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（原卷版）.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？

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。

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

2

中，工人对绳的拉力始终沿竖直方向，工人双脚始终与水平地面接触且接触面积为300cm，工人

4

对地面的压强为2.0×10Pa；此工人的质量为70kg，两个动滑轮的质量共为10kg，绳重、绳与滑

轮之间的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求：

（1）工人的手对绳的拉力大小；

（2）工件移动过程中，地面对工件摩擦力的大小；

（3）滑轮组在此次工作中的机械效率。

4．（2023•荆州）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L＝3m的斜面把质量为240kg的重物匀速推

到h＝1m高处，如图所示，工人所用推力F＝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。

5．（2023•江西）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/kg。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。

6．（2023•南充）某人始终双脚站在地上