資源簡介

機械效率（一）
知識點一：機械效率
有用功
定義：使用機械做功時，對人們有用的功叫有用功，用W有用表示。也就是人們不用機械而直接
用手時必須做的功，也等于在理想情況下（即不考慮摩擦和機械本身的重力）人們所做的功，或
者是機械對物體做的功。
常見有用功的計算：在提升物體時，W有用＝ ；在水平拉動物體時，W有用＝ 。

額外功
使用機械時，對人們沒有用但又不得不做的功叫額外功，用W額表示。額外功的來源主要有：①提升物體時，克服機械自重、容器重、繩重等所做的功；②克服機械的摩擦所做的功。
總功
人們在使用機械做功的過程中實際所做的功叫總功，用W總表示。它等于有用功和額外功的總和，即W總＝W有用＋W額，或人對機械的動力為F，則W總＝Fs。
機械效率
（1）定義：有用功與總功的比值叫做機械效率。
（2）公式：η＝
（3）由于總是存在額外功，使得W有用＜W總，所以η一般是 1；影響機械效率的主要因素有摩擦和
機械自重等。
機械功率與機械效率有什么區別？
功率是描述物體做功快慢的物理量；機械效率是描述總功中有用功占多大比例的物理量
功率是有單位，而機械效率無單位
功率與機械效率之間無因果關系。功率大的機械，機械效率不一定高
機械效率并不是固定不變的，而是隨著不同的工作狀態和環境而變化的。同一滑輪組，提升的重物不同，其機械效率不同，提升的重物越重，機械效率越高。
【例題精講】
【例1】機械效率越高，則（　　）
A．機械做的有用功越多
B．機械做的總功越少
C．在做相同的總功時，機械做的額外功越多
D．在做相同的總功時，機械做的有用功越多
【例2】某機械的效率為75%，則以下說法中正確的是（　　）
A．額外功占有用功的25%
B．有用功與額外功之比為3：1
C．額外功占總功的75%
D．以上都不對
【例3】關于功率和機械效率，下列說法正確的是（　　）
A．機械效率越高，機械做功一定越多
B．機械做功越多，機械效率一定越高
C．做功越快的機械，機械效率一定越高
D．機械功率越大，機械做功一定越快
【例4】如圖所示，人用20N的力將重30N的物體勻速提升2m，不計繩重與摩擦，上述過程中人所做的有用功為　 　J，該滑輪的機械效率為　 　。
【例5】某機械的機械效率為80%，使用它做400J的有用功，需同時做______J的額外功。
【例6】有兩個相同的桶都裝有5kg 的水，甲同學把水從一樓提上二樓，乙同學在樓上用輕繩將水拉到二樓，如圖所示，則 機械效率更高。若將桶中水增加到7kg，則甲同學提水上樓的機械效率變 。
知識點二：機械效率實驗探究
機械效率分析
W有用
W額外
W總
false
提升false的方法
4954270172085【例題精講】
【例7】某實驗小組利用圖示裝置研究杠桿的機械效率，實驗的主要步驟如下：
①用輕繩懸掛杠桿一端的O點作為支點，在A點用輕繩懸掛總重為G的鉤碼，在B點用輕繩豎直懸掛一個彈簧測力計，使杠桿保持水平；
②豎直向上拉動彈簧測力計緩慢勻速上升（保持0點位置不變），在此過程中彈簧測力計的讀數為F，利用刻度尺分別測出A、B兩點上升的高度為h1、h2
回答下列問題：
杠桿機械效率的表達式為η=____________。（用已知或測量的物理
量符號表示）
（2）本次實驗中，若提升的鉤碼重一定，則影響杠桿機械效率的主要因素是：_________。
（3）若只將鉤碼的懸掛點由A移至C，O、B位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機械效率將__________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。
【例8】某小組同學在探究滑輪組的機械效率與哪些因素有關時，提出了一些猜想并對猜想進行驗證。
如果影響機械效率的因素有A、B、C多個，要研究其與B因素的關系，需要先控制其他幾
個因素不變，而改變　 　因素，從而進行研究。
（2）下列A、B是同學提出的兩個猜想：
猜想一：兩個相同滑輪組成的滑輪組，其機械效率與滑輪組細線的繞法有關；
猜想二：兩個相同滑輪組成的滑輪組，其機械效率與滑輪組提升的物重有關。
為了驗證上述猜想是否正確，同學們準備分別按圖1、圖2、圖3和圖4的滑輪組進行實驗。
驗證猜想一的小組應按圖　 　所示的兩個滑輪組進行實驗，若實驗測得兩滑輪組的機械
效率大小　 　（相等/不相等），則可初步判斷猜想一是錯誤的；
驗證猜想二的小組應按圖　 　所示的兩個滑輪組進行實驗，若實驗測得兩滑輪組的機械
效率大小不相等，則可初步判斷猜想二是　 　（正確/錯誤）的。
（3）請你為該班同學提出一種提高滑輪組機械效率的方法：　 　 。
【例9】在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中，某實驗小組用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法，分別做了甲、乙、丙3組實驗，實驗數據記錄如下：
次數
鉤碼重/N
動滑輪重/N
鉤碼上升
的距離/cm
彈簧測力計
的示數/N
彈簧測力計
上升的距離/cm
機械效率
1
2
0.8
5
1
15
66.7%
2
4
0.8
5
1.7
15
\
3
6
0.8
5
\
15
83.3%
（1）在實驗操作中應該使鉤碼　 　（選填“快速”或“緩慢”）上升；
4503420117475（2）進行第2次測量時滑輪組的機械效率約為　 　（保留三位
有效數字）；
進行第3次測量時，彈簧測力計示數為　 　N，滑輪組做的
有用功是　 　J；
分析實驗數據，實驗小組得出的實驗結論是：滑輪組的機械效
率與　 　有關；
分析表中數據可知，F≠G動+G3，可能的原因是：　 　；
【例10】用圖示裝置探究“斜面機械效率”，實驗記錄如表。
斜面傾斜程度
木塊所受重力G/N
斜面高度h/m
沿面拉力F/N
斜面長L/m
機械效率η
32385283845
較緩
5
0.2
2.5
1
　40%
較陡
5
0.5
3.9
1
　64%
最陡
5
0.7
4.6
1
　①
（1）沿斜面拉動物體時，應使其做　 　運動；
（2）根據表格中的數據，可知斜面傾斜程度最陡時機械效率為　 　；
（3）由實驗可得初步結論：　 　，機械效率越大；
（4）斜面傾斜程度越陡，物體對斜面的壓力　 　，木塊所受摩擦力　 　（兩空均選填“越大”、“越小”或“不變”）。
課堂練習
某機械的機械效率是50%，這說明使用這一裝置做功時（　　）
A．總功是額外功的12 B．額外功是總功的12
C．額外功是有用功的2倍 D．有用功是額外功的2倍
甲的機械效率比乙的機械效率高，則表明（　　）
A．甲的有用功比乙的有用功多
B．甲的總功比乙的總功少
C．做相同的總功，甲的有用功比乙的有用功少
D．做相同的總功，甲的有用功比乙的有用功多
動力做功的功率是P，做功的時間是t，額外阻力做功為W，則機械效率為（　　）
A．η=WPt B．η=PtW C．η=Pt-WW D．η=Pt-WPt
4587875120015如圖所示斜面，斜面AB、AC的粗糙程度相同，把同一物體沿斜面BA和CA分別勻速拉到頂端A，若沿斜面的拉力F1＝F2，斜面兩邊的機械效率分別為ηB、ηC，斜面兩邊的摩擦力分別為fB、fC，則下列判斷正確的（　　）
A．ηB＜ηC，fB＜fC B．ηB＞ηC，fB＝fC
C．ηB＜ηC，fB＞fC D．ηB＞ηC，fB＜fC
某實驗小組利用圖示裝置研究杠桿的機械效率。保持O點位置不變，豎直向上拉動彈簧測力計使重為G的鉤碼緩慢勻速上升，在此過程中彈簧測力計的讀數為F，利用刻度尺分別測出C、B兩點上升的高度為485521015240h1、h2。則下列說法正確的是（　　）
A．杠桿機械效率的表達式為Fh2 /Gh1
B．杠桿機械效率的表達式為Gh1 /Fh2
C．在如圖水平位置拉升時F×OB=G×OA
D．若彈簧測力計始終豎直向上拉，則測力計示數不斷變化
4036695389255小明和興趣小組的同學們利用如圖所示的裝置探究斜面的機械效率，同學們對實驗過程和裝置發表了下列不同的看法，其中正確的有（　　）
A．勻速拉動木塊時，拉力與摩擦力是一對平衡力
B．斜面的機械效率與木塊被拉動的距離是有關的
C．勻速拉動木塊的過程中，木塊的機械能是不變的
D．勻速拉動時，木塊是要克服摩擦力做額外功的
3896360300355小車使用如圖所示滑輪組勻速提升重物，在10s內將400N的重物勻速提升到3m高處，所用拉力大小為200N，下列選項正確的是（　　）
A．拉力所做的功為600J
B．拉力做功的功率為120W
C．繩子自由端移動的速度為0.6m/s
D．該滑輪組的機械效率約為66.7%
下列關于滑輪組機械效率的說法中正確的是（　　）
A．機械效率越高的滑輪組越省力
B．機械效率越高的滑輪組做功越快
C．機械效率越高的滑輪組，有用功跟總功的比值越大
D．有用功做得越多，滑輪組的機械效率越大
在“測定滑輪組的機械效率”的實驗中，如果被提升的物體物重相同，則（　　）
A．動滑輪的個數越多就越省力，且效率越高
B．動滑輪的個數越多就越省力，且效率越低
C．動滑輪的個數越少就越省力，且效率越低
D．機械效率主要由機械本身結構決定
　 　叫做機械效率，它的值總小于　 　。用一個動滑輪將重為G的物體提高h，繩的自由端拉力為F，則總功為　 　，有用功為　 　，效率為　 　。
一臺起重機將重3600N的提高4m，如果額外功是9600J，起重機的機械效率是　 　；某電動機工作的效率是83%，從能量轉化的角度來看，其表示的意思是　 　。
在提升相同的重物時，定滑輪、動滑輪、滑輪組、杠桿中，通常機械效率最高的是　 　。
要把重100N的沙子運上三樓，小明采用了圖中的第一種方法，1min完成了任務。若不計摩擦，試求：
3209290-356870（1）運沙子時的機械效率；
（2）小明的功率。
小明用如圖所示的裝置探究杠桿的機械效率，每個鉤碼的質量為m，O為支點。
（1）他將2只鉤碼懸掛在B點，在A點豎直向上　 　拉動彈簧測力計，拉力為F1，測得A、B兩點上升的高度分別為h1、h2，則此次杠桿的機械效率為η＝　 　。（用用已知或測量物理量的符號表示）
（2）他將2只鉤碼懸掛在C點，在A點豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使C點上升高度為h2，則彈簧測力計的示數將　 　（大于/等于/小于）F1，此次彈簧測力計做的功將　 　（大于/等于/小于）第一次做的功，杠桿的機械效率將　 　（選填“變大”、“變小”或“不變”）。
（3）他將3只鉤碼懸掛在C點，在A點豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使C點上升高度仍為h2，則第 3次杠桿的機械效率與前兩次相比　 　（最大/最小/三次相等）。
（4）本實驗中，影響杠桿機械效率的主要因素是：　 　。
用如圖所示裝置測量動滑輪的機械效率。實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在動滑輪下面的鉤碼緩緩上升。實驗數據如表：
序號
動滑輪重
G動/N
鉤碼重力G/N
鉤碼上升高度h/m
繩的拉力F/N
繩端移動距離s/m
機械效率η
1
0.1
1
0.2
0.6
0.4
83.3%
2
0.1
2
0.2
1.1
0.4
3
0.2
2
0.2
1.2
0.4
83.3%
（1）第2次實驗時，測得動滑輪的機械效率約為　 　。
（2）分析表中數據可知，對于同一動滑輪，所提升鉤碼的重力增大，機械效率將　 　；提升相同重力的鉤碼時，動滑輪的重力增大，其機械效率將　 　。（填“增大”“減小”或“不變”）
（3）分析表中數據可知，繩的拉力F≠G動+G2，可能的原因是：　 　。
如圖是小明同學探究“斜面的機械效率跟什么因素有關”的實驗裝置。
實驗時他用彈簧測力計拉著同一物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運動。實驗的部分數據如下：
實驗
次數
斜面的
傾斜程度
物塊重
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉力
F/N
斜面長
s/m
機械
效率
1
較緩
10
0.1
5.0
1
2
較陡
10
0.3
6.7
1
45%
3
最陡
10
0.5
8.4
1
60%
（1）小明探究的是斜面的機械效率跟　 　的關系。在第1次實驗中，斜面的機械效率為　 　。
（2）分析表格中數據可以得出結論：在斜面粗糙程度相同時，斜面越陡，機械效率越　 　。
（3）比較表中“物塊重”和“　 　”兩欄對應的數據，可知斜面是一種省力的簡單機械。
（4）第3次實驗物塊與斜面的摩擦力是　 　N。
課后作業
機械效率大表示的意思是（　　）
A．機械做的總功多
B．機械做的有用功多
C．總功一定時，機械做的額外功少
D．額外功在總功中占的比例小
用利用一個滑輪組提升物體，不計摩擦阻力，則用這個滑輪組（　　）
A．提升的物體重力越小，機械效率越高
B．提升的物體重力越大，機械效率越高
C．把物體提的越高，機械效率越高
D．自由端拉力越大，機械效率越高
一個滑輪組經改裝后提高了機械效率，用它把同一物體勻速提升同樣的高度，改進后與改進前相比較（　　）
A．做的有用功減少了
B．總功不變，有用功增加了
C．有用功不變，總功減少了
D．總功不變，額外功減少了
提升重物時，將一定滑輪改為動滑輪使用，則它的機械效率將（　　）
提高 B．降低 C．不變 D．無法確定
如圖，用同一滑輪組分別將物體A和物體B勻速提升相同的高度。與提升B相比，提升A的過程滑輪組的機械效率較大。若不計繩重與摩擦的影響，則提升A的過程（　　）
額外功較小 B．額外功較大 C．總功較小 D．總功較大
5078095107950
機械效率的定義是　 　，公式：η＝　 　；利用機械做功時，因為總是要做額外功，所以總功　 有用功，機械效率總　 　1。（大于/小于/等于）
工人用一均勻杠杄將重為1000N的貨物勻速提高1m，如果動力臂與阻力臂之比為2：1，而工人所用的拉力為600N。則在此過程中有用功為______J，總功為______J杠桿的機械效率為______（保留1位小數），如果克服摩擦做功40J，則此杠桿的自重為_______N。
如圖所示，在測定杠桿機械效率的實驗中，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在杠桿OB下面的物塊緩慢上升至虛線位置，測力計的示數F為____N，測力計上升的高度s為0.2m。物塊重G為1.5N，物塊上升的高度h為0.3m，則杠桿的機械效率為____%，如果G變大，此杠桿機械效率將變_______
將重物從長4m、高1m的斜面底部勻速推上斜面頂端。已知沿斜面所用的推力是300N，斜面的機械效率是75%，推力做的有用功是_____J，物體的重是_____N，物體與斜面間的摩擦力大小是________N。
用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率。實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升。
（1）實驗中，測力計的示數F為　 　N，鉤碼總重G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，測力計移動距離s為0.3m，則杠桿的機械效率為　 　%．請寫出使用該杠桿做額外功的一個原因：　 　。
（2）一位同學用該實驗裝置，先后將鉤碼掛在A、B兩點，測量并計算得到下表數據：
次數
鉤碼
懸掛點
鉤碼總重
G/N
鉤碼移動距離
h/m
拉力
F/N
測力計移動距離
s/m
機械效率
η/%
1
A點
1.5
0.10
0.7
0.30
71.4
2
B點
2.0
0.15
1.2
0.30
83.3
根據表中數據，能否得出“杠桿的機械效率與所掛鉤碼的重有關，鉤碼越重其效率越高”的結論？答：　 　；請簡要說明兩條理由：①　 　；②　 　。
在探究“滑輪組機械效率”時，小強利用兩組滑輪組進行了4次測量，用一個動滑輪和一個定滑輪沒得前3組數據，用兩個動滑輪和兩個定滑輪測得笫4組數據，如下表：
實驗
次數
物重
G物/N
動滑輪重
G動/N
鉤碼上升的
高度h/m
動力
F/N
動力作用點移動的距離s/m
滑輪組的機
械效率η/%
1
1
0.5
0.1
0.7
0.3
47.6
2
2
0.5
0.1
1.1
0.3
60.6
3
4
0.5
0.1
2
0.3
4
4
1
0.1
0.5
50.0
（1）根據表中前3次實驗數據，畫出甲圖中滑輪組的繞繩方法。
（2）在實驗中，測量繩端拉力F時，應盡量　 　勻速向上拉動彈簧測力計，讀出乙圖中彈簧測力計
的示數為　 　　N，第3次實驗時滑輪組的機械效率為　 　。
（3）由表中第　 　組數據可知，同一滑輪組的機械效率與物重有關。
（4）由表中第3、4組數據可知，不同滑輪組的機械效率與摩擦和　 　有關，請計算出第3組實驗中克服摩擦所做的額外功　 　J。
如圖所示，下面是某同學做探究“斜面的機械效率與斜面的粗糙程度、斜面的傾斜角度的關系”；實驗時，得到如表實驗數據。
斜面與水平面夾角
小車的重力G/N
斜面的粗糙程度
斜面的高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面長S/m
有用功
W有/J
總功
W總/J
機械效率%
20°
2.1
玻璃面
0.09
0.6
0.5
0.189
0.30
63
30°
2.1
玻璃面
0.21
1.1
0.5
0.441
0.55
80.2
45°
2.1
玻璃面
0.36
1.8
0.5
45°
2.1
棉布面
0.36
2.0
0.5
0.756
1.00
75.6
（1）此探究實驗是采用了　 　的物理研究方法。
（2）如表中空格的數據應是：有用功　 　J，總功　 　J，機械效率　 　。
（3）請你根據表中的實驗數據，得出要探究的實驗結論：
結論一：　 　。結論二：　 　。
機械效率（一）
知識點一：機械效率
有用功
定義：使用機械做功時，對人們有用的功叫有用功，用W有用表示。也就是人們不用機械而直接
用手時必須做的功，也等于在理想情況下（即不考慮摩擦和機械本身的重力）人們所做的功，或
者是機械對物體做的功。
常見有用功的計算：在提升物體時，W有用＝ ；在水平拉動物體時，W有用＝ 。

額外功
使用機械時，對人們沒有用但又不得不做的功叫額外功，用W額表示。額外功的來源主要有：①提升物體時，克服機械自重、容器重、繩重等所做的功；②克服機械的摩擦所做的功。
總功
人們在使用機械做功的過程中實際所做的功叫總功，用W總表示。它等于有用功和額外功的總和，即W總＝W有用＋W額，或人對機械的動力為F，則W總＝Fs。
機械效率
（1）定義：有用功與總功的比值叫做機械效率。
（2）公式：η＝
（3）由于總是存在額外功，使得W有用＜W總，所以η一般是 1；影響機械效率的主要因素有摩擦和
機械自重等。
機械功率與機械效率有什么區別？
功率是描述物體做功快慢的物理量；機械效率是描述總功中有用功占多大比例的物理量
功率是有單位，而機械效率無單位
功率與機械效率之間無因果關系。功率大的機械，機械效率不一定高
機械效率并不是固定不變的，而是隨著不同的工作狀態和環境而變化的。同一滑輪組，提升的重物不同，其機械效率不同，提升的重物越重，機械效率越高。
【例題精講】
【例1】機械效率越高，則（　　）
A．機械做的有用功越多
B．機械做的總功越少
C．在做相同的總功時，機械做的額外功越多
D．在做相同的總功時，機械做的有用功越多
【答案】D
【例2】某機械的效率為75%，則以下說法中正確的是（　　）
A．額外功占有用功的25%
B．有用功與額外功之比為3：1
C．額外功占總功的75%
D．以上都不對
【答案】B
【例3】關于功率和機械效率，下列說法正確的是（　　）
A．機械效率越高，機械做功一定越多
B．機械做功越多，機械效率一定越高
C．做功越快的機械，機械效率一定越高
D．機械功率越大，機械做功一定越快
【答案】D
【例4】如圖所示，人用20N的力將重30N的物體勻速提升2m，不計繩重與摩擦，上述過程中人所做的有用功為　 　J，該滑輪的機械效率為　 　。
【答案】60 75%
【例5】某機械的機械效率為80%，使用它做400J的有用功，需同時做______J的額外功。
【答案】100
【例6】有兩個相同的桶都裝有5kg 的水，甲同學把水從一樓提上二樓，乙同學在樓上用輕繩將水拉到二樓，如圖所示，則 機械效率更高。若將桶中水增加到7kg，則甲同學提水上樓的機械效率變 。
【答案】乙；大
知識點二：機械效率實驗探究
機械效率分析
W有用
W額外
W總
false
提升false的方法
4954270172085【例題精講】
【例7】某實驗小組利用圖示裝置研究杠桿的機械效率，實驗的主要步驟如下：
①用輕繩懸掛杠桿一端的O點作為支點，在A點用輕繩懸掛總重為G的鉤碼，在B點用輕繩豎直懸掛一個彈簧測力計，使杠桿保持水平；
②豎直向上拉動彈簧測力計緩慢勻速上升（保持0點位置不變），在此過程中彈簧測力計的讀數為F，利用刻度尺分別測出A、B兩點上升的高度為h1、h2
回答下列問題：
杠桿機械效率的表達式為η=____________。（用已知或測量的物理
量符號表示）
（2）本次實驗中，若提升的鉤碼重一定，則影響杠桿機械效率的主要因素是：_________。
（3）若只將鉤碼的懸掛點由A移至C，O、B位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機械效率將__________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。
【答案】（1）Gh1/ Fh2 ×100%；（2）杠桿的自重；（3）變大。
【例8】某小組同學在探究滑輪組的機械效率與哪些因素有關時，提出了一些猜想并對猜想進行驗證。
如果影響機械效率的因素有A、B、C多個，要研究其與B因素的關系，需要先控制其他幾
個因素不變，而改變　 　因素，從而進行研究。
（2）下列A、B是同學提出的兩個猜想：
猜想一：兩個相同滑輪組成的滑輪組，其機械效率與滑輪組細線的繞法有關；
猜想二：兩個相同滑輪組成的滑輪組，其機械效率與滑輪組提升的物重有關。
為了驗證上述猜想是否正確，同學們準備分別按圖1、圖2、圖3和圖4的滑輪組進行實驗。
驗證猜想一的小組應按圖　 　所示的兩個滑輪組進行實驗，若實驗測得兩滑輪組的機械
效率大小　 　（相等/不相等），則可初步判斷猜想一是錯誤的；
驗證猜想二的小組應按圖　 　所示的兩個滑輪組進行實驗，若實驗測得兩滑輪組的機械
效率大小不相等，則可初步判斷猜想二是　 　（正確/錯誤）的。
（3）請你為該班同學提出一種提高滑輪組機械效率的方法：　 　 。
【答案】 （1）B；（2）1、3或2、4；相等；1、2或3、4；正確；
（3）盡量讓滑輪組滿負荷工作（提升可以提升的最大物重）、在轉軸上加潤滑油、減輕動滑輪的自重等。
【例9】在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中，某實驗小組用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法，分別做了甲、乙、丙3組實驗，實驗數據記錄如下：
次數
鉤碼重/N
動滑輪重/N
鉤碼上升
的距離/cm
彈簧測力計
的示數/N
彈簧測力計
上升的距離/cm
機械效率
1
2
0.8
5
1
15
66.7%
2
4
0.8
5
1.7
15
\
3
6
0.8
5
\
15
83.3%
（1）在實驗操作中應該使鉤碼　 　（選填“快速”或“緩慢”）上升；
4503420117475（2）進行第2次測量時滑輪組的機械效率約為　 　（保留三位
有效數字）；
進行第3次測量時，彈簧測力計示數為　 　N，滑輪組做的
有用功是　 　J；
分析實驗數據，實驗小組得出的實驗結論是：滑輪組的機械效
率與　 　有關；
分析表中數據可知，F≠G動+G3，可能的原因是：　 　；
【答案】 （1）緩慢；（2）78.4%； （3）2.4；0.3； （4）被提升物體的重力；
（5）拉動過程中需克服滑輪的轉軸處的摩擦；
【例10】用圖示裝置探究“斜面機械效率”，實驗記錄如表。
斜面傾斜程度
木塊所受重力G/N
斜面高度h/m
沿面拉力F/N
斜面長L/m
機械效率η
32385283845
較緩
5
0.2
2.5
1
　40%
較陡
5
0.5
3.9
1
　64%
最陡
5
0.7
4.6
1
　①
（1）沿斜面拉動物體時，應使其做　 　運動；
（2）根據表格中的數據，可知斜面傾斜程度最陡時機械效率為　 　；
（3）由實驗可得初步結論：　 　，機械效率越大；
（4）斜面傾斜程度越陡，物體對斜面的壓力　 　，木塊所受摩擦力　 　（兩空均選填“越大”、“越小”或“不變”）。
【答案】（1）勻速直線；（2）76.1%；（3）斜面越陡；（4）越小；越小。
課堂練習
某機械的機械效率是50%，這說明使用這一裝置做功時（　　）
A．總功是額外功的12 B．額外功是總功的12
C．額外功是有用功的2倍 D．有用功是額外功的2倍
【答案】B
甲的機械效率比乙的機械效率高，則表明（　　）
A．甲的有用功比乙的有用功多
B．甲的總功比乙的總功少
C．做相同的總功，甲的有用功比乙的有用功少
D．做相同的總功，甲的有用功比乙的有用功多
【答案】D
動力做功的功率是P，做功的時間是t，額外阻力做功為W，則機械效率為（　　）
A．η=WPt B．η=PtW C．η=Pt-WW D．η=Pt-WPt
【答案】D
4587875120015如圖所示斜面，斜面AB、AC的粗糙程度相同，把同一物體沿斜面BA和CA分別勻速拉到頂端A，若沿斜面的拉力F1＝F2，斜面兩邊的機械效率分別為ηB、ηC，斜面兩邊的摩擦力分別為fB、fC，則下列判斷正確的（　　）
A．ηB＜ηC，fB＜fC B．ηB＞ηC，fB＝fC
C．ηB＜ηC，fB＞fC D．ηB＞ηC，fB＜fC
【答案】D
某實驗小組利用圖示裝置研究杠桿的機械效率。保持O點位置不變，豎直向上拉動彈簧測力計使重為G的鉤碼緩慢勻速上升，在此過程中彈簧測力計的讀數為F，利用刻度尺分別測出C、B兩點上升的高度為485521015240h1、h2。則下列說法正確的是（　　）
A．杠桿機械效率的表達式為Fh2 /Gh1
B．杠桿機械效率的表達式為Gh1 /Fh2
C．在如圖水平位置拉升時F×OB=G×OA
D．若彈簧測力計始終豎直向上拉，則測力計示數不斷變化
【答案】B
4036695389255小明和興趣小組的同學們利用如圖所示的裝置探究斜面的機械效率，同學們對實驗過程和裝置發表了下列不同的看法，其中正確的有（　　）
A．勻速拉動木塊時，拉力與摩擦力是一對平衡力
B．斜面的機械效率與木塊被拉動的距離是有關的
C．勻速拉動木塊的過程中，木塊的機械能是不變的
D．勻速拉動時，木塊是要克服摩擦力做額外功的
【答案】D
3896360300355小車使用如圖所示滑輪組勻速提升重物，在10s內將400N的重物勻速提升到3m高處，所用拉力大小為200N，下列選項正確的是（　　）
A．拉力所做的功為600J
B．拉力做功的功率為120W
C．繩子自由端移動的速度為0.6m/s
D．該滑輪組的機械效率約為66.7%
【答案】D
下列關于滑輪組機械效率的說法中正確的是（　　）
A．機械效率越高的滑輪組越省力
B．機械效率越高的滑輪組做功越快
C．機械效率越高的滑輪組，有用功跟總功的比值越大
D．有用功做得越多，滑輪組的機械效率越大
【答案】C
在“測定滑輪組的機械效率”的實驗中，如果被提升的物體物重相同，則（　　）
A．動滑輪的個數越多就越省力，且效率越高
B．動滑輪的個數越多就越省力，且效率越低
C．動滑輪的個數越少就越省力，且效率越低
D．機械效率主要由機械本身結構決定
【答案】B
　 　叫做機械效率，它的值總小于　 　。用一個動滑輪將重為G的物體提高h，繩的自由端拉力為F，則總功為　 　，有用功為　 　，效率為　 　。
【答案】有用功與總功的比值；1；2Fh；Gh；。
一臺起重機將重3600N的提高4m，如果額外功是9600J，起重機的機械效率是　 　；某電動機工作的效率是83%，從能量轉化的角度來看，其表示的意思是　 　。
【答案】60%；用來做有用功的機械能占消耗電能總量的83%。
在提升相同的重物時，定滑輪、動滑輪、滑輪組、杠桿中，通常機械效率最高的是　 　。
【答案】定滑輪
要把重100N的沙子運上三樓，小明采用了圖中的第一種方法，1min完成了任務。若不計摩擦，試求：
379412580645（1）運沙子時的機械效率；
（2）小明的功率。
解：（1）W有用＝G沙?h＝100N×6m＝600J
W額＝G桶?h＝20N×6m＝120J
W總＝W有用+W額＝600J+120J＝720J
η=600J720J=83.3%
（2）P=Wt═720W
機械效率是83.3%，小昕的功率是720W。
你認為上述解答是否有錯誤？　 　（選填“有”或“沒有”）。如有，請你加以訂正。
【答案】解答有錯誤：（1）額外功計算錯；（2）時間未換算。
正確的計算過程是：
（1）W有用＝G沙h＝100N×6m＝600J，
∵不計摩擦，
∴W額＝（G桶+G人）?h＝（20N+400N）×6m＝2520J
W總＝W有用+W額＝600J+2520J＝3120J
η=W有用W總=600J3120J≈19.23%。
（2）P=Wt=3120J60s=52W。
小明用如圖所示的裝置探究杠桿的機械效率，每個鉤碼的質量為m，O為支點。
（1）他將2只鉤碼懸掛在B點，在A點豎直向上　 　拉動彈簧測力計，拉力為F1，測得A、B兩點上升的高度分別為h1、h2，則此次杠桿的機械效率為η＝　 　。（用用已知或測量物理量的符號表示）
（2）他將2只鉤碼懸掛在C點，在A點豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使C點上升高度為h2，則彈簧測力計的示數將　 　（大于/等于/小于）F1，此次彈簧測力計做的功將　 　（大于/等于/小于）第一次做的功，杠桿的機械效率將　 　（選填“變大”、“變小”或“不變”）。
（3）他將3只鉤碼懸掛在C點，在A點豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使C點上升高度仍為h2，則第 3次杠桿的機械效率與前兩次相比　 　（最大/最小/三次相等）。
（4）本實驗中，影響杠桿機械效率的主要因素是：　 　。
【答案】（1）勻速；；（2）大于；小于；變大；（3）最大；（4）杠桿的自重。
用如圖所示裝置測量動滑輪的機械效率。實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在動滑輪下面的鉤碼緩緩上升。實驗數據如表：
序號
動滑輪重
G動/N
鉤碼重力G/N
鉤碼上升高度h/m
繩的拉力F/N
繩端移動距離s/m
機械效率η
1
0.1
1
0.2
0.6
0.4
83.3%
2
0.1
2
0.2
1.1
0.4
3
0.2
2
0.2
1.2
0.4
83.3%
（1）第2次實驗時，測得動滑輪的機械效率約為　 　。
（2）分析表中數據可知，對于同一動滑輪，所提升鉤碼的重力增大，機械效率將　 　；提升相同重力的鉤碼時，動滑輪的重力增大，其機械效率將　 　。（填“增大”“減小”或“不變”）
（3）分析表中數據可知，繩的拉力F≠G動+G2，可能的原因是：　 　。
【答案】（1）90.9%；（2）增大；減小；（3）滑輪與輪軸間有摩擦、繩子有重力。
如圖是小明同學探究“斜面的機械效率跟什么因素有關”的實驗裝置。
實驗時他用彈簧測力計拉著同一物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運動。實驗的部分數據如下：
實驗
次數
斜面的
傾斜程度
物塊重
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉力
F/N
斜面長
s/m
機械
效率
1
較緩
10
0.1
5.0
1
2
較陡
10
0.3
6.7
1
45%
3
最陡
10
0.5
8.4
1
60%
（1）小明探究的是斜面的機械效率跟　 　的關系。在第1次實驗中，斜面的機械效率為　 　。
（2）分析表格中數據可以得出結論：在斜面粗糙程度相同時，斜面越陡，機械效率越　 　。
（3）比較表中“物塊重”和“　 　”兩欄對應的數據，可知斜面是一種省力的簡單機械。
（4）第3次實驗物塊與斜面的摩擦力是　 　N。
【答案】（1）斜面的傾斜程度；20%；（2）大；（3）沿斜面拉力；（4）3.4。

課后作業
機械效率大表示的意思是（　　）
A．機械做的總功多
B．機械做的有用功多
C．總功一定時，機械做的額外功少
D．額外功在總功中占的比例小
【答案】D
用利用一個滑輪組提升物體，不計摩擦阻力，則用這個滑輪組（　　）
A．提升的物體重力越小，機械效率越高
B．提升的物體重力越大，機械效率越高
C．把物體提的越高，機械效率越高
D．自由端拉力越大，機械效率越高
【答案】B
一個滑輪組經改裝后提高了機械效率，用它把同一物體勻速提升同樣的高度，改進后與改進前相比較（　　）
A．做的有用功減少了
B．總功不變，有用功增加了
C．有用功不變，總功減少了
D．總功不變，額外功減少了
【答案】C
提升重物時，將一定滑輪改為動滑輪使用，則它的機械效率將（　　）
提高 B．降低 C．不變 D．無法確定
【答案】B
如圖，用同一滑輪組分別將物體A和物體B勻速提升相同的高度。與提升B相比，提升A的過程滑輪組的機械效率較大。若不計繩重與摩擦的影響，則提升A的過程（　　）
額外功較小 B．額外功較大 C．總功較小 D．總功較大
5078095107950【答案】D
機械效率的定義是　 　，公式：η＝　 　；利用機械做功時，因為總是要做額外功，所以總功　 有用功，機械效率總　 　1。（大于/小于/等于）
【答案】有用功跟總功的比值；η=W有用W總×100%；大于；小于
工人用一均勻杠杄將重為1000N的貨物勻速提高1m，如果動力臂與阻力臂之比為2：1，而工人所用的拉力為600N。則在此過程中有用功為______J，總功為______J杠桿的機械效率為______（保留1位小數），如果克服摩擦做功40J，則此杠桿的自重為_______N。
【答案】1000；1200；83.3%；160。
如圖所示，在測定杠桿機械效率的實驗中，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在杠桿OB下面的物塊緩慢上升至虛線位置，測力計的示數F為____N，測力計上升的高度s為0.2m。物塊重G為1.5N，物塊上升的高度h為0.3m，則杠桿的機械效率為____%，如果G變大，此杠桿機械效率將變_______
【答案】2.5；90；大。
將重物從長4m、高1m的斜面底部勻速推上斜面頂端。已知沿斜面所用的推力是300N，斜面的機械效率是75%，推力做的有用功是_____J，物體的重是_____N，物體與斜面間的摩擦力大小是________N。
【答案】900；900；75N。
用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率。實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升。
（1）實驗中，測力計的示數F為　 　N，鉤碼總重G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，測力計移動距離s為0.3m，則杠桿的機械效率為　 　%．請寫出使用該杠桿做額外功的一個原因：　 　。
（2）一位同學用該實驗裝置，先后將鉤碼掛在A、B兩點，測量并計算得到下表數據：
次數
鉤碼
懸掛點
鉤碼總重
G/N
鉤碼移動距離
h/m
拉力
F/N
測力計移動距離
s/m
機械效率
η/%
1
A點
1.5
0.10
0.7
0.30
71.4
2
B點
2.0
0.15
1.2
0.30
83.3
根據表中數據，能否得出“杠桿的機械效率與所掛鉤碼的重有關，鉤碼越重其效率越高”的結論？答：　 　；請簡要說明兩條理由：①　 　；②　 　。
【答案】（1）0.5； 66.7；克服杠桿與支點間摩擦及杠桿自重做的額外功；（2）不能；①兩次實驗時鉤碼沒有掛在同一位置；②一次對比實驗所得結論是不可靠的。
在探究“滑輪組機械效率”時，小強利用兩組滑輪組進行了4次測量，用一個動滑輪和一個定滑輪沒得前3組數據，用兩個動滑輪和兩個定滑輪測得笫4組數據，如下表：
實驗
次數
物重
G物/N
動滑輪重
G動/N
鉤碼上升的
高度h/m
動力
F/N
動力作用點移動的距離s/m
滑輪組的機
械效率η/%
1
1
0.5
0.1
0.7
0.3
47.6
2
2
0.5
0.1
1.1
0.3
60.6
3
4
0.5
0.1
2
0.3
4
4
1
0.1
0.5
50.0
（1）根據表中前3次實驗數據，畫出甲圖中滑輪組的繞繩方法。
（2）在實驗中，測量繩端拉力F時，應盡量　 　勻速向上拉動彈簧測力計，讀出乙圖中彈簧測力計
的示數為　 　　N，第3次實驗時滑輪組的機械效率為　 　。
（3）由表中第　 　組數據可知，同一滑輪組的機械效率與物重有關。
（4）由表中第3、4組數據可知，不同滑輪組的機械效率與摩擦和　 　有關，請計算出第3組實驗中克服摩擦所做的額外功　 　J。
【答案】（1）見上圖；（2）豎直；1.6；66.7%；（3）1、2、3；（4）動滑輪重； 0.15。

如圖所示，下面是某同學做探究“斜面的機械效率與斜面的粗糙程度、斜面的傾斜角度的關系”；實驗時，得到如表實驗數據。
斜面與水平面夾角
小車的重力G/N
斜面的粗糙程度
斜面的高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面長S/m
有用功
W有/J
總功
W總/J
機械效率%
20°
2.1
玻璃面
0.09
0.6
0.5
0.189
0.30
63
30°
2.1
玻璃面
0.21
1.1
0.5
0.441
0.55
80.2
45°
2.1
玻璃面
0.36
1.8
0.5
45°
2.1
棉布面
0.36
2.0
0.5
0.756
1.00
75.6
（1）此探究實驗是采用了　 　的物理研究方法。
（2）如表中空格的數據應是：有用功　 　J，總功　 　J，機械效率　 　。
（3）請你根據表中的實驗數據，得出要探究的實驗結論：
結論一：　 　。結論二：　 　。

【答案】（1）控制變量；（2）0.756；0.9；84；（3）結論一：斜面的光滑程度相同時，斜面的傾斜角度
越大（小），機械效率越高（低）；
結論二：斜面的傾斜角度相同時，斜面的表面越粗糙（光滑），機械效率越低（高）。

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