人教版物理八年级下册
第十二章 简单机械
第3节 机械效率
自主预习 教材感知
知识点1 有用功与额外功
有用功：为了实现做功的目的，不用任何机械而 做的功，用 表示。
额外功：使用机械时，对人们没有用但又不得不做的功叫额外功，用 表示。
总功： 与 之和是总共做的功，叫做总功，用 表示。
知识点2 机械效率
概念：物理学中，将 跟 的比值叫做机械效率。
公式：η＝ 。机械效率的高低反映了使用机械时有用功在 中所占的比例大小，比例越大，机械效率越高，机械的性能越好，经济效益越高。
影响因素： 、 及 等。
知识点3 测量滑轮组的机械效率
原理：η＝×100%
过程：沿 方向 拉动弹簧测力计使重力为G的钩码升高，测出拉力F、钩码提升的高度h、绳的自由端移动的距离s，计算W有、W总、η。改变钩码数量或利用不同滑轮组，重复上面实验。
结论：同一滑轮组，提升重物越重，机械效率越 ；提升相同重物，动滑轮个数越多，机械效率越 ，但越 力。
课后提升 精学精练
1. 小明同学值日时，用水桶提水从一楼到三楼，他做的有用功是( )
A. 对桶所做的功 B. 对水所做的功
C. 对水和桶所做的功 D. 对水、桶和人所做的功
2. 关于机械效率，下列说法正确的是( )
A．有用功越大，机械的机械效率就越高
B．额外功越大，机械的机械效率就越低
C．总功越大，机械的机械效率就越低
D．有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高
3. 如图剪刀剪纸的机械效率为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
第3题 第4题
4. 如图所示，工人利用动滑轮吊起一袋沙的过程中，做了300 J的有用功，100 J的额外功，则该动滑轮的机械效率为( )
A．75% B．66.7% C．33.3% D．25%
5. 如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，绳重、摩擦忽略不计，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
第5题 第6题
6. 如图，用滑轮组提升重物时，重800 N的物体在10 s内匀速上升了1 m。已知拉绳子的力F为500 N，则提升重物的过程中( )
A．绳子自由端被拉下3m B．做的有用功是800 J
C．拉力F的功率是80 W D．滑轮组的机械效率是60%
7. 在探究“影响滑轮组机械效率的因素”时，小明同学用如图所示甲、乙两个相同的滑轮组来验证的猜想是：滑轮组的机械效率可能与( )
A．被提升物体重力有关 B．动滑轮重力有关
C．物体被提升的高度有关 D．承重绳子的段数有关
第7题 第8题
8. 在测“滑轮组机械效率”的活动中，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上做一标记A(如图甲所示)，然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码，当钩码上升的高度为H时，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B，并测得AB两点间的距离为2H(如图乙所示)，则以下所求物理量不正确的是( )
A．拉力所做的功W＝2FH B．拉力所做的有用功W＝GH
C．该滑轮组的机械效率η＜1 D．该滑轮组的机械效率η＝
9. 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%
10. 用如图所示的滑轮组在10 s内将300 N的重物匀速提升3 m，已知动滑轮重30 N，不计摩擦，则( )
A．利用滑轮组所做的有用功是450 J
B．绳子自由端移动的速度是0.9 m/s
C．拉力的功率是99 W
D．滑轮组的机械效率是80%
第10题 第11题
11. 如图所示，张伟同学通过斜面用平行于斜面F＝200 N的推力，将质量为30 kg的物体在5 s时间内匀速推到1 m高的平台上，斜面长s＝2 m。(g取10 N/kg)则( )
A．推力的功率为40 W B．斜面的机械效率为75%
C．推力做的总功300 J D．斜面对物体的摩擦力100 N
12. 在探究“影响滑轮组机械效率的因素”时，小明同学用如图所示甲、乙两个相同的滑轮组来验证的猜想是：滑轮组的机械效率可能与( )
A．被提升物体重力有关 B．动滑轮重力有关
C．物体被提升的高度有关 D．承重绳子的段数有关
第12题 第13题
13. 如图所示，使用滑轮组提升重物时，能提高机械效率的是(忽略绳重和摩擦)( )
A．改变绕绳方式 B．减小动滑轮的质量
C．减小提升重物的高度 D．减小被提升物的质量
14. 某同学利用斜面匀速提升重为500 N的物体，已知沿斜面的拉力做的功为1000 J，斜面的机械效率为60%，则物体被提升的高度为 m。
15. 用一个动滑轮把重80 N的沙袋从地面提到6 m高的脚手架上，所用的力是50 N，这一过程所做的有用功是 J，这个动滑轮的机械效率是 。
16. 有一同学用如图所示的动滑轮，把500 N的重物提升了2 m，此时动滑轮的机械效率是80%，那么这位同学做的有用功是 J，总功是 J。
第16题 第17题
17. 某学习小组利用如图所示的装置测定滑轮的机械效率。将两个相同的钩码提升相同的高度，则 的机械效率较高，主要原因是 。
18. 如图所示，手用F1的力直接将物体B匀速提升h，F1做功为300 J；若借助滑轮组把B匀速提升相同高度，滑轮组机械效率是30%，则F2做功为 J。
第18题 第19题
19. 如图所示，物体和动滑轮的总重力为200 N，当物体匀速上升的高度为2 m时，绳子移动的距离为 m，若滑轮组的机械效率为80%，则动滑轮重 N。(绳子的重力、绳子与滑轮各处的摩擦均忽略不计)
20. 如图所示，用一个长为1.2 m的斜面将重为45 N的物体沿斜面匀速拉到0.4 m的高台上，斜面的机械效率为60%，则把重物拉上高台所做的有用功是 J；物体与斜面间的摩擦力是 N。
第20题 第21题
21. 如图所示，一根均匀的细木棒OC，OA＝OC，B为OC的中点，在C点施力将挂在A点的重为180 N的物体匀速提升0.2 m，木棒的机械效率为90%，这里的木棒是一种简单机械，称为 ，提升该物体做的有用功是 J，木棒重为 N(不计摩擦)。
22. 如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重为6 N。
(1)实验时应竖直向上 拉动弹簧测力计，测得拉力大小为2.5 N；
(2)若钩码上升的高度为10 cm，该滑轮组的机械效率为 ；
(3)若仅增加钩码的质量，则该滑轮组的机械效率将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
23. 在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽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次实验，实验数据记录如表：
实验编号
钩码所受的重力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
甲
2
0.05
1.0
0.15
66.7%
乙
4
0.05
1.7
0.15
78.4%
丙
6
0.05
①
0.15
②
(1)实验中要竖直向上 拉动弹簧测力计，使钩码升高。
(2)表格中编号①处数据应为 ，编号②处数据应为 。
(3)分析以上实验数据可以得出如下结论：同一滑轮组的机械效率主要与 有关。
(4)若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
24. 物理兴趣小组在测量滑轮组机械效率实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示。
实验
次数
钩码所受的
重力G/N
钩码提升
高度h/m
拉力
F/N
绳端移动
距离s/m
机械效
率η
1
1
0.1
0.7
0.3
47.6%
2
1
0.2
0.7
0.6
47.6%
3
2
0.1
1.1
0.3
60.6%
4
4
0.1
2.0
0.3
(1)实验中应竖直向上 拉动弹簧测力计。
(2)第4次实验测得的机械效率为 %。
(3)比较 两次实验，小组同学发现：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关；比较第3、4次实验数据可知，同一滑轮组， 越大，机械效率越高，第4次拉力做的额外功与第3次相比 (选填“增大”“减小”或“不变”)，由此可见机械效率提高的原因是 。
25. 某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
实验次数
1
2
3
钩码重G/N
4
4
6
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.8
1.6
1.8
绳端移动距离s/m
0.3
0.4
机械效率η
74.1%
62.5%
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。
(2)通过表中数据可分析出第2次实验是用 (选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验。
(3)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大)，滑轮组的机械效率 (选填“越高”“不变”或“越低”)。
(4)小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次试验，表中第3次实验中绳端移动距离s漏记，但仍然计算出第3次的机械效率η＝ (保留3位有效数字)。
26. 陆羽公园矗立着由汉白玉制成的“茶圣”陆羽的雕像，其质量为5.4 t，吊装时用如图所示的滑轮组将雕像匀速吊上3 m的高台。已知提升雕像时，拉力F的功率为6×103 W，绳子自由端移动速度为0.3 m/s。(g取10 N/kg)求：
(1)滑轮组将雕像吊上3 m高台需要的时间t为多少秒？
(2)滑轮组对雕像做的有用功是多少？
(3)提升雕像的过程中滑轮组的机械效率是多少？
参考答案
自主预习 感知教材
知识点1 必须 W有 W额 有用功 额外功 W总
知识点2 有用功 总功 总功 摩擦 机械自重 物重
知识点3 竖直 匀速 高 低 省
课后提升 精学精练
1. B 2. D 3. D 4. A 5. D 6. B 7. A 8. A 9. C 10. C 11. B 12. A 13. B
14. 1.2
15. 480 80%
16. 1000 1250
17. 甲 做的有用功相同，第二次使用动滑轮做的额外功多、总功多，有用功和总功的比值
小
18. 1000
19. 4 40
20. 18 10
21. 杠杆 36 10
22. (1)匀速 (2)80% (3)增大
23. (1)匀速 (2)2.4 83.3% (3)提起物体受到的重力 (4)不变
24. (1)匀速 (2)66.7 (3)1、2 提起的物体重力 增大 有用功增加比额外功增加的多得多，从而使有用功占总功的比值变大
25. (1)匀速 (2)乙 (3)越低 (4)83.3%
26. 解：(1)由图可知，n＝3，则绳子自由端移动的距离：s＝3h＝3×3 m＝9 m，根据v＝得所用的时间：t＝＝＝30 s；
(2)雕像的重力G＝mg＝5.4×103 kg×10 N/kg＝5.4×104N，滑轮组对雕像做的有用功：W有用＝Gh＝5.4×104N×3 m＝1.62×105J；
