中考總復(fù)習(xí)(三)機(jī)械效率專題

1、2021/8/61機(jī)械效率機(jī)械效率中考物理總復(fù)習(xí)中考物理總復(fù)習(xí)2021/8/62 “機(jī)械效率機(jī)械效率”一節(jié)，既是力學(xué)一節(jié)，既是力學(xué)部分的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。在部分的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。在“機(jī)機(jī)械效率械效率”的學(xué)習(xí)中，關(guān)鍵是要能的學(xué)習(xí)中，關(guān)鍵是要能夠準(zhǔn)確地判定夠準(zhǔn)確地判定有用功有用功、額外功額外功和和總功總功。如何判定呢？。如何判定呢？2021/8/63我們的目的我們的目的從井中打從井中打水水但又但又不得不不得不借助水借助水桶桶在提水的這一過程中在提水的這一過程中人人總總共共所做的所做的功功我們的目的，對我們我們的目的，對我們真正真正有用有用的功的功不是我們的目的，對我們不是我們的目的，對我們無用無用，

2、但又但又不得不不得不做的做的額外額外增加增加的功的功對對水水和和桶桶做得功做得功FSFS對對水水做得做得功功GhGh對對桶桶和克服和克服摩擦力摩擦力做的做的功功總功有用功額外功2021/8/64有用功：有用功：在完成任務(wù)時(shí)，為達(dá)在完成任務(wù)時(shí)，為達(dá)到我們的目的，我們到我們的目的，我們真正需要真正需要的，對我們的，對我們有用有用的那部分的那部分功功總功：總功：在完成任務(wù)時(shí)，在完成任務(wù)時(shí)，人人總共總共所做的所做的功功額外功：額外功：在完成任務(wù)時(shí)，對我在完成任務(wù)時(shí)，對我們們無用無用，但又，但又不得不不得不做的那部做的那部分額外附加分額外附加功功2021/8/65人提沙子做功人提沙子做功1.1.對砂子做

3、功對砂子做功2.2.對桶做功對桶做功3.3.克服自重做功克服自重做功人拉滑輪做功人拉滑輪做功1.1.對砂子做功對砂子做功2.2.對桶做功對桶做功3.3.對動(dòng)滑輪做功對動(dòng)滑輪做功人拉滑輪做功人拉滑輪做功1.1.對砂子做功對砂子做功2.2.對口袋做功對口袋做功3.3.對動(dòng)滑輪做功對動(dòng)滑輪做功真正需要真正需要的，對我們的，對我們有用有用的那部分的那部分功功，有用功，有用功，Gh在使用機(jī)械過程中，在使用機(jī)械過程中，不得不不得不做的那部分額外附加做的那部分額外附加功，功，額外功額外功人總共所做的功，人總共所做的功，總功總功，F(xiàn) F拉拉S S繩子繩子2021/8/66在這三幅圖片中，那幅做功的機(jī)械效率在這

4、三幅圖片中，那幅做功的機(jī)械效率高高？W總總=W有用有用100=G沙子沙子h上升上升F F拉拉S S繩子繩子100=G沙子沙子h上升上升F F拉拉nhnh1002021/8/67=W有用有用W總總100=W有用有用100W有用有用+W額外額外=G物物h100G物物h+G動(dòng)動(dòng)h因?yàn)?W總總=W有用有用+W額外額外2021/8/68123123對沙子做功對沙子做功對桶做功對桶做功克服重力做功克服重力做功對沙子做功對沙子做功對桶做功對桶做功對滑輪做功對滑輪做功對沙子做功對沙子做功對桶做功對桶做功對滑輪做功對滑輪做功600J2520J600J180J600J90J請算出剛才的三種辦法中有用功在總功中占的

5、百分比。請算出剛才的三種辦法中有用功在總功中占的百分比。3120J780J690J2021/8/69123123對沙子做功對沙子做功對桶做功對桶做功克服重力做功克服重力做功對沙子做功對沙子做功對桶做功對桶做功對滑輪做功對滑輪做功對沙子做功對沙子做功對桶做功對桶做功對滑輪做功對滑輪做功600J2520J600J180J600J90J3120J780J690J19%76%86%2021/8/610在使用在使用滑輪組滑輪組提升提升物體的過程物體的過程中，那些因素會(huì)產(chǎn)生中，那些因素會(huì)產(chǎn)生額外功額外功1 1 動(dòng)動(dòng)滑輪的滑輪的重重力力2 2 滑輪組與繩子之間的滑輪組與繩子之間的摩擦力摩擦力2021/8/6

6、11如何如何提高提高機(jī)械機(jī)械效率效率外因外因內(nèi)因內(nèi)因減減小小額額外外功功增加增加有用功有用功減減小小動(dòng)動(dòng)滑滑輪的輪的重重力力減減小滑輪組小滑輪組與繩子之間與繩子之間的的摩擦力摩擦力增加增加物物體本體本身的身的重重力力排除外界阻力排除外界阻力提高自身能力提高自身能力2021/8/612有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1如何提高機(jī)械效率？如何提高機(jī)械效率？2021/8/613有用功W有額外功W額總功W總定義利用機(jī)械工作時(shí)，對人們有用的功叫做有用功。利用機(jī)械工作時(shí)，對人們無用但又不得不做的功叫做額外功。有用功加額外功是總共的功叫做總功，即： 總有額實(shí)質(zhì)機(jī)械克服

7、物體阻力做的功。克服機(jī)械自身重力和摩擦做的功。動(dòng)力對機(jī)械做的功。一、有關(guān)概念，透徹理解一、有關(guān)概念，透徹理解、有用功、額外功和總功、有用功、額外功和總功2021/8/614用水桶從井中提水時(shí)，所做的有用功是用水桶從井中提水時(shí)，所做的有用功是 ，額外功是，額外功是 ，總，總功是功是 ；如果桶掉到井里，從井里撈桶時(shí)，撈上來如果桶掉到井里，從井里撈桶時(shí)，撈上來的桶里帶了一些水，有用功是的桶里帶了一些水，有用功是 ，額外功是額外功是 ，總功是，總功是 。 克服水的重力做功克服水的重力做功克服桶的重力做功克服桶的重力做功拉力所做的功拉力所做的功克服桶的重力做功克服桶的重力做功克服水的重力做功克服水的重力

8、做功拉力所做的功拉力所做的功2021/8/615、機(jī)械效率、機(jī)械效率有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率，即 （1）由上式可知，要提高機(jī)械效率，必須減小額外功在總功中的比例，即：改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)（減輕自重）；按規(guī)程保養(yǎng)，定時(shí)潤滑（減小摩擦）。 （2）在理解機(jī)械效率的概念時(shí)要注意：機(jī)械效率沒有單位（因?yàn)闄C(jī)械效率是有用功跟總功的比值）。機(jī)械效率的大小總小于（額外功的存在）。機(jī)械效率的大小取決于有與總的比值，即有用功在總功中所占的比例，不能理解為：有用功多，機(jī)械效率高；總功大，機(jī)械效率低。省力的機(jī)械不是機(jī)械效率高，而是更低。功率大小與機(jī)械效率高低無直接關(guān)系！功率大機(jī)械效率不一定高，功率小機(jī)械效率不一定低。20

9、21/8/616 在理解有用功、額外功、總功和機(jī)械效率的基礎(chǔ)上，對各種情況的機(jī)械，還要能夠準(zhǔn)確地判定有用功、額外功和總功。二、具體情況，準(zhǔn)確判定二、具體情況，準(zhǔn)確判定2021/8/617關(guān)于關(guān)于機(jī)械效率機(jī)械效率的的三類三類計(jì)算計(jì)算 1 1 杠桿杠桿 2 2滑輪滑輪 豎直拉物體豎直拉物體 水平拉物體水平拉物體 3 3斜面斜面2021/8/6181 1杠桿杠桿=W有用有用100W總總=G物物h上升上升F F拉拉S S繩子繩子100相似相似三角形三角形S/h = L動(dòng)動(dòng)/L阻阻=G物物L(fēng)阻阻F F拉拉L L動(dòng)動(dòng)1002021/8/6192 2 滑輪滑輪豎直拉動(dòng)物體豎直拉動(dòng)物體=W有用有用W總總100

10、=G物物h上升上升F F拉拉S S繩子繩子100=G物物h上升上升F F拉拉nhnh上升上升1002021/8/620=W有用有用W總總100=W有用有用100W有用有用+W額外額外=G物物h100G物物h+G動(dòng)動(dòng)h2021/8/621水平水平拉動(dòng)物體拉動(dòng)物體=W有用有用W總總100=f摩擦摩擦h移動(dòng)移動(dòng)F F拉拉S S繩子繩子100=F F拉拉nhnh移動(dòng)移動(dòng)f摩擦摩擦h移動(dòng)移動(dòng)1002021/8/622=W有用有用W總總100=F鉤子鉤子h移動(dòng)移動(dòng)F F拉拉S S繩子繩子=(G物物 F浮浮) h移動(dòng)移動(dòng)F F拉拉S S繩子繩子1001002021/8/6233 斜面理想，理想，不不計(jì)計(jì)摩擦

11、力摩擦力：W總總 = FL W有用有用 = Gh=2021/8/6242 2、實(shí)際，、實(shí)際，考慮摩擦力考慮摩擦力：W總 = FLW有用= GhW額外 = fL=W有用有用W總總100=G物物h上升上升F F拉拉L L100=G物物h上升上升GhGh+ +fLfL1002021/8/6252021/8/626利用如圖所示的滑輪組，在利用如圖所示的滑輪組，在F=80NF=80N的拉力作用的拉力作用下下, ,將一個(gè)重為將一個(gè)重為180N180N的物體勻速舉高的物體勻速舉高1m1m，繩重，繩重、摩擦不計(jì)。、摩擦不計(jì)。求求: :（1 1）W W總總= =？ （2 2）W W有用有用= =？ (3) W(

12、3) W額外額外=? =? (4)=? (4)=? (5) G (5) G動(dòng)動(dòng)=?=?GF.三、典型題例，示范啟迪三、典型題例，示范啟迪2021/8/627小明用小明用100N的力沿豎直方向?qū)⒏軛U的一端拉下的力沿豎直方向?qū)⒏軛U的一端拉下2m，杠，杠桿的另一端將桿的另一端將320N的重物提高了的重物提高了0.5m，(1)他做的有用功是多少？他做的有用功是多少？(2)總功是多少？總功是多少？(3)杠桿的機(jī)械效率是多少？杠桿的機(jī)械效率是多少？2021/8/628用一個(gè)動(dòng)滑輪提升重為用一個(gè)動(dòng)滑輪提升重為96牛的貨牛的貨物，所用拉力為物，所用拉力為60牛，此動(dòng)滑輪的牛，此動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是多少？若用此動(dòng)

13、滑輪提機(jī)械效率是多少？若用此動(dòng)滑輪提升重升重200牛的重物，拉繩子的速度牛的重物，拉繩子的速度為多少時(shí)，拉力做功的功率剛好為多少時(shí)，拉力做功的功率剛好22.4瓦。（不計(jì)繩重和摩擦）瓦。（不計(jì)繩重和摩擦） 2021/8/629由于不計(jì)繩重和摩擦，故動(dòng)滑輪重G動(dòng)可由：求得：G動(dòng)2F物60牛96牛24牛12FGG動(dòng)物解析：此動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為解析：此動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為2021/8/63011()(2002422FGG動(dòng)物牛牛)=112牛WF hPFtt總拉提升200牛重物的拉力于是，由得： 說明：凡涉及物重發(fā)生變化的動(dòng)滑輪（或說明：凡涉及物重發(fā)生變化的動(dòng)滑輪（或滑輪組）的問題時(shí)，其機(jī)械效率是變化的：

14、隨滑輪組）的問題時(shí)，其機(jī)械效率是變化的：隨物重的增大而增大。物重的增大而增大。2021/8/631本題提升200牛重物時(shí) 因此，解決這類問題時(shí)，首先要求出因此，解決這類問題時(shí)，首先要求出動(dòng)滑輪的重動(dòng)滑輪的重G動(dòng)：一般用動(dòng)滑輪（或滑動(dòng)：一般用動(dòng)滑輪（或滑輪組）省力的特點(diǎn)比較簡便。輪組）省力的特點(diǎn)比較簡便。2021/8/632用滑輪組勻速提升重為用滑輪組勻速提升重為2000牛的物牛的物體，作用在繩子自由端的拉力做功體，作用在繩子自由端的拉力做功的功率為的功率為1250瓦，滑輪組的機(jī)械效瓦，滑輪組的機(jī)械效率為率為80%，求重物上升的速度是多，求重物上升的速度是多少？少？ 2021/8/633 二要明

15、白“重物上升”與“繩子自由端拉動(dòng)”具有同時(shí)性。于是，重物上升的速度解析：解答本題的關(guān)鍵是：一要弄清有用功解析：解答本題的關(guān)鍵是：一要弄清有用功和總功。將物體提升一定高度做的功和總功。將物體提升一定高度做的功有用有用功：有物功：有物h；作用在繩子自由端的拉力；作用在繩子自由端的拉力做的功做的功總功：總拉總功：總拉t（因已知功率（因已知功率），則機(jī)械效率可表示為：），則機(jī)械效率可表示為：2021/8/634 說明：對涉及滑輪組的速度的說明：對涉及滑輪組的速度的問題，關(guān)鍵是抓住問題，關(guān)鍵是抓住“重物上升或重物上升或移動(dòng)移動(dòng)”與與“繩子自由端拉動(dòng)繩子自由端拉動(dòng)”的的同時(shí)性，再將對應(yīng)物理量用對應(yīng)同時(shí)性，

16、再將對應(yīng)物理量用對應(yīng)的符號代入公式進(jìn)行推演和代數(shù)的符號代入公式進(jìn)行推演和代數(shù)變換，問題即可解決。變換，問題即可解決。2021/8/635探究探究 斜面的機(jī)械效率斜面的機(jī)械效率1、提出猜想：、提出猜想：斜面的斜面的機(jī)械效率機(jī)械效率可能和可能和 有關(guān)。有關(guān)。2、參考器材：、參考器材：長木板、小木塊、彈簧測力計(jì)、刻度尺長木板、小木塊、彈簧測力計(jì)、刻度尺 斜面傾斜程度、斜面傾斜程度、斜面的粗糙程度斜面的粗糙程度2021/8/636實(shí)驗(yàn)裝置：實(shí)驗(yàn)裝置：FSh2021/8/637實(shí)驗(yàn)過程：實(shí)驗(yàn)過程：測量小木塊的重力，記錄數(shù)據(jù)；測量小木塊的重力，記錄數(shù)據(jù)； 改變斜面的傾斜程度，重復(fù)步驟改變斜面的傾斜程度，重

17、復(fù)步驟。 把小木塊用彈簧秤沿斜面勻速向上拉；把小木塊用彈簧秤沿斜面勻速向上拉；分別記錄拉力分別記錄拉力F F、木塊沿斜面移動(dòng)的距離、木塊沿斜面移動(dòng)的距離S S、木塊上升的高度木塊上升的高度h h。2021/8/638注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)物體。要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)物體。拉力要與斜面平行。拉力要與斜面平行。及時(shí)記錄數(shù)據(jù)。及時(shí)記錄數(shù)據(jù)。 木板的摩擦要大一些木板的摩擦要大一些 選用木塊要重一些選用木塊要重一些2021/8/6394、記錄表格：、記錄表格：斜面傾斜面傾斜程度斜程度木塊重量木塊重量 G/N斜面高度斜面高度 h/m拉力拉力F/N斜面長斜面長 s/m有用功有用功 W有有/J總功總功W總總/J機(jī)械效率機(jī)械效率較緩較緩較陡較陡很陡很陡2021/8/6404 4、記錄表格：、記錄表格：斜面傾斜面傾斜程度斜程度木塊重量木塊重量 G/N斜面高度斜面高度 h/m拉力拉力F/