机械效率带答案

机械效率
1．有用功
有用功是指做功过程中对我们有用的功，它是无论采用哪一种做功方式都必须做的功．
2．额外功
(1)额外功是在做功过程中并非我们需要但又不得不做的那部分功．
(2)做功过程中，主要是克服机械的重量、辅助工具的重量和机械部件之间的摩擦力做了额外功．
3．总功
有用功和额外功的总和叫做总功．
4．机械效率
(1)有用功跟总功的比值叫机械效率，即η＝W有/W总．
(2)机械效率常用百分数表示，它永远小于1.
(3)提高机械效率的方法有增加物体自重、减轻机械自身的重、加润滑油以减小摩擦等．
5．机械效率由有用功和总功两个因素决定，分析机械效率高低时，不能只考虑一个因素．解决此类问题，应注意以下三点：(1)当总功一定时，机械做的有用功越多或额外功越少，机械效率就越高．(2)当有用功一定时，机械所做的总功越少或额外功越少，机械效率就越高．(3)当额外功一定时，机械所做的总功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高．
要找到一个做功过程中的有用功，我们必须先确定做功的目的，然后才可以确定有用功．若我们做功的目的是拉着物体匀速前进一段距离，则有用功W有＝W手＝F拉s拉＝f摩s物．若我们做功的目的是提着物体匀速上升一定高度，则有用功W有＝W手＝F拉s拉＝G物h物．
(沈阳中考)如图所示的甲、乙两套装置，每个滑轮的质量均相等，用它们分别将重力为G 1和G 2的重物匀速提升一定高度，所用竖直向上的拉力大小分别为F 1和F 2，忽略绳重和摩擦．若F 1＝F 2，则G 1________G 2；若G 1＝G 2，则它们的机械效率η1________η2.(填“＞”“＝”或“＜”)
【提示】 由图可知，甲图中滑轮组绳子的有效股数为n 1＝2；乙图中滑轮组绳子的有效股数为n 2＝3，因为每个滑轮的质量均相等，所以每个滑轮的重力相等，忽略绳重和摩擦，由F ＝1
n (G 物＋G 动)可得，G 1＝2F 1－G 动，G 2＝3F 2
－G 动，因为F 1＝F 2，所以，G 1＜G 2；比较甲、乙两个滑轮组可知，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W 额＝G 轮h ，W 有用＝G 物h ，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，根据η＝W 有
W 总可知，两个滑轮组的机械效
率相同，即η甲＝η乙．
【答案】 ＜ ＝
01 课前预习
知识点1 有用功、额外功和总功
1．有用功等于为了实现做功目的，不用任何机械而________做的功． 2．________和________的总和叫做总功． 知识点2 机械效率
3．________跟________的比值叫机械效率，机械效率总是________(填“小于”“等于”或“大于”)1. 4．甲、乙两种机械的机械效率分别是80%和65%，则下列说法正确的是( ) A ．使用甲机械省力 B ．使用甲机械做功快
C ．在相同的时间内，使用甲机械完成的功多
D ．乙机械的额外功在总功中占的比例大
02 当堂训练
1．用铁桶从井中打水，则此过程中( )
A ．人对铁桶做的功是额外功
B ．人对水做的功是额外功
C ．人对水和铁桶做的功都是额外功
D ．人对水和铁桶做的功都是有用功 2．(漳州中考)亮亮和体重较大的爸爸帮助邻居各扛一袋质量为5 kg 的大米，从一楼爬到三楼，爸爸用时较短，
则亮亮与爸爸所做的( )
A．有用功相等 B．总功相等
C．总功率相等 D．有用功和总功的比值相等
3．(茂名中考)如图所示，用相同的轮滑不同的绕法提起相同的重物，绳重、摩擦忽略不计，在物体匀速上升的过程中( )
A．甲图省力，机械效率甲图大 B．甲图省力，机械效率一样大
C．乙图省力，机械效率乙图大 D．乙图省力，机械效率一样大
4．(滨州中考)如图，用滑轮组提升重物时，重800 N的物体在10 s内匀速上升了1 m．已知拉绳子的力F为500 N，则提升重物的过程中( )
A．绳子自由端被拉下3 m B．做的有用功是800 J
C．拉力F的功率是80 W D．滑轮组的机械效率是60%
5．升旗过程中，克服旗的重量做的功是________，克服绳子重量做的是________；克服摩擦力做的功是________．(填“有用功”“额外功”或“总功”)
6．(宜昌中考)用一个动滑轮把重100 N的物体匀速提到5 m高的楼上，作用在绳上的拉力F为60 N，则拉力F做的功为________J，动滑轮的机械效率为________．
03 课后作业
7．(多选)(营口中考)如图所示，A物体受到的重力是100 N，在拉力F的作用下，能以 m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动．已知拉力F＝5 N，滑轮组的机械效率为80%，则下列说法正确的是( )
A．拉力F的功率是1 W
B．2 s内绳子自由端移动的距离是 m
C．5 s内拉力F所做功的大小是15 J
D．物体A受到水平地面的摩擦力大小是12 N
8．(广州中考)如图所示，手用F1的力直接将物体B匀速提升h，F1做功为300 J；若借助滑轮组把B匀速提升相同高度，滑轮组机械效率是30%，则F2做功为________J.
9．(贵港中考)工人用如图所示的滑轮组提起重2 000 N的物体，若工人匀速提升这个物体所用的拉力是800 N，则该滑轮组的机械效率为________%；若工人用800 N的拉力在1 min内将这个物体匀速提高了3 m，他做功的功率为______W.
10．(曲靖中考)如图所示，用一个长为 m的斜面将重为45 N的物体沿斜面匀速拉到 m的高台上，斜面的机械效率为60%，则把重物拉上高台所做的有用功是________J；物体与斜面间的摩擦力是________N.
11．(潍坊中考)建筑工人要向楼上运送货物，为了省力，他在一个斜面上安装了一个滑轮组，做成如图所示的机械装置，斜面的倾角为30°且固定在水平面上．工人用400 N的力拉绳子，重为500 N的货物沿斜面匀速向上运动6 m所用时间为20 s，求此过程中：
(1)重物沿斜面匀速运动的速度大小；
(2)工人提升重物做的有用功；
(3)该装置的机械效率．
挑战自我
12．(乌鲁木齐中考)为模拟盘山公路，现将连接了重1 N小球的细线穿入一根长1 m的细管，如图，将细管从竖直放置的圆柱体底部a点开始斜向上缠绕5圈后，恰好绕至顶部b点，相邻细管间的高度均为12 cm，在b点处通过细线用 N的拉力(与管的轴线平行)将管口的小球从a点匀速拉至b点，则缠绕在圆柱体上的细管(模拟的盘山公路)的机械效率为( )
A．%
B．80%
C．75%
D．60%
第2课时 测量机械效率
1．测量滑轮组的机械效率：根据η＝W 有用W 总＝Gh
Fs ，如果实验中测出G 、h 、F 、s 就可以求出机械效率，待测的四
个物理量中有两个力、两个距离．被提物体的重力G 和绳端拉力F 均可用弹簧测力计测出，拉动一段后，物体升高的距离h 和绳端拉力上端的距离s 均可用刻度尺测出．在拉动滑轮组过程中，要使弹簧测力计做匀速直线运动，只有“匀速运动”弹簧测力计的示数才稳定，读数才准确．
2．机械效率等于有用功与总功的比值，提高机械效率的方法可以从增加有用功或减小额外功的角度来分析，但要注意绳子所能承担的最大力，保证安全．
对于给定的滑轮组而言，其机械效率并不是固定不变的，提起不同的重物，其机械效率是不同的．
(岳阳中考改编)在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示)，实验数据记录如下表：
次 数 钩码 重/N 钩码上 升距离 /cm 弹簧测 力计示 数/N 弹簧测力 计上升距 离/cm 机械 效率 1 2 10 30 % 2 4 10 30 3
6
10
30
%
(2)第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为______N ；
(3)分析数据可得实验结论：使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越________(填“高”或“低”)；
(4)根据实验结论推测：使用该滑轮组再次将8 N 的物体匀速提升10 cm ，此时滑轮组的机械效率可能为________(只填序号)．
A ．%
B ．%
C ．%
【提示】 (1)第2次的机械效率为：η＝W 有用W 总×100%＝Gh Fs ×100%＝4 N× m
N× m ＝%；(2)由图知，弹簧测力计的分
度值是 N ，所以测力计的示数是 N ；(3)分析3次实验，随着钩码重力的增加，同一滑轮组的机械效率不断增加，
所以，使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；(4)该滑轮组将6 N 的物体匀速提升时的机械
效率为%，由于使用同一个滑轮组时，物体越重，滑轮组的机械效率越高，则使用该滑轮组再次将8 N的物体匀速提升时滑轮组的机械效率应大于%，故C选项符合．
【答案】(1)%
(2) (3)高(4)C
01 课前预习
知识点滑轮组机械效率的测量
1．测滑轮组的机械效率的实验中，依据的物理原理是__________．
2．做“测滑轮组的机械效率”实验，给你如下器材：铁架台、滑轮、天平、钟表、线、钩码．其中多余的器材是__________，缺少的器材是________________________________________________________________________．
3．影响动滑轮机械效率的主要因素有______________和______________．
4．我们需要的、对我们有用的功叫________，对于额外负担而不得不做的功叫________．要想提高机械效率，也就是要想办法减少________，增加________．
02 当堂训练
1．同学们在探究“影响滑轮组机械效率的因素”时提出了下列假设．其中，能够提高滑轮组机械效率的有( )
A．增大提升重物的高度 B．减少提升重物的质量
C．改变绳子的缠绕方法 D．减少动滑轮的质量
2．(多选)在“测滑轮组的机械效率”的实验中，做额外功的主要原因是( )
A．提起钩码做功
B．克服摩擦做功
C．提起动滑轮做功
D．克服空气阻力做功
3．(北海中考)物理兴趣小组在测量滑轮组机械效率实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示．
次数钩码所受的
重力G/N
钩码提升
高度h/m
拉力
F/N
绳端移动
距离s/m
机械效
率η
1 1 %
2 1 %
3 2 %
4 4
(1)实验中应竖直向上________拉动弹簧测力计．
(2)第4次实验测得的机械效率为________%.
(3)比较________两次实验，小组同学发现：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关；比较第3、4次实验数据可知，同一滑轮组，__________________越大，机械效率越高，第4次拉力做的额外功与第3次相比________(填“增大”“减小”或“不变”)，由此可见机械效率提高的原因是________________________________________________________________．
03 课后作业
4．在公路上骑自行车上坡时很费力，而且坡度越大越费力．学习了机械效率后，有些同学也想到了这个问题(坡度、机械效率)，下面是同学们对这个问题的不同表述，其中最有利于科学探究顺利进行是( ) A．上坡时坡度越大越费力，机械效率呢
B．斜面的倾斜程度改变后，其机械效率是否发生变化
C．随公路坡度的增大，机械效率减小吗
D．斜面的机械效率与省力、费力是否有关
5．(盘锦中考)在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据，如下表：
实验
次数
物重
G物/N
动滑轮重
G动/N
钩码上升
的
高度h/m
动力
F/N
动力作用
点移
动的距离
s/m
滑轮组的
机
械效率
η/%
1 1
2 2
3 4 2
4 4 1
(1)根据表中前3次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕绳方法．
(2)在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量______匀速向上拉动弹簧测力计，读出乙图中弹簧测力计的示数为______N，第3次实验时滑轮组的机械效率为________．
(3)由表中第________组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关．
(4)由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和__________有关，请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功________J.
6．(南通中考)用图示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如下表．
实验
次数
物体
种类
物重
G/N
斜面高
h/cm
沿斜面的
拉力F/N
斜面长
s/cm
机械效
率η/%
1 木块 4 15 90
2 小车 4 15 90
(1)沿斜面拉动物体时，应使其做__________运动．
(2)根据图中测力计的示数，可知第2次实验的机械效率为________%.由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，________越小，机械效率越大．
(3)第1次实验中，木块所受摩擦力为________N.
7．某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：
①用轻绳悬挂杠杆一端的O 点作为支点，在A 点用轻绳悬挂总重为G 的钩码，在B 点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持O 点位置不变)，在此过程中弹簧测力计的读数为F ，利用刻度尺分别测出A 、B 两点上升的高度为h 1、h 2.
回答下列问题：
(1)杠杆机械效率的表达式为η＝________．(用已知或测量的物理量符号表示)
(2)本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是：____________． (3)若只将钩码的悬挂点由A 移至C ，O 、B 位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将________(填“变大”“变小”或“不变”)．
第3节 机械效率 第1课时 认识机械效率
课前预习
1．必须 2.有用功 额外功 3.有用功 总功 小于 当堂训练
1．A 5.有用功 额外功 额外功 % 课后作业
7．BCD 000 160 10 11.(1)货物运动速度v ＝s t ＝6 m
20 s ＝ m/s (2)物体在斜面移动6 m ，上升的高度
h ＝12s ＝1
2×6 m＝3 m 工人所做有用功：W 有用
＝Gh ＝500 N×3 m＝1 500 J (3)由图可知，滑轮组的n 值为2，绳
子自由端移动距离s′＝nh ＝2×6 m＝12 m 工人所做总功：W 总＝Fs′＝400 N×12 m＝4 800 J 装置的机械效率：
η＝W 有W 总×100%＝1 500 J 4 800 J
×100%＝%
第2课时 测量机械效率
课前预习
1．η＝W 有用W 总
2.天平、钟表 弹簧测力计、刻度尺
3.动滑轮的重力 所提物体的重力
4.有用功 额外功 额
外功 有用功
当堂训练
1．D 3.(1)匀速 (2) (3)1、2 提起的物体重力 增大 有用功增加比额外功增加的多得多，从而使有用功占总功的比值变大
课后作业
4．B 5.(1) (2)竖直 % (3)1、2、3 (4)动滑轮重 6.(1)匀速直线 (2) 摩擦力 (3) 7.(1)Gh 1Fh 2×100% (2)杠杆的自重 (3)变大。