机械效率（2考点+6考向）（讲义）2024年中考物理复习（全国）（解析版）.pdf

专题1 4机械效率（讲义）（解析版）A A A -目录考情分析.2知识建构.2考 点 一 机 械 效 率.3夯 基 必备基础知识梳理.3提升必考题型归纳.4考向0 1 有用功、额外功和总功.4考向0 2 机械效率的概念与比较.6考向03滑轮组的机械效率.8考向0 4 斜面机械效率.1 1考向0 5 杠杆机械效率.1 2考点二测量滑轮组的机械效率.1 5夯 基 必备基础知识梳理.1 5提升必考题型归纳.1 6考向06测量滑轮组的机械效率.1 6第 1 页 共 2 0 页一、课标考点分析考点内容课标要求命题预测有用功、额外功和总功(1)知道机械效率；(2)了解提高机械效率的意义和途径；(3)测量某种简单机械的机械效率 机械效率是 简单机械中主要的内容，也是进一步认识简单机械的重要内容，通过对机械效率的理解加深对人类使用的工具发展历程对机械效率的考查题型有：选择题、填空题、实验探究题和综合计算题等主要命题点有：认识有用功、额外功和总功；机械效率的概念及影响机械效率的因素；机械效率的简单计算；常用简单机械的机械效率和测量滑轮组的机械效率等机械效率及其比较滑轮组的机械效率斜面的机械效率杠杆的机械效率测量滑轮组的机械效率二、考情分析 机械效率是力学的重点内容，也是必考内容。

对机械效率的相关考题在中考试卷中所占分值一般在 2-7分之间，选择题和填空题分值一般在2-3分之间，实验题和综合计算题分值一般在4-7分之间对本单元的考查，从出现概率看，主要有：机械效率的概念、影响机械效率的因素、机械效率的比较、滑轮组的机械效率及其相关计算、斜面的机械效率及其相关计算、测量滑轮组的机械效率等有用功：完成某项工作必须要做的功WG第 2 页 共 2 0 页考点一机械效率 夯基-必备基础知识梳理一、有用功、额外功和总功1 .有用功、额外功和总功(1)有用功：完成某项工作必须要做的功，叫做有用功，用w 有表示2)额外功：不得不克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素而多做一些功，这部分功叫做额外功,用表示W 额额外功是对人们没有用但不得不做的功3)总功：有用功与额外功之和是总共做的功，叫做总功，用W 总表示总功、有用功和额外功之间的关系为W 总=W 宥+W 额4)总功、有用功、额外功的单位都是焦(J)2.三种简单机械的有用功、额外功和总功1 .使用机械时额外功不可避免使用机械做功时，额外功是不可避免的由于额外功是我们不需要的，它白白浪费能量，因此使用不同机械来对物体做功时，人们总是希望额外功越少越好，或者说有用功在总功中所占的比例越大越好。

有用功占总功的比例反映了机械的一项性能，在物理学中用机械效率来表示这一性能2.机械效率定义物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率，用n表示公式7=(机械效率是一个比值，它没有单位，通常用百分数表示)%物理意义机械效率越高，做的有用功占总功的比例就越大可变性机械效率不是固定不变的，机械效率反映的是机械在一次做功过程中有用功跟总功的比值，同一机械在不同的做功过程中，有用功不同，机械效率也会不同特点因为使用机械时，不可避免地要做额外功，故任何机械的机械效率都小于1,只有在理想情况下机械效率才为1第3页 共2 0页注意机械效率的高低与是否省力、滑轮组绳子的绕法、物体被提升的高度及速度等无关3.功、功率和机械效率的比较物理量意义定义符号公式单位说明功做功，即能量的转化力与物体在力的方向上移动距离的乘积WW=F sJ(1)功率大小由功和时间共同决定，单独强调任何一方面都是错误的2)功率和机械效率是两个不同的物理量，它们之间没有直接关系功率表示物体做功的快慢功与做功时间之比PtW机械效率反映机械做功性能的好坏有用功与总功之比n一%无4.机械效率的计算机械效率的表达式为=区，三种简单机械的机械效率总结如下:%提 升 必考题型归纳考向0 1 有用功、额外功和总功 例 1 如图甲所示，用水平拉力E=2 0 N 拉着重为5 0 0 N 的物体在水平路面上匀速移动1 m 的距离，如图乙所示，用水平拉力件1 2.5 N 拉着同一物体在同一路面上也匀速移动1 m 的距离，求图乙中使用动滑轮时的:(1)有用功;第4页 共20页(2)总功；(3)机械效率。

答案】(1)20J；(2)25J；(3)80%解析】(1)由图甲：用水平拉力丹=20N拉着重为500N的物体在水平路面上匀速运动，可知物体在水平面上受到的摩擦力 为/4 20N对滑轮组分析，可知绳子的股数为附=2,物体水平方向移动的距离为s=如故有用功为名.法=20N x lm=2OJ(2)总功为唯=加 12.5Nx2xlm=25J(3)根据机械效率公式可得滑轮组的机械效率为*八00%=祟-100%=80%答：(1)有用功为20J；(2)总功为25J；(3)机械效率为80虬【变 式1T 如图所示，小明利用两个倾角不同的斜面进行实验，将同一木块分别从两斜面底端匀速拉至斜面顶端，下列说法正确的是()A.若斜面粗糙程度相同，拉力所做的额外功/甲 额=历乙额B.若斜面粗糙程度相同，拉力所做的额外功/甲额历乙额C.若甲、乙斜面光滑，则拉力尸 甲 尸乙D.若甲、乙斜面光滑，则拉力所做的总功历单总历乙总【答案】B解析】AB.因为两斜面的粗糙程度相同，甲斜面的倾斜程度较小，所以甲斜面的摩擦力较大，同时甲斜面长度较大，由公式/额=4可知拉力做的额外功犷 用 额 犷 乙 额故A错误，B正确；CD.同一木块在高度相同的光滑斜面上运动，所以拉力做的功等于克服重力做的功，即歹歹仍木块的重力和斜面的高度相同，所以拉力所做的总功相同，即心 总=%乙 总由于甲斜面长度较大，所以甲斜面上的拉力较小，即少甲 尸乙故CD错误。

故选B变 式1-2】用同一滑轮组分别将物体M和N匀速提升相同的高度不计绳重与摩擦，若提升M的过程第 5 页 共 2 0 页滑轮组的机械效率较大则提升M的（）A.额外功较小 B.和 N的额外功相同 C.有用功较小 D.总功较小【答案】Bo【解析】A B.用同一滑轮组分别将物体M和 N匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则克服动滑轮自重做的功为额外功的来源，根据W 额外=G动 儿 两种情况下做的额外功相同，A不符合题意，B符合题意;C D.滑轮组的机械效率：n=丁 =理处=1-?，心、，自、因 W 额外相同，提升M的过程滑轮组的机械效率较大，故提升M的过程中做的总功W 总大；两种情况下做的额外功相同，故提升M的过程中做的有用功也较大，CD不符合题意故答案为：B考向0 2 机械效率的概念与比较方 法 技 巧功率和机械效率都是机械本身性能的重要参数，但它们是完全不同的物理量，表示机械完全不同的两个方面.功率表示做功快慢，机械效率表示有用功占总功的比值当不计绳重和摩擦时，机械效率=2乞=-=,即同一滑轮组，其机械效率4 与 G 物和G 动%、G h +G*G+G动有关，G动一定时,G粉 越大，刀 越大；G粉一定时，G动 越大，刀 越小。

例 2】关于功的原理和机械效率的说法正确的是（）A.使用机械提升物体可以省功；B.提升同一物体，使用省力杠杆一定比用等臂杠杆的机械效率大；C.提升同一物体，使用动滑轮一定比用定滑轮的机械效率大；D.使用任何机械提升物体，机械效率都不可能达到100%【答案】D解析】A.根据功的原理，使用任何机械提升物体时，都不能省功，因为不可避免的会做额外功，故A错误；B.提升同一物体，使用省力杠杆不一定比用等臂杠杆的机械效率大，机械效率指的是有用功与总功之比，与是否省力无关，故 B错误；C.提升同一物体，使用动滑轮不一定比用定滑轮的机械效率大，机械效率指的是有用功与总功之比，与是否省力无关，故 C错误；D.使用任何一个机械提升物体时，不可避免的会做额外功，故 D正确变式2-1】如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦下列分析正确的是（）第 6 页 共 2 0 页甲A.甲方式可以省力；B.乙方式不能改变力的方向；C.甲、乙两种方式做的有用功相等;D.甲、乙两种方式的机械效率相等【答案】C o【答案】本题中有用功就是克服物体重力所做的功。

对动滑轮所做的功是额外功，总功等于有用功和额外功之和，机械效率是有用功与总功的比值A.由图可知，甲方式是两个定滑轮，定滑轮的本质是等臂杠杆，不能省力，故 A错误；B.乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，不仅可以省力，也可以改变力的方向，故 B 错误;C.由题可知，甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度，由亚有=0卜可知，W甲 有=W乙 有；故 C 正确；D.由图可知，甲方式是两个定滑轮，乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，乙方式做的额外功大于甲方式做的额外功，有用功相同、总功不相同，根据n=萼可知，两个滑轮组的机械效率不W总相等，故 D错误变式2-2】关于功率、机械效率的说法正确的是（）A.功率大的机器做功一定多 B.额外功占总功比值小的机器机械效率高C.做功多的机器机械效率一定高 D.功率大的机器做功时间一定短【答案】B解析】A.功率是指做功的快慢，功率大的机器做功并不一定多，故 A错误；W,.B.根据机械效率公式 4100%可知额外功占总功比值小的机器，有用功占比大，则其机械效率高，故 B 正确；C.功率大的机械、做功多的机械，额外功不一定小，机械效率不一定高，故 C 错误；D.功率大的机器说明做功快，但做功时间不一定短，故 D错误。

故选B变式2-3】甲乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G、优提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中错误的是（）第7页 共20页A.若G/=2,拉力做的有用功相同；B.若G尸合,拉力做的总功不相同；C.若G尸合,甲的机械效率大于乙的机械效率；D.用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变【答案】Do【解析】A.若&=优，将两个重力相同的物体提高相同的高度，据 生 例 知，拉力做的有用功相同，故A正确，不符合题意；B.由图示知，不计滑轮组摩擦，甲滑轮组提起一个动滑轮，乙滑轮组提起两个动滑轮，甲所做的额外功比乙所做的额外功小，时，所做的有用功相同，所以拉力所做的总功不相同，故B正确，不符合题忌；C.若6=则两个滑轮组所做的有用功相同，甲的额外功小于乙的额外功，甲的总功小于乙的总功，1 J =据 以 知，甲的机械效率大于乙的机械效率，故c正确，不符合题意；D.用相同的滑轮组提起不同的重物，物重起重，机械效率越高，故D错误，符合题意故选Do考向0 3滑轮组的机械效率方 法 技 巧计算滑轮组机械效率的方法有三种：(1)分别求出W看、W&,运 用 公 式 二 区 二 色 计 算；叱鼠 F s(2)已知绕绳方式，运 用 =曲=旦(或 工)计 算；Fs nF nF(3)对不计绳重及摩擦的竖直方向的滑轮组，运用公式_ W有G物 直接计算。

W g G物+G动【例3】在建筑工地，用如图所示的滑轮组把建筑材料运送到高处当电动机用1000N的力拉钢丝绳，使建筑材料在10s内匀速上升1m的过程中，额外功为300J,g取10N/kg则下列说法中正确的是()第8页 共2 0页A.动滑轮重为3 0 0 N；B.电动机对钢丝绳做功的功率为1 0 0 W；C.滑轮组的机械效率为7 0%；D.建筑材料的质量为2 7 0 k g【答案】D o【解析】A.由图知，5 3,额外功为3 0 0 J,若忽略绳重和摩擦，动滑轮的重力但题目中缺少条件“忽略绳重和摩擦”，则动滑轮的重力不等于300N,故 A 错误；B.绳子自由端移动的距离5=3左3 l m=3m电动机对钢丝绳做功r.f i=7 1000NX 3m=3000J电动机对钢丝绳做功的功率为P-9-把 艺=300W/IQsC.滑轮组的机械效率为*察=与上 出鼎国J W U JD.建筑材料的重力G=*L=W*-%=3Q0J-3Q Q J=27gNh h Im建筑材料的质量为k-。