文档内容
五、机械效率
目录
【A 夯基础】............................................................................................................................1
一、功的定义；判断是否做功...............................................................................................................1
二、功的估算............................................................................................................................................4
三、功的简单计算及应用;做功为0的情景..........................................................................................6
四、功的比值问题....................................................................................................................................9
五、比较做功的大小..............................................................................................................................10
六、分析做功的过程..............................................................................................................................11
七、图像题..............................................................................................................................................13
八、功在简单机械的应用.....................................................................................................................19
九、难点分析..........................................................................................................................................21
十、计算题..............................................................................................................................................25
十一、计算题..........................................................................................................................................28
【B 提能力】..........................................................................................................................32
【C 链中考】..........................................................................................................................47
一、机械效率有关的概念辨析、填空
1．某机械的效率为50%，表示该机械做功时， 功在总功中的比例为50%，使用任何机械时。机械效
率总是小于 。
【答案】 有用 100%
【详解】[1]机械效率是有用功占总功的比值，某机械的效率为50%，即该机械做功时，做的有用功与总功
的比值为50%。
[2]使用任何机械时，都不可避免的做额外功，因此机械效率总是小于100%。
2．有两台机器，甲的机械效率为90%，乙的机械效率为80%。下列说法正确的是（ ）
A．甲做的有用功一定比乙做的有用功多
B．两台机器做的总功相等时，甲做的有用功一定比乙做的有用功多
C．甲一定比乙更省力
D．甲做的功一定比乙做的功多
【答案】B
【详解】A．机械效率是指有用功与总功的比值，它反映了机械在做功时有用功占总功的比例。这个选项没有给出总功的信息，因此无法比较两台机器做的有用功。故A错误；
B．当两台机器的总功相等时，由于甲的机械效率高于乙，根据机械效率的定义，甲的有用功在总功中占
的比例更高，因此甲做的有用功一定比乙多。故B正确；
C．机械效率与机械是否省力无关。机械效率只反映有用功在总功中的比例，而不反映机械操作的难易程
度或省力程度。故C错误；
D．机械效率的高低不能直接决定做功的多少。故D错误。
故选B。
3．关于机械效率，下列说法中正确的是（ ）
A．做功越多机械效率越高
B．实际生产中，使用机械比不使用机械做功的效率高
C．有用功与总功的比值越大，机械效率高
D．使用机械做功时，如不考虑机械本身重力及所引起的摩擦，那么，机械的效率可以高于100%
【答案】C
【详解】A．机械效率等于有用功与总功的比值，与做功的多少无关，做功多机械效率不一定高，故A错
误；
B．实际生产中，使用机械时要做额外功，比不使用机械做功的效率低，故B错误；
C．有用功与总功的比值越大，机械效率越大，故C正确；
D．使用机械做功时，如不考虑机械本身重力及所引起的摩擦，有用功与总功相等，机械的效率是百分之
百，但不会超过百分之百，故D错误。
故选C。
4．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
【详解】AC．机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率高说明有用功与总功的比值大，不能说明滑轮
组越省力，故A错误，C正确；
B．功率是表示机械做功快慢的物理量，机械效率高做功不一定快，故B错误；
D．有用功做的多，有用功与总功的比值不一定大，滑轮组的机械效率不一定越大，故D错误。
故选C。
5．在生产和生活中经常使用各种机械，关于机械的下列说法，正确的是（ ）
A．使用机械可以省力、省距离，也可以省功
B．机械做功越快，机械效率越高
C．使用机械可以省力或省距离，但不能省功D．机械做功越多，机械效率越高
【答案】C
【详解】AC．使用机械有时是为了省力，有时是为了省距离，有时是为了改变力的方向，但都不能省功，
故A错误，C正确；
BD．由于机械效率是指有用功所占总功的比例，与做功快慢和做功多少无关，故BD错误。
故选C。
6．关于功、功率、机械效率说法正确的是（ ）
A．用时短的机械做功一定多
B．功率大的机械做功一定快
C．机械做功少，功率一定小，机械效率一定低
D．做功多的机械，机械效率一定高
【答案】B
【详解】A．做功多少决定于功率和时间，时间短，功率不确定，做功多少不能确定，故A错误；
B．功率是单位时间内做的功，表示的是做功的快慢，功率大的机械，做功一定快，故B正确；
C．机械做功少，做功不一定慢，功率不一定小，与机械效率无关，故C错误；
D．做功多的机械，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定高，故D错误。
故选B。
7．下列分析和判断中，正确的是（ ）
①功率越大的机械，做功越快，机械效率越高
②做功时间越长的机械所做的功越多，机械效率不一定高
③机械效率越高，有用功在总功中占的比值越大
④两个机械效率相同的机械，功率大的机械所做的总功多
⑤做的有用功相等的机械，机械效率高的那个机械做的额外功一定少
A．①② B．③⑤ C．①④ D．②③
【答案】B
【详解】①功率是单位时间内做的功的多少，是表示做功快慢的物理量，机械效率是有用功与总功的比值；
功率大的机械说明做功越快，但有用功和总功不确定，故①错误；
②功率未知，做功时间越长的机械所做的功不一定越多，机械效率也不一定高，故②错误；
③机械效率指有用功占总功的比例，机械效率越高，故③正确，
④两个机械效率相同的机械，功率大的机械做功快，由于不知道时间所以不能确定所做的总功多少，故④
错误；
⑤由公式 知道，做的有用功相等的机械，机械效率高的那个机械做的额外功一定少，故⑤正确。
综上所述，B正确，ACD错误。
故选B。二、有用功、额外功、总功
8．做值日时，小阳将一桶水从一楼提到三楼。此过程中，小阳对水做的功是 功，小阳克服自身重
力做的功是 功，一共做的功是 功（以上均选填“有用功”、“额外功”、“总功”）。
【答案】 有用 额外 总
【详解】[1][2][3]小阳将一桶水从一楼提到三楼，目的是提水，则对水做的功为有用功，小阳克服自身重力
做的功是不需要的，但不得不做的功，为额外功，有用功和额外功的总和是总功，所以一共做的功是总功。
9．体重是400N的小丽同学用重10N的水桶，提起重为100N的水沿楼梯送到6m高的宿舍里使用，完成
这一次提水，她对水做的功为有用功，则她做的有用功和额外功分别是（ ）
A．600J，60J B．600J，2460J C．660J，2400J D．3000J，60J
【答案】B
【详解】提水桶上楼，对水做的功：
W ＝G h＝100N×6m＝600J；
有用 水
做的额外功：
W ＝G h+G h＝400N×6m+10N×6m＝2460J。
额 人 桶
故选B。
10．如图，工人用动滑轮提升重物，下列说法正确的是（ ）
A．克服动滑轮重力做的功是有用功 B．重物与人手移动的距离相等
C．重物与人手移动的速度相等 D．增加重物，动滑轮的机械效率变大
【答案】D
【详解】A．提升重力，克服重物的重力做的功是有用功，提升动滑轮克服动滑轮重力做的功是额外功，
故A错误；
B．使用动滑轮省力，费距离，由图可知，动滑轮上绳子股数n=2，物体升高h，人手拉绳子移动的距离
，故B错误；
C．t时间内重物升高h，重物移动的速度
人手拉绳子移动的
故C错误；
D．影响滑轮组机械效率的主要因素包括物体重和动滑轮重。该动滑轮的重力一定，其机械效率与被提升
的物体重有关，被提升的物体越重，动滑轮的机械效率变大，故D正确。
故选D。11．图显示的是甲、乙两机械的参数。甲、乙相比，甲的（ ）
A．总功较大 B．有用功较小 C．额外功较大 D．机械效率较低
【答案】B
【详解】AB．由图可知，甲机械的有用功是1500J，所占的比例是75%，总功
W = =2000J
甲总
乙机械的额外功是900J，所占的比例是30%，总功
W = =3000J
乙总
甲的总功小，乙机械的有用功
W =W -W =3000J-900J=2100J
乙有 乙总 乙额
甲的有用功小，故A不符合题意，B符合题意；
C．甲机械的额外功
W =W -W =2000J-1500J=500J
甲额 甲总 甲有
乙机械的额外功是900J，甲的额外功较小，故C不符合题意；
D．由图可知，甲的机械效率是75%，乙的机械效率是70%，甲的机械效率较大，故D不符合题意。
故选B。
12．有一批花盆需要运送到3楼办公室，花盆总重200N，有三种方案（如图所示）可供选择：
方案一：人直接提上去
方案二：用轻质绳、5N的动滑轮以及10N的铁桶吊上去
方案三：用轻质绳、5N的动滑轮以及2N的布袋吊上
三种方法中有用功最少的是（ ）A．方案一 B．方案二 C．方案三 D．三种方案都相同
【答案】D
【详解】由题知意可知，三种方案中有用功都是克服花盆重力所做的功，故三种方法中有用功是一样的，
使用机械不能省有用功，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
三、机械效率的简单计算；斜面及其在机械效率的应用
13．如图所示，是山区常见的盘山公路，盘山路相当于一个 （填简单机械名称），属于 机械
（选填“省力”或“费力”）。
【答案】 斜面 省力
【详解】[1][2]山区常见的盘山公路相当于一个斜面，属于省力机械，但费距离。
14．如图所示，斜面长 ，高 。工人在6s内将重 的物体从底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉
力是 。此过程中工人做的有用功为 J，斜面的机械效率为 。
【答案】 360 80
【详解】[1] 工人利用斜面提升重物，所做的有用功
W =Gh=600N 0.6m=360J
有用即此过程中工人做的有用功为360J。
[2]斜面的机械效率
η= = = 80
即斜面的机械效率为80 。
15．如图所示，在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长s＝
1.2m、高h＝0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功，则（ ）
A．有用功为1.35J，机械效率为75%
B．有用功为2.16J，机械效率为62.5%
C．有用功为1.35J，机械效率为62.5%
D．有用功为1.35J，机械效率为100%
【答案】C
【详解】有用功
总功
机械效率
故选C。
16．有一斜面长s＝5m，高h＝2m，用弹簧测力计把一物块沿斜面从底部匀速拉到顶部，弹簧测力计的示
数如图所示。若该斜面的机械效率为80%，则物体的重力为 N，物体受到斜面的摩擦力为
N，使用斜面可以 （选填“省力”或“省功”）。【答案】 7.2 0.72 省力
【详解】[1]由图知，弹簧测力计示数为3.6N，根据
可得，物体的重力
[2]有用功为
W ＝Gh＝7.2N×2m＝14.4J
有
总功为
W ＝Fs＝3.6N×5m＝18J
总
克服物体与斜面间的摩擦做的额外功
W ＝W ﹣W ＝18J﹣14.4J＝3.6J
额 总 有
由W ＝fs可得，物体受到斜面的摩擦力
额
[3]因为F＜G，所以使用斜面能省力；因为W ＞W ，所以使用斜面不能省功。
总 额
17．如图所示的小型起重机，某次吊起重为 的物体，电动机的功率为 ，用时 ，使物
体上升了 。下列计算正确的是（ ）
A．做的有用功为 B．拉力为
C．做的总功为 D．机械效率为66.7%
【答案】B
【详解】A．做的有用功为
故A错误；
C．由 得，做的总功为
故C错误；B．由图得，电动机使用了动滑轮，则拉力移动的距离为
由 得，拉力为
故B正确；
D．机械效率为
故D错误。
故选B。
四、机械效率比值问题
18．两台机械完成的有用功之比W ∶W ＝4∶3，机械效率分别为η ＝60%，η ＝75%，则两台机械所做总功之
1 2 1 2
比为（ ）
A．5∶3 B．3∶5 C．16∶15 D．15∶16
【答案】A
【详解】由题意可知，W ∶W ＝4∶3、η ＝60%、η ＝75%，由 可知两台机械所做总功之比为
1 2 1 2
故选A。
19．甲、乙两种机器所做的总功之比是2:3，机械效率之比是3:1，则它们所做的有用功之比（ ）
A．2:3 B．2:1 C．2:9 D．9:2
【答案】B
【详解】由 可得
则它们有用功之比为
故选B。
五、提高机械效率的途径
20．下列各措施中能提高滑轮组机械效率的是（ ）
A．减小提升高度 B．增大提升速度
C．改用质量大的定滑轮 D．增大被提升物体的质量
【答案】D
【详解】ABC．由滑轮组的机械效率可知，减少提升高度、增大提升速度或改用质量大的定滑轮，不能改变有用功和总功的比值，即滑轮组的
机械效率不变，故ABC不符合题意；
D．增大被提升物体的质量，可以增加提升物体的重力，提升的高度不变，可以提高有用功，这样有用功
在总功中所占的比值增大，即增加提升重物重力可以提高滑轮组的机械效率，故D符合题意。
故选D。
21．要提高某一机械的效率，可取的途径是（ ）
A．增加机械做功的时间 B．减少机械做功的时间
C．增加机械的功率 D．尽量采取措施减小额外功跟总功的比值
【答案】D
【详解】根据
可知，要想增大机械效率，就是增加有用功和减小额外功，即减小额外功跟总功的比值，而做功的时间、
机械的功率不会影响机械效率，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
22．《物原》记载：“史佚始作辘轳。”如图所示，人们借助辘轳从井中汲水时，转动插把，使绳子在轴
筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。以下方法可以提高辘轳机械效率的是（ ）
A．减小桶的质量 B．减小桶内水的质量
C．增大转动摇把的速度 D．使用更粗的绳子
【答案】A
【详解】A．减小桶的质量，在水的重力不变的情况下，有用功不变，额外功变小，根据
可知机械效率变大，故A符合题意；
BD．增大水桶的质量或使用更粗的绳子，在水的重力不变的情况下，则有用功不变，额外功变大，根据可知机械效率变小，故BD不符合题意；
C．根据
可知，增大转动的速度和使用更粗的绳子都不会改变机械效率的大小，故C不符合题意。
故选A。
六、分析提高机械效率
23．一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．额外功增多，总功减少 B．有用功增多，总功不变
C．有用功增多，总功减少 D．有用功不变，总功减少
【答案】D
【详解】把同一物体匀速提升同样的高度，则有用功不变；提高了机械效率，则总功减少，说明额外功减
少，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D 。
24．如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体，物体重100N，滑轮重20N，绳重和摩擦
不计。图甲中F = N，图乙中F = N。图甲装置的机械效率η η 。（选填“＞”或
甲 乙 甲 乙
“＝”或“＜”）欲使图乙所测机械效率提高，下列措施可行的是 。 A．转轴加润滑油 B．增加
提升高度 C．减小物体质量
【答案】 100 60 ＞ A
【详解】[1]图甲中滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计
F =G=100N[2]图乙中滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计
甲
[3]图甲中是定滑轮，图乙中滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，由
可知，机械效率η ＞η 。
甲 乙
[4]A．转轴加润滑油，减小滑轮间的摩擦力，可以减小额外功，机械效率变高，故A符合题意；
B．根据机械效率
可知增加提升高度，机械效率不受影响，故B不符
合题意；C．根据机械效率
可知，在动滑轮重一定时，减小物体质量，被提升物体的重力越
小，机械效率越低，故C不符合题意。
故选A。
25．如图所示，使用滑轮组提升重物时（不计绳重和摩擦），能提高机械效率的是（ ）
A．减小提升重物的高度
B．减小被提升物的质量
C．减小定滑轮的重力
D．减小动滑轮的重力
【答案】D
【详解】A．减小提升重物的高度时，绳端移动的距离也变短了，根据
可知机械效率并不受影响，故A不符合题意；
B．减小被提升物的质量，就减小了重物的重力，不计绳重和摩擦，动滑轮不变，即额外功不变的情况下，
有用功减小了，所以机械效率就降低了，故B不符合题意；
C．不计绳重和摩擦，减小定滑轮重力，有用功、额外功、总功均不受影响，所以机械效率不变，故C不
符合题意；
D．减小动滑轮的重力，在提升物体重力不变的情况下，即有用功不变的情况下，额外功减小了，所以机
械效率就提高了，故D符合题意；
故选D。
七、机械效率在简单机械的应用
26．如图所示，用F 力将物体A匀速提升0.5m，做功为3J。若借助滑轮组用F 的力把物体A匀速提升相
1 2
同高度，F 做功为5J。下列说法正确的是（ ）
2A．滑轮组的机械效率为60%
B．动滑轮所受的重力为2N
C．利用滑轮组既可以省力也可以省功
D．两次提升过程中物体A的机械能都保持不变
【答案】A
【详解】A．有用功为3J，总功为5J，则机械效率
故A正确；
B．克服动滑轮所做的功为额外功，则动滑轮的重力为
故B错误；
C．利用滑轮组拉力F 做功大于拉力F 所做的功，所以滑轮组不可以省功，故C错误；
2 1
D．两次提升过程中物体A速度和质量不变，故动能不变，高度升高，动能增大，所以A的机械能都变大，
故D错误。
故选A。
27．如图所示，物体A在拉力F的作用下，10s内水平匀速运动了5m，物体A与地面间的滑动摩擦力为
270N，拉力F为150N。下列物理量计算正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度是1.5 m/s
B．拉力F做功为750J
C．该滑轮组的机械效率是60%
D．拉力F的功率是150W
【答案】D
【详解】A．动滑轮上有两段绳子承载，自由端移动的距离是物体移动距离的2倍，故自由端移动的距离自由端移动的速度
故A错误；
B．拉力F做功
故B错误；
C．滑轮组做的有用功
滑轮组的机械效率
故C错误；
D．拉力F的功率
故D正确。
故选D。
28．小刚用如图所示滑轮组匀速提升一个重为400N的物体，提升0.4m所用时间为2s，人拉绳的力F为
150N，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（ ）
①绳子自由端移动的速度为 ；
②动滑轮总重为200N；
③人拉绳做功的功率为120W
④拉力做的总功为240J
⑤滑轮组的机械效率为
A．②③④ B．①②⑤
C．②③⑤ D．①②④
【答案】A
【详解】①由图可知，绳子的有效段数n=4，绳子自由端移动的距离s=4h=4×0.4m=1.6m绳子自由端移动的速度
故①错误；
②动滑轮重力为
故②正确；
③人拉绳做功的功率
故③正确；
④拉力做的总功为
故④正确；
⑤滑轮组的机械效率为
故⑤错误。故A正确，BCD错误。
故选A。
29．甲、乙、丙三人设计了如图所示的三种滑轮组来匀速提升同样的重物，不计绳重和摩擦，若每个轮重
60N，甲中拉力F＝100N，则重物的质量为 kg（g取10N/kg），甲滑轮组的机械效率为 。甲、
1
乙、丙三组滑轮组的效率大小关系是 。
【答案】 24 80% η＝η＞η
1 3 2
【详解】[1]在甲图中
n＝3
不计绳重和摩擦，拉力
重物的重力
G＝nF﹣G ＝3×100N﹣60N＝240N
1 动
其质量[2]拉力端移动的距离
s＝nh
因为滑轮组的机械效率
所以，甲滑轮组的机械效率
[3]不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率
甲、乙、丙三人设计的三种滑轮组来匀速提升同样的重物，甲、丙的动滑轮重力相等，小于乙的动滑轮重
力，甲、丙的机械效率相等，大于乙的机械效率，其机械效率大小关系
η＝η＞η
1 3 2
30．如图所示，甲、乙两滑轮组中所使用的滑轮相同，仅绳的绕法不同，下列说法正确的是
A．甲滑轮组更省力，机械效率也更高
B．乙滑轮组更省力，机械效率也更高
C．吊起相同重物时，两滑轮组机械效率相同，乙滑轮组更省力
D．两滑轮组省力情况和机械效率都一样
【答案】C
【详解】从图中可以看出，甲图是有两段绳子在拉重物，则F＝ （G +G ）；
动 物
乙图有三段绳子在拉重物，则F＝ （G +G ）；
动 物
所以两个滑轮组的省力程度不同，乙滑轮组更省力．
因为甲、乙两滑轮组中所使用的滑轮相同，重物重力相同，根据 ，可知两滑轮组的机械效率是
相同．故C正确．
31．如图，用质量分布均匀的细木棒提升重物，已知：A、B点上升的高度为 、 ， 。
不计摩擦，若 ，竖直向上的拉力 拉木棒A点使木棒转动到虚线位置，8N重的物体匀速上升
0.3m， 始终为7.5N。拉力做的功为 J，机械效率 ；杆子的重为 N；现在用垂直于杠杆的力 替代 ，使物体匀速提高相同的高度，则 ，杠杆的机械效率
。（后两空选填“大于”“等于”或“小于”）
【答案】 3 80% 3 小于 等于
【详解】[1]由于h ∶h =OA∶OB，且OB=3AB，所以h ∶h =OA∶OB=4∶3，由于物体匀速上升h =0.3m，所以
A B A B B
h =0.4m，拉力做的功
A
W =F h =7.5N×0.4m=3J[2]有用功
总 1 A
W =Gh =8N×0.3m=2.4J机械效率
有用 B
[3]质量分布均匀的细木棒重心在中点，由几何知识可知重心上升0.2m； 额外功
W =W -W =3J-2.4J=0.6J
额 总 有用
故
[4][5]力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆
垂直，此时F 与杠杆垂直，能从杠杆上直接读力臂；因为F 的动力臂要大于F 的动力臂，根据杠杆的平衡
2 2 1
条件，在阻力和阻力臂都相同的情况下，动力臂越大的越省力，所以，F
