中考物理 第13讲 简机械效率课件 新人教版

(2)P＝Wt ＝Fts＝500
N×1.5 30 s
m×3＝75
W
(3)η＝W有＝ W总 500
N1×8010.5Jm×3＝80%
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5．(2013，长春)如图所示，小明将重300 N的木箱沿长5 m、高2 m的斜面匀速从底端拉上顶端，拉力(lālì)大小恒为150 N。求： (1)拉力(lālì)所做的功 (2)斜面的机械效率。。
【答案】
(1)79.8% (2)被提升(tíshēng)物体的重(或钩码总重) (3)3 动滑轮重
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一、方法技巧 计算有用功、额外功和总功的方法
W额 1．总功的计算方法：(1)定义法：W 总＝Fs；(2)W 总＝W 有＋W 额；(3)公式法；W 总＝
1－η W有 或 W 总＝ 。 η 2．有用功的计算方法：(1)定义法：W 有＝Gh；(2)W 有＝W 总－W 额；(3)公式法：W 有＝ W 总η。 3．额外功的计算方法：(1)定义法：W 额＝G 额 h，W 额＝f 额 s；(2)W 额＝W 总－W 有用；(3) 公式法：W 额＝W 总(1－η)。
解：(1)W＝Fs＝150 N×5 m＝750 J
(2)W
有用＝Gh＝300
N×2
m＝600
J，η＝W有用 ＝600 W 750
JJ＝80%(也可直接用
η＝GFhs
计算)
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与机械效率(jīxiè xiàolǜ)有关的计算
【例1】(2014，内江)如图所示，用滑轮组提升一重物，物体(wùtǐ)质量为500 g，钩码在4 s内被匀 速提升了2 cm，已知弹簧测力计的拉力为2.5 N，则提升重物的过程中，拉力F的平均功率为____W， 滑轮组的机械效率为____%。(g＝10N/kg)
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二、常见易错现象 ①不能正确区分有用功和额外功(为了达到目的所做的功是有用 功；对人们没有用但又不得不做的功是额外功)；②不能正确区 分机械效率与功率(功率表示机械做功的快慢(kuàimàn)，功率大 表示机械做功快，机械效率表示机械对总功利用率的高低，效率 高表示机械对总功的利用率高)；③认为机械的机械效率固定不 变(滑轮组的机械效率跟动滑轮的重、绳与滑轮间的摩擦、提升 物体的重力有关)。
48%
有用功总小于总功(或机械(jīxiè)总要做额外功)__。
2．(2014，常德)如图所示，用动滑轮把一个物体匀速拉起，不计摩擦，则下列说法(shuōfǎ)正 确的是( )
A．使用这个滑轮可以省功
B．使用这个滑轮可以C省距离
C．拉起的物体质量越大，滑轮的机械效率越高 D．把物体拉起得越高，滑轮的机械效率越高
械做功快慢，根据公式 P＝Wt 可知，功率大小只表示机械做功快慢，不能表示机械做功的多 少，则选项 C 正确。
【答案】C
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【例4】(2013，聊城)如图所示，在水平拉力F的作用(zuòyòng)
下，使物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s，若物重为G
，水平面对物体的摩擦力为f。下列说法中不正确的是(
则有用功的功率为
P
有用
＝W有 t
用＝f s＝f t
v；总功的功率
P
总
＝W总 t
＝3Ft s＝3Fv；装置的机械效率 Nhomakorabeaη
＝W有用＝ fs ＝ f ；W W总 3Fs 3F
额
外
＝W
总
－W
有用
＝3Fs－f
s＝(3F
－f)s。
【答案】 C
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一、测滑轮组的机械效率 1．实验方法(fāngfǎ)：控制变量法。
2．实验原理：η＝WW有总＝GFsh＝nGF。 3．测量滑轮组的机械效率时，可以不用刻度尺，用弹簧测力计拉滑轮组对物体进行匀 速拉动。有用功为提高物体时所做的功，总功为拉力F所做的功，额外功为克服动滑轮 和绳重所做的功和克服摩擦所做的功之和。提高滑轮组的机械效率应设法增大G或减小 F。
)
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A．有用功的功率为 fv B．拉力做功的功率为 3Fv
C．装置的机械效率为3GF D．额外功为(3F－f )s 【解析】由题图知，滑轮组对物体所做的功为有用功，物体由于沿水平面匀速运动，所 以滑轮组对物体的拉力 F′＝f，W 有用＝F′s＝fs，该滑轮组有 3 段绳子承担，所以 W 总＝3Fs，
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4．常见(chánɡ jiàn)几种简单机械的机械效率
种类
杠杆
非理想情况(考虑机械自重及摩
擦)
1 F＝n(G 物＋G 动)
G物h G物
G物
η＝
Fs
＝
nF
＝ G物＋G动
η＝GFsh
考虑 G 动、绳重与摩擦
G物h G物 η＝ Fs ＝ nF
斜面
滑轮
η＝GFLh
考虑 G 动，不考虑绳重与摩擦， W 额＝G 动 h
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【例3】下列说法正确的是(
)
A．机械效率(jīxiè xiàolǜ)越高的机械做功越快
B．机械效率(jīxiè xiàolǜ)越高的机械做功越多
C．功率越大的机械做功越快
D．功率越大的机械做功越多
【解析】根据公式 η＝W有可知，机械效率高低表示有用功占总功的比值大小，不表示机 W总
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【例2】在探究影响滑轮组机械效率高低的因素时，一位同学设计(shèjì)了如图所示 的四个滑轮组，并将所测数据填入如下实验数据记录表中。
序
号
动滑轮
G 动/N
钩码总
重 G/N
钩码上升
高度 h/m 测力计拉
力 F/N
测力计移
动距离 s/m
机械
效率 η
1 2 3 4
1
2 0.1 1 0.3 66.7%
止时读数，B同学认为应该在缓慢匀速提升时读数，正确的B是____(选填“A”或“B”)同 学的方法。
(3)按照正确的测量(cèliáng)方法，测出的拉力F与钩码所受重力G的大小关系为＞
F____(选填“＞”“＜”或“＝”)
G。
(4)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，
是为了 测量钩码上升的高度h和弹簧测力计移动(yídòng)的距离s
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用滑轮组水平移动物体时，W
有＝fS，W
总＝FS′，机械效率
W有 fS fS f η＝W总＝FS′＝F·nS＝nF
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1．(2013，陕西)如图所示的起重机将重为6×103 N的货物匀速提升10 m，它的电动机做的功 为1.25×105 J，起重机匀速提升货物做的有用功为__________J，机械效率6为×_1_0_4_______ 。对于实际机械，机械效率总小于100%的原因是
第十三讲
机械效率(jīxiè xiàolǜ)
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1．理解机械效率(jīxiè xiàolǜ)的普遍意义，并能根据公 式η＝进行一般的计算。
2．理解测量滑轮组(或其他简单机械)的机械效率(jīxiè xiàolǜ)的实验原理；能对测量过程作出正确说明，以 及得出正确的结论等。
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【解析】拉力所做的总功 W 总＝Fs＝F·3 h＝2.5 N×3×2×10－2 m＝0.15 J，拉力的平均
功率
P＝W总 ＝0.15 t 4s
J＝0.0375
W；提升重物所做的有用功
W
有 ＝Gh＝mgh＝0.5
kg×10
N/kg×
2×10－2 m＝0.1 J，所以滑轮组的机械效率 η＝W有＝ 0.1 J ＝67% W总 0.15 J
机械效率 1．有用功：在工作时，人们必需要做的功；额外功：在工作时，对人们无 实用价值而又不得不做的功。使用机械时，人们对机械做的功是____功总， 机械克服有用阻力做的功是__有__用_功(yǒ。u y总òn功ɡ)：有用功和额外功之和。
2．机械效率：有用功与总功的比值叫__机械效率__，公式__η＝W W有 总__。它没有单位， 其大小总是__小于__(填“大于”或“小于”)1。
与被提升物体的重有关；(3)本次实验的目的是要研究用不同的滑轮组提起的
相同物重时滑轮组的机械效率，要选不同的滑轮组，提升相同的物体。图中四
次实验中2和3符合上述条件(tiáojiàn)；实验情景图结合表中实验数据分析可
得，用滑轮组提升相同的物体时，动滑轮越重，机械效率越小，滑轮组的机械
效率与动滑轮重有关。
被提升的物体(wùtǐ)重一定时，滑轮组的机械效率可能与____有 关。
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【解析】(1)在第二实验中滑轮组的机械效率η＝Gh/Fs＝(4 N×0.1 m)/(1.67
N×0.3 m)＝79.8%；(2)在第1次和第2次实验中，用的是同样的滑轮组，不同
的是，两次提起的物重不同，滑轮组的机械效率不同，说明滑轮组的机械效率
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4．(2014，淮安)如图所示，用500 N的拉力，将重1200 N的木箱匀速提升1.5 m，所 用的时间为30 s。 (1)拉力所做的有用功是多少(duōshǎo)？ (2)拉力的功率是多少(duōshǎo)？ (3)滑轮组的机械效率是多少(duōshǎo)？
解：(1)W 有＝Gh＝1200 N×1.5 m＝1800 J
1
4 0.1 1.67 0.3 (2)
2
4 0.1 2.0 0.3 66.7%
1
4 0.1 2.5 0.2 80%
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(1)实验2的机械效率为____%。 (2)由第1次和第2次实验数据可知，用滑轮组提升物体(wùtǐ)，当滑
轮组一定时，滑轮组的机械效率可能与____有关。 (3)由第2次和第____次实验数据可知，用滑轮组提升物体(wùtǐ)，当
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3．(2013，安徽)某实验小组进行测量(cèliáng)滑轮组机械效率的实验，先用弹簧测
力计测量(cèliáng)钩码所受的重力G(如图甲所示)，再按图乙所示的连接方式组装好
滑轮组，并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。
(1)图甲中弹簧测力计的示数为___2_N。 (2)图乙中，为了测量(cèliáng)绳子自由端的拉力F，A同学认为应该在弹簧测力计静
3 ． 提 高 机 械 效 率 的 方 法 ： 影 响 ( y ǐ n g x i ǎ n g ) 机机械械效(jī率xiè的)自因重 素 有 _ _摩_擦_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 、 _ _ _ _ _ _减，轻机提械高自机重 械 效 率 的 方 法 ： ① __________________使机械更合理轻巧；②经常保养润滑。
【答案】0.0375 W 67%
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【变式题】(潍坊中考(zhōnɡ kǎo))如图所示，用两个定滑轮和 一个动滑轮组成滑轮组，每个滑轮重为30 N。用这个滑轮组 把重300 N的物体匀速提升2 m，不计绳重及摩擦，则拉力F的 大1小10是______N，滑轮组的机械效率90为.9_%_______。