【初中 物理】简单机械 计算专题 机械效率相关计算课件-2025-2026学年人教版物理八年级下册

第十二章简单机械计算专题机械效率相关计算2022课程标准学习目标知道机械效率。了

解提高机械效率的

意义和途径。【重点】能说出机械效率的含义，

并能利用机械效率的公式进行不同

情境的计算。【公式总结】1.

总功、有用功和额外功之间的关系：W总＝

⁠。2.

机械效率η＝

，变形公式：W有＝

⁠和

W总＝

⁠。W有＋W额

ηW总

3.

求解方法：机械示例图片总

功W

总有用

功W有额外功W额拉力与重力或摩擦力的关系拉力移动

距离与物

体移动距

离的关系竖直使用的滑轮组

拉力

做的

功W总

＝Fs克服重力做的

功W有＝

Gh额外功为克服动滑轮重力做功W额＝G动h（不计绳重和摩擦）或W额＝W总－W有F＝（G物＋G动）（不计绳重和摩擦）s绳＝nh机械示例图片总功W总有用功W有额外功W额拉力与重力或摩擦力的关系拉力移动

距离与物

体移动距

离的关系水平使用的滑轮组拉力做的功W总＝Fs

绳克服摩

擦力做

的功W有＝fs物W额＝W总－W有F＝f（不计绳重、

绳与滑轮间的摩擦以及动滑

轮重力）s绳＝ns物机械示例图片总功W总有用功W有额外功W额拉力与重力或摩擦力的关系拉力移动

距离与物

体移动距

离的关系斜

面

拉力做的功W总＝Fs克服重

力做的

功W有＝

Gh克服摩擦力做

的功W额＝fs或W额＝W总－W有【典例分析】（一）计算滑轮组竖直匀速提升物体的机械效率1.

如图是某品牌升降衣架的结构简图，已知晾衣架上所

挂衣服重为40

N。某同学用力F拉动绳子自由端，在10

s

内使衣服匀速上升1

m，拉力F大小为12.5

N。不计绳重

和摩擦，g取10

N/kg。试求：（1）有用功是多少？解：（1）在整个过程中，有用功W

有＝G衣h＝40

N×1

m＝40

J第1题图解：（1）在整个过程中，有用功W有＝G衣h＝40

N×1

m＝40

J（2）拉力F做功是多少？第1题图解：（2）由图可知，承担物重的绳子段数为4段，

所以绳子移动的距离s＝4h＝4×1

m＝4

m

整个过程中，拉力做的功W总＝Fs＝12.5

N×4

m＝50

J

1.

如图是某品牌升降衣架的结构简图，已知晾衣架上所

挂衣服重为40

N。某同学用力F拉动绳子自由端，在10

s

内使衣服匀速上升1

m，拉力F大小为12.5

N。不计绳重

和摩擦，g取10

N/kg。试求：（3）此过程中该滑轮组的机械效率是多少？

第1题图解：（3）此过程中该滑轮组的机械效率

1.

如图是某品牌升降衣架的结构简图，已知晾衣架上所

挂衣服重为40

N。某同学用力F拉动绳子自由端，在10

s

内使衣服匀速上升1

m，拉力F大小为12.5

N。不计绳重

和摩擦，g取10

N/kg。试求：（4）额外功是多少？解：（4）额外功W额＝W总－W有＝

50

J－40

J＝10

J解：（4）额外功W额＝W总－W有＝50

J－40

J＝10

J

（5）一个动滑轮的质量是多少？

第1题图

1.

如图是某品牌升降衣架的结构简图，已知晾衣架上所

挂衣服重为40

N。某同学用力F拉动绳子自由端，在10

s

内使衣服匀速上升1

m，拉力F大小为12.5

N。不计绳重

和摩擦，g取10

N/kg。试求：（二）计算滑轮组水平匀速拉动物体的机械效率2.

如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750

N的货

物，在水平路面上匀速移动2

m至仓库门口A处，用时10

s，此过程中，甲工人做功的功率P甲＝30

W；乙工人接

着使用滑轮组拉动该货物，在同样的路面上匀速移动3

m

到达指定位置B，拉力F乙为80

N。求：（1）甲工人做的功；解：（1）甲工人做的功W甲＝P

甲t＝30

W×10

s＝300

J第2题图解：（1）甲工人做的功W甲＝P甲t＝30

W×10

s＝300

J（2）货物受到的摩擦力；第2题图2.

如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750

N的货

物，在水平路面上匀速移动2

m至仓库门口A处，用时10

s，此过程中，甲工人做功的功率P甲＝30

W；乙工人接

着使用滑轮组拉动该货物，在同样的路面上匀速移动3

m

到达指定位置B，拉力F乙为80

N。求：解：（2）由题知，甲工人推动货物移动距离s1＝2

m，

乙工人拉动货物移动距离s2＝3

m

因为货物在水平路面上被匀速推动，

由二力平衡条件可得，货物受到的摩擦力f＝F甲＝150N2.

如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750

N的货

物，在水平路面上匀速移动2

m至仓库门口A处，用时10

s，此过程中，甲工人做功的功率P甲＝30

W；乙工人接

着使用滑轮组拉动该货物，在同样的路面上匀速移动3

m

到达指定位置B，拉力F乙为80

N。求：（3）该滑轮组的机械效率。第2题图

解：（3）由图可知，承担物重的绳子股数n＝3，

则拉力端移动距离s乙＝3s2＝3×3

m＝9

m

克服摩擦力所做的功W有＝fs2＝150

N×3

m＝450

J

拉力F乙所做的功W总＝F乙s乙＝80

N×9

m＝720

J

（三）计算斜面的机械效率3.

在斜面上将一个重4.5

N的物体匀速拉到高处，沿斜

面向上的力是1.8

N，斜面长1.2

m、高0.3

m。把重物直

接提升至高处所做的功作为有用功，求：（1）这个斜面的机械效率。

第3题图解：（1）有用功W有＝Gh＝4.5N×0.3

m＝1.35

J

总功W总＝Fs＝1.8

N×1.2

m＝2.16

J

（2）斜面与物体之间的摩擦力。

第3题图解：（2）额外功W额＝W总－W有＝2.16

J－1.35

J＝0.81

J

3.

在斜面上将一个重4.5

N的物体匀速拉到高处，沿斜

面向上的力是1.8

N，斜面长1.2

m、高0.3

m。把重物直

接提升至高处所做的功作为有用功，求：

基础评价

1.

一个质量为80

kg的工人用如图所示的装置（包括滑轮

组及装石板的托板）提升石板。已知托板重200

N，每块

石板重200

N，工人在20

s内匀速竖直向上提升5块石板4

m，不计绳重和摩擦，此时装置的机械效率为80％（g取

10

N/kg）。求：（1）工人拉绳的力；第1题图

解：（1）有用功W有＝G石板h＝5×200

N×4m＝4

000

J

由图可知，n＝2，则绳子自由端移动的距离s＝2h＝2×4

m＝8

m

（2）工人做功的功率；

第1题图

1.

一个质量为80

kg的工人用如图所示的装置（包括滑轮

组及装石板的托板）提升石板。已知托板重200

N，每块

石板重200

N，工人在20

s内匀速竖直向上提升5块石板4

m，不计绳重和摩擦，此时装置的机械效率为80％（g取

10

N/kg）。求：（3）动滑轮的重力。

第1题图

可知动滑轮的重力G动＝2F－G石板－G托板＝2×625

N－5×200

N－200

N＝50

N

1.

一个质量为80

kg的工人用如图所示的装置（包括滑轮

组及装石板的托板）提升石板。已知托板重200

N，每块

石板重200

N，工人在20

s内匀速竖直向上提升5块石板4

m，不计绳重和摩擦，此时装置的机械效率为80％（g取

10

N/kg）。求：2.

如图所示的滑轮组，拉着物体A沿水平方向匀速运

动，在10

s内物体通过了10

m，弹簧测力计的示数是50

N，整个装置的机械效率是80％。求：（1）拉力F做的功和功率分别是多少？

第2题图解：（1）由图可知，动滑轮绕绳子的段数n＝2，

弹簧测力计的示数为50

N，即绳端拉力F＝50

N，

拉力F做功W总＝Fns＝50

N×2×10

m＝1000

J，

（2）物体A受到地面的摩擦力是多少？

第2题图解：（2）有用功W有＝W总η＝1

000J×80％＝800

J

2.

如图所示的滑轮组，拉着物体A沿水平方向匀速运

动，在10

s内物体通过了10

m，弹簧测力计的示数是50

N，整个装置的机械效率是80％。求：3.

工人师傅要将重为960

N的木箱搬到1.5

m高的车厢

里。如图所示，他将一块5

m长的木板搁在地面与车厢之

间构成斜面，然后用沿斜面向上360

N的推力F将木箱以

0.5

m/s的速度匀速推上车厢。问：（1）使用斜面的好处是可以省

（选填“力”“功”或“距离”）；请写出一条增大斜面机械效率的方法：

⁠；力

增大斜面的倾角（或减小斜面粗糙程度）

第3题图（2）推力F的功率是多少；

推力F的功率为P＝Fv＝360

N×0.5

m/s＝180

W3.

工人师傅要将重为960

N的木箱搬到1.5

m高的车厢

里。如图所示，他将一块5

m长的木板搁在地面与车厢之

间构成斜面，然后用沿斜面向上360

N的推力F将木箱以

0.5

m/s的速度匀速推上车厢。问：第3题图（3）斜面的机械效率是多少；

第3题图解：（3）根据题意，得有用功W有＝Gh＝960

N×1.5

m＝1

440

J

总功W总＝Fs＝360

N×5

m＝1

800

J，

3.

工人师傅要将重为960

N的木箱搬到1.5

m高的车厢

里。如图所示，他将一块5

m长的木板搁在地面与车厢之

间构成斜面，然后用沿斜面向上360

N的推力F将木箱以

0.5

m/s的速度匀速推上车厢。问：（4）木箱在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多少。

第3题图解：（4）克服摩擦力所做的额外功为

W额＝W总－W有＝1

800

J－1

440

J＝360

J

由W额＝fs可得，木箱所受斜面的摩擦力为

3.

工人师傅要将重为960

N的木箱搬到1.5

m高的车厢

里。如图所示，他将一块5

m长的木板搁在地面与车厢之

间构成斜面，然后用沿斜面向上360

N的推力F将木箱以

0.5

m/s的速度匀速推上车厢。问：

素养评价

4.

如图甲所示是一辆起重车的图片，起重车的质量为

9.6

t，有四个支撑脚，每个支撑脚的面积为0.3

m2，起

重时汽车轮胎离开地面。起重机吊臂上的滑轮组在某次

作业中将质量为1.2

t的货物匀速提升的示意图如图乙所

示，钢丝绳的拉力F为5×103

N，货物上升过程的s－t图

像如图丙所示（不考虑绳重）。求提升货物的过程中：

甲

乙

丙第4题图（1）起重车对水平地面的压强；

解：（1）提升货物过程中，起重车的总重G总＝G车＋G物

＝（m车＋m物）g＝（9.6