（安徽专版）2020中考物理复习方案 第一篇 教材梳理 第11课时 机械效率课件

第11课时机械效率研读教材夯实基础考向探究逐个击破考点机械效率三种功的概念有用功我们需要的、有价值的、必须要做的功,叫有用功,记作W有用额外功对人们既无利用价值又不得不做的功,叫额外功,记作W额外总功有用功与额外功之和是总共做的功,叫总功,记作W总;W总=①机械效率定义物理学中,将有用功跟总功的②,叫机械效率,用符号η表示,η=③,η总小于1竖直滑轮组提高滑轮组机械效率的方法:增加物重、减小动滑轮重、减小摩擦等W有用+W额外比值𝑾有用𝑾总×100%研读教材夯实基础考向探究逐个击破（续表）机械效率水平滑轮组提高滑轮组机械效率的方法:增大物体与地面间的摩擦;减小动滑轮重、绳重、绳子摩擦等斜面提高斜面机械效率的方法:增大斜面倾斜程度;减小物体与斜面间的摩擦研读教材夯实基础考向探究逐个击破探究一滑轮机械效率的计算1.[2019·蒙城模拟]利用如图11-1所示的滑轮组,在5s内将重为300N的物体匀速向上提起0.2m,竖直向上的拉力F为125N。求:(1)滑轮组的机械效率。(2)拉力的功率。图11-1解:(1)由图知,该滑轮组中承担物重的绳子段数n=3,则该过程所做的有用功W有用=Gh=300N×0.2m=60J,做的总功W总=Fs=Fnh=125N×3×0.2m=75J,滑轮组的机械效率η=𝑊有用𝑊总×100%=60J75J×100%=80%。研读教材夯实基础考向探究逐个击破1.[2019·蒙城模拟]利用如图11-1所示的滑轮组,在5s内将重为300N的物体匀速向上提起0.2m,竖直向上的拉力F为125N。求:(2)拉力的功率。图11-1(2)拉力的功率P=𝑊总𝑡=75J5s=15W。研读教材夯实基础考向探究逐个击破2.[2019·蚌埠二模]如图11-2所示,物体重G=180N,滑轮重G'=40N,若用力F竖直向上匀速拉动滑轮,则此时该滑轮的机械效率为。(不计绳重和滑轮转轴处的摩擦)图11-290%研读教材夯实基础考向探究逐个击破3.[2019·瑶海区二模]如图11-3所示,在50N的水平拉力F作用下,重800N的物体A沿水平地面做匀速直线运动,物体A与地面间滑动摩擦力为120N,则滑轮组的机械效率为。图11-3研读教材夯实基础考向探究逐个击破[答案]80%[解析]由图知,有3段绳子承担对物体A的拉力,即n=3,用滑轮组水平拉动物体时,滑轮组的机械效率η=𝑊有用𝑊总×100%=𝑓𝑠𝐹𝐿×100%=𝑓𝑠𝐹𝑛𝑠×100%=𝑓𝑛𝐹×100%=120N3×50N×100%=80%。研读教材夯实基础考向探究逐个击破探究二斜面机械效率的计算4.[2018·霍邱县一模]某同学利用长2m、高1.2m的斜面匀速拉动一重物,若其机械效率为75%,额外功仅为克服斜面对重物的摩擦力所做的功,则物体所受摩擦力与物体的重力之比为。研读教材夯实基础考向探究逐个击破[答案]1∶5[解析]由题知,该过程中使用斜面做的有用功W有用=Gh,由η=𝑊有用𝑊总×100%可得,拉力做的总功W总=𝑊有用𝜂=𝐺ℎ75%=43Gh;则该过程中做的额外功W额外=fs=W总-W有用=43Gh-Gh=13Gh,则𝑓𝐺=13×ℎ𝑠=13×1.2m3m=1∶5。研读教材夯实基础考向探究逐个击破5.[2018·长丰县三模]如图11-4所示,某工人用平行于斜面的力F将重为G的木箱匀速拉上斜边长为s、高为h的斜面,斜面的倾角为θ。(1)请推导:若不计摩擦,F=G·sinθ。(2)实际中的斜面存在摩擦,若木箱质量为50kg,所用拉力为200N,斜面长为5m,高为1.6m,则斜面的机械效率为多少?木箱所受摩擦力的大小为多少?(g取10N/kg)图11-4解:(1)若不计摩擦,则拉力做的功等于克服物体重力所做的功,即Fs=Gh,则F=𝐺ℎ𝑠=G·ℎ𝑠=G·sinθ。研读教材夯实基础考向探究逐个击破5.[2018·长丰县三模]如图11-4所示,某工人用平行于斜面的力F将重为G的木箱匀速拉上斜边长为s、高为h的斜面,斜面的倾角为θ。(2)实际中的斜面存在摩擦,若木箱质量为50kg,所用拉力为200N,斜面长为5m,高为1.6m,则斜面的机械效率为多少?木箱所受摩擦力的大小为多少?(g取10N/kg)图11-4研读教材夯实基础考向探究逐个击破(2)克服木箱重力做的有用功W有用=Gh=mgh=50kg×10N/kg×1.6m=800J,拉力做的总功W总=Fs=200N×5m=1000J,斜面的机械效率η=𝑊有用𝑊总×100%=800J1000J×100%=80%;克服摩擦力做的额外功W额外=W总-W有用=1000J-800J=200J,由W额外=fs可得,木箱所受的摩擦力f=𝑊额外𝑠=200J5m=40N。研读教材夯实基础考向探究逐个击破6.[2019·安徽一模]如图11-5所示是为了上山方便而修建的盘山公路。为什么盘山公路要修成S形呢?因为盘山公路相当于斜面。若从山底到山顶的盘山公路长200m,山高30m,一辆5t的小型货车从山底开上山顶牵引力保持2.5×104N不变,求:(g取10N/kg)(1)小货车行驶过程中牵引力所做的功。(2)该盘山公路的机械效率。(3)小货车在行驶过程中所受的阻力。图11-5解:(1)小货车行驶过程中牵引力所做的功W总=Fs=2.5×104N×200m=5×106J。研读教材夯实基础考向探究逐个击破6.[2019·安徽一模]如图11-5所示是为了上山方便而修建的盘山公路。为什么盘山公路要修成S形呢?因为盘山公路相当于斜面。若从山底到山顶的盘山公路长200m,山高30m,一辆5t的小型货车从山底开上山顶牵引力保持2.5×104N不变,求:(g取10N/kg)(2)该盘山公路的机械效率。图11-5(2)货车重力G=mg=5000kg×10N/kg=5×104N,牵引力做的有用功W有用=Gh=5×104N×30m=1.5×106J,该盘山公路的机械效率η=𝑊有用𝑊总×100%=1.5×106J5×106J×100%=30%。研读教材夯实基础考向探究逐个击破6.[2019·安徽一模]如图11-5所示是为了上山方便而修建的盘山公路。为什么盘山公路要修成S形呢?因为盘山公路相当于斜面。若从山底到山顶的盘山公路长200m,山高30m,一辆5t的小型货车从山底开上山顶牵引力保持2.5×104N不变,求:(g取10N/kg)(3)小货车在行驶过程中所受的阻力。图11-5(3)该行驶过程所做的额外功W额外=W总-W有用=5×106J-1.5×106J=3.5×106J,由W额外=fs可得阻力f=𝑊额外𝑠=3.5×106J200m=1.75×104N。研读教材夯实基础考向探究逐个击破探究三杠杆机械效率的计算7.如图11-6所示,一根均匀的细木棒OC,OA=14OC,B为OC的中点。在C点施力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2m,木棒的机械效率为90%。提升该物体做的有用功是J,木棒重为N。(不计摩擦)图11-63610实验突破能力提升真题回顾把握考向突破测量滑轮组的机械效率【实验原理】η。【设计和进行实验】1.实验器材:滑轮组、铁架台、细绳、弹簧测力计、刻度尺、钩码。2.滑轮组绕线:由n=确定承担对动滑轮及物体拉力的绳子段数,用奇动偶定法确定绕线方式。3.实验中注意绳子的自由端若最终与动滑轮相绕,则需要匀速、竖直向上拉动。=𝑾有𝑾总𝑠ℎ实验突破能力提升真题回顾把握考向【数据处理和分析】4.设计实验数据记录表格(如下表所示),分析表格数据,可计算出有用功、额外功、总功,及滑轮组机械效率×100%=×100%。η=𝑾有𝑾总𝐺𝑛𝐹实验次数钩码所受的重力G/N提升高度h/m有用功W有用/J拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总/J机械效率η123实验突破能力提升真题回顾把握考向5.实验结论:同一滑轮组,提升物体越重,机械效率越高;不同滑轮组提升同一重物,动滑轮越轻(个数少或质量小),机械效率越高。滑轮组的机械效率与提升物体的高度和速度,绳子的段数及省、费力情况均无关。【交流、反思与评估】6.影响滑轮组机械效率的因素:①提升物体的重力;②动滑轮的重力;③绳重、摩擦。7.提高滑轮组机械效率的方法:①增加提升物体的重力;②减小动滑轮的重力;③减小绳重和摩擦等。实验突破能力提升真题回顾把握考向例在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某组同学用相同的滑轮安装了如图11-7甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如下表所示,回答下列问题:(1)该组同学准备了下列器材:钩码、天平、滑轮组、细绳、弹簧测力计和刻度尺,其中多余的器材是。图11-7实验次数动滑轮的重力G动/N物体的重力G物/N物体升高的高度h/m弹簧测力计示数F/N绳端移动的距离s/m机械效率η10.510.10.60.355.6%20.520.11.00.366.7%30.540.11.80.3天平实验突破能力提升真题回顾把握考向例在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某组同学用相同的滑轮安装了如图11-7甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如下表所示,回答下列问题:图11-7实验次数动滑轮的重力G动/N物体的重力G物/N物体升高的高度h/m弹簧测力计示数F/N绳端移动的距离s/m机械效率η10.510.10.60.355.6%20.520.11.00.366.7%30.540.11.80.3实验突破能力提升真题回顾把握考向(2)上表中实验数据是用图所示的滑轮组测得的。实验中应沿竖直方向拉动弹簧测力计,使物体缓缓上升。小组同学提出实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计的示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法(选填“正确”或“不正确”),因为他没考虑到对滑轮组机械效率的影响。第3次实验中应补充的数据是。根据第1次实验中的数据,若不计绳重和摩擦,要使滑轮组达到省力的效果,则提升物体的重力不得小于N。甲缓慢(或匀速)不正确摩擦力74.1%0.25实验突破能力提升真题回顾把握考向例在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某组同学用相同的滑轮安装了如图11-7甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如下表所示,回答下列问题:(3)分析表中的数据可知:随着物重的增加,额外功(选填“变大”“变小”或“不变”),原因是。图11-7实验次数动滑轮的重力G动/N物体的重力G物/N物体升高的高度h/m弹簧测力计示数F/N绳端移动的距离s/m机械效率η10.510.10.60.355.6%20.520.11.00.366.7%30.540.11.80.3变大物重增加,绳和滑轮间的压力变大,摩擦力就变大实验突破能力提升真题回顾把握考向例在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某组同学用相同的滑轮安装了如图11-7甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如下表所示,回答下列问题:图11-7实验次数动滑轮的重力G动/N物体的重力G物/N物体升高的高度h/m弹簧测力计示数F/N绳端移动的距离s/m机械效率η10.510.10.60.355.6%20.520.11.00.366.7%30.540.11.80.3实验突破能力提升真题回顾把握考向(4)根据以上实验数据可以得出如下结论:同一滑轮组的机械效率主要与有关。通过分析表格中的数据,小组同学得到了提升滑轮组机械效率的方法。汽车作为一种“机械”,提升效率对节能减排有着重要意义。请你指出以下三种提高效率的方法中,方法的原理与本实验结论是相同的。方法一:鼓励人们“拼车”出行,使汽车尽量装满人员;方法二:汽车制造厂用新材料减轻汽车重量;方法三:经常给汽车做保养,保持良好润滑。物重一实验突破能力提升真题回顾把握考向例在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某组同学用相同的滑轮安装了如图11-7甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如下表所示,回答下列问题:图11-7实验次数动滑轮的重力G动/N物体的重力G物/N物体升高的高度h/m弹簧测力计示数F/N绳端移动的距离s/m机械效率η10.510.10.60.355.6%20.520.11.00.366.7%30.540.11.80