第4节 机械效率
1.结合实例认识什么是有用功、额外功和总功。2．(重点)知道什么是机械效率。3．会计算简单机械的机械效率。4．(重点)会测量滑轮组的机械效率。5．了解提高机械效率的途径和意义。
eq \o(\s\up17(),\s\do19( ))
1．有用功和额外功
对人们有用的功叫作有用功，用W有用表示；对人们无用但又不得不做的功叫作额外功，用W额外表示；总功等于有用功与额外功之和，即W总＝W有用＋W额外。
2．机械效率
物理学中，将有用功跟总功的比值叫作机械效率。公式：η＝；有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1；机械效率通常用百分数表示，没有单位。
提高机械效率的主要办法是改进结构，使机械设备更合理、更轻巧。在使用中按照技术规程经常保养，使机械设备处于良好的状态，对于保持和提高机械效率也有重要作用。
eq \o(\s\up17(),\s\do19( ))
重难突破
1．有用功、额外功和总功
(1)有用功是人们为了达到目的，无论采用哪种方法都必须做的功。一般情况下，做功有两个目的：一是竖直提升重物，二是水平移动物体。
①竖直匀速提升重物：W有用＝Gh，G、h分别为被提升物体所受的重力和上升的高度；
②水平匀速移动重物，W有用＝fs，f、s分别为被移动物体与接触面的摩擦力和移动的距离。
(2)为了完成有用功，在使用机械时，还要克服机械自重(如动滑轮的重力)、摩擦力等因素做功，这些功是额外功，额外功是人们不想做但又不得不做的功。
(3)总功等于作用在机械上的力和移动的距离的乘积，即W＝Fs，与有用功和额外功的关系为W总＝W有用＋W额外。
不存在既省力又省距离的机械，也就是没有省功的机械，即使用任何机械都不能省功。
温馨提示：区分有用功与额外功的关键是看做功需要达到什么目的。在同一做功过程中，目的不同，功的性质就不一样。
【典例1】如图所示，物体重200 N，动滑轮重10 N，小明用110 N的拉力(方向不变)将物体匀速提升2 m，则此过程中小明所做的有用功是________J，额外功是________J，总功是________J，对动滑轮做的功是_______________J，
对动滑轮做的功是________(选填“有用功”或“额外功”)的一部分。
解析 小明利用滑轮组提升重物时所做的有用功
W有用＝Gh＝200 N×2 m＝400 J
由图知有2段绳子拉着物体，拉力端移动距离s＝2h＝2×2 m＝4 m
拉力所做的总功
W总＝Fs＝110 N×4 m＝440 J
则额外功
W额外＝W总－W有用＝440 J－400 J＝40 J
对动滑轮做的功
W动＝G动h＝10 N×2 m＝20 J
小明的目的是提升物体，则对动滑轮做的功是额外功的一部分。
答案 400 40 440 20 额外功
2．测量滑轮组的机械效率
【实验原理】 η＝＝。
【实验器材】定滑轮、动滑轮组成的滑轮组，弹簧测力计，钩码和刻度尺。
【实验步骤】
(1)用弹簧测力计测出钩码所受的重力G，按照图甲安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置。
(2)如图乙所示，竖直匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，并用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表。
(3)应用公式W有用＝Gh、W总＝Fs、η＝分别求出有用功W有用、总功W总、机械效率η，填入表。
(4)改变钩码的数量，再做两次上面的实验，将所测数据记入表。
(5)换用如图丙所示的装置重复实验步骤(1)～(3)，将实验数据记入表。
eq \o(\s\up17(),\s\do19(甲 乙 )) eq \o(\s\up17(),\s\do19(丙))
【实验表格】
序号 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 有用功W有用/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械效率η
1
2
3
4
【实验结论】
(1)同一装置的机械效率并不是固定不变的，与被提升的物重有关，物体所受的重力越大，机械效率越高。
(2)机械效率还与机械装置本身有关，与其结构、自身的重力以及润滑程度都有关系。
【交流、反思与评估】
(1)实验时拉力的方向应竖直向上，应在钩码匀速移动时读取拉力的大小。
(2)确定绕线方式与承担重物绳子的段数n，与动滑轮连接的段数即为承担重物绳子的段数，如图甲所示，n＝3，用“奇动偶定法”确定绕线方式。
(3)影响滑轮组机械效率的因素：物体所受的重力、动滑轮所受的重力、绳子与滑轮之间的摩擦力；与绳子的绕法、绳子段数无关。
(4)动滑轮所受的重力、物重相同时，所测机械效率不同的可能原因：绳子与滑轮或滑轮与轴之间的摩擦不同。
(5)可以不用刻度尺测量距离，用下列公式计算，也能得出机械效率。
η＝＝＝。
【典例2】 用如图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如表所示。
序号 钩码所受的重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm 机械效率η
1 2.0 5 1.0 15 66.7%
2 4.0 5 1.8 15 74.1%
3 4.0 10 1.8 30 74.1%
4 6.0 5 2.5 15
(1)实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做____________运动。第 1次实验时，钩码上升的时间为3 s，此过程中，绳子自由端上升的速度为________m/s。
(2)第4次实验时所做的有用功为__________________J，
滑轮组的机械效率是________%。
(3)分析 1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物所受的重力越________(选填“大”或“小”)，滑轮组的机械效率越高。分析 2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度________(选填“有关”或“无关”)。
(4)用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是________(填选项)。
A. 换用更轻的动滑轮
B. 加快提升物体的速度
解析 (1)实验中为使弹簧测力计读数平稳，需要使钩码做匀速直线运动。
第1次实验中，绳子在3 s内移动的距离为15 cm，则绳子移动的速度
v＝＝＝0.05 m/s。
(2)第4次实验时所做的有用功
W有用＝Gh＝6.0 N×5×10－2 m＝0.3 J
第4次实验做的总功
W总＝Fs＝2.5 N×15×10－2 m＝0.375 J
第4次实验时滑轮组的机械效率
η＝＝＝0.8＝80%。
(3)根据1、2、4次实验的数据可知，重物所受的重力越大，滑轮组的机械效率越高。
2、3两次实验中，钩码所受的重力相同，只改变钩码上升的高度，滑轮组的机械效率不变，可知滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
(4)根据机械效率的公式η＝＝，可知提高机械效率的方法有：①额外功一定时，增加有用功，即增加物重；②有用功一定时，减少额外功，即换用轻质动滑轮，故A符合题意，B不符合题意。故选A。
答案 (1)匀速直线 0.05 (2)0.3 80 (3)大 无关 (4)A
随堂练习
知识点一 有用功和额外功
1．买茶杯的人从货架上拿起茶杯，喝茶水的人从桌面上端起茶杯，下列对两人克服茶杯重力做功的说法正确的是( )
A．都是有用功
B．都是总功
C．对喝茶的人来说是有用功
D．对买茶杯的人来说是有用功
2．(2025·东莞模拟)如图甲所示，A、B是两个完全相同的物体，琴琴分别利用两个滑轮组将A、B两物体从地面匀速拉到相同高度，对物体做功情况如图乙所示，请问：琴琴操作的滑轮组对物体A做的有用功是______J，对物体B做的额外功是________J，将物体A从地面往上拉动的过程中，机械能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
eq \o(\s\up17(),\s\do19(甲)) eq \o(\s\up17(),\s\do19(乙))
3．下列关于机械效率的说法正确的是( )
A．越省力的机械，机械效率越高
B．做功越快的机械，机械效率越高
C．所做有用功越多的机械，机械效率越高
D．有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高
4．下列说法错误的是( )
A．用同一水桶从井中提水时，提一桶水比提半桶水的机械效率高
B．水桶掉到井里，把水桶捞上来时，对桶做的功是有用功
C．用动滑轮提升重物时，绳子自由端拉力做的功是总功
D．使用机械过程中，额外功越少，则机械效率就越高
5．(2025·广东模拟)某机械在工作的某一段时间内，其有用功与额外功的关系如图，则选项正确的是( )
A．机械效率为66.7%
B．机械效率为40%
C．若机械效率保持不变，当完成6 000 J有用功时，需要机械做104 J总功
D．若机械效率保持不变，由于能量守恒，机械做的有用功增加时，额外功会减小
eq \o(\s\up17(),\s\do19( ))
基础巩固
1．吃饭时使用竹筷夹着食物，放进嘴中，人所做的额外功是( )
A．移动食物所做的功
B．对食物和竹筷所做的功
C．移动竹筷所做的功
D．用力夹食物所做的功
2．(2025·广州模拟)如图所示，用甲、乙、丙三种机械装置使同一重为G的物体匀速升高2 m，动滑轮重为G动(且G>G动)，不计绳重及摩擦的情况下，下列说法正确的是( )
eq \o(\s\up17(),\s\do19(甲)) eq \o(\s\up17(),\s\do19(乙)) eq \o(\s\up17(),\s\do19(丙))
A．甲、乙的机械效率相等
B．甲比乙更省力，且F1＝F2
C．甲、乙、丙装置所做的有用功相等
D．若物重G＝100 N，F3＝50 N，丙的机械效率为75%
3．(2025·深圳期末)盐田港是粤港澳大湾区国际航运枢纽港，港口装卸货柜箱时，起重机上的滑轮起到了关键作用。如图所示，起重机将质量为30 t的货柜箱匀速提升5 m，滑轮上钢绳自由端拉力为2×105 N，该机械所做的有用功为________J，机械效率为________%。请提出一种可以提高该起重机机械效率的方法：____________________。(g取10 N/kg)
4．用如图所示的滑轮组将重540 N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10 m，绳端拉力为200 N(不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦)，则动滑轮重________N，此过程该滑轮组的机械效率为________。
5．如图所示，把重为40 N的物体从斜面底端匀速推到斜面顶端，斜面长2 m，高0.6 m，沿斜面的推力F为20 N。那么，此过程中有用功是________J，斜面的机械效率是________。
6．如图所示，用滑轮组匀速提升重为200 N的物体，拉力F为125 N，物体升高的高度为4 m，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法正确的是( )
A．总功为800 J
B．动滑轮重为5 N
C．绳端移动的距离为4 m
D．滑轮组的机械效率为80%
7．如图所示是《天工开物》中记载的汲水工具——桔槔的示意图，图中O点为支点，前端系一水桶，后端系一重为100 N的配重，当水桶整体所受重力为180 N时恰好不需要人拉绳就能使水桶脱离水面后提升2 m至井口处，此时后端下降的距离为前端上升距离的2倍，汲水过程中做的有用功为________J，此次汲水时桔槔的机械效率为________。(忽略桔槔自身重力)
8．(2025·广州模拟)《墨经》中记录了一种斜面引重车，如图甲所示，前轮小后轮大，绳子一端紧系在后轮轮轴，另一端绕过斜面顶端的滑轮与重物相连，重物通过绳子被从斜面的底端匀速拉到顶端。运动过程忽略空气阻力和滑轮摩擦。
eq \o(\s\up17(),\s\do19(甲)) eq \o(\s\up17(),\s\do19(乙))
小敏用图乙斜面M来研究引重车。用力F沿斜面匀速拉动同一物体，改变斜面M的倾斜程度，多次实验，记录如下数据。根据数据计算以下问题：
实验次序 倾斜程度 物重G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η
1 较缓 5 0.2 2.4 1.0 1.0 2.4 41.7%
2 较陡 5 0.5 3.2 1.0 2.5 3.2 78.1%
3 最陡 5 0.8 4.3 1.0
(1)第1次实验中的额外功和物体所受的摩擦力f。
(2)倾斜程度“最陡”时，斜面的机械效率。(百分号前保留一位小数)
(3)通过数据分析可推出，其他条件不变时，沿斜面向上匀速拉动相同质量的重物，设计________(选填“a”或“b”)更省力。 第4节 机械效率
INCLUDEPICTURE "节.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/节.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "节.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "节.TIF" \* MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE "学习目标上.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/学习目标上.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "学习目标上.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "学习目标上.TIF" \* MERGEFORMAT
1.结合实例认识什么是有用功、额外功和总功。2．(重点)知道什么是机械效率。3．会计算简单机械的机械效率。4．(重点)会测量滑轮组的机械效率。5．了解提高机械效率的途径和意义。
eq \o(\s\up17( INCLUDEPICTURE "课前梳理.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/课前梳理.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "课前梳理.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "课前梳理.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do19( ))
1．有用功和额外功
对人们有用的功叫作有用功，用W有用表示；对人们无用但又不得不做的功叫作额外功，用W额外表示；总功等于有用功与额外功之和，即W总＝W有用＋W额外。
2．机械效率
物理学中，将有用功跟总功的比值叫作机械效率。公式：η＝；有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1；机械效率通常用百分数表示，没有单位。
提高机械效率的主要办法是改进结构，使机械设备更合理、更轻巧。在使用中按照技术规程经常保养，使机械设备处于良好的状态，对于保持和提高机械效率也有重要作用。
eq \o(\s\up17( INCLUDEPICTURE "课堂解析.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/课堂解析.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "课堂解析.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "课堂解析.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do19( ))
INCLUDEPICTURE "三角.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/三角.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "三角.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "三角.TIF" \* MERGEFORMAT 重难突破
1．有用功、额外功和总功
(1)有用功是人们为了达到目的，无论采用哪种方法都必须做的功。一般情况下，做功有两个目的：一是竖直提升重物，二是水平移动物体。
①竖直匀速提升重物：W有用＝Gh，G、h分别为被提升物体所受的重力和上升的高度；
②水平匀速移动重物，W有用＝fs，f、s分别为被移动物体与接触面的摩擦力和移动的距离。
(2)为了完成有用功，在使用机械时，还要克服机械自重(如动滑轮的重力)、摩擦力等因素做功，这些功是额外功，额外功是人们不想做但又不得不做的功。
(3)总功等于作用在机械上的力和移动的距离的乘积，即W＝Fs，与有用功和额外功的关系为W总＝W有用＋W额外。
不存在既省力又省距离的机械，也就是没有省功的机械，即使用任何机械都不能省功。
温馨提示：区分有用功与额外功的关键是看做功需要达到什么目的。在同一做功过程中，目的不同，功的性质就不一样。
【典例1】如图所示，物体重200 N，动滑轮重10 N，小明用110 N的拉力(方向不变)将物体匀速提升2 m，则此过程中小明所做的有用功是________J，额外功是________J，总功是________J，对动滑轮做的功是_______________J，
对动滑轮做的功是________(选填“有用功”或“额外功”)的一部分。
INCLUDEPICTURE "25WS-761.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/25WS-761.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "25WS-761.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "25WS-761.TIF" \* MERGEFORMAT
解析 小明利用滑轮组提升重物时所做的有用功
W有用＝Gh＝200 N×2 m＝400 J
由图知有2段绳子拉着物体，拉力端移动距离s＝2h＝2×2 m＝4 m
拉力所做的总功
W总＝Fs＝110 N×4 m＝440 J
则额外功
W额外＝W总－W有用＝440 J－400 J＝40 J
对动滑轮做的功
W动＝G动h＝10 N×2 m＝20 J
小明的目的是提升物体，则对动滑轮做的功是额外功的一部分。
答案 400 40 440 20 额外功
2．测量滑轮组的机械效率
【实验原理】 η＝＝。
【实验器材】定滑轮、动滑轮组成的滑轮组，弹簧测力计，钩码和刻度尺。
【实验步骤】
(1)用弹簧测力计测出钩码所受的重力G，按照图甲安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置。
(2)如图乙所示，竖直匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，并用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表。
(3)应用公式W有用＝Gh、W总＝Fs、η＝分别求出有用功W有用、总功W总、机械效率η，填入表。
(4)改变钩码的数量，再做两次上面的实验，将所测数据记入表。
(5)换用如图丙所示的装置重复实验步骤(1)～(3)，将实验数据记入表。
eq \o(\s\up17( INCLUDEPICTURE "25ws-762.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/25ws-762.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "25ws-762.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "25ws-762.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do19(甲 乙 )) eq \o(\s\up17( INCLUDEPICTURE "25wS-763.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/25wS-763.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "25wS-763.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "25wS-763.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do19(丙))
【实验表格】
序号 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 有用功W有用/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械效率η
1
2
3
4
【实验结论】
(1)同一装置的机械效率并不是固定不变的，与被提升的物重有关，物体所受的重力越大，机械效率越高。
(2)机械效率还与机械装置本身有关，与其结构、自身的重力以及润滑程度都有关系。
【交流、反思与评估】
(1)实验时拉力的方向应竖直向上，应在钩码匀速移动时读取拉力的大小。
(2)确定绕线方式与承担重物绳子的段数n，与动滑轮连接的段数即为承担重物绳子的段数，如图甲所示，n＝3，用“奇动偶定法”确定绕线方式。
(3)影响滑轮组机械效率的因素：物体所受的重力、动滑轮所受的重力、绳子与滑轮之间的摩擦力；与绳子的绕法、绳子段数无关。
(4)动滑轮所受的重力、物重相同时，所测机械效率不同的可能原因：绳子与滑轮或滑轮与轴之间的摩擦不同。
(5)可以不用刻度尺测量距离，用下列公式计算，也能得出机械效率。
η＝＝＝。
【典例2】 用如图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如表所示。
INCLUDEPICTURE "25WS-764.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/25WS-764.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "25WS-764.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "25WS-764.TIF" \* MERGEFORMAT
序号 钩码所受的重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm 机械效率η
1 2.0 5 1.0 15 66.7%
2 4.0 5 1.8 15 74.1%
3 4.0 10 1.8 30 74.1%
4 6.0 5 2.5 15
(1)实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做____________运动。第 1次实验时，钩码上升的时间为3 s，此过程中，绳子自由端上升的速度为________m/s。
(2)第4次实验时所做的有用功为__________________J，
滑轮组的机械效率是________%。
(3)分析 1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物所受的重力越________(选填“大”或“小”)，滑轮组的机械效率越高。分析 2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度________(选填“有关”或“无关”)。
(4)用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是________(填选项)。
A. 换用更轻的动滑轮
B. 加快提升物体的速度
解析 (1)实验中为使弹簧测力计读数平稳，需要使钩码做匀速直线运动。
第1次实验中，绳子在3 s内移动的距离为15 cm，则绳子移动的速度
v＝＝＝0.05 m/s。
(2)第4次实验时所做的有用功
W有用＝Gh＝6.0 N×5×10－2 m＝0.3 J
第4次实验做的总功
W总＝Fs＝2.5 N×15×10－2 m＝0.375 J
第4次实验时滑轮组的机械效率
η＝＝＝0.8＝80%。
(3)根据1、2、4次实验的数据可知，重物所受的重力越大，滑轮组的机械效率越高。
2、3两次实验中，钩码所受的重力相同，只改变钩码上升的高度，滑轮组的机械效率不变，可知滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
(4)根据机械效率的公式η＝＝，可知提高机械效率的方法有：①额外功一定时，增加有用功，即增加物重；②有用功一定时，减少额外功，即换用轻质动滑轮，故A符合题意，B不符合题意。故选A。
答案 (1)匀速直线 0.05 (2)0.3 80 (3)大 无关 (4)A
INCLUDEPICTURE "三角.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/三角.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "三角.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "三角.TIF" \* MERGEFORMAT 随堂练习
知识点一 有用功和额外功
1．买茶杯的人从货架上拿起茶杯，喝茶水的人从桌面上端起茶杯，下列对两人克服茶杯重力做功的说法正确的是( D )
A．都是有用功
B．都是总功
C．对喝茶的人来说是有用功
D．对买茶杯的人来说是有用功
2．(2025·东莞模拟)如图甲所示，A、B是两个完全相同的物体，琴琴分别利用两个滑轮组将A、B两物体从地面匀速拉到相同高度，对物体做功情况如图乙所示，请问：琴琴操作的滑轮组对物体A做的有用功是______J，对物体B做的额外功是________J，将物体A从地面往上拉动的过程中，机械能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
eq \o(\s\up17( INCLUDEPICTURE "27EGDWL105.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/27EGDWL105.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "27EGDWL105.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "27EGDWL105.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do19(甲)) eq \o(\s\up17( INCLUDEPICTURE "27EGDWL105A.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/27EGDWL105A.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "27EGDWL105A.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "27EGDWL105A.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do19(乙))
【答案】2 0.5 增大
知识点二 机械效率
3．下列关于机械效率的说法正确的是( D )
A．越省力的机械，机械效率越高
B．做功越快的机械，机械效率越高
C．所做有用功越多的机械，机械效率越高
D．有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高
4．下列说法错误的是( D )
A．用同一水桶从井中提水时，提一桶水比提半桶水的机械效率高
B．水桶掉到井里，把水桶捞上来时，对桶做的功是有用功
C．用动滑轮提升重物时，绳子自由端拉力做的功是总功
D．使用机械过程中，额外功越少，则机械效率就越高
5．(2025·广东模拟)某机械在工作的某一段时间内，其有用功与额外功的关系如图，则选项正确的是( C )
INCLUDEPICTURE "27EGDWL106.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/27EGDWL106.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "27EGDWL106.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "27EGDWL106.TIF" \* MERGEFORMAT
A．机械效率为66.7%
B．机械效率为40%
C．若机械效率保持不变，当完成6 000 J有用功时，需要机械做104 J总功
D．若机械效率保持不变，由于能量守恒，机械做的有用功增加时，额外功会减小
eq \o(\s\up17( INCLUDEPICTURE "课后练习.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/课后练习.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "课后练习.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "课后练习.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do19( ))
INCLUDEPICTURE "三角.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/三角.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "三角.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "三角.TIF" \* MERGEFORMAT 基础巩固
1．吃饭时使用竹筷夹着食物，放进嘴中，人所做的额外功是( C )
A．移动食物所做的功
B．对食物和竹筷所做的功
C．移动竹筷所做的功
D．用力夹食物所做的功
2．(2025·广州模拟)如图所示，用甲、乙、丙三种机械装置使同一重为G的物体匀速升高2 m，动滑轮重为G动(且G>G动)，不计绳重及摩擦的情况下，下列说法正确的是( C )
eq \o(\s\up17( INCLUDEPICTURE "27EGDWL107.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/27EGDWL107.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "27EGDWL107.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "27EGDWL107.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do19(甲)) eq \o(\s\up17( INCLUDEPICTURE "27EGDWL107A.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/27EGDWL107A.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "27EGDWL107A.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "27EGDWL107A.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do19(乙)) eq \o(\s\up17( INCLUDEPICTURE "27EGDWL107B.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/27EGDWL107B.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "27EGDWL107B.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "27EGDWL107B.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do19(丙))
A．甲、乙的机械效率相等
B．甲比乙更省力，且F1＝F2
C．甲、乙、丙装置所做的有用功相等
D．若物重G＝100 N，F3＝50 N，丙的机械效率为75%
3．(2025·深圳期末)盐田港是粤港澳大湾区国际航运枢纽港，港口装卸货柜箱时，起重机上的滑轮起到了关键作用。如图所示，起重机将质量为30 t的货柜箱匀速提升5 m，滑轮上钢绳自由端拉力为2×105 N，该机械所做的有用功为________J，机械效率为________%。请提出一种可以提高该起重机机械效率的方法：____________________。(g取10 N/kg)
INCLUDEPICTURE "27EGDWL108.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/27EGDWL108.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "27EGDWL108.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "27EGDWL108.TIF" \* MERGEFORMAT
【答案】1.5×106 75 见解析
【解析】该机械所做的有用功W有用＝Gh＝mgh＝30×103 kg×10 N/kg×5 m＝1.5×106 J。
由题图可知，承担物重绳子的股数n＝2，该滑轮组的机械效率
η＝＝＝＝＝＝＝75%。
增大机械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是减小额外功，如减小摩擦、减轻动滑轮重。因此可以增大货物重力或减小动滑轮重力或减小摩擦或减轻绳重。
4．用如图所示的滑轮组将重540 N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10 m，绳端拉力为200 N(不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦)，则动滑轮重________N，此过程该滑轮组的机械效率为________。
INCLUDEPICTURE "25WS-775.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/25WS-775.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "25WS-775.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "25WS-775.TIF" \* MERGEFORMAT
【答案】60 90%
5．如图所示，把重为40 N的物体从斜面底端匀速推到斜面顶端，斜面长2 m，高0.6 m，沿斜面的推力F为20 N。那么，此过程中有用功是________J，斜面的机械效率是________。
INCLUDEPICTURE "25WS-776.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/25WS-776.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "25WS-776.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "25WS-776.TIF" \* MERGEFORMAT
【答案】24 60%
INCLUDEPICTURE "三角.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/三角.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "三角.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "三角.TIF" \* MERGEFORMAT 能力达标
6．如图所示，用滑轮组匀速提升重为200 N的物体，拉力F为125 N，物体升高的高度为4 m，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法正确的是( D )
INCLUDEPICTURE "25WS-777.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/25WS-777.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "25WS-777.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "25WS-777.TIF" \* MERGEFORMAT
A．总功为800 J
B．动滑轮重为5 N
C．绳端移动的距离为4 m
D．滑轮组的机械效率为80%
7．如图所示是《天工开物》中记载的汲水工具——桔槔的示意图，图中O点为支点，前端系一水桶，后端系一重为100 N的配重，当水桶整体所受重力为180 N时恰好不需要人拉绳就能使水桶脱离水面后提升2 m至井口处，此时后端下降的距离为前端上升距离的2倍，汲水过程中做的有用功为________J，此次汲水时桔槔的机械效率为________。(忽略桔槔自身重力)
INCLUDEPICTURE "27EGDWL109.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/27EGDWL109.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "27EGDWL109.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "27EGDWL109.TIF" \* MERGEFORMAT
【答案】360 90%
8．(2025·广州模拟)《墨经》中记录了一种斜面引重车，如图甲所示，前轮小后轮大，绳子一端紧系在后轮轮轴，另一端绕过斜面顶端的滑轮与重物相连，重物通过绳子被从斜面的底端匀速拉到顶端。运动过程忽略空气阻力和滑轮摩擦。
eq \o(\s\up17( INCLUDEPICTURE "27EGDWL110.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/27EGDWL110.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "27EGDWL110.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "27EGDWL110.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do19(甲)) eq \o(\s\up17( INCLUDEPICTURE "27EGDWL110a.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/27EGDWL110a.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "27EGDWL110a.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "27EGDWL110a.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do19(乙))
小敏用图乙斜面M来研究引重车。用力F沿斜面匀速拉动同一物体，改变斜面M的倾斜程度，多次实验，记录如下数据。根据数据计算以下问题：
实验次序 倾斜程度 物重G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η
1 较缓 5 0.2 2.4 1.0 1.0 2.4 41.7%
2 较陡 5 0.5 3.2 1.0 2.5 3.2 78.1%
3 最陡 5 0.8 4.3 1.0
(1)第1次实验中的额外功和物体所受的摩擦力f。
(2)倾斜程度“最陡”时，斜面的机械效率。(百分号前保留一位小数)
(3)通过数据分析可推出，其他条件不变时，沿斜面向上匀速拉动相同质量的重物，设计________(选填“a”或“b”)更省力。
INCLUDEPICTURE "27EGDWL111.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../广东慧源物理八年级下册（人教版）/完整word/27EGDWL111.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "27EGDWL111.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "27EGDWL111.TIF" \* MERGEFORMAT
【答案】(1)1.4 J 1.4 N (2)93.0% (3)a
【解析】(1)根据表中数据可知，第1次实验中的额外功W额外1＝W总1－W有用1＝2.4 J－1 J＝1.4 J。
根据W额外1＝fs1可知，物体所受的摩擦力f＝＝＝1.4 N。
(2)倾斜程度“最陡”时，有用功W有用3＝G3h3＝5 N×0.8 m＝4 J
总功W总3＝F3s3＝4.3 N×1 m＝4.3 J
斜面的机械效率η3＝＝≈93.0%。
(3)由表中数据可知，当物重一定时，斜面倾斜程度越小越省力，因此当其他条件不变时，沿斜面向上匀速拉动相同质量的重物，设计a更省力。
