2025年中考物理热点题型归纳与变式演练（全国）专题05 机械效率问题（解析版）.pdf

专题05机械效率问题

1.有用功

使用机械做功时，对人们有用的功叫有用功，用W表示。也就是人们不用机械而直接用手时

有用

必须做的功，也等于在理想情况下(即不考虑摩擦和机械本身的重力)人们所做的功，或者是机械对物

体做的功。在提升物体时，W＝GH。在水平拉动物体时，W＝fL。

有用有用

2.额外功

使用机械时，对人们没有用但又不得不做的功叫额外功，用W表示。额外功的来源主要有：a.

额

提升物体时，克服机械自重、容器自重、绳重等所做的功；b.克服机械的摩擦所做的功。

3.总功

人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功，用

W表示。它等于有用功和额外功的总和，即W＝W＋W，或人对机械的动力为F，则W

总总有用额

总＝FS。

(4)机械效率

①定义：有用功与总功的比值叫做机械效率。

②公式：η＝w/w

有总

由于总是存在额外功，使得W＜W，所以η总是＜1；影响机械效率的主要因素有摩擦和机

有用额

械自重等。

1．（2023•益阳）早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如

图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳

拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J。

g取10N/kg。求此次取水的过程中：

（1）人做的有用功为多少？

（2）辘轳的机械效率多大？

（3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？

【解答】解：（1）拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水的重力

G＝mg＝10kg×10N/kg＝100N，

水水

做的有用功：W＝Gh＝100N×4m＝400J；

有用水水

有用400

（2）辘轳的机械效率η==×100%＝80%；

500

总

（3）此过程的额外功W＝W﹣W＝500J﹣400J＝100J；

额总有用

额外功包含克服水桶重力做功和克服摩擦力做功，

对水桶做的额外功：W＝Gh＝mgh＝1kg×10N/kg×4m＝40J；

额桶桶桶桶桶

克服井绳重力与摩擦阻力做的功：W＝W﹣W＝100J﹣40J＝60J。

额余额额桶

2．（2023•安徽）如图，一固定斜面顶端装有定滑轮，为测量该装置提升物体时的机械效率，用弹簧

测力计连接细绳，跨过定滑轮将重为6N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6m，物体上升的高度为0.3m，

弹簧测力计的示数为4N。求此过程中。

（1）做的有用功；

（2）该装置的机械效率。

【解答】解：（1）克服物体重力做的有用功：

W＝Gh＝6N×0.3m＝1.8J；

有

（2）弹簧测力计的示数大小即为拉力大小，故拉力做的总功：

W＝Fs＝4N×0.6m＝2.4J，

总

该装置的机械效率：

有1.8

η===75%。

2.4

总

3．（2023•广元）如图所示，某工人利用滑轮组将一个工件沿水平地面匀速拉动到加工点。拉动过程