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(共35张PPT)
机械效率
基础知识梳理
一、有用功、额外功与总功(11年5考)
1．有用功：为完成某项任务而必须做的功，用符号W有表示。
2．额外功：对人们无利用价值但又不得不做的功，用符号W额表示。
3．总功：有用功与额外功______，即W总＝W有＋W额。
二、机械效率(11年4考)
1．概念：________跟______的比值，用符号___表示。
2．公式：_______。
3．使用任何机械都不可避免地要做额外功，因此总有W有____W总，机械效率也总是______1。机械效率通常用百分数表示。
之和　
有用功　
总功　
η　
＜　
小于　
4．常见简单机械的机械效率(11年2考)
5．提高机械效率的方法
(1)改进结构，使机械更合理，更轻巧(减小机械______)。
(2)使用时要经常保养，定时加润滑油(______机械间的摩擦)。
(3)同一机械，______载重。
注意　机械效率是反映机械性能好坏的物理量，其高低与使用机械是省力还是费力无关。
自重　
减小　
增大　
强化训练
1．(YH素材)机械效率越高的简单机械(　　)
A．越省力
B．越省功
C．做的有用功越多
D．做的有用功占总功的比例越大
D　
2．(RJ、YH素材)用下列装置匀速提升同一重物，若每个滑轮重相同，不计绳重及摩擦，则机械效率最高的是(　　)
A　
3．(RJ素材)如图1所示，用滑轮组竖直向上提升重物，不计绳重和摩擦，下列措施能提高滑轮组机械效率的是(　　)
A．增大所提升重物的重力
B．减小定滑轮的重力
C．增大动滑轮的重力
D．增大重物上升的高度
A　
图1
4．(RJ素材)如图2所示，在斜面上将一个重4.5 N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8 N，斜面长1.2 m、高0.3 m。使用斜面______ (选填“能”或“不能”)省功，提升重物所做的有用功为_______J，这个斜面的机械效率为_________。
不能　
1.35　
62.5%　
图2
5.(RJ素材)图3为一种起重机，若该起重机将3 600 N的货物提高4 m，起重机做的有用功是___________J；如果额外功是9 600 J，则总功为__________J，该起重机的机械效率为____%。起重机所做的额外功是由哪些因素引起的？_________________________________________ _____________(试举一例)。
1.44×104　
2.4×104　
60　
起重机部件之间的摩擦(或机臂自身的重量，
或动滑轮重)　
例1　下列说法中正确的是(　　)
A．功率大的机器做的功一定多
B．做的有用功越多，机械效率越高
C．有用功与总功的比值越大，机械效率越高
D．功率大的机器机械效率一定高
易错点拨　功率与机械效率是两个完全不同的物理量，它们之间没有必然联系，功率大的机械，它的机械效率不一定高；同样，机械效率高的机械，它的功率不一定大。
易错易混点
机械效率和功率
C　
1.如图1所示，分别用甲、乙两装置将质量相同的物体在相同的时间内匀速提升相同的高度。若不计绳重与摩擦，滑轮比物体轻，则所用的拉力F甲____F乙，机械效率η甲____η乙，拉力的功率P甲____P乙。(均选填“＞”“＜”或“＝”)
＜　
＞　
＜　
图1
例2　(2022乐山)如图2所示，在50 N的水平拉力F的作用下，重600 N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍，绳子自由端向前移动的速度为0.6 m/s。则(　　)
A．拉力F的功率为3 W
B．1 min内物体移动的距离为36 m
C．1 min内所做的有用功为1 440 J
D．该滑轮组的机械效率为85%
易错易混点
滑轮组机械效率的计算
C　
图2
2.(2022重庆)图3是工人用滑轮组提升货物的情景。当他用大小为200 N的拉力拉动轻绳时，可匀速提升重为360 N的货物A。则动滑轮重为____N，这时滑轮组的机械效率
为____%。(忽略一切摩擦力，g取10 N/kg)
40　
90　
图3
实验突破
测量滑轮组的机械效率
例题　如图4所示，小明用同一滑轮组完成了“测量滑轮组的机械效率”的实验。
图4
实验 次数 物体的 重力/N 提升高 度/m 拉力/N ____________________ 机械效率η
1 2 0.1 ___ ______ ______
2 4 0.1 1.7 0.3 78.4%
3 6 0.1 2.4 0.3 83.3%
4 6 0.2 2.4 0.6 83.3%
绳端移动　
的距离/m　
1　
0.3　
66.7%　
图4
【基础设问】
(1)实验中需要的测量仪器，除了弹簧测力计还有________。
(2)实验中应沿竖直方向______缓慢拉动弹簧测力计。
(3)请将实验表格补充完整，已知实验中所使用的钩码重均为2 N。
拓展设问　在第2次实验中，提升物体做的额外功为_______J。
(4)分析实验数据可知，同一滑轮组提升物体时，被提升物体越重，机械效率越____。
拓展设问　如果继续增大物体的重力，该滑轮组的机械效率______(选填“能”或“不能”)达到100%。(假设绳子不会断)
(5)比较______(选填序号)两组实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度______(选填“有关”或“无关”)。
刻度尺　
匀速　
0.11　
高　
不能　
3、4　
无关　
【素养设问】
(6)有同学认为拉动细绳的过程中不太方便读出弹簧测力计的示数，应静止时再读数。经过讨论，同学们认为他的想法不正确，因为他没有考虑到________对滑轮组机械效率的影响。
摩擦力　
考点强化
【课标要求】3.2.3 知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。
考点
有用功、额外功和总功(8年3考)
1．当用桶从井中提水时，对桶做的功是________；如果桶掉进井里，从井里捞桶时，桶里带着一些水，这时对桶做的功是________，对水做的功是________。(均选填“总功”“额外功”或“有用功”)
额外功　
有用功　
额外功　
2．(2020广东)如图5所示，人向下拉绳提升重物，已知物体重400 N，动滑轮重60 N，不计绳重及摩擦，将重物匀速提升0.5 m，人需用的拉力为_____N，绳子自由端移动的距离为___m，人所做的有用功为_____J。
230　
图5
1　
200　
3．(2021广东)用如图6－甲的滑轮组提升重200 N的物体，已知拉力F为80 N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图6－乙所示，反映绳子自由端运动的图线是___(选填“A”或“B”)，动滑轮重为____N，3 s内对物体做的有用功为
_____J。
A　
图6
40　
300　
4．(2022扬州)在测量滑轮组机械效率的活动中，装置如图7所示，欲使所测机械效率提高，下列措施可行的是(　　)
A．转轴加润滑油
B．增加提升高度
C．增大提升速度
D．减小物体的质量
考点
机械效率的理解
A　
图7
5．施工工地上，一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后和改进前相比(　　)　　　
A．总功不变，有用功变大 B．总功不变，额外功减小
C．有用功不变，总功减小 D．总功不变，有用功减小
C　
6．(2016广东)质量为0.5 kg的塑料桶装满水后的总质量为10 kg，小明将其从地面匀速搬到高度为 1 m 的桌面上，在竖直向上搬水的过程中所做的总功是_____J，有用功是____J，机械效率是______。(g取10 N/kg)
考点
机械效率的相关计算(8年2考)
100　
95　
95%　
7．如图8－甲所示，用力F1水平拉着一物体可恰好在水平路面上做匀速直线运动。如图8－乙所示，用力F2通过动滑轮拉着该物体在同一水平面上匀速运动s的距离，则在使用动滑轮的过程中，拉力做的有用功为_____，额外功为___________，机械效率为____。(均用题中给出的物理量的符号表示)
F1s　
2F2s－F1s　
图8
8．如图9，用竖直向上的拉力F匀速拉动杠杆的A端，使质量为5 kg的物体缓慢升高0.1 m，测得拉力F＝24 N，A端上升的高度为0.25 m，则该杠杆的机械效率为________%。(g取10 N/kg，计算结果保留到小数点后两位)
83.33　
图9
9．利用如图10所示的装置将重为100 N的物体从斜面的底端匀速拉到顶端。已知斜面的长为5 m，高为2 m，拉力F＝50 N，则该装置的机械效率为(　　)
A．40%
B．50%
C．80%
D．100%
A　
图10
10．(2022通辽)用如图11－甲所示的滑轮组提升物体M，已知物体M所受的重力为550 N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20 s内沿竖直方向匀速提升了10 m，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图11－乙所示，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是(　　)
A．拉力F为350 N
B．绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
C．动滑轮重为50 N
D．该滑轮组的机械效率为83.3%
C　
图11
11．如图12所示，小汽车通过滑轮组从竖直矿井中提升矿石，矿石以0.5 m/s的速度匀速上升8 s，已知矿石重2700 N，动滑轮重300 N，不计绳的重力及摩擦，求该过程中：
图12
(1)汽车所受拉力的大小；
答：(1)汽车所受拉力的大小为1 000 N；
图12
(2)汽车所做的有用功；
解：(2)矿石上升的高度：h＝v石t＝0.5 m/s×8 s＝4 m；汽车所做的有用功：W有＝Gh＝2 700 N×4 m＝1.08×104 J
答：(2)汽车所做的有用功为1.08×104 J；
图12
(3)滑轮组的机械效率。
答：(3)滑轮组的机械效率为90 %。
图12

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