资源简介

(共18张PPT)
第十一章　简单机械
第三节　机械效率
练基础
知识点1　有用功、额外功和总功
1.（教材P269图片改编）某同学探究机械做功时做了下面的实验。
（1）如图甲所示，用弹簧测力计将钩码匀速提升40 cm，弹簧测力计的示数为2 N，则该过程拉力所做的功为________J。
（2）如图乙所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码匀速提升40 cm，该过程拉力做的功为0.96 J，则弹簧测力计的示数应为________N。
（3）实验结果表明，使用动滑轮________。
A. 既省力又少做功 B. 虽省力但多做功
C. 既不省力又多做功 D. 虽不省力但少做功
0.8
1.2
B
2. 做值日时，小阳将一桶水从一楼提到二楼。此过程中，关于做功的说法正确的是 （　　）
A. 小阳对桶做的功是有用功
B. 小阳对水做的功是有用功
C. 小阳对水做的功是额外功
D. 小阳克服自身重力做的功是总功
B
知识点2　机械效率
3.（湖南中考）如图所示，用两个滑轮采用不同的绕绳方法，将同一重物匀速提升相同的高度（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是 （　　）
A. F1>F2，F1移动距离多
B. F1C. F1所做的额外功多
D. 两装置的机械效率相同
D
4.（江苏宿迁中考）如图所示的小型起重机，某次吊起重为6×103 N的物体，电动机的拉力为4×103 N，用时20 s，使物体上升了5 m。则通过滑轮组 （　　）
A. 做的有用功为6×104 J
B. 拉力的功率为2×103 W
C. 做的总功为2×104 J
D. 机械效率为66.7%
B
5.（重庆中考）在一次实验探究活动中，小林用如图所示的滑轮组将重为2.7 N的物体匀速提升了20 cm用时2 s，绳子自由端的弹簧测力计的示数如图所示，则小林做的有用功为________J，滑轮组的机械效率为________。（g取10 N/kg）
0.54
75%
6.（江苏连云港中考）小明家正在装修房屋，一箱质量为80 kg的建筑材料放在水平地面上，它与水平地面的接触面积是1×104 cm2。装修工人用500 N的拉力F通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升3 m，用时20 s。求：（g取10 N/kg）
（1）建筑材料放在水平地面上时对地面的压强；
（2）拉力F的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
（1）800 Pa （2）150 W （3）80%
7. 【原创题·生活实践】小明用如图所示的牵引装置来锻炼臂力，物体A的质量为54 kg，不计绳重和摩擦。在小明的拉力作用下，物体A上升了0.5 m，若滑轮组的机械效率为90%，则小明的拉力是多少？动滑轮的重力是多少？（g取10 N/kg）
易错点　对机械效率的概念理解错误
8. 下列关于机械效率的说法正确的是 （　　）
A. 机械效率可以达到100%
B. 机械效率的高低取决于有用功的多少
C. 使用滑轮组做功越快，机械效率越高
D. 用同一滑轮组提升质量不同的物体，机械效率不同
D
练提升
9.（山东泰安中考）如图所示，利用滑轮组将重为80 N的物体在30 s内匀速提升3 m，已知拉力F为50 N，若不计绳重和摩擦。下列说法正确的是 （　　）
A. 绳端移动的速度为0.3 m/s
B. 动滑轮的重力为50 N
C. 拉力做功的功率为40 W
D. 滑轮组的机械效率为80%
D
10.【新情境·生活实践】（多选）在劳动实践中，小孙在水平地面与车厢间用木板搭一斜面，并用平行于斜面的推力将重为600 N的货物从斜面底端匀速推到顶端的车厢，如图所示。已知斜面长L=6 m，斜面高h=1.5 m，斜面的机械效率η=60%。下列叙述正确的是 （　　）
A. 小孙推动货物所用推力大小为150 N
B. 货物受到斜面的摩擦力大小为100 N
C. 若增大推行速度，则货物受到的摩擦力将变大
D. 若h不变、减小L（物体对斜面的压力减小），则斜面的机械效率将升高
BD
11.（四川成都中考，多选）如图甲所示，小欢用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面ab段、bc段粗糙程度不同。物体M重力为400 N，动滑轮重力为5 N，ab=2 m，bc=3 m。物体M从a点到c点的过程中，拉力F与M移动距离的关系如图乙所示，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，对此过程的分析，下列结论正确的是 （　　）
A. 绳子自由端移动的距离为15 m
B. 拉力F做的功为840 J
C. 拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功
D. 物体M从ab段到bc段，滑轮组的机械效率变大
BD
12.（湖北武汉汉阳期末）用如图所示的滑轮组，将一重为450 N的物体以0.1 m/s的速度匀速向上提升2 m，拉力F为200 N，求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）拉力F的功率。
13.【新情境·先进科技】“奋斗者”号是中国研发的万米载人潜水器，搭载我国科研人员进行了多次万米深潜，进行了一系列深海探测科考活动，带回了矿物、沉积层、深海生物及深海水样等珍贵样本，并在深海中完成了和水上的通话，创造了中国载人深潜的新纪录。如图甲所示，“奋斗者”号完成任务出水后，用起重
机将重2.25×105 N的潜水器吊起回收到母船上，我们将起吊装置简
化为图乙所示的滑轮组。若“奋斗者”号离开水面后吊起时，电动机
对钢绳自由端的拉力F为7.5×104 N，用时200 s，“奋斗者”号匀速上
升了10 m。求此次回收“奋斗者”号的过程中：
如图甲所示，“奋斗者”号完成任务出水后，用起重机将重2.25×105 N的潜水器吊起回收到母船上，我们将起吊装置简化为图乙所示的滑轮组。若“奋斗者”号离开水面后吊起时，电动机对钢绳自由端的拉力F为7.5×104 N，用时200 s，“奋斗者”号匀速上升了10 m。求此次回收“奋斗者”号的过程中：
（1）滑轮组吊起“奋斗者”号所做的有用功；
（2）滑轮组绳子自由端移动的距离；
（3）滑轮组吊起“奋斗者”号所做的总功；
（4）拉力F做功的功率；
（5）滑轮组的机械效率。
（1）2.25×106 J （2）40 m （3）3×106 J （4）1.5×104 W （5）75%


(共19张PPT)
第三节 机械效率
第十一章 简单机械
新课引入
你需要从水井中往上提水，有两种水桶，一种是很重的铁皮水桶，另一种是很轻的铝合金水桶，你会选择哪种水桶提水更轻松呢？
铁皮水桶
铝合金水桶
新课讲授
知识点
一
什么是机械效率
1. 有用功
（1）概念：必须做的对人们有用的功，用W 有表示。
（2）理解：在提水过程中，人对水做的功就是有用功。若水的重
力为G水，提升的高度为h，则W 有=G水h。因此，选用
铁皮水桶和铝合金水桶所做的有用功相同。
2. 额外功
（1）概念：并非人们需要但又不得不做的功，用W 额表示。
（2）理解：在提水过程中，人对水桶做的功就是额外功，这部分功对
我们无用，但是又不得不做。若水桶的重力为G桶，提升
的高度为h，则W 额=G桶h。因此，G桶越大，W 额越多，提
水时应该选用铝合金水桶，减少额外功。
（3）额外功产生的主要原因
①提升物体时，克服机械自重、容器自重等所做的功。
②克服机械的摩擦所做的功。
3. 总功
（1）概念：拉力（或动力）所做的功，物理学中叫总功，用W 总表示。
（2）理解：在提水过程中，人做的功（人对绳子的拉力做的功）就是
总功。若人对绳子拉力为F，绳子自由端移动的距离为s，
则W 总=Fs。
（3）总功、有用功与额外功之间的关系：W 总=W 有+W 额。
4. 总功、有用功、额外功的单位都是焦耳（J）。
5.机械效率
（1） 概念：有用功和总功的比值叫机械效率。
（2）公式：
机械效率η 通常用百分率表示。
（3）理解
①由于额外功不可避免，有用功总是小于总功，所以任何实际机械的机械效率η 都小于1。
②根据 可知，
当W 有一定时，W 额越大，η 越小；
当W 额一定时，W 有越大，η 越大。
③机械效率不是机械的一种固定性能，在完成不同任务的过程中，同一个机械的机械效率可能不同。
典例
④机械效率的高低并不决定使用机械是省力还是费力，效率高只说明有用功在总功里所占的比例大。省力还是费力是指使用机械时所用动力的大小，机械效率高并不一定省力。
知识点
二
*测量滑轮组的机械效率
1.实验步骤
（1）用弹簧测力计测出钩码的重力G。
（2）如图所示，安装好滑轮组后，先在细绳与动滑轮相切处用色笔在细绳上做个记号，再匀速竖直拉动弹簧测力计，提升1 个钩码，此时弹簧测力计的示数即为拉力F。用刻度尺量出钩码上升的高度h 以及细绳色点到与动滑轮相切处的距离，就是细绳自由端通过的距离s。
（3）由以上测得的数据，用公式
算出滑轮组此时的机械效率η。
（4）如图乙所示，改变钩码的数量，重复以上实验。
典例
2. 实验结论
滑轮组的机械效率与所提重物有关，使用同一滑轮组提升不同
重物时，重力越大，机械效率越高。
3. 提高滑轮组机械效率的方法
（1）减小额外功，如减小摩擦，减小动滑轮自重等。
（2）增加有用功，如增大所提升重物的重力。
知识点
三
几种简单机械的机械效率
1.杠杆
有用功：
总功：
机械效率：
2. 滑轮组竖放（不计绳重、转轴摩擦）
有用功：
额外功：
总功：
机械效率：
3.滑轮组横放（不计绳重、转轴摩擦）
有用功：
总功：
机械效率：
4.斜面
有用功：
额外功：
总功：
机械效率：
典例
课堂小结
机械效率
有用功、额外功和总功
理解
W 总=W 有+W 额
任何实际机械的机械效率η 都小于1
公式：
机械效率的高低并不决定使用机械是省力还是费力
机械效率不是机械的一种固定性能
提高滑轮组机械效率的方法
随堂练习1
D
随堂练习2
匀速
弹簧测力计提升的高度应该是0.3 m，不是0.2 m
66.7%
变大
随堂练习3
改变用力的方向
1600

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