文档内容
五、机械效率
一．有用功和额外功（4题）
二．机械效率的定义（4题）
三．机械效率的大小比较（4题）
四．机械效率的简单计算（5题）
五．影响机械效率大小的因素（1题）
六．测量滑轮组的机械效率（2题）
七．测量斜面的机械效率（2题）
八．测量杠杆的机械效率（2题）
九．杠杆机械效率的计算（4题）
十．滑轮、滑轮组机械效率的计算（7题）
十一．斜面机械效率的计算（5题）
十二．其他机械效率的计算（3题）
十三．含有滑轮组的复杂机械效率的计算（10题）
一．有用功和额外功（4题）
1．体重是400N的同学用重10N的水桶，提起重100N的水沿楼梯送到5m高的宿舍里使用，完成这一次提水，
他做的有用功和额外功分别是（ ）
A．500J；50J B．500J；2050J
C．550J；2000J D．2500J；50J
2．（24-25九年级上·陕西咸阳·期中）无人机应用广泛，现在无人机的很多钢材部件用密度更小的碳纤维替换，
来减轻机身重量。如图所示，用碳纤维替换后的无人机与未替换前相比，将同一个快递包裹从地面运送到五楼，
可以（ ）
A．减少有用功 B．增大有用功C．减少额外功 D．增大总功
3．（2024·贵州遵义·一模）2024年2月，贵州多地突发山火，紧急启动直升飞机取水灭火。直升飞机每次尽可
能取更多水其目的是（ ）
A．增大有用功 B．减小额外功
C．增大总功 D．增大功率
4．三种功
（1）有用功：无论是否使用机械， 的功叫做有用功，用W 表示；
有
（2）额外功：使用机械时，并非我们需要又 的功叫做额外功，用 表示；
（3）总功：有用功与额外功之 叫做总功，用 表示， 。
二．机械效率的定义（4题）
5．关于功的原理和机械效率的说法正确的是（ ）
A．使用机械提升物体可以省功
B．提升同一物体，使用省力杠杆一定比用等臂杠杆的机械效率大
C．提升同一物体，使用动滑轮一定比用定滑轮的机械效率大
D．使用任何机械提升物体，机械效率都不可能达到100%
6．下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（ ）
A．效率越高的机械，功率越大 B．越省力的机械，其功率就越大
C．做有用功越多的机械，效率越高 D．功率越大的机械，做功越快
7．机械效率
(1)定义： 跟 的比值叫作机械效率，用字母 表示。
(2)公式： 。
(3)大小：使用任何机械都不可避免地要做额外功，因此机械效率总 1。
8．在实际生产劳动中使用机械时，总要做一些额外功，原因是任何机械本身都有重力，并且机械零件与零件之
间在发生相对运动时还存在着摩擦，所以任何机械的机械效率总 （选填“大于”或“小于”）100%。
三．机械效率的大小比较（4题）
9．（23-24九年级上·江苏南通·阶段练习）如图，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用 、 匀速提
升重力为 、 的A、B两个物体。物体提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法一定正确的是（ ）A．若 ，则 B．若 ，则
C．若 ，则 D．若 ，则
10．（23-24八年级下·河北石家庄·期末）已知甲机器的机械效率是80%，乙机器的机械效率是60%，那么下列
说法中正确的是（ ）
A．甲机器一定比乙机器省力
B．甲机器一定比乙机器功率大
C．甲机器做的有用功一定比乙机器多
D．甲机器做的有用功在总功中占的比值一定比乙机器多
11．（24-25九年级上·广东肇庆·期末）如图a，小文用甲、乙滑轮组匀速提升同一物体M，此过程相关数据如
图b，则此过程中：
(1)甲滑轮组的有用功为 J，乙滑轮组机械效率为 ；
(2)甲滑轮组的机械效率 乙滑轮组的机械效率（选填“>”“=”“<”）。
12．（23-24八年级下·山东济南·期中）如图是小明用三种不同的方式将100N的沙子运上三楼的情景。已知桶
重20N，小明的体重400N，口袋重5N，动滑轮重10N。下列三种方式中， 做的额外功最多，
的机械效率最高。（两空均选填“甲”“乙”或“丙”）四．机械效率的简单计算（5题）
13．工人用上图所示的输送带运输苹果，已知整箱苹果重800N，斜面长4m，输送带的额定功率为500W，箱子
匀速运输到车上用时4s。在这个过程中输送带的动力为 N，若输送带的机械效率为60%，则输送带上
苹果被输送到了 m的高度。
14．一台起重机将重3000N的货物提高5m，起重机做的有用功是 J；如果额外功是9000J，总功是
J；机械效率是 。
15．下图所示的是甲、乙两种机械某次做功的情况，它们做的有用功均为2100J，则机械效率较高的是 ，
所做总功较多的是 。乙做的额外功为 J。（前两空均选填“甲”或“乙”）
16．（24-25九年级上·陕西西安·期中）如图是商场的自动扶梯，扶梯的阶梯在电动机的带动下匀速上升。某次
扶梯承载24人从商场一楼到二楼，用时6s，若24人总重 ，扶梯的机械效率为80%，则该过程中，扶
梯对人做功的功率是 W，扶梯电动机的输出功率为 W。如果站在扶梯上的人数减少，扶梯的机械
效率将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。17．如图所示是一种小型千斤顶的示意图，当手往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离，工人在10s
时间内用100N的力竖直向下压动摇臂2m，把1000N的重物匀速抬高14cm，则重物上升的速度为
m/s，人做的功为 J，千斤顶的效率是 %。
五．影响机械效率大小的因素（1题）
18．影响滑轮组机械效率高低的主要因素
(1)动滑轮越重，个数越多则 相对就多；
(2)提升重物越重，做的 相对就多；
(3)各种摩擦越大，做的 就越多；
(4)绕线方法和重物提升高度 滑轮组机械效率。
六．测量滑轮组的机械效率（2题）
19．某实验小组用下图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如表所示。
实验次数
物理量
1 2 3 4
钩码重G /N 0.5 1.0 1.5 2.0
物
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F/N 0.3 0.5 0.7 0.9
绳端移动距离s/m 0.3 0.3 0.3 0.3
机械效率 67% 71% 74%
(1)实验中应竖直向上 拉动弹簧测力计；
(2)第1次实验滑轮组的机械效率是 ；（保留两位有效数字）
(3)分析以上数据可知，使用同一个滑轮组提升重物时，被提升物体的重力越 ，滑轮组的机械效率越高；(4)若在第4次实验结束后，小明又在滑轮的轮轴处加润滑油，此时滑轮组的机械效率将 （选填“大于”
“等于”或“小于”）74%。
20．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，实验装置如下图所示。
钩码重 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率
实验次序
G/N h/m F/N s/m η/%
1 4 0.1 1.8 0.3 74.1
2 4 0.1 1.4 0.5
3 6 0.1 2.4 0.3 83.3
(1)在使用弹簧测力计时需要竖直向上 拉动，若斜向上匀速拉动，则弹簧测力计的示数会 （选填
“变大”“变小”或“不变”）；
(2)从表中数据可分析出实验1是用图 （选填“甲”或“乙”）所示装置做的实验；实验1中，若钩码上
升的速度为0.1m/s，则拉力的功率为 W；
(3)表格中空白处的数据应为 （结果精确到0.1%）；
(4)通过分析实验1和实验2的数据可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的
机械效率越 （选填“高”或“低”）。比较实验1和实验3可得出结论：同一个滑轮组， ，可
以提高滑轮组的机械效率。
七．测量斜面的机械效率（2题）
21．为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、
木块等器材设计了如图所示的实验装置。实验中用沿斜面向上的力拉着重为1N的木块在斜面上做匀速直线运动，
实验测得的数据如表：
实验次 斜面倾斜程 斜面高度 拉力 斜面长度 机械效
数 度 h/m F/N s/m 率
1 较缓 0.2 0.4 1 50%2 较陡 0.3 0.5 1 ？
3 最陡 0.4 0.6 1 ？
(1)向上运动时，木块的机械能 （选填“增大”“不变”或“减小”）；
(2)第1次实验中，有用功为 J；
(3)第2次实验中，斜面的机械效率为 ，斜面对木块的摩擦力为 N；
(4)分析表中的数据可得出：斜面越缓，斜面的机械效率越 （选填“大”或“小”）。
22．实验小组的同学们在做“探究斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，如图所
示，收集了表中的实验数据。
斜面长度 斜面高度 物块重力
实验次数 拉力F/N 机械效率η
s/m h/m G/N
1 1 0.2 5 2.5 40.0%
2 1 0.4 5 3.4 58.8%
3 1 0.6 5 4.2 71.4%
4 1 0.6 5 5.0
(1)分析表中实验1、2、3的数据可得出：斜面倾斜程度越小越 （选填“省”或“费”）力。
(2)该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上毛巾，目的是 ；保持斜面高度和长度与第3次实验
相同，他们测得这种情况下斜面的机械效率为 。
(3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与 和 有关。
(4)当用弹簧测力计通过细线沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力 （选填“大于”“小于”或
“等于”）物块所受的摩擦力。
八．测量杠杆的机械效率（2题）23．（24-25九年级上·贵州贵阳·阶段练习）某班同学利用杠杆做了以下的实验：
(1)要使杠杆在水平位置平衡，应进行操作 ，这样做的好处是 ，同时消除了杠杆自重对杠杆平
衡的影响。
(2)小明同学用如图乙所示的方法使杠杆处于水平平衡状态，测出此时的拉力大小为 ，发现 ，其原
因是： 。
(3)如图丙所示装置，每个钩码的质量为m，O为支点（支点处摩擦忽略不计）。他将2个钩码悬挂在B点，在
A点用竖直向上的拉力 匀速拉动弹簧测力计，测得A、B两点上升的高度分别为 、 ，则此次杠杆的机械
效率 （用题中所给的符号表示）。
24．（23-24九年级下·江苏泰州·阶段练习）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。（不考虑支点处的摩擦）
（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数 为 N，钩码总重 为1.2N，钩码上升高度 为
0.1m，测力计移动距离 为0.3m，则杠杆的机械效率为 %。
（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用另一根杠杆进行实验，先后将钩码挂在 、
两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：
次 钩码悬 钩码总重 钩码移动距离 拉力 测力计移动距 机械效率
数 挂点 离
1 点 3.0 0.10 1.5 0.30 66.7
2 点 3.0 0.10 2.0 0.20 75.0
①分析表中数据可知杠杆的机械效率与 有关。
②小组的同学对此实验中机械效率变化的原因进行分析：在 、 两点将等重的钩码提升相同的高度，所做的
相同，钩码挂在 点时，杠杆被提升的高度 （大/小），所做的额外功 （多/少），所以机械效率
高。九．杠杆机械效率的计算（4题）
25．（24-25九年级上·江苏镇江·阶段练习）如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为180N的
物体缓慢升高0.1m，拉力大小 ，拉力移动的距离为0.25m。拉力所做的功为 J，有用功为
J，杠杆的机械效率为 。
26．如图所示的是一根均习的细木棒OC，OA= OC，B为OC的中点，在C点施力将挂在A点的重为180N的物
体匀速提升0.2m，木棒的机械效率为90%。提升该物体做的有用功是 J，木棒重为 N。（不
计摩擦）
27．（23-24九年级上·江苏扬州·阶段练习）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，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 。如果将弹簧测力
计从A移到B，此杠杆机械效率将 。（变大或变小或不变）
28．在测量杠杆的机械效率的实验中，应竖直向上 拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上
升。将杠杆拉至图中虚线位置的过程中，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
0.05m，测力计移动距离s为0.15m，则杠杆的机械效率为 %。请写出使用该杠杆机械效率小于100%的一
个原因： 。若只将钩码的悬挂点向左移动（仍让钩码匀速上升相同高度），杠杆的机械效率将
（选填“变大”、“变小”或“不变”）。十．滑轮、滑轮组机械效率的计算（7题）
29．（2025·天津·二模）工人用一个定滑轮在5s内将重为450N的建材匀速提升1m，工人所用的拉力为500N。
该定滑轮的机械效率是 ，拉力的功率是 W。
30．（2025·四川达州·一模）如图所示，用F=40N的拉力，通过滑轮组拉着重为300N的物体A在水平面上以
0.4m/s的速度向左做匀速直线运动，物体受到的摩擦力是物重的0.3倍，滑轮组的机械效率是 %，
拉力的功率是 W。
31．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）如图所示的滑轮组，工人用200N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高2m，所
用时间为6s，若此时滑轮组机械效率为 ，不计绳重和摩擦。拉力的功率是 W，工人所做的有用功是
J。
32．（2025·河北唐山·二模）用如图所示的滑轮组（不计绳重及摩擦）把重300N的货物竖直匀速提高10m，用
时40s，所用拉力为200N，此时滑轮组的机械效率为 ，拉力的功率为 W。33．（2025·陕西宝鸡·二模）如图所示，在新农村改造时，工人用如图所示的滑轮组将重400N的建筑材料沿竖
直方向匀速提升2m，已知动滑轮重100N，不计绳重和摩擦。则工人对绳子的拉力与绳子对工人的拉力是一对
（选填“平衡力”或“相互作用力”）；建筑材料匀速上升时，工人的拉力为 N，该滑轮组的机械效
率为 。
34．（2025·陕西西安·三模）如图所示，重100 N的物体A在水平拉力F的作用下以0.1m/s的速度匀速运动
10s，则物体A移动的距离是 m。弹簧测力计的示数为20N，则弹簧测力计的拉力做的总功是
J。物体A匀速运动时受到的摩擦力是32 N，该滑轮组的机械效率为 %。（不计绳重和滑轮重）
35．（2025·黑龙江大庆·二模）如图甲所示，物体A、定滑轮和动滑轮的重分别为30N、10N和10N，若用25N
的拉力F水平拉动细绳，使物体A竖直向上匀速运动2s，物体A上升的高度为10cm。则在此过程中提升物体A
做的有用功为 J，拉力F的功率是 W。滑轮组的机械效率为 。如图乙所示，
将弹簧测力计换成物体B后，发现物体A可以匀速向下运动，若增大物体A的重力，则物体B和水平桌面间的
滑动摩擦力大小将 （填“变大”“变小”或“不变”）。
十一．斜面机械效率的计算（5题）
36．（2025·四川达州·一模）如图所示，斜面长6m，高1m，工人用500N的力沿斜面把重2400N的箱子匀速推
到车上，推力对箱子做的功是 J，斜面的机械效率是 %，箱子与斜面间的摩擦力为
N。37．（2025·四川泸州·中考真题）小兴学习了简单机械后，设计了如图所示的装置，粗糙斜面长1m、高0.5m，
滑轮组位于斜面顶端，不计绳重、滑轮重、滑轮的摩擦，各段绳子均与斜面平行。她把重为24N的物体从斜面
底端匀速拉到顶端，用时10s，弹簧测力计示数为5N，则对物体做的有用功为 J，绳子末端拉力做功功率
为 W，物体受到斜面的摩擦力大小为 N。
38．（23-24八年级下·四川泸州·期末）小聪探究斜面的机械效率时如图所示。L=80cm，h=20cm。沿斜面向上用
0.8N的拉力F将重为2N的木块匀速从A点拉到B点，用时2s，则这段过程中拉力F做功的功率P=
W，斜面的机械效率 ，木块在该斜面上受到的滑动摩擦力f= N。
39．（2025·陕西榆林·一模）如图所示，小明用沿斜面向上的150N推力，将总重500N的物体匀速推到斜面顶
端的车上，用时15s。斜面高1.2m，长5m。此过程小明做的有用功为 J；小明推力做功的功率为
W；该斜面的机械效率为 。
40．如图所示，用滑轮和斜面构成一个组合机械，把重1710N的物体由A点拉到斜面的顶端C点，拉力
F=1000N，斜面高h=1m，斜面长 =2m，由于摩擦的原因，滑轮对物体的作用力F=950N，则斜面的机械效率η
1 1
为 ，滑轮的机械效率η 为 ，整个装置的机械效率η为 ，整个装置的机械效率与斜面和滑
2
轮的机械效率的关系式为 。
十二．其他机械效率的计算（3题）41．（23-24九年级上·江苏淮安·期中）《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械。
其中描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水
5kg，水轮最高处距离水面3m，每分钟转动一周。则筒车在工作过程中，流水的机械能转化为筒中水的 。
若水流冲击筒车的功率为50W，求筒车旋转一周取水的机械效率是 %。
42．（23-24九年级下·广东佛山·阶段练习）如1图所示是我国古代科学技术著作《天工开物》记载的水碓
（duì）（西汉末年出现的机械）。水流冲击水轮转动，推动碓尾把碓头的石杵举起、落下，不断舂米，如2图
所示。
(1)如2图所示水碓可视为不等臂杠杆，为方便舂米，它是按照 （选填“省力”或“费力”）杠杆来设计
的，它的支点是图中的 （选填“A”、“B”或“O”）点；
(2)碓头的石杵落下是受到 力的作用，落下过程中石杵的惯性 （选填“变大”、“变小”或“不
变”）；
(3)水轮一小时可提升质量为3000kg的水升高4m，每分钟流水对水轮做的总功为2400J，忽略摩擦力，水轮旋转
一小时提升水所做的有用功为 J，机械效率是 （保留一位小数）。
43．（24-25九年级上·江苏无锡·阶段练习）有一种小型千斤顶，当手往下压动摇臂时，能把顶着的重物微微抬
高一段很小的距离，把摇臂向上复位时，抬起的重物可以保持不动，再按下摇臂时，重物又被微微抬起，上下
往复操作摇臂，重物便渐渐举高。用这种千斤顶把重6×103N的货物顶起，施加在摇臂上向下的压力为200N，
每压一次，手向下移动的距离是50cm，压10次后，货物被抬高10cm，用时30s，若不考虑手使摇臂向上复位
所做的功；则此过程中对货物做的有用功为 J，手对机械做的功为 J，该千斤顶的机械
效率是 。十三．含有滑轮组的复杂机械效率的计算（10题）
44．用如图甲所示的滑轮组在同一平面上均以0.2m/s的速度匀速拉动不同物体。根据测量结果画出了该滑轮组
机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图像，图乙所示若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，当物体向右运动
0.3m，绳子自由端移动 m，动滑轮的重力为 N，当滑轮组的机械效率为60%时，拉力 的功率
是 W。
45．如图所示，一建筑工地工人用滑轮组拉着重为500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度做匀速直线运动，
人对绳子的拉力大小为110N，动滑轮重为20N（不计绳重及绳与轮间的摩擦），则物体A移动过程中受到地面
的摩擦力为 N，滑轮组的机械效率为 （保留一位小数）。
46．在建筑工地上，小明同学利用如图所示的装置，用25N的拉力使重为300N的物体A沿着水平地面匀速运
动。A在运动时受到地面的摩擦力为其所受重力的0.2倍，不计绳重及滑轮组的摩擦。则动滑轮所受重力
N，若增加物体A的重力，仍使物体A匀速运动，则该装置的机械效率将 （选填“增大”、“减小”或
“不变”）。
47．建筑工人要向楼上运送货物，为了省力，他在一个斜面上安装了一个滑轮组，做成如图所示的机械装置，
斜面的倾角为30°且固定在水平面上。工人用400N的力拉绳子，重为500N的货物沿斜面匀速向上运动12m所
用时间为20s，在此过程中有用功为 J，该装置的机械效率为 。48．(1)如图所示，重为2N的物体B恰能使重为30N的物体A匀速向右运动，则物体A受到水平桌面的摩擦阻
力是 N，若使物体A以0.2m/s的速度匀速向左运动，则作用在A上水平向左的拉力的功率为 W。（滑轮
间的摩擦不计）
(2)小李用如图的滑轮组匀速提升水中的重物。已知重物A的重力为750N，体积为0.015m3，动滑轮重为120N，
（不计绳重和摩擦，g取10N/kg）则：重物A未露出水面之前，滑轮组的机械效率是 ；重物A从上表面
与水面接触到下表面完全离开水面的过程中，滑轮组的机械效率 （选填“增大”、“减小”或“不
变”）。
49．学习了简单机械的有关知识后，小强同学自制了一种简易升降晾衣架，它由4个定滑轮和两个动滑轮组成，
绳子的一端固定在天花板上，人用力拉绳子的自由端可以使晾衣架匀速上升，晾衣架在匀速上升过程中横梁保
持水平，如图所示，将40N的衣物挂在晾衣架上，人拉绳的力为12.5N时，衣物匀速上升，忽略绳重及摩擦，
请根据以上信息完成下列问题。
(1)小强体重500N，当他匀速拉绳子时，他对水平地面的压力是 N。
(2)此过程中该装置的机械效率是多少？
(3)将60N的衣物挂在晾衣架上，使其在5s内匀速升高1m，人所做的总功和总功率各是多少？
50．如图所示，工人师傅用150N的力，使物体A在1min内沿水平地面匀速移动了12m，此时物体A受到水平
向左的拉力为240N。在此过程中物体A移动的速度是 m/s，工人师傅拉绳子的力做功的功率是
W，该装置的机械效率η= 。当物体A的速度增大到0.5m/s时，物体A受到的摩擦力是 N。51．（2025·安徽六安·一模）工人用如图所示装置把重 的物体，从斜面底部匀速拉到 高的平台
上（斜面与水平地面的夹角为 ），用时 。工人对绳子的拉力为 ，动滑轮重 ，不考
虑绳重和滑轮转轴的摩擦，求：
(1)绳子对物体做的功 ；
(2)物体克服摩擦力所做的功 ；
(3)整个装置的机械效率 。
52．近几年很多农村家庭建起了小别墅，某工人采用如图所示的装置提升重物。滑轮组悬挂在水平支架上，工
人站在水平地面上竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在 内匀速上升了 。已知物体A重 ，两个滑轮
的质量均为 。不计所有绳重和摩擦力。求：
（1）人对自由端绳子的拉力；
（2）工人对绳子拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
53．如图所示，支架OB固定于竖直墙面O点，且可绕O点在竖直面内转动，细绳BC与支架连接于B点，另
一端固定在墙上C点，此时支架水平，细绳与支架夹角为30°。滑轮组悬挂于支架A处，OA=2AB，重500N的
工人用300N竖直向下的拉力拉动绳子自由端，使重540N的物体M匀速上升。工人与水平地面的接触面积为500cm2，两个滑轮的质量相等，不计支架和细绳重力，不计滑轮组的绳重和摩擦。求：
（1）工人对地面的压强；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）细绳BC对支架的拉力。
