2024年八年級物理講義（人教版）12.3 機械效率（知識解讀）（解析版）

12.3\o"12.3機械效率"機械效率（知識解讀）（解析版）?知識點1有用功和額外功?知識點2機械效率的概念?知識點3機械效率的計算和大小比較?知識點4機械效率的應用及改變方法?知識點5有關機械效率的探究實驗?作業(yè)鞏固訓練知識點1有用功和額外功知識點1有用功和額外功1、有用功：利用機械做功的時候，對人們有用的功就叫做有用功。2、額外功：并非我們需要但又不得不做的功叫做額外功。

3、總功：有用功與額外功的和叫總功。

4、總功的計算：W總=Fs；W總=W有用+W額外。

5、有用功的計算方法：W有用=Gh；W有用=W總-W額外。

6、額外功的計算方法：W額外=G′h，W額外=f摩s；W額外=W總-W有用?！镜淅?-1】（2023春?肅寧縣校級期末）小紅用鐵桶從井中打水；小軍把不小心掉進井中的鐵桶打撈上來。在這兩個情形中水桶中都有水。那么下列分析中正確的是（）A．兩個情形中，兩人對水做的功都是有用功 B．兩個情形中，兩人對水做的功都是總功 C．兩個情形中，兩人對水做的功都是額外功 D．小紅對水做的功是有用功，小軍對水做的功是額外功【答案】D【解答】解：（1）當用桶從井中打水時，我們的目的就是為了把水提上來，所以對水做的功為有用功；但水是盛在水桶里面的，又不得不對水桶做功，所以對水桶做的功為額外功；（2）若桶掉到井里而將桶打撈上來時，我們的目的就是為了把水桶提上來，所以對水桶做的功為有用功；但水桶里面有一些水，又不得不對水做功，所以對水做的功為額外功；可見，ABC錯、D正確。故選：D?！镜淅?-2】（2023秋?電白區(qū)期末）著名作家馮驥才在《挑山工》中描述了挑山工用扁擔將貨物運送上山的情景，如圖所示。在這個過程中，挑山工做的有用功是對貨物做的功，挑山工做的總功是對人、扁擔、貨物做的功。挑扁擔時，左右兩邊都放上貨物，這是利用了杠桿平衡的原理?！敬鸢浮控浳?；人、扁擔、貨物；杠桿平衡?！窘獯稹拷猓禾羯焦び帽鈸鷮⒇浳镞\送上山時。在這個過程中，挑山工做的有用功是對貨物做的功，挑山工做的總功是對人、扁擔和貨物做的功。挑扁擔時，左右兩邊都放上貨物，即使貨物不等重也能平衡，這是利用了杠桿的平衡的原理。故答案為：貨物；人、扁擔、貨物；杠桿平衡?！咀兪?-1】（2023春?沂水縣期末）質量是40kg的小王同學用重10N的水桶，提起重力為100N的水，沿樓梯送到三樓，每層樓高3m，完成這一次提水，她對水做的功為有用功，則她做的有用功和額外功分別是（）A．600J，2400J B．600J，2460J C．600J，60J D．3000J，60J【答案】B【解答】解：提水桶上樓，對水做的功：W有用＝G水h＝100N×6m＝600J，該同學的重力為：G人＝mg＝40kg×10N/kg＝400N，該同學上升的高度為：h＝2×3m＝6m，該同學的額外功：W額＝G人h+G桶h＝400N×6m+10N×6m＝2460J。故選：B?！咀兪?-2】（2022春?海陽市期末）用如圖甲的滑輪組提升重200N的物體，已知拉力F為80N，不計繩重和摩擦，物體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示，反映繩子自由端運動的圖線是A（選填“A”或“B”），動滑輪重為40N，3s內(nèi)對物體做的有用功為300J?！敬鸢浮緼；40；300?！窘獯稹拷猓海?）由圖甲可知，n＝3，則拉力端移動距離s＝3h，所以圖乙中上面的傾斜直線A是繩子自由端運動的s﹣t圖像，而下面的傾斜直線B是物體運動的s﹣t圖像；（2）不計繩重和摩擦，拉力F＝（G+G動），則動滑輪重力：G動＝3F﹣G＝3×80N﹣200N＝40N；（3）由圖乙可知，t＝3s時，物體運動的高度h＝1.5m，對物體做的有用功：W有用＝Gh＝200N×1.5m＝300J。故答案為：A；40；300。知識點2機械效率的概念知識點2機械效率的概念 1、概念：有用功跟總功的比值叫做機械效率，通常用百分數(shù)表示。

2、計算公式：用W總表示總功，用W有用表示有用功，用η表示機械效率，則：。

由于額外功不可避免，有用功只是總功的一部分，因而機械效率總小于1。

3、提高機械效率的主要辦法

（1）在有用功一定時，盡量減少額外功，采用減輕機械自身的重力和加潤滑油來減少摩擦的措施。

（2）在額外功一定時，增大有用功，在機械能夠承受的范圍內(nèi)盡可能增加每次提起重物的重力，充分發(fā)揮機械的作用?！镜淅?-1】（2023秋?江城區(qū)期末）關于功、功率、機械效率，下列說法中正確的是（）A．機械效率越大，物體所做的總功越多 B．作用在物體上的力越大，對物體所做的功越多 C．功率越大，物體做功越多 D．功率越大，則機械做功越快【答案】D【解答】解：A、由可知，機械效率大，只能說明兩個功的比值大，并不能說明總功大。故A錯誤；B、根據(jù)W＝Fs可知，力F大，如果距離s小，功不一定大。故B錯誤；C、由W＝Pt可知，只有在做功時間一定時，功率越大，功才越多。故C錯誤；D、功率表示做功的快慢，功率越大，單位時間內(nèi)做的功越多，做功就越快。故D正確。故選：D?！镜淅?-2】（2023秋?德慶縣期末）機械效率越高的簡單機械，必定是有用功占總功的比例越大（選填“大”或“小”），機械效率的數(shù)值總小于（選填“大于”、“等于”或“小于”）1。以同樣速度行駛的列車和小汽車，列車（選填“列車”或“小汽車”）動能大?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【解答】解：（1）機械效率越高的簡單機械，有用功在總功中占的比例越大；因為使用任何機械都要做額外功，且有用功與額外功之和等于總功，所以有用功一定小于總功，而機械效率等于有用功與總功的比值，所以機械效率總小于1；（2）列車和小汽車以相同的速度行駛時，速度相同，列車的質量大，因此列車具有的動能大。故答案為：大；小于；列車?！咀兪?-1】（2023春?高陽縣期末）如圖為正在施工的工程車，下列關于工程車的說法正確的是（）A．做的功越多，機械效率越高 B．縮短工作時間，可提高機械效率 C．工程車做功越多，功率越大 D．工程車做功越快，功率越大【答案】D【解答】解：A、做的功越多，有用功占總功的百分比不一定高，機械效率也不一定高，故A錯誤；B、縮短工作時間，對有用功占總功的百分比不會有影響，不能提高機械效率，故B錯誤；C、不知道做功時間的情況下，工程車做功越多，功率不一定越大，故C錯誤；D、功率是表示做功快慢的物理量，工程車做功越快，功率越大，故D正確。故選：D?！咀兪?-2】（2023春?昌黎縣期末）使用機械時對人們沒有用，但又不得不做的功，稱為額外功，所以機械效率總是小于（填“小于”“等于”或“大于”）1。【答案】額外功；小于。【解答】解：使用機械時對人們沒有用，但又不得不做的功，稱為額外功，因總功等于有用功與額外功之和，故總功大于有用功，根據(jù)η＝×100%，所以機械效率總是小于1。故答案為：額外功；小于。知識點3機械效率的計算和大小比較知識點3機械效率的計算和大小比較 1、機械效率表達式為，對于三種簡單機械的機械效率的計算總結如下：2、機械效率的大小比較（1）機械效率由有用功和總功兩個因素共同決定，不能理解成：“有用功多，機械效率高”或“總功大，機械效率低”。

（2）當總功一定時，機械做的有用功越多（或額外功越少），機械效率就越高；

（3）當有用功一定時，機械所做的總功越少（或額外功越少），機械效率就越高；

（4）當額外功一定時，機械所做的總功越多（或有用功越多），有用功在總功中所占的比例就越大，機械效率就越高?！镜淅?-1】（2023秋?五華區(qū)校級期末）如圖所示，小明用兩個不同的滑輪組，在相同時間內(nèi)分別用大小相等的拉力F將同一物體勻速提高了相同的高度，若兩個滑輪組的動滑輪重分別為G動1和G動2，機械效率分別為η1、η2，小明做功的功率分別為P1、P2，不計繩重和摩擦。則（）A．G動1＜G動2，η1＞η2，P1＜P2 B．G動1＜G動2，η1＞η2，P1＝P2 C．G動1＞G動2，η1＜η2，P1＜P2 D．G動1＝G動2，η1＝η2，P1＝P2【答案】A【解答】解：小明用兩個不同的滑輪組，在相同時間內(nèi)分別用大小相等的拉力F將同一物體勻速提高了相同的高度，從圖示可知，G動1＜G動2，根據(jù)W＝Gh，可知，它們做的有用功相同，它們的機械效率η＝＝，因為G物、和h都相同，G動1＜G動2，故機械效率η1＞η2；因為P＝，而G1的總功更小，兩者的時間相同，故功率P1＜P2。故選：A。【典例3-2】（2022秋?修水縣期末）小華通過走樓梯的方式將一大包衣服搬到五樓，他有兩種方案：一是把所有衣服一次性搬到五樓；二是先將部分衣服搬到五樓，再搬剩下的衣服。假設他上樓的速度相同，則方案一的上樓功率大于方案二的上樓功率；方案一的機械效率大于方案二的機械效率。（均填“大于”“小于”或“等于”）【答案】大于；大于。【解答】解：設衣服的重力為G，把所有衣服一次搬到五樓：W有1＝Gh，人做的總功：W總1＝Gh+G人h，則機械效率η1＝＝＝，上一次樓時間為t，其功率P1＝＝+；分兩次送上樓的有用功：W有2＝Gh，人做的總功：W總2＝Gh+2G人h，則機械效率η2＝＝，上樓的時間為2t，其功率P2＝＝+，比較得η1＞η2，P1＞P2。故答案為：大于；大于?！镜淅?-3】（2023秋?惠城區(qū)期末）早在3000年前我們的祖先就設計了結構很合理的轆轤，通常用于從井中提水。如圖所示是古代民間的提水設施轆轤，由轆轤頭、支架、井繩、水桶等部分構成。某次取水時井繩拉著質量為10kg的水緩慢上升了4m，水桶的質量為1kg，在這一過程中，人做的總功為500J。g取10N/kg。求此次取水的過程中：（1）人做的有用功為多少？（2）轆轤的機械效率多大？【答案】（1）人做的有用功為400J；（2）轆轤的機械效率80%?！窘獯稹拷猓海?）拉著質量為10kg的水緩慢上升了4m，水的重力G水＝m水g＝10kg×10N/kg＝100N，做的有用功：W有用＝G水h水＝100N×4m＝400J；（2）轆轤的機械效率η＝＝×100%＝80%。答：（1）人做的有用功為400J；（2）轆轤的機械效率80%。【變式3-1】（2023秋?碑林區(qū)校級期末）如圖1，小明分別使用甲、乙兩種機械勻速提升物體M（繩長不變），做功情況如圖2，則（）A．甲的總功大于乙 B．甲的機械效率大于乙 C．甲提升M的高度小于乙 D．甲的機械效率等于乙【答案】B【解答】解：A、由圖2可知，甲、乙兩種機械做的有用功：W甲有＝W乙有，額外功：W甲額＜W乙額，所以總功：W甲總＜W乙總，故A錯誤；BD、由η＝可知，甲的機械效率高于乙，故B正確，D錯誤；C、根據(jù)W＝Gh可知，有用功相同，則物體上升的高度相同，故C錯誤。故選：B?！咀兪?-2】（2023春?招遠市期末）如圖所示，用同一滑輪（G滑＜G物）按甲、乙兩種方式勻速提升同一物體，繩重和摩擦均忽略不計，F(xiàn)甲＞F乙，機械效率η甲＞η乙（選填“＞”、“＝”或“＜”），圖乙的滑輪可以看作是省力（選填“省力”、“等臂”或“費力”）杠桿?！敬鸢浮浚?；＞；省力?！窘獯稹拷猓海?）由圖知，甲滑輪是定滑輪，繩重和摩擦不計，使用該滑輪不省力，所以拉力等于物體的重力，即F甲＝G物；乙滑輪是動滑輪，繩重和摩擦不計且G滑＜G物，使用該滑輪可以省一半的力，即拉力等于物體和滑輪總重力的一半，F(xiàn)乙＝（G物+G滑）；所以，F(xiàn)甲＞F乙；故圖乙的滑輪可以看作是省力杠桿。（2）兩幅圖中的有用功是克服物體重力做的功，在提升高度相同時，有用功是相同的，但乙圖中還要克服動滑輪的重力做額外功，則乙圖比甲圖中做的總功要多，結合機械效率公式η＝×100%可知，有用功相同時，總功越大的，機械效率越小，所以η甲＞η乙。故答案為：＞；＞；省力?！咀兪?-3】（2023春?迪慶州期末）今年以來云南干旱少雨，為解決生活用水，扎西同學用一臺功率為500W的抽水機將水從井中抽往12m高的樓頂水箱中，用時10min把容積為2m3的水箱裝滿。求：（1）水箱中水的質量；（2）抽水機抽水過程中對水做的有用功；（3）抽水機抽水時的效率?！敬鸢浮浚?）水箱中水的質量是2×103kg；（2）抽水機抽水過程中對水做的有用功2.4×105J；（3）抽水機抽水時的效率是80%。【解答】解：（1）根據(jù)ρ＝可得水箱中水的質量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2m3＝2×103kg；（2）水的重力：G＝mg＝2×103kg×10N/kg＝2×104N，抽水機抽水過程中對水做的有用功：W有用＝Gh＝2×104N×12m＝2.4×105J；（3）抽水機抽水時的效率：η＝＝×100%＝×100%＝80%。答：（1）水箱中水的質量是2×103kg；（2）抽水機抽水過程中對水做的有用功2.4×105J；（3）抽水機抽水時的效率是80%。知識點4機械效率的應用及改變方法知識點4機械效率的應用及改變方法 1、有用功是由使用機械的目的所決定的，當用斜面提升物體時，克服物體重力做的功就是有用功，W有=Gh。

2、額外功是克服相互接觸物體間的摩擦阻力所做的功，對于斜面而言，W額=fs。

3、總功是指動力對所做的功，一般情況下使用斜面時，動力做功W總=Fs。

4、由功的原理：“動力對機械所做的功等于機械克服阻力所做的功”，而機械克服阻力所做的功就包含了有用功和額外功，即：W總=W有+W額。

5、機械效率是有用功與總功的比值，只能小于1（理想狀態(tài)下可能等于1），并且無單位

斜面的機械效率，在同一斜面上，由于傾斜程度相同，即。一定，故在同一斜面上拉同一物體（粗糙程度相同）時，在斜面上所移動的距離（或物體被提升的高度）不同時，機械效率是相同的。

6、斜面的機械效率與斜面的傾斜程度、斜面的粗糙程度有關，斜面粗糙程度相同時，斜面的傾斜程度越大，機械效率越高；斜面的傾斜程度一定時，斜面越粗糙，機械效率越低。7、提高機械效率的主要辦法

（1）有用功一定時，盡量減少額外功，采用減輕機械自身的重力和加潤滑油來減少摩擦的措施。

（2）額外功一定時，增大有用功，在機械能夠承受的范圍內(nèi)盡可能增加每次提起重物的重力，充分發(fā)揮機械的作用。【典例4-1】（2023春?民權縣期末）道路救援車對故障車輛拖移時可構建成如圖所示的模型，當鋼繩對車輛施加沿斜面的拉力為F時，在t時間內(nèi)可將重為G的小車A沿斜面底端勻速拉至斜面頂端。已知斜面高為h，斜面長為l。在小車A從水平路面被拖上救援車的過程中（）A．圖中滑輪可以省力 B．拉力F做的有用功為Fh C．斜面的機械效率為 D．斜面長一定時，減小斜面的坡度，斜面越省功【答案】C【解答】解：A、圖中滑輪的軸固定不動，為定滑輪，使用定滑輪不能省力，但可以改變用力的方向，故A錯誤；B、拉力做的有用功：W有用＝Gh，故B錯誤；C、拉力做的總功W總＝Fl，斜面的機械效率η＝＝，故C正確；D、斜面長一定時，減小斜面的坡度，斜面越省力，但不能省功，故D錯誤。故選：C?！镜淅?-2】（2023秋?西安期末）如圖所示，超市購物時，小明用沿斜面向上150N的推力，將總重為500N的小車勻速推到斜面頂端，用時20s。已知斜面高1.2m，長5m。此過程中小明做的有用功為600J；小明推力做功的功率為37.5W；該斜面的機械效率為80%。日常生活中人們利用斜面可以省力（選填“省力”或“省功”）?！敬鸢浮?00；37.5；80%；省力?！窘獯稹拷猓海?）小明做的有用功：W有用＝Gh＝500N×1.2m＝600J；（2）小明做的總功：W總＝Fs＝150N×5m＝750J，小明做功功率：P＝＝＝37.5W；（3）斜面的機械效率：η＝×100%＝×100%＝80%；（4）使用斜面可以省力，但由于克服摩擦而多做額外功，不能省功。故答案為：600；37.5；80%；省力?！咀兪?-1】（2023春?鹽湖區(qū)校級期末）我國古代科學著作《天工開物》中記載有井上汲水裝置——桔槔，如圖甲所示，它相當于一個杠桿。圖乙為小明根據(jù)其原理自制的模型裝置，杠桿左端是懸掛的石塊，右端懸掛水桶。下列有關說法正確的是（）A．左端懸掛的石塊是多余的 B．右邊水桶越重，提起水時有用功越多 C．當減輕桔槔（模型AB桿）的重時，提水時機械效率可達100% D．汲水后，如圖乙所示時，水桶總重比石塊大【答案】D【解答】解：A．左端懸掛的石塊是在提水時，給水桶向上的拉力，減小人所用的拉力，不是多余的，故A錯誤；B．右邊水桶越重，提起水時對水桶做的功是額外功，額外功越多，故B錯誤；C．當減輕桔槔（模型AB桿）的重時，由于水桶的重力不可忽略，仍要做額外功，因而提水時機械效率不可能達100%，故C錯誤；D．汲水后，如圖乙所示時，杠桿平衡，此時水桶總重拉力的力臂比石塊拉力的力臂短根據(jù)杠桿平衡條件知，水桶拉力比石塊拉力大，水桶重力比石塊重力大，故D正確。故選：D?！咀兪?-2】（2023秋?四會市期末）如圖，這是一種塔式起重機，已知起重機上的滑輪組在勻速起吊660kg的物體時，其機械效率是60%，g取10N/kg。物體上升2m時，滑輪組所做有用功是1.32×104J，動滑輪總重力為4400N（忽略繩重及摩擦）；若增加起吊物體的質量，滑輪組的機械效率將變大（選填“變大”“變小”或“不變”）?！敬鸢浮?.32×104；4400；變大【解答】解：物體的重力：G＝mg＝660kg×10N/kg＝6600N，物體上升2m時，滑輪組所做有用功：W有＝Gh＝6600N×2m＝1.32×104J；忽略繩重及摩擦，滑輪組的機械效率η＝＝＝＝，已知其機械效率是60%，即：60%＝，解得G動＝4400N；若增加起吊物體的質量，則起吊物體的重力變大，在提升高度不變時，額外功不變，有用功變大，有用功在總功中所占的比例變大，則滑輪組的機械效率將變大。故答案為：1.32×104；4400；變大。知識點5有關機械效率的探究實驗知識點5有關機械效率的探究實驗 1、\o"滑輪（組）機械效率的測量實驗"滑輪（組）機械效率的測量實驗（1）實驗目的：測量滑輪組的機械效率。

（2）實驗原理：。（3）注意事項

①勻速拉動彈簧測力計，目的是保證彈簧測力計的示數(shù)F大小不變；

②為了便于讀數(shù)，鉤碼下沿和繩子末端在刻度尺上的位置最好取整數(shù)；

③多次測量的目的是進行一些必要的比較，利用不完全歸納法總結規(guī)律，而不是求平均值；

實驗結論：使用同一滑輪組提升不同的重物時，重物越重，滑輪組的機械效率越大。2、\o"斜面機械效率的測量實驗"斜面機械效率的測量實驗（1）實驗目的：探究斜面的機械效率。

（2）實驗原理：。（3）實驗結論：斜面越陡機械效率越高，斜面越緩，機械效率越低。3、\o"杠桿機械效率的測量實驗"杠桿機械效率的測量實驗用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率，實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升。

（1）實驗中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測力計的示數(shù)F為0.5N，鉤碼總重G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，測力計移動距離s為0.3m，則杠桿的機械效率為66.7%．請寫出使用該杠桿做額外功的一個原因：由于使用杠桿時需要克服摩擦做功。

（2）為了進一步研究杠桿的機械效率與哪些因素有關，一位同學用該實驗裝置，先后將鉤碼掛在A、B兩點，測量并計算得到下表所示的兩組數(shù)據(jù)：次數(shù)鉤碼懸掛點鉤碼總重G/N鉤碼移動距離h/m拉力F/N測力計移動距離s/m機械效率η/%1A點1.50.100.70.3071.42B點2.00.151.20.3083.3根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出“杠桿的機械效率與所掛鉤碼的重有關，鉤碼越重其效率越高”的結論？答：不能；

請簡要說明兩條理由：①兩次實驗時鉤碼沒有掛在同一位置；②僅根據(jù)一次對比實驗所得結論是不可靠的。【典例5-1】（2023秋?永修縣期末）某實驗小組在“測滑輪組機械效率”的實驗中得到的數(shù)據(jù)如表所示，第1、2、3次實驗裝置分別如圖甲、乙、丙所示。次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升的高度h/cm測力計拉力F/N測力計移動距離s/cm機械效率η12100.93074.10%24101.63083.30%34101.050（1）實驗中，彈簧測力計應豎直方向勻速提升重物。第3次實驗中所做的有用功是0.4J，機械效率為80%。（2）第3次實驗中動滑輪個數(shù)比第2次實驗多，動滑輪自重增大，所做的額外功將增大（增大/減?。?。因而，由第2、3次實驗可知：使用不同的滑輪組提升相同的重物時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越小。（3）比較1、2兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結論：使用同一滑輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機械效率越高?！敬鸢浮浚?）勻速；0.4；80%；（2）增大；越??；（3）1、2；越高?！窘獯稹拷猓海?）實驗中應沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼上升；第3次實驗中：有用功：W有＝Gh＝4N×0.1m＝0.4J，總功：W總＝Fs＝1N×0.5m＝0.5J，機械效率：η＝＝×100%＝80%；（2）第3次實驗中動滑輪個數(shù)比第2次實驗多，動滑輪自重增大，所做的額外功將增大；由實驗2、3得，有用功相同，總功增大，額外功增大，機械效率降低；所以滑輪組的機械效率跟動滑輪的重有關，使用不同的滑輪組提升相同的重物時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越??；（3）比較第1次實驗和第2次實驗可知，甲乙是同一個滑輪組，甲提起2N的物體，乙提起4N的物體，其他的條件相同，甲的機械效率是74.1%，乙的機械效率是83.3%，所以，使用同樣的滑輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機械效率越高。故答案為：（1）勻速；0.4；80%；（2）增大；越??；（3）1、2；越高?！镜淅?-2】（2022秋?淮安區(qū)期末）如圖是小明同學探究斜面機械效率跟什么因素有關的實驗裝置。實驗次數(shù)斜面的傾斜程度物塊重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面長s/m機械效率1較緩100.15.012較陡100.36.7145%3最陡100.58.4160%實驗時他用彈簧測力計拉著同一物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運動。實驗的部分數(shù)據(jù)如表：（1）小明探究的是斜面的機械效率跟斜面的傾斜程度的關系。在第1次實驗中，斜面的機械效率為20%。物塊和斜面的內(nèi)能增加了約4J。（2）分析表格中數(shù)據(jù)可以得出結論：在斜面粗糙程度相同時，斜面越陡，機械效率越高。若要探究斜面機械效率跟斜面的粗糙程度的關系，應保持斜面的傾斜程度不變?！敬鸢浮浚?）斜面的傾斜程度；20%；4；（2）高；斜面的傾斜程度?！窘獯稹拷猓海?）由題意和表中信息可知，實驗過程中斜面的粗糙程度一定，而斜面的傾斜程度不同，所以該實驗是探究斜面的機械效率和斜面的傾斜程度的關系；第一次實驗的機械效率：η＝＝＝×100%＝20%；實驗過程中要克服摩擦力做額外功，一部分機械能會轉化為內(nèi)能，所以，物塊和斜面的內(nèi)能增加量等于額外功，即ΔE內(nèi)＝W額＝W總﹣W有用＝Fs﹣Gh＝5N×1m﹣10N×0.1m＝5J﹣1J＝4J；（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以得出結論：在斜面粗糙程度相同時，斜面越陡，機械效率越高；要探究斜面機械效率和斜面粗糙程度的關系，根據(jù)控制變量法可知，要控制斜面的傾斜程度不變，改變斜面的粗糙程度。故答案為：（1）斜面的傾斜程度；20%；4；（2）高；斜面的傾斜程度?！咀兪?-1】（2023秋?泗陽縣期末）在“測量滑輪組的機械效率”的實驗中，小雨和小明用如圖所示的滑輪組進行了三次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表所示。實驗序號物重G/N物體上升高度h/m拉力F/N繩端移動距離s/m機械效率η110.20.70.471.4%220.21.30.476.9%330.21.80.4——（1）小雨是用圖中的乙（選填“甲”或“乙”）滑輪組完成實驗的；（2）實驗中用到的測量工具有彈簧測力計和刻度尺；（3）在第3次實驗中，滑輪組的機械效率是83.3%；（4）分析數(shù)據(jù)可得結論：使用同一滑輪組，不計繩重和摩擦，滑輪組的機械效率與物重的關系可能是A；（5）小明同學發(fā)現(xiàn)實驗過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，應該靜止讀數(shù)，你認為他的想法是錯誤（選填“正確”或“錯誤”）的，如果這樣做，測得的機械效率將偏大（選填“偏大”、“偏小”或“更準確”）?！敬鸢浮浚?）乙；（2）刻度尺；（3）83.3%；（4）A；（5）錯誤；偏大。【解答】解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，繩子的有效段數(shù)為：n＝＝＝2；小皇是利用圖中的乙滑輪組完成實驗的；（2）因表中要測量長度，故實驗中用到的測量工具有彈簧測力計和刻度尺；（3）在第③次實驗中，滑輪組的機械效率是：η＝＝＝×100%≈83.3%；（4）動滑輪的重力不可忽略，則克服動滑輪的重和繩與滑輪間的摩擦所做的功為額外功，從摩擦角度考慮，隨著物體重力的增加，滑輪與繩子間摩擦會一定程度增大；同時，物重增大，有用功逐漸增大，有用功占總功的比值在增大，所以機械效率逐漸增大，但由于摩擦也在增大，故機械效率η與物體重力G的關系并不成正比，故滑輪組的機械效率與物重的關系可能比較符合的圖是A；故選：A；（5）實驗中應勻速緩慢豎直拉動測力計，此時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，測力計示數(shù)等于作用在繩子自由端的拉力大小。樂樂同學發(fā)現(xiàn)實驗過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，若該靜止讀數(shù)，沒有測量出機械之間的摩擦力，測量值偏小，她的想法是錯誤，如果這樣做，求出的總功偏小，測得的機械效率將偏大。故答案為：（1）乙；（2）刻度尺；（3）83.3%；（4）A；（5）錯誤；偏大?！咀兪?-2】（2023秋?沛縣校級期末）如圖所示，在測量斜面的機械效率時，已知木塊所受重力G為10N，斜面長s為0.5m，高h為0.2m。（1）實驗時，沿斜面拉動彈簧測力計，應盡量使木塊做勻速直線運動；（2）如果彈簧測力計示數(shù)為7.0N，則斜面的機械效率為57%；（3）實驗中，木塊受到木板對它的摩擦力大小為3N；（4）如果要提高斜面的機械效率，請你提出一個合理可行的方法：增大斜面的傾角?！敬鸢浮浚?）勻速；（2）57%；（3）3；（4）增大斜面的傾角【解答】解：（1）實驗時，沿斜面拉動木塊時，為使測力計的示數(shù)穩(wěn)定，應盡量使木塊做勻速直線運動；（2）總功為：W總＝Fs＝7.0N×0.5m＝3.5J；有用功為：W有用＝Gh＝10N×0.2m＝2J；機械效率為：η＝＝≈57%；（3）額外功：W額＝W總﹣W有用＝3.5J﹣2J＝1.5J，由W額＝fs可知，摩擦力大小：f＝＝＝3N；（4）斜面的機械效率與斜面的傾角有關，且斜面傾角越大，機械效率越高，所以要提高此實驗斜面的機械效率，可以增大斜面的傾角。故答案為：（1）勻速；（2）57%；（3）3；（4）增大斜面的傾角。1．（2023秋?惠城區(qū)校級期末）同一個滑輪分別用（a）（b）兩種方式勻速提升物體（G動＜G物），假設所用的拉力分別為F1、F2，機械效率為η1、η2，不計繩重和摩擦，則（）A．F1＞F2；η1＝η2 B．F1＞F2；η1＞η2 C．F1＜F2；η1＝η2 D．F1＞F2；η1＜η2【答案】B【解答】解：（a）為定滑輪，不計繩重和摩擦，則拉力F1＝G，機械效率η1＝100%；（b）為動滑輪，F(xiàn)2＝，已知G動＜G物，則F1＞F2；η2＜100%，則η1＞η2。故選：B。2．（2023春?蒼溪縣期末）如圖所示，用兩個完全相同的滑輪勻速提升所受重力相等的物體。不計軸處摩擦，比較甲、乙裝置可知（）A．甲省力，機械效率較高 B．甲不省力，機械效率較低 C．乙省力，機械效率較低 D．乙不省力，機械效率較高【答案】D【解答】解：定滑輪不省力，不用對滑輪做功，故機械效率高，動滑輪可省力，但要對滑輪做額外功，故機械效率低。故選：D。3．（2023秋?高州市期末）對物理概念的理解是學好物理的關鍵，如圖用的滑輪水平向左勻速移動物體A，對于它的功、功率和機械效率，下列說法正確的是（）A．拉力做功越快，滑輪的機械效率越高 B．拉力做功越多，其功率越大 C．克服物體A與地面摩擦做的功是額外功 D．地面對物體A的支持力沒有做功【答案】D【解答】解：A、滑輪機械效率是指有用功與總功的比值，與功率無關，F(xiàn)做功越快，表示功率越大，但滑輪的機械效率不一定越高，故A錯誤；B、在相同的時間內(nèi)做功越多，由公式P＝知，功率就越大，故B錯誤；C、由圖可知，是水平使用滑輪組拉動物體，克服物體與地面間的摩擦力做的功為有用功，故C錯誤；D、地面上物體A在支持力的方向上沒有移動距離，沒有做功，故D正確。故選：D。4．（2023秋?東臺市期末）小明利用如圖甲所示裝置做“測量提升物體所做的功”實驗。保持斜面傾斜程度不變，小明在小車上逐漸添加重物，計算出沿斜面所拉小車至高度h做的功W1、豎直提升小車至高度h做的功W2，作出W1和W2與小車總重G的關系圖象，分別如圖乙中的a和b。則關于斜面機械效率η與小車總重G的關系圖象正確的是（）A． B． C． D．【答案】D【解答】解：使用斜面時，克服物體重力做的有用功W有＝Gh，沿斜面拉小車做的功為總功，由圖乙知，沿斜面拉小車做的功與小車總重G成正比，即W與G的比值是一個定值，斜面斜面傾斜程度和高h一定，斜面機械效率η＝＝為一定值，所以ABC錯誤，D正確。故選：D。5．（2021春?漢陽區(qū)期末）用如圖甲所示的裝置來探究滑輪組的機械效率η與物重G物的關系，改變G物，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，計算并繪出η與G物的關系如圖乙所示，若不計繩重和摩擦，則下列說法正確的是（）A．此滑輪組動滑輪的重為5N B．當G物＝15N時，滑輪組機械效率為η＝75% C．同一滑輪組的機械效率η隨G物的增大而增大，最后等于100% D．G物不變，改變圖甲中的繞繩方式，滑輪組的機械效率仍不改變【答案】D【解答】解：A、由圖可知，G物1＝12N時，滑輪組的機械效率η1＝80%，不計繩重和摩擦，滑輪組的機械效率η＝＝＝，即：80%＝，解得動滑輪重力：G動＝3N，故A錯誤；B、同理可得，當G物＝15N時，滑輪組的機械效率：η′＝＝×100%≈83.3%，故B錯誤；C、由圖像可知，同一滑輪組機械效率η隨G物的增大而增大；但使用滑輪組時，不可避免地要克服動滑輪重做額外功，所以總功一定大于有用功；由公式η＝知機械效率一定小于100%，故C錯誤；D、不計繩重和摩擦，G物不變，改變圖甲中的繞繩方式，由公式η＝可知，該滑輪組的機械效率不變，故D正確。故選：D。6．（2023秋?城關區(qū)期末）某同學利用平行于斜面的力將物體沿斜面底端勻速拉上頂端，已知沿斜面的長為5m，高度為3m，底邊長為4m，斜面對物體的支持力為240N，此過程中機械效率為90%，則根據(jù)題給條件我們可以判斷沿斜面向上的拉力大于摩擦力（選填“大于”“等于”或“小于”）；支持力對物體做的功為0J【答案】見試題解答內(nèi)容【解答】解：（1）利用斜面做的有用功：W有＝Gh＝G×3m，由η＝＝90%可得，該過程中人做的功（即總功）：W總＝＝，由W總＝Fs可得，拉力的大?。篎＝＝＝G，克服摩擦力所做的額外功：W額＝W總﹣W有用＝﹣G×3m＝×G×3m，由W額＝fs可得，物體和斜面間的滑動摩擦力：f＝＝＝G，可見，F(xiàn)＞f，即：沿斜面向上的拉力大于摩擦力；（2）因為物體受到的支持力與斜面垂直，所以物體在支持力的方向上沒有移動距離，所以支持力對物體不做功，即做功為0J。故答案為：大于；0。7．（2023春?永定區(qū)期末）如圖是張家界天門山景區(qū)的盤山公路，盤山公路相當于簡單機械中的斜面，使用它不可以（選填“可以”或“不可以”）省功?！敬鸢浮啃泵?；不可以?！窘獯稹拷猓罕P山公路相當于簡單機械中的斜面；使用它不可以省功。故答案為：斜面；不可以。8．（2023秋?信宜市期末）如圖甲所示，用滑輪組將重為120N的物體勻速提起，在5s內(nèi)繩子自由端移動的距離為3m，圖乙是拉力F與繩子自由端移動距離s的關系圖象，不計繩重和摩擦。則圖乙中陰影部分的面積表示的物理量的單位是J，繩子自由端移動的速度是0.6m/s，該滑輪組的機械效率為80%?！敬鸢浮縅；0.6；80%?！窘獯稹拷猓簣D乙中縱坐標表示拉力，且拉力大小為50N不變，橫坐標表示繩子自由端移動的距離，所以陰影部分的面積S陰＝Fs＝W，表示拉力所做的總功，單位為J；由題知，在5s時間內(nèi)繩子自由端移動的距離為s＝3m，繩子自由端移動的速度是v＝＝＝0.6m/s；由圖知n＝3，不計繩重和摩擦，該滑輪組的機械效率為：η＝＝＝＝＝＝80%。故答案為：J；0.6；80%。9．（2023秋?東莞市校級期末）如圖所示，在“測滑輪組機械效率”實驗中，物體重為6N。實驗時要豎直向上且勻速拉動彈簧測力計。若物體上升高度為10cm，繩子自由端上升的距離為30cm，此時彈簧測力計的示數(shù)如圖所示為2.4N，則滑輪組的機械效率是83.3%?！敬鸢浮?0cm；2.4；83.3%?！窘獯稹拷猓河蓤D可知n＝3，則繩子自由端上升的距離s＝nh＝3×10cm＝30cm；由圖知，彈簧測力計的分度值為0.2N，其示數(shù)為2.4N，即繩端的拉力為2.4N；該滑輪組的機械效率：η＝＝＝＝＝×100%≈83.3%。故答案為：30cm；2.4；83.3%。10．（2023秋?秦淮區(qū)期末）如圖所示，是為了搬運建筑材料而使用的簡單機械。某次用該機械勻速起吊600kg的物體時，物體上升5m用時3s，滑輪組的機械效率是80%，則所做有用功是3×104J，總功的功率是1.25×104W，拉力F是2.5×103N。若用該裝置提升質量更大的物體，其機械效率將變大?！敬鸢浮?×104；1.25×104；2.5×103；變大?！窘獯稹拷猓河杏霉椋篧有＝Gh＝mgh＝600kg×10N/kg×5m＝3×104J；根據(jù)η＝可知，總功為：W總＝＝＝3.75×104J，總功的功率為：P＝＝＝1.25×104W；由圖可知，n＝3，根據(jù)W總＝Fs＝Fnh可知，拉力F為：F＝＝＝2.5×103N；若用該裝置提升質量更大的物體時，額外功不變、有用功增大，有用功與總功的比值變大，機械效率變大。故答案為：3×104；1.25×104；2.5×103；變大。11．（2023秋?新沂市期末）在測量如圖甲所示滑輪組機械效率的實驗中。（1）使用滑輪組提升重物時，在豎直向上拉動彈簧測力計時應保持勻速運動；（2）若鉤碼重為6N，彈簧測力計示數(shù)為2.5N，則滑輪組的機械效率為80%；（3）如果繩重及摩擦很小，可以忽略。則一個動滑輪重為1.5N；（4）另一組同學多用了一個滑輪，組成了如圖乙所示的滑輪組來提升相同的鉤碼。從使用效果看，滑輪組乙和甲相比的優(yōu)點和缺點：優(yōu)點是省力，缺點是在有用功相同時，機械效率會偏低?！敬鸢浮浚?）勻速；（2）80%；（3）1.5；（4）優(yōu)點是省力，缺點是在有用功相同時，機械效率會偏低?！窘獯稹拷猓海?）在使用彈簧測力計時，要保證勻速直線拉動，才能穩(wěn)定的讀取彈簧測力計的示數(shù)；（2）由圖甲可知，n＝3，鉤碼重為6N，彈簧測力計示數(shù)為2.5N，則滑輪組的機械效率為：η＝＝＝＝＝×100%＝80%；（3）繩重和摩擦忽略不計，則繩端的拉力F＝（G+G動），即：2.5N＝（6N+G動），解得：G動＝1.5N；（4）圖乙中動滑輪的個數(shù)多，省力，做的額外功更多，在有用功相同時，機械效率會更低，優(yōu)點是省力，缺點是在有用功相同時，機械效率會偏低。故答案為：（1）勻速；（2）80%；（3）1.5；（4）優(yōu)點是省力，缺點是在有用功相同時，機械效率會偏低。12．（2023春?湖北期末）小潛在探究斜面的機械效率可能與哪些因素有關時，小潛提出了以下的猜想：A．斜面的機械效率可能與物體的重力有關B．斜面的機械效率可能與斜面的傾斜角有關為了解決以上問題，小潛與幾位同學一起用如圖所示的裝置進行了多次實驗探究，記錄部分實驗數(shù)據(jù)如表：實驗次數(shù)斜面傾角θ物塊重力G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面長s/m有用功W有/J總功W總/J斜面的機械效率η130°5.00.64.21.2①5.0②230°3.00.62.51.21.83.060%345°3.00.82.81.22.43.471%（1）在實驗操作過程中，應平行于斜面向上勻速拉動物塊；實驗時要使木板的傾角變大，應該把木板下面的木塊A向左（選填“左”或“右”）移動。（2）根據(jù)表格數(shù)據(jù)，第1次實驗中①、②數(shù)據(jù)分別為3.0、60%。（3）分析實驗1、2的數(shù)據(jù)，可以得出的結論，對于同一斜面，機械效率與所拉物體的重力無關（選填“無關”或“有關”）。分析實驗2、3的數(shù)據(jù)，可驗證小潛的猜想B（填寫字母）是正確（選填“正確”或“錯誤”）的。