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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η＝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：(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G1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η1________η2.(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＝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η＝W有W总可知，两个滑轮组的机械效率相同，即η甲＝η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5kg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．(滨州中考)如图，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了1m．已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中()A．绳子自由端被拉下3mB．做的有用功是800JC．拉力F的功率是80WD．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100N的物体匀速提到5m高的楼上，作用在绳上的拉力F为60N，则拉力F做的功为________J，动滑轮的机械效率为________．03课后作业7．(多选)(营口中考)如图所示，A物体受到的重力是100N，在拉力F的作用下，能以0.2m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动．已知拉力F＝5N，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1WB．2s内绳子自由端移动的距离是1.2mC．5s内拉力F所做功的大小是15JD．物体A受到水平地面的摩擦力大小是12N8．(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300J；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________J.9．(贵港中考)工人用如图所示的滑轮组提起重2000N的物体，若工人匀速提升这个物体所用的拉力是800N，则该滑轮组的机械效率为________%；若工人用800N的拉力在1min内将这个物体匀速提高了3m，他做功的功率为______W.10．(曲靖中考)如图所示，用一个长为1.2m的斜面将重为45N的物体沿斜面匀速拉到0.4m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30°且固定在水平面上．工人用400N的力拉绳子，重为500N的货物沿斜面匀速向上运动6m所用时间为20s，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1N小球的细线穿入一根长1m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12cm，在b点处通过细线用0.8N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η＝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12100.83083.3%24101.53036103090.9%(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8N的物体匀速提升10cm，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：η＝W有用W总×100%＝GhFs×100%＝4N×0.1m1.5N×0.3m＝88.9%；(2)由图知，弹簧测力计的分度值是0.2N，所以测力计的示数是2.2N；(3)分析3次实验，随着钩码重力的增加，同一滑轮组的机械效率不断增加，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6N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8N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)C01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________________________________________________________________________．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η110.10.70.347.6%210.20.70.647.6%320.11.10.360.6%440.12.00.3(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________(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η/%110.50.10.70.347.6220.50.11.10.360.6340.50.120.34410.10.550.0(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________．(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