《机械效率》同步练习题(教师)

第二节 机械效率

一、教材解读

1、有用功可理解为一种“目的”功．例如，用滑轮组匀速提升重物时，使用机械的目

的是提高重物，那么克服物体的重力做的功是有用功，即W

有用=Gh ；又如用滑轮组拉动重物在水平面上与速移动时，使用机械的目的是水平移动重物，那么克服物体与水平面间的摩擦力做的功是有用功，即W 有用=fs ．

额外功是指对人们无用但又不得不额外做的功，即克服机械自重和自身部件的摩擦而做

的功，由于机械自重和摩擦总是存在的，因而额外功是不可避免的，对任何实际的机械总有W 额外＞0．

总功是人们使用机械时动力总共做的功W 总=Fs ，这其中既有通过机械克服物体阻力做

的有用功，又有克服机械自身重力和摩擦做的额外功，所以有用功、额外功和总功的关系是W 总=W 有+W 额外．

2、使用不同的机械做功，需要做的额外功各不相同，我们希望额外功在总功中所占的

比例越小越好，或者说有用功在总功中所占比例越大越好．但由于额外功总是存在的，故有用功总是小于总功，所以，机械效率1%100<⨯=总有用

W W η．

二、激活思维

题型一 考查对有用功、额外功、总功的认识，并能利用公式%100⨯=

总有W W η进行简

单的计算.

例1 一个工人用如图15-1所示的滑轮组提起2000N 的货物，所用的拉力是800N ，

绳子自由端被拉下4m ，下列说法中正确的是 ( )

A ．总功是3200J ，机械效率是40％

B ．有用功是8000J ，机械效率是40％

C ．有用功是3200J ，机械效率是62.5％

D ．总功是3200J ，机械效率是62.5％ 知识点 考查关于滑轮组的使用中总功、有用功=机械效率的计算

闯关点拨 解本题的关键，一是确定承担物重的绳子股数，根据“截线法”知n =4；二

是确定哪个是总功，哪个是有用功．

分析和解 W 总=Fs =800N ×4m=3200J ，∵s =4h ，∴h =

,1m n

s = W 有=Gh =2000N ×1m=2000J ，

图15-1

芳芳的实验记较小提升速度 绳端拉 力（N ） 钩码重

（N ） 机械 效率 较大提升速度 探究结10 4．2 79.4% 4．2 10

物理量 控制因素

79.4% 探究结果 79.4%

绳端拉 力（N ） 钩码重 （N ） 机械 效率 大致相同的

提升速度 兰兰的实验记10 4．2 15 6．0 物理量 控制因素 物(2) W

W W -=总额外有 h G s F h G 物轮-⋅=

h G nh F h G 物轮-⋅=

物轮G n F G -⋅=N N 8005200-⨯=N 200=

答 （1） 被提升的物重800N （2）动滑轮重200N

题型二 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 芳芳和兰兰运用如图图15-3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：

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 可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重都有关；

猜想4 可能与钩码被提升的高度有关。

芳芳和兰兰分别根据各自的猜想进行了探究，实验记录如下表。

（1）请帮助兰兰完成表中的一项计算；

（2）请根据她俩的实验记录，分别在表中写出探究结果。

（3）归纳她俩的实验探究，你所得的结论是：

知识点 测定滑轮组的机械效率，并知道影响滑轮组机械效率的因素

图15-3

闯关点拨 这是一道探究实验题，通过思考对问题提出猜想，进行实验探究，给出了新

课程标准下怎样学、怎样教、怎样考的导向模式．

分析和解 兰兰的实验由记录可知机械效率

%3.83%1003615%100=⨯⨯=⨯=h

h W W 总有

η． 由机械效率%100⨯=总

有

W W η，而W 总=W 有+W 额外．显然机械效率仅由W 有占W 总的比例所决定，而与匀速提升的速度大小无关．芳芳的实验记录表明在做相同的总功和相同的额

外功的前提下改变提升速度，机械效率不变；兰兰的实验记录表明使用相同的滑轮和绳子

的串绕方式，被吊重物越重，W 有在W 总中占的比例越大，机械效率就越高．

答 （1）83.3% （2）芳芳的探究结果：机械效率与匀速提升速度的大小无关；

兰兰的探究结果：机械效率与被提升的钩码重有关（物重增大，机械效率提高）． （3）

实验装置不变，机械效率与匀速提升物体的速度大小无关，与被提升的物重有关（物重

增大，机械效率提高）．

题型三 会综合运用功、功率和机械效率的公式进行有关计算

例1 某工地用图15-4所示的滑轮组匀速提升质量为500kg 的物体，

在重物上升0.8m 的过程中，拉力F 的功率为2500W ，此时滑轮组的机械效

率为80%，求：

（1）滑轮组做的有用功（g 取10N/kg ）。

（2）重物上升的速度。

知识点 功、功率、机械效率的综合计算

闯关点拨 有用功可以用公式W 有=Gh 求出，总功可用公式η有总W W =求得，利用公式

P W t 总=求出时间t ，再利用t

h =υ求出重物上升的速度 解 （1）G=mg=500kg ×10N/kg=5000N

W 有=Gh=500N ×0.8m=4000J

（2）J J W W 50008.04000===η

有总 s W

J P W t 225005000===总总

s m s

m t h /4.028.0

图15-4