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1、初中物理特长生丛书物理三初中物理特长生丛书（物理三）2005年4月12日第三单元 机械效率基础过关版【双基扫描】1有用功、额外功和总功为实现某种目的（如将重为G的物体搬上h高的地方）而对物体所做的功（Gh），称为有用功。在通过机械对物体做功的过程中，常常还须克服机械的摩擦、机械的自重等因素做功，这部分功有时是我们不需要但又不得不做的功，所以称为额外功。有用功和额外功的总和，称为总功。2机械效率机械效率是表示通过机械对物体做功有效程度的物理量。效率越高，所做总功中有用功的比例就越大。在物理学中，将有用功跟总功的比值，称为机械效率。注意：机械效率与功率并无什么直接的联系。用公式表示为=或=对于滑轮

2、组有：=（如图3-1所示）图3-1对于斜面也有：=（在前面我们已经讲到）几点说明：对于实际中的机械，由于W总=W有用+W额外 W有用，所以机械效率永远小于1。机械效率等于1的机械称为理想机械。对于一个确定的机械，它的机械效率并不是一个固定不变的数，而与使用它所从事的工作有关。一般地说，当滑轮组的摩擦不计时，在将物体提升高度一定的情况下，使用滑轮组所做的额外功是一定的，而滑轮组所承担的物重不同，有用功的多少也就不同，因此滑轮组的机械效率就不同。滑轮组所承担的物重越大，额外功占总功的比例就越小（有用功占总功的比例就越大），滑轮组的机械效率就越高。关于组合机械的机械效率与每个机械单独使用时机械效率的

3、关系在实际生产中，人们往往将两个或更多个简单机械组合在一起使用，此时的组合机械的效率与其中每一个简单机械的效率都有关。如图3-2所示是由斜面和滑轮组组成的一个组合机械，若物体所受的重力为G，斜面长为L、高为h，斜面的机械效率为1，滑轮组的机械效率为2。设动滑轮作用于物体沿斜面向上的拉力为F1，由1=得：图3-2F1=对滑轮来说： 。所以 F=。因此这个组合机械的机械效率为=12。可见，组合机械的总机械效率等于各简单机械效率的乘积。这个结论虽然是通过具体的实例得出来的，但对于其他组合机械也是适用的。【过关训练】一、选择题1下列判断中正确的是 （ ）A省力时一定能省距离 B省力时一定能省功C省力时

4、一定不能省功 D费力时一定能省功2如图3-3所示，将同一物体G分别沿光滑斜面由B、C匀速提升到A时，如若沿斜面的拉力分别为FB、Fc；各个过程拉力做功力为WB、Wc，则它们的大小关系正确的是 （ ）AWBWc，FBFc BWB=Wc，FBFc图3-3CWBWc，FB=Fc DWB=Wc，FB=Fc3下列简单机械在使用时肯定能省力的是 （ ）A斜面 B滑轮 C轮轴 D杠杆4关于机械效率，下列说法中正确的是 （ ）A做功越多的机械，效率越高B越省力的机械，其机械效率越高C总功相同的情况下，额外功越多的，机械效率越低D只要设计合理，对机械精密加工，效率可达1005下列说法中正确的是 （ ）A用水桶从

5、井中提水的时候，对桶做的功是有用功B用水桶从井中提水的时候，对水做的功是总功C桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，对桶做的功是有用功D桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，桶里带了一些水，对桶和水做的功是有用功6图3-4是工人师傅提升重物的示意图，图中滑轮质量相同若把同一货物匀速提升相同的高度（不计摩擦），下列说法正确的是 （ ）A使用定滑轮比使用动滑轮费力，且机械效率也较低B使用定滑轮比使用动滑轮费力，但它们的机械效率相同C使用定滑轮和使用动滑轮的功率一定相同图3-4D工人师傅使用定滑轮比使用动滑轮做功少7在“测定滑轮组机械效率”实验中，下列措施能提高机械效率的是（ ）A增加动滑轮以减小拉力

6、B减少钩码数以减小总功C，减少提升高度以减小总功 D减少动滑轮个数以减小总功8下列说法中正确的是 （ ）A功率越大的机械机械效率一定越高B做有用功越多的机械，机械效率一定越高C越省力的简单机械，机械效率一定越高D有用功一定，额外功越少的机械，机械效率一定越高9下列说法中正确的是 （ ）A功率大的机械做功多 B机械效率大的机械做功多C功率大的机械其效率高 D机械效率越高，额外功与有用功之比越小10使用滑轮组提升重物，能提高机械效率的做法是 （ ）增加提升高度增加滑轮的重量提起更重的物体三种说法都对二、填空题：11在物理学中，把叫做有用功，叫额外功，之和叫总功。12机械效率是跟的比值机械效率高表示

7、。任何机械的机械效率总1，这是因为图3-813在机械效率的有关计算中，如果用W总=FS计算总功，F表示，s表示；图3-5中用W有用=Gh来计算有用功时，G表示，h表示；图3-6中用W有用=fs计算有用功时，f表示，s表示。这也说明克服摩擦做功不一定是额外功图3-714提高机械效率的途径是：有用功一定时，减少功；额外功一定时，增大功 图3-5 图3-6 图3-7 图3-8 图3-915用图3-7所示滑轮组把重240 N的货物升高 4 m若拉力大小为 150 N，则拉力所做的总功为J，有用功为J，此时滑轮组的机械效率为。16用一杠杆提升一桶水，工人用 300 N的向下的拉力拉了1.8 m，水桶升高

8、了 0.6m若杠杆的机械效率为80%，则水与桶的总重为N三、实验与探究题：17用如图3-8所示滑轮组拉起重 200 N的物体，（l）若不计摩擦和滑轮重，则拉力为N，机械效率为；（2）若不计摩擦，每个滑轮重 20 N，则拉力为N，机械效率为；（3）若实际所用拉力为 100 N，把物体提高 2 m，则有用功为J，总功为J，额外功为J，机械效率为（选填“增大”、减少”或“不变”）18测定滑轮组的机械效率，除了需要动滑轮、定滑轮、铁架台和钩码外，还需要、和。(1)测机械效率依据的公式是。(2)填写实验记录表格中缺少的数据。钩码重（N）拉绳子力（N）钩码上升高度（m）绳子自由端移动距离（m）有用功（J）

9、总功（J）机械效率8.440.10.3(3)提升相同的砝码时，若增加动滑轮的个数，机械效率将。（选填“增大”，“不变”，“减小”）五、计算与应用题： 19工人利用图3-9所示的滑轮组提升重物，设绳和滑轮轴处的摩擦不计（1）若用250N的拉力将重400N的物体匀速提起，滑轮组的机械效率多大？（2）仍用此滑轮组，将重1000N的物体匀速提高5m，拉力所做的功是多少？ 20用如图3-10所示滑轮组（绳重及摩擦不计），把重为600 N的物体匀这提高2 m的过程中拉力F1做的功为1440 J若用此滑轮组以3 ms的速度匀速提高重为 1200N的物体，这时拉力为F2求：（1）拉力F2的功率为多少？（2）用

10、这个滑轮组提升600 N重物和1200 N重物两种情况下，机械效率之比为多少图3-10拓展升级版【拓展训练】一、选择题：1如图3-11所示，小冯分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为1；用乙滑轮所做的总动为W2，机械效率为2，若不计绳重与摩擦，则 （ ）AW1= W2 1=2 BW1= W2 12CW1W2 12 DW1W2 122在图3-12所示的滑轮组装置中，所挂重物的重力G=50N，当施 加在绳子自由端的拉力为F=30N，重物恰好匀速上升，绳重及一切摩擦均可忽略不计，由此可知 （ ）A该装置的机械效率为60% B该装置的机械效率为55.6

11、%C该装置中动滑轮重为5N D该装置中动滑轮重为10N3两名运动员，甲比乙高，如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等，则 ( )A甲做功较多，功率较大 B甲做功较多，功率较小C甲做功较多，甲、乙功率相等 D甲、乙做功相等，乙的功率较大 图3-11 图3-12 图3-13 图3-144某人用如图3-13所示的滑轮组匀速提起260N的物体，所用的力为100N，物体提高1m。则下列说法中正确的是 （ ）A拉力做的有用功是100J B拉力做的总功是260JC滑轮组的机械效率是65% D物体上升过程中动能转化为势能5用甲、乙不同的两个斜面将等重的物体匀速拉上同一高度，已知甲、乙斜面长度之比为5：3，甲：

12、乙=3：4，则拉力之比F甲：F乙为 （B ）A5：4 B4：5 C20：9 D9：206如图3-14所示，在相同的时间内，用相同的力F将相同重的物体G提升相同的高度，两种机械中，力做功的功率与机械效率的比较是 （ ）A12 P1P2 B12 P1=P2 C12 P1P2 D1=2 P1=P27一台水泵每分钟可把把4.8吨的水扬高10米，若水泵效率为80%，带动水泵的电动机效率为85%，则电动机与水泵的配套功率应为 （ ）A8千瓦 B12千瓦 C10千瓦 D6千瓦8用滑轮组提升重物，下列哪种方法可以提高滑轮组的机械效率？ （ ）A改变绳的绕法。 B增加重物的提升高度。C减少重物的提升高度。 D增

13、加重物的自重。9一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比较。 （ ）A做的有用功减少了 B总功不变，有用功增加了C总功不变额外功减少了 D有用功不变，总功减少了10用沿斜面方向的力F，作用在重为G的物体上，使物体在斜面上移动s后，升高到h处，则斜面的机械效率应为 （B ）A=100% B=100% C=100% D=100%二、填空题：11用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组提升重物时，人对绳的拉力为70 N每个滑轮重为10N则至少可匀速提N的重物，至多可匀速提起N的重物机械效率最大可达。（不计绳重和摩擦）12如图3-15所示，人利用滑轮组匀速提升重960N的重物，所用拉力为600N，物体升高1m；若动滑轮的重为40N，不计绳重和摩擦，则人做的总功为_J，人做的额外功为_J，滑轮组的机械效率为_。图3-1513用动力臂是阻力臂3倍的杠杆将600N的货物抬高30，手向下压杠杆的力是250N，手下降的高度是 ，人做的总功是 ，有用功是 ，这根杠杆的机械效率是