浙教版初中科学九上第三章复习学案 第6讲 机械效率机械（一）（含解析）

机械效率（一）
知识点一：机械效率
有用功
定义：使用机械做功时，对人们有用的功叫有用功，用W有用表示。也就是人们不用机械而直接
用手时必须做的功，也等于在理想情况下（即不考虑摩擦和机械本身的重力）人们所做的功，或
者是机械对物体做的功。
常见有用功的计算：在提升物体时，W有用＝ ；在水平拉动物体时，W有用＝ 。

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W额表示。额外功的来源主要有：①提升物体时，克服机械自重、容器重、绳重等所做的功；②克服机械的摩擦所做的功。
总功
人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功，用W总表示。它等于有用功和额外功的总和，即W总＝W有用＋W额，或人对机械的动力为F，则W总＝Fs。
机械效率
（1）定义：有用功与总功的比值叫做机械效率。
（2）公式：η＝
（3）由于总是存在额外功，使得W有用＜W总，所以η一般是 1；影响机械效率的主要因素有摩擦和
机械自重等。
机械功率与机械效率有什么区别？
功率是描述物体做功快慢的物理量；机械效率是描述总功中有用功占多大比例的物理量
功率是有单位，而机械效率无单位
功率与机械效率之间无因果关系。功率大的机械，机械效率不一定高
机械效率并不是固定不变的，而是随着不同的工作状态和环境而变化的。同一滑轮组，提升的重物不同，其机械效率不同，提升的重物越重，机械效率越高。
【例题精讲】
【例1】机械效率越高，则（　　）
A．机械做的有用功越多
B．机械做的总功越少
C．在做相同的总功时，机械做的额外功越多
D．在做相同的总功时，机械做的有用功越多
【例2】某机械的效率为75%，则以下说法中正确的是（　　）
A．额外功占有用功的25%
B．有用功与额外功之比为3：1
C．额外功占总功的75%
D．以上都不对
【例3】关于功率和机械效率，下列说法正确的是（　　）
A．机械效率越高，机械做功一定越多
B．机械做功越多，机械效率一定越高
C．做功越快的机械，机械效率一定越高
D．机械功率越大，机械做功一定越快
【例4】如图所示，人用20N的力将重30N的物体匀速提升2m，不计绳重与摩擦，上述过程中人所做的有用功为　 　J，该滑轮的机械效率为　 　。
【例5】某机械的机械效率为80%，使用它做400J的有用功，需同时做______J的额外功。
【例6】有两个相同的桶都装有5kg 的水，甲同学把水从一楼提上二楼，乙同学在楼上用轻绳将水拉到二楼，如图所示，则 机械效率更高。若将桶中水增加到7kg，则甲同学提水上楼的机械效率变 。
知识点二：机械效率实验探究
机械效率分析
W有用
W额外
W总
false
提升false的方法
4954270172085【例题精讲】
【例7】某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：
①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持0点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2
回答下列问题：
杠杆机械效率的表达式为η=____________。（用已知或测量的物理
量符号表示）
（2）本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是：_________。
（3）若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【例8】某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想并对猜想进行验证。
如果影响机械效率的因素有A、B、C多个，要研究其与B因素的关系，需要先控制其他几
个因素不变，而改变　 　因素，从而进行研究。
（2）下列A、B是同学提出的两个猜想：
猜想一：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关；
猜想二：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关。
为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图1、图2、图3和图4的滑轮组进行实验。
验证猜想一的小组应按图　 　所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械
效率大小　 　（相等/不相等），则可初步判断猜想一是错误的；
验证猜想二的小组应按图　 　所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械
效率大小不相等，则可初步判断猜想二是　 　（正确/错误）的。
（3）请你为该班同学提出一种提高滑轮组机械效率的方法：　 　 。
【例9】在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某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：
次数
钩码重/N
动滑轮重/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
1
2
0.8
5
1
15
66.7%
2
4
0.8
5
1.7
15
\
3
6
0.8
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；
4503420117475（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）；
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；
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；
分析表中数据可知，F≠G动+G3，可能的原因是：　 　；
【例10】用图示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如表。
斜面倾斜程度
木块所受重力G/N
斜面高度h/m
沿面拉力F/N
斜面长L/m
机械效率η
32385283845
较缓
5
0.2
2.5
1
　40%
较陡
5
0.5
3.9
1
　64%
最陡
5
0.7
4.6
1
　①
（1）沿斜面拉动物体时，应使其做　 　运动；
（2）根据表格中的数据，可知斜面倾斜程度最陡时机械效率为　 　；
（3）由实验可得初步结论：　 　，机械效率越大；
（4）斜面倾斜程度越陡，物体对斜面的压力　 　，木块所受摩擦力　 　（两空均选填“越大”、“越小”或“不变”）。
课堂练习
某机械的机械效率是50%，这说明使用这一装置做功时（　　）
A．总功是额外功的12 B．额外功是总功的12
C．额外功是有用功的2倍 D．有用功是额外功的2倍
甲的机械效率比乙的机械效率高，则表明（　　）
A．甲的有用功比乙的有用功多
B．甲的总功比乙的总功少
C．做相同的总功，甲的有用功比乙的有用功少
D．做相同的总功，甲的有用功比乙的有用功多
动力做功的功率是P，做功的时间是t，额外阻力做功为W，则机械效率为（　　）
A．η=WPt B．η=PtW C．η=Pt-WW D．η=Pt-WPt
4587875120015如图所示斜面，斜面AB、AC的粗糙程度相同，把同一物体沿斜面BA和CA分别匀速拉到顶端A，若沿斜面的拉力F1＝F2，斜面两边的机械效率分别为ηB、ηC，斜面两边的摩擦力分别为fB、fC，则下列判断正确的（　　）
A．ηB＜ηC，fB＜fC B．ηB＞ηC，fB＝fC
C．ηB＜ηC，fB＞fC D．ηB＞ηC，fB＜fC
某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率。保持O点位置不变，竖直向上拉动弹簧测力计使重为G的钩码缓慢匀速上升，在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出C、B两点上升的高度为485521015240h1、h2。则下列说法正确的是（　　）
A．杠杆机械效率的表达式为Fh2 /Gh1
B．杠杆机械效率的表达式为Gh1 /Fh2
C．在如图水平位置拉升时F×OB=G×OA
D．若弹簧测力计始终竖直向上拉，则测力计示数不断变化
4036695389255小明和兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究斜面的机械效率，同学们对实验过程和装置发表了下列不同的看法，其中正确的有（　　）
A．匀速拉动木块时，拉力与摩擦力是一对平衡力
B．斜面的机械效率与木块被拉动的距离是有关的
C．匀速拉动木块的过程中，木块的机械能是不变的
D．匀速拉动时，木块是要克服摩擦力做额外功的
3896360300355小车使用如图所示滑轮组匀速提升重物，在10s内将400N的重物匀速提升到3m高处，所用拉力大小为200N，下列选项正确的是（　　）
A．拉力所做的功为600J
B．拉力做功的功率为120W
C．绳子自由端移动的速度为0.6m/s
D．该滑轮组的机械效率约为66.7%
下列关于滑轮组机械效率的说法中正确的是（　　）
A．机械效率越高的滑轮组越省力
B．机械效率越高的滑轮组做功越快
C．机械效率越高的滑轮组，有用功跟总功的比值越大
D．有用功做得越多，滑轮组的机械效率越大
在“测定滑轮组的机械效率”的实验中，如果被提升的物体物重相同，则（　　）
A．动滑轮的个数越多就越省力，且效率越高
B．动滑轮的个数越多就越省力，且效率越低
C．动滑轮的个数越少就越省力，且效率越低
D．机械效率主要由机械本身结构决定
　 　叫做机械效率，它的值总小于　 　。用一个动滑轮将重为G的物体提高h，绳的自由端拉力为F，则总功为　 　，有用功为　 　，效率为　 　。
一台起重机将重3600N的提高4m，如果额外功是9600J，起重机的机械效率是　 　；某电动机工作的效率是83%，从能量转化的角度来看，其表示的意思是　 　。
在提升相同的重物时，定滑轮、动滑轮、滑轮组、杠杆中，通常机械效率最高的是　 　。
要把重100N的沙子运上三楼，小明采用了图中的第一种方法，1min完成了任务。若不计摩擦，试求：
3209290-356870（1）运沙子时的机械效率；
（2）小明的功率。
小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m，O为支点。
（1）他将2只钩码悬挂在B点，在A点竖直向上　 　拉动弹簧测力计，拉力为F1，测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2，则此次杠杆的机械效率为η＝　 　。（用用已知或测量物理量的符号表示）
（2）他将2只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度为h2，则弹簧测力计的示数将　 　（大于/等于/小于）F1，此次弹簧测力计做的功将　 　（大于/等于/小于）第一次做的功，杠杆的机械效率将　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）他将3只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度仍为h2，则第 3次杠杆的机械效率与前两次相比　 　（最大/最小/三次相等）。
（4）本实验中，影响杠杆机械效率的主要因素是：　 　。
用如图所示装置测量动滑轮的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升。实验数据如表：
序号
动滑轮重
G动/N
钩码重力G/N
钩码上升高度h/m
绳的拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
0.1
1
0.2
0.6
0.4
83.3%
2
0.1
2
0.2
1.1
0.4
3
0.2
2
0.2
1.2
0.4
83.3%
（1）第2次实验时，测得动滑轮的机械效率约为　 　。
（2）分析表中数据可知，对于同一动滑轮，所提升钩码的重力增大，机械效率将　 　；提升相同重力的钩码时，动滑轮的重力增大，其机械效率将　 　。（填“增大”“减小”或“不变”）
（3）分析表中数据可知，绳的拉力F≠G动+G2，可能的原因是：　 　。
如图是小明同学探究“斜面的机械效率跟什么因素有关”的实验装置。
实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。实验的部分数据如下：
实验
次数
斜面的
倾斜程度
物块重
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉力
F/N
斜面长
s/m
机械
效率
1
较缓
10
0.1
5.0
1
2
较陡
10
0.3
6.7
1
45%
3
最陡
10
0.5
8.4
1
60%
（1）小明探究的是斜面的机械效率跟　 　的关系。在第1次实验中，斜面的机械效率为　 　。
（2）分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越　 　。
（3）比较表中“物块重”和“　 　”两栏对应的数据，可知斜面是一种省力的简单机械。
（4）第3次实验物块与斜面的摩擦力是　 　N。
课后作业
机械效率大表示的意思是（　　）
A．机械做的总功多
B．机械做的有用功多
C．总功一定时，机械做的额外功少
D．额外功在总功中占的比例小
用利用一个滑轮组提升物体，不计摩擦阻力，则用这个滑轮组（　　）
A．提升的物体重力越小，机械效率越高
B．提升的物体重力越大，机械效率越高
C．把物体提的越高，机械效率越高
D．自由端拉力越大，机械效率越高
一个滑轮组经改装后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比较（　　）
A．做的有用功减少了
B．总功不变，有用功增加了
C．有用功不变，总功减少了
D．总功不变，额外功减少了
提升重物时，将一定滑轮改为动滑轮使用，则它的机械效率将（　　）
提高 B．降低 C．不变 D．无法确定
如图，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过程（　　）
额外功较小 B．额外功较大 C．总功较小 D．总功较大
5078095107950
机械效率的定义是　 　，公式：η＝　 　；利用机械做功时，因为总是要做额外功，所以总功　 有用功，机械效率总　 　1。（大于/小于/等于）
工人用一均匀杠杄将重为1000N的货物匀速提高1m，如果动力臂与阻力臂之比为2：1，而工人所用的拉力为600N。则在此过程中有用功为______J，总功为______J杠杆的机械效率为______（保留1位小数），如果克服摩擦做功40J，则此杠杆的自重为_______N。
如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为____N，测力计上升的高度s为0.2m。物块重G为1.5N，物块上升的高度h为0.3m，则杠杆的机械效率为____%，如果G变大，此杠杆机械效率将变_______
将重物从长4m、高1m的斜面底部匀速推上斜面顶端。已知沿斜面所用的推力是300N，斜面的机械效率是75%，推力做的有用功是_____J，物体的重是_____N，物体与斜面间的摩擦力大小是________N。
用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。
（1）实验中，测力计的示数F为　 　N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为　 　%．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：　 　。
（2）一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表数据：
次数
钩码
悬挂点
钩码总重
G/N
钩码移动距离
h/m
拉力
F/N
测力计移动距离
s/m
机械效率
η/%
1
A点
1.5
0.10
0.7
0.30
71.4
2
B点
2.0
0.15
1.2
0.30
83.3
根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：　 　；请简要说明两条理由：①　 　；②　 　。
在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮没得前3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得笫4组数据，如下表：
实验
次数
物重
G物/N
动滑轮重
G动/N
钩码上升的
高度h/m
动力
F/N
动力作用点移动的距离s/m
滑轮组的机
械效率η/%
1
1
0.5
0.1
0.7
0.3
47.6
2
2
0.5
0.1
1.1
0.3
60.6
3
4
0.5
0.1
2
0.3
4
4
1
0.1
0.5
50.0
（1）根据表中前3次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕绳方法。
（2）在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量　 　匀速向上拉动弹簧测力计，读出乙图中弹簧测力计
的示数为　 　　N，第3次实验时滑轮组的机械效率为　 　。
（3）由表中第　 　组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关。
（4）由表中第3、4组数据可知，不同滑轮组的机械效率与摩擦和　 　有关，请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功　 　J。
如图所示，下面是某同学做探究“斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、斜面的倾斜角度的关系”；实验时，得到如表实验数据。
斜面与水平面夹角
小车的重力G/N
斜面的粗糙程度
斜面的高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长S/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效率%
20°
2.1
玻璃面
0.09
0.6
0.5
0.189
0.30
63
30°
2.1
玻璃面
0.21
1.1
0.5
0.441
0.55
80.2
45°
2.1
玻璃面
0.36
1.8
0.5
45°
2.1
棉布面
0.36
2.0
0.5
0.756
1.00
75.6
（1）此探究实验是采用了　 　的物理研究方法。
（2）如表中空格的数据应是：有用功　 　J，总功　 　J，机械效率　 　。
（3）请你根据表中的实验数据，得出要探究的实验结论：
结论一：　 　。结论二：　 　。
机械效率（一）
知识点一：机械效率
有用功
定义：使用机械做功时，对人们有用的功叫有用功，用W有用表示。也就是人们不用机械而直接
用手时必须做的功，也等于在理想情况下（即不考虑摩擦和机械本身的重力）人们所做的功，或
者是机械对物体做的功。
常见有用功的计算：在提升物体时，W有用＝ ；在水平拉动物体时，W有用＝ 。

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W额表示。额外功的来源主要有：①提升物体时，克服机械自重、容器重、绳重等所做的功；②克服机械的摩擦所做的功。
总功
人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功，用W总表示。它等于有用功和额外功的总和，即W总＝W有用＋W额，或人对机械的动力为F，则W总＝Fs。
机械效率
（1）定义：有用功与总功的比值叫做机械效率。
（2）公式：η＝
（3）由于总是存在额外功，使得W有用＜W总，所以η一般是 1；影响机械效率的主要因素有摩擦和
机械自重等。
机械功率与机械效率有什么区别？
功率是描述物体做功快慢的物理量；机械效率是描述总功中有用功占多大比例的物理量
功率是有单位，而机械效率无单位
功率与机械效率之间无因果关系。功率大的机械，机械效率不一定高
机械效率并不是固定不变的，而是随着不同的工作状态和环境而变化的。同一滑轮组，提升的重物不同，其机械效率不同，提升的重物越重，机械效率越高。
【例题精讲】
【例1】机械效率越高，则（　　）
A．机械做的有用功越多
B．机械做的总功越少
C．在做相同的总功时，机械做的额外功越多
D．在做相同的总功时，机械做的有用功越多
【答案】D
【例2】某机械的效率为75%，则以下说法中正确的是（　　）
A．额外功占有用功的25%
B．有用功与额外功之比为3：1
C．额外功占总功的75%
D．以上都不对
【答案】B
【例3】关于功率和机械效率，下列说法正确的是（　　）
A．机械效率越高，机械做功一定越多
B．机械做功越多，机械效率一定越高
C．做功越快的机械，机械效率一定越高
D．机械功率越大，机械做功一定越快
【答案】D
【例4】如图所示，人用20N的力将重30N的物体匀速提升2m，不计绳重与摩擦，上述过程中人所做的有用功为　 　J，该滑轮的机械效率为　 　。
【答案】60 75%
【例5】某机械的机械效率为80%，使用它做400J的有用功，需同时做______J的额外功。
【答案】100
【例6】有两个相同的桶都装有5kg 的水，甲同学把水从一楼提上二楼，乙同学在楼上用轻绳将水拉到二楼，如图所示，则 机械效率更高。若将桶中水增加到7kg，则甲同学提水上楼的机械效率变 。
【答案】乙；大
知识点二：机械效率实验探究
机械效率分析
W有用
W额外
W总
false
提升false的方法
4954270172085【例题精讲】
【例7】某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：
①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持0点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2
回答下列问题：
杠杆机械效率的表达式为η=____________。（用已知或测量的物理
量符号表示）
（2）本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是：_________。
（3）若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】（1）Gh1/ Fh2 ×100%；（2）杠杆的自重；（3）变大。
【例8】某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想并对猜想进行验证。
如果影响机械效率的因素有A、B、C多个，要研究其与B因素的关系，需要先控制其他几
个因素不变，而改变　 　因素，从而进行研究。
（2）下列A、B是同学提出的两个猜想：
猜想一：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关；
猜想二：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关。
为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图1、图2、图3和图4的滑轮组进行实验。
验证猜想一的小组应按图　 　所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械
效率大小　 　（相等/不相等），则可初步判断猜想一是错误的；
验证猜想二的小组应按图　 　所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械
效率大小不相等，则可初步判断猜想二是　 　（正确/错误）的。
（3）请你为该班同学提出一种提高滑轮组机械效率的方法：　 　 。
【答案】 （1）B；（2）1、3或2、4；相等；1、2或3、4；正确；
（3）尽量让滑轮组满负荷工作（提升可以提升的最大物重）、在转轴上加润滑油、减轻动滑轮的自重等。
【例9】在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某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：
次数
钩码重/N
动滑轮重/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
1
2
0.8
5
1
15
66.7%
2
4
0.8
5
1.7
15
\
3
6
0.8
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；
4503420117475（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）；
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；
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；
分析表中数据可知，F≠G动+G3，可能的原因是：　 　；
【答案】 （1）缓慢；（2）78.4%； （3）2.4；0.3； （4）被提升物体的重力；
（5）拉动过程中需克服滑轮的转轴处的摩擦；
【例10】用图示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如表。
斜面倾斜程度
木块所受重力G/N
斜面高度h/m
沿面拉力F/N
斜面长L/m
机械效率η
32385283845
较缓
5
0.2
2.5
1
　40%
较陡
5
0.5
3.9
1
　64%
最陡
5
0.7
4.6
1
　①
（1）沿斜面拉动物体时，应使其做　 　运动；
（2）根据表格中的数据，可知斜面倾斜程度最陡时机械效率为　 　；
（3）由实验可得初步结论：　 　，机械效率越大；
（4）斜面倾斜程度越陡，物体对斜面的压力　 　，木块所受摩擦力　 　（两空均选填“越大”、“越小”或“不变”）。
【答案】（1）匀速直线；（2）76.1%；（3）斜面越陡；（4）越小；越小。
课堂练习
某机械的机械效率是50%，这说明使用这一装置做功时（　　）
A．总功是额外功的12 B．额外功是总功的12
C．额外功是有用功的2倍 D．有用功是额外功的2倍
【答案】B
甲的机械效率比乙的机械效率高，则表明（　　）
A．甲的有用功比乙的有用功多
B．甲的总功比乙的总功少
C．做相同的总功，甲的有用功比乙的有用功少
D．做相同的总功，甲的有用功比乙的有用功多
【答案】D
动力做功的功率是P，做功的时间是t，额外阻力做功为W，则机械效率为（　　）
A．η=WPt B．η=PtW C．η=Pt-WW D．η=Pt-WPt
【答案】D
4587875120015如图所示斜面，斜面AB、AC的粗糙程度相同，把同一物体沿斜面BA和CA分别匀速拉到顶端A，若沿斜面的拉力F1＝F2，斜面两边的机械效率分别为ηB、ηC，斜面两边的摩擦力分别为fB、fC，则下列判断正确的（　　）
A．ηB＜ηC，fB＜fC B．ηB＞ηC，fB＝fC
C．ηB＜ηC，fB＞fC D．ηB＞ηC，fB＜fC
【答案】D
某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率。保持O点位置不变，竖直向上拉动弹簧测力计使重为G的钩码缓慢匀速上升，在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出C、B两点上升的高度为485521015240h1、h2。则下列说法正确的是（　　）
A．杠杆机械效率的表达式为Fh2 /Gh1
B．杠杆机械效率的表达式为Gh1 /Fh2
C．在如图水平位置拉升时F×OB=G×OA
D．若弹簧测力计始终竖直向上拉，则测力计示数不断变化
【答案】B
4036695389255小明和兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究斜面的机械效率，同学们对实验过程和装置发表了下列不同的看法，其中正确的有（　　）
A．匀速拉动木块时，拉力与摩擦力是一对平衡力
B．斜面的机械效率与木块被拉动的距离是有关的
C．匀速拉动木块的过程中，木块的机械能是不变的
D．匀速拉动时，木块是要克服摩擦力做额外功的
【答案】D
3896360300355小车使用如图所示滑轮组匀速提升重物，在10s内将400N的重物匀速提升到3m高处，所用拉力大小为200N，下列选项正确的是（　　）
A．拉力所做的功为600J
B．拉力做功的功率为120W
C．绳子自由端移动的速度为0.6m/s
D．该滑轮组的机械效率约为66.7%
【答案】D
下列关于滑轮组机械效率的说法中正确的是（　　）
A．机械效率越高的滑轮组越省力
B．机械效率越高的滑轮组做功越快
C．机械效率越高的滑轮组，有用功跟总功的比值越大
D．有用功做得越多，滑轮组的机械效率越大
【答案】C
在“测定滑轮组的机械效率”的实验中，如果被提升的物体物重相同，则（　　）
A．动滑轮的个数越多就越省力，且效率越高
B．动滑轮的个数越多就越省力，且效率越低
C．动滑轮的个数越少就越省力，且效率越低
D．机械效率主要由机械本身结构决定
【答案】B
　 　叫做机械效率，它的值总小于　 　。用一个动滑轮将重为G的物体提高h，绳的自由端拉力为F，则总功为　 　，有用功为　 　，效率为　 　。
【答案】有用功与总功的比值；1；2Fh；Gh；。
一台起重机将重3600N的提高4m，如果额外功是9600J，起重机的机械效率是　 　；某电动机工作的效率是83%，从能量转化的角度来看，其表示的意思是　 　。
【答案】60%；用来做有用功的机械能占消耗电能总量的83%。
在提升相同的重物时，定滑轮、动滑轮、滑轮组、杠杆中，通常机械效率最高的是　 　。
【答案】定滑轮
要把重100N的沙子运上三楼，小明采用了图中的第一种方法，1min完成了任务。若不计摩擦，试求：
379412580645（1）运沙子时的机械效率；
（2）小明的功率。
解：（1）W有用＝G沙?h＝100N×6m＝600J
W额＝G桶?h＝20N×6m＝120J
W总＝W有用+W额＝600J+120J＝720J
η=600J720J=83.3%
（2）P=Wt═720W
机械效率是83.3%，小昕的功率是720W。
你认为上述解答是否有错误？　 　（选填“有”或“没有”）。如有，请你加以订正。
【答案】解答有错误：（1）额外功计算错；（2）时间未换算。
正确的计算过程是：
（1）W有用＝G沙h＝100N×6m＝600J，
∵不计摩擦，
∴W额＝（G桶+G人）?h＝（20N+400N）×6m＝2520J
W总＝W有用+W额＝600J+2520J＝3120J
η=W有用W总=600J3120J≈19.23%。
（2）P=Wt=3120J60s=52W。
小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m，O为支点。
（1）他将2只钩码悬挂在B点，在A点竖直向上　 　拉动弹簧测力计，拉力为F1，测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2，则此次杠杆的机械效率为η＝　 　。（用用已知或测量物理量的符号表示）
（2）他将2只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度为h2，则弹簧测力计的示数将　 　（大于/等于/小于）F1，此次弹簧测力计做的功将　 　（大于/等于/小于）第一次做的功，杠杆的机械效率将　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）他将3只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度仍为h2，则第 3次杠杆的机械效率与前两次相比　 　（最大/最小/三次相等）。
（4）本实验中，影响杠杆机械效率的主要因素是：　 　。
【答案】（1）匀速；；（2）大于；小于；变大；（3）最大；（4）杠杆的自重。
用如图所示装置测量动滑轮的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升。实验数据如表：
序号
动滑轮重
G动/N
钩码重力G/N
钩码上升高度h/m
绳的拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
0.1
1
0.2
0.6
0.4
83.3%
2
0.1
2
0.2
1.1
0.4
3
0.2
2
0.2
1.2
0.4
83.3%
（1）第2次实验时，测得动滑轮的机械效率约为　 　。
（2）分析表中数据可知，对于同一动滑轮，所提升钩码的重力增大，机械效率将　 　；提升相同重力的钩码时，动滑轮的重力增大，其机械效率将　 　。（填“增大”“减小”或“不变”）
（3）分析表中数据可知，绳的拉力F≠G动+G2，可能的原因是：　 　。
【答案】（1）90.9%；（2）增大；减小；（3）滑轮与轮轴间有摩擦、绳子有重力。
如图是小明同学探究“斜面的机械效率跟什么因素有关”的实验装置。
实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。实验的部分数据如下：
实验
次数
斜面的
倾斜程度
物块重
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉力
F/N
斜面长
s/m
机械
效率
1
较缓
10
0.1
5.0
1
2
较陡
10
0.3
6.7
1
45%
3
最陡
10
0.5
8.4
1
60%
（1）小明探究的是斜面的机械效率跟　 　的关系。在第1次实验中，斜面的机械效率为　 　。
（2）分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越　 　。
（3）比较表中“物块重”和“　 　”两栏对应的数据，可知斜面是一种省力的简单机械。
（4）第3次实验物块与斜面的摩擦力是　 　N。
【答案】（1）斜面的倾斜程度；20%；（2）大；（3）沿斜面拉力；（4）3.4。

课后作业
机械效率大表示的意思是（　　）
A．机械做的总功多
B．机械做的有用功多
C．总功一定时，机械做的额外功少
D．额外功在总功中占的比例小
【答案】D
用利用一个滑轮组提升物体，不计摩擦阻力，则用这个滑轮组（　　）
A．提升的物体重力越小，机械效率越高
B．提升的物体重力越大，机械效率越高
C．把物体提的越高，机械效率越高
D．自由端拉力越大，机械效率越高
【答案】B
一个滑轮组经改装后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比较（　　）
A．做的有用功减少了
B．总功不变，有用功增加了
C．有用功不变，总功减少了
D．总功不变，额外功减少了
【答案】C
提升重物时，将一定滑轮改为动滑轮使用，则它的机械效率将（　　）
提高 B．降低 C．不变 D．无法确定
【答案】B
如图，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过程（　　）
额外功较小 B．额外功较大 C．总功较小 D．总功较大
5078095107950【答案】D
机械效率的定义是　 　，公式：η＝　 　；利用机械做功时，因为总是要做额外功，所以总功　 有用功，机械效率总　 　1。（大于/小于/等于）
【答案】有用功跟总功的比值；η=W有用W总×100%；大于；小于
工人用一均匀杠杄将重为1000N的货物匀速提高1m，如果动力臂与阻力臂之比为2：1，而工人所用的拉力为600N。则在此过程中有用功为______J，总功为______J杠杆的机械效率为______（保留1位小数），如果克服摩擦做功40J，则此杠杆的自重为_______N。
【答案】1000；1200；83.3%；160。
如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为____N，测力计上升的高度s为0.2m。物块重G为1.5N，物块上升的高度h为0.3m，则杠杆的机械效率为____%，如果G变大，此杠杆机械效率将变_______
【答案】2.5；90；大。
将重物从长4m、高1m的斜面底部匀速推上斜面顶端。已知沿斜面所用的推力是300N，斜面的机械效率是75%，推力做的有用功是_____J，物体的重是_____N，物体与斜面间的摩擦力大小是________N。
【答案】900；900；75N。
用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。
（1）实验中，测力计的示数F为　 　N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为　 　%．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：　 　。
（2）一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表数据：
次数
钩码
悬挂点
钩码总重
G/N
钩码移动距离
h/m
拉力
F/N
测力计移动距离
s/m
机械效率
η/%
1
A点
1.5
0.10
0.7
0.30
71.4
2
B点
2.0
0.15
1.2
0.30
83.3
根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：　 　；请简要说明两条理由：①　 　；②　 　。
【答案】（1）0.5； 66.7；克服杠杆与支点间摩擦及杠杆自重做的额外功；（2）不能；①两次实验时钩码没有挂在同一位置；②一次对比实验所得结论是不可靠的。
在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮没得前3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得笫4组数据，如下表：
实验
次数
物重
G物/N
动滑轮重
G动/N
钩码上升的
高度h/m
动力
F/N
动力作用点移动的距离s/m
滑轮组的机
械效率η/%
1
1
0.5
0.1
0.7
0.3
47.6
2
2
0.5
0.1
1.1
0.3
60.6
3
4
0.5
0.1
2
0.3
4
4
1
0.1
0.5
50.0
（1）根据表中前3次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕绳方法。
（2）在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量　 　匀速向上拉动弹簧测力计，读出乙图中弹簧测力计
的示数为　 　　N，第3次实验时滑轮组的机械效率为　 　。
（3）由表中第　 　组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关。
（4）由表中第3、4组数据可知，不同滑轮组的机械效率与摩擦和　 　有关，请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功　 　J。
【答案】（1）见上图；（2）竖直；1.6；66.7%；（3）1、2、3；（4）动滑轮重； 0.15。

如图所示，下面是某同学做探究“斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、斜面的倾斜角度的关系”；实验时，得到如表实验数据。
斜面与水平面夹角
小车的重力G/N
斜面的粗糙程度
斜面的高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长S/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效率%
20°
2.1
玻璃面
0.09
0.6
0.5
0.189
0.30
63
30°
2.1
玻璃面
0.21
1.1
0.5
0.441
0.55
80.2
45°
2.1
玻璃面
0.36
1.8
0.5
45°
2.1
棉布面
0.36
2.0
0.5
0.756
1.00
75.6
（1）此探究实验是采用了　 　的物理研究方法。
（2）如表中空格的数据应是：有用功　 　J，总功　 　J，机械效率　 　。
（3）请你根据表中的实验数据，得出要探究的实验结论：
结论一：　 　。结论二：　 　。

【答案】（1）控制变量；（2）0.756；0.9；84；（3）结论一：斜面的光滑程度相同时，斜面的倾斜角度
越大（小），机械效率越高（低）；
结论二：斜面的倾斜角度相同时，斜面的表面越粗糙（光滑），机械效率越低（高）。