1、 机械效率 1有用功 有用功是指做功过程中对我们有用的功，它是无论采用哪一种做功方式都必须做的功 2额外功 (1)额外功是在做功过程中并非我们需要但又不得不做的那部分功 (2)做功过程中，主要是克服机械的重量、辅助工具的重量和机械部件之间的摩擦力做了额外功 3总功 有用功和额外功的总和叫做总功 4机械效率 (1)有用功跟总功的比值叫机 械效率，即 W 有 /W 总 (2)机械效率常用百分数表示，它永远小于 1. (3)提高机械效率的方法有增加物体自重、减轻机械自身的重、加润滑油以减小摩擦等 5机械效率由有用功和总功两个因素决定，分析机械效率高低时，不能只考虑一个因素解决此类问题，应注意以下三点
2、： (1)当总功一定时，机械做的有用功越多或额外功越少，机械效率就越高 (2)当有用功一定时，机械所做的总功越少或额外功越少，机械效率就越高 (3)当额外功一定时，机械所做的总功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高 要找到一个做功过程中的有用功，我们必须先确定做功的目的 ，然后才可以确定有用功 若我们做功的目的是拉着物体匀速前进一段距离，则有用功 W 有 W 手 F 拉 s 拉 f 摩 s 物 若我们做功的目的是提着物体匀速上升一定高度，则有用功 W 有 W 手 F 拉 s 拉 G 物 h 物 (沈阳中考 )如图所示的甲、乙两套装置，每个滑轮的质量均相等，用它们分别将重力为 G
3、1 和 G2 的重物匀速提升一定高度，所用竖直向上的拉力大小分别为 F1 和 F2，忽略绳重和摩擦若 F1 F2，则 G1_G2；若 G1 G2，则它们的机械效率 1_ 2.(填 “ ”“ ” 或 “ ”) 【提示】 由图可知，甲图中滑轮组绳子的有效股数为 n1 2；乙图中滑轮组绳子的有效股数为 n2 3，因为每个滑轮的质量均相等，所以每个滑轮的重力相等，忽略绳重和摩 擦，由 F 1n(G 物 G 动 )可得， G1 2F1 G 动 ， G2 3F2 G 动 ，因为 F1 F2，所以， G1 G2；比较甲、乙两个滑轮组可知，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同， W 额 G 轮 h， W 有用
4、 G 物 h，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，根据 W有W总可知，两个滑轮组的机械效率相同，即 甲 乙 【答案】 01 课前预习 知识点 1 有用功、额外功和总功 1有用功等于 为了实现做功目的， 不用任何机械而 _做的功 2 _和 _的总和叫做总功 知识点 2 机械效率 3 _跟 _的比值叫机械效率，机械效率总是 _(填 “ 小于 ”“ 等于 ” 或 “ 大于 ”)1. 4甲、乙两种机械的机械效率分别是 80%和 65%，则下列说法正确的是 ( ) A使用甲机械省力 B使用甲机械做功快 C在相同的时间内，使用甲机械完成的功多 D乙机械的额外功在总功中占的比例大 02 当堂训练
5、 1用铁桶从井中打水，则此过程中 ( ) A人对铁 桶做的功是额外功 B人对水做的功是额外功 C人对水和铁桶做的功都是额外功 D人对水和铁桶做的功都是有用功 2 (漳州中考 )亮亮和体重较大的爸爸帮助邻居各扛一袋质量为 5 kg 的大米，从一楼爬到三楼，爸爸用时较短，则亮亮与爸爸所做的 ( ) A有 用功相等 B总功相等 C总功率相等 D有用功和总功的比值相等 3 (茂名中考 )如图所示，用相同的轮滑不同的绕法提起相同的重物，绳重、摩擦忽略不计，在物体匀速上升的过程中 ( ) A甲图省力，机械效率甲图大 B甲图省力，机械效率一样大 C 乙图省力，机械效率乙图大 D乙图省力，机械效率一样大 4
6、(滨州中考 )如图，用滑轮组提升重物时，重 800 N 的物体在 10 s 内匀速上升了 1 m已知拉绳子的力 F 为500 N，则提升重物的过程中 ( ) A绳子自由端被拉下 3 m B做的有用功是 800 J C拉力 F 的功率是 80 W D滑轮组的机械效率是 60% 5升旗过程中，克服旗的重量做的功是 _，克服绳子重量做的是 _；克服摩擦力做的功是_ (填 “ 有用功 ”“ 额外功 ” 或 “ 总功 ”) 6 (宜昌中考 )用一 个动滑轮把重 100 N 的物体匀速提到 5 m 高的楼上，作用在 绳上的拉力 F 为 60 N，则拉力F 做的功为 _J，动滑轮的机械效率为 _ 03 课后
7、作业 7 (多选 )(营口中考 )如图所示， A 物体受到的重力是 100 N，在拉力 F 的作用下，能以 0.2 m/s 的速度在水平地面上向左匀速直线运动已知拉力 F 5 N，滑轮组的机械效率为 80%，则下列说法正确的是 ( ) A拉力 F 的功率是 1 W B 2 s 内绳子自由端移动的距离是 1.2 m C 5 s 内拉力 F 所做功的大小是 15 J D物体 A 受到水平地面的摩擦力大小是 12 N 8 (广州中考 )如图所示，手用 F1 的力直接将物体 B 匀速提升 h， F1 做功为 300 J；若借助滑轮组把 B 匀速提升相同高度，滑轮组机械效率是 30%，则 F2 做功为
8、_J. 9 (贵港中考 )工人用如图所示的滑轮组提起重 2 000 N 的物体，若工人匀速提升这个物体所用的拉力是 800 N，则该滑轮组的机械效率为 _%；若工人用 800 N 的拉力在 1 min 内将这个物体匀速提高了 3 m，他做功的功率为 _W. 10 (曲靖中考 )如图所示，用一个长为 1.2 m 的斜面将重为 45 N 的物体沿斜面匀速拉到 0.4 m 的高台上，斜面的机械效率为 60%，则把重物拉上高台所做的有用功是 _J；物体与斜面间的摩擦力是 _N. 11 (潍坊中考 )建筑工人要向楼上运送货物，为了省力，他在一个斜面上安装了一个滑轮组，做成如图所示的机械装置，斜面的倾角为
9、 30 且固定在水平面上工人用 400 N 的力拉绳子，重为 500 N 的货物沿斜面匀速向上运动 6 m 所用时间为 20 s，求此过程 中： (1)重物沿斜面匀速运动的速度大小 ； (2)工人提升重物做的有用功； (3)该装置的机械效率 挑战自我 12 (乌鲁木齐中考 )为模拟盘山公路，现将连接了重 1 N 小球的细线穿入一根长 1 m 的细管，如图，将细管从竖直放置的圆柱体底部 a 点开始斜向上缠绕 5 圈后，恰好绕至顶部 b 点，相邻细管间的高度均 为 12 cm，在 b点处通过细线用 0.8 N 的拉力 (与管的轴线平行 )将管口的小球从 a 点匀速拉至 b 点，则缠绕在圆柱体上的细
10、管 (模拟的盘山公路 )的机械效率为 ( ) A 83.3% B 80% C 75% D 60% 第 2 课时 测量机械效率 1测量滑轮组的机械效率：根据 W有用W总 GhFs，如果实验中测出 G、 h、 F、 s 就可以求出机械效率，待测的四个物理量中有两个力、两个距离被提物体的重力 G 和绳端拉力 F 均可用弹簧测力计测出，拉动一段后，物体升高的距离 h 和绳端拉力上端的距离 s 均可用刻度尺测出在拉动 滑轮组过程中，要使弹簧测力计做匀速直线运动，只有“匀速 运动”弹簧测力计的示数才稳定，读数才准确 2机械效率等于有用功与总功的比值，提高机械效率的方法可以从增加有用功或减小额外功的角度来分
11、析，但要注意绳子所能承担的最大力，保证安全 对于给定的滑轮组而言，其机械效率并不是固定不变的，提起不同的重物，其机械效率是不同的 (岳阳中考改编 )在 “ 测量滑轮组的机械效率 ” 的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验 (如图所示 )，实验数据记录如下表： 次 数 钩码 重 /N 钩码上 升距离 /cm 弹簧测 力计示 数 /N 弹簧测力 计上升距 离 /cm 机械 效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 3 6 10 30 90.9% (1)第 2 次实验中滑轮组的机械效率为 _(结果保留一位小数 )； (2)第 3 次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可
12、知，弹簧测力计示数为 _N； (3)分析数据可得实验结论：使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 _(填 “ 高 ” 或“ 低 ”) ； (4)根据实验结论推测：使用该滑轮组再次 将 8 N 的物体匀速提升 10 cm，此时滑轮组的机械效率可能为_(只填序号 ) A 71.6% B 82.4% C 92.1% 【提示】 (1)第 2 次的机械效率为： W有用W总100% GhFs100% 4 N0.1 m1.5 N0.3 m 88.9%； (2)由图知，弹簧测力计的分度值是 0.2 N，所以测力计的示数是 2.2 N； (3)分析 3 次实验，随着钩 码重力的增加，同一滑轮组的机械
13、效率不断增加，所以，使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高； (4)该滑轮组将 6 N 的物体匀速提升时的机械效率为 90.9%，由于使用同一个滑轮组时，物体越重，滑轮组的机械效率越高，则使用该滑轮组再次将 8 N 的物体匀 速提升时滑轮组的机械效率应大于 90.9%，故 C 选项符合 【答案】 (1)88.9% (2)2.2 (3)高 (4)C 01 课前预习 知识点 滑轮组机械效率的测 量 1测滑轮组的机械效率的实验中，依据的物理原理是 _ 2做 “ 测滑轮组的机械效率 ” 实验，给你如下器材：铁架台、滑轮、天平、钟表、线、钩码其中多余的器材是 _ ， 缺 少 的 器 材 是
14、_ 3影响动滑轮机械效率的主要因素有 _和 _ 4我们需要的、对我们有用的功叫 _，对于额外负担而不得不做的功叫 _要想提高机械效率，也就是要想办法减少 _，增加 _ 02 当堂训练 1同学们在探究 “ 影响滑轮组机械效率的因素 ” 时提出了下列假设其中，能够提高滑轮组机械效率的有( ) A增大提升重物的高度 B减少提升重物的质量 C改变绳子的缠绕方法 D减少动滑轮的质量 2 (多选 )在 “ 测滑轮组的机械效率 ” 的实验中，做额外功的主要原因是 ( ) A提起钩码做功 B克服摩擦做功 C提起动滑轮做功 D克服空气阻力做功 3 (北海中考 )物理兴趣小组在测量滑轮组机械效率实验中，利用如图所
15、示的滑轮组进行了 4 次测量，测得数据如下表所示 次数 钩码所受的 重力 G/N 钩码提升 高度 h/m 拉力 F/N 绳端移动 距离 s/m 机械效 率 1 1 0.1 0.7 0.3 47.6% 2 1 0.2 0.7 0.6 47.6% 3 2 0.1 1.1 0.3 60.6% 4 4 0.1 2.0 0.3 (1)实验中应竖直向上 _拉动弹簧测力计 (2)第 4 次实验测得的机械效率为 _%. (3)比较 _两次实验，小组同学发现：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关；比较第 3、 4 次实验数据可知，同一滑轮组， _越大，机械效率越高，第 4 次拉力做的额外功与第 3 次相比_
16、( 填 “ 增大 ”“ 减小 ” 或 “ 不变 ”) ，由此可见机械 效 率 提 高 的 原 因 是_ 03 课后作业 4在公路上骑自行车上坡时很费力，而且坡度越大越费力学习了机械效率后，有些同学也想到了这个问题 (坡度、机械效率 )，下面是同学们对这个问题的不同表述，其中最有利于科学探究顺利进行是 ( ) A上坡时坡度越大越费力，机械效率呢 B 斜面的倾斜程度改变后，其机械效率是否发生变化 C 随公路坡度的增大，机械效率减小吗 D斜面的机械效率与省力、 费力是否有关 5 (盘锦中考 )在探究 “ 滑轮组机械效率 ” 时，小强利用两组滑轮组进行了 4 次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前 3
17、 组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第 4 组数据，如下表： 实验 次数 物重 G 物 /N 动滑轮重 G 动 /N 钩码上升的 高度 h/m 动力 F/N 动力作用点移 动的距离s/m 滑轮组的机 械效率/% 1 1 0.5 0.1 0.7 0.3 47.6 2 2 0.5 0.1 1.1 0.3 60.6 3 4 0.5 0.1 2 0.3 4 4 1 0.1 0.5 50.0 (1)根据表中前 3 次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕绳方法 (2)在实验中，测量绳端拉力 F 时，应尽量 _匀速向上拉动弹簧 测力计，读出乙图中弹簧测力计的示数为_N，第 3 次实验时滑轮组的机械效率为 _ (
18、3)由表中第 _组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关 (4)由表中第 3、 4 组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和 _有关，请计算出第 3 组实验中克服摩擦所做的额外功 _J. 6 (南通中考 )用图示装置探究 “ 斜面机械效率 ” ， 实验记录如下表 实验 次数 物体 种类 物重 G/N 斜面高 h/cm 沿斜面的 拉力 F/N 斜面长 s/cm 机械效 率 /% 1 木块 4 15 1.1 90 60.6 2 小车 4 15 90 (1)沿斜面拉动物体时，应使其做 _运动 (2)根据图中测力计的示数，可知第 2 次实验的机械效率为 _%.由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，
19、 _越小，机械效率越大 (3)第 1 次实验中，木块所受摩擦力为 _N. 7某实验小组利用图 示装置研究 杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下： 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； 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 _ (用已知或测量的物理量符号表示 ) (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：
20、_ (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 _(填“ 变大 ”“ 变小 ” 或 “ 不变 ”) 第 3 节 机械效率 第 1 课时 认识机械效率 课前预习 1必须 2.有用功 额外功 3.有用功 总功 小于 4.D 当堂训练 1 A 2.A 3.D 4.B 5.有用功 额外功 额外功 6.600 83.3% 课后作业 7 BCD 8.1 000 9.62.5 160 10.18 10 11.(1)货物运动速度 v st 6 m20 s 0.3 m/s (2)物体在斜面移动 6 m，上升的高度 h 12s 126 m 3 m 工人所
21、做有用功： W 有用 Gh 500 N3 m 1 500 J (3)由图可知，滑轮组的 n 值为 2，绳子自由端移动距离 s nh 26 m 12 m 工人所做总功： W 总 Fs 400 N12 m 4 800 J 装置的机械效率： W有W总100% 1 500 J4 800 J100% 31.25% 12.C 第 2 课时 测量机械效率 课前预习 1 W有用W总2.天平、钟表 弹簧测力计、刻度尺 3.动滑轮的重力 所提物体的重力 4.有 用功 额外功 额外功 有用功 当堂训练 1 D 2.BC 3.(1)匀速 (2)66.7 (3)1、 2 提起的物体重力 增大 有用功增加比额外功增加的多得多，从而使有用功占总功的比值变大 课后作业 4 B 5.(1) (2)竖直 1.6 66.7% (3)1、 2、 3 (4)动滑轮重 0.15 6.(1)匀速直线 (2)95.2 摩擦力 (3)0.43 7.(1)Gh1Fh2100% (2)杠杆的自重 (3)变大
