机械效率（讲义）一、知识点睛1.机械效率：（1）公式：___________（2）求解有用功或总功时，可以直接用对应的力乘以距离；也可以用关系W总=W有+W额。
（3）影响机械效率的因素有物重、机械自重、摩擦等。
2.杠杆的机械效率：F有用功：杠杆作用在物体上的拉力所做的功，即__________；总功：施加的动力所做的功，即______________。
额外功：克服杠杆自重所做的功。
机械效率：_______________________________。
3.滑轮（组）的机械效率：F有用功：作用在物体上的拉力所做的功，即__________；总功：绳子自由端拉力所做的功，即________________。
额外功：克服滑轮自重所做的功。
机械效率：_______________________________。
4.斜面的机械效率Fs有用功：克服物体重力所做的功，即______________。
总功：沿斜面施加的拉力所做的功，即____________。
额外功：克服摩擦所做的功。
机械效率：_______________________________。
二、精讲精练1.现有重800N的木箱A，小李同学想把它搬到高为6m、长为10m的斜面上，如图所示，他站在斜面上，沿斜面向上用600N的拉力使木箱A以0.2m/s的速度匀速从斜面底端到达斜面顶端。
求：（1）小李同学拉木箱的功率是多大？（2）该斜面的机械效率是多少？（3）木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大？2.一辆小汽车正在匀速爬上六盘山一段坡长是1000m、坡高h是60m的盘山路，小汽车的质量m是1000kg，小汽车的牵引力F是720N。
（1）如图所示，上山的路修成盘山弯曲的，目的是_________。
（2）如果小汽车上坡所用时间为60s，求汽车牵引力做功的功率是多大？（3）这段盘山路的机械效率是多少？（取g=10N/kg）3.在某个仓库，小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小华提出了以下的猜想：A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关。
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。
小华同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究，记录实验数据如下表：（1）在实验操作过程中，应沿斜面向上________拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向______移动（填“左”或“右”）。
（2）根据表格中数据，第1次实验斜面的机械效率为____%，第2次实验中总功为_________J。
（3）通过对比实验1、2数据，可验证小华的猜想_________（填写字母）；通过对比实验2、3数据，可以得出的探究结论是：______________________________________。
（4）此实验主要用到的研究方法是_________________。
（5）除了小华的猜想以外，请你猜想斜面的机械效率还可能与________（写出一个）有关。
4.如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为18N的物体缓慢升高0.1m，拉力大小F=8N，拉力移动的距离为0.25m。
求：（1）拉力所做的功；（2）有用功；（3）杠杆的机械效率。
5.用如图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。
不考虑摩擦。
（1）实验中，将两个相同的钩码悬挂在A点匀速将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为___N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率η1为_____。
（2）将三个相同的钩码悬挂在A点匀速提高时，该杠杆的机械效率为η2，则η2_____η1。
（选填“<”、“=”或“>”）（3）将同一物体分别悬挂在A、B两点匀速提高时的机械效率分别为ηA和ηB，则ηA_____ηB。
（选填“<”、“=”或“>”）（4）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：次数钩码悬挂钩码总重钩码移动距离拉力F/N测力计移动距机械效率第5题图第4题图点G/N h/m 离s/m η/%1 A点 1.5 0.10 0.7 0.30 71.42 B点 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3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________________________________。
6.如图所示，滑轮组提起重630N的货物，绳子的自由端拉力F=300N，重物以0.2m/s的速度匀速上升，不考虑绳重和摩擦，求：（1）此时滑轮组的机械效率；（2）拉力做功功率；（3）当所提货物重力为930N时，绳端的拉力为多大？7.如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在相同的时间内，物体匀速上升相同高度的过程中，设F1、F2做的功分别为W1、W2，功率分别为P1、P2，甲、乙两装置的机械效率分别为η1、η2。
求：F1和F2的大小关系；W1和W2的大小关系；P1和P2，的大小关系；η1和η2的大小关系。
F2F18.某学习小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图所示，他们将测得的钩码重G、拉力F、钩码上升的髙度h、测力计移动的距离s，并将计算出的有用功W有用、总功W总和机械效率η数据一并记入下表：实验G/N F/N h/m s/m W有用/J W总/J η1 2 2.1 0.1 0.1 0.2 0.21 95.2%2 2 1.2 0.1 0.2 0.2 0.24 83.3%3 2 0.9 0.1 0.3 0.2 0.27 ★（1）表格中“★”数据＝；第8题图第6题图（2）比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是；（3）比较实验2、3，影响这两次实验机械效率不同的主要因素是，使用滑轮组的优是，缺点是。
9.某场馆建设工地上，工人用如图所示的滑轮组将重2000N的物体A以0.4m/s的速度沿水平方向匀速向前拉动2m，拉力F大小为250N，物体A与地面间的滑动摩擦力大小是物体A重力的0.2倍，求：（1）物体A与地面间的滑动摩擦力大小是多少？（2）该滑轮组的机械效率是多少？（3）拉力F做功的功率是多少？10.如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉至顶端。
已知斜面的长是5m，高是2m，拉力F=50N，则该装置的机械效率是多少？11.小明同学用如图所示的滑轮组提土，他用20s的时间把重为120N的土从井中匀速提升5m，拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示。
在这个过程中，求：（1）有用功；（2）滑轮组的机械效率；（3）拉力的大小；（4）拉力的功率。
12. 人们利用如图所示的滑轮组将浸没在河底的实心物体A 打捞上来，物体A 的密度为9.0×103kg/m 3，体积为100dm 3。
在5000N 的拉力F 作用下，物体A 在2s 内匀速竖直上升2m （物体未露出水面），不计水的阻力，g =10N/kg 。
求：（1）物体A 受到的浮力； （2）拉力F 做功的功率；（3）物体未露出水面时滑轮组的机械效率；【参考答案】一、 知识点睛 1. W ηW =有总 2. W 有=GhW 总=FsW ==W 总Gh GhFs Gh G h η='+有杆 3. W 有=GhW 总=FsW ===W +总动动Gh Gh GFs Gh G h G G η=+有 4. W 有=GhW 总=FsW ==W 总Gh GhFs Gh fsη=+有 二、 精讲精练 1. （1）120W（2）80%第12题图（3）120N2.（1）省力（2）1.2×104W（3）83.3%3.（1）匀速；左（2）60；3.0（3）A；在其它条件相同时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越大。
（4）控制变量法（5）斜面的粗糙程度；木板的长度；拉木块的速度；木板的面积。
4.（1）2J（2）1.8J（3）90%5.（1）0.5；66.7%（2）＞（3）＜（4）不能；①钩码悬挂的位置没有保持不变；②实验次数太少，不能得出普遍规律。
6.（1）70%（2）180W（3）400N7.F1<F2，W1=W2，P1=P2，η1=η28.（1）74.1%（2）滑轮自身也受重力，机械做的额外功较多（3）滑轮与绳之间的摩擦；既能省力也能改变用力方向；额外功增大，机械效率降低9.（1）400N（2）80%（3）200W10.40%11.（1）600J（2）75%（3）80N（4）40W12.（1）1000N（2）104W（3）80%机械效率（作业）1.用同一个滑轮组提起不同的重物时，所测得的机械效率相比较（）A．相同B ．重物越重所测得的效率越高C ．重物越轻所测得的效率越高D ．不能确定2. 用如图所示的滑轮组，将重为10N 的物体匀速提升0.1m ，拉力F =6N ，在这一过程中，下列说法正确的是（ ）A ．所做的有用功为1JB ．所做的额外功为0.5JC ．所做的总功为1.5JD ．此滑轮组的机械效率为50%3. 利用如图所示的杠杆将重为3N 的物体缓慢匀速提高10cm ，手的拉力F 为2N ，手移动的距离s 为30cm 。
则杠杆的机械效率为（ ）A ．22%B ．33%C ．50%D ．67%4. 在“探究哪些因素影响滑轮组的机械效率”的实验中，某小组利用如图所示装置测得了四组数据，如下表所示实验次数 钩码重G /N 钩码上升的高度h /cm测力计的示数F /N测力计移动的距离s /cm1 32 1.2 6 23 5 1.2 15 3 3 8 1.2 26 43101.230（1） 前三次实验中，第____次实验数据明显出现错误，应当剔除。
（2） 第四次实验中，有用功是____J ，总功是____J ，滑轮组的机械效率为_______。
（3） 根据以上信息，请判断：该小组设计这四次实验的目的是为了探究滑轮组的机械效率与________是否有关。
5. 工人师傅用如图所示的滑轮组，在10s 内把900N 的货物匀速提高2m ，在此过程中，拉力所做的功是2400J 。
求： （1） 拉力F 移动的距离； （2） 工人师傅所做有用功的功率； （3） 滑轮组的机械效率。
6. 如图所示，重物A 是体积为10dm 3，密度为7.9×103kg/m 3的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。