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简单机械三 机械效率及斜面复习
知识点一：滑轮组机械效率
一、有用功、额外功、总功
有用功：为达到目的必须做的功；
额外功：为了达到目的并非需要又不得不做的功；
总功：有用功和额外功的总和。
机械效率：有用功跟总功的比值。叫机械效率，常用η表示。
二、提高滑轮组机械效率的方法：
①使用轻质动滑轮；
都是减小W额
②涂润滑油，减小f；
③增大G物，增大W有；
【提高练习】
如图所示，规格完全相同的滑轮，用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提起重为G1和G2的两个物体，不计摩擦与绳重，比较它们的省力情况和机械效率，下列说法正确的是（　　）
A．若G1＝G2，则F1＜F2，甲的机械效率高
B．若G1＝G2，则F1＞F2，乙的机械效率高
C．若G1＜G2，则F1＜F2，甲、乙的机械效率相同
D．若G1＜G2，则F1＜F2，乙的机械效率高
小乐完成了“测滑轮组机械效率”的实验后，得到下表所示的实验数据：
实验小组 钩码重G/N 动滑轮重G′/N 拉力F/N 滑轮组机械效率η
1 1 0.6 0.62 53.8%
2 1 0.8 0.71 46.9%
3 2 0.6 0.98 68.0%
4 2 0.8 1.06 62.9%
请你对小乐各次实验数据进行分析比较，回答下列问题：
小乐所采用的实验装置图是_____。
通过小乐的实验可知，影响滑轮组机械效率的因素是_________________________。（写出一个即可）
在绳重和摩擦都不计的情况下，选择第一次的钩码和动滑轮，用另一图示的绳子绕法来做实验，滑轮组的机械效率是否相同？_________请通过推导分析。
知识点二：斜面机械效率
斜面是一种简单机械，使用它可以省力，但要费距离。
根据W总=W有+W额，可知Fl = Gh + fl，利用这个式子可求物体与斜面间的摩擦力。
提高斜面机械效率的方法
①增大斜面倾斜程度； ②减小斜面的粗糙程度；
【提高练习】
如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。已知在这个过程中，物体受到斜面的摩擦力大小为 f，则斜面的机械效率为（ ）
用大小为250N、方向沿斜面向上的推力F，将重为400N的货物由斜面底端推至车箱，已知斜面长s为4m，高h为2m，如图所示，则此过程中推力所做的功为_______J，斜面的机械效率为______ ，斜面对货物的摩擦力为_______ N。
在两个等长、等高但材质不同的斜面上，用平行于斜面的拉力F分别将质量为2m和3m的A、B两物体从斜面底部匀速拉到顶端，如图所示。此过程中，甲、乙两斜面上的拉力F所做的功分别为W甲、W乙，拉力F所做的额外功分别为W额甲、W额乙。则W甲______W乙（选填 “＜”“＝”或“＞”，下同）；W额甲________W额乙。
两个形状相同的直角斜面，如图a、b平放在水平地面上，现用沿斜面向上的拉力F1和F2将两个质量相同的物块分别从a、b两斜面的底端沿斜面匀速拉到顶端，若拉力所做的功相等，则F1_________F2（选填“＞”“＜”“=”），机械效率大的斜面是________。
小强看到没有起重机的情况下，工人要将油桶搬运上汽车，常常用如图所示的方法。小强想：为什么不直接将油桶抬上车呢？难道这样做可以省力吗？小强带着疑问去查阅有关资料后了解到：用斜面搬运同一物体时的推力大小跟斜面长度、斜面高度、斜面粗糙程度等因素有关．小强根据以上查阅的资料提出了一个探究的问题：沿斜面推力的大小与斜面的长度有什么关系？
你认为小强探究搬运同一物体时沿斜面推力的大小与斜面长度的关系时，应控制的相同条件是_______________________。
小强选用了一把弹簧秤、一块8N的长方体重物、五块长度不同的由同种材料做成的光滑木板，按如图2所示进行了实验，实验时控制斜面高度为 0.2m不变．实验测得的数据如表所示：
次数 物重G/N 斜面高h/m 弹簧秤示数F/N 斜面长L/m
1 8 0.2 4.0 0.4
2 8 0.2 2.0 0.8
3 8 0.2 1.6 1.0
4 8 0.2 1.0 1.6
5 8 0.2 0.8 2.0
分析实验数据，小强得到的结论是：____________________________________。
图乙中，你认为哪个图能正确表示F与L的关系？_____。
利用如图所示装置将重为900N的物体从斜面的底端匀速拉到顶端。已知斜面的长是6m，高是2m。不计绳和滑轮的重力，不计绳和滑轮之间的摩擦，则该装置的机械效率为40%。求：
此过程中所做的有用功为多少焦？
物体所受的摩擦力为多少？
小明想用平行于斜面的力把一个重400N的物体从斜面底部匀速推到顶端（不考虑物体的大小）。
现有AB、AC两个等高的斜面，若两斜面光滑没有摩擦，为了更省力，小明应选择哪一个斜面并说明理由。
他用平行于斜面的推力F=240N沿斜面AC将物体从斜面底端匀速推到顶端，已知斜面高2m、长4m。求此时物体受到的摩擦力。
知识点三：杠杆机械效率
杠杆中有用功：W=Gh，
总功W=Fs；
额外功：杠杆自重、克服支点处的摩擦做功
【课堂提高】
用下图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时，竖直向上以0.2m/s速度匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。
实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，拉力F为0.5N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则拉力F做功的功率为_______W，杠杆的机械效率为__________%。
为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：
次数 钩码 悬挂点 钩码总重 G/N 钩码移动距离 h/m 拉力F/N 测力计移动距离 s/m 机械效率η%
1 A点 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4%
2 B点 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3%
根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？__________请说明理由：________________ 。
参考答案：
D
（1）乙；（2）滑轮重（提升的物重大小）；（3）相同，η=×100%=×100%=×100%=×100%，所以同一换轮组，提升相同的重物，提升高度相同，只改变绕绳方法，有用功相同，额外功相同，所以机械效率相同。
A
1000；80%；100
=；＞
=；b
（1）斜面高度和斜面粗糙程度相同；（2）在斜面高度和粗糙程度相同时，沿斜面推同一物体，斜面越长，推力越小；（3）B
（1）1800J；（2）450N
（1）应选AC斜面，斜面坡度越小，越省力；（2）40N
（1）0.1；83.3%；（2）不能，为控制钩码悬挂点相同。

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