（达州专版）2019中考物理 第五单元 机械与功 能量 第17课时 机械效率复习课件

第五单元机械与功能量[学生用书P67]第17课时机械效率1.机械效率定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率。机械效率越高，有用功在总功中所占的比例________。公式：η＝W有用W总×100%＝W有用W有用＋W额外×100%。η表示机械效率；W有用表示有用功，是我们需要的，必须要做的功；W额外表示额外功，是我们不需要的，但又不得不做的功，一般是克服机械自重和机械间摩擦所做的功；W总表示总功，它等于有用功加上额外功。越大注意：(1)机械效率通常被表示为一个百分数，没有单位，由于W总＞W有用，所以机械效率总是小于1。(2)机械效率和功率之间没有直接关系，不能混淆。2．影响滑轮组机械效率的因素(不计绳重和摩擦)(1)同一个滑轮组，所载物重越大，机械效率越_____。(2)载重相同，动滑轮越重，机械效率越____。(3)物体提升的高度、绳子的绕法______(选填“会”或“不会”)影响其机械效率。高低不会(4)机械效率与使用机械是省力还是费力_______(选填“有关”或“无关”)。3．常见机械的机械效率(1)杠杆：W有用＝Gh，W总＝Fs，W额外＝W总－W有用，η＝GhFs×100%。(2)滑轮组(不计绳重、摩擦)：①竖直方向匀速拉动物体时：W有用＝Gh，W额外＝G动h，无关W总＝Fs＝Gh＋G动h，η＝GhFs×100%＝GnF×100%＝GG＋G动×100%(n为承担物重的绳子段数)。②水平方向匀速拉动物体时：W有用＝fs物(f为物体与水平面间的摩擦力)，W总＝Fs绳，s绳＝ns物，η＝W有用W总×100%＝fs物Fs绳×100%＝fnF×100%。③拉浸没在水中的物体时：W有用＝(G－F浮)·h，W总＝Fs，η＝W有用W总×100%＝（G－F浮）·hFs，如果不计绳重和摩擦，则η＝G－F浮G－F浮＋G动。(3)斜面：W有用＝Gh，W额外＝fL，W总＝FL＝Gh＋fL(f为摩擦力)，η＝GhFL×100%＝GhGh＋fL×100%。说明：在相同条件下，斜面越陡，机械效率越高。4．提高机械效率的方法有用功一定时，减小________(减小机械自重及机械间的摩擦)；额外功一定时，增大________(增大物重)。额外功有用功[学生用书P67]类型之一会计算滑轮组的机械效率[2016·南充]某人站在水平高台上用如图所示的滑轮组提升重物，不计绳重和摩擦。第一次他匀速提升重物G1＝150N时，人竖直向上拉绳的力为F1，人对高台的压强为p1；第二次他匀速提升另一重物G2＝270N时，人竖直向上拉绳的力为F2，人对高台的压强为p2。两次物体匀速上升的速度均为0.5m/s，人的重力G人＝500N，且p1∶p2＝14∶15。求：(1)若人的双脚与高台的总接触面积为4×10－2m2，当人站在高台上没有拉绳时，人对高台的压强。(2)第一次提升重物时，克服物体重力做功的功率。(3)第二次提升重物时，滑轮组的机械效率。解：(1)当人站在高台上没有拉绳时，对高台的压力：F压人＝G人＝500N，人对高台的压强：p人＝F压人S＝500N4×10－2m2＝1.25×104Pa。(2)第一次提升重物时，克服物体重力做功的功率：P＝G1v＝150N×0.5m/s＝75W。(3)由图可知，n＝3，则绳子自由端的拉力：F＝1n(G＋G动)＝13(G＋G动)，人对高台的压力：F压＝G人＋F＝G人＋13(G＋G动)，对高台的压强：p＝F压S＝3G人＋G＋G动3S，当他匀速提升重物时，p1＝3G人＋G1＋G动3S＝1650N＋G动3S，p2＝3G人＋G2＋G动3S＝1770N＋G动3S，则p1p2＝1650N＋G动1770N＋G动＝1415，解得G动＝30N，由η＝W有用W总×100%＝Gh（G＋G动）h×100%＝GG＋G动×100%可得，第二次提升重物时滑轮组的机械效率：η＝G2G2＋G动×100%＝270N270N＋30N×100%＝90%。【点悟】使用滑轮组时，动力有时是克服重力做功，有时是克服摩擦力做功，同时绳子自由端(动力)移动的距离是物体(阻力)移动距离的n倍(n为承担阻力绳子的股数)，总功等于使用机械时动力所做的功，有用功等于不用机械直接克服阻力所做的功。【变式1】[2019·中考预测]如图所示，重400N的物体在30N的水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法错误的是A．绳子自由端移动的距离为3mB．有用功为C．拉力F的功率为9WD．物体与地面间的滑动摩擦力为B类型之二探究滑轮组的机械效率[2018·德州]测量滑轮组的机械效率：步骤如图所示为测量某滑轮组机械效率的实验装置。①实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计；②分析表中数据可知：实验2是用图____实验；③实验序号3中的机械效率η＝__________装置图乙80%实验序号钩码重量G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率η140.11.80.374%280.13.10.386%表格380.12.50.4结论通过比较________选填实验序号)两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率__________问题讨论实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数。你认为他的想法__________(选填“正确”或“不正确”)，因为他没有考虑到__________滑轮组机械效率的影响1、2越低不正确摩擦力【变式2】在探究“影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用同一滑轮组分别做了三次实验，如图所示。实验数据记录如下：钩码重力G/N钩码上的距离h/cm弹簧测计的读数F/N弹簧测力计上升的距离s/cm机械效率η552.42052.1%105①2065.8%1555.120②(1)编号①处数据应为_____，编号②处数据应为________。(2)分析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。类型之三斜面的机械效率[2019·中考预测]某工人用如图所示的装置把一重为1200N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10s，已知斜面长6m、高2m，此装置的机械效率为80%。(滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计)求：3.873.5%提升重物的重力(1)拉力F。(2)拉力F做功的功率。(3)箱子和斜面间的摩擦力。【答案】(1)F＝250N(2)P＝300W(3)f＝100N【变式3】[2018·广安]如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N。(忽略绳子的重力)则下列说法正确的是A．斜面上的摩擦力是50NB．拉力的功率是50WC．拉力所做的功是D．斜面的机械效率是80%A[学生用书P69]1．[2018·重庆]工人用如图所示的动滑轮，将重1000N的物体在5s内匀速竖直提升了1m，人对绳自由端的拉力F为600N，不计绳重和摩擦。以下结论正确的是A．动滑轮的有用功为600JB．动滑轮的重力为400NC．滑轮的机械效率为83.3%D．拉力F的功率为120WC2．[2017·安徽]如图所示，当水平拉力F＝50N时，恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为200N，所受地面的摩擦力约为80N，假如在5s时间内，物体水平移动了0.6m，不计绳和滑轮的自重，则在此过程中A．拉力F做功为30B．物体重力做功为120C．拉力F做功的功率为12D．该装置的机械效率约为60%C3．[2016·淄博]用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m，已知动滑轮重30N，不计摩擦，则A．利用滑轮组所做的有用功是450B．绳子自由端移动的速度是0.9C．拉力的功率是99D．滑轮组的机械效率是80%C4．[2018·乐山]图甲中用力F1水平拉着重为G的物体在水平路面上匀速移动s的距离，图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动s的距离，水平拉力为F2。使用动滑轮的过程中A．总功为W总＝F2sB．有用功为W有＝GsC．机械效率为η＝Gs2F2sD．额外功为W额＝2F2s－F1sD5．[2016·乐山]如图所示，张伟同学通过斜面用平行于斜面F＝200N的推力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上，斜面长s＝2m。(g取10N/kg)则)A．推力的功率为40B．斜面的机械效率为75%C．推力做的总功为300D．斜面对物体的摩擦力为100B6．[2018·深圳]如图为“测滑轮组机械效率”的实验。在弹簧测力计拉力作用下，重6N的物体2s内匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图所示(不计绳重与摩擦)。下列说法错误的是A．弹簧测力计的拉力是2.4B．物体上升的速度为0.05C．弹簧测力计拉力的功率为0.12D．滑轮组的机械效率约83.3%C7．[2018·攀枝花]某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮等重)，在相同时间内把重物G提升相同高度，F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是A．力F1和F2做功的功率相同B．力F1和F2做的总功相同C．乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组的机械效率高D8．[2017·苏州]如图所示，用滑轮组将1.5kg的物体匀速提高0.5m，拉力F为10N，则有用功为______J，滑轮组机械效率为______。若增加所提物体的重力，滑轮组机械效率______(选填“变大”“变小”或“不变”)。(不计绳重和摩擦，g取10N/kg)7.575%变大9．[2019·中考预测]如图所示，用一个动滑轮拉着一个重160N的物体以0.4m/s的速度在水平地面上匀速运动。物体受到的摩擦力是物重的0.2倍，手拉绳的力为20N。则在10s内拉力做的功为________J，滑轮组的机械效率是______。16080%10．[2018·德阳]如图所示，沿斜面把质量12kg的物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力是F＝100N，斜面长2m，高1m，则其机械效率是_____%，物体所受摩擦力______N。(g取10N/kg)406011．[2018·内江]用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定。图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，则动滑轮重为_____N；当某次运送3件货物时，绳子的拉力F是______N。(不考虑绳重和摩擦)10020012．[2018·南充]如图是工人将重160N的物体匀速放下的过程，已知物体下降的距离为3m，用时3s，工人的拉力为50N，工人质量为50kg。(物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦)求：(1)工人放绳的速度。(2)滑轮组的效率η1。(3)如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2，已知η1∶η2＝4∶3(物体在水中仍匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g＝10N/kg)。当物体完全浸没水中后，工人对地面的压力。解：(1)物体下降速度：v＝ht＝3m3s＝1m/s；因为有4段绳子，所以放绳的速度：v绳＝4v物＝4×1m/s＝4。(2)因为有4段绳子，所以绳子运动距离：s＝4h＝4×3m＝12m，放绳子的有用功：W有用＝Gh＝160N×3m＝480J，放绳子的总功：W总＝Fs＝50N×12m＝600J，滑轮组的效率：η1＝W有用W总×100%＝480J×100%＝80%。(3)物体未浸入水中时，不计绳重及摩擦，动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力，由F＝1n(G动＋G)可得，动滑轮重力：G动＝4F－G＝4×50N－160N＝40N；已知η1∶η2＝4∶3，则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为：η2＝34η1＝34×80%＝60%；物体完全浸没水中后，滑轮组对物体的拉力做的功为有用功，不计绳重及摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，则此时滑轮组的机械