第05讲 机械效率-2025年新九年级物理暑假预习精品讲义（苏科版 新教材）

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2025年新九年级物理暑假预习精品讲义

第05讲 机械效率

内容导航——预习三步曲

第一步：学

析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习

练习题 讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法

练题型 强知识：9大核心题型精准练

第二步：记

串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握

第三步：测

过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升

知识点1 有用功、额外功与总功

1、有用功：利用机械做功的时候，对人们有用的功就叫做有用功。

2、额外功：并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功。
3、总功：有用功与额外功的和叫总功。
4、总功的计算：W_总=Fs；W_总=W_有用+W_额外。
5、有用功的计算方法：W_有用=Gh；W_有用=W_总-W_额外。
6、额外功的计算方法：W_额外=G′h，W_额外=f_摩s；W_额外=W_总-W_有用。

知识点二：机械效率

1、机械效率概念：有用功跟总功的比值叫做机械效率，通常用百分数表示。

2、计算公式：用W_总表示总功，用W_有用表示有用功，用η表示机械效率，则：。由于额外功不可避免，有用功只是总功的一部分，因而机械效率总小于1。

3、提高机械效率的主要办法
（1）在有用功一定时，尽量减少额外功，采用减轻机械自身的重力和加润滑油来减少摩擦的措施。
（2）在额外功一定时，增大有用功，在机械能够承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力，充分发挥机械的作用。

4、机械效率的大小比较

（1）机械效率由有用功和总功两个因素共同决定，不能理解成：“有用功多，机械效率高”或“总功大，机械效率低”。
（2）当总功一定时，机械做的有用功越多（或额外功越少），机械效率就越高；
（3）当有用功一定时，机械所做的总功越少（或额外功越少），机械效率就越高；
（4）当额外功一定时，机械所做的总功越多（或有用功越多），有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。

5、对于三种简单机械的机械效率的计算总结

5、机械效率的应用

（1）有用功是由使用机械的目的所决定的，当用斜面提升物体时，克服物体重力做的功就是有用功，W_有=Gh。
（2）额外功是克服相互接触物体间的摩擦阻力所做的功，对于斜面而言，W_额=fs。
（3）总功是指动力对所做的功，一般情况下使用斜面时，动力做功W_总=Fs。
（4）由功的原理：“动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功”，而机械克服阻力所做的功就包含了有用功和额外功，即：W_总=W_有+W_额。
（5）机械效率是有用功与总功的比值，只能小于1（理想状态下可能等于1），并且无单位
斜面的机械效率，在同一斜面上，由于倾斜程度相同，即。

一定，故在同一斜面上拉同一物体（粗糙程度相同）时，在斜面上所移动的距离（或物体被提升的高度）不同时，机械效率是相同的。
（6）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度有关，斜面粗糙程度相同时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；斜面的倾斜程度一定时，斜面越粗糙，机械效率越低。

知识点三：有关机械效率的探究实验

1、滑轮（组）机械效率的测量实验

（1）实验目的：测量滑轮组的机械效率。
（2）实验原理：。

（3）实验器材：滑轮组、相同的钩码若干、铁架台、细绳、弹簧测力计、刻度尺
（4）实验步骤：

①用弹簧测力计测量出钩码的重力G；
②按装置图把滑轮组和刻度尺安装好，并记下钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置；
③竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升，读出其示数F，并从刻度尺上读出钩码上升的距离h和绳子末端移动的距离s；
④分别算出有用功W有、总功W总和机械效率η，将各项数据填入表格
⑤增加被提升钩码的个数，重复步骤（2）（3）（4）
实验结论：使用同一滑轮组提升不同的重物时，重物越重，滑轮组的机械效率越大

（5）注意事项
①匀速拉动弹簧测力计，目的是保证弹簧测力计的示数F大小不变。
②为了便于读数，钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置最好取整数。
③多次测量的目的是进行一些必要的比较，利用不完全归纳法总结规律，而不是求平均值。
实验结论：使用同一滑轮组提升不同的重物时，重物越重，滑轮组的机械效率越大。

2、斜面机械效率的测量实验

（1）实验目的：探究斜面的机械效率。
（2）实验器材：斜面（高度可调），木块，弹簧测力计，细线，刻度尺．

（3）实验原理：。

（4）实验步骤：
①用弹簧测力计测出小木块的重力；
②调节斜面的高度并测出斜面的高度，
③测出小木块在斜面上移动的距离，并读出拉力的大小；
④重复做3次，并把数据填入表格；

（5）实验结论：斜面越陡机械效率越高，斜面越缓，机械效率越低。

3、杠杆机械效率的测量实验

用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。

（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为0．5N，钩码总重G为1．0N，钩码上升高度h为0．1m，测力计移动距离s为0．3m，则杠杆的机械效率为66．7%．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：由于使用杠杆时需要克服摩擦做功。
（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：

根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：不能；
请简要说明两条理由：①两次实验时钩码没有挂在同一位置；②仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的。

知识点四：斜面

1、斜面是简单机械的一种，可用于克服垂直提升重物的困难。将物体提升到一定高度时，力的作用距离和力的大小都取决于倾角。如物体与斜面间摩擦力很小，则可达到很高的效率。

2、用F表示力，L表示斜面长，h表示斜面高，物重为G．不计阻力时，根据功的原理得FL=Gh，斜面倾角越小，斜面越长，则越省力，但越费距离。日常生活中常见的斜面，如盘山公路、螺丝钉上的螺纹等。

题型一 有用功和额外功

1．工人用滑轮组把一箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，机械效率提高了，则加润滑油后工人将同样重的货物从一楼提升到五楼时，做的（　　）

A．有用功不变，总功减少                       B．有用功增加，总功增加

C．有用功不变，总功增加                       D．有用功减小，总功减小

2．有用功、额外功和总功

(1)有用功：针对某一目的，人们必须要做的且对人们有用的功，用_______表示。

(2)额外功：对人们没有用但又不得不做的功，用_______表示。

(3)总功： _______与_______之和，用表示，_______。

题型二 机械效率的定义

3．甲、乙两个机械工作时，甲的机械效率为70%，乙的机械效率为50%，则（    ）

A．乙机械更省力

B．乙机械做功更少

C．乙机械做功更慢

D．乙机械做功时有用功占总功的比例更少

4．关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是（　　）

A．功率大的机械，机械效率一定高

B．机械效率越高，有用功与总功的比值越大

C．越省力的机械，机械效率越高

D．机械做功时，做的有用功越多，机械效率越高

5．机械效率

(1)定义：_______跟_______的比值叫作机械效率，用字母_______ 表示。

(2)公式：_______。

(3)大小：使用任何机械都不可避免地要做额外功，因此机械效率总_______1。

题型三 机械效率的大小比较

6．小明背着自己的书包上到教学楼三楼做功的功率和机械效率分别为P₁和₁；某一天，遇到腿脚受伤的小华，于是小明帮忙把小华的书包（两人书包的重力相同）一起背上教学楼三楼，功率和机械效率分别为P₂和₂，若小明两次上楼的速度相同，则下列选项正确的是（　　）

A．P₁＝P₂       B．P₁＞P₂       C．₁＝₂      D．₁＜₂

7．如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式竖直匀速提升同一物体，不计绳子重和摩擦，甲、乙滑轮的机械效率分别为、，则它们的大小关系应是_______。（不计绳重和摩擦）

…………

参考答案

1．A

【详解】加润滑油后工人将同样重的货物从一楼提升到五楼时，货物的重力和提升的高度不变，由W_有=Gh可知，工人所做的有用功不变，在滑轮组上加润滑油后，摩擦力减小，克服摩擦力所做的额外功减少，由W_总=W_有+W_额可知，总功减小，故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

2． (1)(2)(3)     有用功     额外功

【详解】（1）利用机械的时候，对人们有用的功叫有用功。针对某一目的，人们必须要做的且对人们有用的功叫有用功，用表示。

（2）人们不需要又不得不做的功叫额外功，用表示。

（3）[1][2][3]根据总功的定义可知，有用功与额外功之和叫做总功，因此。

…………