专题3+三种四类简单机械的机械效率(共22张PPT)

专题三三种四类简单机械的机械效率专题三三种四类简单机械的机械效率考向解读在安徽中考的考纲中，“理解机械效率的普遍意义”这一要求奠定了不同机械的机械效率在安徽中考中的考查方向。关于三种四类简单机械的机械效率，安徽中考每年必考，2009年和2013年在实验题中考查了测量滑轮组机械效率实验中的操作注意事项、实验操作的目的及影响滑轮组机械效率的因素；在2011年以实验题的形式考查了杠杆机械效率的计算和影响杠杆机械效率的因素；2010年和2008年均以填空题的形式考查了滑轮组机械效率的计算；2007年和2012年分别以计算题和选择题类型聚焦的形式考查了斜面的机械效率的计算；2014年以选择题的形式考查了动滑轮机械效率的计算及影响因素。由于斜面的机械效率与高中的受力分析有密切的联系，再加上本部分对于简单机械、功、功率等内容的综合考查程度较高，可以覆盖较多的知识点，所以在2015安徽中考中仍然是考查的重中之重。此外，复习过程中，可以对于轮轴的机械效率适当涉及。专题三三种四类简单机械的机械效率类型聚焦图解机械效率的“四个模型”装置图有用功W有用＝GhW有用＝GhW有用＝fs物W有用＝Gh专题三三种四类简单机械的机械效率类型聚焦额外功克服杠杆自重、摩擦做的功，W额外＝W总－W有用克服动滑轮的自重、绳与滑轮之间的摩擦做的功，①W额外＝W总－W有用；②若不计摩擦，W额外＝G动h克服绳与滑轮之间摩擦做的功，W额外＝W总－W有用克服摩擦力所做的功，①W额外＝W总－W有用；②W额外＝fs专题三三种四类简单机械的机械效率类型聚焦总功W总＝FsW总＝FsW总＝FsW总＝Fs机械效率η＝W有用W总＝GhFs①η＝W有用W总＝GhFs＝GnF；②不计摩擦时，η＝GG＋G动η＝W有用W总＝fs物Fs＝fnF①η＝W有用W总＝GhFs；②η＝GhGh＋fs专题三三种四类简单机械的机械效率类型聚焦类型一滑轮组的机械效率┃类型聚焦┃例1在新农村建设中，为将一批建材运到10m高的施工处，工人利用如图TZ3－1所示的滑轮组提升建材。装置中动滑轮重100N，工人每次匀速提升一箱重400N的建材，不计绳重和摩擦。试问：(1)每次提升建材时所做的有用功、额外功各是多少？(2)该滑轮组的机械效率是多少？专题三三种四类简单机械的机械效率类型聚焦(3)为加快施工进度，张师傅建议用电动机做动力替代人提升建材。为了安全，改装后每次可吊起四箱建材，建材匀速上升时的速度为0.4m/s。仓库中现有两台电动机，型号分别为“220V0.8kW”“220V3kW”，请你通过计算说明选哪台电动机更为合理。图TZ3－1专题三三种四类简单机械的机械效率类型聚焦(1)有用功：W有用＝Gh＝400N×10m＝4000J，额外功：W额外＝G动h＝100N×10m＝1000J。(2)由于总功：W总＝W有用＋W额外＝4000J＋1000J＝5000J，故机械效率：η＝W有用W总＝4000J5000J＝80%。专题三三种四类简单机械的机械效率类型聚焦(3)提升四箱建材时的总功：W′总＝W′有用＋W′额外＝4×4000J＋1000J＝17000J，将重物匀速提升至10m高处所需时间：t＝sv＝10m0.4m/s＝25s，则提升四箱建材的总功率：P＝W′总t＝17000J25s＝680W＝0.68kW，故选择型号为“220V0.8kW”的电动机更为合理。专题三三种四类简单机械的机械效率类型聚焦[解析](1)有用功是提升建材所做的功，用公式W有用＝Gh求得；额外功是提升动滑轮所做的功，用公式W额外＝G动h求得。(2)滑轮组的机械效率可根据公式η＝W有用W总＝W有用W有用＋W额外求出。(3)先根据速度公式的变形式t＝sv求出提升建材需要的时间，再利用功率公式P＝W总t求得提升四箱建材的总功率，选择电动机的功率要等于或稍大于提升四箱建材的总功率。专题三三种四类简单机械的机械效率类型聚焦类型二杠杆的机械效率例2[2011·安徽]某实验小组的同学利用如图TZ3－2所示的装置研究杠杆的机械效率。实验的主要步骤如下：图TZ3－2专题三三种四类简单机械的机械效率类型聚焦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)Gh1Fh2×100%专题三三种四类简单机械的机械效率类型聚焦(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”)。杠杆的自重变大专题三三种四类简单机械的机械效率类型聚焦[解析](1)本题把机械效率问题置于用杠杆提升重物这一全新背景来考查，只要把机械效率的定义式η＝W有用W总×100%作为思考的起点进行分析即可。使用杠杆的目的是把钩码G提升h1，因此，有用功为Gh1，总功为Fh2，杠杆的机械效率为η＝Gh1Fh2×100%。(2)影响机械效率高低的因素有机械自重和摩擦，因此影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆的自重。(3)钩码由A移至C时，首先要考虑提升同样的高度时，W有用不变，还要考虑物体移动后，杠杆重心提升的高度减小，所做的额外功减小，总功减小，导致机械效率变大。专题三三种四类简单机械的机械效率类型聚焦类型三斜面的机械效率例3若将某公路桥看作斜面，我们可以把汽车上桥的过程简化为如图TZ3－3乙所示的模型。若一辆质量为1.5t的小汽车匀速驶上桥面，行驶过程中克服摩擦力做了2.5×105J的功，当车运动到20m高处时，共行驶了110m的路程。求：(g取10N/kg)图TZ3－3专题三三种四类简单机械的机械效率类型聚焦(1)此期间汽车克服重力做的功。(2)此期间汽车牵引力的大小。(3)此期间桥的“机械效率”。专题三三种四类简单机械的机械效率类型聚焦(1)汽车重力：G＝mg＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N，汽车克服重力做的功：W有用＝Gh＝1.5×104N×20m＝3×105J。(2)汽车做的总功：W总＝W有用＋W额外＝3×105J＋2.5×105J＝5.5×105J，牵引力：F＝W总s＝5.5×105J110m＝5×103N。(3)机械效率：η＝W有用W总×100%＝3×105J5.5×105J×100%≈54.5%。专题三三种四类简单机械的机械效率类型聚焦点评此题考查的是对有用功、额外功、总功和机械效率的理解和掌握，知道本题中克服摩擦力做的功是额外功是解决此题的关键。专题三三种四类简单机械的机械效率类型聚焦例4如图TZ3－4所示，斜面长s＝10m，高h＝4m。用沿斜面方向的推力F将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B，运动过程中，物体克服摩擦力做了100J的功。求：(1)斜面的机械效率。(2)推力F的大小。图TZ3－4专题三三种四类简单机械的机械效率类型聚焦(1)W有用＝Gh＝100N×4m＝400J，W总＝W有用＋W额外＝400J＋100J＝500J，η＝W有用W总×100%＝400J500J×100%＝80%。(2)因为W总＝Fs，所以推力F＝W总s＝500J10m＝50N。专题三三种四类简单机械的机械效率类型聚焦[解析](1)根据W＝Gh求出有用功，额外功已知，总功等于有用功与额外功之和，再求出总功，根据η＝W有用W总求出机械效率；(2)根据W＝Fs求出推力大小。专题三三种四类简单机械的机械效率类型聚焦