题目
| 小明同学用图所示的三种机械做了探究“使用机械是否能省功”的实验，得到下表中的数据。 |
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（1）第5次实验中使用杠杆提升钩码时所做的有用功是___________J，机械效率是___________。
（2）总结分析6次实验可得出的探究结论是：____________________。
（3）既然在使用机械时有如上的结论，为什么还要使用机械？请你通过一个实例说明。
（4）分析实验1、2（或3、4或5、6）的数据还可得出结论：_______________。 |
题型：探究题难度：偏难来源：北京期中题
所属题型：探究题
试题难度系数：偏难
答案
| （1）0.05，83.3% （2）使用任何机械都不省功； （3）“略”； （4）用同一个机械提升重物时，物重越大，机械效率越高。 |
考点梳理
初中二年级物理试题“小明同学用图所示的三种机械做了探究“使用机械是否能省功”的实验”旨在考查同学们对
机械效率的计算、
功的原理、
有用功和额外功、
滑轮（组）的机械效率、
其他简单机械：轮轴和斜面、
……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：
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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初二物理。
- 机械效率的计算
- 功的原理
- 有用功和额外功
- 滑轮（组）的机械效率
- 其他简单机械：轮轴和斜面
考点名称：机械效率的计算
机械效率
机械效率是指任何机械本身都受到力的作用，相对运动的零件间又存在摩擦，所以使用任何机械，除了做有用功外，都不可避免地要做额外功。这时动力所做的总功等于有用功加额外功。机械效率用来衡量机械对机械能有效利用的程度，只考虑机械能传递过程中的摩擦损失，而不考虑由非机械能转变成机械能过程中的能量损失。
机械效率的计算公式
机械效率指有用功与总功的比值，用符号η表示，计算公式为η=W有/W总*100%，用符号η表示。
功、功率和机械效率的比较
影响机械效率的因素
1.从额外功考虑——机械自重、机械的摩擦影响机械效率。例如，我们用轻便的塑料桶打水，而不用很重的铁桶打水。
2.从有用功考虑——例如，在研究滑轮组的机械效率时，我们会发现同一个滑轮组，提起的重物越重，机械效率越高。
考点名称：功的原理
功的工作原理：
使用任何机械时，人们所做的功，都不会少于(大于或等于)不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不省功，这个结论叫做功的原理。功的原理是一个普遍结论，对于任何机械都适用，表达式为Fl=Gh，f=G(h/l)。
功的原理告诉人们，省力又省距离的机械是不存在的，即然如此，人们为什么还要用机械呢?这是因为使用机械可以在省力、改变动力的方向或移动的距离上得到好处，给人们带来方便;做功方便快捷等;使用机械有这么多的好处，这正是人们使用机械的目的。
功的原理的适用条件
功的原理是对所有机械，包括理想机械、实际机械、组合机械，考虑还是不考虑摩擦的机械等等，都普遍适用的原理.在解题时，要区别理想机械还是实际机械，从而用不同的方式、方法去解答。
⑴我们把自重和摩擦力小到可忽略不计的机械视为理想机械，此时人们使用机械所做功等于不用机械而直接用手所做的功。
⑵实际机械的自重和摩擦力往往不能忽略不计，此时人们使用机械所做功大于不用机械而直接用手所做的功。
考点名称：有用功和额外功
有用功：物理学中的一种概念，是人们做的功中对人们有用的一部分，人们需要的有价值的功。做功中，有用功越大越好。
额外功：在物理学中，额外功与有用功是对立的，指其他无实用价值而又不得不做的功，叫额外功。
有用功和额外功的比较
有用功和额外功的区别
1、有用功是相对于总功来说的......
2、从做功的意义上来讲，就是人因需要而做的功叫做有用功，额外功是指人们在做功时，并不需要做，但是为了达到目的而不得不做的功.例如，人想要提水上楼，人对水做的功就是为了满足需要而做的，其大小等于水重乘以提升的高度。人在提水时，必须有盛水的容器，如水桶等，人在提升水的同时，也对容器做了功，而人对容器所做功并不是目的，但是又不得不做，因为没有容器，水是无法提升的，所以，人对容器所做的功是额外功，其大小等于 。
3、常见的额外功有：使用滑轮组时，克服轮与轴之间摩擦所做的功，还有克服滑轮的自重所做的功等。
4、克服摩擦所做的功并不一定都是额外功。
有用功和额外功计算公式归纳
考点名称：滑轮（组）的机械效率
滑轮组的机械效率：
测量滑轮组的机械效率:
①器材：弹簧测力计、刻度尺、滑轮组
②原理：
③步骤：先用弹簧测力计测出物体的重力G，再按要求组装滑轮组，用弹簧测力计提起绳端匀速上升，测出作用于绳端的作用力F，确定重物和绳自由端的始、末位置，用刻度尺测出物体上升的距离h和绳子末端移动的距离s，再用公式求出滑轮组的机械效率η ;
④注意事项：一是要用弹簧测力计提起绳端匀速上升，二是要让绳端竖直上升。
提高滑轮组机械效率的方法:
1.影响滑轮组机械效率的因素
滑轮组是人们经常使用的简单机械，用同一滑轮组提升物体G升高h时，滑轮组对物体做的功为有用功，而人对滑轮组的拉力F做的功为总功，F移动的距离s=nh(n为与动滑轮相连绳子的段数)，则滑轮组的机械效率：
若不计摩擦力，而动滑轮的重为G’，那么提升动滑轮做的功就是额外功，则滑轮组的机械效率还可表示为
讨论这个表达式可知，对于同一滑轮组(G’一定)，提升重物越重，滑轮组的机械效率越高;而提升相同重物时，动滑轮越少、越轻的滑轮组，机械效率越高。
2.提高滑轮组机械效率的方法
(1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。如可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率。
(2)增大有用功在总功中所占的比例，在额外功不变的情况下，增大有用功的大小。
(3)换用最简单的机械。
滑轮组机械效率有关因素：
1、被提物体的重量，G越大，机械效率越高。
2、滑轮自重，滑轮组如果越多，虽然省力但是无用功多，机械效率越小。
3、绳与滑轮之间的摩擦。
无关因素：1、绕线方式，2、物体被提高的距离，3、提物体的速度。
考点名称：其他简单机械：轮轴和斜面
轮轴定义：
由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为轮，小的称为轴。(如图)
轮轴的实质：
能够连续旋转的杠杆，支点就在轴线，轮轴在转动时轮与轴有相同的转速。
斜面定义：
是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面：是一种省力的简单机械。
轮轴：
1．轮轴的实质：是—个可以连续转动的杠杆。(如图)
2．轮轴的特点：轮半径是轴半径的几倍，加在轮上的力就是加在轴上的力的几分之一。即：
3．轮轴的功能：一是改变用力的大小；二是改变物体的运动速度。
4．生活中的轮轴：如：辘轳、汽车方向盘、门把手、扳手等。
斜面：
特点：因为斜面是一种省力的简单机械(如图所示)。若忽略摩擦，斜面长是斜面高的n倍，拉力就是物体所受重力的n分之一。即：
F一沿斜面拉力
G一物体重力
L一斜面长
h一斜面高
从公式中可知：斜面越长，越省力。
斜面的分类：
从山顶到山脚的倾斜面叫斜面，也叫斜坡或山坡。在地图上明确斜面的具体形状，对定向越野有一定价值。斜面按其形状可分为：
(1)等齐斜面。实地坡度基本一致的斜面叫等齐斜面，全部斜面均可通视。地图上，从山顶到山脚，间隔基本相等的一组等高线，表示为等齐斜面。
(2)凸形斜面。实地坡度为上缓下陡的斜面叫凸形斜面，部分地段不能通视。地图上，从山顶到山脚，间隔为上面稀、下面密的一组等高线，表示为凸形斜面。
(3)凹形斜面。实地坡度为上陡下缓的斜面叫凹形斜面，全部斜面均可通视。地图上，从山顶到山脚，间隔为上面密、下面稀的一组等高线，表示为凹形斜面。
(4)波状斜面。实地坡度交叉变换、陡缓不一、成波状形的不规则斜面叫波状斜面，若干地段不能通视。地图上，表示该状斜面的等高线间隔稀密不均，没有规律。
