PAGE專題六中考機械效率問題處理方法及其解析簡單機械的機械效率問題是中考必考點，分值在3—8分。題型涉及選擇題、填空題、探究題、綜合計算題。所以學會解答簡單機械的機械效率問題，對提高物理成績至關重要。中考在考查機械效率方面，以考查滑輪組的機械效率為主。但杠桿、斜面的機械效率問題的解答也是命題重點，同樣要重視。下面給出與杠桿、滑輪組、斜面三種簡單機械的機械效率有關問題的剖析，供各省市考生學習時斟酌。一、用簡單機械提升物體，有用功、額外功、總功及其機械效率的求法（1）用簡單機械提升物體做的有用功W有用=Gh；（2）用簡單機械提升物體做的總功W總=Fs；（3）用簡單機械提升物體做的額外功W額外=W總－W有用。（4）簡單機械機械效率公式：η=W有/W總×100%=Gh/Fs×100%。其中h是重物G被提升的高度，s是動力F移動的距離。h與s的關系可以根據(jù)具體情況而定。二、與杠桿機械效率有關的計算題解題套路1.用杠桿提升物體的模型圖2.用杠桿提升物體有用功、額外功和總功求法（1）用杠桿提升物體做的有用功W有用=Gh（2）用杠桿提升物體做的總功W總=Fs（3）用杠桿提升物體做的額外功W額外=W總—W有用其中h是重物G被提升的高度，s是動力F移動的距離。h與s的關系可以根據(jù)相似三角形建立。3.杠桿機械效率的求解（1）用杠桿提升物體時，有用功和總功的比值.稱為杠桿機械效率。（2）杠桿機械效率公式：η＝（W有用/W總）×100％4.典型例題解析【例題1】如圖所示，杠桿在豎直向下拉力F的作用下將一物體緩慢勻速提升。下表是提升物體時采集到的信息：物重G（N）OA（m）OB（m）A端上升的髙度h/mB端下降的豎直距離s/m400.80.40.20.1（1）若不計杠桿自重和摩擦，則拉力F的大小；（2）若實際拉力F為90N，求拉力做的總功及杠桿的機械效率（機械效率保留三位有效數(shù)字）。答案：（1）80N（2）9J，88.9%解析：求解機械效率時，同學們選擇公式時直接用η=W有/W總×100%得出結果就是最后結論，有的同學利用η=W有/W總這個求解出來的結果，畫為百分數(shù)即可。用哪個公式都正確，不要糾結。通過解答這類問題，同學們要知道使用杠桿提升物體做額外功的原因，還要動腦分析杠桿的機械效率都與哪些因素有關。這樣可以為今后解決杠桿問題奠定良好的知識基礎。（1）不計杠桿自重和摩擦，由杠桿平衡條件可得F×OB=G×OA，即F×0.4m=40N×0.8m，解得F=80N（2）由表中數(shù)據(jù)可知s=0.1m，h=0.2m拉力做的總功W總=F′s=90N×0.1m=9J有用功W有用=Gh=40N×0.2m=8J杠桿的機械效率η=W有/W總×100%=8J/9J×100%≈88.9%【例題2】如圖所示，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．將杠桿拉至圖中虛線位置，測力計的示數(shù)F如圖所示，鉤碼總重G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，測力計移動距離s為0.3m，求解：（1）杠桿的機械效率．（2）杠桿所做的額外功。答案：（1）66.7%；（2）0.05J.解析：本題是作者根據(jù)江蘇省2009年中考物理試卷29題改編而成。改編后的題可以作為求解杠桿機械效率計算題的母題，能加深同學們對市面材料很少出現(xiàn)該類問題的認識。通過對這類問題的訓練，大家要知道使用杠桿提升物體做額外功的原因，還要動腦分析猜想杠桿的機械效率都與哪些因素有關。這樣為今后解決杠桿問題會奠定良好的知識基礎。（1）求解杠桿機械效率計算題的母題，可以加深同學們對市面材料很少出現(xiàn)該類問題的認識。求解杠桿的機械效率，首先求用杠桿提升物體需要做的有用功W有用=Gh；再求總功W總=Fs。物體被提升的高度h和外力移動的距離s題中給出，對較復雜的問題，h和s的關系可以結合幾何中兩個三角形相似、杠桿平衡條件求出。最后根據(jù)機械效率公式η=W有用×100%/W總求出杠桿的機械效率。（2）根據(jù)W有用+W額外=W總，容易求出杠桿所做的額外功。三、與滑輪組機械效率有關的計算題解題套路（一）用滑輪組豎直提升物體機械效率問題求解辦法1.用滑輪組豎直提升物體的模型圖2.用滑輪組豎直提升物體有用功、額外功和總功求法（1）有用功W有用=Gh（2）總功W總=Fs（3）額外功W額外=W總—W有用（4）s=nh其中h是重物G被提升的高度，s是動力F移動的距離，n是動滑輪上的繩子段數(shù)。3.滑輪組機械效率的求解（1）用滑輪組提升物體時，有用功和總功的比值.稱為滑輪組機械效率。（2）滑輪組機械效率公式：η＝（W有用/W總）×100％η＝（W有用/W總）×100％=(G/nF)×100％4.用滑輪組豎直提升物體典型例題解析【例題3】用兩個相同的滑輪組成的滑輪組固定在天花板上，如圖所示，當勻速提升物體時，繩子自由端的拉力F＝20N，物體移動的速度為0.1m/s，每個滑輪重10N，忽略繩重和摩擦，下列說法正確的是()A．繩子自由端移動的速度為0.3m/sB．物體的重力為40NC．該滑輪組的機械效率為66.67%D．拉力F的功率為2W答案：A解析：用滑輪組提升物體時，物體重由幾段繩子承擔，外力作用點的移動速度就是物體速度的幾倍。如圖可知，滑輪組的繩子段數(shù)n=3，

物體移動的速度v物=0.1m/s，繩子自由端移動的速度v繩=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s，選項A正確，符合題意；忽略繩重和摩擦時，F(xiàn)拉=（G物+G動）/n，G物=n

F拉-G動=3×20N-10N=50N，選項B不正確，不符合題意；該滑輪組的機械效率：η=W有/W總×100%=G物/n

F拉×100%=50N/3×20N×100%=83．3%選項C不正確，不符合題意；拉力的功率：P=W總/t=FS/t=FV繩=20N×0．3m/s=6W選項D不正確，不符合題意。故選A?！纠}4】如圖所示，工人用250N的力將重400N的物體勻速提升2m，共用了10秒，若在此過程中（忽略繩重和摩擦），下列說法正確的是（）A．繩子自由端移動的距離是6mB．動滑輪的重是10NC．工人做功的功率是80WD．滑輪組的機械效率是80％答案：D解析：本題是用滑輪組沿著豎直方向提升物體時，求解滑輪組機械效率有關的問題。解題方法要有對應的套路。（1）動滑輪上的繩子段數(shù)n=2，所以繩子自由端移動的距離是s=nh=2×2m=4m；（2）需考慮G動，忽略繩重和摩擦F=(G+G動）/n250N=(400N+G動）/2解得：G動=100N（3）有用功：W有=Gh=400N×2m=800J拉力F所做的總功：W總=Fs=250N×4m=1000Jη＝（W有用/W總）×100％=G/nF=400N/（2×250N）=80%（4）P總=W總/t=1000J/10s=100W【例題5】如圖是某建筑工地上提升建筑材料用的滑輪組示意圖，其動滑輪質量15kg，某次提升材料質量240kg，材料在空中靜止時，不計繩重和繩與滑輪間摩擦，則豎著向上的拉力F=N；豎著向上勻速提升材料，摩擦影響較大，實際所用的拉力大小是1000N，并將材料提升了10m高．則滑輪組的機械效率是．（取g=10N/kg）答案：850；80%．解析：從圖上可以看出，圖中有定滑和一個動滑輪，已知質量，根據(jù)G=mg計算出重力再利用動滑輪的特點分析；使用動滑輪省一半的力，要費一倍的距離，即F移動的距離是20m，根據(jù)W=Fs計算；上一步計算出來的是總功，物體升高10m做的功是有用功，根據(jù)W有=Gh求出有用功，再利用η=×100%可求滑輪組機械效率．（1）由圖可知，承擔動滑輪和物體總的重力的繩子的股數(shù)n=3，物體和動滑輪的總重力：G=（m輪+m材料）g=（15kg+240kg）×10N/kg=2550N，不考慮繩重和摩擦，則豎著向上的拉力：F=G=×2550N=850N（2）拉力做的有用功：W有用=m材料gh=240kg×10N/kg×10m=24000J拉力移動的距離：s=3h=3×10m=30m實際拉力為1000N，則拉力做的總功：W總=F′s=1000N×30m=30000J滑輪組的機械效率：η=×100%=×100%=80%．（二）用滑輪組水平拉動物體機械效率問題求解辦法1.用滑輪組水平拉動物體的模型圖2.用滑輪組水平拉動物體有用功、額外功和總功求法（1）有用功W有用=fs2（2）總功W總=Fs1（3）額外功W額外=W總—W有用（4）s1=ns2其中s1是動力F移動的距離，s2是重物水平移動的距離，f是物體勻速運動受到的阻力，n是動滑輪上的繩子段數(shù)。3.滑輪組機械效率的求解（1）用滑輪組水平拉動物體時，有用功和總功的比值.稱為滑輪組機械效率。（2）滑輪組機械效率公式：η＝（W有用/W總）×100％η＝（W有用/W總）×100％=(fs2/Fs1)×100％4.用滑輪組水平拉動物體典型例題解析【例題6】如圖所示，司機師傅利用滑輪組把汽車從泥坑里拖出來（泥坑可近似看成水平面），在此過程中汽車勻速移動了1m，共用時5s，已知汽車所受阻力為1200N，司機師傅的拉力功率為300W，在考慮滑輪組摩擦阻力影響因素條件下，求：（1）司機師傅的拉力為多大？（2）滑輪組的機械效率是多少？答案：（1）500N；（2）80%．解析：使用滑輪組沿水平方向拉物體時，若物體移動s，承擔汽車與水平面間的摩擦力的繩的股數(shù)是n股，則繩自由端移動的距離s′=ns，動力作用的繩端移動的速度是物體移動速度的n倍。（1）繩子自由端移動的距離s=ns汽車=3×1m=3m，繩子自由端速度：v=s/t=3m/5s=0.6m/s，由P===Fv得，工人的拉力：F===500N；（2）拉力所做總功：W總=Fs=500N×3m=1500J；工人所做有用功：W有用=fs汽車=1200N×1m=1200J，滑輪組的機械效率：η=×100%=×100%=80%．四、與斜面機械效率有關的計算題解題套路1.用斜面提升物體的模型圖2.用斜面提升物體有用功、額外功和總功求法（1）有用功W有用=Gh（2）總功W總=Fs（3）額外功W額外=W總—W有用其中s是動力F沿著斜面移動的距離，h是重物上升的高度，s和h的關系，通常可由解三角函數(shù)得到，一般斜面傾斜角給出。3.斜面機械效率的求解（1）用斜面提升物體時，有用功和總功的比值.稱為斜面的機械效率。（2）斜面機械效率公式：η＝（W有用/W總）×100％η＝（W有用/W總）×100％=(Gh/Fs)×100％4.用斜面提升物體典型例題解析【例題7】將一個重240N的物體勻速推到斜面頂端，人沿斜面向上的推力為120N，如圖所示，物體沿斜面移動的距離s=3m，上升的高度h=1.2m，則人對物體做的有用功是J,斜面的機械效率是。答案：28880%解析：此題考查了功的計算與斜面的機械效率，同時也明確了斜面也是一種省力的機械，任何機械省力但不省功．用斜面提升物體有用功W有用=Gh；總功W總=Fs；額外功W額外=W總－W有用；斜面機械效率公式：η=W有用/W總×100%=Gh/Fs×100%。其中s是動力F沿著斜面移動的距離，h是重物上升的高度，s和h的關系，通常可由解三角函數(shù)得到，一般斜面傾斜角題里會給出。（1）因為G=240N，h=1.2m，所以克服物體重力所做的功是有用功：W有=Gh=240N×1.2m=288J；（2）F=120N，s=3m，拉力做的功：W總=Fs=120N×3m=360J；斜面的機械效率是：η=W有用/W總×100%=288J/360J×100%=80%．五、探究機械效率問題解析【例題8】某小組在“測滑輪組機械效率的實驗”中得到的數(shù)據(jù)如表所示，實驗裝置如圖所示．（1）實驗中應沿豎直方向緩慢拉動彈簧測力計．（2）小組同學發(fā)現(xiàn)實驗過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，應該靜止讀數(shù)，你認為他的想法（選填“正確”或“不正確”），因為她沒有考慮到對滑輪組機械效率的影響．（3）用丁圖裝置進行實驗，得出表中第4次實驗數(shù)據(jù)，請將表中的兩個數(shù)據(jù)填寫完整．（4）通過比較兩次實驗數(shù)據(jù)得出結論：使用同一滑輪組提升同一重物時，滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)無關（填實驗次數(shù)的序號）（5）通過比較兩次實驗數(shù)據(jù)得出結論：同一滑輪組提升重物時，物重越大，滑輪組的機械效率越高．（填實驗次數(shù)的序號）（6）通過比較3、4兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結論：實驗次數(shù)鉤碼重量G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動距離s/m機械效率η140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.5答案：（1）勻速；（2）不正確；摩擦；（3）0.4；80%；（4）1、2；（5）2、3；（6）不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越輕，滑輪組的機械效率越高（或不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低．解析：本題測滑輪組機械效率，考查注意事項、控制變量法的運用、機械效率的計算、數(shù)據(jù)的分析等，綜合性較強．（1）實驗中應沿豎直方向勻速緩慢拉動彈簧測力計，這樣測力計示數(shù)才等于拉力大小；（2）在彈簧測力計靜止時讀出了數(shù)據(jù)，由于不會克服輪與軸、繩與輪之間的摩擦，所以測力計示數(shù)偏小，他的想法是不正確的；（3）丁圖中，繩子的有效段數(shù)為n=4，繩端移動距離s=nh=4×0.1m=0.4m，滑輪組的機械效率：η===80%；（4）繩端移動距離與物體升高的高度的關系為s=nh，所以，結合表中數(shù)據(jù)可知實驗1、2、3中繩子的有效段數(shù)分別為2、3、3；再結合鉤碼的重力可知，實驗1、2、3分別是用甲、乙、丙裝置做的實驗，根據(jù)控制變量法，研究同一滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)的關系時，要控制提升物體的重力相同、滑輪個數(shù)也相同，只改變繩子的有效段數(shù)，所以應比較1、2兩次實驗數(shù)據(jù)；通過比較1、2兩次實驗數(shù)據(jù)得出結論：使用同一滑輪組提升同一重物時，滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)無關；（5）研究同一滑輪組提升重物時，機械效率與物重的關系時，要控制滑輪個數(shù)相同、繩子的段數(shù)相同，只改變物體的重力，故通過比較2、3兩次實驗數(shù)據(jù)得出結論：同一滑輪組提升重物時，物重越大，滑輪組的機械效率越高．（6）通過比較3、4兩次實驗數(shù)據(jù)，即對應的圖丙、圖丁兩裝置，滑輪組不同，提升的重物相同，動滑輪越重機械效率越小，故可得出結論：不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越輕，滑輪組的機械效率越高．（不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低）六、與機械效率有關的和中考難度一致的精品訓練試題（含答案）1.某建筑工地用圖所示的滑輪組提升重物，人對繩的拉力F為400N，能將75kg的物體以0.1m/s的速度勻速提升（不計繩重和摩擦），g=10N/kg。則結論錯誤的是（）A．拉力F的功率為120W，B.滑輪組的機械效率為62%C.重物上升1米，拉力F作用點移動3米D.動滑輪重力為450N答案：B2.如圖所示，小型牽引車通過滑輪組可以將重物勻速吊起．若每次重物均以1m/s的速度勻速上升，且滑輪的摩擦和繩重均可忽略不計．當?shù)跗鹳|量為340kg的重物A時，牽引車對繩的拉力為FA，滑輪組的機械效率為85%；當?shù)跗鹬匚顱時，牽引車對繩的拉力為FB．若FA與FB做功的功率之比為2：3，取g=10N/kg，則下列說法中正確的是（）A．FA的大小為2000NB．物體B的質量為640kgC．如果小型牽引車對繩拉力的最大功率為1.2×104W，它能吊起物體的最大質量為2540kgD．滑輪組前、后兩次吊起重物A、B的機械效率之比為17：18答案：D 3.如圖所示滑輪組，在50s內將重5000N貨物勻速吊起10m高．繩的自由端受到的拉力大小是1500N，關于該滑輪組的說法正確的是（不計繩重及摩擦）()A．滑輪組的機械效率約為83.3%B．繩自由端移動的距離是50mC．滑輪組所做有用功的功率是1000WD．該裝置中的動滑輪總重為1000N答案：ACD4.如圖，用完全相同的四個滑輪和兩根相同的細繩組成甲、乙兩個滑輪組，在各自的自由端施加大小分別為F1和F2的拉力，將相同的重物緩慢提升相同的高度（不計繩重和一切摩擦）．下列說法正確的是（）A．拉力F1小于拉力F2B．甲、乙兩滑輪組的機械效率相同C．甲、乙兩滑輪組中的動滑輪都是費力機械D．甲、乙兩滑輪組中繩子自由端移動的距離相等答案：B．5.工人師傅利用如圖所示的兩種方式，將重均為300N的貨物從圖示位置向上緩慢提升一段距離．F1、F2始終沿豎直方向；圖甲中OB=2OA，圖乙中動滑輪重為60N，重物上升速度為0.01m/s．不計杠桿重、繩重和摩擦，則下列說法正確的是（）A．甲乙兩種方式都省一半的力 B．甲方式F1由150N逐漸變大C．乙方式機械效率約為83.3% D．乙方式F2的功率為3W答案：C．6.如圖所示在水平拉力F的作用下，使重300N的物體在水平桌面上以0．lm/s的速度勻速運動時，物體與桌面的摩擦力為60N（不計繩重，動滑輪重及摩擦），F(xiàn)及其功率的大小分別為（）A．20N2W B．20N6W C．60N2W D．30N6W答案：B．7．如圖所示，分別用甲、乙兩個滑輪組將同一物體勻速提升至相同的高度．若所用拉力F1=F2=F，已知甲的機械效率為50%，且繩重及滑輪的摩