简单机械效率的计算-2023-2024学年人教版八年级物理下册同步训练（学生版）

专题训练（十七）简单机械效率的计算

学习目标

1.理解机械效率的概念，明确机械效率是反映机械性能优劣的重要参数。

2.掌握机械效率的计算公式，即机械效率等于有用功与总功的比值。

3.学会识别并计算简单机械系统中的有用功、额外功和总功。

4.能够运用所学知识，计算不同简单机械装置的效率，并进行比较和分析。

5.培养运用所学知识解决实际问题的能力，形成科学思维的习惯。

6.激发对机械效率计算的兴趣，认识到机械效率在日常生活和工业生产中的重要性。

7.树立节能环保意识，理解提高机械效率对于节能减排、保护环境的积极意义。

专题解读

一、斜面的机械效率

l-WSffl=G-h

2.W额外=f•S

3.W,&=F•S=G•h+fS

4々=生Gh

FsGh+fs

5.增大n的方法：

（1）斜面尽量光滑（fQ（2）斜面尽量陡（s小）

二、杠杆的机械效率

1.W有用=6物•h

2.W额外由于杠杆自重和轴的摩擦产生

3.W.&=F«S

5.增大n的方法

(1)减小杠杆自重(2)减小摩擦

1.W有用=Gh

2.W额外：摩擦及绳重

3.W&=F•S=F•h

GhG

4.n=——二——

FsF

5.增大n的方法：减小摩擦

四、定滑轮水平方向拉动物体时的机械效率

1.W有用=f物

2.W额外：滑轮转动摩擦

3.W.a=F•SF=F•S物

5.增大n的方法：减小滑轮转动摩擦

五、动滑轮（a）及竖直方向滑轮组的机械效率

LW有用=G物.h

2.W额外由摩擦和绳重决定，忽略摩擦的情况下，W额外=0动・上

3.W,B=F•S=F•nh=（G物+G动）•h（n为连接动滑轮绳子段数）

4.不计绳重和摩擦时：T1=—=—=（。与0物、G动有关，与s、h、n无关）

FsnFG物+G动

5.增大n的方法：

（1）减小摩擦；（2）减小G动（G物一定时）；（3）增大G物（G动一定时）。

六、动滑轮（b）及水平方向滑轮组的机械效率

1-w有用=fs物

2.W额外：绳重及滑轮转动摩擦

总物

3.W=F•SF=F•nS（n为连接动滑轮绳子段数）

4々=区=/

FSFnF

5.增大n的方法：减小绳重及滑轮转动摩擦

七、注意:

1.所有机械克服自身摩擦做功均是额外功的组成部分，故对机械进行润滑一般都可以提高机械效率.

2.所有的有用功均等于不使用机械时所做的功

3.对于所有机械均有：〃=&=&

印总P忌

专题训练

考向一：斜面的机械效率

1.（2023・陕西・中考真题）如图，小明用沿斜面向上150N的推力，将总重为500N的小车匀速推到斜面顶端，用

时20s。已知斜面高1.2m,长5m。此过程中小车移动的速度为m/s,小明推小车的功率为W,他做

的有用功为J,该斜面的机械效率为。

2.（2023•四川内江,中考真题）如图所示，将重力为:L0N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端。若斜面长工为

1m,斜面高〃为0.3m,拉力厂为4N,拉力的功率为2W,则此过程中，斜面的机械效率是%,物体从斜面

底端运动到斜面顶端所用的时间是So

3.（2023•四川泸州•中考真题）小聪探究斜面的机械效率时，将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面，如图

所示。用刻度尺量出斜面底端A点到斜面上B点的距离工为80cm,B点距水平地面高度//为20cm。沿斜面向上用

0.8N的拉力厂将重为2N的木块匀速拉到B点，用时2s,则这段过程中拉力厂做功的功率尸=W,斜面的机

械效率〃=%,木块在该斜面上受到的滑动摩擦力六N„

4.（2023•黑龙江绥化•中考真题）如图，斜面长£=5m,高人=2m。小华用平行于斜面向上的拉力足用10s将重为

150N的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，物体沿斜面匀速向上运动时所受摩擦阻力恒为20N。则拉力所做的功为

J,拉力的功率为Wo

5.（10-11九年级上•全国•期末）如图所示，斜面长s=10m,高〃=4m。用沿斜面方向的推力下，将一个重为150N

的物体由斜面底端N匀速推到顶端8,运动过程中物体克服摩擦力做了200J的功，运动过程中克服物体的重力做的

功少=J：斜面的机械效率/%;推力/的大小4No

6.（2023•安徽合肥•一模）利用斜面将一个重400N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力尸=250N,拉动的距

离s=4m,物体上升的高度/z=2m。此过程中该斜面的机械效率是%。

7.（2023•陕西西安•模拟预测）小聪利用一长木板在地面和高台处搭建一个斜面，如图所示，高台高为3m,长木

板长9m。小聪用大小为500N的拉力厂将重为1200N的物体从地面拉上高台，用时45s。则小聪所做的有用功为

J,拉力厂做功的功率为W,斜面的机械效率为。小聪使用斜面可以（选填"省力"

或"省功”）。

8.（2023•安徽合肥•一模）在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材。工人在往车上搬运装有健身器材的

箱子时，用长木板搭了一个3m长的斜面，沿斜面方向对箱子施加500N的力，把120kg的箱子沿斜面匀速推到1m

高的车厢上，如图所示。求：

（1）推箱子做的有用功；

（2）斜面的机械效率；

（3）箱子受到斜面的摩擦力大小。

9.（2023•湖北荆州,中考真题）以"，荆歌铁马，奔向未来”为主题的2023荆州马拉松3月26日在荆州体育中心鸣

枪起跑。在开赛场地建设过程中，工人利用长度£=3m的斜面把质量为240kg的重物匀速推到〃=lm高处，如图所

示，工人所用推力尸=1000N。g取10N/kg。求：

（1）推力做的有用功；

（2）斜面的机械效率；

（3）工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，为了省力，换用长度为5m的斜面，此时重物与斜面间的

摩擦力与原来的摩擦力之比为6：5,共用时20s,工人推力做功的功率。

10.（2023•江西•中考真题）如图所示，利用斜面将箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了,

某同学用100N的力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为20kg,斜面长3m,斜面高1.2m,g=10N/kgo求：

（1）箱子受到的重力;

（2）箱子受到的摩擦力;

（3）斜面的机械效率；

（4）使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。

利用斜面搬运徒手搬运

考向二：杠杆的机械效率

11.（2023•江苏盐城•二模）如图所示，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，将匀质杠杆拉至图中虚线位置，使挂在杠

杆下面的钩码缓缓上升，转动摩擦不计。钩码总重为L0N,钩码上升高度为0.1m,测力计上升高度为0.4m,则杠

杆的机械效率为（保留一位小数）；若只将弹簧测力计改为垂直于杠杆匀速拉动，杠杆的机械效率将

（变小/不变/变大）。

12.（2023•安徽蚌埠•三模）如图甲是《天工开物》中记载的我国古代提水器具一一桔棒，它利用了杠杆原理。在

前端悬挂水桶，末端悬挂重物，水桶打满水后，在末端重物拉力的作用下，便能轻易把水提拉至所需的高度。图乙

是桔椽的原理图，若为轻质杠杆，其中/。=2。比重物重为G”某次提升水的重力为G”则此次利用桔椁提水

过程的机械效率片（用所给字母表示）。

』■1工

甲乙

13.（2023•安徽合肥•二模）用如图所示的实验装置测杠杆的机械效率，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，

使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。

（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数如图所示，钩码总重G为1N,钩码上升高度分为0.1m,

测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为；

（2）钩码从/点改挂在8点后，拉力作用点及拉力方向都不变，此时把相同的钩码匀速提升相同的高度，则所测

机械效率将（选填"变大"、"变小"或"不变"）。

14.（2013•江苏扬州•一模）花匠手握如图所示修枝剪刀柄的末端，便可轻松地剪断树枝。这时修枝剪刀属于

（省力/费力）杠杆，它的支点在_________C4/2/C）点。使用时，若在轴上加润滑油，则可以（增

大/减小）其机械效率。

15.（22-23九年级上•江苏南通•期末）如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的质量分布均匀的杠杆，使重为

36N的物体缓慢升高0.1m,拉力大小厂为16N,拉力移动的距离为0.25m,则杠杆的机械效率为，从如图位

置提升到水平位置的过程中，重物的机械能将,拉力的大小将;若将重物的悬挂点/向右移动到3点,

将重物提升相同的高度，杠杆的机械效率将（选填"变大"、"变小"或"不变"）。

16.（22-23八年级下•辽宁沈阳・期末）如图所示，压下液压千斤顶杠杆时，能把一个重物顶起来，假设大活塞刚好

顶在重物的重心竖直线的位置上，若要在lmin内把It的重物顶起3cm,则大活塞所做的功为J；若整个装置

的机械效率为80%,使用时，人加在杠杆8端竖直向下的力下的平均功率为W,若杠杆上04：。2=1：5,则加

在杠杆B端的竖直向下的力F的力臂与小活塞对杠杆施加的近似认为是竖直向上力的力臂之比为o（取

g=10N/kg）

17.（20-21九年级上•江苏镇江,期末）小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，。为支点他先将钩码悬挂在b

点，在。点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为B，0点上升的高度为h.然后他将钩码移至c点，仍在a点竖直

向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为尸2,a点上升的高度仍为九则两次所做有用功％W2,机械效率〃j72。

（选填">"、或"="）,向上拉动过程中，拉力大小（选填"变大"、"变小"或"不变"）。

18.（2023•安徽合肥•三模）用如图所示的杠杆从水平位置开始提升重物，用尸=30N的动力始终竖直向上，将重为

G=60N的物体缓慢提升0.1m,已知。/：。2=1：3,OA：OC=1：4,支点处的摩擦不计，求：

（1）杠杆自重G次

（2）杠杆提升重物的机械效率〃；

（3）若将动力作用点从8点移到C点，其它条件不变，请说明杠杆的机械效率怎么变化？

19.（2023•安徽合肥•三模）如图，AB为能够绕2点转动、质量分布均匀的杠杆，AB=2BC,在C处用细线悬挂一

重物G,在杠杆末端/点施加一个始终竖直向上的拉力尸，使质量为3kg的重物在2s内匀速上升0.5m,杠杆重为

75N。忽略支点处的摩擦。

（1）求拉力厂的大小；

（2）求杠杆对重物做功的功率；

（3）若仅将拉力厂的作用点向中点处移动一段距离，其他条件均保持不变，请判断杠杆的机械效率是否改变，并

说明理由。

BC

A

G

20.（2023•安徽合肥•二模）如图所示，用竖直向上的拉力P作用在杠杆末端/点，将挂在杠杆中点3的重为150N

的物体匀速缓慢提升0.5m。/点沿竖直方向上升1m。已知杠杆的质量分布均匀，自重为30N。（不计绳重及摩擦）

（1）求力厂的大小；

（2）求将重物匀速提升时杠杆的机械效率（结果保留到0.1%）。

F

八尸

21.（2023•江苏常州•一模）用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计,

使挂在较长杠杆0。下面的钩码缓缓上升。实验中，将杠杆拉至图中虚线位。置，测力计的示数如图所示，钩码总重

G为1.0N,钩AB码上升高度分为0.1m,测力计移动距离s为0.3m。贝!|：

（1）弹簧测力计的拉力所做的功多大？

（2）杠杆的机械效率为多大？

考向三：水平滑轮及滑轮组的机械效率

22.（2023•辽宁锦州•中考真题）如图所示，重100N的物体A在水平拉力厂的作用下以0.1m/s的速度匀速运动

10s,弹簧测力计的示数为20N,滑轮组的机械效率为80%。则拉力厂所做的功是J,拉力尸的功率是

W,物体A受到的摩擦力是No（不计绳重和滑轮重）

23.（2023,安徽池州•二模）如图所示，物体重300N,用效率为60%的滑轮组使它沿水平面以0.1m/s的速度匀速行

驶20s,受到的摩擦力为72N。则拉力做功的功率为W„（忽略绳重和滑轮重）

24.（2019•山东烟台,一模）如图所示的简单机械是由固定的斜面和滑轮组成的.若斜面的长L与斜面高h的比值

为2,整个机械的效率为80%,则使用该机械将重物沿斜面缓慢拉上的过程中，作用力F与重物所受重力G的之比

为—,

25.（2023•河南南阳•一模）如图所示，工人利用斜面和滑轮将物体从斜面底端匀速拉到顶端，斜面高1m,长2m,

物体重500N,平行于斜面的拉力为200N,所用时间为：LOs。在此过程中，物体的动能（选填"增大"、"减小"

或"不变”），拉力的功率为W,把物体直接提高到斜面顶端做的功为有用功，则这个装置的机械效率为。

26.（2023•安徽合肥•二模）如图所示的滑轮组在拉力尸的作用下，拉着重为5N的物体A以0.1m/s的速度匀速直

线运动了5s。物体A受到的摩擦力为4.2N,弹簧测力计示数为2N,不计绳、弹簧测力计和滑轮重，则滑轮组的机

械效率为.

27.（2023•云南昆明,三模）高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触,

图中为输电线的牵引装置，钢绳通过滑轮组挂多个相同的坠蛇，总重为5000N,不计滑轮和钢绳自重及摩擦。输电

线/端受到的拉力大小为N,若某段时间内输电线/端向右移动了10cm,坠坨重力所做的功为J»（g

取10N/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩）

钢绳

输电线

A

鱼坠蛇

I

O

28.（2023•山东威海•中考真题）五一假期，小明和爸爸自驾到海边游玩，小轿车不慎陷入水平沙滩无法行驶，请

来救援车帮忙，如图甲所示，救援车固定不动，利用绞盘、绳子、轻质滑轮将车拉出沙滩。若小轿车的质量为L2t,

轮胎底部与沙滩接触的总面积为0.2mz,整个拉动过程中小轿车移动的速度随时间变化的图象如图乙所示，其中小

轿车被匀速拉动时绞盘的拉力/恒为：2X1（）3N。（g=10N/kg）求:

（1）小轿车静止时对沙滩的压强是多少？

（2）小轿车被匀速拉动通过的路程是多少？在此过程中滑轮的机械效率为90%,则小轿车受到的拉力做功的功率

是多少？（滑轮轮轴处摩擦不可忽略）

甲乙

考向四：竖直滑轮及滑轮组的机械效率

29.（2023•江苏镇江•中考真题）如图所示，工人师傅利用滑轮将沙发运上楼，该滑轮是.滑轮，若工人师傅

用1000N的拉力，将重为800N的沙发匀速提升5m,则工人师傅做的有用功为J,该滑轮的机械效率

为%„

卸

30.（2023•湖北十堰,中考真题）如图是某电梯的工作原理图，A、B为滑轮，尸为电动机对滑轮组施加的拉力。其

中滑轮.（选填"A"或"B"）能省力，某次电梯以lm/s速度将60kg的人匀速提升，电动机输出功率为

1960W,则人所受重力与.力是一对平衡力，此次电梯的机械效率为.

31.（2023•湖南邵阳・中考真题）如图所示，用动滑轮将物体匀速提升0.2m,绳子自由端的拉力/为6N,则拉力尸

所做的功为Jo如果使用该滑轮提升更重的物体，机械效率会（选填"增大"或"减小"）。

kF

1

32.（2023•四川凉山•中考真题）如图所示，工人用A、B两个相同的滑轮组成的滑轮组提升重540N的物体，所用

的拉力厂为200N,物体以0.2m/s的速度匀速上升了10s。不计绳重及摩擦，拉力下所做的功为J,C处天

花板受到的拉力为N；若匀速提升重240N的物体，滑轮组的机械效率为。

C

33.（2023•河北沧州•二模）如图是甲、乙两人分别用两装置在相同的时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高

度，空气阻力、摩擦和绳子的质量均不计，每个滑轮重小于物重，贝的两人拉绳子的力耳鼻，甲、乙两人做

功的效率关系%〃乙（均选填"大于"、"小于"或"等于"）。

34.（2023•山东淄博•一模）利用图中所示的装置分别将重100N的物体提升一定高度。甲图中斜面长是斜面高的4

倍，乙图中滑轮重20N,不计摩擦和绳重。甲图中所用拉力尸产No乙图中滑轮组的效率为（精

确到1%)0

35.（2023•吉林松原•三模）如图所示，某建筑工人用大小为400N的拉力，通过滑轮匀速提升重为360N的货物,

此滑轮虽然不能省力，但好处是能够,给工人带来方便；其机械效率为。

36.（2023•吉林白山•模拟预测）如图所示是晾衣架的示意图，其靠近天花板上滑轮是—（选填"定"或"动"）滑

轮，使用靠近晾衣架的滑轮可以（选填"改变力的方向""省力"或"省功"）。

天花板

0~B~~Q

晾衣架

bbddd

37.（2023•黑龙江鸡西•三模）如图所示，置于水平桌面上的物体A