中考物理二轮复习课件3.第三课时 机械效率

由图线a、b所示分析及s=nh可得，n=s/h=40cm/10cm=4，滑
轮
组
的
机
械
效
率
：
η=G/(nF)=mg/(nF)=(0.45kg×10N/kg)/(4×1.3N)×100%≈86.5
%，故D错误。
5.（2019·咸宁）用如图所示的滑轮组将重为G的物体
匀速提升了h，作用在绳上3F的h拉力大小3为FhF-，Gh则总功为
焦点二 滑轮组的特点 样题2（2014·泸州）利用如图所示的滑轮组，在20s时 间内将重为20N的物体匀速提升了2m，所用拉B力F为 12.5N。下列判断正确的是( ) A.绳子自由端移动的速度为0.1m/s B.该滑轮组的机械效率为80% C.此段时间内，拉力做功为40J D.拉力做功的功率为1.25W
W有用 W有用= Gh .
W有用= Gh .
W额外 来源
. 摩擦力做功.
. 杠杆自重做. 功
W额外
W额外= fL
.
W额外=
Fs-Gh
.
W总
W总=
G物h+fL
.
决定因 素
斜面倾的斜程度 和粗糙程度
.
W总= Fs .
杠杆的 自身重力 和物提重升 的.
相关链 斜面的整个长度L，杠杆自重移动的距离与
考法·聚焦重难点
4．（2019·北京）（多选）某同学用滑轮组提升物体， 绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中 图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中 图线b所示。已知物体的质量为450g，所用动滑轮的质 量为50g，绳子自B由C 端的拉力F为1.3N，g取10N/kg。在 0～2s的过程中，下列说法中正确的是( ) A．绳子自由端移动的速度为5.0cm/s B．拉力F的功率为0.26W C．有用功为0.45J
斜面向上的拉力F=7.5N匀速拉到斜面的顶端，物体沿
斜面移动的距离s为5m，上3升0 的高度h为3m，则人80对物
体做的有用功是
省J，斜面的机械效率为 % ，
在高度相同时，斜面越力长越
（选填“省力”或
“费力”）。
［解析］（1）克服物体重力所做的功为有用功，则人 对物体做的有用功：W有用=Gh=10N×3m=30J； （2）拉力做的总功：W总=Fs=7.5N×5m=37.5J； 斜 面 的 机 械 效 率 ： η=W 有 用 /W 总 ×100%=30J/37.5J×100%=80%； （3）由W总＝W有用+W额外，即Fs=fs+Gh可得，拉力F ＝f+Gh/s，f、G不变，故在高度相同时，斜面越长越 省力。
4. （ 2013·泸 州 ） 小 欣 用 如 图 所 示 的 动 滑 轮 提 升 重 力
G=9N的物体，当用竖直向上F=5N的拉力拉绳的自由
端匀速上4 升0.8m，用时4s。小欣所做的总功是1 90
J，机械效率是
% ，拉力的功率是
W。
［解析］小欣所做的总功：W总=Fs=5N×0.8m=4J； 有用功：W有用=Gh=9N×0.4m=3.6J， 机械效率：η=W有用/W总×100%=3.6J/4J×100%=90%； 拉力的功率：P=W/t=4J/4s=1W。
课堂讲 义焦点一
有用功、额外功的识别与计算
样题1（2015·泸州）如图所示为电工师傅用移动式升
降机抢修一条动力外线，已知升降机的箱篮重900N， 用升降机将重600N48的00王师傅匀速提升8m，40%升降机做的
有用功为
J，升降机的机械效率是
。
（伸缩杆和所携带的工具质量不计）：
［解］将王师傅提升8m做的功是有用功，所以：W有用 =Gh=600N×8m=4800J；伸缩杆和所携带的工具质量不 计，对升降机的箱篮做的功是额外功，所以：W额外=G 箱h=900N×8m=7200J，升降机的机械效率：η=W有用/W 总×100%=4800J/（4800J+7200J）×100%=40%。
3.（2016·泸州）如图所示，用滑轮组提升重物时，用
大小为F1的拉力将重400N的物体在10s内匀速提升了2m， 已知动滑轮重为100N（不计8绳0重和摩擦），则滑轮10组0
的机械效率为 %，拉力F1做功的功率为 W，如
利用该装等置使该物体沿竖直方向匀速下降时，绳子自
由端的拉于力为F2，则F1
（选填“大于”“等于”
或“小于”）F2。
［解析］（1）由图可知，滑轮组承重绳子有效股数n=2，不计 绳重和摩擦，拉力：F1= (1/2)（G+G动）= (1/2) ×（400N+100N） =250N， 拉力端移动的距离：s=2h=2×2m=4m， 拉力做的功：W总=F1s=250N×4m=1000J， 有用功：W有用=Gh=400N×2m=800J， 滑 轮 组 的 机 械 效 率 ： η=W 有 用 /W 总 ×100%=800J/1000J×100%=80%； （2）拉力做功的功率：P=W总/t=1000J/10s=100W； （3）物体沿竖直方向匀速下降时，物体也处于平衡状态，F2=
间是
的，因此绳子自由端移动的
相同 速度nv绳与物体移动的速度v物之间的关系
点 为：v绳=
v物；
3.初中阶段，默认（或题目上有提示）不
计滑轮与绳子之间的摩擦，不计绳子重力
知识点四 斜面和杠杆的机械效率
斜面
Hale Waihona Puke 杠杆图例斜面长为L，高为h。 相 用平行于斜面的推 实验时，竖直向上匀速拉 关 力F，将一个重为G 动弹簧测力计，测力计的 物 的物体由斜面底端 示数为F，钩码总重为G， 理 以速度v匀速推到顶 钩码上升高度为h ，测力 量 端。运动过程中木 计移动距离为s
2.（2019·鄂州）如图所示，利用动滑轮将重力为100N 的物体在5s内匀速竖直提升，拉力F为60N，绳子自由 端移动的距离为D2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确 的是（ ） A．物体移动的速度为0.4m/s B．所做的有用功为200J C．动滑轮的机械效率为60% D．拉力F的功率为24W
3．（2019·嘉兴）为便于研究，某健身器材中训练拉 力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若C不 计摩擦，下列有关分析正确的是（ ） A．两个滑轮在装置中起的作用相同 B．拉力移动的距离与配重上升的距离相同 C．沿方向1与2匀速拉动配重，所用的力大小相等 D．将配重提升相同高度，用该装置与直接提升所做 的功相等
知识点二 机械效率
1.定义：有用功 总与功
的比值。
2.定义公式：η=W有用/W总×100%
。
3.物理意义：表示有用功在总功比中值的
4.提高机械效率的普遍方法：减自小重机械
小摩机擦械部件间的
。
。 和减
知识点三 滑轮组的机械效率
类型
平衡 力
nF=
G动+G物
.
f = nF .
W有用G=物h W总=G总h ＝Fnh
第3课时 机械效率
考向·解密命题点
真题展 1.（示2019·泸州）用如图所示的滑轮组匀速竖直提升物 体，不计一切摩擦和绳重B 。下列判断正确的是 （ ） A．该滑轮组绳自由端拉力F的大小一定等于所提物体 重力 的三分之一 B．用该滑轮组提升不同的物体，物体越重，其机械效 率 越大
2.（2015·泸州）如图所示，将一个重10N的物体用沿
. Fs =
W有用=Ts物
=
.Fs物
Fs
W总=
.
计 η=W有用/W有用+W η=W有用/W总
算 表
额外×100%
×100%
达 =G物h/（G物+G动）=Ts物/Fs绳
式 h×100%
×100%
=G物/(G物+G
=fs物/(F×ns
1.同一根绳子的各段相拉等力大小
；
2.物体移动的时间和绳子自由端相移等动的时
［解析］绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如
图中图线a所示，绳子自由端移动的速度：v＝
s/t=40cm/2s=20cm/s，故A错误；
拉力F的功率：P=Fv=1.3N×0.2m/s=0.26W，故B正确；
有用功：W有用=Gh=mgh=0.45kg×10N/kg×0.1m=0.45J，故C 正确；
指点迷 关津于功的计算一定要注意是哪一个力做功，且在这个 力的方向上的距离是多少。力与物体移动的距离必须 对应于同一个物体同一段时间，单位统一为国际单位。 （1）克服重力做功： ①先确定重力G（或由G=mg求出）； ②确定重力在竖直方向上移动的距离h； ③根据W=Gh计算功，注意h的单位是m。
（2）牵引力（或阻力）做功： ①可根据“匀速运动”的字眼利用二力平衡求得牵引 力F（或阻力f）；②确定沿力的方向上移动的距离； ③根据W=Fs（或W=fs）计算功，s的单位是m。
考向·梳理知识点
知识点一 有用功、额外功和总功
定义
计算公式
有用 功
额外 功
总功
1.竖直方向提升物体：
对人们有用的功
W有用＝G物h 2.水平方向移动物体：
W有用＝fs
1.对摩擦、绳重不计的
人们不需要但又必 竖直方向的滑轮组：W额
须做的功
外＝G动h
2.对斜面：W额外＝fL
动力所做的功 W有用 W额W外总＝Fs
［解析］根据图示可知，n=2，绳子自由端移动的距离： s=2h=2×2m=4m ， 绳 子 自 由 端 移 动 的 速 度 ： v=s/t=4m/20s=0.2m/s；滑轮组的机械效率：η=W有用/ W总 ×100%=Gh/Fs×100%=G/2F×100%=20N/(2×12.5N)×100%= 80%；拉力做的功：W总=Fs=12.5N×4m=50J；拉力做功的 功率：P=W/t=50J/20s=2.5W。
指点迷 津 绳子自由端移动的速度v绳与物体移动的速度v物之间的
关系为：v绳＝nv物，因为滑轮组省了力，所以必然费
距离。
课堂小测试
课堂巩 1.对固物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功 率和机械效率，B 下列说法正确的是（ ） A．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100% B．功率大的机械，做功一定快 C．做功快的机械，机械效率一定高 D．做功多的机械，功率一定大
G/3F ，额外功为
，效率为
。（用
题中给出的物理量表示）