全国各地名校2026届九年级（初三）中考物理一轮复习专题14 机械效率（复习讲义）试卷含答案

这是一份全国各地名校2026届九年级（初三）中考物理一轮复习专题14 机械效率（复习讲义）试卷含答案，共6页。
01· TOC \ "1-2" \h \z \u \l "_Tc212278645" 考情剖析·命题前瞻1
02· \l "_Tc212278646" 时空导航·网络构建3
03·考点通关·靶向突破 \l "_Tc212278647" 3
\l "_Tc212278648" 考点1 机械效率3
\l "_Tc212278649" 考点2 测量滑轮组的机械效率7
04· \l "_Tc212278651" 素养拓展·思维进阶9
05· \l "_Tc212278652" 优题精选·练能提分10
考点1 机械效率
【课标要求】知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。
1．有用功和额外功
如图甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，算拉力所做的功。如图乙所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，计算弹簧测力计的拉力所做的功。
虽然在两次实验中钩码被提升了相同的高度，但第二次实验中拉力做的功要多一些。在第二次实验中，将钩码提升一定的高度是我们的工作目的。
（1）有用功：动滑轮对 的拉力所做的功叫作有用功，用W有用表示。
（2）总功：弹簧测力计的 所做的功，叫作总功，用W总表示。总功等于有用功与额外功之和，即W总= 。
（3）额外功：用动滑轮提升钩码时，我们还不可避免地要克服动滑轮本身所受的 以及 等因素的影响而多做一些功，这部分功叫作额外功，用W额外表示。
（4）区分有用功与额外功的关键：看我们需要达到什么做功目的。例如:用桶将水从水井中提上来，克服水重做的是有用功，而克服桶重做的是额外功;如果是捞出掉入水井中的水桶,则克服桶重做的是有用功，而克服桶带出来的水的重力所做的功是额外功。
（5）大量实验表明，动力对机械所做的功（总功）总是大于机械对外所做的功（有用功）。事实上，使用任何机械都 省功。
（6）三种简单机械的有用功、额外功和总功
2．机械效率
（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。在保证所做有用功一定的情况下，人们总是希望额外功越少越好，即额外功在总功中所占的比例越小越好，也就是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
（3）功、功率和机械效率的比较
（4）机械效率的计算
机械效率的表达式为，三种简单机械的机械效率总结如下：
1．【结合斜面模型考查有用功和额外功】（2025·山东威海）如图所示，用150N的推力沿斜面向上将重为500N的小车从斜面（高1.2m，长5m）底端匀速推到顶端，用时20s。则推力做功为 J，有用功的功率为 W。
2．【结合工程实践考查动滑轮的机械效率】（2025·四川攀枝花）工人利用如图所示的滑轮提升货物。已知滑轮重80N，货物重720N，不计绳重及摩擦，则工人用该滑轮匀速提升货物时的拉力为 N，该滑轮的机械效率为 。
3．【结合塔吊考查滑轮组的机械效率】（2025·青海）塔吊是现代建筑业常见的一种机械设备，学完滑轮组的小文自制了一张塔吊简易图。如图所示，下方所挂物体的重力为1200N，动滑轮的自重为300N，不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦，则绳端的拉力F= N，此装置的机械效率η= 。
考点2 测量滑轮组的机械效率
【课标要求】测量滑轮组的机械效率。
1．测量滑轮组的机械效率
2．影响滑轮组机械效率的主要因素与改进措施
1．【考查测量滑轮组的机械效率】（2025·四川广安）小丽用图甲所示的装置，测量滑轮组的机械效率。根据所学知识回答下列问题。
(1)实验时应该竖直向上 （选填“匀速”或“变速”）拉动弹簧测力计；
(2)她按照正确步骤进行了3次实验，记录数据如表格所示。第1次实验中，绳子自由端移动的距离①为 ；第3次实验中，机械效率②为 ；
(3)她将图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，得出图乙装置更 。（选填“省力”或“费力”）
一、机械效率的综合计算
1.计算滑轮组机械效率的方法有三种：
（1）分别求出W有、W总，运用公式计算；
（2）已知绕绳方式，运用（或）计算；
（3）对不计绳重及摩擦的竖直方向的滑轮组，运用公式直接计算。
2.对于斜面，有W总=W有+W额=Gh+fs，故斜面的机械效率。
3.杠杆机械效率的计算对于杠杆，不计摩擦时，有W总=W有+W额=Gh+G杆h杆，其中，G杆为杆的重力，h杆为杠杆重心移动的距离。故杠杆的机械效率。
4.当物体浸在液体中时，则有：
，，。
【教考衔接】（2025·山东潍坊）如图甲所示，电动机通过滑轮组沿斜面匀速拉动重为900N的货物，电动机的输出功率恒为240W。0~10s内货物运动的路程随时间变化关系如图乙所示，货物被提升的高度为2m。不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，则0~10s内（ ）
A．斜面对货物的支持力做功为1800J
B．电动机对绳子的拉力为600N
C．货物受到斜面的摩擦力为150N
D．滑轮组的机械效率为80％
1．（2025·四川）如图所示，用F=250N的拉力，在20s内将重为400N的物体匀速提升了4m，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．物体上升的速度为0.4m/sB．滑轮的机械效率为62.5%
C．滑轮的机械效率为80%D．滑轮的机械效率为83.3%
2．（2025·山东日照）2024年，日照港跻身全球5亿吨大港阵营。如图所示，工人用电动机驱动的起重机搬运质量为10t的集装箱。先在100s内将集装箱匀速提升10m，此过程电动机的功率为1.2×104W。然后起重机又在100s内将集装箱沿水平方向匀速移动了5m，此过程的电动机的功率为1×102W。不计空气阻力，g取10N/kg。下列说法正确的是（ ）
A．在上升过程中，起重机对集装箱做的功为1.2×106J
B．在上升过程中，起重机对集装箱做功的功率为1×104W
C．在上升过程中，起重机的机械效率为100%
D．在水平移动过程中，起重机对集装箱做的功为1×104J
3．（2025·甘肃兰州）某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离和物体上升的高度随时间变化的关系分别如图线a、b所示。已知物体的质量为0.5kg，动滑轮的质量为0.1kg，绳子自由端的拉力F为2.5N。则在0～5s的时间内，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.02m/sB．滑轮组的有用功为0.5J
C．拉力F的功率为0.05WD．滑轮组的机械效率为83.3%
4．（2025·四川广元）用如图所示的滑轮组将重450N的物体M沿水平地面匀速拉动1m，绳子末端拉力F大小为40N，物体M所受摩擦力大小是物重的0.2倍。则下列说法错误的是（ ）
A．物体M所受摩擦力方向水平向左
B．绳子末端移动的距离为3m
C．该滑轮组的机械效率为70%
D．在绳子与滑轮间加润滑油可提高滑轮组的机械效率
5．（2025·黑龙江大庆）如图所示，用滑轮组将汽车沿水平方向匀速拉动，20s汽车移动了5m。已知绳端拉力F为900N，汽车受到的阻力为1500N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳端移动的距离为15mB．此滑轮组的机械效率约为83.3%
C．汽车受到的拉力为1800ND．绳端拉力F的功率为750W
6．（2025·江苏淮安）如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的物体，所用拉力F=100N，经过2s物体上升0.2m，拉力F做的功为 J，拉力F做功的功率为 W。此过程中定滑轮的机械效率为 。
7．（2025·宁夏）提高机械效率对节能减排、提高经济效益有重要意义。下列措施能提高图中动滑轮机械效率的是( )
A．减小物重 B．增大拉力 C．增大滑轮自重 D．给滑轮加润滑油
选择理由： 。
8．（2025·陕西）如图所示，用一个动滑轮将重为200N的物体匀速提升3m，拉力F所做的功为660J。
(1)使用该滑轮匀速提升物体时所做的有用功是多少？
(2)使用该滑轮匀速提升物体时的额外功是多少？
9．（2025·山东淄博）家电“国补”政策拉动了消费，给市民带来了实惠。某小区业主购买了一台100英寸电视机，由于楼梯、电梯空间不足，工人师傅采取室外吊装方式上楼。已知电视机及包装箱总重720N，竖放时与水平地面的接触面积为6×103cm2。吊装时工人师傅用滑轮组在100s内将包装箱匀速提高20m，示意图如图所示。每个滑轮重80N，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。求：
(1)拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强；
(2)拉力F的功率；
(3)滑轮组的机械效率。
10．（2025·四川资阳）如图所示，某同学通过滑轮组将深井中的物体向上提升。提升过程中，该同学拉住绳的末端以速度v匀速向右移动，将质量m=80kg的物体匀速提升了h=2m。动滑轮质量m动=10kg，不计绳重，不计绳与滑轮间、滑轮内部的摩擦，不计滑轮的大小，g取10N/kg。完成下列问题：
(1)求上述提升过程中该同学向右移动的距离s；
(2)求上述提升过程中该同学所受地面摩擦力的大小f；
(3)求上述提升过程中滑轮组的机械效率η（结果保留一位小数）。
专题14 机械效率
目 录
01· TOC \ "1-2" \h \z \u \l "_Tc212278645" 考情剖析·命题前瞻1
02· \l "_Tc212278646" 时空导航·网络构建3
03·考点通关·靶向突破 \l "_Tc212278647" 3
\l "_Tc212278648" 考点1 机械效率3
\l "_Tc212278649" 考点2 测量滑轮组的机械效率7
04· \l "_Tc212278651" 素养拓展·思维进阶10
05· \l "_Tc212278652" 优题精选·练能提分11
考点1 机械效率
【课标要求】知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。
1．有用功和额外功
如图甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，算拉力所做的功。如图乙所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，计算弹簧测力计的拉力所做的功。
虽然在两次实验中钩码被提升了相同的高度，但第二次实验中拉力做的功要多一些。在第二次实验中，将钩码提升一定的高度是我们的工作目的。
（1）有用功：动滑轮对钩码的拉力所做的功叫作有用功，用W有用表示。
（2）总功：弹簧测力计的拉力所做的功，叫作总功，用W总表示。总功等于有用功与额外功之和，即W总=W有用+W额外。
（3）额外功：用动滑轮提升钩码时，我们还不可避免地要克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫作额外功，用W额外表示。
（4）区分有用功与额外功的关键：看我们需要达到什么做功目的。例如:用桶将水从水井中提上来，克服水重做的是有用功，而克服桶重做的是额外功;如果是捞出掉入水井中的水桶,则克服桶重做的是有用功，而克服桶带出来的水的重力所做的功是额外功。
（5）大量实验表明，动力对机械所做的功（总功）总是大于机械对外所做的功（有用功）。事实上，使用任何机械都不能省功。
（6）三种简单机械的有用功、额外功和总功
2．机械效率
（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。在保证所做有用功一定的情况下，人们总是希望额外功越少越好，即额外功在总功中所占的比例越小越好，也就是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
（3）功、功率和机械效率的比较
（4）机械效率的计算
机械效率的表达式为，三种简单机械的机械效率总结如下：
1．【结合斜面模型考查有用功和额外功】（2025·山东威海）如图所示，用150N的推力沿斜面向上将重为500N的小车从斜面（高1.2m，长5m）底端匀速推到顶端，用时20s。则推力做功为 J，有用功的功率为 W。
【答案】 750 30
【详解】[1]推力做功W=Fs=150N×5m=750J
[2]有用功W有=Gh=500N×1.2m=600J
有用功的功率
2．【结合工程实践考查动滑轮的机械效率】（2025·四川攀枝花）工人利用如图所示的滑轮提升货物。已知滑轮重80N，货物重720N，不计绳重及摩擦，则工人用该滑轮匀速提升货物时的拉力为 N，该滑轮的机械效率为 。
【答案】 400 90%
【详解】[1]由图可知，动滑轮上承担物重的绳子段数，工人用该滑轮匀速提升货物时的拉力
[2]设物体上升的距离为h，则绳端移动的距离
该滑轮的机械效率
3．【结合塔吊考查滑轮组的机械效率】（2025·青海）塔吊是现代建筑业常见的一种机械设备，学完滑轮组的小文自制了一张塔吊简易图。如图所示，下方所挂物体的重力为1200N，动滑轮的自重为300N，不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦，则绳端的拉力F= N，此装置的机械效率η= 。
【答案】 750 80%
【详解】[1]由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦，则绳端的拉力
[2]此装置的机械效率
考点2 测量滑轮组的机械效率
【课标要求】测量滑轮组的机械效率。
1．测量滑轮组的机械效率
2．影响滑轮组机械效率的主要因素与改进措施
1．【考查测量滑轮组的机械效率】（2025·四川广安）小丽用图甲所示的装置，测量滑轮组的机械效率。根据所学知识回答下列问题。
(1)实验时应该竖直向上 （选填“匀速”或“变速”）拉动弹簧测力计；
(2)她按照正确步骤进行了3次实验，记录数据如表格所示。第1次实验中，绳子自由端移动的距离①为 ；第3次实验中，机械效率②为 ；
(3)她将图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，得出图乙装置更 。（选填“省力”或“费力”）
【答案】(1)匀速
(2) 9 80.0%
(3)费力
【详解】（1）在实验中，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时处于平衡状态，受到的拉力等于测力计示数。
（2）[1]第1次实验中，根据
得到滑轮组的动滑轮绕绳子的段数
绳子自由端移动的距离s1=n1h1=3×3cm=9cm
[2]第3次实验中，机械效率
（3）承担物重的绳子段数越多，越省力，将图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数由3段变成2段，图乙装置更费力。
一、机械效率的综合计算
1.计算滑轮组机械效率的方法有三种：
（1）分别求出W有、W总，运用公式计算；
（2）已知绕绳方式，运用（或）计算；
（3）对不计绳重及摩擦的竖直方向的滑轮组，运用公式直接计算。
2.对于斜面，有W总=W有+W额=Gh+fs，故斜面的机械效率。
3.杠杆机械效率的计算对于杠杆，不计摩擦时，有W总=W有+W额=Gh+G杆h杆，其中，G杆为杆的重力，h杆为杠杆重心移动的距离。故杠杆的机械效率。
4.当物体浸在液体中时，则有：
，，。
【教考衔接】（2025·山东潍坊）如图甲所示，电动机通过滑轮组沿斜面匀速拉动重为900N的货物，电动机的输出功率恒为240W。0~10s内货物运动的路程随时间变化关系如图乙所示，货物被提升的高度为2m。不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，则0~10s内（ ）
A．斜面对货物的支持力做功为1800J
B．电动机对绳子的拉力为600N
C．货物受到斜面的摩擦力为150N
D．滑轮组的机械效率为80％
【答案】C
【详解】A．支持力的方向垂直于斜面向上，而货物的运动方向是沿斜面向上，支持力与货物的运动方向相互垂直。根据功的计算公式W=Fs，当力的方向与物体运动方向垂直时，力对物体不做功，即支持力做的功为0J，故A不符合题意；
B．由图乙可知，10秒内货物匀速移动了4m，因为滑轮组由4段绳子拉动物体，所以绳子自由端移动的距离s绳=4s物=4×4m=16m
电动机的输出功率 P=240W，整个过程的时间 t=10s，可先计算出电动机做的总功W总=Pt=240W×10s=2400J
再根据功的计算公式W=Fs，变形可得电动机对绳子的拉力
故B不符合题意；
C．货物的重力G=900N，被提升的高度h=2m，克服货物重力所做的功为有用功W有= Gh=900N×2m=1800J
因为不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，所以额外功仅来自克服货物与斜面之间的摩擦力，即W额= W总－W有= 2400J－1800J=600J
额外功是克服摩擦力所做的功，其计算公式为W额= fs物，变形可得摩擦力
故C符合题意；
D．机械效率η是有用功与总功的比值，不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，则使用滑轮组时没有做额外功，所以滑轮组的机械效率为100%，故D不符合题意。
故选C。
1．（2025·四川）如图所示，用F=250N的拉力，在20s内将重为400N的物体匀速提升了4m，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．物体上升的速度为0.4m/sB．滑轮的机械效率为62.5%
C．滑轮的机械效率为80%D．滑轮的机械效率为83.3%
【答案】C
【详解】物体上升的速度
由图可知，动滑轮上绳子股数n=2，不计绳重和摩擦，滑轮的机械效率
由以上解析可知滑轮的机械效率为80%，故C正确，ABD错误。
故选C。
2．（2025·山东日照）2024年，日照港跻身全球5亿吨大港阵营。如图所示，工人用电动机驱动的起重机搬运质量为10t的集装箱。先在100s内将集装箱匀速提升10m，此过程电动机的功率为1.2×104W。然后起重机又在100s内将集装箱沿水平方向匀速移动了5m，此过程的电动机的功率为1×102W。不计空气阻力，g取10N/kg。下列说法正确的是（ ）
A．在上升过程中，起重机对集装箱做的功为1.2×106J
B．在上升过程中，起重机对集装箱做功的功率为1×104W
C．在上升过程中，起重机的机械效率为100%
D．在水平移动过程中，起重机对集装箱做的功为1×104J
【答案】B
【详解】A．由题意知，集装箱的重力为G=mg=10×103kg×10N/kg=1×105N
则在上升过程中，起重机对集装箱做的功为W=Gh=1×105N×10m=1×106J
故A错误；
B．在上升过程中，起重机对集装箱做功的功率为
故B正确；
C．任何机械在使用时，都不可避免的会克服摩擦等做额外功，因此机械效率不可能达到100%，故C错误；
D．在水平移动过程中，起重机对集装箱的力是竖直方向上的，集装箱在水平方向上移动，因此不做功，为0J，故D错误。
故选B。
3．（2025·甘肃兰州）某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离和物体上升的高度随时间变化的关系分别如图线a、b所示。已知物体的质量为0.5kg，动滑轮的质量为0.1kg，绳子自由端的拉力F为2.5N。则在0～5s的时间内，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.02m/sB．滑轮组的有用功为0.5J
C．拉力F的功率为0.05WD．滑轮组的机械效率为83.3%
【答案】B
【详解】A．由图可知，在0～5s的时间内，绳端移动的距离为s＝0.3m，物体上升的高度为h＝0.1m，绳子自由端移动的速度
故A错误；
B．滑轮组对物体做的有用功W有＝Gh＝mgh＝0.5kg×10N/kg×0.1m＝0.5J
故B正确；
C．拉力做的总功W总＝Fs＝2.5N×0.3m＝0.75J
拉力F的功率
故C错误；
D．滑轮组的机械效率
故D错误。
故选B。
4．（2025·四川广元）用如图所示的滑轮组将重450N的物体M沿水平地面匀速拉动1m，绳子末端拉力F大小为40N，物体M所受摩擦力大小是物重的0.2倍。则下列说法错误的是（ ）
A．物体M所受摩擦力方向水平向左
B．绳子末端移动的距离为3m
C．该滑轮组的机械效率为70%
D．在绳子与滑轮间加润滑油可提高滑轮组的机械效率
【答案】C
【详解】A．物体M沿水平地面匀速向右拉动，滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，因此滑动摩擦力方向水平向左，故A正确，不符合题意；
B．从图中可以看出，滑轮组有3段绳子承担拉力，因此绳子末端移动的距离为物体移动距离的3倍，物体M沿水平地面匀速拉动1m，则绳子末端移动的距离为3m，故B正确，不符合题意；
C．物体M所受摩擦力大小是物重的0.2倍，即f=0.2G=0.2×450N=90N
有用功 W有用=f×sM=90N×1m=90J
总功 W总=F×s绳=40N×3m=120J
该滑轮组的机械效率，故C错误，符合题意；
D．加润滑油可以减少摩擦，从而减小克服摩擦做得额外功，提高机械效率，故D正确，不符合题意。
故选C 。
5．（2025·黑龙江大庆）如图所示，用滑轮组将汽车沿水平方向匀速拉动，20s汽车移动了5m。已知绳端拉力F为900N，汽车受到的阻力为1500N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳端移动的距离为15mB．此滑轮组的机械效率约为83.3%
C．汽车受到的拉力为1800ND．绳端拉力F的功率为750W
【答案】B
【详解】AD．由图可知，提升动滑轮绳子段数为2，汽车移动了5m，则绳端移动的距离为
绳端拉力F的功率为
故AD错误；
B．此滑轮组的机械效率为
故B正确；
C．汽车沿水平方向匀速拉动，处于平衡状态，汽车受到的拉力与汽车受到的阻力二力平衡，大小相等，汽车受到的拉力为1500N，故C错误。
故选B。
6．（2025·江苏淮安）如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的物体，所用拉力F=100N，经过2s物体上升0.2m，拉力F做的功为 J，拉力F做功的功率为 W。此过程中定滑轮的机械效率为 。
【答案】 20 10
【详解】[1]图中为定滑轮，绳子自由端移动距离为
则拉力F做的功为
[2]拉力F做功的功率为
[3]有用功为
则定滑轮的机械效率为
7．（2025·宁夏）提高机械效率对节能减排、提高经济效益有重要意义。下列措施能提高图中动滑轮机械效率的是( )
A．减小物重 B．增大拉力 C．增大滑轮自重 D．给滑轮加润滑油
选择理由： 。
【答案】 D 见解析
【详解】[1][2]给滑轮加润滑油，能减小滑轮转动时的摩擦力，从而减小额外功。根据机械效率公式
额外功减小，有用功不变时，机械效率会提高；减小物重，有用功减小，额外功不变，则机械效率降低；增大滑轮自重，额外功增加，有用功不变，则机械效率降低。机械效率由有用功和额外功决定，拉力变化是因为物重、额外功等因素改变，不是拉力直接决定机械效率。故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
8．（2025·陕西）如图所示，用一个动滑轮将重为200N的物体匀速提升3m，拉力F所做的功为660J。
(1)使用该滑轮匀速提升物体时所做的有用功是多少？
(2)使用该滑轮匀速提升物体时的额外功是多少？
【答案】(1)600J
(2)60J
【详解】（1）使用该滑轮匀速提升物体时所做的有用功为
（2）使用该滑轮匀速提升物体时的额外功为
9．（2025·山东淄博）家电“国补”政策拉动了消费，给市民带来了实惠。某小区业主购买了一台100英寸电视机，由于楼梯、电梯空间不足，工人师傅采取室外吊装方式上楼。已知电视机及包装箱总重720N，竖放时与水平地面的接触面积为6×103cm2。吊装时工人师傅用滑轮组在100s内将包装箱匀速提高20m，示意图如图所示。每个滑轮重80N，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。求：
(1)拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强；
(2)拉力F的功率；
(3)滑轮组的机械效率。
【答案】(1)
(2)160W
(3)90%
【详解】（1）拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强
（2）由图可知，该滑轮组承担物重的绳子段数n=2。不计绳重及摩擦，作用在绳子自由端的拉力为
在100s内，绳子自由端移动的距离s=nh=2×20m=40m
拉力F所做的总功
拉力F的功率
（3）提升包装箱所做的有用功
滑轮组的机械效率
10．（2025·四川资阳）如图所示，某同学通过滑轮组将深井中的物体向上提升。提升过程中，该同学拉住绳的末端以速度v匀速向右移动，将质量m=80kg的物体匀速提升了h=2m。动滑轮质量m动=10kg，不计绳重，不计绳与滑轮间、滑轮内部的摩擦，不计滑轮的大小，g取10N/kg。完成下列问题：
(1)求上述提升过程中该同学向右移动的距离s；
(2)求上述提升过程中该同学所受地面摩擦力的大小f；
(3)求上述提升过程中滑轮组的机械效率η（结果保留一位小数）。
【答案】(1)6m
(2)300N
(3)88.9%
【详解】（1）物体匀速提升的高度为，如图所示，一共有3段绳子分担动滑轮和物重，故该同学向右移动的距离
（2）绳子的拉力为
该同学匀速向右移动，同学与地面的摩擦力为
（3）提升过程中滑轮组做的有用功为
同学对滑轮组所做的总功
滑轮组的机械效率
教材·知识夯基
1．有用功和额外功
2．机械效率
中考·考法聚焦
考法1 结合斜面模型考查有用功和额外功
考法2 结合工程实践考查动滑轮的机械效率
考法3 结合塔吊考查滑轮组的机械效率
教材·知识夯基
1．测量滑轮组的机械效率
2．影响滑轮组机械效率的主要因素与改进措施
中考·考法聚焦
考法1 考查测量滑轮组的机械效率
拓展01 机械效率的综合计算
考点
考查形式
考查内容
考法分析
滑轮组的机械效率
☑选择题
☑填空题
☑实验题
☑计算题
有用功、额外功、总功的概念及计算、滑轮组的机械效率计算、测量滑轮组的机械效率
1. 竖直方向提升重物：常规考查，注意区分总功 (W总=Fs=F×nh) 与有用功 (W有=G物h)。额外功主要来自动滑轮重和摩擦。
2. 水平方向拉动物体：有用功是克服摩擦力做的功 (W有=f s物)，而非克服重力。总功 W总= F拉 × s拉。
3. 结合浮力打捞问题：物体浸没时，有用功是克服“重力与浮力之差”做的功 (W有=(G物 - F浮)h)。出水过程中，浮力变化导致拉力、有用功、效率均动态变化。
斜面的机械效率
☑选择题
☑填空题
☑计算题
斜面的机械效率计算
1. 原理分析与计算：考查有用功 (W有=Gh)、总功 (W总=FL)、额外功（克服摩擦）及效率计算。
2. 探究实验：探究斜面的机械效率与倾斜程度、粗糙程度的关系。
杠杆的机械效率
☑选择题
☑填空题
杠杆的机械效率分析及计算
1. 效率概念的引入：可能考查用杠杆提升重物时的效率，有用功仍是 Gh，总功是 F × s动力。
2. 与其它机械组合：常作为复杂机械系统（如杠杆与滑轮组组合）的一部分，进行综合效率计算。
命题新趋势
1、情境复杂化与工程化：试题极少出现直接给力的简单模型，而是将机械效率问题嵌入 “滑轮组打捞水中物体”、“斜面与传送带组合搬运”、“塔吊（杠杆与滑轮组合）吊装建材” 等真实工程或劳动场景。学生必须先理解整个做功过程，才能正确分析有用功和总功。
2、过程动态化与图像化：考查从静态计算转向对 “动态过程” 的分析。例如，分析物体从浸没水中到完全拉出水面的过程中，滑轮组机械效率如何变化。此过程常结合 F-h（拉力-高度）图像 或 η-h（效率-高度）图像来呈现信息，要求学生将图像关键点与物理过程对应，考查信息加工与逻辑推理能力。
3、探究深度化与方案化：对“测量滑轮组/斜面机械效率”实验的考查，重心从操作步骤转移到 “误差分析”、“方案评估”和“规律探究” 。例如，要求分析“同一滑轮组提升不同重物时，机械效率的变化规律及原因”，或“如何改进实验装置以减少摩擦带来的额外功”。
4、知识综合化：这是最显著的趋势。机械效率很少单独考查，绝大多数是与 “浮力”、“压强”、“简单机械受力分析” 以及 “功和功率” 紧密融合，构成力学压轴题。例如，求解打捞沉船装置的机械效率，需要综合运用浮力公式、受力平衡、功的公式，最后才得到效率 "" \t ""
命题预测
1、与“滑轮组”的结合（高频难点与重点）：竖直提升模型：基础考查：直接计算效率 η= (G物h) / (Fs)，理解额外功来源（动滑轮重、摩擦）；动态与探究：探究同一滑轮组，物重变化对机械效率的影响（物重增大，效率提高），并要求解释原理。这是高频实验考点。水平拉动模型：关键辨析：有用功是克服摩擦力做的功 (W有= fs物)，而非克服重力。这是经典易错点。与浮力结合的打捞模型：动态过程：分析物体从浸没到部分出水再到完全出水的全过程中，拉力、有用功、机械效率的动态变化。常结合 F-h（拉力-高度）图像进行考查；核心分析：浸没时，有用功是克服“重力与浮力之差”做功 (W有 = (G - F浮) h)。必须引导学生进行严格的受力分析和分阶段讨论。
2、与“斜面”的结合：考查方式：计算沿斜面推拉物体时的机械效率 (η= Gh / (FL))。命题延伸：探究斜面效率与倾斜程度、表面粗糙程度的关系。效率公式可深化为η= Gh / (Gh + fL)，直观体现摩擦的影响
3、与“杠杆”的结合：考查要点：强调使用杠杆做功时，动力移动的距离（s动）与阻力移动的距离（h）不同，总功应为 W总 = F s动，有用功为 W有= G h
4、 “实验探究”方向：原理与方法：如何测量和计算W有、W总；误差分析：讨论弹簧测力计拉动不匀速、绳重与摩擦等因素对测量结果的影响；规律总结与表达：根据多组实验数据（如改变物重），总结效率变化规律，并绘制“η-G物”关系图像
种类
杠杆
滑轮组
斜面
图示
有用功
额外功
若不计摩擦：
若不计绳重及摩擦：
总功
三者关系
定义
物理学中，将 跟 的比值叫做机械效率，用η表示
公式
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 1,只有在理想情况下机械效率才为1
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
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
W
J
(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
P
W
机械效率
反映机械做功性能的好坏
有用功与总功之比
η
无
杠杆
滑轮（组）
斜面
竖直匀速提升
水平匀速拉动
图示
公式
（理想情况）
（不计绳重和摩擦）
或
说明
其中G为提升重物的重力，h为重物升高的高度，F为动力，s为动力作用点移动的距离。
其中G为提升重物的重力，h为重物升高的高度，s为绳子自由端移动的距离，n为承担重物的绳子段数。
其中Ff为物体与水平面间的摩擦力，F为拉力，s物
为物体移动的距离，s绳为绳子自由端移动的距离，n为承担摩擦力的绳子段数。
其中G为提升重物的重力，h为斜面的高度，s为斜面的长度，F为拉力，Ff为物体与斜面间的摩擦力。
考查知识
有用功和额外功
命题解读
命题意图：本题以斜面推车为背景，考查学生知道在斜面上，推力做的功是总功，克服重力做的功是有用功
解题思路：分析已知条件、计算推力做的功（总功）、计算有用功、计算有用功的功率
考查知识
动滑轮的机械效率计算
命题解读
命题意图：本题以工人用滑轮提升货物为背景，考查学生知道使用动滑轮时拉力的计算公式（考虑滑轮自重），知道机械效率是有用功与总功的比值，并能够根据给定的条件计算
解题思路：分析滑轮装置、计算拉力、计算机械效率
考查知识
滑轮组的机械效率计算
命题解读
命题意图：本题以自制塔吊模型为背景，考查学生能根据图示判断滑轮组的绳子股数，并运用不计摩擦时的拉力公式进行计算。能区分总功和有用功，并运用机械效率公式进行计算
解题思路：分析滑轮组结构、计算绳端拉力F、计算机械效率η
实验目的
测量滑轮组的机械效率
实验思路
要想测量滑轮组的机械效率，就要想办法找出使用滑轮组工作时的有用功和总功，然后求出二者的比值。
实验原理

实验图
实验器材
弹簧测力计、刻度尺、滑轮组、细绳、钩码、铁架台
实验设计与分析
（1）控制变量法：①在探究滑轮组的机械效率与物重的关系时，控制动滑轮重不变，只改变物重；②在探究滑轮组的机械效率与动滑轮重的关系时，控制物重不变，只改变动滑轮重
（2）滑轮组的绕线方式：（段数为奇数时从动滑轮开始绕，段数为偶数时从定滑轮开始绕，即“奇动偶定”）
（3）匀速（缓慢）拉动的目的：使弹簧测力计示数稳定，方便读数
（4）设计实验数据表格：（表格应包含实验序号、动滑轮重、钩码重、钩码上升的距离、弹簧测力计的示数、自由端移动的距离、机械效率）
（5）有用功：钩码重×钩码上升的距离
（6）总功：拉力×自由端移动的距离
（7）提高机械效率的方法：减小摩擦、增大物重、减小动滑轮重
拓展
（8）滑轮组的机械效率与物体被提升的高度、速度、滑轮组的绕线方式均无关
实验结论
（1）当动滑轮重一定时，物重越重，机械效率越
（2）当物重一定时，动滑轮重越轻，机械效率越
影响因素
分析
改进措施（提高效率）
被提升物体的重力
同一滑轮组，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越大
在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力
动滑轮的自重
有用功不变时，减小提升动滑轮时做的额外功，可提高机械效率
改进滑轮结构，减轻滑轮自重
滑轮组自身部件的摩擦
机械自身部件的摩擦力越大，机械效率越低
对机械进行保养，保持良好的润滑，减小摩擦
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升的高度h/cm
绳子自由端的拉力F/N
绳子自由端移动的距离s/cm
机械效率η
1
1
3
0.5
①
66.7%
2
3
5
1.4
15
71.4%
3
6
9
2.5
27
②
考查知识
测量滑轮组的机械效率
命题解读
命题意图：本题通过测量滑轮组机械效率的实验，考查学生对滑轮组机械效率测量实验的理解，包括实验操作要求（匀速拉动）、机械效率的计算、滑轮组绳子段数的判断、以及滑轮组绕线方式对省力情况的影响
解题思路：对于(1)，根据实验要求，需匀速拉动弹簧测力计以保证读数稳定和系统平衡。对于(2)，利用机械效率公式或滑轮组特点计算绳子自由端移动的距离和机械效率。对于(3)，通过比较图甲和图乙的绕线方式，判断省力情况
教材·知识夯基
1．有用功和额外功
2．机械效率
中考·考法聚焦
考法1 结合斜面模型考查有用功和额外功
考法2 结合工程实践考查动滑轮的机械效率
考法3 结合塔吊考查滑轮组的机械效率
教材·知识夯基
1．测量滑轮组的机械效率
2．影响滑轮组机械效率的主要因素与改进措施
中考·考法聚焦
考法1 考查测量滑轮组的机械效率
拓展01 机械效率的综合计算
考点
考查形式
考查内容
考法分析
滑轮组的机械效率
☑选择题
☑填空题
☑实验题
☑计算题
有用功、额外功、总功的概念及计算、滑轮组的机械效率计算、测量滑轮组的机械效率
1. 竖直方向提升重物：常规考查，注意区分总功 (W总=Fs=F×nh) 与有用功 (W有=G物h)。额外功主要来自动滑轮重和摩擦。
2. 水平方向拉动物体：有用功是克服摩擦力做的功 (W有=f s物)，而非克服重力。总功 W总= F拉 × s拉。
3. 结合浮力打捞问题：物体浸没时，有用功是克服“重力与浮力之差”做的功 (W有=(G物 - F浮)h)。出水过程中，浮力变化导致拉力、有用功、效率均动态变化。
斜面的机械效率
☑选择题
☑填空题
☑计算题
斜面的机械效率计算
1. 原理分析与计算：考查有用功 (W有=Gh)、总功 (W总=FL)、额外功（克服摩擦）及效率计算。
2. 探究实验：探究斜面的机械效率与倾斜程度、粗糙程度的关系。
杠杆的机械效率
☑选择题
☑填空题
杠杆的机械效率分析及计算
1. 效率概念的引入：可能考查用杠杆提升重物时的效率，有用功仍是 Gh，总功是 F × s动力。
2. 与其它机械组合：常作为复杂机械系统（如杠杆与滑轮组组合）的一部分，进行综合效率计算。
命题新趋势
1、情境复杂化与工程化：试题极少出现直接给力的简单模型，而是将机械效率问题嵌入 “滑轮组打捞水中物体”、“斜面与传送带组合搬运”、“塔吊（杠杆与滑轮组合）吊装建材” 等真实工程或劳动场景。学生必须先理解整个做功过程，才能正确分析有用功和总功。
2、过程动态化与图像化：考查从静态计算转向对 “动态过程” 的分析。例如，分析物体从浸没水中到完全拉出水面的过程中，滑轮组机械效率如何变化。此过程常结合 F-h（拉力-高度）图像 或 η-h（效率-高度）图像来呈现信息，要求学生将图像关键点与物理过程对应，考查信息加工与逻辑推理能力。
3、探究深度化与方案化：对“测量滑轮组/斜面机械效率”实验的考查，重心从操作步骤转移到 “误差分析”、“方案评估”和“规律探究” 。例如，要求分析“同一滑轮组提升不同重物时，机械效率的变化规律及原因”，或“如何改进实验装置以减少摩擦带来的额外功”。
4、知识综合化：这是最显著的趋势。机械效率很少单独考查，绝大多数是与 “浮力”、“压强”、“简单机械受力分析” 以及 “功和功率” 紧密融合，构成力学压轴题。例如，求解打捞沉船装置的机械效率，需要综合运用浮力公式、受力平衡、功的公式，最后才得到效率 "" \t ""
命题预测
1、与“滑轮组”的结合（高频难点与重点）：竖直提升模型：基础考查：直接计算效率 η= (G物h) / (Fs)，理解额外功来源（动滑轮重、摩擦）；动态与探究：探究同一滑轮组，物重变化对机械效率的影响（物重增大，效率提高），并要求解释原理。这是高频实验考点。水平拉动模型：关键辨析：有用功是克服摩擦力做的功 (W有= fs物)，而非克服重力。这是经典易错点。与浮力结合的打捞模型：动态过程：分析物体从浸没到部分出水再到完全出水的全过程中，拉力、有用功、机械效率的动态变化。常结合 F-h（拉力-高度）图像进行考查；核心分析：浸没时，有用功是克服“重力与浮力之差”做功 (W有 = (G - F浮) h)。必须引导学生进行严格的受力分析和分阶段讨论。
2、与“斜面”的结合：考查方式：计算沿斜面推拉物体时的机械效率 (η= Gh / (FL))。命题延伸：探究斜面效率与倾斜程度、表面粗糙程度的关系。效率公式可深化为η= Gh / (Gh + fL)，直观体现摩擦的影响
3、与“杠杆”的结合：考查要点：强调使用杠杆做功时，动力移动的距离（s动）与阻力移动的距离（h）不同，总功应为 W总 = F s动，有用功为 W有= G h
4、 “实验探究”方向：原理与方法：如何测量和计算W有、W总；误差分析：讨论弹簧测力计拉动不匀速、绳重与摩擦等因素对测量结果的影响；规律总结与表达：根据多组实验数据（如改变物重），总结效率变化规律，并绘制“η-G物”关系图像
种类
杠杆
滑轮组
斜面
图示
有用功
额外功
若不计摩擦：
若不计绳重及摩擦：
总功
三者关系
定义
物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率，用η表示
公式
（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
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
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
W
J
(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
P
W
机械效率
反映机械做功性能的好坏
有用功与总功之比
η
无
杠杆
滑轮（组）
斜面
竖直匀速提升
水平匀速拉动
图示
公式
（理想情况）
（不计绳重和摩擦）
或
说明
其中G为提升重物的重力，h为重物升高的高度，F为动力，s为动力作用点移动的距离。
其中G为提升重物的重力，h为重物升高的高度，s为绳子自由端移动的距离，n为承担重物的绳子段数。
其中Ff为物体与水平面间的摩擦力，F为拉力，s物
为物体移动的距离，s绳为绳子自由端移动的距离，n为承担摩擦力的绳子段数。
其中G为提升重物的重力，h为斜面的高度，s为斜面的长度，F为拉力，Ff为物体与斜面间的摩擦力。
考查知识
有用功和额外功
命题解读
命题意图：本题以斜面推车为背景，考查学生知道在斜面上，推力做的功是总功，克服重力做的功是有用功
解题思路：分析已知条件、计算推力做的功（总功）、计算有用功、计算有用功的功率
考查知识
动滑轮的机械效率计算
命题解读
命题意图：本题以工人用滑轮提升货物为背景，考查学生知道使用动滑轮时拉力的计算公式（考虑滑轮自重），知道机械效率是有用功与总功的比值，并能够根据给定的条件计算
解题思路：分析滑轮装置、计算拉力、计算机械效率
考查知识
滑轮组的机械效率计算
命题解读
命题意图：本题以自制塔吊模型为背景，考查学生能根据图示判断滑轮组的绳子股数，并运用不计摩擦时的拉力公式进行计算。能区分总功和有用功，并运用机械效率公式进行计算
解题思路：分析滑轮组结构、计算绳端拉力F、计算机械效率η
实验目的
测量滑轮组的机械效率
实验思路
要想测量滑轮组的机械效率，就要想办法找出使用滑轮组工作时的有用功和总功，然后求出二者的比值。
实验原理
实验图
实验器材
弹簧测力计、刻度尺、滑轮组、细绳、钩码、铁架台
实验设计与分析
（1）控制变量法：①在探究滑轮组的机械效率与物重的关系时，控制动滑轮重不变，只改变物重；②在探究滑轮组的机械效率与动滑轮重的关系时，控制物重不变，只改变动滑轮重
（2）滑轮组的绕线方式：（段数为奇数时从动滑轮开始绕，段数为偶数时从定滑轮开始绕，即“奇动偶定”）
（3）匀速（缓慢）拉动的目的：使弹簧测力计示数稳定，方便读数
（4）设计实验数据表格：（表格应包含实验序号、动滑轮重、钩码重、钩码上升的距离、弹簧测力计的示数、自由端移动的距离、机械效率）
（5）有用功：钩码重×钩码上升的距离
（6）总功：拉力×自由端移动的距离
（7）提高机械效率的方法：减小摩擦、增大物重、减小动滑轮重
拓展
（8）滑轮组的机械效率与物体被提升的高度、速度、滑轮组的绕线方式均无关
实验结论
（1）当动滑轮重一定时，物重越重，机械效率越高
（2）当物重一定时，动滑轮重越轻，机械效率越高
影响因素
分析
改进措施（提高效率）
被提升物体的重力
同一滑轮组，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越大
在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力
动滑轮的自重
有用功不变时，减小提升动滑轮时做的额外功，可提高机械效率
改进滑轮结构，减轻滑轮自重
滑轮组自身部件的摩擦
机械自身部件的摩擦力越大，机械效率越低
对机械进行保养，保持良好的润滑，减小摩擦
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升的高度h/cm
绳子自由端的拉力F/N
绳子自由端移动的距离s/cm
机械效率η
1
1
3
0.5
①
66.7%
2
3
5
1.4
15
71.4%
3
6
9
2.5
27
②
考查知识
测量滑轮组的机械效率
命题解读
命题意图：本题通过测量滑轮组机械效率的实验，考查学生对滑轮组机械效率测量实验的理解，包括实验操作要求（匀速拉动）、机械效率的计算、滑轮组绳子段数的判断、以及滑轮组绕线方式对省力情况的影响
解题思路：对于(1)，根据实验要求，需匀速拉动弹簧测力计以保证读数稳定和系统平衡。对于(2)，利用机械效率公式或滑轮组特点计算绳子自由端移动的距离和机械效率。对于(3)，通过比较图甲和图乙的绕线方式，判断省力情况