2024-2025學(xué)年八年級(jí)下冊(cè)物理 第十二章 機(jī)械效率-講核心（原卷版+解析）

機(jī)械效率強(qiáng)化

模塊要點(diǎn)考查方式學(xué)習(xí)要求考查類型等級(jí)劃分

機(jī)械效率的概念概念辨析?？键c(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)☆☆

機(jī)械效率概念與計(jì)算機(jī)械效率的影響因素實(shí)驗(yàn)探究?？键c(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)☆☆

4個(gè)要點(diǎn)

機(jī)械效率的簡(jiǎn)單計(jì)算規(guī)律應(yīng)用?？键c(diǎn)☆

滑輪組機(jī)械效率計(jì)算滑輪組機(jī)械效率計(jì)算規(guī)律應(yīng)用難點(diǎn)☆☆☆

定義人使用機(jī)械時(shí)對(duì)目標(biāo)物體必須要做的功

o有用功----------------------------------------------

----------當(dāng)使用滑輪組豎直方向移動(dòng)物體時(shí)，W*=Gh

若用滑輪組提升重物，我們還不得不克服動(dòng)滑輪本身

定義所受的重力以及摩擦等因素的影響而多做的部分功

機(jī)械效率強(qiáng)化額外功----------------------------------------------------------

----------若忽略繩黃，摩擦力，則有卬*=6動(dòng)11

定義有用功和額外功之和

口總功o-----------------------------

--------公式Wg=w*+w.

觸專題一?機(jī)械效率概念與計(jì)算

硼MVNM

1.有用功一Wwa：使用機(jī)械時(shí)，直接對(duì)物體做的功加叫有用功。在提升物體時(shí)，W有用=

2.額外功一W額外：使用機(jī)械時(shí)，克服機(jī)械自身重力與摩擦做的功的功叫額外功。

3.總功一W總：

（1）人們?cè)谑褂脵C(jī)械做功的過程中實(shí)際所做的功叫總功，它等于有用功和額外功的。

即：W,&=；

（2）若人對(duì)機(jī)械的動(dòng)力為F,則：Wa=0

4.機(jī)械效率一"

（1）定義：叫機(jī)械效率

（2）公式：〃=W有用/W總。

（3）機(jī)械效率總是小于o

（4）提高機(jī)械效率的方法：①減小,②改進(jìn)機(jī)械，減小自重。

5.測(cè)滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中：

C1）實(shí)驗(yàn)原理是：；

（2）待測(cè)物理量：有、、、；

（3）實(shí)驗(yàn)器材：除鉤碼、鐵架臺(tái)、細(xì)線、滑輪組還需要、；

（4）影響滑輪組機(jī)械效率的因素有：、、；

（5）提高滑輪組機(jī)械效率的方法：、、；

（6）物體提升的高度、繩子的繞法是否影響機(jī)械效率？o

【答案】1、Gh；3、（1）總和；W有用+W額外；（2）Fs；4、（1）有用功與總功比值；（3）1；（4）摩擦；5、

Gh

〃二---

（1）Fs.（2）物休上升的高度、物重、繩子自由諾的拉力、繩自由諾移動(dòng)的距離；（3）彈簧測(cè)力計(jì)、

刻度尺；（4）物重、動(dòng)滑輪重力、摩擦與繩重；（5）增大物重、減小動(dòng)滑輪重力、減小摩擦與繩重；（6）否

吸一幃

?要點(diǎn)：機(jī)械效率的概念

【例11

1.關(guān)于機(jī)械效率的下列說法中，正確的是（）

A.利用機(jī)械越省力，機(jī)械效率越高

B.機(jī)械做功越快，機(jī)械效率越高

C.有用功相同，總功越大的機(jī)械效率越高

D.額外功相同，有用功越大的機(jī)械效率越高

?要點(diǎn)：機(jī)械效率的影響因素

【例2】

2.小芳同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)高度可調(diào)節(jié)的斜面來探究斜面的省力情況、斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度之間

的關(guān)系，如圖所示。她首先測(cè)出小車重，然后用彈簧測(cè)力計(jì)沿斜面拉動(dòng)小車，調(diào)節(jié)斜面傾斜角的大小多次測(cè)

量，得下表所示的數(shù)據(jù)：

D

斜面高有用功總功機(jī)械效率

斜面傾斜角0小車重G/N斜面長(zhǎng)s/m拉力//N

h/mW有/JW&/J7

12°50.212.1—2.148%

30°50.513.62.5—69%

45°50.714.33.54.3—

(1)在上表空格中填上適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)；

(2)分析上表中的數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論是：斜面傾斜角。越，斜面越省力，斜面的機(jī)械

效率越;

(3)實(shí)驗(yàn)過程中拉力的方向應(yīng)與斜面_________；

(4)若想探究斜面的機(jī)械效率與物重的關(guān)系，則要保持不變，斜面的光滑程度不變，只改變

,這種研究問題的方法我們稱之為;

(5)在上述實(shí)驗(yàn)中，物重、斜面高度不變，若不考慮斜面摩擦，如圖所示，哪個(gè)圖能正確表示下與斜面長(zhǎng)

【例3】

3.用如圖所示裝置“探究影響動(dòng)滑輪機(jī)械效率的因素”。

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)__________向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在動(dòng)滑輪下面的鉤碼緩緩上升。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下

表;

機(jī)械效率

序號(hào)動(dòng)滑輪重力G/N鉤碼重力G/N鉤碼上升高度/z/m繩的拉力F/N動(dòng)距離s/m

7

①0.110.20.60.483.3%

②0.120.21.10.4

③0.220.21.10.483.3%

(2)第②次實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)得動(dòng)滑輪的機(jī)械效率約為；

(3)分析表中兩組數(shù)據(jù)可知，對(duì)于同一動(dòng)滑輪，所提升鉤碼的重力增大，機(jī)械效率將增大；

(4)進(jìn)一步分析表中數(shù)據(jù)可知，提升相同重力的鉤碼時(shí)，動(dòng)滑輪的重力增大，其機(jī)械效率將。(選

填“增大”、“減小”或“不變”)

&現(xiàn)徙應(yīng)用

?要點(diǎn)：機(jī)械效率的簡(jiǎn)單計(jì)算

【例4】

4.如圖所示，斜面長(zhǎng)5m,高3m,小明用繩子沿斜面將重為300N的木塊由斜面底端勻速拉到頂端，拉力

大小為240N,繩重不計(jì)。

求：(1)小明做的有用功；

(2)物體受到斜面的摩擦力；

(3)斜面的機(jī)械效率。

【例5】

5.如圖是用動(dòng)滑輪提升貨物A的示意圖.在豎直向上的拉力F的作用下，使重450N的貨物A在50s的時(shí)

間里，勻速豎直上升了10m.在這個(gè)過程中，拉力F做的功為5000J.求：

(1)有用功W有；

(2)拉力F的功率P；

(3)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率7

【例6】

6.如圖，小明分別用甲、乙兩相同滑輪把同一桶沙從一樓地面提到二樓地面。用甲滑輪所做的總功為

卬1,機(jī)械效率為〃I；用乙滑輪所做的總功為胸，機(jī)械效率為〃2,若不計(jì)一切摩擦和繩重，則()

甲乙

A.叱=叱7=%B.叱=嗎7<%

C.W1<W27i>72D.W1>W27i>7?

【例7】

7.要把水平放置的電線桿豎立起來，先用起重機(jī)的鋼絲繩栓住電線桿的一端，調(diào)離地面，如圖所示，假設(shè)

電線桿是密度均勻的圓柱體，重為2X104N,長(zhǎng)為10m。若把電線桿吊到豎直位置，拉力做功為1.25X105J,

吊起電線桿的過程中機(jī)械效率是。

)///////////////////zy//

【例8】

8.在探究滑輪組機(jī)械效率的影響因素時(shí)，一位同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的甲、乙、丙、丁四個(gè)提升重物的滑輪

組，其中每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均相同，每個(gè)滑輪的質(zhì)量也均相同.若不計(jì)繩重和輪與軸的摩擦，則下列說法中

甲乙丙T

A.甲滑輪組的機(jī)械效率小于乙滑輪組的機(jī)械效率

B.乙滑輪組的機(jī)械效率等于丁滑輪組的機(jī)械效率

C.利用乙、丙兩個(gè)滑輪組可以探究滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重是否有關(guān)

D.利用甲、丙兩個(gè)滑輪組可以探究滑輪組的機(jī)械效率與被提升物體的物重是否有關(guān)

【例9】

9.小剛利用如圖所示的滑輪組及相關(guān)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，改變所掛物體重G,在繩自由端施加豎直向上的拉力

F,使滑輪組勻速提拉重物升高相同的高度，拉力所做的總功為W,滑輪組的機(jī)械效率為〃。不計(jì)繩重及

輪與軸的摩擦，選項(xiàng)中關(guān)于物重G及對(duì)應(yīng)的卬和〃的關(guān)系圖象，其中正確的是（）

\\\\\\\\

■

【例10】

10.滑輪組把一個(gè)物體從地面勻速提升〃高度，機(jī)械效率為小。對(duì)滑輪組進(jìn)行處理后，還將該物體從地面勻

速提升高度，機(jī)械效率為〃2,發(fā)現(xiàn)力＞小。則對(duì)滑輪組的處理方式是（）

A,把動(dòng)滑輪換重一些的B.換粗一點(diǎn)的繩子拉

C.在繩和輪之間加潤(rùn)滑油D.在輪與軸之間加潤(rùn)滑油

【例11】

11.在測(cè)“滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中：

（1）該實(shí)驗(yàn)需要的測(cè)量工具有;;

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)方法正確，兩組實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)如下表，請(qǐng)補(bǔ)充表中未知數(shù)據(jù):

機(jī)械效率

滑輪個(gè)數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升高度/z/m拉力F/N拉力移動(dòng)距離s/m

甲組一定一動(dòng)19.60.211.20.4—

乙組二定二動(dòng)19.60.251—

（3）在圖甲中畫出甲組實(shí)驗(yàn)時(shí)細(xì)線的纏繞方式；（）

甲乙

（4）乙組實(shí)驗(yàn)如圖乙所示，與甲組實(shí)驗(yàn)相比，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)將,此時(shí)滑輪組機(jī)械效率將

（選填“變大”、“變小”、“不變”），其原因是O

【例12]

12.如圖是同學(xué)們用來測(cè)滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置o

〃//〃〃

(1)如果鉤碼總重5.0N,每個(gè)滑輪重0.7N,不計(jì)繩重與摩擦，則鉤碼靜止時(shí)，拉力是N；

(2)為了準(zhǔn)確測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率，應(yīng)豎直向上_________拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼上升；

(3)下表是某同學(xué)測(cè)圖所示滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)記錄，請(qǐng)你幫他完成未填寫的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；

機(jī)械效

鉤碼重力鉤碼上升的高度彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距有用功總功

項(xiàng)目率

G/NF/Nh/cm離s/cmW有/JW6/J

7

實(shí)驗(yàn)數(shù)

5.02.510————

據(jù)

(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，在全班交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，老師提出：如果各組所用滑輪和串繞繩子的方式不變，哪些

因素會(huì)影響滑輪組的機(jī)械效率呢？

經(jīng)過大家積極思考，提出了各種猜想，概括起來有如下幾種：

猜想1：可能與勻速提升的速度大小有關(guān)；

猜想2：可能與被提升的鉤碼重有關(guān)；

猜想3：可能與勻速提升的速度大小和被提升的鉤碼重都有關(guān)；

猜想4：可能與鉤碼被提升的高度有關(guān)；

小明和小強(qiáng)分別根據(jù)各自的猜想進(jìn)行了探究，實(shí)驗(yàn)記錄如下表。

小明的實(shí)驗(yàn)記錄：

物理量機(jī)械效率

鉤碼重G/N繩端拉力F/N

控制因素7

較小提升速度104.279.4%

較大提升速度104.279.4%

探究結(jié)果

小強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)記錄:

物理量機(jī)械效率

鉤碼重G/N繩端拉力F/N

控制因素7

104.279.4%

大致相同的提升速度

156.0

探究結(jié)果

①請(qǐng)幫助小強(qiáng)完成表中的一項(xiàng)計(jì)算，其數(shù)據(jù)是（）；

②根據(jù)他倆的實(shí)驗(yàn)記錄，可得出小明和小強(qiáng)的探究結(jié)果分別是（）;

③歸納他倆的實(shí)驗(yàn)探究，你所得到的結(jié)論是（）o

[例13]

13.實(shí)驗(yàn)桌上有帶橫桿的鐵架臺(tái)、刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩，另外還有鉤碼一盒，質(zhì)量不等的滑輪2

個(gè)，滑輪的輪與軸之間的摩擦很小，可忽略不計(jì)。請(qǐng)選用上述實(shí)驗(yàn)器材證明：動(dòng)滑輪的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪

所受重力有關(guān)。

（1）寫出實(shí)驗(yàn)步驟；

（2）畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格o

【例14]

14.實(shí)驗(yàn)臺(tái)上有組裝好的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖所示，其中彈簧測(cè)力計(jì)的量程為。~5N,另外還有質(zhì)量均為100g

的鉤碼六個(gè)（圖中未畫出）。要求利用上述實(shí)驗(yàn)裝置和鉤碼設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：用滑輪組提升重物時(shí)，如

果滑輪組的機(jī)械效率不變，則有用功跟總功成正比。請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)步驟并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。

（1）實(shí)驗(yàn)步驟。

（2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。

9,專題二?；喗M機(jī)械效率計(jì)算

&鎮(zhèn)律期

?要點(diǎn)：滑輪組機(jī)械效率計(jì)算

【例15]

15.工人用如圖所示裝置在10s內(nèi)將質(zhì)量為45kg的貨物勻速提升2m,此過程中拉力的功率為120W。不計(jì)

繩重和輪與軸的摩擦。g取10N/kg,求：

(1)有用功；

(2)工人的拉力；

(3)滑輪組的機(jī)械效率。

【例16]

16.如圖所示是用動(dòng)滑輪運(yùn)送貨物A的示意圖.在拉力E的作用下，重400N的貨物A在20s的時(shí)間里,

勻速豎直上升了8m.在這個(gè)過程中，拉力廠做功的功率為200W.不計(jì)繩重和滑輪與軸的摩擦.求：

□

(I)有用功W有；

(2)動(dòng)滑輪勻速提升貨物A的機(jī)械效率〃;

(3)動(dòng)滑輪所受的重力G動(dòng).

【例17]

17.在維修汽車發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，用如圖所示的滑輪組把汽車?yán)锏陌l(fā)動(dòng)機(jī)提起來.當(dāng)卷?yè)P(yáng)機(jī)用750N的力拉鋼絲

繩，使發(fā)動(dòng)機(jī)在10s內(nèi)勻速上升1m的過程中，滑輪組的機(jī)械效率為80%.不計(jì)繩重和繩與滑輪之間的摩

擦，下列判斷正確的是（）

A.動(dòng)滑輪重力為450N

B.發(fā)動(dòng)機(jī)的重力為1800N

C.卷?yè)P(yáng)機(jī)做的有用功為2250J

D.卷?yè)P(yáng)機(jī)做功的功率為225W

妗財(cái)曲

【例18]

18.如圖所示，工人用滑輪或滑輪組提升重物，每只滑輪質(zhì)量均相同，若把同一貨物勻速提升相同的高度

A.使用C滑輪組與使用D滑輪組一樣省力

B.使用D滑輪組最省力

C.其中機(jī)械效率最高的是使用C滑輪組

D.其中機(jī)械效率最高的是使用B滑輪

【例19]

19.用相同的滑輪和繩子分別組成如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，繩子受的拉力分別為后、保持甲、

乙兩繩自由端的速度相同，把相同的物體勻速提升相同的高度，若不計(jì)繩重及軸處摩擦，下列說法正確的

是

申7.

A.B和仍大小不相等，滑輪組的機(jī)械效率相同

B.F1和&大小不相等，門和尸2的功率相同

C.繩子自由端移動(dòng)的距離不相等，物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同

D.繩子自由端移動(dòng)的距離相等，耳和尸2做的功相同

【例20】

20.某同學(xué)用滑輪組提升物體，繩子自由端豎直移動(dòng)的距離隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖中圖線a所示，物體上

升的高度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖中圖線b所示，已知物體的質(zhì)量為450g,所用動(dòng)滑輪的質(zhì)量為50g,繩子

自由端的拉力P為L(zhǎng)3N,g取10N/kg.在0~2s的過程中，下列說法中正確的是

B.拉力F的功率為0.26W

C.有用功為0.45J

D.滑輪組的機(jī)械效率為90%

【例21】

21.用圖甲所示的滑輪組運(yùn)送貨物上樓，每次運(yùn)送的量不定，圖乙記錄了滑輪組的機(jī)械效率隨貨物重力增

加而變化的圖象(不考慮繩重和摩擦)。

(1)動(dòng)滑輪重力多大；

(2)求貨物重400N時(shí)滑輪組的機(jī)械效率多大。

【例22】

22.為了將放置在水平地面上、重G=100N的重物提升到高處。小明同學(xué)設(shè)計(jì)了圖甲所示的滑輪組裝置。當(dāng)

用圖乙所示隨時(shí)間變化的豎直向下拉力/拉繩時(shí)，重物的速度v和上升的高度〃隨時(shí)間f變化的關(guān)系圖像分

別如圖丙和丁所示。若重物與地面的接觸面積S=5xl0-2m2,不計(jì)繩重和摩擦，繩對(duì)滑輪的拉力方向均可看成

在豎直方向。則下列選項(xiàng)正確的是（）

A.在2~3s內(nèi),拉力尸的功率尸為150W

B.在O~ls內(nèi),重物對(duì)地面的壓強(qiáng)p為600Pa

在1~2s內(nèi),拉力產(chǎn)做功卬為375J

D.在2~3s內(nèi),滑輪組的機(jī)械效率〃保留兩位有效數(shù)字后為53%

【例23】

23.如圖所示的裝置，已知物體A重為60N,在水平拉力廠的作用下，物體以0.2m/s的速度做勻速直線運(yùn)

動(dòng),物體與水平地面之間的摩擦力為12N,若滑輪組的機(jī)械效率為80%,則在4s內(nèi)拉力/所做的功是

__________Jo

【例24】

24.一個(gè)質(zhì)量為70kg的工人，用圖所示的裝置（包括滑輪組及裝磚的托板）提升一堆磚。已知托板重200N,

每塊磚重100N?；喌哪Σ梁屠K重均可忽略不計(jì)，當(dāng)工人勻速提升10塊磚時(shí)，此裝置的機(jī)械效率為80%。

那么，該人站在地面上用此裝置提升這些磚的過程中，此裝置的機(jī)械效率最高可達(dá)到。（取

g=10N/kg,結(jié)果保留1位小數(shù)）

◎現(xiàn)固練習(xí)

【練1】

25.如圖所示的滑輪組中，動(dòng)滑輪重1N,小強(qiáng)用6N的拉力F通過該滑輪組勻速拉起重10N的物體，物體

沿豎直方向上升0.4m.此過程中，額外功和機(jī)械效率分別是（）

A.0.4J83.3%B.0.8J91.7%C.0.8J83.3%D.0.4J91.7%

練2】

26.某實(shí)驗(yàn)小組分別用如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組（每個(gè)滑輪重相同）勻速提起相同的重物.不計(jì)繩重

及摩擦，下列說法正確的是（）

A.甲圖省力機(jī)械效率甲圖大

B.甲圖省力機(jī)械效率一樣大

C.乙圖省力機(jī)械效率一樣大

D.乙圖省力機(jī)械效率乙圖大

【練3】

27.如圖所示使用滑輪組提升重物時(shí)，能夠提高機(jī)械效率的方法是(

A,改變繞繩的方式B.增加物體的提升高度

C.減少物體的提升高度D,增加提升物的物重

【練4】

28.如圖所示，是用動(dòng)滑輪提升物體A的示意圖.在拉力F的作用下物體A在10S內(nèi)勻速上升了1m.已

知物體的重力為800N,拉力F的大小為500N.求：

(1)拉力F的功率；

(2)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率.

【練5】

29.工人使用如圖所示的滑輪組，在5s內(nèi)將重400N的物體A勻速提升3m,已知拉力/為250N,在此過

程中，不計(jì)繩重和輪與軸間的摩擦，求：

(1)該滑輪組機(jī)械效率；

(2)工人做功的功率。

方

機(jī)械效率強(qiáng)化

模塊要點(diǎn)考查方式學(xué)習(xí)要求考查類型等級(jí)劃分

機(jī)械效率的概念概念辨析?？键c(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)☆☆

機(jī)械效率概念與計(jì)算機(jī)械效率的影響因素實(shí)驗(yàn)探究?？键c(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)☆☆

4個(gè)要點(diǎn)

機(jī)械效率的簡(jiǎn)單計(jì)算規(guī)律應(yīng)用?？键c(diǎn)☆

滑輪組機(jī)械效率計(jì)算滑輪組機(jī)械效率計(jì)算規(guī)律應(yīng)用難點(diǎn)☆☆☆

定義人使用機(jī)械時(shí)對(duì)目標(biāo)物體必須要做的功

II有用功

當(dāng)使用滑輪組豎直方向移動(dòng)物體時(shí)，W.=Gh

若用滑輪組提升重物，我們還不得不克服動(dòng)滑輪本身

定義所受的重力以及摩擦等因素的影響而多做的部分功

機(jī)械效率強(qiáng)化E額外功

若忽略繩黃，摩擦力，則有WB=Gah

定義有用功和額外功之和

■總功

公式Ws=w*+w*

機(jī)械效率概念與計(jì)算

即

1.有用功一w有用：使用機(jī)械時(shí)，直接對(duì)物體做的功加叫有用功。在提升物體時(shí)，W有用=

2.額外功一W額外：使用機(jī)械時(shí)，克服機(jī)械自身重力與摩擦做的功的功叫額外功。

3.總功一W總：

(1)人們?cè)谑褂脵C(jī)械做功的過程中實(shí)際所做的功叫總功，它等于有用功和額外功的

即：W,&=；

(2)若人對(duì)機(jī)械的動(dòng)力為F,則：Wa=0

4.機(jī)械效率一"

(1)定義：叫機(jī)械效率。

(2)公式：〃=W有用/W總。

(3)機(jī)械效率總是小于=

(4)提高機(jī)械效率的方法：①減小，②改進(jìn)機(jī)械，減小自重。

5.測(cè)滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中:

（1）實(shí)驗(yàn)原理是：；

（2）待測(cè)物理量：有、、、；

（3）實(shí)驗(yàn)器材：除鉤碼、鐵架臺(tái)、細(xì)線、滑輪組還需要、；

（4）影響滑輪組機(jī)械效率的因素有：、、；

（5）提高滑輪組機(jī)械效率的方法：、、；

（6）物體提升的高度、繩子的繞法是否影響機(jī)械效率？=

【答案】1、Gh；3、（1）總和；W有用+W額外；（2）Fs；4、（1）有用功與總功比值；（3）1；（4）摩擦；5、

Gh

〃=—

（1）Fs；（2）物休上升的高度、物重、繩子自由諾的拉力、繩自由諾移動(dòng)的距離；（3）彈簧測(cè)力計(jì)、

刻度尺；（4）物重、動(dòng)滑輪重力、摩擦與繩重；（5）增大物重、減小動(dòng)滑輪重力、減小摩擦與繩重；（6）否

?！?/p>

?要點(diǎn)：機(jī)械效率的概念

【例1】

1.關(guān)于機(jī)械效率的下列說法中，正確的是（）

A.利用機(jī)械越省力，機(jī)械效率越高

B.機(jī)械做功越快，機(jī)械效率越高

C.有用功相同，總功越大的機(jī)械效率越高

D.額外功相同，有用功越大的機(jī)械效率越高

【答案】D

【解析】

【詳解】A.機(jī)械效率是有用功在總功中所占的比值，與機(jī)械是否省力無關(guān)，A錯(cuò)誤；

B.機(jī)械做功越快，表示功率越大，單位時(shí)間內(nèi)做功越多，但機(jī)械效率不一定就高，B錯(cuò)誤；

C.有用功相同，總功越大，說明有用功在總功中所占比例越小，也就是機(jī)械效率越低，C錯(cuò)誤；

D.有用功與額外功之和是總功，額外功相同，有用功越大，說明有用功在總功中所占比例越大，也就是

機(jī)械效率越高，D正確。

故選D。

屬實(shí)驗(yàn)探究

?要點(diǎn)：機(jī)械效率的影響因素

【例2】

2.小芳同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)高度可調(diào)節(jié)的斜面來探究斜面的省力情況、斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度之間

的關(guān)系，如圖所示。她首先測(cè)出小車重，然后用彈簧測(cè)力計(jì)沿斜面拉動(dòng)小車，調(diào)節(jié)斜面傾斜角的大小多次測(cè)

量，得下表所示的數(shù)據(jù)：

3

斜面高有用功總功機(jī)械效率

斜面傾斜角0小車重G/N斜面長(zhǎng)s/m拉力F/N

h/mW有/JW&/J7

12°50.212.1—2.148%

30°50.513.62.5—69%

45°50.714.33.54.3—

(1)在上表空格中填上適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)；

(2)分析上表中的數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論是：斜面傾斜角。越,斜面越省力，斜面的機(jī)械

效率越；

(3)實(shí)驗(yàn)過程中拉力的方向應(yīng)與斜面__________；

(4)若想探究斜面的機(jī)械效率與物重的關(guān)系，則要保持不變，斜面的光滑程度不變，只改變

，這種研究問題的方法我們稱之為;

(5)在上述實(shí)驗(yàn)中，物重、斜面高度不變，若不考慮斜面摩擦，如圖所示，哪個(gè)圖能正確表示尸與斜面長(zhǎng)

度s的關(guān)系()：

【答案】①.1②.3.6③.81%④.?、?低⑥.平行且向上⑦.斜面傾斜角e

⑧.小車的物重⑨.控制變量法⑩.c

【解析】

【詳解】（1）口］第一次實(shí)驗(yàn)的有用功為

w有產(chǎn)G/7i=5NxO.2m=1J

⑵第二次實(shí)驗(yàn)的總功為

W息2=Bs=3.6Nxlm=3.6J

［3］第三次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率為

3^1x100%a81%

%34.3J

（2）⑷⑶比較數(shù)據(jù)可知

仇>。2>仇

則拉力大小關(guān)系為

F3>F?>F1

機(jī)械效率大小關(guān)系為

可得出的結(jié)論是：斜面傾斜度。越小時(shí)，越省力，斜面機(jī)械效率越低。

（3）［6］利用斜面提升重物，額外功主要是克服摩擦力而做的功，拉力方向必須與摩擦力方向保持在同一

條直線上，且勻速拉動(dòng)物體，測(cè)力計(jì)示數(shù)才是一個(gè)恒定的值，故實(shí)驗(yàn)過程中拉力的方向應(yīng)與斜面平行且向

上。

（4）⑺⑻陰因斜面的機(jī)械效率與斜面的傾角有關(guān)，故探究斜面的機(jī)械效率與物重的關(guān)系時(shí)，要保持斜面

傾角不變，斜面的光滑程度不變，只改變小車的物重，這種研究問題的方法我們稱之為控制變量法。

（5）［10］若不考慮斜面摩擦，利用斜面做的功等于直接用手做的功，即

Fs=Gh

因物重G,斜面高度〃不變，G〃為一定值，可知推力尸與s成反比，故ABD不符合題意，C符合題意。

故選C。

【例3】

3.用如圖所示裝置“探究影響動(dòng)滑輪機(jī)械效率的因素”。

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)__________向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在動(dòng)滑輪下面的鉤碼緩緩上升。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下

表;

機(jī)械效率

序號(hào)動(dòng)滑輪重力G/N鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/m繩的拉力F/N動(dòng)距離s/m

7

①0.110.20.60.483.3%

②0.120.21.10.4

③0.220.21.10.483.3%

(2)第②次實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)得動(dòng)滑輪的機(jī)械效率約為；

(3)分析表中兩組數(shù)據(jù)可知，對(duì)于同一動(dòng)滑輪，所提升鉤碼的重力增大，機(jī)械效率將增大;

(4)進(jìn)一步分析表中數(shù)據(jù)可知，提升相同重力的鉤碼時(shí)，動(dòng)滑輪的重力增大，其機(jī)械效率將0(選

填“增大”、“減小”或“不變”)

【答案】①.豎直②.90.9%③.①②④.減小

【解析】

【詳解】(1)口］實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)且在拉動(dòng)過程中讀數(shù)，這樣才能準(zhǔn)確測(cè)出繩端的

拉力。

(2)［2］由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第②次實(shí)驗(yàn)時(shí)，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率

%Gh2NxO.2m

x100%~90.9%

WaFs1.INx0.4m

(3)［3］探究對(duì)于同一動(dòng)滑輪，機(jī)械效率和物體重力的關(guān)系，保持動(dòng)滑輪不變，物體上升的高度相同，物體

的重力不同，選擇表中①②數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

(4)［4］由表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)為②③的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，提升相同重力的鉤碼時(shí)，動(dòng)滑輪的重力增大，其機(jī)械效率

將減小。

?要點(diǎn)：機(jī)械效率的簡(jiǎn)單計(jì)算

【例4】

4.如圖所示，斜面長(zhǎng)5m,高3m,小明用繩子沿斜面將重為300N的木塊由斜面底端勻速拉到頂端，拉力

大小為240N,繩重不計(jì)。

求：(1)小明做的有用功；

(2)物體受到斜面的摩擦力；

(3)斜面的機(jī)械效率。

【答案】(1)900J；(2)60N；(3)75%

【解析】

【詳解】解：(1)小明做的有用功為

W有用=G/?=300N><3m=900J

(2)小明所做的總功為

jy6=ft=240Nx5m=1200J

額外功

w額=w總一w有用=1200J-900J=300J

則由w額于可得物體受到斜面的摩擦力為

人?=黑=60N

(3)斜面的機(jī)械效率為

,%用一900J

x100%=75%

%1200J

答：(1)小明做的有用功是900J；

(2)物體受到斜面的摩擦力為60N；

(3)斜面的機(jī)械效率為75%。

【例5】

5.如圖是用動(dòng)滑輪提升貨物A的示意圖.在豎直向上的拉力F的作用下，使重450N的貨物A在50s的時(shí)

間里，勻速豎直上升了10m.在這個(gè)過程中，拉力F做的功為5000J.求：

(1)有用功W有；

(2)拉力F的功率P；

(3)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率十

A

【答案】(1)4500J；(2)100W；(3)90%

【解析】

【詳解】(1)有用功即提升重物所做的功，所以有用功為：

%=G〃=450Nx10m=4500J；

(2)已知拉力F做的功為5000J,所用時(shí)間為50s,所以拉力做功的功率為：

p=^=5000J=100w；

t50s

(3)有用功與總功的比叫機(jī)械效率，所以動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為：

;7=—X100%=xl00%=90%.

%5000J

點(diǎn)睛：涉及機(jī)械效率的問題時(shí)，關(guān)鍵是要清楚總功、有用功、額外功都在哪，有時(shí)要特別清楚額外功是對(duì)

誰做的功，弄清楚這些功后，求效率和功率就顯得簡(jiǎn)單了.

鄉(xiāng)能力曲

【例6】

6.如圖，小明分別用甲、乙兩相同滑輪把同一桶沙從一樓地面提到二樓地面。用甲滑輪所做的總功為

W1,機(jī)械效率為〃1；用乙滑輪所做的總功為W2,機(jī)械效率為〃2,若不計(jì)一切摩擦和繩重，則()

B.叱=叱7i<72

c.W^W2〃]>%D.W1>W27>”

【答案】C

【解析】

【詳解】小明分別用甲、乙兩滑輪把同一桶沙從一樓地面提到二樓地面，所以兩種情況的有用功相同；當(dāng)

有用功一定時(shí)，利用機(jī)械時(shí)做的額外功越少，則總功越少，機(jī)械效率越高。而乙滑輪是動(dòng)滑輪，所以利用

乙滑輪做的額外功多，則總功越多，機(jī)械效率低。即

WX<W2,71>72

故ABD不符合題意，C符合題意。

故選Co

【例7】

7.要把水平放置的電線桿豎立起來，先用起重機(jī)的鋼絲繩栓住電線桿的一端，調(diào)離地面，如圖所示，假設(shè)

電線桿是密度均勻的圓柱體，重為2xlO4N,長(zhǎng)為10m。若把電線桿吊到豎直位置，拉力做功為1.25xlO5J,

吊起電線桿的過程中機(jī)械效率是。

)///////////////////zy//

【答案】80%

【解析】

【詳解】由圖可知，電線桿吊到豎直位置時(shí)克服其重力做功是有用功，有用功

=G/i=2xl04Nx|xl0m=lxl05J

拉力所做功是總功

W后L25X105J

吊起電線桿的過程中機(jī)械效率

lxlO5J

77=^X100%=x100%=80%

1.25X105J

【例8】

8.在探究滑輪組機(jī)械效率的影響因素時(shí)，一位同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的甲、乙、丙、丁四個(gè)提升重物的滑輪

組，其中每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均相同，每個(gè)滑輪的質(zhì)量也均相同.若不計(jì)繩重和輪與軸的摩擦，則下列說法中

正確的是

A.甲滑輪組的機(jī)械效率小于乙滑輪組的機(jī)械效率

B.乙滑輪組的機(jī)械效率等于丁滑輪組的機(jī)械效率

C,利用乙、丙兩個(gè)滑輪組可以探究滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重是否有關(guān)

D.利用甲、丙兩個(gè)滑輪組可以探究滑輪組的機(jī)械效率與被提升物體的物重是否有關(guān)

【答案】ABC

【解析】

【詳解】滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重力和物體重力有關(guān)，已知每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均相同，每個(gè)滑輪的質(zhì)量也

均相同，由甲、丙兩個(gè)滑輪組可知，兩滑輪組提起物體的重力不同，動(dòng)滑輪重也不同，不符合控制變量法的

要求，所以不能探究滑輪組的機(jī)械效率與被提升物體的物重是否有關(guān)，故D錯(cuò)誤；

由乙、丙兩個(gè)滑輪組可知，兩滑輪組提起物體的重力相同，動(dòng)滑輪重不同，所以可以探究滑輪組的機(jī)械效

率與動(dòng)滑輪重是否有關(guān)，故C正確；

甲和乙兩個(gè)滑輪組完全相同，乙滑輪組提物體重力大，將物體提起相同高度時(shí)，乙滑輪組做的有用功大，

不計(jì)繩重和輪與軸的摩擦，克服動(dòng)滑輪重所做額外功相同，所以乙滑輪組的機(jī)械效率大，即甲滑輪組的機(jī)

械效率小于乙滑輪組的機(jī)械效率，故A正確；

由圖可知，乙、丁兩個(gè)滑輪組均為一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪組成，且提起重物的重力也相同（只是繞繩方

式不同），若將物體提起相同高度，則有用功和額外功均相同，總功也相同，故兩滑輪組的機(jī)械效率相

同，故B正確.

【例9】

9.小剛利用如圖所示的滑輪組及相關(guān)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，改變所掛物體重G,在繩自由端施加豎直向上的拉力

F,使滑輪組勻速提拉重物升高相同的高度，拉力所做的總功為W,滑輪組的機(jī)械效率為小不計(jì)繩重及

輪與軸的摩擦，選項(xiàng)中關(guān)于物重G及對(duì)應(yīng)的W和〃的關(guān)系圖象，其中正確的是（）

【答案】BD

【解析】

【詳解】CD.不計(jì)繩重及輪與軸的摩擦，利用滑輪組提起物體時(shí)，克服物體重力所做的功是有用功，克服

動(dòng)滑輪重力所做的功是額外功，拉力所做的是總功，則有

卬=卬有+W額=（G+G動(dòng)）/z

由上式可得，動(dòng)滑輪重和提升物體的高度一定時(shí)，W與G成一次函數(shù)關(guān)系，故C錯(cuò)誤，D正確;

AB.滑輪組的機(jī)械效率

=GkG

〃=可=%+%=6/2+6動(dòng).=6+6動(dòng)

由上式可知，動(dòng)滑輪重一定，〃隨G的增大而增大，且兩者不成正比，故A錯(cuò)誤，B正確。

故選BD。

【例10】

10.滑輪組把一個(gè)物體從地面勻速提升〃高度，機(jī)械效率為小。對(duì)滑輪組進(jìn)行處理后，還將該物體從地面勻

速提升高度，機(jī)械效率為生，發(fā)現(xiàn)力＞小。則對(duì)滑輪組的處理方式是（）

A.把動(dòng)滑輪換重一些的B.換粗一點(diǎn)的繩子拉

C.在繩和輪之間加潤(rùn)滑油D.在輪與軸之間加潤(rùn)滑油

【答案】D

【解析】

【詳解】A.把動(dòng)滑輪換重一些的，使額外功增大，由卬有=6%可知有用功不變，總功等于有用功和額外

功之和，總功會(huì)增大，由區(qū)可知機(jī)械效率減小，故A不符合題意；

%

B.把繩子換粗一點(diǎn)的，繩子變重，額外功增大，總功等于有用功和額外功之和，在有用功一定時(shí)，總功

增大，由可知機(jī)械效率減小，故B不符合題意；

%

C.在繩和輪之間應(yīng)該保持一定的摩擦力才不會(huì)打滑，故不應(yīng)在繩和輪之間加潤(rùn)滑油，故C不符合題意；

D.在輪與軸之間加潤(rùn)滑油可以減小摩擦，額外功減小，總功等于有用功和額外功之和，在有用功一定

時(shí)，總功減小，由〃=言可知機(jī)械效率增大，故D符合題意。

%

故選D。

【例11]

11.在測(cè)“滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中：

(1)該實(shí)驗(yàn)需要的測(cè)量工具有;;

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)方法正確，兩組實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)如下表，請(qǐng)補(bǔ)充表中未知數(shù)據(jù):

機(jī)械效率

滑輪個(gè)數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升高度/z/m拉力F/N拉力移動(dòng)距離s/m

甲組一定一動(dòng)19.60.211.20.4—

乙組二定二動(dòng)19.60.251—

(3)在圖甲中畫出甲組實(shí)驗(yàn)時(shí)細(xì)線的纏繞方式；()

o

GG

甲乙

C4)乙組實(shí)驗(yàn)如圖乙所示,與甲組實(shí)驗(yàn)相比,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)將,此時(shí)滑輪組機(jī)械效率將

(選填“變大”、“變小”、“不變”),其原因是.

【答案】①.刻度尺②.彈簧測(cè)力計(jì)③.87.5%④.78.4%⑥.變小

⑦.變?、?見解析

【解析】

【詳解】(1)口］［2］測(cè)滑輪組機(jī)械效率的原理是

"最嚶xM%

需要測(cè)量鉤碼和繩子末端移動(dòng)的距離，測(cè)量鉤碼的重力和拉力的大小，用到刻度尺和彈簧測(cè)力計(jì)。

(2)［3］第一次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率

%=紜=19.6Nx0.2m*⑼％。875%

%母1ll.2NxO.4m

［4］第二次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率

—也=19-6Nx0.2m*I。。％。8.4%

7

'%2

F2S25Nx1m

(3)⑶根據(jù)可知，甲組實(shí)驗(yàn)時(shí)繩子的有效段數(shù)

=2

0.2m

從定滑輪開始繞，繞線方式如下圖所示:

I

G

(4)[6]乙組實(shí)驗(yàn)如圖乙所示，與甲組實(shí)驗(yàn)相比，繩子的有效段數(shù)是5段，物體的重力不變，則拉力變小,

即彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變小。

[7][8]由表中數(shù)據(jù)可知，此時(shí)滑輪組機(jī)械效率將變小，其原因是動(dòng)滑輪重增加了，所做的額外功增大，而有

用功不變，總功增大了。

【例12]

12.如圖是同學(xué)們用來測(cè)滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置。

////////

(1)如果鉤碼總重5.0N,每個(gè)滑輪重0.7N,不計(jì)繩重與摩擦，則鉤碼靜止時(shí)，拉力是N；

(2)為了準(zhǔn)確測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率，應(yīng)豎直向上________拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼上升；

(3)下表是某同學(xué)測(cè)圖所示滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)記錄，請(qǐng)你幫他完成未填寫的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);

機(jī)械效

鉤碼重力鉤碼上升的高度彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距有用功