【聚焦中考】2015年中考物理 第13讲 简机械效率课件 新人教版

机械效率第十三讲1．理解机械效率的普遍意义，并能根据公式η＝进行一般的计算。2．理解测量滑轮组(或其他简单机械)的机械效率的实验原理；能对测量过程作出正确说明，以及得出正确的结论等。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。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。2．机械效率：有用功与总功的比值叫__机械效率__，公式__η＝W有W总__。它没有单位，其大小总是__小于__(填“大于”或“小于”)1。总有用机械自重摩擦减轻机械自重4．常见几种简单机械的机械效率种类杠杆斜面滑轮非理想情况(考虑机械自重及摩擦)η＝GhFsη＝GhFL考虑G动，不考虑绳重与摩擦，W额＝G动hF＝1n(G物＋G动)η＝G物hFs＝G物nF＝G物G物＋G动考虑G动、绳重与摩擦η＝G物hFs＝G物nF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＝fnF1．(2013，陕西)如图所示的起重机将重为6×103N的货物匀速提升10m，它的电动机做的功为1.25×105J，起重机匀速提升货物做的有用功为__________J，机械效率为__________。对于实际机械，机械效率总小于100%的原因是2．(2014，常德)如图所示，用动滑轮把一个物体匀速拉起，不计摩擦，则下列说法正确的是()A．使用这个滑轮可以省功B．使用这个滑轮可以省距离C．拉起的物体质量越大，滑轮的机械效率越高D．把物体拉起得越高，滑轮的机械效率越高6×10448%有用功总小于总功(或机械总要做额外功)__。C3．(2013，安徽)某实验小组进行测量滑轮组机械效率的实验，先用弹簧测力计测量钩码所受的重力G(如图甲所示)，再按图乙所示的连接方式组装好滑轮组，并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。(1)图甲中弹簧测力计的示数为____N。(2)图乙中，为了测量绳子自由端的拉力F，A同学认为应该在弹簧测力计静止时读数，B同学认为应该在缓慢匀速提升时读数，正确的是____(选填“A”或“B”)同学的方法。(3)按照正确的测量方法，测出的拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F____(选填“＞”“＜”或“＝”)G。(4)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，是为了2B＞测量钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s4．(2014，淮安)如图所示，用500N的拉力，将重1200N的木箱匀速提升1.5m，所用的时间为30s。(1)拉力所做的有用功是多少？(2)拉力的功率是多少？(3)滑轮组的机械效率是多少？解：(1)W有＝Gh＝1200N×1.5m＝1800J(2)P＝Wt＝Fst＝500N×1.5m×330s＝75W(3)η＝W有W总＝1800J500N×1.5m×3＝80%5．(2013，长春)如图所示，小明将重300N的木箱沿长5m、高2m的斜面匀速从底端拉上顶端，拉力大小恒为150N。求：(1)拉力所做的功(2)斜面的机械效率。。解：(1)W＝Fs＝150N×5m＝750J(2)W有用＝Gh＝300N×2m＝600J，η＝W有用W＝600J750J＝80%(也可直接用η＝GhFs计算)【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)与机械效率有关的计算【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%一、测滑轮组的机械效率1．实验方法：控制变量法。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。2．实验原理：η＝W有W总＝GhFs＝GnF。【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。序号动滑轮G动/N钩码总重G/N钩码上升高度h/m测力计拉力F/N测力计移动距离s/m机械效率η1120.110.366.7%2140.11.670.3(2)3240.12.00.366.7%4140.12.50.280%(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】(2013，聊城)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