专题14-机械效率(复习讲练)-2019年人教版八年级下物理期末复习必考点全揭秘(解析版)

12《2019年人教版八年级物理下册期末必考点复习全揭秘》专题14机械效率复习讲练一、考点突破1.了解有用功、额外功和总功。2.理解机械效率。二、重难点提示机械效率的综合计算。三、知识脉络图四、知识点拨（一）有用功和额外功名称定义举例关系单位有用功对人们有用的、必须做的功滑轮组提升重物时，对物体所做的功W有用=Gh额外有用总焦耳（J）额外功对人们没用但不得不做的功克服机械自重和自身部件摩擦而做的功总功人们使用机械时动力所做的功包括通过机械对物体所做的有用功和克服机械自身重力和摩擦力所做的额外功（二）机械效率1.定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率。2.计算公式：%100%100额有有总有12提升重物GhFsnFGFsGh在液体中提升重物h）（浮FGFsnFFGFshFG浮浮）(水平移动重物物sFf绳FsnFFFssFff绳物沿斜面移动重物GhFsFsGh【说明】G表示物体的重力，F表示作用在绳子自由端的拉力，h表示物体上升的高度，s表示自由端移动的距离，装置图只表示机械对应的使用类型，解题时应以实际模型图为准。（三）机械效率的测量名称项目测滑轮组的机械效率测斜面的机械效率原理FsGhWW总有用测量工具刻度尺、弹簧测力计注意事项必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，保证测力计示数大小不变研究方法控制变量法结论1.影响机械效率高低的因素：提升重物的重、1.斜面的机械效率与斜面的12动滑轮的重、摩擦（注意：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮组的机械效率）2.具体结果：同一滑轮组提升的重物越重，机械效率越高，不同滑轮组提升相同的重物，动滑轮越重，摩擦越大，机械效率越低。倾斜程度有关。斜面越倾斜，机械效率越高；2.斜面的机械效率还与物体和斜面之间的摩擦有关，斜面越粗糙，摩擦力越大，机械效率越低。（四）提高机械效率的方法和意义机械效率是机械做功性能好坏的标志1.提高和改进机械效率的方法：（1）改进结构使之更加合理、轻巧；（2）按规定经常保养，使之充分润滑，令其处于良好运转状态。2.提高机械效率的具体做法：减小动滑轮重、减小绳子与滑轮之间的摩擦、增加物重等。要提高斜面的机械效率，可以：（1）减小物体在斜面上受到的摩擦。例如用玻璃板替换木板；（2）增大斜面的倾斜程度。五、典型例题剖析例1小文同学采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上，下列说法正确的是（）A.甲种方法克服重力做功多B.乙种方法更省力C.两种方法的机械效率相等D.两种情况下，机械效率不等【答案】：D【解析】：A.克服重力所做的功，就是W=Gh，也就是重力乘以重物被举高的高度，所以不管采用哪种方法，克服重力做的功都是一样的。故此项与题意不符。B.乙图是直接搬重物，所以人用的力就等于重物的重力；甲图是利用斜面来搬运重物，而斜面是省力费距离的一种机械。故甲图更省力，此项与题意不符。C.机械效率是有用功占总功的比率。而使用机械（甲图的斜面就是一种机械）与不使用机械（乙图）相比，多了机械带来的额外功，所以甲图的机械效率更低。此项与题意不符。D.由C项的分析可知，甲图的机械效率比乙图低。此项与题意相符。例2斜面是一种简单机械，生活中人们常常利用它来省力。小明想探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系”。于是他找来木块A、长木板B、三个高度不同的长方体C和一把弹簧测力计进行实验，实验装置如图所示。12（1）除上述器材外，小明要完成实验还需要的一种器材是；（2）在实验过程中，应沿斜面向上拉动木块，使木块做运动；（3）实验数据记录如下表，则第3次实验时斜面的机械效率为；（4）分析比较下表中的实验数据，可得到的结论是：斜面越陡，。实验次数斜面倾斜程度木块重G/N斜面高度h/m沿斜面的拉力F/N木块沿斜面移动的距离s/m斜面的机械效率1较缓50.23.30.560.6%2较陡50.253.80.565.8%3最陡50.34.20.5【答案】：1）刻度尺；（2）匀速直线；（3）71.4%；（4）斜面的机械效率越高。【解析】：（1）根据实验数据记录表可以发现，要测量斜面的高度和木块沿斜面移动的距离，就要使用长度的测量工具──刻度尺；（2）要测量沿斜面的拉力，就要让木块做匀速直线运动，因为只有这样，弹簧测力计的示数才稳定，测量才够准确；（3）使用斜面的目的是使物体的位置提高，需要克服的是物体的重力，所以W有用=Gh；总功就是沿斜面的拉力所做的功，所以W总=Fs；机械效率η=W有用/W总；第三次实验时，斜面的机械效率%4.71%1005.02.43.05%100mNmNFsGhη；（4）分析实验数据，随着斜面倾斜程度的变大，机械效率是如何变化的，从而得出结论。由图中数据可知：斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。例3小虎将二十本书装在一个木箱里搬上三楼，为了提高机械效率，以下做法可行的是（）A.小虎叫小熊一起将书抬上三楼B.小虎抱这箱书乘电梯上三楼C.小虎将书从木箱中拿出改为放入一个较轻的纸箱中搬上三楼D.小虎将书分两次用木箱搬上三楼【答案】：C【解析】：由题意可知，小虎做的有用功是将二十本书搬上三楼，额外功是将木箱也搬上三楼，由、W总=W有用+W额外可得η=W有用/（W有用+W额外），当W有用一定时，W额外越少，η就越高。因此小虎将书从木箱中拿出改为放入一个较轻的纸箱中搬上三楼可以提高机械效率。例4如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。12（1）实验时要竖直向上拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为N，若钩码上升的高度为8cm，则弹簧测力计向上移动cm，该滑轮组的机械效率为。（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将。（选填“增大”、“减小”或“不变”）【答案】：（1）匀速；2.4；24；83.3%（2）增大【解析】：（1）实验中测拉力时，应在动滑轮下挂上钩码，线（绳）的自由端挂在测力计的挂钩上，手握测力计面板使重物匀速上升，读出测力计在移动时的示数为2.4N；动滑轮由3根绳子承担，拉力移动的距离就是物体和动滑轮移动距离的3倍，钩码上升的高度为8cm，则弹簧测力计向上移动24cm；有用功：W有=Gh=6N×8cm=48J拉力做的总功：W总=Fs=2.4N×24cm=57.6J滑轮组的机械效率为：%3.83%1006.5748JJWWη总有（2）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，则有用功和总功的比值增大，也就是机械效率变大。例5小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组（如图所示），分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η1、η2。下列关系正确的是（忽略绳重及摩擦）（）A.F1＞F2，η1=η2B.F1＞F2，η1＞η2C.F1＜F2，η1=η2D.F1＜F2，η1＞η2【答案】：A【解析】：忽略绳重及摩擦，使用滑轮组时的拉力)(1轮物GGnF，左图承担物重的绳子股数n=2，右图承担物重的绳子股数n=3，而动滑轮重相同、提升的物体重相同，据此判断拉力的大小关系；两图分别将同一物体匀速提高到相同高度，做的有用功相同；由题意知，忽略绳重及摩擦，所做的额外功为提升动滑轮做的功，由W额=Gh可知额外功相同，又因为总功等于有用功加上额外功，所以总功相同，故可以得出两图的机械效率相同。例6如图所示，重物A是体积为10dm3，密度为7.9×103kg/m3的实心金属块，将它完全浸没在水中，12始终未提出水面。若不计摩擦和动滑轮重且保持平衡，求：（1）作用于绳端的拉力F是多少？（2）若缓慢将重物A提升2m，拉力做的功是多少？（3）若实际所用拉力为400N，此时该滑轮的效率是多少？（g=10N/kg）【解析】：（1）重物A受到的重力：NkgNmmkgVgρG790/101010/109.73333，重物A受到的浮力：NkgNmmkggVρgVρF100/101010/1013333水排水浮；∵不计摩擦和动滑轮重，∴重物A受到的拉力：NNFGF345)100790(21)(21浮。（2）mmhs4222，拉力做的功：W=Fs=345N×4m=1380J。（3）使用动滑轮做的有用功：JmNNhFGW13802)100790()(浮有，JmNsFW16004400总；此时该滑轮的效率：%25.86%10016001380%100JJWWη总有。