机械效率
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。

说明：有时候额外功题目中已经忽略，则总功就等于有用功（在实际生活中不存在）
有用功和额外功并不一定是固定的，要根据事件的目的进行判定
（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（简单公式的运用）A、竖直方向
例4：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
，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＝________%.
例5、重2540牛的货物。

如图1所示，滑轮组把它提升米。

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6、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有用功。

（2） 滑轮组的机械效率。

（3） 拉力的功率。

（4） 动滑轮的重。

例7、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 ）
例8、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(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)
图2
图3
B、水平方向上（中考不做要求）
例9、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10、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
C、斜面问题
例11、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12、如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端。

已知物体受到斜面的摩擦力为f,则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是
A. B.
C. D.
例13、如图是小明“探究斜面的机械效率与倾斜程度关系”的实验装置，他在实验时用弹
簧测力计拉着重为6N的木块分别沿倾斜程度不同的同一斜面匀
速向上运动，实验数据记录如下表。

实验
次数斜面倾
斜程度
斜面高
h/m
斜面长
s/m
沿斜面拉
力F/N
机械
效
率η
1较缓260% 2较陡3★
（1）在第2次实验中拉力所做的额外功是J，机械效率是。

（2）小明完成两次实验后，得出的结论是：光滑程度一样的斜面，其倾斜程度越大，机械效率越高。

你觉得他的结论（选填“可靠”或“不可靠”），理由是。

（3）斜面在生产、生活中随处可见。

在盘山公路、镊子、螺丝钉、汽车方向盘中，应用了斜面的是、。

D、杠杆问题
例14、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15、用如图14所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向
上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．
（1）实验中，将杠杆拉至如图7所示的中虚线位置，测力计的示数F为，
钩码总重G为，钩码上升高度h为，测力计移动距离s为，则杠杆的机械
效率为%．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：．
（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实
验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数
据：
次数钩码
悬挂点
钩码总
重G/N
钩码移动
距离h/m
拉力
F/N
测力计移动
距离s/m
机械效率
η/%
1A]
2B
根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率
越高”的结论答：；
请简要说明两条理由：①；
②．
D、推导公式的运用（忽略滑轮和绳之间的摩擦）
表达式=
例16、质量为的重物A先静止在水平桌面上，与桌面的接触面积为，然后
利用如图19所示的装置将它匀速提升，所用的拉力F大小为5N，若绳重
和摩擦不计，动滑轮有质量，计算时g取10N/kg。

求：（1）重物静止时对桌面的压强。

（2）提升该物体时做的总功。

（3）动滑轮的重力。

（4）若仍用此装置将另一个重为10N的重物B也匀速提升，此时的机械
效率比提升重物A时的机械效率增加多少。

例17、张强同学利用如图所示的滑轮组将货物运送到楼上，图中每个滑轮等重，不计绳子
重和摩擦。

如果所送货物重G从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。

每次均匀速拉动绳子，且提升同样的高度。

图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物的重力的增加而变化的图像。

请根据有关信息完成以下问题：
（1）每个滑轮的重是多少
（2）绳子能承受的最大拉力是多少
（3）当绳子的拉力最大时，滑轮组的机械效率是多少
例18、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：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
拉力F(N)钩码重
G（N）
测力计线端提升
的距离s（cm）
钩码上升的
高度h（cm）
有用功
W有（J）
总功
W总（J）
机械效
率η3010
（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”）。

（4）除了上题的方法外还可以怎么提高机械效率
（5）若拉力F未沿竖直方向，则测出的机械效率会
（6）若加速拉动绳子，则则测出的机械效率
（7）若静止呢
（8）机械效率与绳子的股数或者绕法有关系吗。