初中物理解题方法与技巧第十二章机械效率

第十二章简单机械（二）——机械效率
一、功率和机械效率有何不一样？
【方法技巧】这两个物理量是从不一
样方面反应机械性能的 . 它们之间没有
必定的联系 . 功率大表示机械做功快；
机械效率高表示机械对总功的利用率高 . 功率大的机械不必定机械效率高，比如
内燃机车功率能够达到几千千瓦，但效
率只有 30％～ 40％，反之，机械效率
高的机械功率不必定大 . 比如，安装在
少儿玩具汽车里的电动机效率可达80％，但功率却只有几瓦
特 .
【典例分析】（ 2016 秋 ?南京期中）
对于功、功率、机械效率，以下说
法中正确的选项是（）
A．做功越快的机械，功率必定越大B．功率越大的机械，做功必定越多C．做功越多的机械，机械效率必定越
高
D．机械效率越高，机械做功必定越快
分析：A、功率反应做功的快慢，功率
大则做功快，故 A正确；
B 、功率是功与时间的比值，功
率越大的机械，做功快，因为时间
不确立，所以做功多少不可以确立，故
B错；
C、机械效率是指有用功与总功的比值，做功越多的机械，实用功与总功的比值不必定大，机械效率不必定高，故 C错；
D、机械效率是指有用功与总功的比值，功率反响物体做功的快慢，机械效率与机械功率大小没有直接关系，故D错．
应选 A．
二. 怎样理解机械效率拥有“可变
性”？
【方法技巧】由公式
可知，假如该机械的额外功(W额) 必定，实用功 (W 有 ) 越大，机械效率 ( η ) 越高．比方用同一个滑轮组把一块巨石和一个乒乓球提起同样的高度，前者
的机械效率高．因而可知对同一个机械，它的机械效率是可变的，而不是
某一确立值．
【典例分析】（ 2016?贵
州）如下图，小刚欲将一袋
粮食从地面抬到楼顶，在不计
绳重和摩擦的状况下，小刚用
动滑轮把重40N 的一袋粮食
匀速提
髙 10m ，他所用拉力为
25N ，则整个过程中，小
刚所做的实用功是J，总功是J，动滑轮的机械效率是；如果用该动滑轮把重 l00N 的一袋粮食匀速提高同样高度，则这个动滑
轮的机械效率将（选填“变大”、
“变小”或“不变”）．
分析：（ 1）小刚做的实用功：W 有用 =Gh=40N× 10m=400J ；
（2）由图知， n=2 ，拉力端移动
距离： s=2h=2× 10m=20m ，
拉力做的总功：W总
=Fs=25N× 20m=500J ，
（3）动滑轮的机械效率：
（4）本题所用动滑轮没有发生变化，所以在此过程中所做的额外功不变，因为物体的重力增添，
所以实用功增大，由公式
实用功在
总功中所占的比率将增大，所以机
械效率变大．
故答案为：400 ；500 ；80% ；变大．三. 怎样计算实用功？
【方法技巧】求解实用功的重点是明
确人们使用机械的目的是什么，为了
达到目的所做的那部分“目的功”就
是实用功 . 实用功的大小等效于为了
达到目的而直接用手对物体做的功.
甲乙丙
如对于图甲、乙两图的目的是提高物体高升 h 高度 . 所以，为了达到目的一定战胜物重所做的功就是实用功，即
. 对于图丙图来说，利用滑
轮组的目的是水平挪动物体一段距离（s1）. 所以，为了达到目的一定战胜摩擦阻力 f 所做的功就是实用功，即
.
【典例分析】
例 1. （2016?宜昌）用 2.5N 的拉力将重为 5N 的物体沿着长 1m ，高0.4m 的斜面从底部匀速拉到顶端，做的实用功为J．该斜面的机械效率是．
分析：（1）实用功：W 实用
=Gh=5N× 0.4m=2J ；
（2）总功：W 总
=Fs=2.5N ×1m=2.5J ，
该斜面的机械效率：
例 2. （2016?玉林）如图所示，用F=50N 的力通过滑轮组水平拉重力为 80N 的物体，使其向左匀速运动，在这过程中拉力 F做功为40J，已知物体遇到的水平川面的摩擦力为 60N ，则物体运动的距离
为m，该滑轮组的机械效率为．（忽视绳索和动滑轮的重力）.
分析：（1）由 W 总=F子自由
端挪动的距离：四、怎样进行相关功、功率、机械效率的综共计算？
【方法技巧】（1）第一清晰三者的物理意义与公式关系：
机械中的功率：
（2）审题发掘隐含条件 .
对于滑轮组来说，若已知物体挪动的距离或速度，可依据肩负物重或肩负水平摩擦力的绳索段数n 计算出绳索自由端挪动的距离或速度. 即 s 绳=nh 物；v F=2v G. 若不计摩擦或绳重，表示额
拉 s 绳可得绳
外功是因为战胜动滑轮的重产生的， ③斜面的机械效率可表示为
此时额外功的大小为： W 额外 G 动 h.
W 实用 Gh W 实用
W 实用
Gh .
，或
（ 3）选择适合的公式表达出实用功、
W 总Fl
W 总
W 实用 W 额 Gh fl
（4）最后依据已知条件代入公式求出 总功并清晰额外功产生的原由，而后
未知量 .
依据已知条件表示出机械效率、功率
【典例分析】
的公式并进行睁开和合理简化消元 .
例 1. 用如下图装置提高重为 900N
如依据使用机械的目的实用功的表达
的物体，加在绳自由端的
式有：①利用滑轮组竖直提高重物时，
拉力大小为 400N 时恰巧
要战胜物重做功，
；②利用
能够使物体匀速上涨，不 滑轮组水平方向匀速挪动物体时，要
计绳重和滑轮轴摩擦 . 求： 战胜水平面的摩擦阻力做功，
.
（1）求此时滑轮组的机械
效率；
③利用滑轮组竖直提高淹没在水中的
（2）若提高的重物改为
重物时，要战胜物体在水中的重做功，
1200N ，此时滑轮组的机械效率又为多
W 有 （G F 浮） h.
相应的总功表达式有：①已知
少？需要在绳自由端加多大的拉力才
能将物体匀速拉起？
时，
；②已知 F 和 s 时，
【分析】 ：
；③已知 、
时，
；
（ 1）
④已知 P 和 t 时， . 在波及功
的题目中，可依据实质状况采用适合的公式做灵巧办理 .
依据实用功和总功的表达式及已知条件，机械效率表达式有：①利用滑轮组提高物体时，滑轮组的机械效率可表示为：
（2）改换物重后，重点是要求出动滑轮的重力，
方法 1：
方法 2：提高重为 900N 的物体时，
W 实用
Gh
Gh Gh
Gh G
G （全能公式）；
W 实用
W
Fs
Fnh
（全能公式）；
总
Fs Fnh Fn Fn
W 总
W 实用
W 实用 Gh 或 W 总
W
实用 W 额 Gh
G 动 h
G
1
（忽视绳重、摩擦） .
GG 动
G 动
1
G
代入数据后也能够计算出
.
同理：
求加在绳自由端的拉力， ②利用滑轮组水平匀速挪动物体时， 方法 1：依据受力均衡，
滑
效
W 实用
fs f
. 轮组的机械
W 总
nF
率可表示为：
方法 2：
例 2. 如下图，放在水平川面上的物
体重 500N，现用一个滑轮组匀速拉动物体，已知拉力 F=10N，该滑轮组的机械效率为 80%.求①物体与地面的摩擦力 . ②假如 F 在 5s 内挪动了 5cm，滑轮组对物体拉力的功率？
分析：当滑轮组拉着物体在水平川面上匀速运动时，此时实用功为滑轮组
对物体拉力所做的功，它的大小等于
物体战胜地面摩擦力所做的功，即
，而总功为拉力 F 对滑轮组所做
的功，依据滑轮组的连结方式，可知
n=3， F 挪动的距离为物体挪动距离的3倍，则，.
①依据，所以
②
例 3.（ 2016?遵义）搬运工
人用如下图的滑轮组将一个
重 120N 的物体匀速提高
3m，所用的拉力为
50N，不计绳重及摩
擦．求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）动滑轮的重；
（3）若用该滑轮组同时拉 4 个这样的物体，拉力为多大．
分析：由图可知， n=3 ；
（1）滑轮组的机械效率：。