资源简介

(共27张PPT)
　机械效率
第三板块　能量
知识点1　有用功、额外功和总功
1.有用功W有：对人们有用的功(当目的是使物体移动一段距离时，无论是否使用机械，对物体所做的功)。
2.额外功W额：人们不需要但又不得不做的功(当使用机械时，克服机械自重和摩擦力等因素的影响而多做的功)。
3.总功W总：有用功与额外功之和，即W总=　W有＋W额　(当使用机械时，动力所做的功)。
注意：人们使用机械有时是为了省力，有时是为了省距离，但省力必然费距离，省距离必然费力，既省力又省距离是不可能的，也就是说使用任何机械都不能省功，即使用机械时做的功大于不用机械时做的功。
W有＋W额
4.有用功和额外功要根据工作目的来判断：
示 例 工作目的 有用功W有 额外功W额
从井中打水 打水 对　水　做的功 对绳子和桶做的功
从井中捞桶 捞桶 对　桶　做的功 对绳子和桶里的水做的功
水
桶
知识点2　机械效率
1.定义：　有用功　跟　总功　的比值叫作机械效率。
2.公式：　 　。
3.说明：使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是小于总功，所以机械效率总是　小于　1的，它通常用百分数表示，且没有单位。
有用功
总功
η=
小于
4.理解：
(1)机械效率的高低同时取决于有用功和总功两个因素，不能理解为“有用功多，机械效率就高”或“总功多，机械效率就高”。
(2)同一机械的机械效率不是固定不变的，提起的重物不同，机械效率的高低不同。
(3)机械效率和功率之间没有因果关系。
(4)机械效率的高低与物重、动滑轮重、绳重、机械各部分间的摩擦有关，与物体被提升的高度、滑轮的绕线方式、做功多少、是否省力无关。
知识点3　测量滑轮组的机械效率
1.实验原理：　 　。
2.测量工具：　刻度尺　、　弹簧测力计　。
3.应测量的物理量：　物G　、　物体上升的高度　、　 F　、　绳子自由端移动的距离s　。
η=
刻度尺
弹簧测力计
物重G
物体上升的高度h
拉力F
绳子自由端移动的距离s
4.特别说明：
(1)若实验中没有　刻度尺　，该实验也能进行，因为η=，不需要测量高度h。
(2)实验中应该一边　沿竖直方向缓慢、匀速　拉动弹簧测力计，一边读数。
刻度尺
沿竖直方向缓慢、匀速
5.实验结论：
(1)同一滑轮组，所提物体越　重　，其机械效率越　高　。
(2)提升等重的物体，滑轮组的动滑轮越　重　、摩擦力越　大　，其机械效率越低。
(3)同一滑轮组，提升同一物体，提升的　高度　不同，其机械效率　相同　。
重
高
重
大
高度
相同
6.滑轮组、斜面的机械效率：(忽略绳重和轮、轴之间的摩擦)
类 型 有用功W有 额外功W额 总功W总 机械效率η
W有=Gh　 W额=　G W总=Fs=Fnh或W总=W有＋W额=Gh＋G动h(s=nh) η== 　=
　= 　或η=
=
= 　
Gh
G动h
类 型 有用功W有 额外功W额 总功W总 机械效率η
W有=　fs物　 — W总=Fs=F× ns物(s=ns物) η== 　=
fs物
类 型 有用功W有 额外功W额 总功W总 机械效率η
W有=　Gh　 W额=　fs　 W总=Fs或 W总=W有＋W额=Gh＋fs η= 　= 　或
η=
=
Gh
fs
注意：h为物体上升的高度，s为绳子自由端移动的距离，s物为物体移动的距离，f为接触面对物体的摩擦力。
目录
CONTENTS
B 能力提升
C 挑战中考
A 基础巩固
基 础 巩 固
A
1.(2025·广州一模)如图所示，用甲、乙、丙三种机械装置使同一重为G的物体匀速升高2 m，动滑轮重为G动(且G＞G动)，不计绳重及摩擦的情况下，下列说法正确的是
(　　　)
A.甲、乙的机械效率相等　　　　　　　
B.甲比乙更省力，且F1=F2
C.甲、乙、丙装置所做的有用功相等
D.若物重G=100 N，F3=50 N，丙的机械效率为75%
C
2.(2025·深圳三模)如图1所示，用甲、乙两个滑轮组分别将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度，拉力分别为F甲、F乙，此过程相关数据如图2所示。下列说法正确的是
(　　　)
A.F甲的功率等于F乙的功率
B.两滑轮组的机械效率相等
C.两滑轮组的有用功相等
D.两滑轮组绳子自由端移动距离相等
C
3.(2025·大庆)如图所示，用滑轮组将汽车沿水平方向匀速拉动，20 s内汽车移动了5 m。已知绳端拉力F为900 N，汽车受到的阻力为1500 N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是
(　 　)
A.绳端移动的距离为15 m
B.此滑轮组的机械效率约为83.3%
C.汽车受到的拉力为1800 N
D.绳端拉力F的功率为750 W
B
4.(2025·揭阳校级三模)如图所示，小明用平行于斜面的推力将重为600 N 的货物在10 s内匀速地从底端推到顶端的车厢。已知斜面长为6 m，高为1.5 m，斜面的机械效率为60%，则此过程中小明克服货物重力做功 　900　J，推力做功的功率为 　150　W，货物受到斜面的摩擦力大小为 　100　 N。
900
150
100
能 力 提 升
B
5.(2025·凉山州)用如图甲所示的滑轮组提升物体A。已知被提升物体A的重力为900 N，卷扬机施加在绳子自由端的拉力F将物体A以0.5 m/s的速度匀速提高了5 m。拉力F做的功随时间的变化图像如图乙所示(不计绳重和滑轮与轴的摩擦)。此过程滑轮组提升重物的机械效率为 　90　%，动滑轮的重力为 　100　 N。
90
100
6.(2025·泸州)小兴学习了简单机
械后，设计了如图所示的装置，粗
糙斜面长1 m、高0.5 m，滑轮组位
于斜面顶端，不计绳重、滑轮重、
滑轮的摩擦，各段绳子均与斜面平
行。她把重为24 N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，用时10 s，弹簧测力计示数为5 N，则对物体做的有用功为 　12　J，绳子末端拉力做功功率为 　1.5　W，物体受到斜面的摩擦力大小为 　3　 N。
12
1.5
3
挑 战 中 考
C
7.(2025·遂宁)我国很早就有使用滑轮的记载，如图甲的汉代砖刻便记录了矿山使用滑轮做起吊机械的场景。借助如图乙所示的装置(篮子质量不计)，质量为60 kg的采矿工人用400 N的拉力将70 kg的矿石从矿坑匀速提起，10 s内矿石上升了2 m。(忽略绳重及滑轮的摩擦，g取10 N/kg)求：
(1)绳子自由端移动的速度；(2)此滑轮组的机械效率；
解：(1)由图可知此滑轮组承担物重的绳子股数n=2，则绳子自由端移动的距离s=nh=2×2 m=4 m，绳子自由端移动的速度v==0.4 m/s。
(2)矿石的重力G矿=m矿g=70 kg×10 N/kg=700 N，此滑轮组的机械效率η==×100%=87.5%。
(3)若工作时矿工双脚与地面接触面积为400cm2，他对水平地面的压强大小。
解：矿工的重力G人=m人g=60 kg×10 N/kg=600 N，矿工对绳子的拉力F与绳子对矿工的拉力F'大小相等，则矿工对地面的压力F压=G人－F'=600 N－400 N=200 N，他对水平地面的压强p===5000 Pa。

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