123機械效率（講義）學生版

人教版八年級物理下冊第12章《簡單機械》第3節(jié)機械效率講義（知識點總結+例題講解）序號知識點難易程度例題數(shù)變式題數(shù)合計一有用功和額外功★3322二機械效率★★44三測量滑輪組的機械效率★★22四杠桿和斜面的機械效率★★22一、有用功、額外功、總功：1.有用功（W有）：為了達到工作目的，必須要做的功。如右圖，克服物體重力所做的功就是有用功：W有=GhG：物體的重力；h：物體提升的高度；2.額外功（W額）：對人們沒有用但不得不做的功；3.總功（W總）：利用機械做功時，對機械所做的功叫做總功；4.說明：（1）W總=W有+W額（2）總功、有用功、額外功的單位都是焦（J）。5.杠桿和斜面做功：【例題1】水桶掉進水里，打撈時桶里帶些水，下列所述中屬于有用功的是（）A.把桶中水提高做的功 B.手對繩子拉力做的功C.提整個桶做的功 D.把桶提高做的功【變式練習1】甲吊車比乙吊車的機械效率高，當它們分別把相同質量的物體勻速提升相同高度時，則（）A.甲吊車的電動機做的有用功較多B.甲吊車的電動機做的總功較多C.乙吊車的電動機做的額外功較多D.甲、乙兩吊車的電動機做的總功相同【例題2】賣茶杯的人，從貨架上拿起茶杯；喝茶水的人，從桌面上端起盛茶水的茶杯，就兩人克服茶杯重力做功的下列說法中正確的是（）A.都是有用功B.都是額外功C.對喝茶的人而言是有用功D.對賣茶杯的人而言是有用功【變式練習2】如圖所示，小明用桶把一些沙子運上三樓。在此過程中（）A.小明克服自身重力所做的功是總功B.小明克服沙子重力所做的功是有用功C.小明克服沙子重力所做的功是額外功D.小明克服桶的重力所做的功是有用功【例題3】如圖所示，斜面長度為4m，高度為1.5m，用平行于斜面的拉力F＝50N，將重為100N的物體由斜面的底端勻速拉到頂端，拉力對物體做的有用功為J，拉力做總功J，物體受到的摩擦力N?！咀兪骄毩?】如圖所示是電動傳送機，傳送帶斜面長15m，高7.5m，每袋貨物質量m＝30kg。傳送機勻速傳送一袋貨物到A處所做的有用功為J，傳送機工作時的機械效率是75%，則傳送一袋貨物所做的額外功是J．（g取10N/kg）二、機械效率：1.意義：在保證所做有用功一定的情況下，人們總是希望額外功在總功中所占的比例越少越好。有用功占總功的比例反映了機械的一項性能，在物理學中用機械效率來表示。2.定義：物理學中，將有用功跟總功的比值叫做機械效率；用符號η表示；3.公式：；4.物理意義：機械效率是標志機械做功性能好壞的重要指標，機械效率越高，機械的性能越好；5.說明：（1）機械效率只有大小，沒有單位；（2）由于有用功總小于總功，所以機械效率總小于1；（3）機械效率通常用百分數(shù)表示；（4）對一個機械來說，機械效率不是固定不變的，機械效率反映的是機械在一次做功過程中有用功跟總功的比值，同一機械在不同的做功過程中，有用功不同，機械效率也會不同?！纠}4】下列說法中正確的是（）A.機械效率高的機械，做功就越多B.功率大的機械，做功就越多C.功率小的機械，其機械效率越低D.功率大的機械，做功就越快【變式練習4】關于功、功率和機械效率相互關系的說法中，正確的是（）A.機械效率越高，機械做功越快B.做功越多的機械，機械效率越高C.功率越大的機械，做功越多D.做功越快的機械，功率越大【例題5】和的比值稱為機械效率。使用機械時，由于存在額外功，因此所做的有用功必總功，因此，機械效率必1．（填：“小于”、“大于”或“等于”）【變式練習5】某機械的效率為50%，表示該機械做功時，功在總功中的比例為50%，使用任何機械時。機械效率總是小于?！纠}6】如圖，用甲、乙兩種裝置將重均為10N的物體勻速提升相同高度。滑輪重均為1N，不計繩重及摩擦，所用的拉力分別是F1和F2，機械效率分別是η1和η2，則（）A.F1＞F2η1＞η2B.F1＜F2η1＜η2C.F1＞F2η1＜η2D.F1＜F2η1＞η2【變式練習6】如圖所示，分別使用甲、乙、丙三種方式把同一物體M勻速提升至相同高度（繩長不變），測得各拉力大小如圖所示，則（）A.利用機械丙提升M時省力B.F乙和F丙兩個力所做的功相同C.機械丙的機械效率比機械乙的低D.所測的的數(shù)據(jù)不能計算機械乙和丙的機械效率【例題7】如圖所示，甲、乙杠桿的質量和長度均相同，機械摩擦不計，分別使用甲、乙杠桿將物體A提升相同的高度，則在工作過程中，甲、乙杠桿的機械效率相比（）A.甲的大B.乙的大C.一樣大D.無法確定【變式練習7】如圖所示，分別用三個大小相同、方向分別沿A、B、C三個斜面的力將同一物體推上同一高度，則（）A.三個斜面的機械效率相同，所做有用功一樣多B.斜面A的機械效率最高，所做有用功一樣多C.斜面B的機械效率最高，所做有用功一樣多D.斜面C的機械效率最高，所做有用功一樣多三、測量滑輪組的機械效率：1.實驗原理：2.實驗器材：刻度尺、鉤碼、彈簧測力計、滑輪、鐵架臺、長約2m的細繩。3.實驗步驟：（1）用彈簧測力計測量鉤碼所受的重力G并填入表格；（2）按照圖甲安裝滑輪組，分別記下鉤碼和繩端的位置；（3）如圖乙所示，勻速緩慢拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，讀出拉力F的值，用刻度尺測出鉤碼上升的高度h和繩端移動的距離s，將這三個量填入表格；（4）算出有用功W有、總功W總、機械效率η并填入表格；（5）改變鉤碼的數(shù)量，重復上面的實驗；4.實驗數(shù)據(jù)記錄：5.實驗結論：用同一滑輪組提升重力不同的物體時，機械效率不同；被提升的物體越重，機械效率越高。【例題8】工人師傅利用如圖所示的滑輪組提貨物，貨物重200N，動滑輪重為40N，重物在10s內上升2m。不計繩重和摩擦，則下列說法正確的是（）A.工人做的有用功為1200JB.動滑輪移動了4mC.機械效率約為83.3%D.工人做功的功率為16W【變式練習8】如圖所示，牽引車通過滑輪組將水平面上的物體勻速吊起，物體重900N、底面積為200cm2，物體20s內勻速豎直上升1m，牽引車的拉力為400N。不計繩重和摩擦，則下列結果正確的是（）A.動滑輪的重力為200NB.20s內牽引車的拉力做功為3600JC.該滑輪組提升重物的機械效率為75%D.當物體受到100N的拉力時，物體對地面的壓強為4.5×104Pa【例題9】如圖所示，滑輪組懸掛在水平支架上，某工人站在水平地面上，豎直向下拉動繩子自由端，使物體A以0.2m/s的速度勻速上升，提升過程中滑輪組的機械效率為90%，已知物體A重540N，該工人重500N，兩個滑輪質量相等，不計滑輪組的繩重和摩擦，關于該過程，下列說法正確的是（）（多選）A.繩子自由端受到的豎直向下的拉力為200NB.繩子自由端拉力的功率為120WC.該工人對地面的壓力為200ND.支架受到滑輪組的拉力為1000N【變式練習9】如圖所示，工人利用滑輪組提升重為810N的物體，某段過程中物體勻速上升的速度為0.1m/s，工人拉力F的功率為90W，不計繩重和摩擦。求這段過程中：（1）工人拉繩子的速度；（2）作用在繩子自由端的拉力F；（3）滑輪組的機械效率。四、杠桿和斜面的機械效率：1.杠桿：（1）有用功：克服鉤碼重力做的功為有用功；（2）額外功：克服杠桿重力做的功為額外功；（不計摩擦）（3）總功=有用功+額外功；（或者總功等于拉力乘以拉動的距離）（4）機械效率：①②物體越靠近拉力作用點，機械效率越大。2.斜面：在斜面粗糙程度相同時，斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關；斜面越陡，機械效率就越高?！纠}10】小明用如圖所示的裝置研究“杠桿的機械效率”實驗時，將重為G的鉤碼掛在鐵質杠桿上A點，彈簧測力計作用于C點，現(xiàn)豎直向上勻速拉動彈簧測力計，杠桿的機械效率η1；若僅將彈簧測力計改掛到B點，仍將鉤碼豎直向上勻速提升h的高度，杠桿的機械效率為η2，則（）A.η1＜η2B.η1＝η2C.η1＞η2D.無法確定【變式練習10】如圖所示，用豎直向上的力勻速拉動較長的杠桿，使重為36N的物體緩慢升高10cm，拉力大小F為16N，拉力移動的距離為25cm。則杠桿的機械效率為?！纠}11】如圖斜面長為2m、高為0.4m，現(xiàn)將重為20N的物體沿斜面向上從底端勻速拉到頂端，若拉力F為5N，則（）A.拉力所做的功為2JB.斜面的機械效率為80%C.物體受到的摩擦力為5ND.有用功為40J【變式練習11】我國南方地區(qū)經(jīng)常因