2016聚焦中考物理(甘肃省)复习课件：第十三讲 机械效率

甘肃省物理第十三讲机械效率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，机械克服有用阻力做的功是_____功。总功：有用功和额外功之和。2．机械效率：有用功与总功的比值叫_________，公式_________.它没有单位，其大小总是__________(选填“大于”或“小于”)1.3．提高机械效率的方法：影响机械效率的因素有_________________、______，提高机械效率的方法：①__________________使机械更合理轻巧；②经常保养润滑。总有用机械自重摩擦减轻机械自重小于机械效率η＝W有W总【提示】用滑轮组水平移动物体时，W有＝fs，W总＝Fs′，机械效率η＝W有W总＝fsFs′＝fsF·ns＝fnF4．常见几种简单机械的机械效率1．(2014，天水)物体重500N，斜面高2m，长5m，斜面的机械效率是80%，沿斜面匀速拉动物体时所需拉力的大小为________N，若其他条件不变，增大斜面的倾斜程度，则斜面的机械效率将_______(选填“变大”“变小”或“不变”)．2．(2014，庆阳)小明和小强在测“滑轮组机械效率”的实验中，一同学组装好如图所示实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置．250变大(1)实验时，小明_____竖直向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，弹簧测力计读数为0.5N；同时小强也用刻度尺测出钩码被提升的高度为10cm，以上测量结果准确无误，其他被测物理量和计算数据记录如表：匀速(2)小明和小强通过计算得出该滑轮组机械效率为100%，他们意识到出现了错误，请你帮他俩找出错误的原因：__________________________________________．(3)该滑轮组的机械效率实际为__________．(4)在实验中，若将钩码的重增加到6N，则该滑轮组的机械效率将________(选填“变大”“变小”或“不变”)．绳子自由端移动的距离应该是0.3m，不等于0.2m66.7%变大3．(2013，天水)如图是探究斜面的机械效率跟什么因素有关的实验装置．刻度尺(1)实验器材有木块、铁块、垫块、各处粗糙程度相同的长木板、弹簧测力计各一个，砝码若干．为了完成实验，还需要的测量工具是________．(2)实验时某同学在木块或铁块上放置不同的砝码，改变物块的重力，用弹簧测力计拉着物块沿斜面做匀速直线运动．实验的部分数据如下表：①该同学运用控制变量法探究的是斜面机械效率与接触的粗糙程度、____________、________________的关系．②在第4次实验中，斜面的机械效率为__________(结果精确到1%)．物体的重力物体上升的高度71%4．(2014，天水)装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升质量为80kg的货物，所用的拉力F为500N，绳子自由端在50s内被匀速拉下4m(g＝10N/kg)，求：(1)拉力F的功率；(2)此滑轮组的机械效率．解：(1)拉力所做的功为：W＝Fs＝500N×4m＝2000J，拉力F的功率：P＝Wt＝2000J50s＝40W；(2)s＝4m，货物重由两段绳子承担，h＝s2＝2m，G＝mg＝80kg×10N/kg＝800N，W有用＝Gh＝800N×2m＝1600J，W总＝2000J，滑轮组的机械效率：η＝W有用W总＝1600J2000J＝80%5．如图所示，一卡车车厢车底底板距地面1.5m高，小张把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面．他通过这个斜面，用F＝600N的力，把一个大木厢从B处推到A处的车上，已知木箱重为1000N.求：(1)小张推木箱做了多少功？(2)这个过程中，斜面的机械效率是多少？(结果保留一位小数)解：(1)小张推木箱做的功是总功：W总＝Fs＝600N×3m＝1800J；(2)W有用＝Gh＝1000N×1.5m＝1500J；斜面的机械效率：η＝W有用W总×100%＝1500J1800J×100%≈83.3%【例1】(2014，内江)如图所示，用滑轮组提升一重物，物体质量为500g，钩码在4s内被匀速提升了2cm，已知弹簧测力计的拉力为2.5N，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)【解析】拉力所做的总功W总＝Fs＝F·3h＝2.5N×3×2×10－2m＝0.15J，拉力的平均功率P＝W总t＝0.15J4s＝0.0375W；提升重物所做的有用功W有＝Gh＝mgh＝0.5kg×10N/kg×2×10－2m＝0.1J，所以滑轮组的机械效率η＝W有W总＝0.1J0.15J＝67%【答案】0.0375W67%【变式题】(潍坊中考)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30N．用这个滑轮组把重300N的物体匀速提升2m，不计绳重及摩擦，则拉力F的大小是_______N，滑轮组的机械效率为________．11090.9%实验测滑轮组的机械效率1．实验方法：控制变量法．2．实验原理：η＝W有W总＝GhFs＝GnF.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.【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．(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，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，当被提升的物体重一定时，滑轮组的机械效率可能与________有关．【解析】(1)在第二实验中滑轮组的机械效率η＝Gh/Fs＝(4N×0.1m)/(1.67N×0.3m)＝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；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．【答案】(1)79.8%(2)被提升物体的重(或钩码总重)(3)3动滑轮重一、方法技巧计算有用功、额外功和总功的方法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＝W额1－η或W总＝W有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)．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，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)．【例3】下列说法正确的是()A．机械效率越高的机械做功越快B．机械效率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W总可知，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【例4】如图所示，在水平拉力F的作用下，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()A．有用功的功率为fvB．拉力做功的功率为3FvC．装置的机械效率为G3FD．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，则有用功的功率为P有用＝W有用t＝fst＝fv；总功的功率P总＝W总t＝3Fst＝3Fv；装置的机械效率η＝W有用W总＝fs3Fs＝f3F；W额外＝W总－W有用＝3Fs－fs＝(3F－f)s.【答案】C