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第18课时机械效率第18课时┃机械效率考点聚焦考点聚焦冀考探究考点1机械效率三种功概念计算方法有用功为了达到目的而必须做的功W有＝_______________额外功我们不需要但又不得不做的功W额＝G动h(适用于滑轮且不考虑摩擦)总功有用功和额外功________________W总＝__________________G物h(或fs)之和W有＋W额第18课时┃机械效率考点聚焦冀考探究认识“机械效率”定义有用功跟总功的________，用符号______表示公式______________说明机械效率是一个比值，通常用百分数表示，由于有用功总______总功，故机械效率总________意义机械效率是衡量机械做功性能好坏的物理量，但机械效率的高低与使用机械是省力还是费力无关比值ηη＝W有W总小于小于1第18课时┃机械效率考点聚焦冀考探究[点拨](1)机械效率具有“可变性”：由公式η＝W有W总＝W有W有＋W额可知，如果该机械的额外功(W额)一定，有用功(W有)越大，机械效率(η)就越大。比如用同一个滑轮组把一块巨石和一个乒乓球提起相同的高度，前者的机械效率要大，由此可见，对同一个机械，它的机械效率是可变的，而不是某一确定值。(2)提高机械效率的方法：由公式η＝W有W总＝W有W有＋W额可知：①当有用功(W有)一定时，额外功(W额)越小，则机械效率(η)越大，因此设法减小额外功可以提高机械效率，如减轻动滑轮(做额外功的机械)本身的重量，加润滑油以减小摩擦，用轻质材料制作机械，都可以不同程度地减小额外功，提高机械效率。②当额外功(W额)一定时，有用功(W有)越大，则机械效率(η)越大，因此增大有用功可以提高机械效率，如增加物重可以提高机械效率。第18课时┃机械效率考点聚焦冀考探究考点2机械效率的测量名称测斜面的机械效率测滑轮组的机械效率原理η＝_____________＝__________示意图操作沿斜面________拉动物体沿________方向________提升重物W有W总GhFs匀速竖直匀速第18课时┃机械效率考点聚焦冀考探究工具_____________________、____________________所测量物重G、物体上升的高度h、拉力F、测力计移动的距离s得出结论斜面的机械效率与斜面的________和________有关。斜面越陡、越光滑，机械效率越________①同一滑轮组，提升重物越多，机械效率越________；②提升相同重物，滑轮组中动滑轮个数越多，机械效率越________，但越省力评估交流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滑轮组的机械效率与物体上升的高度和绳子移动的距离无关弹簧测力计刻度尺倾斜程度粗糙程度高高低第18课时┃机械效率考点聚焦冀考探究提高机械效率方法①使接触面变________；②________斜面的倾斜角度①________动滑轮的重；②________摩擦；③________物重公式推导η斜面＝W有W总＝GhFs＝GhGh＋fsη组＝W有W总＝GhFs＝GhFnh＝GnF光滑增大减小减小增加第18课时┃机械效率考点聚焦冀考探究[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克服动滑轮的自重做功，即W额＝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，机械效率关系为：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＝fL。第18课时┃机械效率考点聚焦冀考探究知识纵横不同机械做功对比图18－1第18课时┃机械效率考点聚焦冀考探究简单机械做功目的有用功(W有)总功(W总)额外功(W额)机械效率(η)杠杆(甲)提升物体GhFsFs－GhGhFs滑轮组(乙)提升物体GhFsFs－GhGhFs斜面(丙)提升物体GhFsFs－GhGhFs滑轮组(丁)平移物体fs1Fs2Fs2－fs1fs1Fs2第18课时┃机械效率冀考探究考点聚焦冀考探究类型一三种功与机械效率例1如图18－2所示，用拉力F使物体竖直匀速上升，下列说法正确的是()A．对物体做的功是额外功B．拉力F做的功是有用功C．拉力F移动的距离是物体移动距离的2倍D．增加物体重力可以增大滑轮组的机械效率D第18课时┃机械效率考点聚焦冀考探究命题角度：(1)通过具体事例考查有用功、额外功及总功的含义；(2)理解机械效率的含义；(3)不同机械的机械效率对比。第18课时┃机械效率考点聚焦冀考探究点评在利用机械做功的过程中，准确定位有用功、额外功、总功，是计算机械效率的关键。本类型题目还会涉及利用斜面或杠杆提升重物。解析利用滑轮组提升重物时，克服物体重力所做的功为有用功，克服机械自重和摩擦做的功为额外功，拉力F做的功为总功，故A、B错误；分析题图知，由三股绳子承担物重，所以拉力F移动的距离是物体移动距离的3倍，故C错误；正确选项为D。第18课时┃机械效率考点聚焦冀考探究类型二机械效率及测量例2[2012·遵义]小明在“测量滑轮组机械效率”的实验中，所用装置如图18－3所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表：图18－3第18课时┃机械效率考点聚焦冀考探究物理量实验次数钩码总重G/N钩码上升的高度h/m测力计示数F/N测力计移动距离s/m机械效率/%140.11.80.3260.12.40.383340.11.40.557440.21.41.057第18课时┃机械效率考点聚焦冀考探究(1)在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上________拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。(2)第1次实验测得的机械效率为________。(结果保留两位有效数字)(3)分析表中数据可知：第2次实验是用________图做的；第4次实验是用________图做的。(均选填“a”“b”或“c”)匀速74%bc第18课时┃机械效率考点聚焦冀考探究(4)分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，____________可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重)，滑轮组的机械效率________。(5)分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度________。增加物重越低无关第18课时┃机械效率考点聚焦冀考探究命题角度：(1)探究“滑轮组的机械效率”注意事项及数据处理；(2)探究“斜面的机械效率”注意事项及数据处理；(3)对于具体不同机械能分析判断影响机械效率的因素。第18课时┃机械效率考点聚焦冀考探究点评机械效率的探究是中考命题的热点，涉及滑轮组、斜面、杠杆的机械效率，命题较全面，综合考查学生的分析归纳、计算能力。解析滑轮组的机械效率与物重、动滑轮重、绳重及摩擦等多个因素有关，因此在实验过程中要采用“控制变量法”。实验过程中，操作的要求是：应当利用弹簧测力计竖直匀速向上提升重物，否则测出的拉力不准确。第18课时┃机械效率考点聚焦冀考探究类型三功、功率、机械效率综合计算例3[2013·德阳]现有重800N的木箱A，小李同学想把它搬到高为6m、长为10m的斜面上。如图18－4所示，他站在斜面上，沿斜面向上用600N的拉力使木箱A以0.2m/s的速度匀速从斜面底端到达斜面顶端。求：(1)小李同学拉木箱的功率是多大？(2)该斜面的机械效率是多少？(3)木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大？图18－4答案：(1)120W(2)80%(3)120N第18课时┃机械效率考点聚焦冀考探究命题角度：(1)重力做功或克服重力做功的计算；(2)有用功、额外功及总功的计算；(3)机械效率的计算；(4)机械效率变化的分析。第18课时┃机械效率考点聚焦冀考探究解析分析题意知，利用斜面提升重物时，克服物体重力做的功为有用功，拉力做的功为总功，克服摩擦做的功为额外功；因此小李同学拉木箱的功率可利用公式P＝Wt计算，斜面的机械效率则等于有用功与总功的比值，依据W额＝W总－W有计算出额外功，再根据f＝W额s计算出摩擦力的大小。第18课时┃机械效率考点聚焦冀考探究(1)t＝Lv＝10m0.2m/s＝50s，W总＝FL＝600N×10m＝6000J，P＝W总t＝6000J50s＝120W。(2)W有＝Gh＝800N×6m＝4800J，η＝W有W总＝4800J6000J＝80%。(3)W额＝W总－W有＝6000J－4800J＝1200J，f＝W额L＝1200J10m＝120N。