机械效率常见题型
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机械效率的中考题型分类例析
一、表格阅读题
例：（2003年金华市）下面是程珂同学测滑轮组效率时记录的数据，实验装置如图所示：
（1）通过表中数据可分析出实验1用______图做的实验，实验2是用______图做的实验．
（2）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论是__________________。
（3）分析比较实验2和实验3可得出结论是____________。
解析：（1）由公式W Fs =得W Gh =有，()W Fs G G h ==+总动．由公式W W η=
有
总
得()W Gh G
W G G h G G η=
==
++有总动动。
由于实验1和2中G 相等，G 动越大，η越小，所以实验1用甲图，实验2用乙图。
（2）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论是提起相同的重物时，使用的滑轮组的动滑轮个数越多，机械效率越小。
（3）比较实验2和实验3可得出结论是使用同一滑轮组，增加提起的物重，可以提高机械效率。
二、常规计算题 例：（2002年南京市）图2是用滑轮组提起重物的装置示意图．物体重G=6×104
牛，滑轮组的机械效率为80％，拉力F 的功率为2.5千瓦，要把重物匀速提升1米，求：
（1）有用功和额外功分别是多少? （2）需用的拉力F 为多大? （3）需用多长时间?
解析：4
4
6101610W Gh ==⨯⨯=⨯有牛米焦
44610807.510W W η==⨯=⨯总有焦焦／／％
4
1.510W W W =-=⨯额外总有用焦
4
4
7.51031 2.510F W s ==⨯⨯=⨯总焦米牛／／（）
练习：（10·天津）某建筑工地上，工人用图15所示的动滑轮将重450N 的物体匀速竖直提升了6m ，若已知动滑轮此时的机械效率为90％。
请计算： （1）工人提升重物所做的有用功是多少？ （2）工人提升重物所做的总功是多少？
练习：（2010•广州）如图所示（滑轮组的绕绳未画出），人以600N 的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了1.5m 、重物匀速上升了0.5m ，已知滑轮组的机械效率为70%（g=10N/kg ） （1）人的拉力的功率多大？ （2）被吊起的重物质量多大？ （3）按题意画出滑轮组的绕绳。
三、纠错型试题 例：（2001年山东烟台）下面给出的是小丽同学对一道作业题的解答，她的解答有部分错误，请你指出她的错误之处，并通过理论推导说明你的说法是正确的。
用滑轮组匀速提升重为2×103牛的物体，作用在绳子自由端的拉力为625牛，拉力所做的功为1.25×104焦，滑轮组的机械效率为80％．若不计绳重及摩擦，提升重物改为3×103牛的物体，那么作用在绳子自由端的拉力多大？
已知：G 1=2×103牛，F 1=625牛，W 1=1.25×104焦，η=80％，G 2=3×103牛．求：F 2。
解：由公式W W η=有总／得4
4
1180% 1.251010W W η==⨯⨯=有总焦焦 由公式W Fs =得411 1.251062520s W F =÷=⨯=总焦牛米／ 4
3
11 102105h W G
==⨯=有焦牛米／／ 由公式22W W G h F s η==有总／／得2230005937.58020F G h
s η⨯===⨯牛米牛米（）
／（％）
解析：小丽解题的错误之处是认为同一滑轮组提升的重物改变后，机械效率保持不变． 理论推导：由公式W Fs =得W Gh =有，W Fs G G h ==+总动() 由公式W W η=
有总得1
1/W Gh W G G h G G
η==+=+有总动动() 由此式可知：同一滑轮组提升不同的重物时，重物越重，机械效率越大。
练习：（2002年南昌市）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，所用的装置如图所示：
（1）安装好实验器材后，记下钩码和拴住弹簧秤的线端原先位置，然后________向上提起弹簧秤，读出_______，测出钩码和拴住弹簧秤的线端上移的距离．
（2）某同学正确测得钩码上升的高度为0.2米，钩码重1.5牛，其他被测和计算的数据如
下表：
上表中肯定错误的数据是________和_________。
（3）若用上述装置提起1.5牛的钩码，机械效率为1η，提起重为3牛的钩码，机械效率为2η，则12___ηη（填“>”
、“<”或“=”）。
四、探究性实验题 例：（2003年宁夏）小红学过“机械效率”后，产生了一个疑问：“机械的机械效率越高是否越省力？”针对这个问题，小红借了一个弹簧测力计，利用家中“案板”和茶杯作了以下实验：
A ．把杯子放在塑料袋中，在杯子中加入适量的水，用弹簧测力计测得杯子和水的重力G ；
B ．用“案板”作斜面，如图4所示，把一只水杯通过细绳与弹簧测力计连接，拉动弹簧测力计，把盛水的杯子匀速拉上斜面；
C ．分别测出拉力F ，杯子移动的距离s 和升高的高度h ；
（1）计算并将数据填入表中4个空格；
（2）小红的疑问是否得到解决?分析实验数据，能得出什么结论？ （3）完成上面实验后，小红又产生一个猜想：“如果减小斜面的摩擦，可以提高斜面的机械效率。
”
①请你先用所学知识，说明小红的猜想是否正确（简述理由）； ②请你设计一个实验，进一步证明你对小红猜想的判断。
（可以简要说明在前面实验的 基础上要做哪些新的实验操作）
解析：（1）根据W Gh W Fs W W η===有用总有用总，，／可得： 110.50.8 W J W J ==有用总，，120.6250.74ηη==，
（2）分析实验数据可知：使用斜面时，并非是机械效率越高越省力，可见“机械效率越高越省力”是错误的．
（3）①小红的猜想是正确的，因为在有用功一定时，通过减小摩擦，可减小额外功，从而提高机械效率。
②在小红设计的实验方案的基础上，应增加的实验操作有。
a ．保持斜面的倾角不变，在斜面（案板）表面铺不同材料（如纸、玻璃、毛巾等）改变摩擦．b ．将水杯沿斜面匀速提升一定高度或沿斜面移动一定距离，再分别求出各次的机械效率。
练习：（2003年河南省）在做“测滑轮组的机械效率”的实验中，小
明和同学们测得图5中甲、乙两个滑轮组的机械效率不同。
（1）实验后小明想：对于同一个滑轮组，它的机械效率是否不变呢?经过思考后他认为：即使像图甲那样已绕好的滑轮组，机械效率也不是固定的，还应该与__________有关，并用实验验证了自己的猜想是正确的，小明的实验方法是___________。
（2）小明将自己所做的上述实验告诉他的同学，大家探究的欲望更加强烈，大家认为：用滑轮组提升重物时，提升动滑轮所做的功对人们是没有用的，所以，_____________也应该是影响滑轮组机械效率高低
的主要因素．小明说：其实大家已测得的甲、乙两个滑轮组的机械效率不同，就证明了这一点。
杨老师提醒同学们说：大家应该注意到，在探究影响滑轮组机械效率高低的因素时，我们没有考虑摩擦的因素。
五、综合题
例：用如图所示的滑轮组把一个浸在水中且质量是m ＝39kg 的铁块匀速提升2m ，拉力F 为196N 。
求滑轮组的机械效率（已知3
3
7.810/kg m ρ=⨯铁）
解析：滑轮组对物体所做有用功W 有用并不是克服重力所做的功GH ，而是动滑轮提起物体的力T （大小为G －F 浮）所做的功（F 浮为物体所受的浮力）。
物体所受重力 G ＝39×9.8＝382.2N
铁块的体积V ＝m/ρ铁＝39/（7.9×103）＝5×
铁块所受浮力
绳对物体的拉力
滑轮组对物体所做有用功
F 对机械能做总功19661176W FS J ⨯总＝＝＝
所以
练习：如图所示，物重G ＝100N ，F ＝25N ，物体与水平面间的摩擦力是f ＝10N ，使物体匀速前进S 物＝3m ，求该滑轮组的机械效率η。
练习：如图所示，物体A 的质量m =12kg ，在拉力F 的作用下，物体A 以0.1m/s 的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为12N ，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长。
求：
（1）物体A 与水平面间摩擦力f 的大小； （2）拉力F 的大小；
（3）物体A 运动10s 的过程中，拉力F 所做的功。
练习：如图所示，斜面长S=10m，高h=4m．用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B．运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功。
求：
（1）运动过程中克服物体的重力做的功；
（2）斜面的机械效率；
（3）推力F的大小．。
