3.4簡單機械（2）學習目錄學習目錄目錄模塊一知識網絡 1模塊二知識掌握 2知識點一、機械效率 2知識點二、測量斜面的機械效率 3【鞏固提高】 6知識重點知識重點模塊一知識網絡模塊二知識掌握知識點一、機械效率1.有用功：必須要做的這部分功。2.額外功或無用功：不需要，但又不得不做的那部分功。3.總功：與的總和。符號公式：。4.機械效率：跟的比值。符號公式：η=W有用/W總=Gh/FL×100﹪W有用＜W總η＜15.常考機械的有用功、總功、機械效率計算簡單機械有用功總功額外功機械效率杠桿W有用=GhW總=FsW額=W總－W有用η=滑輪組W有用=GhW總=FsW總=Gh+G動h（不計繩重和摩擦）W額=W總－W有用W額=G動h（不計繩重和摩擦）η=η=斜面W有用=GhW總=FlW總=Gh+fl（f為摩擦力）W額=W總－W有用W額=fl（f為摩擦力）η=η=（2022秋?余姚市校級期末）關于機械效率，下列說法正確的是（）A．機械效率越大，越省力 B．機械效率越大，做功越多 C．機械效率越大，功率越大。 D．機械效率越大，額外功在總功中所占的比例越小（2022秋?余姚市期末）“建設美麗城市，優化市內交通”，寧波市計劃建設地鐵五號線。地鐵的建造過程需要大型機械——盾構機。如圖是地鐵建設施工挖隧道的盾構機正面，下列關于工作中的盾構機說法正確的是（）A．做的功越多，機械效率越高 B．做功多的盾構機，功率大 C．延長工作時間，可提高機械效率 D．做功越快的盾構機，功率越大（2023?鹿城區模擬）如圖甲所示，用一個動滑輪勻速提升重為600N的物體，在卷揚機拉力F的作用下，繩子自由端豎直移動的距離隨時間變化的關系如圖乙所示。已知動滑輪受到的重力為20N，不計繩重和輪與軸間的摩擦。下列說法正確的是（）A．以動滑輪為參照物，物體是向上運動的 B．物體上升的速度是20m/s C．卷揚機拉力F的功率是62W D．機械效率為90.67%（2023?杭州模擬）如圖所示，拉力F為5N，物體A以0.1m/s的速度在物體B表面向左做勻速直線運動（B表面足夠長）；物體B靜止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，彈簧測力計示數為12N。下列說法正確的是（）A．拉力F的功率為1.0W B．物體A受到的摩擦力為16N C．滑輪組的機械效率為75% D．拉力F增大到10N時，物體B開始向左運動（2021秋?西湖區期末）小金用如圖所示裝置和相關的實驗儀器探究斜面機械效率的影響因素，斜面長為L，高為h，他用沿斜面向上的拉力F把重為G的物體從斜面底端勻速拉到頂端。下列說法錯誤的是（）A．改變h即可研究斜面傾斜程度對斜面機械效率的影響 B．該過程中克服斜面摩擦力做的功屬于額外功 C．該斜面的機械效率為G?Fs×D．若物體沒有被拉到斜面頂端，則無法測出斜面的機械效率（2023?下城區模擬）小徐同學家裝修新房，看到工人師傅使用如圖所示的一種自制的簡易起重裝置向樓上吊裝笨重的裝修材料，大大減少了工人搬運材料的勞動強度。小科觀察到電動機的輸出功率800W，將質量為80kg的水泥勻速提升到10m高的位置用時15s。假設電動機的輸出功率恒定不變（不計繩重和摩擦），請幫小徐完成下列問題：（1）電動機對繩子的拉力多大？（2）該滑輪組的機械效率多大？（3）若用該套裝置以0.5m/s的速度提升120kg的水泥，該滑輪組的機械效率如何變化？（2022?海曙區校級三模）小宏用如圖所示的裝置探究杠桿的機械效率，杠桿的質量分布均勻，右端固定在O點，杠桿可繞O點在豎直平面內轉動，且AC＝BC＝OB；（1）該實驗中杠桿所做的額外功主要是。（2）他將重為G的鉤碼懸掛在B點，在A點豎直向上勻速拉動彈簧測力計，拉力為F1，測得A、B兩點上升的高度分別為h1、h2，則此次杠桿的機械效率為＝×（3）若保持彈簧測力計位置不變，將鉤碼掛在C點，緩慢拉動彈簧測力計將鉤碼提升相同的高度（不計摩擦），則彈簧測力計的示數F2F1，杠桿的機械效率η1η2（均選填“＞”或“＜”或“＝”）。知識點二、測量斜面的機械效率（1）光滑斜面：FL=GhW額外=0η=100﹪（2）有摩擦的斜面：W總=FLW有用=GhW額外=FLη=Gh/FL（3）斜面的機械效率與斜的面的粗糙程度和傾角有關。（2023春?下城區校級期中）小明用如圖裝置來測定斜面的機械效率。每次實驗時，被拉的小車沿同一斜面勻速向上運動。下表是小明記錄實驗數據的表格。（1）本實驗中可以手動改變木塊高度h從而改變斜面的傾斜程度，除小車、長木板和木塊外，還需要的主要測量工具是彈簧測力計和；（2）經計算，“較陡”時，斜面的機械效率為；（3）綜合分析以上數據，可以得出三條實驗結論：①其它條件相同時，斜面越緩越省力；②其它條件相同時，；（4）“最陡”時，小車對長木板的摩擦力為。實驗次數斜面的傾斜程度小車重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面長S/m有用功W有/J總功W總/J機械效率η1較緩100.1311333%2較陡100.2413最陡100.4614666.7%（2022秋?西湖區期末）小金猜想斜面的機械效率與被拉物體的重力有關，為了驗證猜想他進行了如圖所示的實驗：①用彈簧測力計測出木塊的重力G，用刻度尺測出斜面的長度s和高度h。②用彈簧測力計沿著該斜面把木塊從底端勻速拉到頂端，讀出彈簧測力計示數F。③換用重力不同的木塊，重復上述實驗，共測出三組數據，記入下表中。實驗次數木塊重力G/N斜面高度h/m彈簧測力計示數F/N斜面長度s/m機械效率140.321280.3413120.361（1）在第一次實驗中，斜面的機械效率為；（2）在第二次實驗中，木塊所受斜面的摩擦力為N；（3）通過實驗及數據分析可知，小金的猜想是的（選填“正確”或“錯誤”）。（2021秋?西湖區校級期中）小西想探究斜面的機械效率可能與哪些因素有關？進行了以下的實驗設計，他用同一塊木板組成如圖所示的裝置進行了實驗探究，記錄的實驗數據如下表。實驗次數斜面傾角θ物塊重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面長S/m有用功W總有/J總功W總/J斜面的機械效率130°5.00.64.21.23.05.0230°3.00.62.51.21.860%345°3.00.82.81.22.43.471%（1）根據表格中數據，第①次實驗時，斜面的機械效率為%。（2）根據表格中數據，第②次實驗時，物體所受到的斜面的摩擦力大小是N。（3）從三次實驗結果中可以得到的結論是：斜面的機械效率與有關。【鞏固提高】（2021?溫州一模）下列關于機械效率的說法正確的是（）A．越省力的機械，機械效率越高 B．做功越少的機械，機械效率越低 C．做功越慢的機械，機械效率越低 D．總功相同，有用功越大的機械，機械效率越高（2022秋?富陽區校級期中）下列關于功率的說法正確的是（）A．功率大的機器做的功一定多 B．功率大的機器做功時間一定短 C．功率大的機器做功一定快 D．功率大的機器機械效率一定高（2021秋?鄞州區期末）如圖，為了提升重物，我們選用了粗細均勻重為G的杠桿，不計杠桿支點處的摩擦，先后把同一個重物掛在A、B兩處，每次用力讓重物上升同樣的高度，下列說法正確的是（）A．重物在A點處人做的有用功多 B．重物在B點處人做的有用功多 C．重物在A點處杠桿的機械效率高 D．重物在B點處杠桿的機械效率高（2022?北侖區二模）如圖所示的甲、乙兩套裝置，每個滑輪的質量均相等且繩重和摩擦不計。用它們分別將重力為200N和100N的重物勻速提升相同高度，若拉力均豎直向上，兩裝置中，相同的是（）A．拉力大小 B．有用功 C．額外功 D．機械效率（2022秋?濱江區校級期中）質量為m的同一物體，先用滑輪組（如圖甲）勻速提升，后沿斜面（如圖乙）勻速拉升，兩次物體提升高度均為h，兩次拉力大小均為0.8mg，斜面長AB＝2h，則兩次提升物體的機械效率（）A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙 C．η甲＝η乙 D．條件不足無法判斷（2022秋?樂清市校級期中）如圖所示，物體A的重力為180N，物體B的重力為10N。物體A受到一個水平向右的拉力F，拉力F的功率為30W，在拉力F的作用下，物體B在2s內勻速上升4m。不計滑輪、繩子的自重及它們之間的摩擦，下列說法正確的是（）A．拉力F大小為20N B．該裝置的機械效率為66.7% C．拉力F做的功等于物體B克服重力做的功 D．物體A向右做勻速直線運動的速度為4m/s（2022?鄞州區模擬）如圖所示，滑輪組懸掛在水平鋼架上，某工人站在水平地面上，豎直向下拉動繩子自由端，5s內使物體A勻速上升1.5m，提升過程中拉力F的功率為180W。已知物體A重540N，該工人重700N。不計繩重和摩擦，下列關于該過程的說法正確的是（）A．繩子自由端移動的速度為0.3m/s B．動滑輪重160N C．該工人對地面的壓力為400N D．工人利用該滑輪組提升物體的最大機械效率為90%（2022秋?上城區校級期中）在探究“滑輪組機械效率”時，用兩組滑輪組進行了4次測量，用一個動滑輪和一個定滑輪測得前3組數據，再用兩個動滑輪和兩個定滑輪測得第4組數據，如下表：實驗次數物重G物/N動滑輪重G動/N鉤碼上升高度h/m動力F/N動力作用點移動的距離s/m滑輪組的機械效率η110.50.10.70.347.6%220.50.11.10.360.6%340.50.120.34410.10.550.6%（1）根據表中前3次實驗數據，畫出甲圖滑輪組的繞繩方法。（2）實驗中，測量繩端拉力F時，應盡量緩慢豎直向上勻速拉動測力計，讀出乙圖中測力計的示數為N，第3次實驗時滑輪組的機械效率為。（3）某同學認為測力計靜止時讀數比較方便，其實他測得的機械效率（選填“偏大”或“偏小”）。（4）由表中第1、2、3組數據可知：同一滑輪組，提升的重物越（選填“輕”或“重”），機械效率越大。（2022秋?上城區校級期中）用如圖所示的實驗裝置測杠桿的機械效率，實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升。（1）實驗中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測力計的示數如圖所示，鉤碼總重G為1N，鉤碼上升高度h為0.1m，測力計移動距離s為0.3m，則杠桿的機械效率為，請寫出使用該杠桿做額外功的一個原因：。（2）鉤碼從A點改掛在B點后，拉力作用點及拉力方向都不變，此時把相同的鉤碼勻速提升相同的高度，則所測機械效率將（選填“變大”、“變小”或“不變”）。（2022秋?拱墅區校級期中）小金用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率。實驗時豎直向上拉動杠桿，使掛在杠桿下面的鉤碼緩緩上升。（支點和杠桿的摩擦不計）問：（1）重為10N的鉤碼掛在A點時，人的拉力F為8N，鉤碼上升0.3m時，動力作用點C上升0.5m，此時機械效率η1為多大？（2）小金為了進一步研究杠桿的機械效率與哪些因素有關，仍用該實驗裝置，將鉤碼移到B點，再次緩慢提升杠桿使動力作用點C仍然上升0.5m。問：人的拉力F與第一次相比（選填“變大”“變小”或“不變”）。比較此時的機械效率η2與η1的大小并用學過的知識給以推導。（2022春?下城區校級期中）卡車的車廂高1.5m，工人師傅將一塊5m長的木板搭在地面與車廂之間構成斜面（如圖所示），在車上用400N的拉力將重為1000N的木箱勻速拉上車廂，則這個斜面的機械效率是，物體受到的摩擦力是N，若增大該斜面的傾角，斜面的機械效率將。（選填“變大”、“變小”、“不變”）（2021秋?湖州期末）如圖所示，是建筑工人從豎直深井中提取泥土時利用的滑輪組模型。如果某次操作中，工人用400N的拉力F在1分鐘內將總重為900N的泥土勻速提升5m。在這段時間內拉力F移動的距離是15m。求：（1）請根據情景在圖中畫出滑輪組的繞線方法。（2）滑輪組的機械效率是多大？（3）此時動滑輪的重量為多少N？（不考慮各種摩擦及繩重）（2021秋?臨海市期末）某同學看到爸爸正準備把貨物搬往高臺上，如圖1所示。他找來一塊木板，搭成圖2所示的斜面，然后站在高臺上用一根繩子把貨物拉上了高臺。請回答下列問題：（1