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双减作业本11.5机械效率（第1课时）
1.知道什么是有用功、额外功和总功，知道三者之间的关系。
2.知道什么是机械效率，并能进行简单的计算。
（巩固性作业）
1．清晨，清河河畔聚集了很多钓鱼爱好者，若某位师傅不小心把水桶弄进水里，捞上桶时发现桶里带些水。在打捞水桶的过程中，下列关于做功的说法中正确的是（　　）
A．对水所做的功是有用功 B．对桶所做的功是总功
C．对水所做的功是总功 D．对桶所做的功是有用功
2．下列关于机械效率的说法中正确的是（　　）
A．机械效率越大，说明做功越快
B．机械效率越大，说明做功越多
C．机械的功率越大，机械效率越大
D．机械效率是反映机械性能的物理量
3．用如图所示滑轮组将重12N的物体匀速提升0.5m，拉力F为5N，该滑轮组的机械效率为（　　）
A．60% B．75% C．80% D．90%
4．如图所示，利用动滑轮把重400N的物体匀速提升了3m，作用在绳子自由端的拉力F为250N，方向竖直向上。不计绳重和摩擦，则下列选项正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离为3m B．动滑轮受到的重力为100N
C．拉力F做的功为1200J D．该动滑轮的机械效率为62.5%
5．如图所示，关于简单机械，下列说法正确的是（　　）
A．如图甲，使用定滑轮可以改变力的大小
B．如图乙，使用动滑轮既能省力又能省功
C．如图丙，增大提升重物的质量，可以提高滑轮组的机械效率
D．如图丁，借助辘轳汲水时，克服水的重力做的功是总功
6．如图所示，在斜面上将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力，拉动的距离，提升高度，所用时间。则此过程中对物体做的有用功为 J，拉力F做的总功为 J。此斜面的机械效率为 。
7．小智路过水井时，不小心把桶掉入井里，从井里把桶捞上来时，桶里带了一些水，则小智对桶做的功是 功，对桶中的水做的功是 功。（均选填“有用”“总”或“额外”）
8．如图所示是泰山特殊的“挑山工”——智能机器狗。机器狗搬运货物上山时，对货箱做的功是 ；机器狗将货箱运送下山时，对货箱做的功是 。（均选填“有用功”“额外功”或“总功”）
9．如图，将图甲中A、B两个相同的物体从粗糙程度相同的斜面底端匀速拉到顶端，做功情况如图乙所示。则拉力对A做的有用功为 ，右侧斜面上，机械效率为 。
（拓展性作业）
10．关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是（　　）
A．效率越高的机械，做的有用功越多
B．功率越大的机械，做功越快
C．做功越多的机械，功率越大
D．功率越大的机械，机械效率越高
11．甲、乙两台电动起重机工作时的机械效率分别为70%和60%，这说明（　　）
A．甲起重机更省力 B．甲起重机做功更多
C．乙起重机做功更慢 D．乙起重机工作时，有用功占总功比例小
12．劳动最光荣。如图，某建筑工人用大小为600N的拉力F，通过滑轮将重为500N的重物在10s内匀速提升2m。下列说法正确的是（　　）
A．此滑轮是动滑轮，既能改变力的方向又做功方便
B．建筑工人做的有用功是1200J
C．建筑工人拉力做功的功率是120W
D．此滑轮的机械效率80%
13．如图，小明分别用甲、乙两个相同的滑轮把同一桶沙提升相同高度，不计绳重和摩擦，绳自由端施加的拉力大小分别为和。则此过程中，下列判断正确的是（ ）
A．拉力一定等于 B．甲滑轮的机械效率一定比乙的高
C．甲、乙两滑轮做的额外功相同 D．甲滑轮做的总功多
14．如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若G1= G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η 和η （忽略绳重和摩擦）。则下列选项正确的是（　　）
A． B．
C． D．
15．小虎同学站在自动扶梯上匀速上行，在整个过程中小虎的机械能 ；如果站在扶梯上的人数增多，扶梯的运行效率将 。（均选填“变大”“变小”或“不变”）
16．如图，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体到相同高度，所用的时间相同，绳重和摩擦不计。若对绳子自由端的拉力 ，机械效率 （均选填“>”、“=”或“<”），若图乙中再加挂一物体，其机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
17．如图所示，用动滑轮将重360N的木箱在5s内沿竖直方向匀速提升2m，所用拉力为200N，不计绳重和摩擦。求：
(1)此过程中的有用功；
(2)拉力的功率；
(3)动滑轮的机械效率。
18．工人师傅用如图所示的滑轮组把900N的物体匀速提升了3m，此时绳子自由端所受拉力为400N，不考虑绳重及摩擦。求：
(1)滑轮组做的有用功为多少J
(2)此时该滑轮组的机械效率为多少
(3)若工人师傅的质量为80kg，则使用该滑轮组最大机械效率多大
（探究性作业）
19．小明在成长笔记中记录了如下错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。
错题记录 错题改正
习题：小明家的粮食喜获丰收了，他用如图所示的装置将一袋粮食从地面提到楼顶上晾晒。不计绳重和摩擦，小明把重为400N的一袋粮食匀速提高10m，所用的拉力为250N。求该装置的机械效率。解：有用功： 总功： 该装置的机械效率： 错误之处： ； 错因分析： ； 正确解答： 。
20．如图甲所示，建筑工地上用滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材重量变化的图像如图乙所示，不计绳重和摩擦。
(1)随着科技的发展，滑轮组的机械效率 （选填“能”或“不能”）达到；
(2)若某次运送建材的重力为600N，则滑轮组的机械效率是多少？
(3)当滑轮组的机械效率为时，求运送建材的重力是多大？
21．假期小胡和爸爸自驾到黄河游览区玩，车不小心陷入黄河滩无法行驶，请来了救援车帮忙，如图所示，救援车固定不动，利用绞盘、绳子和轻质滑轮将车拉出黄河滩。小轿车被拉出时的图像如图所示，0～10s图像是曲线，10~20s的图像是直线，在匀速拉出阶段，绞盘的拉力F恒为（）。请回答下列问题：
(1)小轿车被匀速拉出时的速度是 m/s；
(2)绞盘的拉力F在匀速直线运动阶段做的功和功率是多少？
(3)在匀速拉出过程中滑轮机械效率是90%，则小轿车受到的拉力及其功率是多少？
答案部分
核心巩固：
1．【答案】D
【解析】师傅不小心把水桶弄进水里，目的是为了把水桶提上来，所以对水桶做的功为有用功；但水桶里面有一些水，又不得不对水做功，所以对水做的功为额外功；手对绳子拉力做的功，包括对水做的功、对桶做的功、对绳子做的功为总功，故ABC错误；D正确。
故选D。
2．【答案】D
【解析】A．机械效率高，表明使用该机械做功时，有用功在总功中所占的比例高，它并不能反映机械做功的快慢，表示做功快慢的是功率，故A错误；
B．机械效率，说明有用功在总功中所占的比例高；做功的多少是由力和物体沿力的方向的路程决定，故B错误；
C．功率是表示物体做功快慢的物理量，机械效率是有用功与总功的比值，二者是衡量机械性能的不同指标，无必然联系，故C错误；
D．机械效率是反映机械性能优劣的重要标志之一。机械效率高，表明使用该机械做功时，有用功在总功中所占的比例高，机械性能好，故D正确。
故选D。
3．【答案】C
【解析】由图可知，绳子段数，物体上升高度，则绳子自由端移动距离
有用功
总功
滑轮组机械效率故C符合题意，ABD不符合题意。
故选 C。
4．【答案】B
【解析】A．由题图可知，滑轮组的绳子承重股数为n=2，绳子自由端移动的距离为
故A错误；
B．不计绳重和摩擦，根据可知，动滑轮受到的重力为
故B正确；
C．拉力F做的功为
故C错误；
D．该动滑轮的机械效率为
故D错误。
故选B。
5．【答案】C
【解析】A．定滑轮的实质是等臂杠杆，使用定滑轮不能改变力的大小，只能改变力的方向，故A错误；
B．根据功的原理，使用任何机械都不省功。动滑轮可以省力，但不能省功，故B错误；
C．对于滑轮组，机械效率，当增大提升重物的质量时，物重G增大，在动滑轮重不变的情况下，滑轮组的机械效率提高，故C正确；
D．借助辘轳汲水时，克服水的重力做的功是有用功，而总功是克服水的重力和辘轳等机械自身重力等做的功，故D错误。
故选 C。
6．【答案】1800 2400 75%
【解析】[1]此过程中对物体做的有用功为
[2]拉力F做的总功为
[3]此斜面的机械效率
7．【答案】有用 额外
【解析】[1][2]从井里把桶捞上来时，目的是把桶捞上来，这时对桶所做的功是有用功；而对桶中的水做的功是为了达成目的不得不做的功，为额外功。
8．【答案】额外功 有用功
【解析】[1][2]对人们有用且必须做的功叫有用功，并非需要但又不得不做的功叫额外功。机器狗搬运货物上山时，对货箱做的功是额外功。机器狗将货箱运送下山时，对货箱做的功是有用功。
9．【答案】2J 80%
【解析】[1]由图乙可知，拉力对A做的有用功为
[2]两个物体相同，斜面高度相同，则有用功相同，故右侧斜面上，机械效率为
素养提升
10．【答案】B
【解析】A．机械效率是有用功占总功的比值，效率越高的机械，做的有用功不一定越多，故A错误；
BC．功率指的是做功快慢，功率大，指的是做功快，做功多的机械，功率不一定大，故B正确，C错误；
D．机械效率是有用功占总功的比值，而功率是做功快慢的物理量，两个物理量之间没有必然的联系，故D错误。
故选B。
11．【答案】D
【解析】机械效率是有用功与总功的比值，机械效率越高，说明有用功占总功比例更大，机械效率与机械是否省力、机械做功多少、机械做功快慢无关，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
12．【答案】C
【解析】A．由图可知，此滑轮工作时轴不随物体一起移动，是定滑轮，能改变力的方向，故A错误；
B．建筑工人做的有用功
故B错误；
C．建筑工人拉力做的功
建筑工人拉力做功的功率
故C正确；
D．此滑轮的机械效率
故D错误。
故选C。
13．【答案】B
【解析】A．设沙和桶的重力是，滑轮重力为，由图示可知，甲图中是定滑轮，若不计摩擦和绳重，拉力
图乙是动滑轮，拉力
由于不能比较滑轮重力和沙和桶的总重力的大小，所以和大小无法比较，故A错误；
BCD．把同一桶沙提升相同高度，做的有用功相同；甲是定滑轮，若不计摩擦和绳重，甲滑轮对桶做额外功，乙滑轮除克服桶做额外功外，还克服动滑轮重力做额外功，所以乙滑轮比甲滑轮做的额外功多；总功
所以甲的总功小于乙的总功；根据机械效率公式
有用功相同，总功越小，机械效率越高，所以甲滑轮的机械效率一定比乙的高，故B正确，CD错误。
故选B。
14．【答案】B
【解析】甲是动滑轮，绳子段数n是2，乙滑轮组n是3，滑轮质量均相等，滑轮重力相等，且G1= G2，因为忽略绳重和摩擦，根据公式可得，乙更省力，即F1> F2。由于所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度,两个滑轮组做的有用功相同，额外功相同，所以总功相同，根据公式，它们的机械效率也相同，即η1= η2。在相同时间内做的总功相同，根据公式，它们的功率也相同，即P1= P2。故B正确，ACD错误。
故选B。
15．【答案】变大 变大
【解析】【小题1】[1]小虎在自动扶梯上匀速上行时，质量、速度不变，高度增加，即动能不变，重力势能增大，故机械能变大。
[2]站在扶梯上的人数增多，重力增大，克服重力所做的功增大，即有用功增大，在额外功不变时，有用功在总功中所占的比例会变大，故机械效率会变大。
16．【答案】 > > 变大
【解析】[1]由图可知，甲是定滑轮，乙是动滑轮；不计绳重和摩擦，在定滑轮上，；在动滑轮上，。
滑轮重小于物重，所以两次的拉力F甲＞F乙。
[2]甲图为定滑轮，不计绳重及摩擦，则额外功为零，总功等于有用功，机械效率为100%；
乙图为动滑轮，不计绳重及摩擦，克服动滑轮的重力做功为额外功，总功大于有用功，机械效率小于100%；故可得机械效率的关系为。
[3]图乙中再加挂一物体，提升重物的重力增加，在提升高度不变时，做的有用功变大，而额外功不变，则有用功在总功中所占的比例增大，即动滑轮的机械效率变大。
17．【答案】(1)720J (2)160W (3)90%
【解析】（1）此过程中的有用功是克服木箱重力所做的功，根据功的计算公式，可得有用功
（2）这是一个动滑轮，承担物重的绳子段数，所以拉力作用点移动的距离
拉力所做的总功
拉力的功率
（3）由（1）（2）可得滑轮组的机械效率
18．【答案】(1)2700J (2)75% (3)87.5%
【解析】（1）物体的重力为G=900N，提升高度为h=3m，物体克服重力做的有用功W有用=Gh=900N×3m=2700J
（2）用滑轮组提升时，拉力F=400N，从图可知，有3段绳子与动滑轮相连，则绳子自由端被拉动的距离为s=nh=3×3m=9m
故拉力所做的总功W总=Fs=400N×9m=3600J
滑轮组的机械效率为
（3）工人师傅的质量为80kg，对绳的最大拉力等于工人师傅的重力，对绳的最大拉力
因为不计绳重和摩擦时，，所以动滑轮的重力
利用该滑轮组一次最多能提起的物体重力
不计绳重和摩擦时，使用该滑轮组最大机械效率
自我超越：
19．【答案】见解析
【解析】错误之处：
总功：
该装置的机械效率：
错因分析：
绳子自由端移动的距离s应为粮食上升高度的2倍。
正确解答：
解：有用功
动滑轮上有2股绳，总功
该装置的机械效率
20．【答案】(1)不能 (2)60% (3)
【解析】（1）使用滑轮组的过程中避免不了要做额外功，导致总功会大于有用功，因此计算得出的效率会小于100%，即使随着科技的发展，滑轮组的机械效率也不能达到100%。
（2）由甲图可知，动滑轮上绳子股数，由乙图像可知，当重物时，。由
可得，此时拉力
不计绳重和摩擦，根据
可得，动滑轮和运输箱的重力
运送建材的重力为600N时，滑轮组的机械效率为
（3）当时，由（2）可得，滑轮组的机械效率
据此可知运送建材的重力为
21．【答案】(1)0.5 (2)； (3)；
【解析】（1）根据图乙和可得，小轿车被匀速拉出时的速度是
（2）图甲中的滑轮是动滑轮，绳子承重股数为n=2，在匀速直线运动阶段轿车运动的距离
则绳子自由端运动的距离
绞盘的拉力F在匀速直线运动阶段做的功
功率是
（3）滑轮机械效率为90%，根据公式可得
则小轿车受到的拉力
功率是
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