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1. 定义：物理学中，将的比值叫作机械效率。
2. 计算公式：$\eta=$。
3. 有用功总是总功，所以机械效率总是1。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
4. 机械效率是表征机械做功性能的重要物理量，通常用百分数表示。有用功占总功的比例越大，机械效率越高，这个机械的做功性能越好。
2. 计算公式：$\eta=$。
3. 有用功总是总功，所以机械效率总是1。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
4. 机械效率是表征机械做功性能的重要物理量，通常用百分数表示。有用功占总功的比例越大，机械效率越高，这个机械的做功性能越好。
答案
有用功跟总功
$\frac{W_{有用}}{W_{总}}$
小于
小于
$\frac{W_{有用}}{W_{总}}$
小于
小于
解析
【分析】
要解决这道题，需围绕机械效率的核心概念逐步分析：
1. 首先回忆机械效率的定义，物理学中为描述机械做功的有效程度引入该概念，其定义为有用功与总功的比值；
2. 根据定义可直接推导计算公式，机械效率用$\eta$表示，因此公式为有用功与总功的比值；
3. 思考有用功和总功的关系：使用任何机械时，都不可避免要做额外功（如克服机械自重、摩擦等做功），总功等于有用功与额外功之和，因此有用功总是小于总功；结合机械效率的公式，分子小于分母，所以机械效率总是小于1。
【解析】
1. 根据机械效率的定义，物理学中，将有用功跟总功的比值叫作机械效率；
2. 由定义可得计算公式：$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$；
3. 由于使用机械时必然会做额外功，总功$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$，因此有用功总是小于总功；机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$，分子小于分母，所以机械效率总是小于1。
【答案】
有用功跟总功；$\frac{W_{有用}}{W_{总}}$；小于；小于
【知识点】
机械效率的定义、机械效率的计算公式、机械效率的特性
【点评】
本题考查机械效率的基础核心概念，涵盖定义、公式及本质特点，是理解机械做功性能的关键知识点，属于力学基础必考题，能帮助学生厘清有用功、额外功与总功的关系，建立对机械效率的正确认知。
【难度系数】
0.9
要解决这道题，需围绕机械效率的核心概念逐步分析：
1. 首先回忆机械效率的定义，物理学中为描述机械做功的有效程度引入该概念，其定义为有用功与总功的比值；
2. 根据定义可直接推导计算公式，机械效率用$\eta$表示，因此公式为有用功与总功的比值；
3. 思考有用功和总功的关系：使用任何机械时，都不可避免要做额外功（如克服机械自重、摩擦等做功），总功等于有用功与额外功之和，因此有用功总是小于总功；结合机械效率的公式，分子小于分母，所以机械效率总是小于1。
【解析】
1. 根据机械效率的定义，物理学中，将有用功跟总功的比值叫作机械效率；
2. 由定义可得计算公式：$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$；
3. 由于使用机械时必然会做额外功，总功$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$，因此有用功总是小于总功；机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$，分子小于分母，所以机械效率总是小于1。
【答案】
有用功跟总功；$\frac{W_{有用}}{W_{总}}$；小于；小于
【知识点】
机械效率的定义、机械效率的计算公式、机械效率的特性
【点评】
本题考查机械效率的基础核心概念，涵盖定义、公式及本质特点，是理解机械做功性能的关键知识点，属于力学基础必考题，能帮助学生厘清有用功、额外功与总功的关系，建立对机械效率的正确认知。
【难度系数】
0.9
例2 用如图所示的滑轮组将重300N的物体匀速提升1m，拉力$F$的大小为120N，求滑轮组做的有用功和滑轮组的机械效率。
答案
滑轮组做的有用功是300J，滑轮组的
机械效率为83.3%。
机械效率为83.3%。
解析
【分析】
要解决这道题，我们可以分两步思考：
1. 有用功的计算：有用功是为了提升物体必须做的功，等于克服物体重力所做的功，公式为$ W_{有用}=Gh $，已知物体重力$ G=300N $，上升高度$ h=1m $，代入即可求出有用功。
2. 机械效率的计算：机械效率$ \eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\% $，总功是拉力做的功，公式为$ W_{总}=Fs $，首先需要确定滑轮组的绳子段数$ n $，由图可知动滑轮上有3段绳子，所以绳子自由端移动的距离$ s=nh $，再代入拉力$ F=120N $求出总功，最后代入机械效率公式计算即可。
【解析】
1. 计算有用功：
有用功是对物体做的功，根据公式$ W_{有用}=Gh $，代入数据：
$ W_{有用}=300N × 1m=300J $
2. 计算总功：
由图可知，滑轮组中承担物重的绳子段数$ n=3 $，则绳子自由端移动的距离$ s=nh=3×1m=3m $。
总功$ W_{总}=Fs=120N × 3m=360J $
3. 计算机械效率：
根据机械效率公式$ \eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\% $，代入数据：
$ \eta=\frac{300J}{360J} × 100\% \approx 83.3\% $
【答案】
滑轮组做的有用功是300J，滑轮组的机械效率为83.3%。
【知识点】
有用功的计算，机械效率的计算，滑轮组绳子段数判断
【点评】
本题是滑轮组机械效率的基础计算题，核心是理解有用功、总功的物理意义，熟练掌握相关计算公式，关键是准确判断滑轮组中承担物重的绳子段数，从而正确计算总功。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，我们可以分两步思考：
1. 有用功的计算：有用功是为了提升物体必须做的功，等于克服物体重力所做的功，公式为$ W_{有用}=Gh $，已知物体重力$ G=300N $，上升高度$ h=1m $，代入即可求出有用功。
2. 机械效率的计算：机械效率$ \eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\% $，总功是拉力做的功，公式为$ W_{总}=Fs $，首先需要确定滑轮组的绳子段数$ n $，由图可知动滑轮上有3段绳子，所以绳子自由端移动的距离$ s=nh $，再代入拉力$ F=120N $求出总功，最后代入机械效率公式计算即可。
【解析】
1. 计算有用功：
有用功是对物体做的功，根据公式$ W_{有用}=Gh $，代入数据：
$ W_{有用}=300N × 1m=300J $
2. 计算总功：
由图可知，滑轮组中承担物重的绳子段数$ n=3 $，则绳子自由端移动的距离$ s=nh=3×1m=3m $。
总功$ W_{总}=Fs=120N × 3m=360J $
3. 计算机械效率：
根据机械效率公式$ \eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\% $，代入数据：
$ \eta=\frac{300J}{360J} × 100\% \approx 83.3\% $
【答案】
滑轮组做的有用功是300J，滑轮组的机械效率为83.3%。
【知识点】
有用功的计算，机械效率的计算，滑轮组绳子段数判断
【点评】
本题是滑轮组机械效率的基础计算题，核心是理解有用功、总功的物理意义，熟练掌握相关计算公式，关键是准确判断滑轮组中承担物重的绳子段数，从而正确计算总功。
【难度系数】
0.7
例3 如图所示，用滑轮组将一个重为90N的物体在10s内匀速提升5m，所用的拉力为50N，10s内拉力$F$做功的功率为W，该滑轮组的机械效率为%。
【易错警示】机械效率可以表征机械做功的性能，是有用功与总功的比值，机械效率越大，表明机械性能越好；功率表示做功的快慢，等于功与时间之比，功率越大表示机械做功越快。
【易错警示】机械效率可以表征机械做功的性能，是有用功与总功的比值，机械效率越大，表明机械性能越好；功率表示做功的快慢，等于功与时间之比，功率越大表示机械做功越快。
答案
50
90
90
解析
【分析】
要解决这道题，我们可以分两步进行：
1. 计算拉力做功的功率：首先根据滑轮组的绕线确定承担物重的绳子段数$n$，从而得到拉力移动的距离$s=nh$；再利用$W_{总}=Fs$计算拉力做的总功，最后根据功率公式$P=\frac{W_{总}}{t}$求出拉力做功的功率。
2. 计算滑轮组的机械效率：有用功是克服物体重力做的功，即$W_{有用}=Gh$，机械效率是有用功与总功的比值，代入公式$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$即可求出机械效率。
【解析】
1. 确定绳子段数与拉力移动距离：
由图可知，滑轮组中承担物重的绳子段数$ n=2 $，物体上升高度$ h=5m $，则拉力移动的距离：
$ s=nh=2×5m=10m $
2. 计算拉力做的总功：
$ W_{总}=Fs=50N×10m=500J $
3. 计算拉力做功的功率：
$ P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{500J}{10s}=50W $
4. 计算有用功：
$ W_{有用}=Gh=90N×5m=450J $
5. 计算滑轮组的机械效率：
$ \eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{450J}{500J}×100\%=90\% $
【答案】
50；90
【知识点】
功率的计算；滑轮组机械效率计算；功的计算
【点评】
本题考查滑轮组的功率与机械效率的综合计算，核心是明确有用功、总功的含义，准确确定绳子段数，同时要注意区分功率（表示做功快慢）和机械效率（表示机械做功性能）的物理意义，避免概念混淆。
【难度系数】
0.8
要解决这道题，我们可以分两步进行：
1. 计算拉力做功的功率：首先根据滑轮组的绕线确定承担物重的绳子段数$n$，从而得到拉力移动的距离$s=nh$；再利用$W_{总}=Fs$计算拉力做的总功，最后根据功率公式$P=\frac{W_{总}}{t}$求出拉力做功的功率。
2. 计算滑轮组的机械效率：有用功是克服物体重力做的功，即$W_{有用}=Gh$，机械效率是有用功与总功的比值，代入公式$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$即可求出机械效率。
【解析】
1. 确定绳子段数与拉力移动距离：
由图可知，滑轮组中承担物重的绳子段数$ n=2 $，物体上升高度$ h=5m $，则拉力移动的距离：
$ s=nh=2×5m=10m $
2. 计算拉力做的总功：
$ W_{总}=Fs=50N×10m=500J $
3. 计算拉力做功的功率：
$ P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{500J}{10s}=50W $
4. 计算有用功：
$ W_{有用}=Gh=90N×5m=450J $
5. 计算滑轮组的机械效率：
$ \eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{450J}{500J}×100\%=90\% $
【答案】
50；90
【知识点】
功率的计算；滑轮组机械效率计算；功的计算
【点评】
本题考查滑轮组的功率与机械效率的综合计算，核心是明确有用功、总功的含义，准确确定绳子段数，同时要注意区分功率（表示做功快慢）和机械效率（表示机械做功性能）的物理意义，避免概念混淆。
【难度系数】
0.8
