專題15機(jī)械效率（第03期）有用功：利用機(jī)械工作時(shí)對(duì)工作目的物做的功叫有用功；2、無(wú)用而又不得不做的功叫額外功；總功是有用功與額外功之和。

例如：用桶從井中打水。由于工作目的是打水，所以對(duì)水做的功是有用功，對(duì)桶做的功是額外功，人在整個(gè)提水過(guò)程中做的功是總功。

3、機(jī)械效率等于有用功與總功之比，用公式來(lái)表示，其中表示機(jī)械效率，W有用表示有用功，W總表示總功。

注意：由于總小于，機(jī)械效率總小于1。

4、理解機(jī)械效率等于有用功與總功之比。對(duì)于這一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

(1)會(huì)判斷有用功、額外功和總功。知道我們需要的功叫有用功；在工作時(shí)，額外負(fù)擔(dān)而不得不做的功叫額外功；總功是有用功與額外功之和。一般情況下，我們根據(jù)做功的目的來(lái)區(qū)分這三種功。

(2)知道增大機(jī)械效率的方法。

根據(jù)公式可知：如果有用功不變，我們可以通過(guò)減小額外功來(lái)增大機(jī)械效率，（例如我們用輕便的塑料桶打水，而不用很重的鐵桶打水，就是運(yùn)用這個(gè)道理）；如果額外功不變，我們可以通過(guò)增大有用功來(lái)提高機(jī)械效率；（例如，在研究滑輪組的機(jī)械效率時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)同一個(gè)滑輪組，提起的重物越重，機(jī)械效率越高，就是這個(gè)道理）；當(dāng)然了，如果能在增大有用功的同時(shí)，減小額外功更好。

5、機(jī)械效率的測(cè)量：①原理：②應(yīng)測(cè)物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動(dòng)的距離S③器材：除鉤碼、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線外還需刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)。④步驟：必須勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼升高，目的：保證測(cè)力計(jì)示數(shù)大小不變。6、滑輪（組）的機(jī)械效率（一）提升重物問(wèn)題根據(jù)拉力F作用位置不同分為兩種情況（二）水平拉動(dòng)問(wèn)題，也根據(jù)拉力F作用位置不同分為兩種情況典型例題將一定滑輪改為動(dòng)滑輪使用，則它的機(jī)械效率在不計(jì)繩重和摩擦?xí)r（）A．一定提高B．一定降低C．一定不變D．無(wú)法判斷解析：使用滑輪或滑輪組提升重物時(shí)，克服物重所做的功為有用功，克服機(jī)械自重所做的功為額外功，拉力所做的功為總功，當(dāng)將定滑輪改為動(dòng)滑輪使用時(shí)，在相同條件下，所做的額外功增大，由機(jī)械效率公式可知，機(jī)械效率一定降低，因此本題答案選B.答案:B針對(duì)練習(xí)1某同學(xué)家新房裝修時(shí)，在地面與窗臺(tái)間放置一斜木板，將瓷磚沿木板從地面勻速拉上窗臺(tái)。如下圖所示，已知窗臺(tái)高3m，木板長(zhǎng)5m，瓷磚重100N，沿斜面所用拉力50N，則斜面的機(jī)械效率是____________。解析：拉力所做的有用功為：，拉力所做的總功為：，因此，機(jī)械效率為：.針對(duì)練習(xí)2工人師傅用如圖所示的滑輪組，提升重360N的物體A，使物體A以0.1m/s的速度勻速上升．此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為75%．（不計(jì)繩重和軸摩擦）求：（1）繩子自由端拉力FA的功率．（2）用此滑輪組提升重480N的物體B勻速上升時(shí)，此滑輪組的機(jī)械效率．針對(duì)練習(xí)3小明用如圖所示的滑輪組將一個(gè)重為120N的物體勻速提升2m，所用的拉力為50N，此時(shí)拉力所做的功為W，滑輪組的機(jī)械效率為η1；若仍用該滑輪組提升一個(gè)重為170N的物體．此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為η2，則W、η1、.η2分別是多少？（不計(jì)繩重和摩擦）另外，比較η1和η2的數(shù)值你得出了什么結(jié)論？3、當(dāng)提物體的重力G1=120N時(shí)，則拉力做的功W=Fs1=50N×6m=300J；有用功W有用=G1h1=120N×2m=240J，動(dòng)滑輪重G動(dòng)=3F－G1=3×50N－120N=30N，機(jī)械效率；當(dāng)提物體的重力G2=170N時(shí)，有用功W有用2=G2h2，額外功W額外2=G動(dòng)h2，則機(jī)械效率，由計(jì)算可知η1＜η2，我的結(jié)論是：當(dāng)使用同一個(gè)滑輪組裝置時(shí)，如果被提升重物的重力越在，則相應(yīng)的機(jī)械效率就越高。

1、工人師傅利用如圖所示的裝置勻速提升重物，不計(jì)繩重和摩擦，下列說(shuō)法正確的是A．增大提升重物的速度，可以增大有用功B．減小定滑輪的重力，可以減小額外功C．增大提升重物的高度，可以提高機(jī)械效率D．減小動(dòng)滑輪的重力，可以提機(jī)械效率1、D 解析：滑輪組的機(jī)械效率η=W有用/W總=Gh/Fs=Gh/Fnh=G/nF，所以機(jī)械效率的高低與物體被提升的高度和提升速度無(wú)關(guān)，故A、C不正確；使用滑輪組時(shí)，克服動(dòng)滑輪重所做功為額外功，由滑輪組的機(jī)械效率η=W有用/W總=W有用/W有用+W額=Gh/Gh+G動(dòng)h=G/G+G動(dòng)可知，減小動(dòng)滑輪重力可減小額外功，定滑輪的重力不影響額外功的多少，故C不正確、D正確。2、用圖甲、乙兩種方式勻速提升100N的物體，已知滑輪重20N，繩重、摩擦不計(jì)，則（）A.手的拉力：F甲=F乙；機(jī)械效率：η甲=η乙B.手的拉力：F甲＜F乙；機(jī)械效率：η甲＜η乙C.手的拉力：F甲＞F乙；機(jī)械效率：η甲＜η乙D.手的拉力：F甲＞F乙；機(jī)械效率：η甲＞η乙3、如圖，若瓶起子起瓶蓋的機(jī)械效率為90%，這表示A．若作用在起子的動(dòng)力是10N，則阻力是9NB．若作用在起子的阻力是10N，則動(dòng)力是9NC．若作用在起子的動(dòng)力做功1J，則有0.9J的功用于起瓶蓋D．若作用在起子的動(dòng)力做功1J，則有0.1J的功用于起瓶蓋3、C 解析：起子做是一個(gè)杠桿，根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2知，要比較動(dòng)力或阻力大小，必須知道動(dòng)力臂和阻力臂，故A、B錯(cuò)誤；起子的機(jī)械效率為90%表示：在起瓶蓋過(guò)程中，在總功中有90%是用來(lái)起瓶蓋的有用功，10%是額外功，在使用起子過(guò)程中用于起瓶蓋的有用功占總功的90%，即：若動(dòng)力做功1J，則有0.9J功用于起瓶蓋，故C正確、D錯(cuò)誤。選C。4、建筑工人用如圖所示的裝置把重400N的物體勻速提升3m，所用的拉力為300N．則該工人所做的有用功為J，該滑輪組的機(jī)械效率是。若用該裝置提升500N的重物，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率將。4、1200，66.7﹪，增大解析：由圖知，W有=Gh=400N×3m=1200J；W總=F3h=300N×3×3m=2700J，η=W有/W總=1200J/2700J=66.7﹪；在其它條件不變時(shí)，增加物重，有用功增加，機(jī)械效率增大。5、某實(shí)驗(yàn)小組利用圖示裝置研究杠桿的機(jī)械效率，實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：①用輕繩懸掛杠桿一端的O點(diǎn)作為支點(diǎn)，在A點(diǎn)用輕繩懸掛總重為G的鉤碼，在B點(diǎn)用輕繩豎直懸掛一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，使杠桿保持水平；②豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)緩慢勻速上升(保持0點(diǎn)位置不變)，在此過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為F，利用刻度尺分別測(cè)出A、B兩點(diǎn)上升的高度為h1、h2回答下列問(wèn)題：(1)杠桿機(jī)械效率的表達(dá)式為η=____________。(用已知或測(cè)量的物理量符號(hào)表示)(2)本次實(shí)驗(yàn)中，若提升的鉤碼重一定，則影響杠桿機(jī)械效率的主要因素是:___________(3)若只將鉤碼的懸掛點(diǎn)由A移至C，O、B位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機(jī)械效率將_________(選填“變大”、“變小”或“不變”)。定，所以影響杠桿機(jī)械效率的主要因素是杠桿自身的重力．（3）將鉤碼的懸掛點(diǎn)從A點(diǎn)移至C點(diǎn)，改變了鉤碼重力的力臂。鉤碼的懸掛點(diǎn)在A點(diǎn)時(shí)，由杠杠的平衡條件得G?OA=F?OB；懸掛點(diǎn)移至C點(diǎn)時(shí)，由杠杠的平衡條件得G?OC=F?OB，經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，由OA到OC力臂變大，所以拉力F也變大。將鉤碼提升相同的高度，有用功不變；因?yàn)橹亓Φ牧Ρ圩兇?，拉力的力臂是不變的，所以?dāng)把鉤碼提升到相同高度時(shí)，杠桿提升的高度減小，而克服杠桿自重做的額外功減小，因此杠桿的機(jī)械效率變大．6、如圖所示裝置，繩重及摩擦不計(jì)．工人將重為800N的貨物勻速拉至4m高處，工人對(duì)繩的拉力F1為500N．（1）求工人所做的有用功；（2）求滑輪組此時(shí)的機(jī)械效率；（3）求動(dòng)滑輪的重力；1.【2017?重慶A卷】工人師傅用圖5所示的滑輪組，將重為800N的重物緩慢勻速豎直提升3m，人對(duì)繩的拉力F為500N，不計(jì)繩重和滑輪轉(zhuǎn)軸處的摩擦，則（）A.繩子自由端移動(dòng)的距離為9m B.動(dòng)滑輪的重力為200NC.人通過(guò)滑輪組做的有用功為1500J D.滑輪組的機(jī)械效率為53.3%【答案】B【解析】η=故D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)：滑輪組的機(jī)械效率有用功額外功2.【2017?岳陽(yáng)卷】如圖，用300N的力將重為500N的物體在10s內(nèi)勻速提升2m，不計(jì)繩重和摩擦，在此過(guò)程中A．繩子自由端移動(dòng)的距離為6mB．動(dòng)滑輪重100NC．拉力做功的功率為100W D．滑輪組的機(jī)械效率為60%【答案】B【解析】A．繩子自由端移動(dòng)的距離為6m，錯(cuò)誤，繩子段數(shù)為2，移動(dòng)距離為4m；B．動(dòng)滑輪重100N，正確，2F=G物+G動(dòng)，代入，解之得；C．拉力做功的功率為100W，錯(cuò)誤，正確答案為120W；D．滑輪組的機(jī)械效率為60%，錯(cuò)誤，正確答案為83%；故應(yīng)選B?！究键c(diǎn)定位】滑輪組的機(jī)械效率3.【2017?東營(yíng)卷】【答案】B【解析】由圖可知，作用在乙上繩子的股數(shù)是3，更省力些；則提升相同高度時(shí)，甲乙所做的有用功和額外功均相同，故機(jī)械效率一樣大。故本題正確選項(xiàng)是B?！究键c(diǎn)定位】滑輪組的機(jī)械效率。4.某品牌無(wú)人駕駛汽車在一段平直公路上勻速行駛6.9km，用時(shí)5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽車的牽引力是2000N，燃油的熱值為4.6×107J/kg，假設(shè)燃油完全燃燒。通過(guò)計(jì)算可知，下列結(jié)果正確的是（）①汽車行駛速度是20km/h②消耗的燃油完全燃燒放出的熱量是6.9×107J③汽車牽引力做功的功率是30kW④汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是20%A.只有①和②B.只有②和③C.只有①和④D.只有②和④【來(lái)源】2018年山東省泰安市中考物理試題【答案】DP=Fv=2000N×723.6m/s=40000W=40kW④汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的做的功為：W=Fs=2000N汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是：η=WQ放=故選D。5.如圖所示，斜面長(zhǎng)3m，高0.6m，建筑工人用繩子在6s內(nèi)將重500N的物體從其底端沿斜面向上勻速拉到頂端，拉力是150N（忽略繩子的重力）。則下列說(shuō)法正確的是（）A.斜面上的摩擦力是50NB.拉力的功率是50WC.拉力所做的功是300JD.斜面的機(jī)械效率是80%【來(lái)源】【全國(guó)市級(jí)聯(lián)考】2018年四川省廣安市中考物理試題【答案】A點(diǎn)睛：（1）利用W＝Fs計(jì)算該過(guò)程拉力F做的功；利用W有＝Gh求出有用功，利用W額＝W總﹣W有求出額外功，然后利用W額＝fs計(jì)算貨物箱在斜面上受的摩擦力大??；（2）利用P＝Wt求拉力做功功率；（36.如圖所示，用滑輪組提起一個(gè)重為7N的物體，在拉力F＝4N的作用下，10s內(nèi)物體滑豎直方向勻速升高了2m不計(jì)繩重和摩擦，可知拉力F的功率為_(kāi)__W，此滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)______?！緛?lái)源】湖南省衡陽(yáng)市2018年中考物理試題【答案】1.687.5%【解析】解V物＝st＝2m10s＝0.2m/s,因?yàn)閚＝2所以V繩＝2V物＝0.4m/s,拉力的功率P＝FV＝4N×0.47.使用同一個(gè)滑輪組提升物體，提升的物體質(zhì)量越大，滑輪組的機(jī)械效率______(填“越高”“越低”或“不變”)【來(lái)源】2018年菏澤中考物理試題【答案】越大點(diǎn)睛：涉及機(jī)械效率的問(wèn)題時(shí)，關(guān)鍵是要清楚總功、有用功、額外功都在哪，特別要清楚額外功是對(duì)誰(shuí)做的功，使用滑輪或滑輪組時(shí)，額外功為提高滑輪做的功、克服摩擦及繩子重做的功。8.【2017?德陽(yáng)卷】某建筑工地用如圖所示的滑輪組提升重物，工人對(duì)繩的拉力F為400N，并能用10s的時(shí)間將96kg的重物勻速提升2m，則拉力F的功率為W，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為%．（不計(jì)繩重和摩擦，取g=10N/kg）【答案】240；80【解析】由圖知，n=3，則繩端移動(dòng)的距離：s=3h=3×2m=6m，拉力F做的功：W總=Fs=400N×6m=2400J；拉力F做功的功率：P===240W；重物的重力：G=mg=96kg×10N/kg=960N，有用功：W有用=Gh=960N×2m=1920J；滑輪組的機(jī)械效率：η=×100%=×100%=80%?！究键c(diǎn)定位】滑輪（組）的機(jī)械效率；功率的計(jì)算9.如圖所示，用甲、乙兩種滑輪組，分別勻速豎直向上提升同一重物，從相同位置開(kāi)始提升至同一高度處，求：（1）若不計(jì)繩重，滑輪重及摩擦，兩次拉力F1和F2之比；（2）若不計(jì)繩重及摩擦，重物質(zhì)量為400g，動(dòng)滑輪質(zhì)量為100g，勻速拉動(dòng)過(guò)程中甲、乙兩裝置的機(jī)械效率。【來(lái)源】?jī)?nèi)蒙古呼和浩特市2018年中考物理試題【答案】（1）3：2；（2）80%?！窘馕觥拷猓河捎趦裳b置中物重和動(dòng)滑輪重均相同，所以甲、乙兩裝置的機(jī)械效率：η1=η2==×100%=80%。答：（1）若不計(jì)繩重、滑輪重及摩擦，兩次拉力F1和F2之比為3：2；（2）若不計(jì)繩重及摩擦，甲、乙兩裝置的機(jī)械效率都是80%。點(diǎn)睛：本題考查了使用滑輪組時(shí)拉力、機(jī)械效率的計(jì)算，利用好：不計(jì)繩重及摩擦?xí)r，滑輪組的機(jī)械效率η===。10.【2017?煙臺(tái)卷】下面是小明和小紅的“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)報(bào)告．實(shí)驗(yàn)名稱：測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用彈簧測(cè)力計(jì)