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例题1
下列关于机械效率的说法中正确的是()。
A. 有用功越大，机械效率越大
B. 额外功越大，机械效率越大
C. 总功越大，机械效率越大
D. 有用功与总功之比越大，机械效率越大
分析
利用机械做功时，动力对机械做的功称为总功。这些功的一部分用来完成任务，称为有用功；另一部分用来克服机械部件间的摩擦或机械部件的重力，称为额外功。因此，有用功只占总功的一部分，这部分功在总功中所占比例越高，机械的利用效果越好。因此，我们用有用功与总功之比——机械效率来表示机械的性能。考虑机械效率时，就要同时考虑有用功和总功，有用功与总功之比越大，机械效率越大。由于额外功的存在，机械的机械效率总是小于100%。
解
D
策略提炼
分析机械效率时一定要考虑有用功和总功，不能只考虑其中一个。它们之间的关系是：总功=有用功+额外功。
举一反三
下列关于功、功率、机械效率的说法中正确的是()。
A. 用时短的机械做功一定多
B. 功率大的机械做功一定快
C. 机械做功少，功率一定小，机械效率一定低
D. 做有用功多的机械，机械效率一定高
下列关于机械效率的说法中正确的是()。
A. 有用功越大，机械效率越大
B. 额外功越大，机械效率越大
C. 总功越大，机械效率越大
D. 有用功与总功之比越大，机械效率越大
分析
利用机械做功时，动力对机械做的功称为总功。这些功的一部分用来完成任务，称为有用功；另一部分用来克服机械部件间的摩擦或机械部件的重力，称为额外功。因此，有用功只占总功的一部分，这部分功在总功中所占比例越高，机械的利用效果越好。因此，我们用有用功与总功之比——机械效率来表示机械的性能。考虑机械效率时，就要同时考虑有用功和总功，有用功与总功之比越大，机械效率越大。由于额外功的存在，机械的机械效率总是小于100%。
解
D
策略提炼
分析机械效率时一定要考虑有用功和总功，不能只考虑其中一个。它们之间的关系是：总功=有用功+额外功。
举一反三
下列关于功、功率、机械效率的说法中正确的是()。
A. 用时短的机械做功一定多
B. 功率大的机械做功一定快
C. 机械做功少，功率一定小，机械效率一定低
D. 做有用功多的机械，机械效率一定高
答案
D
B
B
解析
【解析】
1. 例题1解析：机械效率的定义为有用功与总功的比值（η=W有用/W总×100%）。
A选项：有用功越大，若总功也随之增大，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定大，故A错误；
B选项：额外功越大，若有用功不确定，总功=有用功+额外功，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定大，故B错误；
C选项：总功越大，若有用功不确定，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定大，故C错误；
D选项：根据机械效率的定义，有用功与总功之比越大，机械效率越大，故D正确。
2. 举一反三题目解析：
A选项：做功多少由功率和时间共同决定（W=Pt），用时短的机械，若功率小，做功不一定多，故A错误；
B选项：功率是表示物体做功快慢的物理量，功率大的机械做功一定快，故B正确；
C选项：机械做功少，若做功时间很短，功率不一定小；机械效率是有用功与总功的比值，与做功多少无关，故C错误；
D选项：有用功多，若总功也很大，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定高，故D错误。
【答案】
例题1：D；举一反三：B
【知识点】
机械效率的定义，功率的物理意义
【点评】
本题围绕机械效率和功率的核心概念展开考查，需明确机械效率由有用功与总功的比值决定，不能单一判断；功率直接反映做功快慢，做功多少由功率和时间共同决定，准确理解概念本质是解题的关键。
【难度系数】
0.6
1. 例题1解析：机械效率的定义为有用功与总功的比值（η=W有用/W总×100%）。
A选项：有用功越大，若总功也随之增大，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定大，故A错误；
B选项：额外功越大，若有用功不确定，总功=有用功+额外功，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定大，故B错误；
C选项：总功越大，若有用功不确定，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定大，故C错误；
D选项：根据机械效率的定义，有用功与总功之比越大，机械效率越大，故D正确。
2. 举一反三题目解析：
A选项：做功多少由功率和时间共同决定（W=Pt），用时短的机械，若功率小，做功不一定多，故A错误；
B选项：功率是表示物体做功快慢的物理量，功率大的机械做功一定快，故B正确；
C选项：机械做功少，若做功时间很短，功率不一定小；机械效率是有用功与总功的比值，与做功多少无关，故C错误；
D选项：有用功多，若总功也很大，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定高，故D错误。
【答案】
例题1：D；举一反三：B
【知识点】
机械效率的定义，功率的物理意义
【点评】
本题围绕机械效率和功率的核心概念展开考查，需明确机械效率由有用功与总功的比值决定，不能单一判断；功率直接反映做功快慢，做功多少由功率和时间共同决定，准确理解概念本质是解题的关键。
【难度系数】
0.6
例题2
如图11-29所示，用滑轮组将重300N的重物在10s内匀速竖直提升1m。动滑轮重50N，若不计绳重、摩擦和空气阻力，则()。
A. 绳子自由端拉力大小为150N
B. 滑轮组的机械效率约为85.7%
C. 提升重物的过程中所做的有用功为350J
D. 只将重物变成400N时，滑轮组的机械效率不变
分析
选项A中，考虑到动滑轮的重力，绳子自由端的拉力$ F = \frac{G_{物}+G_{滑}}{n} = \frac{300N + 50N}{2} = 175N $，故错误。选项B、C中，将重物匀速竖直提升1m，所做的有用功$ W_{有} = Gh = 300N×1m = 300J $，总功$ W_{总} = F·nh = 175N×2×1m = 350J $，可求得滑轮组的机械效率$ \eta = \frac{W_{有}}{W_{总}}×100\% = \frac{300J}{350J}×100\% ≈ 85.7\% $，故选项B正确、选项C错误。选项D中，增加重物的重力，滑轮组的机械效率会提高，故错误。
解
B
策略提炼
分析滑轮组的做功问题，关键在于分清哪部分是有用功，哪部分是总功，理解机械效率的意义及计算公式。
举一反三
一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升相同的高度，改进后与改进前相比()。
A. 有用功减少，总功减少
B. 有用功增加，总功增加
C. 有用功不变，总功不变
D. 有用功不变，总功减少
如图11-29所示，用滑轮组将重300N的重物在10s内匀速竖直提升1m。动滑轮重50N，若不计绳重、摩擦和空气阻力，则()。
A. 绳子自由端拉力大小为150N
B. 滑轮组的机械效率约为85.7%
C. 提升重物的过程中所做的有用功为350J
D. 只将重物变成400N时，滑轮组的机械效率不变
分析
选项A中，考虑到动滑轮的重力，绳子自由端的拉力$ F = \frac{G_{物}+G_{滑}}{n} = \frac{300N + 50N}{2} = 175N $，故错误。选项B、C中，将重物匀速竖直提升1m，所做的有用功$ W_{有} = Gh = 300N×1m = 300J $，总功$ W_{总} = F·nh = 175N×2×1m = 350J $，可求得滑轮组的机械效率$ \eta = \frac{W_{有}}{W_{总}}×100\% = \frac{300J}{350J}×100\% ≈ 85.7\% $，故选项B正确、选项C错误。选项D中，增加重物的重力，滑轮组的机械效率会提高，故错误。
解
B
策略提炼
分析滑轮组的做功问题，关键在于分清哪部分是有用功，哪部分是总功，理解机械效率的意义及计算公式。
举一反三
一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升相同的高度，改进后与改进前相比()。
A. 有用功减少，总功减少
B. 有用功增加，总功增加
C. 有用功不变，总功不变
D. 有用功不变，总功减少
答案
B
D
D
解析
【解析】
例题解析：
选项A：由图知$n=2$，不计绳重、摩擦，拉力$F=\frac{G_{物}+G_{滑}}{n}=\frac{300N+50N}{2}=175N$，A错误。
选项C：有用功$W_{有}=G_{物}h=300N×1m=300J$，C错误。
选项B：总功$W_{总}=F×nh=175N×2×1m=350J$，机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{300J}{350J}×100\%\approx85.7\%$，B正确。
选项D：重物变为400N时，额外功不变，有用功增加，机械效率提高，D错误。
举一反三解析：
同一物体提升相同高度，$W_{有}=Gh$不变；机械效率提高，由$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$可知总功$W_{总}$减小，故选D。
【答案】
B、D
【知识点】
滑轮组拉力计算；机械效率计算；机械效率影响因素
【点评】
本题考查滑轮组的综合计算，需掌握有用功、总功计算方法，明确影响机械效率的因素，区分有用功与额外功是关键。
【难度系数】
0.6
例题解析：
选项A：由图知$n=2$，不计绳重、摩擦，拉力$F=\frac{G_{物}+G_{滑}}{n}=\frac{300N+50N}{2}=175N$，A错误。
选项C：有用功$W_{有}=G_{物}h=300N×1m=300J$，C错误。
选项B：总功$W_{总}=F×nh=175N×2×1m=350J$，机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{300J}{350J}×100\%\approx85.7\%$，B正确。
选项D：重物变为400N时，额外功不变，有用功增加，机械效率提高，D错误。
举一反三解析：
同一物体提升相同高度，$W_{有}=Gh$不变；机械效率提高，由$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$可知总功$W_{总}$减小，故选D。
【答案】
B、D
【知识点】
滑轮组拉力计算；机械效率计算；机械效率影响因素
【点评】
本题考查滑轮组的综合计算，需掌握有用功、总功计算方法，明确影响机械效率的因素，区分有用功与额外功是关键。
【难度系数】
0.6
