第五节：机械效率
〘目标〙（1）通过“再探动滑轮”，知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系。
（2）知道机械效率的概念、公式，会计算某种简单机械的机械效率。
（3）认识机械效率的物理意义，知道机械效率总小于1。
（4）能设计实验，测定某种简单机械的机械效率，知道提高机械效率的主要方法。
〘重点〙（1）知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系，会计算某种简单机械的机械效率。
（2）会测量滑轮组机械效率，知道提高滑轮组机械效率的方法。
〘难点〙正确判断有用功、总功，理解机械效率的物理意义。
〘课时安排〙5课时
第一课时
〘要点1〙 再探动滑轮
〖猜想〗在使用动滑轮提升重物的过程中，若不计滑轮重、绳重及摩擦，人对
绳子做的功 （等于/大于/小于）动滑轮对重物做的功；设想一
下：如果动滑轮很重，绳与滑轮间的摩擦较大，则动力对绳子做的功
应 （等于/大于/小于）动滑轮提升重物所做的功。
〖讨论〗（1）手拉绳做的功与动滑轮拉物体做的功相等吗？哪一个做的功多一些？ （2）你认为产生这一现象的原因是什么？ 〖总结〗 〖辨析〗（1）用水桶从井中提水时，所做的功中哪些是有用功？哪些是额外功？
（2）桶掉到井里，捞桶时桶里带了些水，所做的功中哪些是有用功？哪些是额外功？
〘要点2〙 什么是机械效率
〖总结〗
〖应用〗计算用图示三种方法将砂子运上三楼时所做的有用功、额外功、总功和机械效率。
〖例1〗下列有关机械效率的概念的叙述中，正确的是（ ）
A ．做功越多的机械，机械效率一定越高 B ．做功快的机械，机械效率一定高
C ．省力多的机械，机械效率一定高 D ．机械效率越大，有用功占总功的比值越大
〖例2〗下列说法正确的是（ ）
A ．效率高的机械，功率一定大 B ．做功时间长的机械，功率一定大
C ．所有机械的机械效率都小于l D ．功率大的机械．做功-一定多
〖例3〗下列说法中正确的是（ ）
A ．机械效率越高，做的有用功越多 B ．机械效率越低，做的额外功越多
C ．机械效率越高，做的总功越少 D ．机械效率越低，额外功占的比例越大
〖例4〗值日时，小明将一桶水从一楼提到二楼。此过程中，关于做功的说法正确的是（ ）
A ．对桶做的功是有用功 B ．对水做的功是有用功
C ．对水做的功是额外功 D ．克服自身重力做的功是总功
〖例5〗如图是某工人用滑轮组提升重物，工人用360N 拉力将重为600N 的重物匀
速提升10m ，需要时间50s 。求：（1）有用功；（2）总功；（3）额外功；
（4）机械效率；（5）工人做功的功率。
〖例6〗某工人用动滑轮在20s 内将3000N 的物体匀速提高4m ，已知动滑轮的机械
效率是80％。求：（1）该工人所做的总功是多少? （2）他所用拉力是多
少？（3）他所用动滑轮重力是多少？（4）他做功的功率是多少瓦?
第二课时
〘复习与思考〙
如图，动滑轮重20N ，物体重80N ，不计绳重和摩擦：
（1）请你在图中画出一种绕绳方法。
（2）根据你的绕绳方法，用滑轮组将物体匀速提升1m 时，求作用在绳子上的拉力、
有用功和滑轮组的机械效率。
〘要点3〙 探究影响滑轮组机械效率的因素
〖原理〗
〖方案〗需要测量的物理量有： 、
、
、
。
〖器材〗铁架台、滑轮组、钩码、 、 。
〖注意〗实验时应 、 拉动弹簧测力计。
〖讨论〗测量时，若突然用力拉动，则测得的机械效率将 ；若在弹簧测力计静止时读
数，则测得的机械效率将 ；若弹簧测力计没有竖直向上拉，则测得的机械效 率将 。
〖分析〗（1）同一动滑轮，提升重物至同样高度，物重增加，做的有用功 ，额外功
（2）提升同一重物至同样高度，动滑轮越重，或使用的动滑轮越多，做的有用功
，总功
〖总结〗
〖质疑〗如果没有刻度尺，如何测出滑轮组的机械效率？
〖例1〗如图所示，某同学用重为10N 的动滑轮匀速提升重为50N 的物体。不计
摩擦，则该同学所用拉力F 的可能值是（ ）
A ．20N B ．25N C ．30N D ．
35N
〖例2〗在不计摩擦和绳子质量的情况下，分别使用定滑轮、动滑轮、滑轮组（两个定滑轮和
两个动滑轮）匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组，则下列选项正确的是（ ）
A ．η组
〖例3〗用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N 的物体匀速提升1m ，不计摩擦和
绳重，滑轮组的机械效率为60％．则下列选项错误的是（ ）
A ．拉力大小一定是125N B ．有用功一定是150J
C ．总功一定是250J D ．动滑轮重一定是100N
〖例4〗用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相
同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确
的是（ ）
A ．绳子受的拉力F 1和F 2大小相等，滑轮组的机械效率相同
B ．绳子受的拉力F 1和F 2大小不相等，滑轮组的机械效率不同
C ．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等
D ．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等
〖例5〗用如图所示的甲、乙两种方式匀速提升重为100N 的物体，已知滑
轮重20N 、绳重和摩擦力不计。则（ ）
A ．手的拉力：F 甲=F 乙；机械效率：η甲=η乙
B ．手的拉力：F 甲＜F 乙；机械效率：η甲＜η乙
C ．手的拉力：F 甲＞F 乙；机械效率：η甲＜η乙
D ．手的拉力：F 甲＞F 乙；机械效率：η甲＞η乙
〖例6〗某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下
表所示，第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。
（1）比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，
滑轮组的机械效率越 。
（2）第3次实验中所做的有用功是 J ，机械效率是________。
（3）第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，对动滑轮所做的额外功 ，因
而，由第2、3次实验可知：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小 。
（4）综合上述结论，提高机械效率的方法有 有用功， 额外功。
〖例7〗某同学在“测滑轮组机械效率”的实验中，用图甲所示的装置匀速
提起重物，并做了如下实验记录：
（1）对该同学实验记录进行有关分析后发现他的实验结果违背物
理规律，其表现在于： 。
（2）图乙是测力计的放大图。结合图甲你会发现导致实验结果违背
物理规律的原因是 。
（3）纠正错误后，可计算该滑轮组的机械效率为
第五节：机械效率
〘目标〙（1）通过“再探动滑轮”，知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系。
（2）知道机械效率的概念、公式，会计算某种简单机械的机械效率。
（3）认识机械效率的物理意义，知道机械效率总小于1。
（4）能设计实验，测定某种简单机械的机械效率，知道提高机械效率的主要方法。
〘重点〙（1）知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系，会计算某种简单机械的机械效率。
（2）会测量滑轮组机械效率，知道提高滑轮组机械效率的方法。
〘难点〙正确判断有用功、总功，理解机械效率的物理意义。
〘课时安排〙5课时
第一课时
〘要点1〙 再探动滑轮
〖猜想〗在使用动滑轮提升重物的过程中，若不计滑轮重、绳重及摩擦，人对
绳子做的功 （等于/大于/小于）动滑轮对重物做的功；设想一
下：如果动滑轮很重，绳与滑轮间的摩擦较大，则动力对绳子做的功
应 （等于/大于/小于）动滑轮提升重物所做的功。
〖讨论〗（1）手拉绳做的功与动滑轮拉物体做的功相等吗？哪一个做的功多一些？ （2）你认为产生这一现象的原因是什么？ 〖总结〗 〖辨析〗（1）用水桶从井中提水时，所做的功中哪些是有用功？哪些是额外功？
（2）桶掉到井里，捞桶时桶里带了些水，所做的功中哪些是有用功？哪些是额外功？
〘要点2〙 什么是机械效率
〖总结〗
〖应用〗计算用图示三种方法将砂子运上三楼时所做的有用功、额外功、总功和机械效率。
〖例1〗下列有关机械效率的概念的叙述中，正确的是（ ）
A ．做功越多的机械，机械效率一定越高 B ．做功快的机械，机械效率一定高
C ．省力多的机械，机械效率一定高 D ．机械效率越大，有用功占总功的比值越大
〖例2〗下列说法正确的是（ ）
A ．效率高的机械，功率一定大 B ．做功时间长的机械，功率一定大
C ．所有机械的机械效率都小于l D ．功率大的机械．做功-一定多
〖例3〗下列说法中正确的是（ ）
A ．机械效率越高，做的有用功越多 B ．机械效率越低，做的额外功越多
C ．机械效率越高，做的总功越少 D ．机械效率越低，额外功占的比例越大
〖例4〗值日时，小明将一桶水从一楼提到二楼。此过程中，关于做功的说法正确的是（ ）
A ．对桶做的功是有用功 B ．对水做的功是有用功
C ．对水做的功是额外功 D ．克服自身重力做的功是总功
〖例5〗如图是某工人用滑轮组提升重物，工人用360N 拉力将重为600N 的重物匀
速提升10m ，需要时间50s 。求：（1）有用功；（2）总功；（3）额外功；
（4）机械效率；（5）工人做功的功率。
〖例6〗某工人用动滑轮在20s 内将3000N 的物体匀速提高4m ，已知动滑轮的机械
效率是80％。求：（1）该工人所做的总功是多少? （2）他所用拉力是多
少？（3）他所用动滑轮重力是多少？（4）他做功的功率是多少瓦?
第二课时
〘复习与思考〙
如图，动滑轮重20N ，物体重80N ，不计绳重和摩擦：
（1）请你在图中画出一种绕绳方法。
（2）根据你的绕绳方法，用滑轮组将物体匀速提升1m 时，求作用在绳子上的拉力、
有用功和滑轮组的机械效率。
〘要点3〙 探究影响滑轮组机械效率的因素
〖原理〗
〖方案〗需要测量的物理量有： 、
、
、
。
〖器材〗铁架台、滑轮组、钩码、 、 。
〖注意〗实验时应 、 拉动弹簧测力计。
〖讨论〗测量时，若突然用力拉动，则测得的机械效率将 ；若在弹簧测力计静止时读
数，则测得的机械效率将 ；若弹簧测力计没有竖直向上拉，则测得的机械效 率将 。
〖分析〗（1）同一动滑轮，提升重物至同样高度，物重增加，做的有用功 ，额外功
（2）提升同一重物至同样高度，动滑轮越重，或使用的动滑轮越多，做的有用功
，总功
〖总结〗
〖质疑〗如果没有刻度尺，如何测出滑轮组的机械效率？
〖例1〗如图所示，某同学用重为10N 的动滑轮匀速提升重为50N 的物体。不计
摩擦，则该同学所用拉力F 的可能值是（ ）
A ．20N B ．25N C ．30N D ．
35N
〖例2〗在不计摩擦和绳子质量的情况下，分别使用定滑轮、动滑轮、滑轮组（两个定滑轮和
两个动滑轮）匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组，则下列选项正确的是（ ）
A ．η组
〖例3〗用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N 的物体匀速提升1m ，不计摩擦和
绳重，滑轮组的机械效率为60％．则下列选项错误的是（ ）
A ．拉力大小一定是125N B ．有用功一定是150J
C ．总功一定是250J D ．动滑轮重一定是100N
〖例4〗用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相
同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确
的是（ ）
A ．绳子受的拉力F 1和F 2大小相等，滑轮组的机械效率相同
B ．绳子受的拉力F 1和F 2大小不相等，滑轮组的机械效率不同
C ．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等
D ．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等
〖例5〗用如图所示的甲、乙两种方式匀速提升重为100N 的物体，已知滑
轮重20N 、绳重和摩擦力不计。则（ ）
A ．手的拉力：F 甲=F 乙；机械效率：η甲=η乙
B ．手的拉力：F 甲＜F 乙；机械效率：η甲＜η乙
C ．手的拉力：F 甲＞F 乙；机械效率：η甲＜η乙
D ．手的拉力：F 甲＞F 乙；机械效率：η甲＞η乙
〖例6〗某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下
表所示，第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。
（1）比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，
滑轮组的机械效率越 。
（2）第3次实验中所做的有用功是 J ，机械效率是________。
（3）第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，对动滑轮所做的额外功 ，因
而，由第2、3次实验可知：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小 。
（4）综合上述结论，提高机械效率的方法有 有用功， 额外功。
〖例7〗某同学在“测滑轮组机械效率”的实验中，用图甲所示的装置匀速
提起重物，并做了如下实验记录：
（1）对该同学实验记录进行有关分析后发现他的实验结果违背物
理规律，其表现在于： 。
（2）图乙是测力计的放大图。结合图甲你会发现导致实验结果违背
物理规律的原因是 。
（3）纠正错误后，可计算该滑轮组的机械效率为