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第4节《机械效率》导学案
【学习目标】
物理观念:结合实例分析什么是有用功、额外功和总功;理解机械效率,会用公式进行简单的计算;通过实验能说出提高机械效率的方法。
科学思维:通过观察、分析和讨论,理解额外功产生的原因,知道机械效率η<1。
科学探究:测量滑轮组的机械效率,掌握实验方法和技巧;学习运用控制变量法进行探究实验,培养科学思维和实验能力。
科学态度与责任:知道提高机械效率的实际意义和方法,有合理改进机械、提高效率的意识,增强将科学服务于人类的责任感。
【学习重点】
1．能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功.
2．理解机械效率.
【学习难点】影响滑轮组的机械效率的因素
【自主预习】
1.有用功是对人们有用的功.提升重物时，W有用＝____，额外功是对____目的没有用，但又不得不做的功.总功是人对机械所做的功，W总=____.
2.机械效率的概念：物理学中，将有用功与总功的____叫做机械效率.公式：η＝____；有用功总小于总功，所以机械效率总小于____；机械效率用百分数表示，没有单位.
3. 要提高机械效率，就得减小____功，一般可以减小机械____、减小机件间的____等.
【探究新知】
探究点一 有用功和额外功
（一）探究使用动滑轮是否省功
1.按照如图所示的方法进行实验.
（1）用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，如图甲所示，计算拉力所做的功.
（2）用弹簧测力计和一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，如图乙所示，再次计算拉力所做的功.
比较两次弹簧测力计拉力所做的功，你能发现什么 找出原因.
将数据记录在表格中.
做功方式 拉力 F/N 拉力移动的 距离s/m 拉力做的 功W/J
直接提升 2个钩码
用动滑轮提 升2个钩码
2.分析实验数据可知，使用动滑轮提升钩码所做的功________.
归纳：使用任何机械都________.
3.小组合作学习：讨论为什么使用动滑轮提升钩码做的功比直接用手提升钩码做的功多.
归纳：使用动滑轮轮时，不可避免地要克服____重力、____重力做功，还要克服____做功，所以使用动滑轮所做的功多.
（二）有用功和额外功.
1.小组合作学习：阅读课本，然后讨论使用动滑轮提升钩码时，哪些是我们需要做的功？哪些是我们不需要、但又不得不做的功？
归纳：
（1）有用功：提升重物时，将重物提升一定高度所做的功，叫做有用功，用W有用表示.有用功是为了达到某一目的而要做的功.
（2）额外功：若使用滑轮组提升重物，我们还不得不克服动滑轮本身所受的重力及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫做额外功，用W额表示.额外功是对人们没有用但又____做的功.
（3）总功：________的总和叫总功，用W总表示，W总=________.若使用滑轮组提升重物，则总功指拉力做的功，即动力做的功，即W=____.
2.【想想议议】
①用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？
.
②如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功？
.
3.要把重100N的大米运上三楼.图中用了三种方法，怎样比较哪种方法好？
探究点二机械效率
自学课本，完成以下问题：
1.什么是机械效率？
.
2.机械效率的公式？
.
3.为什么机械效率总是小于100%？
.
注：机械效率是标志机械做功性能的物理量，有用功占总功的比例越大，机械效率越高，这个机械的性能越好.
探究点三滑轮组机械效率的计算
1.用滑轮或滑轮组竖直拉动物体.
如图所示，利用滑轮组把重力为G的物体提高h.F为动力，s为绳子自由端移动的距离，n为承担重物的绳子段数.
小组合作学习：推导滑轮组机械效率的计算公式.
（1）机械效率：________.
（2）不计绳重、摩擦力时，机械效率：
.
2.滑轮或滑轮组水平拉动物体（不计滑轮及绳重）
如图所示，使用滑轮或滑轮组用力F沿水平方向匀速拉动物体，物体与水平面的摩擦力为f，s绳为绳子自由端移动的距离，s物为物体移动的距离，n为动滑轮上的绳子段数.
机械效率：________.
3.例题小芳用图所示的滑轮组，将重为8N的物体匀速提升0.5m.已知动滑轮的重为2N，不计绳重和摩擦，分别计算：
（1））拉力F；（2））有用功；（3）绳子自由端移动的距离；（4））总功；（5）机械效率.
探究点四测量滑轮组的机械效率
小组合作学习：
1.测量滑轮组的机械效率，需要测量哪几个量？
.
2.实验器材有哪些？
.
3.怎样计算有用功？怎样计算总功？机械效率？
.
4.实验步骤.
（1）用弹簧测力计测出钩码所受的重力G，按照图甲所示安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置.
（2）如图乙所示，竖直匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，并用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表格.
（3）应用公式W有=Gh、W总=Fs、η＝分别求出有用功W有、总功W总、机械效率，并填入表格.
（4）改变钩码的数量，再做两次上面的实验，如表格第1~3次实验.
（5）换用图丙所示的装置重复实验步骤（1）~（3），将实验数据记入表格，如表格第4次实验.
实验数据：
实验 次数 钩码的 重力G物/N 提升 高度h/m 有用功 W有/J 拉力 F/N 绳端移动的 距离s/m 总功 W总功/J 机械 效率η
1
2
3
4
5.实验结论：
影响滑轮组机械效率的因素：物体的____、动滑轮的____、绳子与滑轮之间的____，与绳子的绕法、绳子段数____.
①动滑轮重一定，物重越大，机械效率越____.
②物重一定，动滑轮越重，机械效率____.
6.交流、讨论：
①动滑轮重力、物重相同时，所测机械效率不同的可能原因是什么？
.
②本实验中，如果不使用刻度尺测量距离，能否计算机械效率？
.
③如何提高机械效率？
影响因素 改进措施（提高效率）
被提升 物体的重力 在机械承受的范围内，尽可能被提升物体的重力.
机械自身 的重力 改进机械结构， 动滑轮自身的重力.
机械转动 部件的摩擦 对机械进行保养，保持 良好的润滑，摩擦.
7.例题如图所示，用相同的滑轮和绳，把同一袋沙子从地面提升相同高度，甲图中拉力做的总功为W1，机械效率为η1；乙图中拉力做的总功为W2，机械效率为η2，不计绳重与摩擦，则W1____W2，η1____η2（两空均选填“＞”、“=”或“＜”）.
【当堂练习】
1.生产生活中常常会用到各种机械设备，下列说法中不正确的是（ ）
A．任何机械设备的效率总小于1 B．减小机械内部摩擦可以提高其效率
C．提高机械设备的效率可以节能减排 D．用机械设备做功越快，其效率越高
2.如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物.若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦.下列分析正确的是（ ）
A. 甲方式可以省力
B. 乙方式不能改变力的方向
C. 甲、乙两种方式做的有用功相等
D. 甲、乙两种方式的机械效率相等
3.某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮等重），在相同时间内把重物G提升相同高度.若F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．力F1和F2做功的功率相同
B．力F1和F2做的总功相同
C．两个滑轮组机械效率一样大
D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
4.如图所示，利用滑轮组在4s内将一重为9N的物体匀速向上提升了10cm，拉力为4N，不计一切摩擦和绳重，（g取10N/kg）.下列说法正确的是（　　）
A.动滑轮重力为5N
B.滑轮组的机械效率为75％
C.拉力所做的功为0.4J
D.拉力的功率为0.4W
5.如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体，物体上升0.4m所用时间为4s.此过程中拉力的功率为______W，滑轮组的机械效率为______.
6.如图所示，物体重210N，动滑轮重25N.工人用125N的拉力将物体匀速提升3m，用了10s，此过程中有用功是______J，拉力的功率是______W，滑轮的机械效率是______，克服动滑轮重所做的额外功占总功的______%.
7.如图所示，人用滑轮组拉着重810N的物体使其沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速向上运动了5s，人对绳子向下的拉力为300N.求：
（1）物体上升的高度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力功率.
【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会.
.
参考答案
【自主预习】
1．Gh W有用＋W额
2．比值 1
3.额外 自重 摩擦
【探究新知】
探究点一 有用功和额外功
（一）2.多 不省功 3.动滑轮 绳子 摩擦力
（二）1.（1）必须（2）不得不
（3）有用功跟额外功 W有用+W额Fs
2.①用水桶从井中提水的时候，提水所做的功是有用功，提桶所做的功是额外功.
②如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，提桶所做的功是有用功，提水所做的功是额外功.
3.①人走楼梯提大米做功情况
W米= Gh=100N×6m=600 J
W桶=Gh=20N×6m= 120 J
W人= Gh=400N×6m= 2400 J
总功W= W米+ W桶+ W人= 600J+120J +2400J =3120J
②人用动滑轮和桶提大米做功情况
W米= Gh=100N×6m=600 J
W桶=Gh=20N×6m= 120 J
W动 = Gh=10N×6m= 60 J
总功W= W米+ W桶+ W动= 600J+120J +60J =780J
③人用动滑轮与口袋提大米做功情况
W米= Gh=100N×6m=600 J
W口袋=Gh=5N×6m= 30 J
W动 = Gh=10N×6m= 60 J
总功W= W米+ W口袋+ W动= 600J+30J +60J =690J
第③种方法最好.
探究点二机械效率
1.有用功跟总功的比值叫做机械效率
2.η＝
3.由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1.
探究点三滑轮组机械效率的计算
（1）η＝＝＝.
（2）η＝＝＝.
2.η＝＝＝.
3.（1）5N （2）4J （3）1m （4）5J （5）80%
解析：（1）由图中可知，动滑轮上有两段绳子，可得绳子自由端的拉力为F＝（G+G动）＝（8N+2N）=5N；
（2）物体上升的高度为0.5m，由W=Fs可得，所做的有用功为W有用＝Gh＝8 N×0.5 m＝4J；
（3）绳子自由端的移动距离为s=2h=2×0.5m=1m；
（4）所做的总功为W总=Fs=5N×1m=5J；
（5））该滑轮组的机械效率为η＝＝×100%=80%.
探究点四测量滑轮组的机械效率
1.物体的重力G及升高的高度h；拉力F及拉力移动的距离s.
2.定滑轮、动滑轮组成的滑轮组，弹簧测力计，钩码和刻度尺.
3. W有用＝Gh，W总＝Fs，η＝.
5.重力 重力 摩擦力 无关 ①高 ②低
6.①绳子与滑轮或滑轮与轴之间的摩擦不同
②可以不用刻度尺测量距离，用下列公式计算，也能得出机械效率.η＝＝＝ ×100%
③增加 减轻 减小
7.＜ ＞
【当堂练习】
1.D 2.C 3.D 4.B 5.0.72 83.3% 6.630 75 84% 10
7.（1）0.5m （2）90% （3）90W
解析：（1）由v=可得物体上升的高度：h=vt=01m/s×5s =0.5m
（2）克服物体重力做的功为有用功;W有=Gh=810N×0.5m=405J
则绳子的末端通过的距离:s=3h=3×0.5m=1.5m
拉力做的功为总功:W总=Fs=300N×1.5m=450J
所以滑轮组的机械效率:
（3）拉力的功率：P==90W.
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第十二章 简单机械
机械效率
第3节
【学习目标】
物理观念:结合实例分析什么是有用功、额外功和总功;理解机械效率,会用公式进行简单的计算;通过实验能说出提高机械效率的方法。
科学思维:通过观察、分析和讨论,理解额外功产生的原因,知道机械效率η<1。
科学探究:测量滑轮组的机械效率,掌握实验方法和技巧;学习运用控制变量法进行探究实验,培养科学思维和实验能力。
科学态度与责任:知道提高机械效率的实际意义和方法,有合理改进机械、提高效率的意识,增强将科学服务于人类的责任感。
导入新课
要把重100N的大米运上三楼，图中画了三种办法。哪种办法最好，哪种办法最不好？
学习了今天的知识你就明白了。
探究新知
探究点一 有用功和额外功
（一）探究使用动滑轮是否省功。
演示实验：使用动滑轮是否省功。
（1）用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，如图甲所示，计算拉力所做的功。
（2）用弹簧测力计和一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，如图乙所示，再次计算拉力所做的功。
比较两次弹簧测力计拉力所做的功，你能发现什么 找出原因。
使用动滑轮提升钩码所做的功多。
使用动滑轮轮时，不可避免地要克服动滑轮重力、绳子重力做功，还要克服摩擦力做功，所以使用动滑轮所做的功多。
使用任何机械都不省功。
归纳总结
探究新知
（二）有用功和额外功。
小组合作学习：阅读课本，讨论使用动滑轮提升钩码时，哪些是我们需要做的功？哪些是我们不需要、但又不得不做的功？
探究新知
总功：有用功与额外功之和. W总= W有+ W额
以使用动滑轮提升钩码进行分析
②额外功
要提升钩码，必须将动滑轮和绳子也提升，同时还要克服摩擦做功。这些功是对人们无用但又不得不做的功叫做额外功。
①有用功
提升钩码是目的，有利用价值，对钩码做的功是对人们有用的功叫做有用功。
③总功
人做的功为总功 W总=Fs
机械的三种功：有用功、额外功和总功
探究新知
用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？
提水所做的功是有用功；提水桶所做的功是额外功。
② 如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功？
提水桶所做的功是有用功；
提水所做的功是额外功。
探究新知
有用功和额外功
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探究新知
要把重100N的大米运上三楼。图中用了三种方法，怎样比较哪种方法好？
大米重100 N
人体重400 N
动滑轮重10 N
桶重 20 N
口袋重 5 N
比较做功的效率
探究新知
①人走楼梯提大米做功情况
大米重100 N 人体重400 N 动滑轮重10 N
桶重 20 N 口袋重 5 N 地面到三楼高 6 m
总功 W = W米 + W桶 + W人
= 600J+120J +2400J =3120J
对桶做功
克服自重做功
W人 = Gh=400N×6m= 2400 J
W米 = Gh=100N×6m=600 J
对大米做功
W桶 = Gh=20N×6m= 120 J
探究新知
②人用动滑轮和桶提大米做功情况
大米重100 N 人体重400 N 动滑轮重10 N
桶重 20 N 口袋重 5 N 地面到三楼高 6 m
总功 W = W米 + W桶 + W动
= 600J+120J +60J =780J
对桶做功
对动滑轮做功
W桶 = Gh=20N×6m= 120 J
W动 = Gh=10N×6m= 60 J
W米 = Gh=100N×6m=600 J
对大米做功
探究新知
③人用动滑轮与口袋提大米做功情况
大米重100 N 人体重400 N 动滑轮重10 N
桶重 20 N 口袋重 5 N 地面到三楼高 6 m
总功 W = W米 + W口袋 + W动
= 600J+30J +60J =690J
对口袋做功
对动滑轮做功
W口袋 = Gh=5N×6m= 30 J
W动 = Gh=10N×6m= 60 J
W米 = Gh=100N×6m=600 J
对大米做功
探究新知
自学课本，完成以下问题：
1.什么是机械效率？
2.机械效率的公式？
3.为什么机械效率总是小于100%？
探究点二 机械效率
探究新知
机械效率
在使用机械工作时，有用功在总功中所占的比例越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。
定义：有用功跟总功的比值。
公式：
使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1的。机械效率通常用百分比表示。
归纳总结
探究新知
纽科门蒸汽机最初的机械效率约1%
瓦特蒸汽机的机械效率提高至6% ～ 15%
起重机的机械
效率40%～50%
一些机械的机械效率
探究新知
汽油机
22～27%
离心式水泵
60～80%
喷气发动机
50～60%
探究新知
探究点三 滑轮组机械效率的计算
1.滑轮组竖直提升重物
如图所示，利用滑轮组把重力为G的物体提高h。F 为动力，s为绳子自由端移动的距离，n为承担重物的绳子段数。
＝
探究新知
2.滑轮或滑轮组水平拉动物体（不计滑轮及绳重）

f摩擦力


f摩擦力
使用滑轮或滑轮组用力F沿水平方向匀速拉动物体，物体与水平面的摩擦力为f，s绳为绳子自由端移动的距离，s物为物体移动的距离，n为绳子段数。
探究新知
例题2 小芳用图所示的滑轮组，将重为8N的物体匀速提升0.5m。已知动滑轮的重为2N，不计绳重和摩擦，分别计算：
（1）拉力F；（2）有用功；（3）绳子自由端移动的距离；
（4）总功；（5）机械效率。
F＝（G+G动）＝ （8N+2N）=5N；
（2）物体上升的高度为0.5m，由W=Fs可得，所做的有用功为
W有用＝Gh＝8 N×0.5 m＝4J；
（4）所做的总功为W总=Fs=5N×1m=5J；
×100%＝100%=80%。
（3）绳子自由端的移动距离为s=2h=2×0.5m=1m；
探究新知
探究点四 测量滑轮组的机械效率
测量滑轮组的机械效率，需要测量哪几个量？
2.实验器材有哪些？
3.怎样计算有用功？怎样计算总功？
小组合作学习：
物体的重力G及升高的高度h；拉力F及拉力移动的距离s。
定滑轮、动滑轮组成的滑轮组， 弹簧测力计，钩码和刻度尺。
W有用＝Gh，W总＝Fs，
探究新知
【实验原理】
【实验器材】
定滑轮、动滑轮组成的滑轮组， 弹簧测力计，钩码和刻度尺。

甲 乙
①提升物体的重力；
②动滑轮的重力；
③绳重、摩擦力… …
测量滑轮组的机械效率
影响滑轮组机械效率的因素可能有哪些？
探究新知
设计并进行实验
实验1：探究滑轮组的机械效率与物体重力的关系
①按照图甲那样安装滑轮组，算出钩码的重力G，并记下钩码和绳端的位置。
②如图乙，匀速竖直缓慢拉动弹簧测力计，使钩码缓慢上升，读出拉力F的值，并用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s。
③算出有用功W有、总功W总、机械效率η ，并填入表格。
④改变钩码的数量，再做两次上面的实验。
甲 乙
实验结论：同一滑轮组，物体的重力越大，机械效率越高。
探究新知
设计并进行实验
实验2：探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力的关系
①按照图甲安装滑轮组，用弹簧测力计测量动滑轮A重力GA，分别记下钩码和绳端的位置。
②匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，将测量数据填入表格。
③如图乙所示，改变动滑轮的重力，换用动滑轮B，重复上述实验。
④算出有用功W有、总功W总、机械效率η，并填入表格。
实验结论：同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率越高。
探究新知
①动滑轮重力、物重相同时，所测机械效率不同的可能原因是什么？
②本实验中，如果不使用刻度尺测量距离，能否计算机械效率？
绳子与滑轮或滑轮与轴之间的摩擦不同。
可以不用刻度尺测量距离，用公式＝×100%计算。
交流、讨论：
探究新知
③如何提高机械效率？
影响因素 分析 改进措施（提高效率）
被提升物体的重力
动滑轮自身的重力
滑轮组自身
部件的摩擦
同一个滑轮组，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越大
有用功不变时，减小提升动滑轮时做的额外功，可提高机械效率
机械自身部件的摩擦力越大，机械效率越低
在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力
改进滑轮结构，
减轻滑轮自重
对机械进行保养，保持良好的润滑，减小摩擦
探究新知
交流与评估
①实验时拉力的方向应尽量____________，应在钩码__________的过程中读取拉力的大小。
竖直向上
匀速移动
②确定绕线方式与承担重物绳子的段数n：
与动滑轮连接的段数即为承担重物绳子的段数，如图所示，n=3，用“奇动偶定法”确定绕线方式。
③影响滑轮组机械效率的因素：
物体的 、动滑轮的________、绳子与滑轮之间的摩擦力。与绳子的绕法、绳子段数________。
重力
重力
无关
探究新知
交流与评估

摩擦
刻度尺
探究新知
影响滑轮组机械效率的因素：
物体的 、动滑轮的________、绳子与滑轮之间的摩擦力。与绳子的绕法、绳子段数________。
重力
重力
无关
同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率越高；不同滑轮组提升重力相等的物体，动滑轮重力越小， 机械效率越高。
归纳总结
探究新知
例题4 如图所示，用相同的滑轮和绳，把同一袋沙子从地面提升相同高度，甲图中拉力做的总功为W1，机械效率为η1；乙图中拉力做的总功为W2，机械效率为η2，不计绳重与摩擦，则W1 W2，η1 η2（两空均选填“＞”、“=”或“＜”）。
＜
＞
课堂小结(共24张PPT)
第4节　机械效率
一、有用功和额外功
1.有用功:为了达到目的必须要做的功,用　 　表示。
2.额外功:克服机械本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做的功,用　 　表示。
[注意] 额外功是指对人们没有用,但又不得不做的功。
3.总功:有用功与额外功　 　,用　 　表示,其关系式为　 .
　。
4.功的原理:使用任何机械都　 　省功。
知识清单
W有用
W额外
之和
W总
W总=W有用
+W额外
不能
二、机械效率
1.定义:物理学中,将有用功跟总功的　 　叫作机械效率,通常用
　 　表示。
2.公式:η=　 　,η通常用百分数表示,且总　 　。
[注意] 机械效率是有用功与总功之比,它表示机械做功时有用功在总功中所占的比例,只有大小,没有单位。
3.提高机械效率的方法
(1)改进结构,减小自重和　 　。
(2)提高物体的　 　。
比值
η
小于1
摩擦
重力
深度理解
1.有用功、额外功和总功的理解
(1)有用功可以理解为一种“目的”功。例如,用滑轮组提升重物时,目的是提升重物,因此,克服物体自身重力所做的功就是有用功。
(2)额外功是指对人们无用但又不得不额外做的功。额外功是不可避免的。
(3)总功是人们使用机械时动力总共做的功,W总=Fs,这其中既有通过机械克服物重做的有用功,又有克服机械自身的重力和摩擦力等做的额外功,所以有用功、额外功和总功的关系是W总=W有用+W额外。
2.机械效率
(1)当总功一定时,机械做的有用功越多,额外功越少,机械效率就
越高。
(2)当有用功一定时,机械所做的总功越少,或额外功越少,机械效率就越高。
(3)当额外功一定时,机械所做的总功越多,有用功在总功中所占的比例越大,机械效率就越高。
【典例分析】
[例]从井中提水时,常常会发生吊水桶落入井里的事情。用物理知识分析下列说法,其中错误的是( )
A.用吊水桶向上提水,人对桶和水做的功都是有用功
B.用吊水桶向上提水,人对桶做的功是额外功
C.吊水桶掉在井里,打捞水桶时桶里会带些水,这时人对水做的功是额外功
D.吊水桶掉在井里,打捞水桶时,人对桶做的功是有用功
A
基础题
1.下列关于机械效率的说法正确的是( )
A.越省力的机械,机械效率越高
B.做功越快的机械,机械效率越高
C.所做有用功越多的机械,机械效率越高
D.有用功与总功的比值越大的机械,机械效率越高
D
2.体重是400 N的同学用重10 N的水桶,提起重为100 N的水沿楼梯送到5 m高的宿舍里使用,完成这一次提水,做的有用功和额外功分别是
( )
A.500 J　50 J B.500 J　2 050 J
C.550 J　2 000 J D.2 500 J　50 J
B
3.工人师傅利用如图所示的装置匀速提升重物,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.增大提升重物的速度,可以增大有用功
B.减小定滑轮的重力,可以减小额外功
C.增大提升重物的高度,可以提高机械效率
D.提升更重的物体,可以提高机械效率
D
4.如图所示,装修工人正在利用动滑轮和木筐匀速向上搬运水泥。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是( )
A.提高拉动绳子的速度
B.将木筐换成质量更大的金属筐
C.换用更轻质的滑轮
D.减小每次木筐中所装水泥的质量
C
5.(物理学与工程实践)明代学者宋应星著有《天工开物》,如图所示是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景。桔槔属于　 　(选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”),使用时,机械效率η　　(选填“>”
“<”或“=”)1。
杠杆
<
6.如图所示,用同一滑轮(G滑”“=”或“>”)
>
>
7.如图所示,小明将一个重为30 N的小车从斜面底端匀速拉到斜面顶端,沿斜面向上的拉力为25 N,小车沿斜面移动的距离s=1.6 m,上升的高度h=0.6 m。则小明对小车做的有用功是　 　 J,斜面的机械效率是　 　。
45%
18
8.如图所示,物体A被滑轮组拉着在水平地面上5 s内匀速直线运动了2 m,它受到地面的摩擦阻力是 96 N,绳端拉力F为40 N,则物体A的运动速度是　 　m/s,拉力F的功率是　 　W,该滑轮组的机械效率是　 　。
0.4
48
80%
9.(2024扬州)如图所示,工人用动滑轮匀速提升重为400 N的窗玻璃,所用的竖直拉力为250 N,窗玻璃上升的高度为10 m,用时50 s。求:
(1)工人所做的有用功W有用。
解析:(1)工人所做的有用功
W有用=G物h=400 N×10 m=4 000 J。
答案:(1)4 000 J
(2)工人所用拉力的功率P。
答案:(2)100 W　
(3)动滑轮的机械效率η。
答案:(3)80%
中档题
10.如图甲所示,虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为27 kg的物体所用的拉力为100 N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示。不计绳重和摩擦(g取10 N/kg),则
( )
A.拉力的功率为50 W
B.滑轮组中动滑轮重10 N
C.该滑轮组的机械效率为90%
D.绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
C
11.(多选)在劳动实践中,小孙在水平地面与车厢间用木板搭一斜面,并用平行于斜面的推力将重G=600 N的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢,如图所示。已知斜面长 L=6 m,斜面高h=1.5 m,斜面的机械效率 η=60%。下列叙述中正确的是( )
A.小孙推动货物所用推力大小为150 N
B.货物受到斜面的摩擦力大小为100 N
C.若增大推行速度,则货物受到的摩擦力将变大
D.若h不变、减小L,则斜面的机械效率将升高
BD
12.如图所示,用动滑轮拉着物体A沿水平方向向左做匀速运动,弹簧测力计的示数为10 N,整个装置的机械效率是80%,则拉力大小为
　　N,物体A受到地面的摩擦力方向为　 　,大小为　 　N。
10
水平向右
16
13.(2023安顺期末)某实验小组在测量滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。
实验次数 1 2 3
钩码重G/N 4 4 6
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F/N 1.8 1.6 1.8
绳端移动距离s/m 0.3 0.4
机械效率η/% 74.1 62.5
(1)实验中应沿竖直方向　 　拉动弹簧测力计。通过表中数据可分析出第2次实验是用　 　(选填“甲”或“乙”)图所示装置做的。
(2)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的重力越大,滑轮组的机械效率
　 　(选填“越高”或“越低”)。
(3)小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中绳端移动距离s漏记,但仍然可以计算出第 3次实验的机械效率η=　 　(精确到0.1%)。
匀速
乙
越低
83.3%
(4)实验中由于很难做到匀速拉动,使得弹簧测力计的示数不稳定,于是同学们想到在静止时测出拉力的大小,这会导致测得的机械效率
　 (选填“偏大”“偏小”或“不变”),理由是　 .
　。
偏大
忽略了机械
之间的摩擦
素养题
14.(多选)如图甲所示的装置中,空吊篮A重 10 N,B和C处绳子能承受的最大拉力都为 190 N。小明用此滑轮组和吊篮A将包裹提升到高
处,人施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示,A上升速度随时间变化关系如图丙所示,且在 1～2 s内,滑轮组提升此包裹的机械效率为80%。忽略绳重、摩擦、空气阻力。下列结论正确的是( )
A.动滑轮所受的重力为40 N
B.1～2 s内克服动滑轮重做的额外功为20 J
C.此装置能竖直匀速运载185 N重的包裹
D.此装置提升重物的最大机械效率为90%
BD

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