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中小学教育(jiaoyu123.taobao.com) 教案学案课件试题全册打包小初高课
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第十章 简单机械和机械效率
第 02 讲 机械效率
考向1 机械效率的定义
1、有用功：定义：对人们有用的功= 直接用手对重物所做的功（Gh）
公式：W ＝Gh（提升重物）=W －W =ηW
有用 总 额 总
斜面：W = Gh
有用
2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功 才
公式：W = W －W =G h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）
额 总 有用 动
斜面：W =f L
额
3、总功： 定义：有用功加额外功或动力所做的功
公式：W =W ＋W =FS= W ／η
总 有用 额 有用
斜面：W = fL+Gh=FL
总
解读：有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。通
常用 百分数 表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。
① 提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。
② 提示：机械效率η没有单位，用百分率表示，且总小于1
W =G h [对于所有简单机械] W =F s [对于杠杆和滑轮]
有 总
W =P t [对于起重机和抽水机]
总
典型例题关于机械效率，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，效率越高
C.额外功少的机械，机械效率高
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D.总功一定时，有用功多的机械的机械效率高
【解析】
试题分析：机械效率等于有用功与总功的比值，机械效率越高，表示有用功所占总功的比例越大。机械效率
与有用功或总功的多少无关。总功一定时，有用功多，有用功所占总功的比例大，机械的机械效率高，故选
D
【答案】D
针对练习1甲吊车比乙吊车机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，则：（ ）
A．甲吊车的电动机做的有用功较多
B．乙吊车的电动机做的额外功较多
C．甲吊车的电动机 做的总功较多
D．甲．乙两吊车的电动机做的总功相同
针对练习2小明在剪纸时，所用剪刀的机械效率为80%，这表示（ ）
A．若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.8J的功用于剪纸
B．若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.2J的功用于剪纸
C．若作用在剪刀的动力是1N，则阻力是0.8N
D．若作用在剪刀的阻力是1N，则动力是0.8N
针对练习3用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度。
若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳子受的拉力 F 和F 大小相等，滑轮组的机械效率
1 2
相同
B．绳子受的拉力F 和F 大小不相等，滑轮组的机械效率不同
1 2 [来源:Z§xx§k.Com]
C．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等
D．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等
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考向2常考机械的有用功、总功、机械效率计算
简单机械 有用功 总功 额外功 机械效率
[来源:.Com]
杠杆 W = Gh W =Fs W = W －W
有用 总 额 总 有用
滑轮组 W = Gh W =Fs W = W －W
有用 总 额 总 有用
W = Gh+ G h W = G h（不计
总 动 额 动
绳重和摩擦）
（不计绳重和摩擦）
斜面 W = Gh W =Fl W = W －W
有用 总 额 总 有用
W = Gh+ fl W = fl
总 额
（f为摩擦力） （f为摩擦力）
典型例题用如图所示滑轮组在15s内将重1000N的物体匀速上升了3m，人用拉力的F为400N，不计绳重和
摩擦力。求：
（1）动滑轮的重；
（2）绳子自由端拉力F的功率；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）若将重物的重力增加200N后，用这滑轮组将重物匀速提高相同的高度，该滑轮组的机械效率是多少？
（结果百分数保留一位小数）
【解析】
（1)
（2）S=nh=3×3m=9m
W =Fs=400N×9m=3600J
总
（3）W =Gh=1000N×3m=3000J
有
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（4）W =G h=（1000N+200N）×3m=3600J
有1 物
W =G h=200N×3m=600J,
额 动
【答案】（1）200N （ 2）3600J （ 3）83.3% （4）85.7%
针对练习1、如图所示，工人用500N的力将重800N的物体匀速提升2m，在此过程中滑轮组的机械效率和所
做的额外功分别为
A．80% 1600J B．80% 2000J
C．62.5% 400J D．80% 400J
针对练习2如图所示，物体在竖直方向匀速直线上升，拉力F=60N，该装置的机械效率为0.7，则物体受到的
重力大小是（ ）
A.60N B.126N C.180N D.257.1N
针对练习3一名工人用如图所示的滑轮组提起450N的重物，绳自由端的拉力F为300N，重物在5s内匀速上
升了1m，则：
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（1）拉力F做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力的功率．
考向3 机械效率的测量：
① 原 理：
②应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S
③器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。
④步骤 ：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，
目的：保证测力计示数大小不变。
解读：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：
A动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。
B提升重物越重，做的有用功相对就多。
C 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。
绕线方法 和重物提升高度不影响滑轮机械
效率。
典型例题：在“测定动滑轮机械效率”的实验中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，不计绳重及摩擦，改变
钩码的数量，正确操作后，记录的实验数据如下：
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实验 钩码重 钩码上升的高度
拉力F/N
序号 G/N h/cm 绳端移动的距离
s/cm
① 1.0 20.00 0.7 40.00
② 2.0 20.00 1.2 40.00
③ 3.0 20.00 1.7 40.00
（1）实验时，用手_________ 拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升．
（2）第①次实验时，测得动滑轮的机械效率为____
_____．
（3）第②次实验时，若钩码静止，拉力F的大小会_________ （选填“大于”、“小于”或“等于”）1.2N．
（4）第③次实验时，若钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力F的功率为_________ W．
（5）由表中实验数据，可以求得动滑轮重为_________N.
（6）由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将_________（选填“增大”、“减
小”或“不变”）．
针对练习1某实验小组测一滑轮组机械效率的数据如下表：
次数 钩码重/G 钩码上升的高度h/m 拉力F/N
1 2.0 0.3 1.0 0.9
2 5.0 0 2.0 0.9
.3
3 8.0 0.3 3.0 0.9
[来源:学§科§网][来源:Z。xx。
k.Com]
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（1)实验时，应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计。
（2）表格中有一物理量没有写全，该物理量是___________。
（3）第3次实验时，钩码上升的速度为0.1m/s，则拉力的功率为___________W。
（4）由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将___________（选填“增大”、“减
小”或“不变”）。
针对练习2做物理实验要遵循实事求是的原则。芳芳同学按照图所示装置对动滑轮特点进行了探究，记录的
数据如下表：
通过分析数据。她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。你一定也做过这样的实验，回想你
的实验经历，回答下列问题：
（1）该实验中出现这样结果的主要原因是________________，除此之外弹簧测力计还应沿_______方向做
________________运动时“使用动滑轮能省一半的力”。
（2）分析表中数据你还发现：随物重的增大该装置的机械效率__________（选填“增大”、“减小”或“不
变”）。
针对练习3某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分
别如下图甲、乙、丙所示。
次 钩码重 钩码上升高度 有用功 测 力 计 测力计移动 总功 机械效
数 G/N h/m W /J 拉力F/N 距离s/m W /J 率η
有 总
1 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1%
2 4 0.1 0.4 1.6 0.3 0.48 83.3%
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3 4 0.1 1.1 0.5 0.55
(1)比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越
_________；
(2)第3次实验中所做的有用功是______J，机械效率是_________；
(3)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功________（选填“增
大 ” 或 “ 减 小 ”） ， 因 而 ， 由 第 2 、 3 次 实 验 可 知 ： 滑 轮 组 的 机 械
效率与动滑轮自重大小有关；
(4)综合上述结论，提高机械效率的方法有_____________，______________。
考向4机械效率
和功率的区别：
功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功功率越大，做功越快；
机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功，机械效率越大，有用功跟总功的比值
越大。
典型例题：关于功、功率、机械效率说法正确的是（ ）
A．功率越大，做功越快，机械效率越大
B．做功越少，功率越小，机械效率越小
C．功率越大，反映做功越快，与机械效率无关
D．机械效率越大，表明它做的功越多
【解析】功率表示做功快慢的物理 量，功率越大，做功
越快。机械效率是有用功跟总功的比值。机械效率越大，有用功跟总功的比值越大。功率越大，反映做功越快，
但有用功跟总功的比值不一定大，所以功率与机械效率无关。
【答案】C
针对练习1关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是
A．物体受力且运动一段距离，力对物体就做了功
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B．功率大的机器做功一定多
C．做功快的机器其机械效率一定高
D．功率大的机器做功就快
针对练习2下列关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是
A．机械效率越高，做功越多，功 率越大
B．机械效率越高，做功越少，功率越大
C．机械功率越大，做功越快
D．机械效率越高，做功越少，但功率不一定大
针对练习3关于功、功率、机械效率说法正确的是（ ）
A．功率越大，做功越快，机械效率越大
B．做功越少，功率越 小，机械效率越小
C．功率越大，反映做功越快，与机械效率无关
D．机械效率越大，表明它做的功越多
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