2025年中考物理临考解题技法训练：机械效率（方法与技巧）（解析版）

专题15机械效率

功率和机械效率有何不同？

【方法技巧】这两个物理量是从不同方面反映机械性能的。它们之间没有必然的联系。功率大表示机

械做功快；机械效率高表示机械对总功的利用率高。功率大的机械不一定机械效率高，例如内燃机车功

率可以达到几千千瓦，但效率只有30%〜40%,反之，机械效率高的机械功率不一定大。例如，安装在儿

童玩具汽车里的电动机效率可达80%,但功率却只有几瓦特。

【典例剖析】下列说法正确的是（）

A.机械效率可以大于100%B.做功越多的机械，其功率一定越大

C.我国三峡船闸利用了连通器原理D.只要有动能和势能的变化，机械能就一定守恒

【答案】C

【解析】

A.只要使用机械，就要做无用功，因此机械效率不可能达到100%,更不会大于100%,故A错误；

B.功率是功和时间的比值P=±w，做功越多的机械，时间不确定，其功率不一定越大，故B错误；

t

C.我国三峡船闸利用了连通器原理，是世界上最大的人造连通器，故C正确；

D.物体的动能和势能可以相互转化，如果只有动能和势能相互转化，机械能是守恒的，故D错误。

故选C。

--如何理解机械效率具有“可变性”？

【方法技巧】由公式〃=丘=—上一可知，如果该机械的额外功（少额）一定，有用功（少有）越

%%+亚额

大，机械效率（〃）越高，比如用同一个滑轮组把一块巨石和一个乒乓球提起相同的高度，前者的机械效

率高，由此可见对同一个机械，它的机械效率是可变的，而不是某一确定值。

【典例剖析】

用如图所示的滑轮组拉动物体A,使物体A以0.2m/s的速度水平向左匀速运动10s,己知物体A重

500N,物体A受到的摩擦力为120N,拉力F的功率为30W,下列说法正确的是（）

A.绳子自由端移动的距离为2m

B.克服物体A与地面间摩擦力做的功是额外功

C.滑轮组的机械效率为80%

D.相同情况下，若用该滑轮组匀速拉动质量更大的物体B,滑轮组的机械效率不变

【答案】C

【解析】

A.由题意可知，物体移动的距离

5=vZ=0.2m/sx10s=2m

动滑轮上有三股绳，绳端移动的距离是物体移动距离的3倍，所以绳端移动的距离为6m,故A错误;

B.克服物体A与地面的摩擦力所做的功为有用功，不是额外功，故B错误；

C.由题意及前面分析可知，有用功为

W有=/k=120Nx2m=240J

总功为拉力所做的功，由功率计算公式变形可知总功为

%=P，=30WX10S=300J

%_240J

=80%

〃=匝一300」

故C正确;

D.相同情况下，若用该滑轮组匀速拉动质量更大的物体时，物体与地面的摩擦力增大，有用功增大，而

系统的额外功不变，有用功占总功的比值增大，滑轮组的机械效率应该增大，故D错误。

故选C。

=.如何计算有用功？

【方法技巧】求解有用功的关键是明确人们使用机械的目的是什么，为了达到目的所做的那部分“目的

功,,就是有用功。有用功的大小等效于为了达到目的而直接用手对物体做的功。

如对于图甲、乙两图的目的是提升物体升高〃高度。因此，为了达到目的必须克服物重所做的功就是有

用功，即少有=G/?。对于图丙图来说，利用滑轮组的目的是水平移动物体一段距离（s）o因此，为了达到

目的必须克服摩擦阻力/所做的功就是有用功，即W^=fso

【典例剖析】

1.如图所示，斜面长s为1.2m,高为0.3m,现将重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端用时

2s,若拉力所做的功为6J。则下列说法正确的是（）

①拉力为5N

②拉力的功率为3W

③拉力所做的额外功为1.5J

④提升物体所做的有用功为5J

A.①②B.①③C.②③D.①④

【答案】A

【解析】

①由W=Fs可得拉力

T"=5N

s1.2m

故①正确；

P上

②由t可得，拉力的功率为

p=—=3W

2s

故②正确；

③④由题意可知，有用功为克服重力所做的功，由少=网得

%=G〃=16NxO.3m=4.8J

由得痣少一%得

%=6J-4.8J=1.2J

故③④错误。

故选Ao

2.如图所示的滑轮组，用尸=30N的拉力，拉动水平地面上重为300N的物体，使物体匀速前进了2m.物体

和地面之间的摩擦力为45N,在此过程中，下列说法正确的是

①拉力做的功是120J②绳子自由端移动的距离是2m③滑轮组的机械效率是75%

@A点受到的拉力为300N

A.①④B.②③

C.①③D.③④

【答案】C

【解析】

①②.由图可知，/2,则绳子自由端移动的距离：

s绳=2s物=2x2m=4m；故②错误；

拉力做的功：

，广网绳=30Nx4m=120J；故①正确；

③.克服物体和地面之间的摩擦力做的功为有用功，则有用功：

W有=%崩45Nx2m=90J,

滑轮组的机械效率：

〃=叁x100%=x100%=75%

除DOJ故③正确；

©.因物体在水平地面上做匀速运动，则此时/处绳子的拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，所以,

4点受到的拉力：K4=^45N；故④错误；

故ABD错误，C正确。

四.如何进行有关功'功率'机械效率的综合计算？

【方法技巧】（1）首先明晰三者的物理意义与公式关系：

①三者之间的关系:

②三者的公式关系:

叫湘=臬一用［n〃=%用=〃=监用

Wa=P^t%Pa

③功率与速度、牵引力的关系:

机械中的功率：

£2用=Gv物（水平放置滑轮：鸟用=外物）

、‘总=尸打（水平放置滑轮：，总=尸4=尸爪物）

（2）审题挖掘隐含条件。

对于滑轮组来说，若已知物体移动的距离或速度，可根据承担物重或承担水平摩擦力的绳子段数〃计算出

绳子自由端移动的距离或速度。即S绳=7/物；VF=2VG。若不计摩擦或绳重，表明额外功是由于克服动滑轮

的重产生的，此时额外功的大小为：少额外=G动瓦

（3）选择合适的公式表达出有用功、总功并明晰额外功产生的原因，然后根据已知条件表示出机械效

率、功率的公式并进行展开和合理简化消元。

如根据使用机械的目的有用功的表达式有：

①利用滑轮组竖直提升重物时，要克服物重做功，W^=Gh；

②利用滑轮组水平方向匀速移动物体时，要克服水平面的摩擦阻力做功，少有市。

③利用滑轮组竖直提升浸没在水中的重物时，要克服物体在水中的重做功，印有=（G-F浮）鼠

相应的总功表达式有：

①已知少有、少额时，平总=少有+少额；

②已知尸和S时，印总=Fs；

③已知〃、少有时，降="；

④已知P和/时，少总=7%在涉及功的题目中，可根据实际情况选用合适的公式做灵活处理。

根据有用功和总功的表达式及已知条件，机械效率表达式有：

①利用滑轮组提升物体时，滑轮组的机械效率可表示为：

I万能公式

/用_G〃_Gh_G

//————

%、FsFnhFn

n忽略绳重和摩擦

一一用%用GhG1

%叫用+%页Gh+G*G+G动I+生

G

②利用滑轮组水平匀速移动物体时，滑轮组的机械效率可表示为

“一上一工

//———

用总、FnsnF

③斜面的机械效率可表示为

二股用二Gh或叫用二叫用二Gh

%,Fl'"%嗫用+%Gh+fl

(4)最后根据已知条件代入公式求出未知量。

【典例剖析】

1.在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到高处，如图所示,沿斜面向上的拉力为40N,斜面长2m、高1

m,把重物直接提升h所做的功作为有用功(g取10N/kg),下列说法正确的是

A.物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用

B.做的有用功是50J

C.此斜面的机械效率为83.3%

D.物体受到的摩擦力大小为10N

【答案】B

【解析】

A.沿斜面向上拉物体时，物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用，故A错误；

B,所做的有用功：%=G刀=3=5kgxl0N/kgxlm=50J,故B正确；

C.拉力F对物体做的总功:W^=Fs=40Nx2m=80J

〃=』xl00%=62.5%

斜面的机械效率为：，w怠所以C选项是正确的；

D.克服摩擦力所做的额外功：*=80J-50J=30J

_