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·北京专用第11课时│机械效率第11课时机械效率·北京专用京考解读第11课时│京考解读考纲要求1.有用功、额外功、总功；2.机械效率；3.运用机械效率的公式解决有关问题近三年北京市中考考查情况年份题型分值难易程度考点2009实验5分难有用功、额外功、总功；机械效率2010计算7分难运用机械效率的公式解决有关问题2011计算7分难运用机械效率的公式解决有关问题预测2012与压强、浮力、简单机械综合的计算题·北京专用考点聚焦考点1功的原理第11课时│考点聚焦使用机械时，人们所做的功都不会少于不用机械时所做的功；即：使用任何机械都________。这也是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。[说明](1)使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力，或者可以省距离，或者可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。(2)使用机械要省力必须费________，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是不存在的。(3)一般做题遇到的多是理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力)，理想情况下使用机械时，人们所做的功(Fs)等于不用机械而直接用手对重物所做的功(Gh)。不省功距离·北京专用考点2机械效率第11课时│考点聚焦三种功概念计算方法有用功机械对______做的功W有用＝______额外功机械克服______和______做的功W额外＝________(滑轮组不考虑摩擦)总功有用功和额外功的______W总＝________认识“机械效率”物体G物h自重摩擦G动h总和W有用＋W额外·北京专用第11课时│考点聚焦定义有用功和总功的______，用符号____表示公式________说明机械效率是一个______，通常用________表示，由于有用功总______总功，故机械效率总________意义机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量，但机械效率的高低并不决定使用机械是省力还是费力比值ηW有用W总比值百分数小于小于1·北京专用考点3机械效率的测量第11课时│考点聚焦名称测滑轮组的机械效率测斜面的机械效率原理________________测量工具____________________测量量绳子移动距离s、物体上升高度h、拉力F、物体重力G斜面长L、斜面高h、拉力F、物体重力G注意事项必须使弹簧测力计______________提升重物，以保证测力计示数大小不变必须使弹簧测力计沿斜面____________拉动物体，以保证测力计示数大小不变η＝W有用W总＝GhFs弹簧测力计、刻度尺竖直向上匀速匀速向上·北京专用第11课时│考点聚焦相关量计算数据处理得出结论①滑轮组中动滑轮个数越多越省力，但机械效率______；②同一机械，提升的重物越多，机械效率________提升同一物体时，斜面的机械效率与粗糙程度和倾斜角度有关。斜面越陡、越光滑，机械效率________越低越高越高·北京专用第11课时│考点聚焦提高方法①减小_______________________；②增加______①使接触面变______；②增大斜面的________评估交流重物提升高度不影响滑轮组的机械效率倾斜程度一定的斜面，机械效率与物体沿斜面上升的高度无关动滑轮的重和摩擦物重光滑倾斜角·北京专用第11课时│考点聚焦[点拨](1)利用滑轮组提升重物时，在不考虑绳重和摩擦的情况下，产生额外功的原因是动滑轮的自重，即W额外＝G动h，滑轮组的机械效率最终可表示为：η＝G物G物＋G动＝G物nF；(2)利用定滑轮、动滑轮和滑轮组提升相同重物，上升相同高度时，η定＞η动＞η组；(3)利用斜面提升重物，克服摩擦所做的功为额外功，即：W额外＝fL。·北京专用知识纵横第11课时│知识纵横简单机械的一些功和机械效率图11－1·北京专用第11课时│知识纵横·北京专用第11课时│京考探究看到题中的实验装置图马上会想到测机械效率，而本题却是要以动滑轮的机械效率不变为条件，证明有用功跟总功成正比。审题不认真，习惯按照思维定势处理问题，是部分同学的弱点。要保持动滑轮的机械效率不变，实验过程中就必须保持动滑轮所挂钩码个数不变。·北京专用京考探究►类型一机械效率实验题第11课时│京考探究例1实验台上有组装好的实验装置，如图11－2所示，其中弹簧测力计的量程为0～5N。另外还有质量均为100g的钩码六个(图中未画出)。要求利用上述实验装置和钩码设计一个实验证明：用动滑轮提升重物时，如果动滑轮的机械效率不变，则有用功跟总功成正比。请写出主要实验步骤。图11－2·北京专用第11课时│京考探究实验步骤：(1)在动滑轮挂钩上挂2个钩码，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端。2个钩码的总质量用m表示，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示，钩码上升的高度用h表示。将m的数值记录在表格中，用弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h，并把测量数据记录在表格中；(2)保持动滑轮所挂钩码个数不变，依次改变绳子自由端移动的距离s，仿照步骤(1)再做5次实验，将各次的m数值记录在表格中，分别测量各次的F、s、h，并把各次的测量数据记录在表格中。(3)利用W总＝Fs，计算出各次的总功，用W有用＝Gh＝mgh，计算出各次的有用功，并将各次的总功、有用功记录在表格中。(其他答案正确均可)·北京专用第11课时│京考探究[解析]解决探究实验题的思路重点是：一看探究目的找物理量，如本题中的“有用功”和“总功”，二看器材找测量工具，如本题中的“弹簧测力计”和图中的“刻度尺”，三将要测量的物理量和所给的实验器材建立起联系寻找测量方法，如本题中的“有用功”与“钩码质量”和“刻度尺测钩码上升的高度”建立联系，“总功”与“弹簧测力计测绳子自由端所受拉力”和“刻度尺测绳子自由端移动的距离”建立联系。·北京专用►类型二与机械效率结合的综合计算题第11课时│京考探究例2[2011·北京中考]某科技小组设计的提升重物的装置如图11－3甲所示。图中水平杆CD与竖直杆EH、DI组合成支架固定在水平地面上。小亮站在地面上通过滑轮组提升重物，滑轮组由动滑轮Q和安装在水平杆CD上的两个定滑轮组成。小亮以拉力F1匀速竖直提升物体A的过程中，物体A的速度为v1，滑轮组的机械效率为ηA。小亮以拉力F2匀速竖直提升物体B的过程中，物体B的速度为v2，滑轮组的机械效率为ηB。拉力F1、F2做的功随时间变化的图像分别如图乙中①、②所示。已知：v1＝3v2，物体A的体积为VA，物体B的体积为VB，且3VA＝2VB，物体A的密度为ρA，物体B的密度为ρB，且8ρA＝7ρB。(不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦)求：机械效率ηB与ηA之差。·北京专用第11课时│京考探究图11－3·北京专用第11课时│京考探究解答本题的关键是正确受力分析和选择研究对象，一般解答与压强、浮力有关的综合题要在选择好研究对象后对研究对象进行正确地受力分析，然后根据力或杠杆的平衡关系列出方程。机械效率的计算是中考的必考点，综合考查了对功、机械效率计算公式的灵活运用，通常以杠杆或滑轮组以载体进行命题。·北京专用第11课时│京考探究10%[解析]设物体A受的重力为GA，物体B受的重力为GB，动滑轮受的重力为G动。匀速提升物体A时，以物体A和动滑轮的整体为研究对象，受力分析如图甲所示。匀速提升物体B时，以物体B和动滑轮的整体为研究对象，受力分析如图乙所示。·北京专用第11课时│京考探究由图甲、乙得：2F1′＝GA＋G动，2F2′＝GB＋G动，又因为F1′＝F1，F2′＝F2，所以F1F2＝GA＋G动GB＋G动①由题中W－t图像可知：P1＝W1t1＝90W，P2＝W2t2＝45W，由P1P2＝F1×2v1F2×2v2，v1＝3v2，解得：F1F2＝23，②由①、②解得：GA＋G动GB＋G动＝23，③由G＝ρgV,3VA＝2VA,8ρA＝7ρB，解得：GAGB＝712，④由③、④解得：·北京专用第11课时│京考探究G动＝37GA，G动＝14GB，ηA＝W有AW总A＝GAGA＋G动＝GAGA＋37GA＝70%。ηB＝W有BW总B＝GBGB＋14GB＝80%，ηB－ηA＝80%－70%＝10%。