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第12章　简单机械　机械效率
第2讲　机械效率
知识点一　有用功、额外功、总功（10年5考，2025、2024、2023、2019、2017年考）
1．有用功：为了达到工作目的而必须做的功，如用动滑轮提升重物时，动滑轮对重物的拉力所做的功，用W有表示。
2．额外功：为了达到工作目的额外做的功，如克服机械自重和摩擦所做的功，用W额表示。
3．总功：有用功与额外功之和，用W总表示。W总＝__________。
W有＋W额
1．【有用功和额外功的理解】小聪用桶从井里打水时，对桶做的功是________功，对水做的功是________功；小明从井里捞桶时带上部分水，对桶做的功是________功，对水做的功是________功。
额外
有用
有用
额外
1．定义：__________跟________的比值，用符号______表示，公
式：__________。
2．特点：使用任何机械都不可避免地要做额外功，总有W有______ W总，所以机械效率总是________100%（机械效率通常用百分数表示）。因此使用任何一种机械都不能省功。
知识点二　机械效率（10年5考，2025、2024、2023、2019、2017年考）
有用功
总功
η
＜
小于
3．常见简单机械的机械效率
机械 类型　 　
有用功 克服物体受到的重力所做的功W有＝G物h 克服物体受到的摩擦力所做的功W有＝ ①________ 克服物体受到的重力所做的功W有＝②________
总功 拉力所做的功 W总＝Fs绳 拉力所做的功W总＝③________ 拉力所做的功W总
＝④________
fs物
G物h
Fs绳
Fs
额外功 克服动滑轮重、绳重和摩擦所做的功W额＝W总－ W有；不计绳重和摩擦时，W额＝⑤________ 克服滑轮与绳之间的摩擦所做的功W额＝W总－W有（水平放置的滑轮或滑轮组的W额来自滑轮与绳之间的摩擦，若此摩擦不计，则W额＝0） 克服物体所受摩擦力做的功W额＝W总－W有；
W额＝⑥______
G动h
fs
提高机械效率 的方法 _______物重； ________动滑轮受到的重力； ____ ____机械间的摩擦 ________滑轮与绳之间的摩擦 ________斜面倾角；
________摩擦
增大
减小
减
小
减小
增大
减小
2．【机械效率的辨析】
判断对错：
（1）机械做的有用功越多，机械效率越高 （　　）
（2）功率越大的机械，机械效率越高 （　　）
（3）越省力的机械，机械效率越高 （　　）
×
×
×
（4）所做有用功相等的机械，它们的机械效率一定相等（　　）
（5）额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高（　　）
（6）额外功一定时，增加有用功可以提高机械效率 （　　）
（7）经过改良的机械，其机械效率可以达到100% （　　）
×
√
√
×
实验　测量滑轮组的机械效率【10年未考】
实验梳理表
实验 思路
②测出拉力F的大小和绳子自由端移动的__________，根据W总＝Fs计算总功
1．要想测量滑轮组（如右图所示）的机械效率，就要想办法找出使用滑轮组工作时的有用功和总功，然后计算它们的比值
①测出钩码受到的重力G与上升的__________，根据W有＝Gh计算有用功；
高度h
距离s
实验 过程 及注 意点 2．实验过程：实验中沿________方向缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，记录该过程中弹簧测力计的示数F，用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳子自由端移动的距离s，并填入表格，计算出滑轮组的机械效率
3．注意：________（选填“能”或“不能”）在弹簧测力计静止时读数，原因是滑轮与绳之间存在摩擦，弹簧测力计静止时读数会导致测得的拉力偏小，计算得出的机械效率偏______
竖直
不能
大
交流 评估 4．【猜想】测完滑轮组的机械效率后，实验小组发现各组的测量结果不同，猜想滑轮组的机械效率可能与钩码受到的重力、动滑轮受到的重力、绳子的绕法等有关。小组同学利用下图所示的滑轮组依次进行实验，并将数据记录在下表中，请分析表中数据并完成相关问题：





交流 评估





实验 次数 动滑轮受到的重力G0/N 钩码受到的重力G/N 钩码上升的高度h/m 拉力 F/N 绳端移动的距离s/m 机械
效率η
1 1.4 4 0.1 2.7 0.2 74.1%
2 1.4 4 0.1 1.8 0.3 74.1%
3 1.4 8 0.1 3.2 0.3 83.3%
4 2.4 8 0.1 3.5 0.3
交流 评估 （1）第4次实验的机械效率为__________（精确到0.1%）
（2）①通过比较________两次实验可知：滑轮组的机械效率与绕线方式无关；
②通过比较2、3两次实验可知：使用同一滑轮组提升物体时，____________________，滑轮组的机械效率越高；
③通过比较3、4两次实验可知：提升同一物体时，______________ __________，滑轮组的机械效率越高
76.2%
1、2
被提升的物体越重
动滑轮受到的
重力越小
交流 评估 （3）（真实情境）为提高滑轮组的机械效率，根据以上结论和生活经验，你认为可采取的措施有__________（多选，选填字母）
A．减轻动滑轮受到的重力　
B．增加所提物体受到的重力
C．给机械加润滑油　
D．增加重物被提升的高度
ABC
交流 评估 5．（操作细节）在正确操作该实验时，应该沿着竖直方向匀速拉动弹簧测力计，若某同学在实验时加速拉动弹簧测力计，则测得的滑轮组机械效率将________（选填“偏大”“偏小”或“准确”）
偏小
考点　 　机械效率的计算（10年4考）
类型1　滑轮组的机械效率
图1
例1　（RJ素材）用如图1所示的滑轮组使重为27 N的物体在2 s内匀速上升0.2 m，弹簧测力计的示数恒为10 N。不计绳重及绳子与滑轮之间的摩擦，请回答下列问题：
（1）绳子自由端移动的距离为_______m，绳子自由端移动的速度为_______m/s。
（2）动滑轮受到的重力为_____N，克服动滑轮重力做的功（即额外功）为_______J。
（3）克服物体重力做的功（即有用功）为_______J。
0.6
0.3
3
0.6
5.4
（4）拉力做的功（即总功）为_____J，拉力做功的功率为_____W。
（5）该滑轮组的机械效率为______%。
（6）若用该滑轮组提升另一物体时的机械效率为80%，则该物体受到的重力为______N。
6
3
90
12
1．（双选）如图2 所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重300 N的物体，物体在10 s内移动了2 m，拉力F的大小为30 N，物体运动时受到地面对它的摩擦力为45 N。下列说法错误的是 （　 　）
A．绳子自由端移动的速度是0.4 m/s
B．拉力F做功的功率是9 W
C．此过程所做的额外功为90 J
D．滑轮组的机械效率为75%
BC
图2
2．（2019河南，13题）（双选）工人用图3所示的滑轮组，在时间t内，将重为G的货物匀速提升了h，工人对绳子竖直向下的拉力恒为F。以下说法正确的是 （　 　）
AB
图3
类型2　斜面的机械效率
例2　（2024自贡改编）如图4所示，把重为40 N的物体从斜面底端匀速推到斜面顶端，斜面长2 m，高0.6 m，沿斜面的推力F为20 N。
（1）使用斜面搬运货物可以省______（选填“力”或“功”）。
（2）此过程中有用功是______J，总功是______J，斜面的机械效率是________。
（3）此过程中额外功为______J，物体所受
摩擦力为_____N。
图4
力
24
40
60%
16
8
3．在美丽乡村建设中，政府为某村购置了一批健身器材。工人往车上搬运健身器材时，用长木板搭了一个3 m长的斜面，把120 kg的箱子沿斜面匀速推到1 m高的车厢上，如图5所示，工人推箱子做的有用功为_________J。若推箱子做的额外功为300 J，则斜面的机械效率为________，工人沿斜面的推力为_______N。（g取10 N/kg）
1 200
图5
80%
500
考点　 　机械效率对比分析（10年1考）
例3　用两个完全相同的滑轮组成如图6所示的两个滑轮组，用它们分别将同一重物G以相同的速度匀速提升相同的高度。若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 （　　）
A．F1＜F2
B．F1做功的功率大
C．F1做的额外功多
D．两滑轮组的机械效率相同
D
图6
4．（2024河南，11题）如图7，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是 （　　）
A．甲做的有用功多
B．乙做的总功多
C．甲做总功的功率大
D．乙所用装置的机械效率小
C
图7

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