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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
件、试题、教学资料和中高考真题等大量文化课资源，验货QQ：919623953 微信：tsat168
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【2016•山东菏泽卷】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：________________________________________。
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【答案】甲；做的有用功相同时，第二次使用动滑轮做的额外功多；或“做的有用功相同时，第二次做的总功
多”。或从比值上说，都正确；
【解析】
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【苏州市相城区2016届九年级上学期期末考试】如图所示，用力F沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，
使挂在下面重 为G的物体缓缓上升，动滑轮
的重力不可忽略.现改变物体的重力G，则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的（
）
源
A B C D
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针对练习3【江苏省泰州市姜堰区2016届九年级上学期期中考试物理试卷】如图4所示的甲
、乙两滑轮组，所用滑轮的规格相同，用它们将相同的
重物G匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，以下说法正确的是
A．甲滑轮组所用拉力较大 B. 甲滑轮组拉力做的功较多
C．两滑轮组拉力做功的功率一定相等 D. 两个滑轮组的机械效率一定相等
3. D解析：不计绳重及摩擦，因为拉力F=（G +G ）/n，且n =3，n =2，
物 轮 甲 乙
所以，绳子受的拉力：F =（G +G ）/3，F =（G +G ）/2，即F ﹤F ，故A错误；
甲 物 轮 乙 物 轮 甲 乙
不计绳重及摩擦，拉力做的功：
W =F s =（G +G ）/3×3h=（G +G ）h
甲 甲 甲 物 轮 物 轮
W =F s =（G +G ）/2×2h=（G +G ）h∴，W =W ，故B错误．
乙 乙 乙 物 轮 物 轮 甲 乙
甲 、乙两滑轮组提升重物的时间不知道，故无法比较功
率，故C错误；
因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W =G h，W =G h，所以，利用滑轮组做的有用功相
额 轮 有用 物
同、额外功相同，总功相同，因为η=W /W ，∴滑轮组的机械效率相同，故D正确；】
有用 总
考向2常考机械的有用功、总功、机械效 率计算
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简单机 有用功 总功 额外功 机械效率
械
杠杆 W = h W =Fs W = W －
有用 总 额 总
W
有用
滑轮组 W = W =Fs W = W －W
有用 总 额 总
Gh
W = Gh+ G h 有用
总 动
W = G h
额 动
（不计绳重和摩
（不计绳重和
擦）
[来源:] 摩擦）
斜面 W = W =Fl W = W －
有用 总 额 总
Gh W
W = Gh+ fl 有用
总
W = fl
（f为摩擦力） 额
（f为摩擦力）
典型例题 【2016·遵义卷】搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重120N的物体匀速提升3m，所用的拉力为
50N，不计绳重及 摩擦。求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）动滑轮的重；
（3）若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，拉力为多大。
[来源:学。科。网Z。X。X。K]
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【答案】（1）80%；（2）30N；（3）130N
【解析】
故所用拉力的大小为：
。
针对练习1、【辽宁省东港市黑沟中学2016届九年级一模】小勇体重600N，利用如图所示的滑轮组在10s内
使物体A匀速上升5m。已知物体A重为800N，小勇作用在绳端的拉力大小为500N，在此过程中，下列说法
正确的是
A．水平地面对小勇的支持力做功为6000J B．小勇做的有用功为3000J
C．小勇拉力的功率为250W D．此滑轮组的机械效率为80%
针对练习2【江苏省扬州市梅岭中学2015-2016学年九年级上学期期末考试物理试题】用四只完全相同的滑
轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳自由端用大小分别为F 和F 的拉力，将相同的
1 2
物体匀速提升相同的高度。若不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（ ）
A.F 大于F B.F 和F 做的功一定相等
1 2 1 2
C.甲、乙的机械效率不相等 D.绳子自由端移动的距离不相等，物体运动时间可能相等
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针对练习3【湖南省长沙市麓山国际实验学校2016届九年级第六次限时训练】如图所示，物体重100N，当它
沿水平面运动时受到的摩擦力大小为48N，用滑轮组使物体沿水平面以0.2m/s的速度匀速运动20s.若绳重、
滑轮重及滑轮轴的摩擦均可忽略，则水平拉力F的大小为 N.如果滑轮组的机械效率为80%，则拉力做
功的功率为 W.
【参考答案：1. D解析：由题意知，小勇在支持力的方向上没有移动距离，根据做功的两个必要条件可知，水平
地面对小勇的支持力做功为0J，故A错误；小勇做的有用功W =Gh=800N×5m=4000J，故B错误；由图可知，
有用
绳子的有效股数n=2，则s=2h=2×5m=10m，拉力做的功W =Fs=500N×10m=5000J，
总
功率为 P=W/t=5000J/10s=500W，故 C 错误；此滑轮组的机械效率： η=W /W ×100%=4000J/
有 总
5000J×100%=80%，故D正确。
3. 16；12解析：由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3，则拉力F=f/3=48N/3=16N，∵v=s/t，∴物体移动
的 距 离 s=vt=0.2m/s×20s=4m ， 绳 子 移 动 的 距 离 s′=3s=3×4m=12m ， W=Fs′=16N×12m=192J
， 如 果 滑 轮 组 的 机 械 效 率 为 80% ， 则 总 功
W′=W/η=192J/80%=240J，此时的拉力的功率P′=W′/t=240J/20s=12W】
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
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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：【2016·泰州卷】在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次
实验，实验数据如表：
（1）根据表格中的数据，在图甲种画出滑轮组的绕绳方法．
（2）实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应
（选填“保持静止”或“匀速上升”）
（3）第三次试验时，测力计实数如图乙所示，此时 绳端
受到的拉力为 N，滑轮组的机械效率为 %
（4）根 据表格中的数据分析可知：
①随着物重的增大，额外功 （选填“变小”、“不变”或“变大”），原因 是
②要提高同一滑轮组机械效率，可以采取 的措施．
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【答案】（1）见下图；（2）匀速上升；（3）1.8；74.1；（4）①变大；克服摩擦做功更多；增加提起的物重或减轻动滑
轮重
【解析】
（3）图中弹簧测力计的分度值为0.2N，所以拉力F=1.8N，
第三次试验时，滑轮组的机械 效率为：η= = =
×100%≈74.1%；
（4）根据表格中的数据分析可知：
①滑轮组做的额外功为克服动滑轮重力和绳子间的摩擦力做的功；随着物重的增大，动滑轮的重力不变，物
重越大，摩擦力越大，所以额外功变大 ；
②提高滑轮组机械效率可以增大提升的物重、换用轻质的动滑轮、
减小摩擦等。
针对练习1【江苏省苏州市高新区2016届九年级上学期期末物理试题】小明在“测滑轮组机械效率”的实验
中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：
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（1）分析表中数据，回答以下问题：
①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是 ，应改为 ；
②第3次实验中滑轮组的机械效率是 ；
③由表格中的数据可知：滑轮 组的机械效率与 无
关．
（2）小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图乙所示．
①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变 ；
②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率
（选填“相同”或“不相同”）．
针对练习2【山东省临沂市沭河学校2016届九年级下学期开学检测】用图甲、乙两种方式匀速提升100N的
物体，已知 滑轮重20N，绳重、摩擦不计，则:
A. 手的拉力：F =F ；机械效率：η =η
甲 乙 甲 乙
B. 手的拉力：F ＜F ；机械效率：η ＜η
甲 乙 甲 乙
C. 手的拉力：F ＞F ；机械效率：η ＜η
甲 乙 甲 乙
D . 手的拉力：F ＞F ；机械效率：η ＞η
甲 乙 甲 乙
[来源:学。科。网]
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
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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%
3 4 0.1 1.1 0.5 0.55
[来源:] [来源:学*科*网]
(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_____________，______________。
【参考答案：1. （1）17 15 80% 物体上升高度 （2）拉力方向 相同
（2）①由于定滑轮不能省力，只能改为力的方向，故增加一个定滑轮目的是为了改变施力的方向；②忽略绳重
与摩擦，提升重物时，要克服动滑轮做额外功，由两图示滑轮组可知，两滑轮组的动滑轮相同，当这两位同学
使用各自的滑轮组提升相同的重物时，克服动滑轮重力做的额外功相同，做的有用功相等，总功相等，则两滑
轮组的效率相同。
2．D解析：由图示可知，甲是定滑轮，乙是动滑轮，甲的拉力等于100N，乙的拉力等于60N，故AB都错；乙图
做了额外功，所以乙滑轮的机械效率较低，故C错，D正确；应选D。
3．（1）高 （2）0.4，72.7% （3）增大 （4）增大有用功，减小额外功
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（3）由W =G h可知动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功越多，第2、3次实验所做有用功相同，因而，
额 动
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增大有用功，减小额外功】
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：【2016·鄂州卷】如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间
内竖直向上匀速提升相同高度。若G＝G，所用竖直向上的拉力分别为F 和F，拉力做功的功率分别为
1 2 1 2
P 和P，两装置的机械效率分别为η 和η（忽略绳重和摩擦），则下列选项正确的是
1 2 1 2
A．F＞F η＜η P＜P B．F＞F η＝η P＝P
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
C．F＜F η＜η P＜P D．F＜F η＞η P＞P
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
【答案】B
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针对练习1【广东省广州市荔湾区2016届九年级上学期期末考试】用如图所示装置匀速提升货物，绳子自由端
拉力为F，机械效率为80%，不考虑绳重和机械摩擦损耗。则（ ）
A．这套装置的额外功占总功的20%
B．用该装置提升货物的重量一定会比效率为60%的机械要重
C．增加滑轮重量能够提升该装置的机械效率
D．拉力F的功率越大，则该机械有用功占总功的比例越大
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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【参考答案：1. A解析：机械效率为80%，即有用功占总功的80%，则额外功占总功的20%，故A正确；机械效
率是有用功占总功的比例，与提升的重物的质量 无关，
故B错；增加滑轮重量能够降低该装置的机械效率，故C错误；机械效率与功率是两个完全不同的概念，它
们之间没有必然的关系，故D错误；应选A。
3. C解析：机械的功率越大，做功越快，做功的多少与功率和做功时间有关，功率大，做有用功不一定多，故A
错误；功率与机械效率是两个不同的物理量，它们之间没有关系，机械的功率越小，机械效率不一定越低，故
B错误；机械效率是有用功与总功的比值，功率是功与做功时间的比值，它们之间没有关系，故C正确；机械
效率是有用功跟总功的比值叫机械效率，机械效率越大说明用功跟总功的比值越大；它做的功越多机械效率
不一定大。】
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