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人教版 八年级物理下册 第12章《简单机械》第3节 机械效率 讲义（知识点总结+例题讲解）序号 知识点难易程度 例题数 变式题数 合计 一 有用功和额外功 ★ 3 3 22二 机械效率★★ 4 4 三 测量滑轮组的机械效率 ★★ 2 2 四杠杆和斜面的机械效率★★22一、有用功、额外功、总功：1.有用功（W 有） ：为了达到工作目的，必须要做的功。
如右图，克服物体重力所做的功就是有用功： W 有=GhG ：物体的重力； h ：物体提升的高度；2.额外功（W 额）：对人们没有用但不得不做的功；3.总功（W 总）：利用机械做功时，对机械所做的功叫做总功；4.说明： （1）W 总=W 有+W 额（2）总功、有用功、额外功的单位都是焦（J ）。
5.杠杆和斜面做功：【例题1】水桶掉进水里，打捞时桶里带些水，下列所述中属于有用功的是（）A.把桶中水提高做的功B.手对绳子拉力做的功C.提整个桶做的功D.把桶提高做的功【变式练习1】甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，则（）A.甲吊车的电动机做的有用功较多B.甲吊车的电动机做的总功较多C.乙吊车的电动机做的额外功较多D.甲、乙两吊车的电动机做的总功相同【例题2】卖茶杯的人，从货架上拿起茶杯；喝茶水的人，从桌面上端起盛茶水的茶杯，就两人克服茶杯重力做功的下列说法中正确的是（）A.都是有用功B.都是额外功C.对喝茶的人而言是有用功D.对卖茶杯的人而言是有用功【变式练习2】如图所示，小明用桶把一些沙子运上三楼。
在此过程中（）A.小明克服自身重力所做的功是总功B.小明克服沙子重力所做的功是有用功C.小明克服沙子重力所做的功是额外功D.小明克服桶的重力所做的功是有用功【例题3】如图所示，斜面长度为4m，高度为1.5m，用平行于斜面的拉力F＝50N，将重为100N 的物体由斜面的底端匀速拉到顶端，拉力对物体做的有用功为J，拉力做总功J，物体受到的摩擦力N。
一、选择题
1.（2019 聊城）如图所示，用滑轮组提升重100N的物体时，在10s内绳子自由端被匀速拉下6m。
已
知拉绳子的力F为60N，不计绳重和摩擦，则在此过程中（）
A．物体被提升了2m
B．所做的有用功是300J
C．拉力F的功率是30W
D．滑轮组的机械效率是55.6%
【解答】解：
A、由图可知n＝2，由s＝2h可得，物体被提升的高度h＝s＝×6m＝3m，故A错误；
B、所做的有用功：W有用＝Gh＝100N×3m＝300J，故B正确；
C、拉力做的总功：W总＝Fs＝60N×6m＝360J，
拉力做功的功率：P＝＝＝36W，故C错误；
D、滑轮组的机械效率：η＝＝×100%≈83.3%，故D错误。
故选：B。
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二、填空题
1.（2019 南京）建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示在匀速起吊重4.2×103N的物体时，物
体5s内上升了6m，此过程中有用功为J，钢丝绳移动的速度为m/s；若滑轮组的机械效率为70%，则额外功为J，拉力F为N，其功率为W。
【分析】根据有用功等于物重与物体升高的高度的积；根据速度公式可求物体上升的速度，由v绳
＝nv物可求钢丝绳移动的速度，根据η＝可求总功，额外功等于总功减去有用功，再根据W
＝Fs＝Fnh可求拉力；根据P＝Fv可求功率。
【解答】解：有用功：
W有用＝Gh＝4.2×103N×6m＝2.52×104J；
由图可知，n＝3，钢丝绳移动的速度：
v绳＝nv物＝n×＝3×＝3.6m/s；
由η＝可的总功，
W总＝，
额外功：W额＝W总﹣W有用＝﹣W有用＝W有用（﹣1）＝2.52×104J×（﹣1）＝1.08×104J；
拉力：F＝＝＝＝＝2000N；
拉力的功率：
P＝Fv＝2000N×3.6m/s＝7.2×103W。
故答案为：2.52×104；3.6；1.08×104；2000；7.2×103。
2.（2019 娄底）既可以省力，又可以改变用力方向的滑轮是____（选填“定滑轮”“动滑轮”或“滑轮组”）；利用一个效率为90%的杠杆做100J的总功，其中额外功是____J。
【分析】（1）用定滑轮和动滑轮组成滑轮组，既可以省力，又可以改变力的方向；
（2）知道使用杠杆做的总功和机械效率，利用效率公式求做的有用功，利用杠杆做的额外功等于总功减去有用功。
【解答】解：
（1）使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向；使用动滑轮可以省力，但不可以改变力的方向；用定滑轮和动滑轮组成滑轮组，既可以省力，又可以改变力的方向；
（2）由题知，使用杠杆做的总功W总=100J，η=90%，
由可得做的有用功：
W有用=W总×90%=100J×90%=90J，
则利用杠杆做的额外功：
W额=W总-W有用=100J-90J=10J。
故答案为：滑轮组；10。
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三、解答题
1.（2019 深圳）如图所示，斜面长s=8m，高h=3m。
用平行于斜面F=50N的拉力，将重力为G= 100N
的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时t = 10s 。
求：
（1）有用功W 有 ；
（2）拉力做功的功率P ；
（3）物体受到的摩擦力 f ；
（4）该斜面的机械效率η 。
【解析】
解：（1）有用功为W 有=Gh =100N ⋅ 3m = 300J
（2）拉力所做的功为W 总=Fs =50N ⋅ 8m=400J
拉力的功率为P = W 总 = 400J = 40W
t 10s
（3）额外功为W 额=W 总 − W 有 =400J − 300J=100J
由 W 额=fs 得：
物体受到的摩擦力 f = W 额 = 100J =12.5N
s 8m
（4）斜面的机械效率为η = W 有 = 300J = 75%
W 总 400J
答：（1）有用功为 300J ； （2）拉力的功率为 40W ； （3）物体受到的摩擦力 12.5N ； （4）斜面的机械效率为 75%．
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四、实验探究
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