初中物理复习 机械效率复习提高

1、机械效率复习提高一、知识点1.机械效率是有用功和总功的比值，用公式表示为100%2.常见的机械效率模型（1）常用模型通用公式：若不计绳重和摩擦：（2）提沙模型通用公式：若不计绳重和摩擦：（3）浮力介入模型通用公式：若不计绳重和摩擦：（4）水平拉力模型通用公式：（5）竖直拉力模型通用公式：若不计绳重和轮轴摩擦：（6）斜面模型通用公式：二、例题精讲机械效率的概念理解【例1】有关机械的机械效率，下列说法不正确的是（）A机械的机械效率不能等于或大于100%B起重机提起的货物越重，它的机械效率越大C减少摩擦，可以提高机械的机械效率D对一个机械来说，它的机械效率是不变的答案：D考点：机械效率解析：解：A、

2、使用任何机械，不可避免地做额外功，所以总功一定大于有用功，即机械效率不能等于或大于100%此选项正确，不符合题意；B、起重机提起的货物越重，所做的额外功基本不变，有用功在总功中所占的比重越大，所以它的机械效率越大此选项正确，不符合题意；C、使用机械时，减小摩擦，就能少做额外功，在有用功一定时，机械效率增大此选项正确，不符合题意；D、对一个机械来说，额外功一定，机械效率随提升的物重增大而增大此选项错误，符合题意故选D滑轮组的机械效率影响因素探究实验【例2】（2014湖北）小明在做“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验，数据如表：（1）表中“测力计移动的距离”栏目中有一个数据

3、的记录是错误的，错误的数据是 （2）3次实验中滑轮组的机械效率是 （3）请帮助小明画出该滑轮组的绕线方式（4）本实验得到的结论是： 试验次数物重G/N物体上升的高度h/cm测力计的示数F/N 测力计移动的距离s/cm 1 6 3 2.5 9 2 6 5 2.5 18 3 6 8 2.5 24答案： （1）18cm；（2）80%；（3）如图所示；（4）滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关考点：滑轮（组）机械效率的测量实验解析：解：（1）由表中1、3组实验数据可知，测力计移动距离是物体上升高度的3倍，由此可知滑轮组承重绳子的有效股数n=3，由表中第2组实验数据可知，物体上升高度为5cm，测力计移动

4、距离应该是15cm，而不是18cm，因此错误的实验数据是：18cm（2）由表中实验数据可知，第三次实验时，滑轮组的效率：=100%=100%=100%=80%（3）由（1）可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3，滑轮组如图所示：（4）由表中实验数据可知，重物重力相同而重物被提升的高度不同，滑轮组的机械效率相同，由此可知：滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关斜面的机械效率影响因素探究实验【例3】（厦门）小明学过机械效率后，提出了一个问题：“斜面的倾斜程度与斜面的机械效率有没有关系？”针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下：实验次数斜面的倾斜程度物重G/N物体上升高度h

5、/m沿斜面拉力F/N物体移动距离S/m有用功W有用/J总功W总/J机械效率1较缓5.00.11.60.50.50.863%2较陡5.00.152.20.50.751.168%3最陡5.00.253.10.5（1）第三次实验填入表格中的数据：有用功为 J，总功为 J，机械效率是 （2）通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越 （3）通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是 （4）如果小明还想要探究斜面机械效率与物重的关系，实验时应控制哪些条件不变？ 答案： （1）1.25、1.55、80.6%；（2）费力；（3）当斜面的粗糙程度相

6、同时，用斜面提升相同的重物，斜面越陡，机械效率越高；（4）斜面的倾斜程度，斜面的粗糙程度考点：斜面机械效率的测量实验；机械效率的计算；斜面的机械效率解析：解：（1）有用功等于物重和上升高度的乘积，即W有用=Gh=5.0N0.25m=1.25J；总功等于拉力和移动距离的乘积，即W总=FS=3.1N0.5m=1.55J；机械效率等于有用功和总功的比值，即=100%=80.6%（2）提升物体重力相同，拉力越大越费力，拉力越小越省力，从第1次到第3次，斜面倾斜程度逐渐变大，拉力也逐渐变大，说明斜面越陡，越费力（3）这三次实验选用的是同一斜面，粗糙程度是一定的，提升的物重也是一样的，从第1次到第3次可以

7、看出，当斜面的粗糙程度相同时，用斜面提升相同的重物，斜面越陡，机械效率越高（4）斜面的机械效率与物重、倾斜程度、粗糙程度有关，研究与物重的关系，就应控制其余因素不变杠杆的机械效率影响因素探究实验【例4】（武进区模拟）小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m，O为支点（1）他将2只钩码悬挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F1，测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2，则此次杠杆的机械效率为= （用物理量的符号表示）（2）他将2只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度为h2，则弹簧测力计的示数将 （大于/等于/小于）F1，此次弹簧测力计做

8、的功将 （大于/等于/小于）第一次做的功（3）他将3只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度仍为h2，则第3次杠杆的机械效率与前两次相比 （最大/最小/三次相等）答案： （1）100%；（2）；（3）最大考点：杠杆机械效率的测量实验解析：解：（1）有用功为W有=Gh2=2mgh2，总功W总=F1h1，则机械效率的表达式=100%=100%（2）钩码的悬挂点在B点时，由杠杠的平衡条件得F1OA=GOB；悬挂点移至C点时，由杠杠的平衡条件得F2OA=GOC；从图中可以看出，由OB到OC力臂变大，所以弹簧测力计的示数变大，有用功不变，但杠杆提升的高度减小，额外功减小，又因为

9、总功等于额外功与有用功之和，因此此次弹簧测力计做的功将小于第一次做的功（3）因为第一次与第二次的有用功相等，并且第二次的额外功小，因为机械效率等于有用功与总功的比值，因此第一次的机械效率小于第二次的机械效率；将3只钩码悬挂在C点时，物体升高的高度不变，物重增加，由W有=Gh2可得，有用功变大，但杠杆提升的高度与第二次相同，额外功与第二次相同，又因为机械效率等于有用功与总功的比值，因此第三次的机械效率大于第二次的机械效率综上所述，第三次的机械效率最大机械效率大小比较【例5】（2014安阳二模）用图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N，绳重和摩擦不计，则乙方式中手的拉力F乙=

10、 N；甲、乙两装置的机械效率甲 乙（选填“”、“”或“=”）答案： 60；考点：机械效率的大小比较；动滑轮及其工作特点解析：解：（1）由图可知，甲滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力，F甲=G=100N；乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，F乙=（G+G动）=（100N+20N）=60N；（2）两幅图中的W有是克服物体重力做的功是相同的，但乙图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功，比甲图中做的总功要多，所以结合机械效率公式=可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小，所以甲乙滑轮组机械效率计算【例6】（20

11、14锦州）如图所示，工人利用滑轮组以250N的拉力将400N的水泥匀速提高2m则此过程中，工人拉力做的功是 J；该滑轮组的机械效率是 ；工人对地面的压力与其重力相比要 （填“大”或“小”）答案： 1000；80%；小考点：滑轮（组）的机械效率；滑轮组及其工作特点；压力及重力与压力的区别解析：解：（1）由图可知，n=2，由图可知，绳端移动的距离：s=nh=22m=4m，工人拉力做的功：W总=Fs=250N4m=1000J，拉力做的有用功：W有=Gh=400N2m=800J，滑轮组的机械效率：=100%=100%=80%；（2）因工人对地面的压力等于自身的重力减去绳端在竖直方向的分力，所以，工人对

12、地面的压力与其重力相比要小水平拉力的机械效率计算【例7】（2014德阳）如图所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力为48N，则滑轮组的机械效率为 ；若物体的速度为0.2m/s，则1min内拉力做的功为 J答案： 80%；720考点：滑轮（组）的机械效率；功的计算解析：解：（1）由图可知，n=3，滑轮组的机械效率：=100%=100%=100%=100%=80%；（2）由v=可得，物体移动的距离：L=vt=0.2m/s60s=12m，绳子移动的距离：s=nL=312m=36m，拉力做的功：W=Fs=20N36m=720J杠杆的机械

13、效率计算【例8】（桂林）小明在探究利用杠杆做功的实践活动中，所用的杠杆是一根重为5N、质量均匀的硬棒他将棒的一端固定，把重为15N的重物挂在棒的中点，然后用手竖直提起棒的另一端，如图所示若把重物提升了10cm，则小明使用杠杆所做的有用功为 J，机械效率是 （一切摩擦忽略不计）答案： 1.5； 75%考点：机械效率的计算；杠杆的平衡条件；杠杆的应用；功的计算解析：解：W有用=Gh=15N0.1m=1.5JW额=G杆h=5N0.1m=0.5J=杠杆和滑轮的机械效率综合【例9】（大兴区一模）如图所示，是利用器械提升重物的示意图当某人自由站在水平地面上时，他对地面的压强P0=2104Pa；当滑轮下未挂

14、重物时，他用力匀速举起杠杆的A端，使杠杆在水平位置平衡时，他对地面的压强P1=2.375104Pa；当滑轮下加挂重物G后，他用力匀速举起杠杆的A端，使杠杆在水平位置平衡时，他对地面的压强P2=5.75104Pa假设这个人用的力和绳端B用的力始终沿竖直方向（杠杆、绳重和机械间摩擦忽略不计）则当重物G被匀速提升过程中，滑轮组的机械效率为 答案： 90%考点：滑轮（组）的机械效率；杠杆的平衡分析法及其应用解析：解：设：加挂重物前后他对杠杆A端施加的举力分别为F1、F2，人的重力：G人=p0S 当滑轮下未挂重物时，他用力匀速举起杠杆的A端，使杠杆在水平位置平衡时，则人对地面的压力F1+G人=p1S，F

15、1=p1Sp0S=（2.375104Pa2104Pa）S=0.375104PaS=3750S当滑轮下加挂重物G后，他用力匀速举起杠杆的A端，使杠杆在水平位置平衡时，则人对地面的压力F2+G人=p2S，F2=p2Sp0S=（5.75104Pa2104Pa）S=3.75104PaS=37500S当滑轮下未挂重物时，他用力匀速举起杠杆的A端，使杠杆在水平位置平衡时，假设人使杠杆A端上升高度h，则F1做的功为W1=F1h，这时，因没有提升任何物体，所的功为额外功，当滑轮下加挂重物G后，他用力匀速举起杠杆的A端，使杠杆在水平位置平衡时，假设人使杠杆A端上升高度h，则F2做的总功为W2=F2h，故滑轮组的

16、机械效率=100%100%=90%提砖模型的机械效率计算【例10】（西城区二模）一个质量为65kg的工人，用图所示的装置提升一堆水泥砖若动滑轮重50N，装水泥砖的托板重200N，每块水泥砖重100N不计摩擦和绳重，当工人匀速提升水泥砖时，此装置的机械效率最高可达到 %（g取10N/kg）答案： 80%考点：滑轮（组）的机械效率解析：解：由图知，n=2，若砖被提升h，则拉力端移动的距离s=2h，由题知，人使用的最大拉力：F大=G人=mg=65kg10N/kg=650N，不计摩擦和绳重，F大=（G轮+G板+G砖）=（50N+200N+G砖）=650N，能提升的最大砖重：G砖=1050N，每块砖重1

17、00N，最多能提升砖的数量为10块，能提升的最大砖重：G砖=1000N，此时拉力F=（G轮+G板+G砖）=（50N+200N+1000N）=625N，W有用=G砖h=1000Nh，W总=Fs=625N2h，=100%=100%=80%斜面的机械效率计算【例11】（2013东营）某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重500N，沿斜面所用拉力400N，则斜面的机械效率是 答案： 75%考点：斜面的机械效率；功的计算解析：解：G=500N，h=3m，做的有用功为：W有用=Gh=500N3m=1500J，又S=5m，F

18、=400N，拉力做的总功为：W总=FS=400N5m=2000J则斜面的机械效率为：=75%浮力介入的机械效率计算【例12】（房山区一模）如图所示，质量为65kg的小华，利用滑轮组竖直向上匀速提升水中的物体已知该物体质量为90kg体积为20dm3在物体未出水面前，小华对地面的压力为F；当物体被提出水面后，滑轮组的机械效率为75%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦，g取10N/kg则F= 答案： 150N考点：滑轮（组）的机械效率解析：解：“当物体被提出水面后，滑轮组的机械效率为75%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦”，所以有=，G动=G=mg=90kg10N/kg=300N；物体受到的重力为G=mg=90k

19、g10N/kg=900N，物体受到的浮力为F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg20103m3=200N在物体未出水面前，小华对绳子自由端的拉力为F=（GF浮+G动）=（900N200N+300N）=500N由于力的作用是相互的，所以绳子对小华的拉力也是500N，小华的重力为G人=m人g=65kg10N/kg=650N，所以小华对地面的压力F=G人F=650N500N=150N【例13】（怀柔区二模）小刚同学的体重为600N，当他使用如图所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m3的重物A时（重物始终未出水面），他对地面的压强为8.75103 Pa已知每只鞋底与地面的接触面积为20

20、0cm2当他用此滑轮组匀速提升空气中另一个重物B时，滑轮组的机械效率是90%已知重物A重物B所受重力之比GA：GB=5：9，（若不计绳重和摩擦，g=10N/Kg）则物体A的密度为 Kg/m3答案： 5103考点：滑轮（组）的机械效率；密度的计算；重力的计算；阿基米德原理解析：解：小刚对地面的压力：F压=PS=8.75103Pa200104m22=350N，小刚对绳子的拉力：F拉=G人F压=600N350N=250N，物体A未露出水面时受到水的浮力：F浮=水V排g=水Vg=1.0103kg/m30.01m310N/kg=100N，使用滑轮组提升物体B时，滑轮组的机械效率：B=90%，解得：GB：

21、G动=9：1；又GA：GB=5：9，GA：GB：G动=5：9：1；使用滑轮组提升物体A时，绳子末端的拉力：F拉=（GAF浮+G动）=（GA100N+GA）即：250N=（GA100N+GA）解得：GA=500N，物体A的质量：mA=50kg，物体A的密度：A=5103kg/m3机械效率图像分析【例14】某同学在探究滑轮组的机械效率与被提升物体重力的关系时，采用了如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重不计绳重和摩擦，物体重G1从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图象请根据图象回答：（1）每个滑轮重 N；

22、（2）当G= N时，滑轮组的机械效率可达到75%答案： （1）100；（2）600考点：滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算解析：解：（1）由图可知：当物体重200N时，机械效率为50%不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率=100%=100%=100%=100%，G动=G=200N=200N，由图可知动滑轮为两个，则每个滑轮重100N；（2）把=75%、G动=200N代入公式=100%得：75%=100%=100%，解得：G=600N三、拓展训练（2014高港区一模）在“探究动滑轮的机械效率”时，某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量实验中应该使弹簧测力计竖直 上升（1）通

23、过比较 两次实验数据（选填实验序号），可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重 （选填“有关”或“无关”）（2）小明认为“同一个机械，它的机械效率是一个定值”，通过比较 两次实验数据（选填实验序号），可知他的观点是错误的实验序号钩码重/N动滑轮重/N拉力/N钩码上升的高度/m测力计移动的距离/m有用功/J总功/J机械效率/%40.52.30.20.40.80.9287.040.92.50.20.40.81.080.060.53.30.20.41.21.3290.9答案： 匀速；（1）；有关；（2）考点：滑轮（组）机械效率的测量实验解析：解：实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，使物体做匀速直线运动；

24、（1）两次实验中，钩码的重力相同，动滑轮的重力不同，机械效率也不同，因此探究的是机械效率与动滑轮自重的关系；（2）比较，同一个机械，动滑轮重力不变，提升的物体重力不同时，机械效率也不同，提的物体越重，机械效率越大，可知小明的观点是错误的（2014昌平区二模）如图所示，牵引车通过滑轮组匀速打捞起河水中的物体A，在被打捞的物体没有露出水面之前，牵引车控制绳子自由端，使物体A以0.5m/s的速度匀速上升，牵引车对绳的拉力为F1，拉力F1的功率为P1；当被打捞的物体完全露出水面后，牵引车控制绳子自由端，使物体A以0.3m/s的速度匀速上升，牵引车对绳的拉力为F2，拉力F2的功率为P2，且P1=P2已知

25、动滑轮重100N，物体完全露出水面后滑轮组的机械效率为80%（若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg），则被打捞的物体A的密度为 kg/m3答案： 2103考点：滑轮（组）的机械效率；阿基米德原理解析：解：在被打捞的物体没有露出水面之前，不计摩擦、绳重及水的阻力，F1=（G+G轮F浮），拉力功率：P1=F1v1=（G+G轮F浮）v1，在被打捞的物体露出水面之后，不计摩擦、绳重及水的阻力，F2=（G+G轮）=（G+100N），拉力功率：P2=F2v2=（G+100N）v2，此时，=80%，将代入得： =80%，解得：G=400N，物体的质量：m=40kg，P1=P2，（G+G轮F浮）v1=

26、（G+100N）v2，（400N+100NF浮）0.5m/s=（400N+100N）0.3m/s，解得：F浮=200N，F浮=水V排g，V排=0.02m3，物体浸没于水中，V=V排=0.02m3，物体的密度：=2103kg/m3四、一讲一测关于机械效率的下列说法中，正确的是（）A利用机械越省力，机械效率越高B机械做功越快，机械效率越高C有用功相同、总功越大机械效率越高D额外功相同、有用功越大的机械效率越高答案：D考点：机械效率；有用功和额外功优网版权所有解析：解：机械效率是指有用功与总功之比，它反映了机械的品质，与机械是否省力，做功快慢无关，所以A、B错误；由公式=100%和W总=W有+W额外

27、可知：有用功相同，总功越大，额外功就越多，机械效率越低，所以C错误，D正确；故选D（多选）如图甲，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，结果非常轻松的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（）A乙种情况下更省力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答案：AC考点：机械效率的大小比较；功的大小比较；功率大小的比较解析：解：A、斜面是一种省力机械，利用斜面将物体推上高台可更省力，A正确；B、由于乙中情况需要克服摩擦做功，所以乙种情况下的机械效率小B错误；C、这两种方法，都把重物推到了高台上

28、，两人做同样多的有用功，克服重力做功相同，C正确；D、功率等于功与时间的比值，由于题中没有给出时间，不能确定哪个做功的功率大D错误故选AC（哈尔滨）同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：（1）滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；（2）滑轮组机械效率高低可能与被物重有关；（3）滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；（4）滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关然后一位同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的假设，则该实验验证的假设是（）A（1）B（2）C（3）D（4）答案：B考点：滑轮（组）机械效率的测量实验解析：解：（1）比较两图发现：绳子段数相同

29、，动滑轮重相同，提升高度也相同，只有被提升物体的重力不同；（2）结合控制变量法的思想，所以该实验装置探究的是滑轮组的机械效率与被提升物体的重力的关系故选B（多选）如图所示，在探究“斜面的机械效率”的实验中，以下说法正确的是（）A用弹簧测力计沿斜面向上拉木块时，应尽量匀速B斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率C木块与斜面间的摩擦对斜面的机械效率没有影响D斜面的倾斜程度越大，沿斜面所用的拉力越小答案：AB考点：斜面机械效率的测量实验解析：解：A、为了保证弹簧测力计的示数稳定，就要让木块做匀速直线运动，故A正确；B、其他条件一定时，斜面倾斜程度越大，机械效率越高，故B正确；C、摩擦力对斜面机械效率有影响

30、，故C错误；D、斜面倾斜程度越大，越费力，故D错误故选A、B（2014建邺区一模）如图所示，建筑工人用250N的拉力将重400N的物体匀速提升3m此过程中工人师傅所做的功为 J，滑轮组的机械效率是 若用该装置提升500N的重物，其机械效率的大小将 (“变大”或“变小或“不变”)答案：1500；80%；变大考点：滑轮（组）的机械效率；功的计算解析：解：由图知，有2段绳子承担物重，若重物提升h=3m，绳子末端移动距离s=2h=23m=6m拉力做的有用功：W有用=Gh=400N3m=1200J；拉力做的总功：W总=Fs=250N6m=1500J该机械的效率：=100%=100%=80%；当提升重物的

31、重力增加，做的有用功就变大，而额外功几乎不变，故机械效率变大（2014达州）如图所示，用F为40N的拉力，通过滑轮组拉着重为300N的物体A在水平面上以0.4m/s的速度向左做匀速直线运动物体受到的摩擦力是物重的0.3倍，滑轮组的机械效率是 ，拉力的功率是 W答案： 75%；48考点：滑轮（组）的机械效率；功率的计算解析：解：（1）摩擦力f=0.3G=0.3300N=90N，滑轮组的机械效率=100%=100%=100%=100%=75%；（2）拉力移动速度v=3v物=30.4m/s=1.2m/s，拉力的功率P=Fv=40N1.2m/s=48W（咸宁）如图所示，小刚站在高台上通过滑轮组先后竖直

32、向上匀速提升物体A和物体B假设在拉绳子的过程中，小刚对绳子的拉力与对高台的压力始终在同一直线上，不计绳重和摩擦已知小刚的质量为50kg，物体A的质量为54kg，物体B的质量为84kg，动滑轮的质量为6kg当提升物体A时，滑轮组的机械效率为 ，此时小刚对高台的压力是 N；当提升物体B时，小刚拉力做功的功率为180W，则物体B上升的速度为 m/s（g取10N/kg）答案： 90%；700；0.2考点：滑轮（组）的机械效率；速度的计算；二力平衡条件的应用解析：解：（1）mA=54Kg，m轮=6Kg，g=10N/Kg，物体A的重力为：GA=mAg=54kg10N/kg=540N，动滑轮的重力为：G轮=m轮g=6kg10N/kg=60N，从图可知，该滑轮组有3段绳子吊着物体，提升物体A时小刚对绳子的拉力为：FA=（GA+G轮）=（540N+60N）=200N，则提升物体A时，滑轮组的机械效率