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专题三：提高机械效率
1143000108585
充分理解机械效率的概念并和功率区分开；
快速区分在一个做功过程中的有用功、总功、额外功；
学会常见的机械效率的计算；
探究影响滑轮和斜面的机械效率的因素。
1143000-38735说说以下五个模型中的有用功与额外功
F
F 丙
A
F
C
θ
B
F
甲
G
丁
1143000300355戊
在使用机械做功的过程中：
① 是我们需要的、有价值的功，叫做
功，记做 W 有用 ；
② 动力对机械做的功叫做
功，记做 W 总。
且：W 总=W 有用+W 额外
1143000189230
① 在做功的过程中有些功是我们需要的，有价值的功我们称作 功，记
例如：我们在提升重物时对重物做的功就是有用功，可以用 W有用 G物 h 表示；
② 使用任何的机械时，任何机械本身都有重力的作用，且机械在运行过程中部件之间都会有摩擦，所以我们在做功的时候就必须克服机械重力和零部件之间的摩擦做功，这
部分对人们既无应用的价值而又不得不做的功称为 功，记作 ；
③ 在做功过程中动力做的所有的功称为 功，记作 ；可以用来表示；
W总 F S
④ 在实际使用机械是 W总 W有用 W额 ，在实际做功时肯定有额外功的存在所以总功必定大于有用功。
1143000120650
亮亮和体重较大的爸爸帮助邻居各扛一袋质量为 5kg 的大米，从一楼爬到三楼，爸爸用时较短，则亮亮与爸爸所做的（ ）
A．有用功相等 B．总功相等
C．总功率相等 D．有用功和总功的比值相等
分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体举到相同的高度，做的有用功（ ）
A．杠杆最多 B．动滑轮最多 C．滑轮组最多 D．一样多3．下列说法正确的是（ ）
A．用水桶从井中提水的时候，对桶做的功是有用功B．用水桶从井中提水的时候，对水做的是总功
桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，对桶做的功是有用功
桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，桶里带了些水，对桶和水做的功是有用功
55911755562604. 建筑工人用图所示的滑轮组将 G=1000N 的重物提升 1m，已知绳端拉力 F 为 240N，若不计绳重及摩擦，则此滑轮组做的有用功是 J，总功是 J，额外功是 J,动滑轮的总重是 N。
1143000266700
① 在使用机械做功时，你觉得有用功所占总功的份额越大越好还是越小越好？有用功所占的比例越大，能体现出 。
② 物理学中把有用功 W有和总功W总 的比值叫作机械的机械效率，用公式可以表示
为： W有用 100%
W总
③ 机械效率也是衡量机械性能的重要指标。
关于机械效率，下面说法正确的是（ ）
A.功率越大的机械，机械效率越高 B.机械效率越低的机械，做的功就越少
C.机械效率越高的机械越省力 D.由于有用功总小于总功，机械效率总小于 1
关于机械效率，下列说法正确的是（ ）
A.额外功越小的机械，机械效率越高B.有用功越大的机械，机械效率越高C.越省力的机械，机械效率越高
D.改进机械的结构，加强润滑，可以提高机械效率
（多选）关于机械效率，下列的说法中正确有（ ）
A.机械的功率越大，做的有用功就越多 B.机械的功率越小，机械效率就越低C.机械效率的大小与功率大小无关 D.机械的功率越小，机械做功就越慢
1143000196215
【例 1】建筑工地上，工人用如图所示的滑轮组在 10s 内将 240N 的物体匀速提升
2m。所用的拉力 F=100N。求：（ 忽略绳重与摩擦阻力）
（ 1） 工人做的功是多少？ （ 2） 工人做功的功率？
） 此过程中该装置的机械效率？
539178578740（ 4） 当改为提升 360N 的重物时， 拉力为多少？ 解： （ 1） 由图可知， n = 3, s = 3h = 3× 2m = 6m
工人做功： W总 = FS = 100N× 6m = 600J
（ 2） P W总 600J 60W
t 10S
（ 3） W有用 = Gh = 240N× 2m = 480J
W有用 100% 480J 100% 80%
W总 600J
） ∵ 不计绳重与摩擦阻力，
∴ F 1 G G ， 即： 100N 1 240N G
3 物 动 3 动
∴ G 动 60N
匀速提升 360N 的重物时， F ' 1 G' G 1 360N 60N 140N
3 物 动 3
【例 2】工人用如图所示的装置将重物提高，已知物重为 800N，人对绳的拉力为 500N。滑轮组的机械效率为 ． 动滑轮重为 N。
5676900112395解：根据公式可求得滑轮组的机械效率为：
W有用 100% Gh 100%
Gh 100%
G 100%
W总
800N 500N 2
Fs
100% 80%

Fnh Fn
根据nF G物 G动得出：
动滑轮重为： G动 nF - G物 2 500 N - 800 N 200 N
1143000210185
3937000441960如图所示，沿斜面向上拉一个重为 4.5N 的物体到斜面顶端，斜面长 1.2m，高 0.3m， 拉力做功为 2.16J，则这个斜面的机械效率是 %，物体受到的摩擦力是 N。
s
F
h
第 1 题 第 2 题 第 3 题
，
使用了如图所示的装置将建筑材料提上高处
如图所示，用滑轮组将600N 的重物匀速提升，不计绳重与摩擦，如果此时滑轮组的机械效率为75%，则动滑轮重为 N,拉力 F 为 N。
，
一建筑工人
已知建筑材料的质量为80kg，
人对绳的拉力为500N，重物在拉力的作用下1min 内匀速上升了5m，绳重和摩擦不计。
（g 取10N/kg）求：
人在1min 内做的有用功；
工人做功的功率；
滑轮组的机械效率及动滑轮重。
1965960448310测定滑轮组的机械效率实验器材：
测定滑轮组的机械效率及其影响因素的探究
2726055-9613903555365-987425若干
实验要求：
一动一定滑轮、三股绳子、钩码重 10N、物体上升 5cm
实验表格记录：
钩码重
G/N
钩码上升
高度 h/m
测力计
拉力F/N
测力计移动
距离 S/m
有用功/J
总功/J
机械效率
探究滑轮组的机械效率的影响因素（弹簧测力计在拉的是时候一定要 ）
5208905-558804185920-52705① 探究物重对滑轮组机械效率的影响实验装置如图：
实验记录表格：
钩码重
G/N
钩码上升
高度 h/m
测力计拉
力 F/N
测力计移动
距离 S/m
有用功/J
总功/J
机械效率
10
0.1
10
20
0.1
15
实验结论：
492506011430② 探究重物上升高度滑轮组机械效率的影响实验装置如图：
实验记录表格：
钩码重
G/N
钩码上升
高度 h/m
测力计拉
力 F/N
测力计移动
距离 S/m
有用功/J
总功/J
机械效率
30
0.1
20
30
0.2
20
实验结论：
496633512700453961512700③ 探究动滑轮重对滑轮组机械效率的影响实验装置如图：
实验记录表格：
动滑轮
个数
钩码重
G/N
钩码上升
高度 h/m
测力计拉
力 F/N
测力计移动
距离 S/m
有用功/J
总功/J
机械效率
1
60
0.1
40
2
60
0.1
25
实验结论：
417385512065④ 探究绕绳方式对滑轮组机械效率的影响实验装置如图：
实验记录表格：
绳子
股数
钩码重
G/N
钩码上升
高度 h/m
测力计拉
力 F/N
测力计移动
距离 S/m
有用功/J
总功/J
机械效率
2
30
0.1
18
3
30
0.1
12
实验结论：
1143000177165
影响滑轮组的机械效率的因素有 、 ，还有 ；
物重越大，滑轮组的机械效率越 （大、小）；
动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 （大、小）。
滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进 前相比（ ）
A．有用功减少，总功减少 B．有用功增加，总功增加
C．有用功不变，总功不变 D．有用功不变．总功减少
某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重 物。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
17526005746754805045575945A．甲图省力，机械效率甲图大 B．甲图省力，机械效率一样大C．乙图省力，机械效率一样大 D．乙图省力，机械效率乙图大
第 2 题 第 3 题 第 4 题
如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，且动滑轮重 G 动小于物体的物重 G，甲图中拉力做的功为 W 甲，乙图中拉力做的功 W 乙，则所用的拉力 F 甲 F 乙，W 甲 W 乙，其机械效率η甲 η乙。
（均选填“＞”、“＜”或“=”）
如图所示，小华同学在“测滑轮组机械效率”的实验中，应竖直向上 拉动绳子的自由端。 若钩码 G 重为 3N，小华所用拉力 F 为 1.2N，则滑轮组的机械效率为 ；若换成 重为 5N 的钩码 G′再进行实验，此滑轮组的机械效率将 （选填“ 变大”、
“变小”或“不变”）。
5401945403860用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的重物匀速提升相 同的高度。(不计绳重及摩擦)
绳子受的拉力 F1 和 F2 大小关系是 F1 F2
滑轮组的机械效率η1 和η2 大小关系是η1 η2
绳子自由端移动的距离 S1 和 S2 大小关系是 S1 S2
拉力对滑轮组所做的功 W1 和 W2 大小关系是 W1 W2
（均选填“>”、“=”或“<”）
1143000-39370测定斜面的机械效率及其影响因素的探究
4749800418465小亮看到工人利用斜面把货物推到小车上，联想到物理课上学到的知识，提出了以下两问 题：
斜面越缓越省力，是不是机械效率高呢？
对于同一个滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高；
实验
次数
斜面
倾角
物重
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面
拉力 F/N
斜面长
s/m
有用功
W 有/J
总功
W 总/J
机械效率
η（％）
①
45°
1
0.7
0.9
1
0.9
77.8
②
30°
1
0.5
0.7
1
0.5
0.7
71.4
③
30°
2
0.5
1.4
1
1
1.4
对于同一个斜面，是不是所推的物体越重，机械效率越高呢？为了解决以上问题，小亮与 几个同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究，记录的部分实验数据如下表：
表格中缺少 2 个数据，请补充完整（保留一位小数）；
在实验操作过程中，应沿斜面向上 拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向 移动（选填“左”或“右”）；
通过对比实验①②的数据，得出的结论是斜面越缓越省力，机械效率越 ；
通过对比实验 的数据（选填实验次数），得出的结论是对于同一斜面， 机械效率与所拉物体的重力 ；
该小组又进行了第 4 次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是 0.5m 和 1m ，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为 4.5N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为 。把第4 次与第 次测量结果相比较，还能得出，在其它条件一定时，斜面越 ， 斜面的机械效率 。
1143000232410
I 影响斜面的机械效率的因素有 和 ；而 对机械效率没有影响； II 斜面的倾斜程度越大，越 （省、费）力，但是机械效率越 （大、小）； III 斜面的粗糙程度越大， 功越大，斜面的机械效率越 （大、小）。
4879340721360如图所示，斜面长 1m，高 0.4m，用大小为 5N 沿斜面向上的拉力 F，将重 10N 的铁块从底端匀速拉到顶端，斜面的机械效率为 ；若仅使倾角θ逐渐增大，沿斜面向上的拉力将逐渐 （选填“增大”、“不变”或“减小”），
此斜面的机械效率将逐渐 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
s
F
h
斜面倾斜程度
物体重量
G/N
斜面高度 h/m
沿斜面拉力 F/N
斜面长度 s/m
有用功
W 有/J
总功
W 总/J
机械效率
较缓
1.5
0.09
0.5
0.7
0.135
0.35
38.5%
较陡
1.5
0.17
0.7
0.7
0.255
0.49
52%
某小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时， 用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动长方形物块（如图所 示将物块平放在斜面上），收集了下表中的实验数据。
分析表中的数据可得出：在其它条件一定时，斜面的机械效率与 有关；
该小组又进行了第 3 次实验，在与第 1 次实验相同的条件下，将长方形物块侧放在斜
面上实验，并记录实验数据，则第 3 次实验的机械效率 38.5%。
（选填“大于”“等于”或“小于”）；
该小组又进行了第 4 次实验，在与第 2 次实验相同的条件下，换用重为 2.5N 的物块， 算出机械效率为 ，由此得出：在其它条件一定时，斜面的机械效率与物重 ；
当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力 物块所受的摩擦力(选填“大于” 、“等于”或“小于” ) 。
专题三：提高机械效率
参考答案
A
D
C
1000;1200 ;200 ;200N
D
D
CD
（1）62.5；（2）0.625
200 ;400
（1）4000J ；（2）5000J ；（3）83.3% ；200N
96202554610

D
A
> ;< ;>
匀速 ;50% ;变大；
>;=;<;=
961390170180
测定斜面的机械效率及其影响因素的探究
8616956203951、0.7；71.4； 2、匀速直线；左； 3、低； 4、②③；无关 5、22.2%；3；粗糙；越低

1、80%； 增大； 增大
2、斜面倾斜程度；等于；52%；无关；大于

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