备战2022年中考物理抢分秘籍秘籍 20 机械效率（解析版）

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考点抢分秘籍 20 机械效率
抢分点 1.机械效率
（1）有用功：为达目的，不得不做的功。一般用符号 W 有表示。
（2）总功：动力所做的功。一般用符号 W 总表示。
（3）额外功：对机械所做的功。一般用符号 W 额表示。
（4）三种功之间的关系：W 有+ W 额=W 总
（5）机械效率：有用功与总功的比值。通常用百分数表示。公式表示为：η=
W有
W总
×100%。
（6）因为使用任何机械做功，都必须要对机械本身做额外功，所以 W 有始终比 W 总小，所以 η 一定小于
100%。
例题精选
某机械的机械效率为 60%，它所做的额外功是 30J，则它完成的总功是_______ J，有用功是________J。
【答案】75 45
【解析】由 η=
W有
W总
×100% =
W有
W有+W额
×100%可得：60% =
W有
W有+30 J
×100%，解得 W 有=45J。W 总=W
有+W 额=45J+30J=75J。
【提分秘诀】灵和运用有用功、额外功、总功这三者之间的关系式 W 有+ W 额=W 总进行变式。
抢分秘练
1.用水桶从井中提水的时候，如果桶重 10N，水重 90N，井深 10m，将水提至井口时，所做的有用功等于_
________J，额外功等于_______J，总功等于_______J，机械效率等于 。如果其他条件不变，而目的是
从井里捞桶，那么将桶提井口时，所做的有用功等于__________J，额外功等于_______J，总功等于______
_J。机械效率为 。
【答案】900 100 1000 90% 100 900 1000 10%
【解析】用水桶从井中提水的时候，要将水提至井口时，对水做的功是有用功：W 有=G 水
h=90N×10m=900J；对铜做的功是额外功：W 额=G 桶h=10N×10m=100J；总功：W 总= W 有+W 额
1
=900J+100J=1000J;机械效率：η=
W有
W总
×100% =
900 J
1000 J
×100% =90%。若目的是从井里捞桶，那么将
桶提井口时，那么对通做的功为有用功：
W有=G 桶h=10N×10m=100J；对水做的功为额外功功：W 额=G 水h=90N×10m=900J；总功不变；机械效率：
η=
W有
W总
×100% =
100 J
1000 J
×100% =10%。
2.甲、乙两台机械，甲的机械效率是 80%，乙的机械效率是 60%，若提起相同的重物到同一高度，则（
）
A．使用甲机械做功省力 B．使用甲机械做功多
C．使用甲机械做的额外功少 D．以上说法都不对
【答案】C
【解析】AB．机械效率的高低与有用功在总功中的比值大小有关，比值越大，机械效率越高，与机械是否
省力，做功的多少无关，AB 错。
CD. 提起相同的重物到同一高度，所做的有用功一样，由由 η=
×100% =
W有
W有+W额
×100%可知：
当 W 有相同时，η 值越大，W 额越小，即做的额外功越少，C 正确,D 错。选 C。
3.两台机械完成的有用功之比 W1:W2＝4:7，它们的机械效率分别为 η1＝60％，η2＝75％，则两台机械所做
总功之比为（ ）
A．5:7 B．7:5 C．16:35 D．35:16
【答案】A
【解析】由 η=
W有
W总
×100%可得：W 总=
W有
η
。所以
W总1
W总2
=
W有1
η1
×
η2
W有2
=
4
7
×
75 %
60 %
= 5:7。选
A。
抢分点 2.滑轮组竖直提升物体时的机械效率计算
（1）有用功是克服物体重力做功，即：W 有=G 物h（G 物-所提升物体的重力；h-物体竖直上升的高度，单位：
m）
（2）总功是动力 F 做的功，即：W 总=FS=Fnh（n-绳子绕过动滑轮的股数）
2
（3）机械效率：η=
W有
W总
×100% =
G物h❑
FS
×100%=
G物h❑
Fnh ×100 %=G物
nF
×100% =
G物
G物+G动
×100%
（G 动-动滑轮自身的重力）。
例题精选
（2020·泰州市）小明利用如图所示的滑轮组，将质量为 90kg 的物体在 1min 内匀速提升 5m，竖直向上的
拉力为 360N。求：(1)物体的重力（g 取 10N/kg）；(2)小明拉力的功率？(3)滑轮组的机械效率（结果保
留一位小数）。
【答案】(1) 900N (2) 90W (3)83.3%
【解析】(1)物体的重力是 G=mg=90kg×10N/kg=900N。
(2)由图可知：承担物重的绳子段数 n=3，物体匀速提升 5m 时，绳端移动的距离是:s=nh=3×5m=15m,小明
拉力做功；W=FS=360N×15m=5400J,小明拉力的功率:P=
W
t
=
5400 J
60 s
=90W。
(3)有用功： W 有=Gh=900N×5m=4500J，滑轮组的机械效率： η=
W有
W总
×100% =
4500 J
5400 J
×100% ≈
83.3%。
答：(1) 物体的重力是 900N；(2) 小明拉力的功率 90W；(3) 滑轮组的机械效率是 83.3%。
【提分秘诀】计算滑轮组的机械效率的问题，关键是灵和对机械效率公式结合滑轮组中力与距离的关系进
行变形；分清距离和力是与哪一个相对应；数正确 n 值。
抢分秘练
1.(2020 广东 14)如图所示，人向下拉绳提升重物，已知物体重 400N，动滑轮重 60N，不计绳重及摩擦，
将重物匀速提升 0.5m， 人需用的拉力为____N，绳子自由端移动的距离为____m，人所做的有用功为___
_J。
3
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