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第4节 简单机械（第5课时）
考试这样考
题型一　机械效率的概念
角度1：判断有用功、额外功和总功
1.李玲同学值日时用水桶提水从一楼上到三楼，她做的有用功是 (　　)
A.对桶所做的功 B.对水所做的功 C.对水和桶所做的功 D.对水、桶和人所做的功
角度2：机械效率的含义
2.如图的剪刀剪纸机械效率为80%，这表示（　　）
A.若作用在剪刀的动力做功2J，则有1.6J的功用于剪纸
B.若作用在剪刀的阻力是2N，则动力是1.6N
C.若作用在剪刀的动力做功2J，则有0.4J的功用于剪纸
D.若作用在剪刀的动力是2N，则阻力是1.6N
角度3：利用机械省力与机械效率的关系
3.如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及
摩擦。若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是（ ）
A.甲更省力，甲机械效率大 B.乙更省力，机械效率一样大
C.乙更省力，乙机械效率大 D.甲更省力，机械效率一样大
角度4：提高机械效率的方法
4.如图所示使用滑轮组提升重物时，能够提高机械效率的方法是（ 　）
A.改变绕绳的方式 B.增加物体的提升高度
C.减少物体的提升高度 D.增加提升物的物重
角度5：有关机械效率的综合
5.如图所示，用滑轮组提升重物时，重800 N的物体在10 s内匀
速上升了1 m。已知拉绳子的力F为500 N，则提升重物的过
程中(　　)
A.总功是800 J B.有用功是800 J
C.拉力F做的功是500 J D.滑轮组的机械效率是60%
角度6：机械功率和机械效率
6.关于功率和机械效率，下列说法正确的是( )
A.效率高的机械，功率一定大 B.做功时间长的机械，功率一定大
C.所有机械的机械效率都小于 1 D.功率大的机械，做功一定多
题型二　探究斜面的机械效率
角度1：斜面的机械效率
7.如图所示，在探究“斜面的机械效率”的实验中，以下说法正确的是（　　）
A.用弹簧测力计沿斜面向上拉木块时，不要求匀速
B.斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率
C.物体的重力影响斜面的机械效率
D.斜面的倾斜程度越大，沿斜面所用的拉力越小
角度2：利用斜面的作用
8.人们骑自行车上坡时,往往在斜坡上走“S”形路线,这样做是为了 (　　)
A.提高速度 B.提高机械效率 C.省功 D.省力
类型三 学科综合
9.图示滑轮组，在2s内将物重G为1000N的物体沿水平方向匀速移动0.8m，所用水平拉力F为300N，物体受到水平地面的摩擦力f为400N。在此过程中，说法正确的是（　　）
A.物体受到的拉力为600N B.拉力F的功率为120W
C.绳子自由端沿水平方向移动的速度为l.2m/s
D.滑轮组的机械效率为66.7％
类型四 拓展创新
10.某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：①将杠杆的O点悬挂，能自由转动，在A点悬挂总重为9牛的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆保持水平静止。其中AO＝10厘米，AB＝20厘米。②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持O点位置不变)，在此过程中弹簧测力计的读数为
3.75牛。回答下列问题：
（1）杠杆静止时，若杠杆自重和摩擦不计，弹簧秤示数应为_____。
（2）杠杆缓慢转动时，其机械效率为多少？
（3）若只将钩码的悬挂点由A移至C点，O和B位置不变，仍将钩
码提升相同的高度(不计摩擦阻力)，则杠杆的机械效率将
________(填“变大”“变小”或“不变”)。
能力提升训练
1.如图所示,斜面长3 m,高0.6 m,建筑工人用绳子在6 s内将重500 N的物体从斜面底端沿
斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150 N(忽略绳子的重力)。则下列说法正确的是 (　　)
A.物体受到的摩擦力是50 N
B.拉力的功率是50 W
C.拉力所做的功是300 J
D.斜面的机械效率是80%
2.如图所示，A物体受到的重力是100N，在拉力F的作用下，能以 0.2m/s 的速度在水平地
面上向左做匀速直线运动，已知拉力F= 5N，滑轮组的机械效率为80%，则下列说法正确
的是( )
A.拉力F的功率是1W
B.2s内绳子自由端移动的距离是1.4m
C.5s内拉力F所做功的大小是20J
D.物体A受到水平地面的摩擦力大小是12N
3.如图，这是一种塔式起重机，已知起重机上的滑轮组在匀速起吊330kg的物体时，滑轮组的机械效率是60%，g取10N/kg。下列分析和计算错误的是（ )
A.起重机的吊臂A0B可视为杠杆
B.增加起吊物体的质量，滑轮组的机械效率将减小
C.物体上升 2m，滑轮组所做有用功是6.6×103J
D.物体上升2m，滑轮组所傲总功是1.1×104J
参考答案
考试这样考
1.B 2.A 3.B 4.D 5.B 6.C 7.B 8.D 9.D 10.（1)3N(2)80%(3)变大
能力提升训练
1.A 2.D 3.B
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第4节 简单机械
（第5课时）
浙教版 九年级上
教材解析
【核心概念】
4.能的转化与能量守恒
【学习内容与要求】
4.1 能的形式、转移与转化
④知道常见的简单机械（杠杆、滑轮、轮轴、斜面等）的特点，并用它们解释一些生活实例。
能正确判断和计算有用功、额外功和总功；使用机械不能省功； 进行机械效率简单计算。
创设情境
机械的使用给人们的工作带来许多方便。
如果从功和能的角度分析，却会发现在使用机械时，我们做了一些不需要做的功。那么怎样才能减少不需要做的功，增大需要做的功来提高机械的工作效率呢
使用简单机械的作用
省力
省距离
改变力的方向
探究实践
活动
通过一动滑轮用60 牛的拉力提起重为100牛的重物，使重物提高2米。
（1）拉力做多少功？
（2）如用手直接提起做功多少？
W手=Gh=100N×2m=200J
W用机械=Fs=60N×4m=240J
为什么利用实际机械做的功大于不用机械直接用手做的功呢 ？
解：s=2h=2×2m=4m
s

h
=2h
F=60N

G物=60N
克服动滑轮自身的重力和动滑轮上的摩擦力做一定量的功。
探究实践
动滑轮提起重物的做功情况：
W手=Gh
=100N×2m=200J
W用机械=Fs
=60N×4m=240J
W ＝G1h，是提升重物过程中必须要做的功，这部分功叫做有用功。
利用机械时，非我们需要但又不得不额外做的功叫做额外功。
W=Fs，是人的拉力F（动力）对动滑轮（机械）所做的功，叫做总功。
总功必定大于有用功，利用任何机械都不能省功。
W总=W有用+W额外
探究实践
请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？
3米
3米
3米
砂子重 100牛 桶重 20牛
体重 400牛 口袋重5牛
当滑轮重 10牛
探究实践
他对砂子做功:
他对空桶做功：
克服自身重力做功:
对人们有用必须做的功
把沙子运上三楼
并不需要做但又不得不额外做的功
他的目的是：
手提水桶提砂子做功：
600J
120J
2400J
3120J
=2520J
总功
有用功
额外功
砂子重100牛
体重 400牛
桶重 20牛
3米
3米
3米
探究实践
他对砂子做功:
他对空桶做功：
克服动滑轮重力做功:
对人们有用必须做的功
他的目的是：
把沙子运上三楼
并不需要做但又不得不额外做的功
动滑轮提水桶提砂子做功：
780J
600J
120J
60J
=180J
总功
有用功
额外功
沙子重 100牛
动滑轮重10牛
桶重 20牛
3米
3米
3米
探究实践
他对砂子做功:
他对口袋做功：
克服动滑轮重力做功:
对人们有用必须做的功
他的目的是：
把沙子运上三楼
并不需要做但又不得不额外做的功
动滑轮提口袋提砂子做功：
690J
600J
30J
60J
=90J
总功
有用功
额外功
沙子重 100牛
动滑轮重10牛
口袋重 5牛
3米
3米
3米
探究实践
思考与讨论
1．在用动滑轮提升重物的过程中，除了克服动滑轮自重和摩擦力所做的额外功外，还需要做哪些额外功？你希望额外功大一些还是小一些？
他对空桶和口袋做功是额外功。
希望少做额外功，多做有用功。
探究实践
思考与讨论
2．请从功是能量转化的量度的角度，对有用功、额外功和总功进行分析。怎样描述机械工作时能量的利用率？
总功= 人提供的能量
有用功= 重物增加的势能
动滑轮增加的势能
额外功= +
摩擦产生的内能
有用功在总功中所占的比例越大，说明机械工作时能量的利用率越高。
有用功跟总功的比值叫做机械效率（ η）
η=
W有用
W总
×100%
探究实践
起重机的机械效率是60%,它表示什么意思？
使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是60%，也可以说有用功在总功中占有60%，另外的40%是额外功。
一般情况下：
滑轮组的机械效率为50%~70%
起重机的机械效率为40%~50%
抽水机的机械效率为60%~80%
思考与讨论
机械效率是表示机械性能的一项重要指标。
机械效率越高，机械的性能越好。
探究实践
请计算三种提沙方法中的机械效率η分别为多少？
19.2%
76.9%
87.0%
使用机械有额外功，有用功总小于总功，所以 η 1。
探究实践
减轻动滑轮自重
减小滑轮转轴间的摩擦力
增加提升的物重
减轻绳重
减小
额外功
增大
有用功
机械效率的高低与是否省力、具体做功的多少、物体被提升的高度等无关。
在使用机械时，总是尽可能提高机械效率。提高机械设备的机械效率有着重要的现实意义。
探究实践
机械功率 机械效率
定义
公式
单位
意义
单位时间内完成的功
有用功跟总功的比值
P=
W
t
η=
W有用
W总
×100%
瓦
是比值，没有单位
描述机械做功的快慢
衡量机械能量利用的效率
机械功率与机械效率有什么区别？
思考与讨论
探究实践
你是否看到过如图所示的搬运货物的情景？
斜放的平板构成了一个斜面，利用斜面可以更省力地将货物从低处搬运到高处。
斜面是一种可以省力的简单机械。
请用字母表示W有用、W总、W额外、η。
W有用=Gh
W总=Fs
W额外=fs
η=
Gh
Fs
×100%
斜面作为一种简单机械，使用时也同样存在着一个效率高低的问题。
探究实践
活动
1．如图3-52 所示，将 1 块长木板的一端垫高，构成一 个斜面，用刻度尺测出斜面的长 s 和斜面的高度 h。
2．用弹簧测力计测出小车的重力。
3．用弹簧测力计沿着斜面把小车从斜面底端匀速拉到顶端，读出弹簧测力计的读数。
4．改变斜面的倾斜程度，重复上述步骤 2 次。
5．将测量结果记录在下面的表格中。
探究实践
测量斜面的机械效率
斜面的倾斜 程度 小车 重力 G （牛） 斜面 高度 h （米） 沿斜面 拉力 F （牛） 斜面长 s （米） 有用功 W有用（焦） 总功 W总（焦） 机械效率
η
较缓
较陡
最陡
结论：对光滑程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。
探究实践
当斜面的倾斜程度一定，机械效率与何因素有关？
与斜面的光滑程度有关。
木板
铺棉布
斜面越粗糙，摩擦力越大，克服摩擦做功越大，机械效率越小。
探究实践
1.右图说明了什么？
同一物体升高相同的高度，斜面越长越省力。
2.为什么盘山公路要做得弯弯曲曲
光滑程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越小，越省力。
增大了斜面长，使斜面的倾斜程度小，省力。
思考与讨论
课堂小结
W有用=G物h
W总=Fs
W有用=fs物
利用斜面可以省力
相同光滑程度，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高
相同倾斜程度，斜面越粗糙，斜面机械效率越小
迁移应用
2.用滑轮组提升重物,可以提高滑轮组机械效率的方法是（ ）
A. 改变绕绳方法 B. 增加重物提升高度
C. 减少重物提升高度 D. 增加物重
D
1.下列说法正确的是（　 ）
A.机器效率的机械，功率一定大。
B.做功时间长的机械，功率一定小。
C.功率大的机械，做功一定多。
D.所有机械的机械效率都小于1。
D
迁移应用
解：
答：有用功是1800J，总功是2160J，机械效率是83.3%。
4.用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，求有用功、总功、机械效率各是多少？
W有用=Gh=200N×9m=1800J
W总=Fs=120N×18m=2160J
η=
W有用
W总
×100%
1800J
2160J
=
≈ 83.3 % 。
板书设计
第4节 简单机械（第5课时）
斜面的机械效率跟坡度和光滑程度有关
谢谢
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第4节 简单机械（第5课时）
【核心概念】
4.能的转化与能量守恒
【学习内容与要求】
4.1 能的形式、转移与转化
④知道常见的简单机械（杠杆、滑轮、轮轴、斜面等）的特点，并用它们解释一些生活实例。
【教学目标】
1.科学观念:能正确判断有用功、额外功和总功；识记机械效率的公式；知道斜面是一种简单机械；知道机械功率与机械效率的区别。
2.科学思维:会应用公式进行简单计算。
3.探究实践:在实验中,分析总结简单机械的效率。
4.态度责任:通过学习,体会提高机械效率对节约能源和促进社会发展的重要意义。
【教学思路】本课时主要学习有用功、额外功、总功和机械效率四个概念。机械效率等于有用功跟总功的比值,总功等于有用功和额外功之和。本课时还介绍了斜面这种简单机械,利用斜面的主要目的是省力。
【教学过程】
教学环节 教学活动 设计意图
创设情境，明确问题 机械的使用给人们的工作带来许多方便。 如果从功和能的角度分析，却会发现在使用机械时，我们做了一些不需要做的功。那么怎样才能减少不需要做的功，增大需要做的功来提高机械的工作效率呢 承上启下引入课题。
有用功、额外功、总功 [情景展示] [问题探究] 结合图片内容请你猜想,在利用动滑轮提升重物的过程中做了哪些功 [思考交流] [归纳提升] 利用动滑轮把重为G的物体提升h高度要做的功为W=Gh,这是人们提升重物过程中必须要做的功,这部分功叫作有用功。在提升重物的过程中,由于动滑轮本身也受到重力作用,以及动滑轮的转轴上存在摩擦力,因此,必须克服动滑轮自身的重力和动滑轮上的摩擦力做一定量的功,这部分功是并非我们需要但又不得不额外做的功,叫作额外功。有用功与额外功之和为总功。 可结合计算，让学生主动发现问题。便于理解总功、有用功和额外功。
机械效率 [情景展示] [问题探究] 图片中,提升100 N沙子的三种方法中,你选哪种 为什么 [思考交流] [归纳提升] 三种方法中做的有用功相同都是600 J,而第一种方法做的总功为:(400 N+100 N)×6 m=3000 J;第二种方法做的总功为:(100 N+10 N+20 N)×6 m=780 J;第三种方法做的总功为:(100 N+10 N+5 N)×6 m=690 J。由于第三种方法做的有用功在总功中所占的比例大,或者说机械工作时能量的利用率高,因此选第三种方法。科学上把有用功跟总功的比值叫作机械效率。用W总表示总功,用W有用表示有用功,用η表示机械效率,那么η=×100%。 [继续探究] 机械效率是表示机械性能的一项重要指标,那么,如何提高机械效率呢 [思考交流] [归纳提升] 减少机械自重、机械间的摩擦等,减小额外功;也可以在额外功一定时,增大有用功。 要明确有用功和总功两个概念,特别是有用功 巩固和理解总功、有用功和额外功，认识能量的利用效率。
斜面的机械效率 [情景展示1] [问题探究] 斜放的平板构成了一个斜面,斜面也是一种简单机械,利用它可以更省力地将货物从低处搬运到高处。你能总结斜面的特点吗 [思考交流] [归纳提升] 省力,费距离。 [情景展示2] [问题探究] 斜面作为一种简单机械,使用时也同样存在着一个效率高低的问题,那么通过测量斜面的机械效率,你能得出什么结论呢 [思考交流] [归纳提升] 光滑程度相同的斜面,斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越高。
课堂小结
板书
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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