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参考答案
课堂练习 当堂反馈
1. D 2. D 3. A 4. 3000 75% 5. 600 20% 6. 解：(1)货物所受重力：G＝mg＝420 kg×10 N/kg＝4.2×103 N，起重机做的有用功：W有用＝Gh＝4.2×103 N×5 m＝2.1×104 J；起重机做的总功：W总＝W有用＋W额外＝2.1×104 J＋9000 J＝3.0×104 J。 (2)机械效率：η＝×100%＝×100%＝70%。
同步练习 易学精练
1. C
2. C
3. D
4. C 【解析】两名运动员做的总功：W总＝2G1h1＝2×600 N×1.5 m＝1800 J；对女运动员做的有用功：W有用＝G2h2＝450 N×3 m＝1350 J；跳板的机械效率：η＝×100%＝×100%＝75%。
5. 有用功 额外功 额外功
6. 1800 600 【解析】工人所做的有用功：W有用＝Gh＝600 N×3 m＝1800 J；总功：W总＝Fs＝400 N×6 m＝2400 J；由W总＝W有用＋W额外得，额外功：W额外＝W总－W有用＝2400 J－1800 J＝600 J。
7. 83.3%
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沪粤版物理九年级上册
第十一章 机械功与机械能
11.3 如何提高机械效率
第1课时 认识机械效率
知识梳理 典例精讲
知识点一 有用功与额外功
1.有用功：利用机械做功时，我们需要的、有价值的功叫做有用功，用表示。
2.额外功：我们使用机械做功时，必须克服机械自身部件的重力和摩擦力等做一定量的功，这部分功对人们既无利用价值，又不得不做的功叫做额外功，用表示。
3.总功：实际使用机械做功时，有用功与额外功之和，叫做总功，用表示，表达式为=+。
温馨提示：由于机械本身都受到重力，机械器件之间又有无法避免的摩擦，所以使用任何机械都不得不做额外功，也就是说额外功是不可避免的.这样有用功总小于总功，故机械效率总小于1。
例1 如图所示，小明同学用滑轮组提升摩托车过程中，所做的有用功是( )
A.克服绳与滑轮间的摩擦力做的功 B.克服摩托车重力所做的功
C.提升摩托车的同时提升滑轮做的功 D.克服绳子的重力所做的功
【解析】有用功是人们使用机械时，我们需要的、有价值的功.由题意知，小明同学是用滑轮组提升摩托车，目的就是提升摩托车，则克服摩托车重力所做的功就是有用功；在利用滑轮组提升摩托车的过程中，克服滑轮的重力、滑轮与绳子之间的摩擦力做的功均为额外功，这两种功的和就是总功。故B选项正确。
【答案】 B
注意：判断有用功、额外功的关键是看做功的过程中，我们想要达到的目的是什么，为实现这一目的所做的功就是有用功，其余的功就是额外功。
知识点二 机械效率
1.定义：在物理学中，把有用功与总功的比值，叫做机械效率。
2.计算公式：η=×100%。
3.物理意义：机械效率表示的是有用功在总功中所占百分比的大小，它反映的是机械做功时，机械性能的好坏。
4.影响机械效率高低的因素：使用机械时的摩擦力、机械本身的重力、提升的物重等。
温馨提示：(1)由于机械效率是一个比值，故它只有大小，没有单位。(2)某一机械的机械效率不是固定不变的，机械效率反映的是机械在一次做功过程中有用功跟总功的比值，同一机械在不同做功过程中，提起的重物不同，机械效率往往不同。
5.提高机械效率的方法：改进机械结构，尽量减小机械自重；合理使用机械，按照技术规程经常保养，定时润滑；当额外功一定时，在机械可承受的范围内，尽可能增加每次提升重物的重力，充分发挥机械的作用。
6.常见的简单机械为杠杆、滑轮、斜面，其机械效率的表达式如下：
(1)杠杆类：如图甲所示，该类问题所涉及的物理量有：物重G、物体移动的距离h、动力F、动力F移动的距离s、机械效率η。其中=Gh、=Fs、=－，杠杆的机械效率为：η=×100%=×100%。
甲 乙
(2)斜面类 ：如图乙所示，该类问题所涉及的物理量有：物重G、沿斜面的拉力F、斜面长s、斜面高h、机械效率η。其中=Gh、=Fs、=－，斜面的机械效率为：η=×100%=×100%。
(3)滑轮组类 ：①滑轮组竖直放置：如图丙所示，该类问题所涉及的物理量有：物重G、沿斜面的拉力F、斜面长s、斜面高h、机械效率η。其中=Gh、=Fs、=－，滑轮组的机械效率为：η=×100%=×100%。
丙 丁
②滑轮组水平放置：如图丁所示，该类问题所涉及的物理量有：物体与水平面间的摩擦力、物体移动的距离l、动力F、动力F移动的距离s、机械效率η。其中=l、=Fs、=－，滑轮组的机械效率为：η=×100%=×100%。
温馨提示：在分析有用功和总功时，一般动力对机械做的功为总功，机械对物体做的功为有用功。机械效率由有用功和总功两个因素决定，分析时一定要用控制变量法，即当总功一定时，机械所做的有用功越多或额外功越少，机械效率就越高；当有用功一定时，机械所做的总功越少或额外功越少，机械效率就越高；当额外功一定时，机械所做的总功越多或有用功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。
例2 下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是( )
A.功率越大，做功越快，机械效率越高
B.做功越少，功率越小，机械效率越低
C.功率越大，反映做功越快，与机械效率无关
D.机械效率越高，表明它做的功越多
【解析】功率与机械效率是两个截然不同的概念，两者不存在联系.机械效率高的机械，其功率不一定大，同样，功率大的机械，其机械效率不一定高，功率越大，反映做功越快，故A选项错误，C选项正确；功率与做功多少和做功时间有关，做功越少，功率不一定越小，机械效率不一定越低，故B选项错误；机械效率反映了有用功在总功中所占比例的大小，机械效率越高，说明有用功在总功中所占的比例越大，但不能判断出所做的功越多，故D选项错误。
【 答案】 C
注意：机械效率与功率是两个不同的物理量，机械效率是有用功与总功的比，而功率是功与时间之比.机械效率反映的是机械性能的好坏，功率反映的是做功的快慢，它们之间没有任何关系。分析相关问题时，千万不要混淆。
课堂练习 当堂反馈
2.（知识点2）关于机械效率，下列说法正确的是( )
A. 机械效率越高，所做的有用功越多 B. 总功少的机械，机械效率越高
C. 额外功少的机械，机械效率越高 D. 总功一定时，有用功多的机械效率高
3.（知识点1）用如图所求的滑轮组，将重为10 N的物体匀速提升0.1m，拉力F=6 N，在这一过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 所做的有用功为1J B. 所做的额外功为0. 5 J
C. 所做的总功为1. 4 J D. 所做的总功为0. 6 J
4.（知识点1、2）某人用机械做了4000 J的功，其中额外功是有用功的三分之一，那么该机械做的有用功是________J，机械效率是________。
5.（知识点1）一个质量为40kg的同学，由于找不到机械，只能自己亲自将100N的物体从一楼搬上三楼，若每层楼的高度为3m，则他对物体做的功为 J，他做功的效率是 。(g=10N/kg)
6.（知识点1、2）一台起重机将质量为420 kg的货物提高了5 m，如果额外功是9000 J。求：(g取10 N/kg)
(1)起重机做的有用功和总功；
(2)在此过程中起重机的机械效率。
同步练习 易学精练
一、选择题
1. 工人师傅用动滑轮提升重物，下列有关他做功的说法正确的是( )
A. 他提起动滑轮所做的功是有用功
B. 他提起重物时，克服摩擦力所做的功是有用功
C. 动滑轮对重物做的功是有用功
D. 他的拉力做的功是有用功
2. 关于机械效率，下列说法中正确的是( )
A. 利用机械越省力，机械效率越高
B. 机械做功越快，机械效率越高
C. 额外功相同，有用功越大机械效率越高
D. 有用功相同，总功越大机械效率越高
3. 值日时，小阳将一桶水从一楼提到二楼，一楼到二楼的高度是h，水的重力是3G，桶的重力是G，小阳的重力是6G，在上楼的整个过程中，关于做功的说法，正确的是( )
A. 做的有用功是4Gh B. 做的额外功是6Gh
C. 做的总功是6Gh D. 机械效率是30%
二、填空题
5. 升旗过程中，克服旗的重力做的功是________，克服绳子重力做的功是________；克服摩擦力做的功是________。(均选填“有用功”“额外功”或“总功”)
6. 某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置了一斜木板，工人将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3 m，木板长6 m，瓷砖重600 N，沿斜面所用拉力为400 N，则工人做的有用功是________J，额外功是________J。
第6题 第7题
7. 由于现在地震时有发生，于是人们开始重视加固维修房屋，常常可以看到如图所示的场景。假如该工人通过滑轮把50 kg的水泥缓缓提升4 m到房顶，所用拉力约300 N，则该机械的效率约为________。(g取10 N/kg)
三、计算题
8. 一台功率为40 kW的抽水机的效率为60%，如果要把河水抽到5 m高的地方，需工作1 h，g取10 N/kg，求：
(1)抽水机做的有用功。
(2)所抽水的质量。
9. 如图所示，小丽家阳台上有一种简易升降晾衣架，它由四个定滑轮和两个动滑轮组成，拉动绳子的末端可以使晾衣架升降。假设在升降过程中衣架横梁始终保持水平，晾晒衣服时，若将重70 N的衣物匀速提升0.8 m，小丽需要做功64 J，通过计算回答：
(1)小丽对绳子的拉力是多大？
(2)晾衣架的机械效率是多少？
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