甲∶G乙=G∶G=3∶4。
第3课时　机械效率的计算
1. (1) 该过程中的有用功W有用=Gh=24N×3m=72J　(2) 由图知,n=3,绳子自由端移动的距离s=3h=3×3m=9m,拉力做的总功W总=Fs=10N×9m=90J,滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=80%　(3) 不计轮与轴间摩擦及绳重时,F=(G动+G),动滑轮重力G动=3F-G=3×10N-24N=6N　2. (1) 拉力F做的总功W总=FL=320N×5m=1600J,拉力做功的功率P===80W　(2) 克服木箱重力做的有用功W有用=Gh=600N×2m=1200J,该斜面的机械效率η=×100%=×100%=75%　(3) 此过程中,克服摩擦做的额外功W额外=W总-W有用=1600J-1200J=400J,由W额外=fL可得木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力f===80N　3. (1) 拉力F做的有用功W有用=Gh=40N×0.3m=12J　(2) 由数学知识可知拉力F移动的距离s=2h=2×0.3m=0.6m;总功W总=Fs=25N×0.6m=15J;杠杆的机械效率η=×100%=×100%=80%　(3) 若不计绳重和摩擦,克服杠杆自身的重力做的功是额外功,额外功W额外=W总-W有用=15J-12J=3J;杠杆重心上升的高度与重物上升高度相同,杠杆自身的重力G杆===10N　4. (1) 工人所做的有用功W有用=Gh=200N×2m=400J,有用功的功率P===40W　(2) 克服动滑轮重所做的功W动=G动h=42.5N×2m=85J,额外功W额外===100J,则滑轮组的机械效率η2=×100%=×100%=×100%=80%　5. (1) 由图甲可知,n=3,由图乙可知,20s内建筑材料上升4m,则钢丝绳拉力所做的功W总=Fs=Fnh=800N×3×4m=9600J　(2) 电动机对钢丝绳拉力做功的功率P===480W　(3) 根据η=×100%可知,有用功W有用=ηW总=90%×9600J=8640J,建筑材料的重力G===2160N　6. (1) 由图可知n=2,滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=87.5%　(2) 绳子自由端移动的距离s=nh=2×2m=4m,拉力做的总功W总=Fs=200N×4m=800J,拉力做功的功率P===160W　(3) 因为不计绳重和摩擦时,F=(G+G动),所以动滑轮的重力G动=nF-G=2×200N-350N=50N;因为人的重力小于绳子能承受的最大拉力,所以使用滑轮组时人向下的最大拉力大小等于人自身的重力,即F最大=G人=500N,所以用此滑轮组能提升的最大物重G最大=nF最大-G动=2×500N-50N=950N,此滑轮组的最大机械效率η大=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=95%