專題12.3 機(jī)械效率（原卷版）

1、專題12.3 機(jī)械效率 課前預(yù)習(xí) 1.有用功 (w有用）：人們?yōu)榱诉_(dá)到工作目的_要做的功。2.額外功(w額）：利用機(jī)械時(shí)不想需要但_的功。3.總功(w總）：外力所做的功，即有用功和額外功的總_。4.定義：機(jī)械效率是有用功與總功的比值，分析判定一個(gè)機(jī)械的機(jī)械效率高低要分析兩個(gè)因素：有用功與總功。任何機(jī)械的機(jī)械效率都小于_.5.計(jì)算公式:_。6.提高機(jī)械效率的途徑：盡可能增加提升物體的_；減輕機(jī)械的_重量；合理地減少部件間的有害_。知識(shí)點(diǎn)解讀與例題突破知識(shí)點(diǎn)1：有用功和額外功1.有用功：使用機(jī)械時(shí)，對(duì)人們有用的功叫有用功。也就是人們不用機(jī)械而直接用手時(shí)必須做的功。在提升物體時(shí)，w有用= gh2.額

2、外功：使用機(jī)械時(shí)，對(duì)人們沒(méi)有用但不得不做的功叫額外功。3.額外功的主要來(lái)源：提升物體時(shí)，克服機(jī)械自重、容器重、繩重等所做的功?？朔C(jī)械的摩擦所做的功。4.人們?cè)谑褂脵C(jī)械做功的過(guò)程中實(shí)際所做的功叫總功，它等于有用功和額外功的之和。即：w總=w有用+w額5.若人對(duì)機(jī)械的動(dòng)力為f，則：w總= fs 【例題1】（2019山東威海）如圖是一款健身拉力器原理圖，斜面的傾角為30，重500n的物塊與固定在斜面底端的彈簧相連，小明通過(guò)定滑輪拉著物塊沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)2m的過(guò)程中（此過(guò)程彈簧始終處于被拉伸狀態(tài)），小明對(duì)繩的拉力所做的功為1000j，克服彈簧拉力做功300j，則克服物塊重力做的功為j，物塊與斜面之

3、間摩擦力的大小為n（忽略繩重、滑輪與軸的摩擦）知識(shí)點(diǎn)2：機(jī)械效率（1） 定義：有用功與總功的比值，叫機(jī)械效率。（2）公式：【例題2】（2019湖北荊州）湖北省第二屆園林博覽會(huì)將于2019年9月28日在荊州開(kāi)幕。在某場(chǎng)館建設(shè)中，采用了如圖所示的裝置提升重物，當(dāng)工人師傅們用1000n的拉力f向下拉繩，使重1600n的重物勻速上升了5m，此過(guò)程中克服繩重和摩擦做功500j，下列說(shuō)法中正確的是（）a拉力f做功為5103 jb纏繞在動(dòng)滑輪上每股繩的拉力為800nc動(dòng)滑輪重為300n d滑輪組的機(jī)械效率為75%【例題3】（2019湖北荊州）為了發(fā)展文化旅游事業(yè)，荊州市正在興建華強(qiáng)方特文化主題園，建成后將通

4、過(guò)最新的vr技術(shù)展示包括楚文化和三國(guó)文化在內(nèi)的五千年華夏文明。園區(qū)建設(shè)中需把重1200n的木箱a搬到高h(yuǎn)2m，長(zhǎng)l10m的斜面頂端。如圖所示，工人站在斜面頂端，沿斜面向上用時(shí)50s將木箱a勻速直線從斜面底端拉到斜面頂端，已知拉力f的功率為80w求：（1）拉力f的大?。唬?）該斜面的機(jī)械效率是多少；（3）木箱a在斜面上勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力是多大。習(xí)題精練一、選擇題1下列關(guān)于簡(jiǎn)單機(jī)械在實(shí)際應(yīng)用中的說(shuō)法正確的是（）a指甲剪是省力省功的機(jī)械 b定滑輪不省力，但能改變力的方向c滑輪組既省力，又省距離，還省功 d斜面的機(jī)械效率可以達(dá)到100%2（2019湖北宜昌）如圖所示的吊車有大小兩個(gè)吊鉤，在確保

5、安全的前提下，下列關(guān)于吊車機(jī)械效率說(shuō)法正確的是（）a吊起相同貨物，使用小吊鉤機(jī)械效率高 b吊起相同貨物，上升速度快機(jī)械效率高c每次吊起的貨物越少，機(jī)械效率越高 d貨物升高的高度越高，機(jī)械效率越高3（2019湖南株洲）在測(cè)量圖甲所示滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)改變物重g或動(dòng)滑輪重g動(dòng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，得到了形如圖乙所示的效率與物重或動(dòng)滑輪重的關(guān)系，圖中縱軸表示機(jī)械效率的倒數(shù)1，若不計(jì)繩重與摩擦，則橫軸可能表示（）agbg1cg動(dòng)d4.如圖所示，用完全相同的四個(gè)滑輪和兩根相同的細(xì)繩組成甲、乙兩個(gè)滑輪組，在各自的自由端施加大小分別為f1和f2的拉力，將相同的重物緩慢提升相同的高度（不計(jì)繩重和一切摩擦）下

6、列說(shuō)法正確的是（）a拉力f1小于拉力f2 b甲、乙兩滑輪組的機(jī)械效率相同c甲、乙兩滑輪組中的動(dòng)滑輪都是費(fèi)力機(jī)械 d甲、乙兩滑輪組中繩子自由端移動(dòng)的距離相等5（巴彥淖爾市）如圖所示，拉力f為5n，物體a以0.1m/s的速度在物體b表面向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)（b表面足夠長(zhǎng)）；物體b靜止在地面上，受到地面水平向左4n的摩擦力，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為12n下列說(shuō)法正確的是（）a物體a受到的摩擦力為10n b拉力f的功率為1.5wc滑輪組的機(jī)械效率為80% d拉力f增大到15n時(shí)，物體b開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)6.建筑工人用如圖所示的滑輪組，在4s內(nèi)將重為1500n的物體沿水平方向勻速移動(dòng)2m的過(guò)程中，所用的拉力大小為375

7、n，物體受到水平地面的摩擦力為物重的0.4倍在此過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是（）a繩子自由端沿水平方向移動(dòng)了6 m b物體受到的拉力為750nc拉力f的功率為750w d滑輪組的機(jī)械效率為80%二、填空題7（2019湖南婁底）既可以省力，又可以改變用力方向的滑輪是_（選填“定滑輪”“動(dòng)滑輪”或“滑輪組”）；利用一個(gè)效率為90%的杠桿做100j的總功，其中額外功是_j。8（2019江蘇南京）建筑工地上，起重機(jī)吊臂上的滑輪組如圖所示在勻速起吊重4.2103n的物體時(shí)，物體5s內(nèi)上升了6m，此過(guò)程中有用功為 j，鋼絲繩移動(dòng)的速度為m/s；若滑輪組的機(jī)械效率為70%，則額外功為 j，拉力f為 n，其功率為

8、w。9（2019四川達(dá)州）救援車工作原理如圖所示，當(dāng)車載電機(jī)對(duì)鋼繩施加的拉力f大小為2.5103n時(shí)，小車a恰能勻速緩慢地沿斜面上升。已知小車a的質(zhì)量為1t，斜面高為2m，斜面長(zhǎng)為5m（不計(jì)車長(zhǎng)、鋼繩重、動(dòng)滑輪重、鋼繩與滑輪間的摩擦和滑輪與軸間的摩擦，g10nkg）在小車a由水平路面被拖上救援車的過(guò)程中，鋼繩所做的有用功為 j，整個(gè)裝置的機(jī)械效率為 ，小車a與斜面間的摩擦力大小為 n10.往車上裝重物時(shí)，常常用長(zhǎng)木板搭個(gè)斜面，把重物沿斜面推上去，如圖所示，工人用3m長(zhǎng)的斜面，把120kg的重物提高1m，假設(shè)斜面很光滑，則需要施加的推力為，若實(shí)際用力為500n，斜面的機(jī)械效率為 ，重物受到的摩擦

9、力為（g取10n/kg）11.如圖，在斜面上將一個(gè)重5n的物體勻速拉到頂端。沿斜面向上的拉力為2n，斜面長(zhǎng)4m，高1m。則拉力做的有用功為 j，斜面的機(jī)械效率為 。三、實(shí)驗(yàn)探究題12.在“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素”實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法，分別做了甲、乙、丙3組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下（1）在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)該使鉤碼 （選填“快速”或“緩慢”）上升；（2）進(jìn)行第2次測(cè)量時(shí)滑輪組的機(jī)械效率約為 （保留三位有效數(shù)字）；（3）進(jìn)行第3次測(cè)量時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為 n，滑輪組做的有用功是 j；（4）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)小組得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：滑輪組的機(jī)械效率與 有關(guān)四、計(jì)算題

10、13（2019德州）小強(qiáng)用如圖所示裝置在10s內(nèi)將重為450n的貨物勻速提升2m，此過(guò)程中拉力f的功率為120w。求：（1）提升裝置所做的有用功；（2）拉力f做的功；（3）該滑輪組的機(jī)械效率。14（2019四川南充）如圖，杠桿在水平位置平衡，物體m1重為500n，oa：ob2：3，每個(gè)滑輪重為20n，滑輪組的機(jī)械效率為80%，在拉力f的作用下，物體m2以0.5m/s速度勻速上升了5m。（杠桿與繩的自重、摩擦均不計(jì)）求：（1）物體m2的重力；（2）拉力f的功率；（3）物體m1對(duì)水平面的壓力。15.如圖所示，已知斜面長(zhǎng)5m，高3m，繩端拉力為50n。利用這個(gè)滑輪裝置將重為100n的物體在5s內(nèi)從斜

11、面的底端勻速拉到頂端。在此過(guò)程中：（1）物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的速度為多少？（2）繩端移動(dòng)的距離是多少？（3）拉力的功和功率各是多少？（4）拉力的機(jī)械效率是多少？16利用如圖所示的滑輪組，用f=1000n的力拉繩子自由端，貨物a以0.1 m/s的速度勻速直線運(yùn)動(dòng)l0s，整個(gè)過(guò)程中，滑輪組的機(jī)械效率為75%求：（1）貨物a在10 s內(nèi)移動(dòng)的距離：（2）這個(gè)過(guò)程中拉力f的功率：（3）水平地面對(duì)貨物a的摩擦力大小17（2019山東泰安）如圖所示，人的重力為850n，雙腳與地面接觸面積為250cm2，用滑輪組拉著重210n的物體沿豎直方向以0.1m/s的速度勻速向上運(yùn)動(dòng)了5s。人對(duì)繩子豎直向下的拉力為10

12、0n，求：（1）物體上升的高度；（2）滑輪組的機(jī)械效率；（3）人對(duì)地面的壓強(qiáng)。18（2019四川巴中）利用如圖所示的滑輪組，將一邊長(zhǎng)為0.2m，密度為2.5103kg/m3的正方體石塊，勻速?gòu)乃刑崞?，已知?jiǎng)踊喼亓?0n，（不計(jì)純重、摩擦和水的阻力）。求：（1）物體浸沒(méi)在水中時(shí)所受到的浮力大小；（2）物體浸沒(méi)在水中勻速上升時(shí)，動(dòng)滑輪下端掛鉤處繩對(duì)物體的拉力f0的大小；（3）物體完全離開(kāi)水面后，繼續(xù)勻速向上提升，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率大小。（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）19（2019貴州黔東南）如圖是某科技小組設(shè)計(jì)的在岸邊打撈水中金屬塊的裝置示意圖，每個(gè)滑輪重為100n，均勻?qū)嵭慕饘賶K的密度為8103kg/m3，金屬塊的質(zhì)量為80kg。繩重和摩擦、滑輪與軸及杠桿支點(diǎn)處的摩擦、水對(duì)金屬塊的阻力均忽略不計(jì)，金屬塊一直勻速上升。（水的密度水1.0103kg/m3，g取10n/kg）（1）在金屬塊還未露出水面時(shí)，求此時(shí)金屬塊所受到的浮力；（2）在金屬塊未露出水面時(shí)，求人的拉力f；（3）金屬塊在水中勻速上升2m，且金屬塊未露出水面時(shí)，求人的拉力所做的功。20（2019四川達(dá)州）如圖所示，工人準(zhǔn)備用一根最多能承受400n力的繩子（若超過(guò)繩子將斷裂）繞成的滑輪組先后打撈水中材料相同、體積不同的實(shí)心物體a和b完全露出水面的物體a被此裝置勻速提起時(shí)繩子達(dá)到最大拉力。已知?jiǎng)踊?/p>