资源简介

机械效率专题导学案
【学习目标】
记住机械效率公式，并能解决问题。
了解提高机械效率的途径和意义。
【学习重、难点】
重点：目标1难点：目标1
【学习方法】：自主复习、合作探究、展示交流、质疑反思
【学习过程】：
自主学习
考点一滑轮
定滑轮 动滑轮 滑轮组
示意图
定义 中间的轴 __ __的滑轮 和重物一起 __ __的滑轮 定滑轮、动滑轮组合成滑轮组
实质 ③__ __杠杆 动力臂为阻力臂④__ __倍的⑤__ _杠杆 —
特点 不能⑥__ __，但是能改变⑦__ __ 能省⑧__ __的力，但不能改变⑨__动 在不考虑绳子重、动滑轮重和轴处摩擦的情况下，F＝⑩__G__
距离关系 __s＝ __ __s＝ _ __s＝ _
【练习】
1．如图所示，图甲旗杆顶的定滑轮不省力，但可以__ __；图乙起重机的动滑轮可以省力，但__
考点二　斜面与轮轴
名称 斜面 轮轴
示意图
定义 一个与水平面成一 定夹角的倾斜平面 由①__ _和②__ 组成，能绕共同轴线转动的简单机械叫做轮轴；半径较大的是轮，半径较小的是轴
特点 省力机械 能够连续旋转的③_ __，支点就在④_ __，轮轴在转动时轮与轴有相同的⑤__ __
应用 楼梯、盘山公路等 方向盘、水龙头、扳手
【练习】
1．如图所示的盘山公路相当于简单机械中的__ __，在上面行驶时可以__ _．
考点三　机械效率
1．有用功、额外功、总功
有用功 我们需要的、必须要做的功叫做有用功，用W有表示
额外功 我们在做有用功的同时，还不得不多做的功叫做额外功，用W额表示
总功 有用功与额外功之和是总共做的功，叫做总功，用W总表示．用公式表达为__ __
　　2.机械效率
(1)定义：物理学中，将__ __跟__ __的比值叫做机械效率，用__ __表示．
(2)表达式：
(3)说明：机械效率是一个比值，通常用百分数表示，由于有用功总__ __总功，故机械效率总__ __1；机械效率的高低与使用机械是省力还是费力_ _．
3．斜面的机械效率
如图所示，重力为G的物体A，在拉力F的作用下，被拉上长度为L，高度为h的斜面，物体在斜面上受到的摩擦力为f.
(1)这个过程有用功W有＝Gh，额外功W额＝f·L，总功W总＝F·L.
(2)由W总＝W有＋W额得，摩擦力f＝__ __．
(3)机械效率η＝＝＝ __.
合作探究
重难点　滑轮组的相关判断及计算
　如图甲所示，某人通过滑轮组提升重物．已知物体在10 s内被匀速提升了2 m，物体所受重力为400 N，动滑轮的重力为80 N，不计绳重与摩擦．求：
(1)物体上升的速度为__ __m/s.
(2)人拉绳子移动的距离为__ __m.
(3)绳子自由端的拉力为_ __N.
(4)克服重物重力做的有用功为_ __J.
(5)克服动滑轮重做的额外功为__ __J.
(6)拉力F做的总功为_ __J.
(7)拉力F的功率为__ __W.
(8)滑轮组机械效率为__ __．(精确至0.1%)
(9)若绳子所能承受的最大拉力为500 N，则此滑轮组的最大机械效率为__ _．(精确至0.1%)
(10)若重物的底面积为0.5 m2，当绳端的拉力为150 N时，重物对水平面的压强为__ _Pa.
甲　乙
【拓展训练1】　在上例中，若只改变图甲中滑轮组的绕线方式，如图乙所示，继续将该重物重复上述操作，不计绳重与摩擦，求：
(1)绳子自由端移动的距离为__ __m.
(2)绳子自由端的拉力为__ _N.
(3)滑轮组的机械效率为__ __．
【拓展训练2】　2.(2019·石家庄40中一模)用如图所示滑轮组拉着重为30 N的物体A匀速前进0.2 m，则绳子自由端移动的距离为__ __m；若物体A与地面的摩擦力为9 N，则拉力所做的有用功是_ __J；若实际拉力F＝4 N，则该滑轮组的机械效率是_ __；若物体A移动的速度为0.1 m/s，则拉力的功率为__ _W.
拓展训练2图

1．滑轮组省力情况取决于作用在动滑轮上的绳子段数，作用在动滑轮上的绳子段数越多越省力．判断滑轮组绳子段数n的方法：可以在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线，数一下与动滑轮相连的绳子的段数是几段，则n就是几，如图甲、乙所示．
绳末端的力为F＝(不计绳重与摩擦)，移动的距离为s＝nh.
2．方法归纳
物理量 有用功 总功 额外功 机械效率
W有＝ W总＝Fs (s＝ ) W额＝Fs－Gh η＝×100%＝×100% (若不计绳重和摩擦，则η＝×100%)
(拉动木块匀速前进s) W有＝ W总＝ W额＝Fns－fs η＝×100%＝×100%
W有＝ W总＝ W额＝ η＝×100%
中考链接
(2019·绥化)如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置．测得的实验数据如表．
实验 次数 物重 G/N 物体上升 高度h/m 拉力 F/N 绳端移动 距离s/m 机械 效率η
1 1 0.1 0.6 0.3 55.6%
2 2 0.1 1.0 0.3 66.7%
3 4 0.1 1.8 0.3
(1)实验过程中，应竖直向上__ __拉动弹簧测力计．
(2)第三次实验中滑轮组的机械效率是__ _．
(3)分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重__ __，滑轮组的机械效率越高．
(4)若在第三次实验中，物体上升的速度为0.1 m/s，则拉力F的功率为__ __W.
(5)创新小组也利用重为1 N、2 N、4 N的物体进行了三次实验，每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值，则创新小组测量值偏大的原因可能是__ __．(填字母)
A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方B．弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C．所使用的动滑轮的重力小于智慧小组的
【当堂检测】
1．(2020·德州)如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等．用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，在相同时间内绳端A、B移动相同的距离(忽略绳重和摩擦)，在此过程中，下列选项正确的是(D)
A．两钩码上升的速度相等B．两滑轮组绳端的拉力相等
C．甲滑轮组的总功比乙少D．两滑轮组的机械效率相等
第1题图
2．(2020·宁夏)用如图所示滑轮组，将质量为50 kg的物体，在10 s内匀速向上提升2 m．已知拉力F＝300 N．在此过程中，下列说法正确的是(D)
A．绳子自由端移动的距离为6 mB．拉力F的功率为60 W
C．人所做的额外功为300 JD．该滑轮组的机械效率约为83.3%
　第2题图
【课后反思】

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