2025年中考物理二轮复习学案：机械效率

2025年中考物理二轮专题学案--机械效率

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进行分析，却会发现在使用机械

时，我们做了一些并不希望做的功。

一、机械效率

1、有用功：对人们有用（或有益）的功。

如图3-50所示，利用动滑轮把重为Gi的物体提升h高度的过程中所做的功为：W=Gih,这是

人们提升重物过程中必须要做的功，这部分功叫做有用功。

2、额外功：人们不需要但又不得不做的功。

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，这部分功并非我们需要但又不得不

额外做的功。利用机械时，人们不得不额外做的功叫做额外功。

3、总功：人的拉力F（动力）对动滑轮（机械）所做的功，即有用功与额外功的总和（W.B=W有用+W

额）。

4、机械效率

（1）概念：有用功跟总功的比值

（2）公式:

Wa=

n=—土」xloo%

犷号

（3）特点：a、机械效率通常用百分数表示，没有单位；

b、机械效率总小于1（W有用＜W总）。

（4）机械效率的比较：

a、W总一定时，机械做的W有用越多或W额越少，〃越大；

b、W额一定时，机械做的W总越多或W有用越多，〃越大；

c、W有用一定时，机械做的W总越少或W额越少，〃越大。

注意:①机械效率的高低取决于有用功和总功两个因素，不能理解成:“有用功越多，机械效率越高”。

②机械效率的高低与是否省力及功率的大小无关。

（5）提高机械效率的方法：

a、减小机械自重、减小机件间的摩擦。通常是减少额外功，如搞好润滑，减轻机械自重；

b、在无法减小额外功的情况下，采用增大有用功来提高机械效率。

二、机械效率的种类

1、滑轮及滑轮组机械效率（不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦）

有卜功*机相浇济

拉力F、物重G、7仁FS

<-•卬7=FS=Fnh

窑动滑轮重G、

Gh

物体上升"开7月=Gh^开展夕=气乃或“=---------------------Q

Gh-\-G^.h

注：〃为承担重

Q用==一开金"G

物的绳子股数QGr+G'=

"v丐G-h

拉力F、物重G、<-•

不嚏FS

动滑轮重G、

卬7=FS=Fnh=—空—.

物体上升1用*丐=G"

=G为+气力Gh—G：h

注：〃为承担重

G

卢

物的绳子股数QG一-

拉力F、物重G、.

三月—f-s,

物体匀速运动时

W&F・S

与地面摩摘力R""=jf・sW=FS=FnS^,

--------Q_外s管—Jf

物体移动距加

QQ万•nSgnF

S-、拉力移动距

*3

离SQ

2、斜面机械效

H，uGh

r,T--FL

拉力F、物块重W,=FL〃

hG、斜面长L、或

IT芍可=Gh&We=fL〃或。

斜面高h、物体开；qGh

'TaGh^JL

与斜面摩擦力*W.・=Gh+^c

（1）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，可以省力，但费距离。

（2）利用斜面提升重物：

①不计斜面摩擦时：FS三Gh；

②计斜面摩擦时：FS>Gh,W有用=Gh,W,s=FS；

【拓展】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。

【例1】如图所示，物体A是正方体铁块，边长是20cm,当水平拉力F=80N时，物体A恰好做匀

速直线运动。已知p铁=7.8xl03kg/m3,物体A运动时受到地面的阻力是物重的0.3,试求：（g取10

N/kg）

（1）物体A的质量。

（2）该滑轮组的机械效率。

—A

【答案】(1)V=a3=(0.2m)3=8xlQ-3m3,p=m/V,贝i|m=pV=7.8xl03kg/m3x8xl0-3m3=62.4kg„

(2)G=mg=62.4kgxlON/kg=624N,f=0.3G=0.3x624N=187.2N,r)=W有用/W,gX100%=(f-s)/

(F-ns)xl00%=187.2N/(80Nx3)xl00%=78%o

1、如图所示的起重机将重为6X103N的货物匀速提升10m,它的电动机做功1.25X105J,起重机匀速

提升货物做的有用功为J,机械效率为,对于实际机械，机械效率总小于100%

的原因是o

【答案】6xl0448%机械不可避免做额外功（或有用功总小于总功等）（答案合理即可）

2、如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了1m,已知拉绳子的力F为

500N,则提升重物的过程中（B）

G

A.绳子自由端被拉下3mB.做的额外功是800J

C.拉力F做功的功率是80WD.滑轮组的机械效率是60%

【例2】如图甲所示，邻居大叔正吃力地把一重物搬上高台，放学回家的小勇看见后急忙前去帮忙。

他找来一块木板，搭成图乙所示的斜面，结果非常轻松地把同样的重物推到了高台上。关于这两种

方法，下列说法正确的是（C）

甲

A.甲种情况下更省力B.乙种情况的机械效率高

C.两人做同样多的有用功D.小勇做功的功率要大些

1、如图所示，在相同时间内，用大小相同的拉力F把等质量的甲、乙两物体沿斜面AB、AC从低端

拉到斜面顶端。F对物体做功的功率分别为p甲、Pz,机械效率分别为n甲、nz.下列分析正确的是

A)

F

F

A.P甲＞P乙,T）甲乙B.P甲VP乙,T）甲乙

C.P甲VP乙,T|甲〉「|乙D.P甲＞P乙,T|甲〉丁|乙

2、如图所示，把重为G的物体沿高为h,长为/的粗糙斜面以速度v由底端匀速拉到顶端的过程中,

拉力/做的功为W,则下列选项正确的是（BC）

A.拉力大小为

B.物体所受摩擦力大小为若垃

c.拉力功率的大小为

【例3】小明用如图的实验装置研究“杠杆的机械效率”•实验时，将总重为G=100N的钩码挂在铁质

杠杆上，弹簧测力计作用于P点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h=0.2m,

弹簧测力计的示数为F=50N,其移动的距离为s=0.5m,（不计转轴0处的摩擦，钩玛重不变）则

下列说法正确的是（D）

A..此时杠杆的机械效率n为60%

B..若增加钩码的重量，重复实验，则杠杆的机械效率不变

C.若将钩码移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，此时弹簧测力计的示数为F,F小于F

D.若将钧码移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，杠杆的机械效率为理，口'大于n

1、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（D）

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.减小动滑轮的重力，可以提机械效率

2、图甲、乙两种方式匀速提升100N的物体,已知滑轮重20N,绳重、摩擦不计，则（D）

甲乙

A.手的拉力：F甲二F乙；机械效率：n甲=四乙

B.手的拉力：F甲VF乙；机械效率：n甲Vr|乙

C.手的拉力：F甲＞尸乙；机械效率：“甲〈T］乙

D.手的拉力：F甲＞尸乙；机械效率：甲＞“乙

3、部分农户在新建住房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中，建筑

工人用400N的拉力，将重600N的建材在10s内匀速提高3m。则下列判断正确的是（C）

nF

6

A.滑轮所做的有用功为1200J

B.滑轮受到的重力为100N

C.该滑轮的机械效率月=75%

D.绳子自由端移动的速度大小为0.3m/s

4、如图所示，工人用250N的拉力，在10s内将重为400N的物体A匀速提升4m,若不计绳重及摩

擦，下列说法正确的是（D）

A.工人向右移动的速度为0.4m/s

B.工人对滑轮组做的功为1600J

C.滑轮组对物体A做功的功率为200W

D.此滑轮组的机械效率为80%

5、如图所示，用力F沿斜面把重为G的物体从粗糙斜面的底端匀速拉到顶端。设此过程中物体受

到的摩擦力为f,则关于此斜面的机械效率，下列关系式不正确的是（D）

cV

6、如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为50N,滑轮组下端挂有物

体B,滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，物体A在绳的水平拉力作用下向右做

匀速直线运动，此时测力计的示数为550N；在物体B下加挂重为90N的物体C后，用水平向左的

力/拉动物体A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为5cm/s.若

不计绳重及滑轮的摩擦，g取10N/kg,则下列说法中正确的是（B）

A.物体A所受滑动摩擦力大小为275N

B.F的大小为530N

C.F做功的功率为42w

D.B的重力为500N

7、如图7所示，把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点，此过程绳的拉力对甲做的功为

WAB;用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙沿斜面从C点匀速拉至与B等高的D点。在此过程

中绳的拉力对乙做的功为WCD。斜面的机械效率为（A）

GHGH

---------------D.---------------

机7唯D-%D+%B

8、(多选)用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，在绳子自由端拉力的作用下，把重为Go的物

体匀速提升ho高度，不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为7则下列判断正确的是(BC)

G

A.拉力一定为---n-

2T|

B.拉力所做的总功一定为G上h£

口

G(l-T|)

C.动滑轮的重力一定为-n........

口

D.拉力所做的额外功可能为“内式17'

刀

9、往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用31n长的斜

面，把120kg的重物提高1m,假设斜面很光滑，则需要施加的推力为,若实际用力为500N,

斜面的机械