12《机械效率》练习
1、利用机械做功时，对人们有用的功叫 ( http: / / www.21cnjy.com ) 。不需要但又不得不做的功叫 ，两者之和叫 。2·1·c·n·j·ywww.21-cn-jy.com
2、小明把一桶水从一楼提到三楼，有用功是 ( http: / / www.21cnjy.com ) ，额外功是 。有用功500J，总功600J，则额外功是 J。【来源：21·世纪·教育·网】2·1·c·n·j·y
3、在物理学中，将 的比值，叫做机械效率，对于实际机械，由于 的存在，机械效率总 100%（选填“大于”“等于”或“小于”）。
4、（2016 永州）用如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示的滑轮组将一个重为48N的物体匀速提升0.2m，作用在绳子自由端的拉力为20N，则绳子自由端移动的距离为 m，该滑轮组的机械效率为 。21·世纪*教育网21·世纪*教育网
5、（2015 兰州）工人用如图所示的 ( http: / / www.21cnjy.com )滑轮组将重为500N的物体在4s内匀速提升了2m，若每个滑轮中40N，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．绳端的拉力F为270N B．拉力F的功率功为270W
C．额外功为160J D．有用功为1080J
6、在水平桌面上放一个重300N的 ( http: / / www.21cnjy.com )物体，物体与桌面的摩擦力为60N，如图所示，若不考虑绳的重力和绳的摩擦，使物体以0.1m/s匀速移动时，水平拉力F及其功率的大小分别为（ ）www-2-1-cnjy-comwww-2-1-cnjy-com
A．20N 2W B．30N 6W C．60N 2W D．20N 6W
7、小明同学的体重为500N，他用重为 ( http: / / www.21cnjy.com )10N的水桶提着重100N的水登上5m高的教室使用，在这一过程中，他做的有用功和额外功分别是 （ ）2-1-c-n-j-y2-1-c-n-j-y
A．500J 50J B．500J 2550J C．550J 2500J D．3000J 50J
8、关于机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．机械效率高的机械做功一定多
B．使用机械可以省力，省力越多，机械效率越高
C．没有摩擦时，机械效率一定等于100%
D．做同样的有用功，额外功越小，机械效率越高
9、在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某 ( http: / / www.21cnjy.com )实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下：
( http: / / www.21cnjy.com )
次 数 钩码重/N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的示数/N 弹簧测力计上升的距离/cm 机械效率
第1次 2 5 1 15 66.7%
第2次 4 5 1.7 15 \
第3次 6 5 \ 15 83.3%
（1）在实验操作中应该使钩码 （选填“快速”或“缓慢”）上升；
（2）进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为 （保留三位有效数字）；
（3）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为 N，滑轮组做的有用功是 J；
（4）分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与 有关。
答案：（1）缓慢 （2）78.4% （3）2.4 0.3 （4）物重或钩码重
10、如图，小王站在高3m、长6m的斜面上，将重200N的木箱沿斜面匀速从底端拉上顶端，拉力大小恒为120N，所花时间是10s。21教育网21·cn·jy·com
( http: / / www.21cnjy.com )
求：（1）木箱A沿斜面方向的运动速度；
（2）小王对木箱做功的功率；
（3）斜面的机械效率。
11、（2016 遵义）搬 ( http: / / www.21cnjy.com )运工人用如图所示的滑轮组将一个重120N的物体匀速提升3m，所用的拉力为50N，不计绳重及摩擦。求：21cnjy.com【来源：21·世纪·教育·网】
（1）滑轮组的机械效率；
（2）动滑轮的重；
（3）若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，拉力为多大。
( http: / / www.21cnjy.com )
答案：（1）2880J （2）90% （3）0.4m/s
答案与解析
1、有用功；额外功；总功
2、对水做的功；对桶做的功；100
解析：小明把一桶水从一楼 ( http: / / www.21cnjy.com )提到三楼，目的是提水，所以对水做的功是有用功；提水的同时，需要提桶，所以对桶做的功是额外功；额外功是总功与有用功之差，为600J-500J=100J。
3、有用功与总功；额外功；小于
4、0.6；80%
解析：由图可知，n=3，则绳子自由端移动的距离：
s=nh=3×0.2m=0.6m，
该滑轮组的机械效率：
5、B
解析：A、拉力为F=（G+G动）= ×（500N+40N）=180N，A选项错误；
B、绳子拉下的长度为s=3h=3×2m=6m，拉力做的功为W总=Fs=180N×6m=1080J，
拉力的功率为P=，B选项正确；
CD、有用功为W有=Gh=500N×2 ( http: / / www.21cnjy.com )m=1000J；额外功为W额=W总-W有=1080J-1000J=80J，此两选项均错误。21世纪21世纪教育网有21世纪教育网版权所有
6、D
解析：物体匀速运动，可知物体受的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，即F拉=f=60N，
从图可知，此滑轮组有三股绳子承担对物体的拉力，不考虑绳的重力和绳的摩擦，所以绳子自由端的水平拉力为：F= F拉= ×60N=20N；21·cn·jy·com21教育网
水平拉力的功率：，D正确。
7、A
8、D
9、（1）缓慢；（2）78.4%；（3）2.4；0.3；（4）物重（或钩码重）
解析：（1）在实验过程中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计
（2）根据表格中数据可知，
（3）第三次实验中：W有=Gh=6N×5×10-2m=0.3J；
由得，
弹簧测力计的示数F2≈2.4N。
（4）从实验数据看，钩码上升的高度无规 ( http: / / www.21cnjy.com )律的变化，所以机械效率不断增大不是由于被提升高度的变化而引起的。钩码重不断增大，机械效率不断提高．所以可以看出增大被提升物体的重力可以提高滑轮组的机械效率。21世纪教育网21-cn-jy.com21cnjy.com
10、（1）0.6m/s；（2）72W；（3）83.3%
解析：（1）；
（2）小王对木箱做的有用功：
W有=Gh=200N×3m=600J，
小王对木箱做的总功：
W总=Fs=120N×6m=720J，
功率：；
（3）
11、（1）80%；（2）30N；（3）170N
解析：由图可知，n=3；
（1）滑轮组的机械效率：；
（2）由F=（G+G动）可得，动滑轮的重：G动=3F-G=3×50N-120N=30N；
（3）若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，则拉力：
F′=（4G+G动）=（4×120N+30N）=170N。
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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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第十二章 简单机械
第３节 机械效率
实 验
1、如图甲，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，计算拉力所做的功。
2、如图乙，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，再次计算拉力所做的功。
G/N h/m W直/J F/N s/m W机/J
2 0.1 0.2 1.2 0.2 0.24
数据分析
结论：使用动滑轮比直接提升物体不省功。
G/N h/m W直/J F/N s/m W机/J
2 0.1 0.2 1.2 0.2 0.24
3、额外功：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）用W额 表示。。
1、有用功：直接对物体所做的功，用W有 表示
2、总功：利用机械所做的功（实际付出）用W总 表示。
一、有用功和额外功
思考
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？
提水所做的功是有用功；
提水桶所做的功是额外功。
2、如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功？
提水桶所做的功是有用功；
提水所做的功是额外功。
二、机械效率
1．定义：有用功跟总功的比值。
2．公式：
3．用百分数表示。总小于1。
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
随堂练习
例 起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是3.4×104J，起重机的机械效率是多少？g取10N/kg。
解： 起重机匀速提升重物所用的力：
F=G=mg=0.5×103kg×10N/kg=5×103N
起重机提升重物所做的有用功
W有=Fh=5×103N×3m=1.5×104J
起重机的机械效率：
起重机的机械效率一般为40-50℅
滑轮组的机械效率一般为50-70℅
抽水机的机械效率为60-80℅
小资料
思考：如何通过实验测量滑轮组的机械效率呢？ 需要测量哪几个量？怎样计算有用功？怎样计算总功？
三、测滑轮组的机械效率
F
实验原理
实验器材
注意事项
弹簧测力计、刻度尺、
铁架台、滑轮、细线、钩码。
竖直向上，匀速拉动测力计。
三、测滑轮组的机械效率
洪山嘴中学詹振亚
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
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％
F
=0.8N
F
=0.5N
=1.5N
F
结论1： 动滑轮重一定,物重越大，机械效率越高。
实验1 保持动滑轮重一定，改变钩码重力
洪山嘴中学詹振亚
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2
保持钩码重力一定，改变动滑轮重
结论2：相同物重时，动滑轮的重力越小，滑轮组的机械效率越高。
F
F
提高机械效率的方法
2、改进机械的结构，减小机械自重
1、减小机械间的摩擦力。
例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。
例如：加强机械运动部位的润滑。
3、增加物重。
2．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”）
匀速
2.4
24
83.3%
增大
随堂练习
1、测量小车的重量，记录数据；
3、改变斜面的倾斜程度，重复步2。
2、把小车用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、小车沿斜面移动的距离S、小车上升的高度h。
四、测斜面的机械效率
实验过程：
3、如图所示,沿斜面向上拉一个重为4.5 N的物体到斜面顶端，斜面长1.2 m，高0.3 m，拉力做功为2.16 J，则这个斜面的机械效率是______％，物体受到的摩擦力是______N.
62.5
0.675
随堂练习
二、机械效率：有用功跟总功的比值
公式：η＝
Ｗ有用
Ｗ总
Ｗ有用
Ｗ有用＋Ｗ额外
＝
课堂小结
一、有用功：对人们有用的功
额外功：人们不需要而又不得不做的功。
总功：有用功加额外功。
三、测量滑轮组的机械效率
物理微课堂
1.如图所示，工人师傅用150N的力将重200N的物体匀速提升1m，在此过程中滑轮组的机械效率是（ ）
A.80% B.62.5%
C.66.6% D.20%
C
巩固练习
2.如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中（ ）
A．甲图省力，机械效率甲图大
B．甲图省力，机械效率一样大
C．乙图省力，机械效率乙图大
D．乙图省力，机械效率一样大
B
巩固练习
3、利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是（ ）
A．重力做的功是有用功
B．拉力F1做的功是额外功
C．绳子自由端的拉力F做的功是总功
D．该滑轮的机械效率可能等于100%
C
巩固练习
4、如图斜面长6m、高1.5m，工人用沿斜面向上500N的力，以1.5m/s的速度把重1600N的箱子匀速推到车上，则推力的功率是 W；该斜面机械效率是 %。
750
80
巩固练习
