机械效率知识点梳理与典型例题

一、知识梳理：

（一、）正确理解有用功、额外功和总功

1、有用功： 叫有用功。通常是机械对物体所做的功就是有用功。

例如，你用滑轮组匀速提升重物时， W有用=Gh；又如用滑轮组拉动重物在水平面上匀速移动时， W有用=fs。

2、额外功： 叫额外功，通常是克服机械自重和摩擦所做的功。。 3、总功： 叫总功。通常是人使用机械时对机械所做的功。W总=Fs，既然是人做的功，那么这里的F就是人使用机械时所用的力，s是人的力所通过的距离。有用功、额外功和总功的关系是W总=W有+W额外。 （二、）机械效率

1、定义：机械效率是 ，表达式= 。

由表达式可知：（1）总功一定时，机械做的有用功越多，或额外功越少，机械效率就越高。（2）当有用功一定时，机械所做的总功越少，或额外功越少，机械效率越高。 2. 机械效率是个比值，通常用百分数表示，由于使用任何机械都要做额外功，因此有用功总小于总功，所以总 l。

二、分类典型例题：

题型一：对有用功、额外功、总功的认识，并能利用机械效率公式进行简单的分析判断

例1：下列机械效率的说法正确的是（ ）

A．机械效率可以提高到100% B．机械效率总小于1

C．功率大的机械机械效率高 D．机械效率越高,有用功就越多

例2：各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同，要根据具体情况具体分析。具体分析图1中三种做功情况(滑轮规格均相同，不计绳重)，产生额外功最多的应是 图。若钩码的质量为100g，在三种情况中均被提高1m，各种情况机械做的有用功均为 J，通过分析可判断出 图的机械效率最大。

例3：小红用塑料桶从井中打水；小军把不小心掉进井中的塑料桶打捞上来。在这两个情形中水桶中都有水。那么下列分析中正确的是（ ）

A、两个情形中，两人对水做的功都是有用功 B、两个情形中，两人对水做的功都是总功 C、两个情形中，两人对水做的功都是额外功

D、小红对水做的功是有用功，小军对水做的功是额外功

题型二：会简单计算有用功、额外功、总功和机械效率

例1：一台起重机将重5000N的货物提高2m，如果额外功是2500J，则起重机做的有用功是 J，该起重机的机械效率是 。

例2：工人利用如图2所示的滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升 0.5m，工人对绳的拉力为600N，则滑轮组对重物所做的有用功W有用 =__________J，该滑轮组此时的机械效率η＝________%.

图2

例3、重2540牛的货物。如图1所示，滑轮组把它提升1.7米。若不考虑摩擦，也不考虑滑轮和绳子的物重，则： （1）绳端拉力F是多少牛？ （2）绳端移动的距离是多少米？

（3）若考虑摩擦、滑轮和绳子的物重，须在绳端施力800牛，滑轮组的机械效率是多少？

例4、用如图所示的滑轮组将重500N的物体，在2S内匀速提升6m，已知拉力的大小为200N，不计绳重及摩擦，求：

（1） 滑轮组提升重物时所做的功。 （2） 滑轮组的机械效率。 （3） 拉力的功率。 （4） 动滑轮的重。

例5、如图所示，斜面长3m，高1m。工人用400N的力沿斜面方向将重840N的箱子推到车上。求：（1）工人做的有用功。 （2）工人做的总功。 （3）该斜面的机械效率。 （4）箱子与斜面间的摩擦力。

例6、利用如图所示的杠杆将重3N的物体缓慢匀速提升10cm，手的拉力F为2N，手移动的距离为30cm。则杠杆的机械效率为多少？

例7、用如图所示的滑轮组拉着物体匀速前进了20cm若物体与地面的摩擦力为9N，则人所做的有用功是多少？如果对绳的拉力，则该滑轮组的机械效率是多少？

例8、如图2所示，物体重15000牛顿，物体与水平地面的滑动摩擦力为物体重的0.2倍，滑轮组的机械效率为80%，求物体向左匀速运动时绳的自由端的拉力是多大？

例9、用如图所示的滑轮组吊起一物重为100N的物体，上升1m，机械效率为80%求1）拉力F是多少？2）若物重再加5N，提升1m总功，拉力，机械效率分别是多少？

例10、如图3所示，某矿产工人用200N的水平拉力，抓紧绳子一端，沿水平地面匀速向右运动，在10s内将矿井里质量为32kg的物体提升4m。根据题给条件，请你计算出与本题相关的5个物理量，要求写出简要说明和结果。（g取10N／kg）

图3

题型三：会测定滑轮组的机械效率，通过探究认识不同情况下滑轮组的机械效率不同，并能解释其中的原因

例1：小芳和小兰运用如图4所示的实验装置测定了滑轮组的机械效率，在全班交流实验结果时，老师提出：如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变，改变其它因素，是否会影响它的机械效率呢？大家积极思考，提出了各种猜想，概括起来有如下几种：

图4 猜想1：可能与匀速提升的速度大小有关；

猜想2：可能与被提升的钩码重有关； 猜想3：可能与钩码被提升的高度有关。

小芳和小兰分别根据各自的猜想进行了探究，每次提升的高度相同，实验记录如下表。 （A）从表二数据中可以发现，小兰探究的猜想是第 种猜想。

（B）请根据小兰（表二）和小芳（表三）的实验记录，在表中写出这次探究的结果。 控制因素 相同的提升速度 探究结果 表二 钩码重 绳端拉 （N） 力（N） 10 15 4 5.7 机械 效率 83.3 87.7

控制因素 较小提升速度 较大提升速度 探究结果 表二 钩码重（N） 10 10 绳端拉力（N） 4 4 机械效率 83.3 83.3 （C）归纳她俩的实验探究，你所得的结论是：

例2：在测定滑轮组的机械效率的实验中，朱钢同学手拉弹簧测力计使钩码向上缓缓做 匀速运动，并将一组实验数据填入下表，（1）请你完成实验表格。 拉力 钩码重 测力计线端提升 钩码上升的 有用功 机械效W总（J） 率η 总功 F(N) G（N） 的距离s（m） 0.30 1 0.4 高度h（m） W有（J） 0.1 （2）在下面的方框内画出实验装置图

（3）若仍用同一滑轮组，增加悬挂的钩码的个数，那么此滑轮组的机械效率将 （“增大”、“不变”、“减小”）。

三、经典练习：

1 下列说法中正确的是 ( )

(A)功率大的机械，机械效率一定高 (B)机械效率高的机械一定省力

(C)做有用功多的机械，机械功率一定高 (D)做功相同、用时少的机械功率一定大 2. 如图所示，沿着长为L的斜面把一个物体匀速拉到顶端，如果在物体与斜面之间涂润滑剂减小摩擦，那么产生的效果是（ ）

FhL

A. 总功增加 B. 有用功增加 C. 有用功减小 D. 机械效率增大 应选（D） 3.如图所示，某人将一物体用F=40 N的推力匀速将一个重200 N的物体推上高h=1 m、长s=6 m的斜面，则此人对物体做的总功为________J，额外功为________J，摩擦力为________N，斜面的机械效率为________.

F s h

4. 如图所示，在杠杆的中点挂一质量为20kg的物体，某人在端点用125N向上的力将该物

体匀速提高了0.5m.，则此人对物体做功的机械效率为多少? （78.4%）

5.用动力臂是阻力臂3倍的杠杆，将重600N的物体抬高40cm，手向下压杠杆的力是250N，手下降的高度是＿＿＿cm，人做的功是＿＿＿J，机械效率是＿＿＿＿。

6．如图8所示，小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面， 用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效

率为η2，若不计绳重与摩擦，则 （ ） A．W1 = W2 η1 = η2 B．W1 = W2 η1 < η2 C．W1 < W2 η1 > η2 D．W1 > W2 η1 < η2

7．用动滑轮将重为80牛的物体匀速提升2米，拉力做功200焦．不考虑绳重和 一切摩擦．（1）求此时动滑轮的机械效率；（2）如果该动滑轮匀速提升200牛的重物， 拉力的功率为11瓦，则重物上升的速度是多大？

8. 图28-1中，四个滑轮组分别提升重G或G/2的货物。每个滑轮的重力都相等为G’，不计绳重和滑轮轴处的摩擦，试比较它们机械效率的大小。（η

a

甲

图8

乙

=ηb>ηc>ηd。）

9.、滑轮组的机械效率为70%，用此滑轮组匀速提起210牛的货物，所需拉力为60牛，则承担重物的绳子的段数为（ ）

A、2段 B、3段 C、4段 D、5段

10．用机械效率为70%的滑轮组将重为2240N货物拉起，所用的拉力为800N，则滑轮组的

组合至少由几个定滑轮和几个动滑轮组成 （ ） A．1个定滑轮，1个动滑轮 B．2个定滑轮，1个动滑轮 C．1个定滑轮，2个动滑轮 D．2个定滑轮，2个动滑轮

11．一个人用滑轮组匀速提升重G=128N的物体，滑轮组的机械效率为80%，在4s内人用F=40N的力使绳端移动4m．（1）求出绳子的股数n；（2）算出有用功的大小和总功功率．

12．用1225牛向下的拉力，通过机械效率为80%的滑轮组可以把重为4900牛的物体匀速提升起来．请画出这个滑轮组的装置图

13．站在地面上的人用滑轮组把重960N的贷物由地面匀速提升到4m的高处，所用的时间

是8s，人作用在绳子自由端的拉力为600N．（不计摩擦和绳重） （1）依据题意在图11中画出绳子的绕法； （2）请根据已知条件设疑并解答．（至少求出4个物理量）

图11

14. 如图所示，将重物G提高1m，拉力做功600J，如不计摩擦及动滑轮重，求重物G的物重是多少？如果实际拉力是250N，求该滑轮组的机械效率是多少？ （ 600 N， 80%）

15. 所用的拉力F＝100N，如果该滑轮组的机械效率为75%，不计摩擦和绳重，求物重和滑轮自重。（300N ，100N）

F

G

16．如图4用40牛的拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，整个装置的

机械效率为75%．求：（1）物体和动滑轮的重各是多少？（2）若绳能承受 的最大拉力为50牛，此装置的机械效率最大可提高到多少？

17. 用如图所示的滑轮组提起重物（不计绳重和摩擦）。

（1）当物重为180N时，滑轮组的机械效率为60％，绳端拉力为多少N？ （2）当被提重物为240N，重物上升3m时，绳端拉力所做的功为多少J？

F 18．用如图7所示的滑轮组（绳重及摩擦阻力不计）往下拉绳端，已知物体重 为600N，若沿竖直向下的方向拉着物体使物体匀速提高2m的过程中，拉力 F1做的功为1440J。

（1）若用此滑轮组以3m／s的速度匀速提高重为1200N的物体，拉力F2的

G 功率为多少？

（2）用这个滑轮组匀速提升600N重物和1200N重物两种情况时机械效率之比为多少？

19.图1中，重为500牛的物体与地面间的摩擦力是150牛，为使物体匀速移动，必须在绳端加以60牛的水平拉力，则滑轮组的机械效率约为 ；若物体移动的速度为0.2米/秒，则1分钟内拉力做的功是 焦．

F

A

20. 图3所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动，所用拉力F的大小图1

为40牛．（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物体A所受的摩擦力．（2）若滑轮组的机械效率为80%，求：物体A所受的摩擦力．

21. 某人站在岸上利用滑轮组使停泊在水中的船匀速靠岸，已知滑轮组由两个定滑轮和两个动滑轮组成（滑轮重不计），如图所示，船重1.02105N，船移动时受到水的阻力是船重的0.01倍，人水平拉绳的力为240N，船靠岸的速度为0.72km/h。求

F（1）滑轮组的机械效率。

（2）人拉绳子的功率及人对船做的有用功率。

22．如图5，用滑轮组拉着重为600牛的物体沿水平方向向右匀速移动了8米，拉力F 做

的功为1280焦，（不计绳重和摩擦）求：（1）拉力的大小； （2）若动滑轮重为12牛，机械效率为多少？

23.（08攀枝花）(8分)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像。 (1)每个滑轮重多少N?

(2)绳子能承受的最大拉力是多少N?

(3)当滑轮组的机械效率为80％时，物体重多少N?