物理中考总复习第17课

【思路分析】 (1)杠杆提取钩码做有用功 W 有＝Gh，弹簧测力计拉动杠杆拉力做功 W 总＝Fh2， 故η＝ W有 Gh1 ＝ ； W总 Fh2
(2)本实验中影响杠杆的效率有多个因素：一是杠杆自重；二是摩擦；三是提取重物重；四是力 的作用点。 【请你解答】 (1)Gh1/Fh2 (2)杠杆自重 (3)变大
【思路分析】
从“P－t”图知， “0～50s”是物体从湖底提到上表面接触水面过程；50～60s 是物体出
水过程，60～80s 是物体从水面移到船甲板上的过程。 (1)湖水深度可通过物体上升速度和时间求得；甲板离水面距离同样用上述方法求得。 P (2)物体质量 m 可以通过物体出水后缆绳的拉力 F(F＝ v )等于物体重力 G(G＝mg)求得； 物体长度 l 可通过 物体出水过程中(h＝vt)求；物体体积可通过物体在水中上升过程来求。 (3)在 0～50s 内，P 机＝1×103W，由 P 电＝ P机
W有用 Gh 【思路分析】 (1)木箱受到的重力 G＝mg； (2)斜面的机械效率η＝ ＝ 来计算； W总 Fs W额 (3)摩擦力由 f＝ L 计算。
【请你解答】 (1)G ＝ mg ＝ 40kg×10N/kg ＝ 400N ； (2)W
有用
＝ Gh ＝ 400N×0.5m ＝
200J，W 总＝75N×4m＝300J，η＝W 有用/W 总＝200J/300J＝66.7%；(3)W 额＝W 总－W W额 100J ＝ 300J － 200J ＝ 100J ，摩擦力 f ＝ 有 L ＝ 4m ＝25N。 【技法联通】 (1)不计摩擦时，W额＝0，则有W总＝W有，η＝1；(2)考虑摩擦力时，W额≠0， W有＋W额＝W总，η＜1。
◆知识点3 测量滑轮组的机械效率
。
W有用 Gh ＝ (1)原理：η＝ W总 Fs
弹簧测力计、刻度尺 。 (2)器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需要的测量工具是： ______________________ 弹簧测力计 测出物体的重力 G；②按要求组装滑轮组，用弹簧测力计 (3)步骤：①先用 ______________ 提起绳端__________ 刻度尺 匀速竖直 上升，测出拉力F；③确定重物和绳自由端的始末位置，用__________ 测出物体上升的距离h和绳子末端移动的______ 距离 s；④利用公式计算机械效率η。 (4)影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：动滑轮的重、提升重物的重和______ 摩擦 。
W有用 ◆知识点2 机械效率 W总 表示，式中η无单位， η越 (1)定义：有用功跟总功的 ____ 比 叫做机械效率，用公式 η＝ ______ 好 。 大表明机械性能越____ 额外功 ，即减小机械______ 自重 和机件______ 摩擦 。 (2)提高机械效率的途径是设法减少________
【技法联通】 由η＝ Gh1 知， 保持 h1、 h2、 G 不变， 改变重物的悬挂点， F 变化(由 F〃 OB＝G· OA Fh2
去分析)，η随 F 变化。
◆考点4 机械效率与其它知识的综合 (2013· 泰安)利用轮船上的电动机和缆绳从水库底竖直打捞出一长方体物体， 下图P－t图像中表示了电动机输出的机械功率 P与物体上升时间t的关系。已知0～ 80s时间内，物体始终以v＝0.1m/s的速度匀速上升，当t＝80s时，物体底部恰好平 稳的放在轮船的水平甲板上。已知电动机的电压是20： (1)湖水的深度h1，甲板离水面距离h2。 (2)物体的质量m，长度l，体积V。 (3)若电动机电能转换为机械能的效率为 80%，求在0～50s内，电动机线圈中电流 的大小。 例题4
6．(2012· 荆州)2011年，湖北省委、省政府作出实施“壮腰工程”、加快发展荆州振 兴的决定。某大型企业决定趁此良机来荆州投资，在进驻荆州国家级开发区后的 厂房建设中，需要利用某机车把重为 1×105N 的材料沿与水平地面成 30°角的斜 坡以1m/s的速度匀速从底部拉上坡顶，如图所示。已知斜坡的长度为 15m，机车 的牵引功率为6×104W。 (1)机车把材料从斜坡底部拉到顶端的时间是多少？ (2)机车对材料做的总功是多少？ (3)机车把材料拉上坡顶的过程中的机械效率是多少？
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，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h1、h2。 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________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【请你解答】 (1)匀速 (2)74% (3)b c (4)增加重物重 越低 (5)无关
W有 ；不考虑摩 W有＋W动＋Wf
【技法联通】 对于滑轮组的机械效率，考虑摩擦和动滑轮重时η＝ W有 擦时，η＝ ＝ W有＋W动 1 。 G动 1＋ G
◆考点3
探究杠杆的机械效率
例题3 (2014· 南京模拟)某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效
3
P机
【技法联通】 (1)从能的转化看是电能转化为机械能；(2)从功率变化图看物体有三个过程：水里、出水、水 面；(3)从物理知识联系看，有速度计算式，有功、功率计算式，有浮力计算式，有电功率计算式，有效率计 算式。
易错警示
◆易错易混点 功、功率与机械效率
) 例题 关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是( A．做功越多，机械效率越大 B．做功时间越短，功率一定越大 C．做功越快，机械效率越大 D．额外功占总功比例越小，机械效率越大 【错误原型】 __A或B或C__
【思路分析】
(1)根据η＝
W有 Gh ＝ 知，F、G 是由弹簧测力计测得，h、s 是用刻度尺 W总 Fs
测量， 为保证弹簧测力计的示数刚好等于秤对绳的拉力， 拉动时必须秤钩朝下匀速竖直 向上拉动。 Gh 4N×0.1m (2)第一次机械效率η1＝ Fs ＝ ≈74% 1.8N×0.3m (3)从 s 与 h 的关系(s＝nh)和钩码重 G 看，第 1～4 次实验分别是由图中 a、b、c、c 做 的。 (4)由(1)(2)次实验可看出，同一滑轮组，提取的重物重不同，效率不同；由(1)(3)次实验 可看出，不同滑轮组提取相同重物时，效率不同；由(3)(4)次实验可看出，同一滑轮组 所提取的重物相同时，效率与绳子移动的距离无关。
◆考点2 测量滑轮组的机械效率 (2014· 贵州模拟 ) 小明在测量滑轮组机械效率 的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N， 测得的数据如下表： 例题2
(1)在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上________拉动弹簧测力计且在拉动过程中 读数。 (2)第1次实验测得的机械效率为________。(结果保留两位有效数字) (3)分析表中数据可知：第2次实验是用________图做的；第4次实验是用________图做的。 (选填“a”、“b”或“c”) (4)分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，________可以提高滑轮组的机械效率； 分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多(即动 滑轮总重越重)，滑轮组的机械效率________。 (5)分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度________。
1×104N FA′ 2×10 N－1×10 N＝1×10 N，物体体积 V＝V 排＝ ＝ ＝1m3。 3 3 ρ水g 1×10 kg/m ×10N/kg
4 4 4
1×103W P电 1.25×103W 3 (3)在 0～50s 时间段内， P 机＝1×10 W， 电功率 P 电＝ ＝ ＝1.25×10 W， 线圈中电流 I＝ U ＝ ＝6.25A。 0.8 200V η
基础自测
1．(2014· 福州)如图所示，用甲、乙两种装置分别将重1N的物 体匀速提升相同的高度，滑轮重0.2N，不计摩擦和绳重，所用 的拉力分别是F甲和F乙，机械效率分别是η甲和η乙，则( D ) A．F甲＞F乙 B．F甲＝F乙 C．η甲＞η乙 D．η甲＜η乙 2．(2013· 乐山)如图所示，不计摩擦，把重G＝16N的物体匀速提起所用的拉力F＝ 10N，则关于该动滑轮的说法中错误的是( D ) A．动滑轮重4N B．使用动滑轮要费距离 C．该动滑轮的机械效率为80% D．提升物体的速度越快，机械效率越高
s 15m 解：(1)t＝v＝ ＝15s； 1m/s (2)W 总＝Pt＝6×104W×15s＝9×105J； 1 (3)W 有＝Gh＝1×105N× ×15m＝7.5×105J， 2 W有 7.5×105J η＝ ＝ ＝83.3%。 W总 9×105J
考点剖析
◆考点1 机械效率 例题1 (2014· 武汉模拟)斜面也是一种简单机械。如图所示， 已知斜面上木箱的质量m＝40kg，人对木箱的拉力F＝75N， 斜面长s＝4m，斜面高h＝0.5m。(g取10N/kg)，求： (1)木箱受到的重力； (2)斜面的机械效率； (3)物体所受摩擦力。
η
P电 得 P 电，由 P 电＝UI 得 I＝ U 。
【请你解答】
(1)在 0～50s 内物体在水中上升 hA＝vt1＝0.1m/s×50s＝5m；在 50～60s 内物体出水上升 hB＝vt2＝
0.1m/s×10s＝1m，故湖水深 h1＝hA＋hB＝6m，在 60s～80s 时间段内，物体从水面提到甲板上，故甲板离水面距离 h2＝ vt＝0.1m/s×20s＝2m。
3．图示中的剪刀剪纸机械效率为80%，这表示( D ) A．若作用在剪刀的动力是1N，则阻力是0.8N B．若作用在剪刀的阻力是1N，则动力是0.8N C．若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.2J的功用于剪纸 D．若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.8J的功用于剪纸