中考物理考前热点聚焦《第14课时 功的原理 机械效率 》(单课考点聚焦+知识点总结+考点精练)课件

第14课时┃功的原理机械效率第14课时┃考点聚焦考点聚焦考点1功的原理内容：使用机械时，人们所做的功都不会少于直接用手所做的功；即使用任何机械都________。[说明](1)使用机械虽然不能省功，但我们仍然使用，是因为使用机械或者可以省力，或者可以省距离，或者可以改变力的方向，能给我们的工作带来很多方便。(2)使用机械要省力必须费________，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是不存在的。(3)功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。(4)一般做题遇到的多是理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力)，此时，人们所做的功等于不用机械而直接用手对重物所做的功。不省功距离第14课时┃考点聚焦考点2机械效率1.有用功、额外功和总功有用功额外功总功定义必须做的功我们不需要但又不得不做的功有用功与额外功之和公式W有用＝Gh(提升重物)＝fs(水平移动物体)＝W总－W额＝ηW总W额＝W总－W有用＝G动h(忽略摩擦的动滑轮、滑轮组)W总＝W有用＋W额＝Fs＝＝W有用ηW额1－η第14课时┃考点聚焦2.机械效率(1)定义：有用功跟总功的________。(2)公式：η＝。(3)机械效率是一个________，常用百分数表示。由于使用机械时总会做一些额外功，因此，机械效率总________(选填“大于”或“小于”)1。W有用W总比值比值小于几种简单机械的效率通用公式：η＝W有用W总；斜面：η＝GhFL；定滑轮：η＝GhFs＝GhFh＝GF；动滑轮：η＝GhFs＝Gh2Fh＝G2F；滑轮组：η＝GhFs＝GhFnh＝GnF。第14课时┃考点聚焦[点拨](1)若不考虑绳重和摩擦，只考虑滑轮重时，滑轮组的机械效率最终可表示为：η＝G物G物＋G动。(2)若滑轮组不是用来提升物体的，而是拉着物体的水平运动，则用公式：η＝fLFs＝fLnFL＝fnF。(3)有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。(4)提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。第14课时┃考点聚焦考点3机械效率的测量1.测量滑轮组的机械效率原理η＝＝器材除钩码、铁架台、滑轮、细线外，还需____________、________________测量的物理量钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离s注意事项必须________拉动弹簧测力计使钩码升高，以保证测力计示数大小不变影响因素物重、动滑轮重、摩擦、绳重W有用W总GhFs刻度尺弹簧测力计匀速第14课时┃考点聚焦[说明](1)重物提升高度不影响滑轮组的机械效率。(2)对于已经缠绕好的滑轮组，在测量其机械效率时，可以省去刻度尺这个工具，根据承担物重绳子的段数得到h与s之间的关系，即s＝nh，然后根据公式η＝＝进行计算。(3)一定要在匀速拉动的过程中读数，不可在静止时读数，否则就没有涉及摩擦，机械效率会偏大。W有用W总GhFs第14课时┃考点聚焦2.测量斜面的机械效率原理η＝测量工具刻度尺、弹簧测力计注意事项必须匀速拉动弹簧测力计以保证测力计示数大小不变影响因素斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度GhFL[说明]倾斜程度一定时，斜面的机械效率与物体沿斜面上升的高度无关，与物体的重力无关。第14课时┃考点聚焦知识纵横一些简单机械的功和机械效率图14－1第14课时┃考点聚焦简单机械做功目的有用功总功额外功机械效率(η)杠杆(甲)提升物体GhFsFs－Gh滑轮组(乙)提升物体GhFsFs－Gh斜面(丙)提升物体GhFsFs－Gh滑轮组(丁)平移物体GhFsGhFsGhFsfs1Fs2fs1Fs2Fs2－fs1(W有用)(W总)(W额)第14课时┃归类示例归类示例类型一功的原理命题角度：利用功的原理解释生活中的功现象。例1将一个省力的机械和一个省距离的机械组装成一个组合机械，当利用这个组合机械做功时()A.一定不能省功B．一定可以省力C.一定可以省距离D．一定能省功A[解析]解决此类问题的关键是把握住功的原理——“使用任何机械都不省功”。本题将一个省力的机械和一个省距离的机械组装成一个组合机械，貌似将两种机械的优点都利用了，可以省功，给人以误导，其实省力的机械必定要费距离，省距离的机械肯定费力，但是这个组合有可能省力，也有可能省距离，但不是“一定”，而且也不会省功。第14课时┃归类示例类型二机械效率及测量命题角度：(1)通过具体事例考查有用功、额外功及总功的含义；(2)探究“滑轮组的机械效率”注意事项及数据处理；(3)探究“斜面的机械效率”注意事项及其数据处理；(4)对于不同机械能分析判断出影响其机械效率的因素。例2[2012·遵义]小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图14－2所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表：物理量实验次数钩码总重G/N钩码上升的高度h/m测力计示数F/N测力计移动距离s/m机械效率η/%140.11.80.3260.12.40.383340.11.40.557440.21.41.057第14课时┃归类示例(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。图14－2(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。(均选填“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________。匀速74%bc增大提升物体的重力越小(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________。无关第14课时┃归类示例[解析]做实验时，为了保证物体处于平衡状态，应尽量匀速竖直向上拉动物体。根据公式η＝W有用W总＝GhFs可以计算出机械效率，根据s＝nh可以判断滑轮组绳子的股数，第2次实验中，n＝sh＝0.3m0.1m＝3，所以是用装置b做的，第4次实验n＝5，是用装置c做的。增加有用功，减少额外功，可以提高滑轮组的机械效率。第14课时┃归类示例类型三功、功率、机械功率的计算命题角度：(1)有关功的计算；(2)有关功率的计算；(3)有关机械效率的计算。第14课时┃归类示例例3【2012·东营】以前，我国北方经常用辘轳将水从井里提上来，如图14－3所示。辘轳的本质是可以连续转动的杠杆。已知吊桶的质量是2kg，容积是8×10-3m3；井中水面到地面的高度为5m，水的密度是1.0×103kg/m3。不计摩擦及绳和摇柄的质量。(g取10N/kg)(1)当人通过辘轳用20s的时间，将装满水的吊桶从水面匀速提升到地面时，人所做的有用功是多少？人所做有用功的功率是多大？该机械的机械效率是多少？(2)当人通过辘轳将装半桶水(体积为4×10-3m3)的吊桶匀速提升到地面时，该机械的机械效率是多少？(3)根据上面的计算结果，提出改进吊桶的办法，以提高该机械的机械效率。(4)请列举使用该机械比人直接提升吊桶的好处。(答出两条即可)图14－3400J20W80%66.7%减小吊桶的质量，增大吊桶的容积省力；改变施力方向，方便用力；安全第14课时┃归类示例[解析](1)满桶水的质量m1＝ρV＝1.0×103kg/m3×8×10－3m3＝8kg，人所做的有用功W有＝m1gh＝8kg×10N/kg×5m＝400J，人所做有用功的功率P有＝W有t＝400J20s＝20W，提升吊桶所做总功W总＝Fh＝(m1＋m2)gh＝(8kg＋2kg)×10N/kg×5m＝500J，机械效率η＝W有W总＝400J500J＝80%。(2)半桶水的质量m1′＝ρV′＝1.0×103kg/m3×4×10－3m3＝4kg，所做有用功W′有＝m1′gh＝4kg×10N/kg×5m＝200J。所做总功W′总＝Fh＝(m1′＋m2)gh＝(4kg＋2kg)×10N/kg×5m＝300J机械效率η′＝W′有W′总＝200J300J≈66.7%。有关机械效率的计算是中考中的常见题型，解题时一定要明确有用功、额外功和总功，同时还要提高灵活运用有关机械效率计算公式的能力。点评：