2020年中考物理 第14课时《机械效率》复习课件

第14课时机械效率考点机械效率教材梳理夯实基础重难探究逐个击破1.有用功、额外功和总功（1）有用功：对人们有用的功，用W有用表示。（2）额外功：并非我们需要但又不得不做的功，用W额外表示。（3）总功：有用功与额外功之和或动力所做的功，用W总表示，即W总=。W有用+W额外教材梳理夯实基础重难探究逐个击破2.机械效率（1）定义：有用功与总功的。（2）公式：η=𝑊有用𝑊总×100%。（3）机械效率是一个比值，常用百分数表示。由于使用机械时总会做一些额外功，总有W有用W总，因此机械效率总1。比值小于小于教材梳理夯实基础重难探究逐个击破【点拨】（1）若不考虑绳重和摩擦，只考虑动滑轮重G动时，滑轮组的机械效率最终可表示为η=𝐺物𝐺物+𝐺动×100%。（2）若滑轮组不是用来提升物体，而是拉着物体水平运动，则机械效率可表示为η=𝑓𝐿𝐹𝑠×100%=𝑓𝐿𝐹·𝑛𝐿×100%=𝑓𝑛𝐹×100%。（3）斜面的机械效率为η=𝐺ℎ𝐹𝑠×100%（G为物重，h为物体上升的竖直高度，s为物体沿斜面移动的距离）。（4）提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦等。教材梳理夯实基础重难探究逐个击破【知识纵横】功与功率的区别与联系概念功功率符号WP大小力和物体在力的方向上移动距离的乘积单位时间内物体做功的多少意义做功的多少做功的快慢公式W=FsP=Wt单位J（焦耳）W（瓦特）联系W=Pt教材梳理夯实基础重难探究逐个击破探究一有用功、总功和额外功的认识1.[2019·洪泽区二模]如图16-1所示，物体重170N，动滑轮重10N。小明用100N的拉力（方向不变）将物体匀速提升2m，用了10s，则此过程中有用功是J，额外功是J，拉力功率是W。图16-13406040教材梳理夯实基础重难探究逐个击破2.如图16-2所示，工人用一均匀杠杆将重为1000N的货物匀速提高1m，如果动力臂与阻力臂之比为2􀏑1，而工人所用的拉力为600N，则在此过程中有用功为J，总功为J，如果克服摩擦做功40J，则此杠杆的自重为N。图16-210001200160教材梳理夯实基础重难探究逐个击破探究二机械效率的认识及其计算3.已知甲、乙两种机械在做功过程中，甲的机械效率比乙的机械效率大，这表明（）A.甲做功比乙做功快B.甲做的有用功比乙做的有用功多C.甲做的额外功比乙做的额外功少D.甲做的有用功与总功的比值比乙大D教材梳理夯实基础重难探究逐个击破4.[2019·秦淮区一模]用如图16-3所示的滑轮组甲和乙提升重物，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）图16-3A.若重物重力和提升高度相同，则滑轮组的机械效率相同B.若重物重力和绳端拉力相同，则滑轮组的机械效率相同C.若重物重力和提升高度相同，则滑轮组甲的机械效率高D.若重物重力和绳端拉力相同，则滑轮组甲的机械效率高D教材梳理夯实基础重难探究逐个击破5.[2019·广州]如图16-4所示，把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点，在此过程中绳的拉力对甲做的功为WAB；用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙沿斜面从C点匀速拉至与B等高的D点，在此过程中绳的拉力对乙做的功为WCD，斜面的机械效率为（）图16-4A.𝑊𝐴𝐵𝑊𝐶𝐷×100%B.𝑊𝐶𝐷𝑊𝐴𝐵×100%C.𝐺ℎ𝑊𝐶𝐷-𝑊𝐴𝐵×100%D.𝐺ℎ𝑊𝐶𝐷+𝑊𝐴𝐵×100%A教材梳理夯实基础重难探究逐个击破6.[2019·淮安]如图16-5所示，工人将80N的重物提升了3m，所用的时间为20s，拉力为50N，则工人做的有用功为J，拉力的功率是W，动滑轮的机械效率是。图16-52401580%教材梳理夯实基础重难探究逐个击破7.[2019·郴州]一辆总重为2×104N的电动汽车，以恒定功率50kW在平直的公路上匀速行驶3km，用时3min。已知汽车在行驶中所受阻力为车重的0.1倍，汽车轮胎与地面接触的总面积为0.5m2。求：（1）汽车对地面的压强。（2）汽车的牵引力所做的功。（3）汽车发动机的机械效率。（计算结果精确到0.1%）教材梳理夯实基础重难探究逐个击破（1）汽车对地面的压强p=𝐹𝑆=𝐺𝑆=2×104N0.5m2=4×104Pa。教材梳理夯实基础重难探究逐个击破7.[2019·郴州]一辆总重为2×104N的电动汽车，以恒定功率50kW在平直的公路上匀速行驶3km，用时3min。已知汽车在行驶中所受阻力为车重的0.1倍，汽车轮胎与地面接触的总面积为0.5m2。求：（2）汽车的牵引力所做的功。（2）因为汽车匀速行驶，故牵引力等于阻力，根据题意，F=f=0.1G=0.1×2×104N=2000N，所以牵引力做功W有用=Fs=2000N×3000m=6×106J。教材梳理夯实基础重难探究逐个击破7.[2019·郴州]一辆总重为2×104N的电动汽车，以恒定功率50kW在平直的公路上匀速行驶3km，用时3min。已知汽车在行驶中所受阻力为车重的0.1倍，汽车轮胎与地面接触的总面积为0.5m2。求：（3）汽车发动机的机械效率。（计算结果精确到0.1%）（3）发动机输出总功W总=Pt=50×103W×3×60s=9×106J，则汽车发动机的机械效率η=𝑊有用𝑊总×100%=6×106J9×106J×100%≈66.7%。突破测量简单机械的机械效率【实验梳理】实验内容测量简单机械（滑轮组、杠杆、斜面）的机械效率实验装置\实验突破素养提升（续表）数据关系有用功的计算：W有用=；总功的计算：W总=；机械效率的计算：η=𝑊有用𝑊总×100%=𝐺ℎ𝐹𝑠×100%所测物理量物重G、物体上升的高度h、拉力F、拉力移动的距离s注意事项弹簧测力计拉滑轮组时，应沿竖直方向匀速拉动；弹簧测力计读数时应在匀速拉动的过程中进行读数GhFs实验突破素养提升例1在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示。序号动滑轮重G动/N物重G/N物体上升的高度h/m绳端受到的拉力F/N绳端移动的距离s/m滑轮组的机械效率η10.510.10.60.355.6%20.520.11.00.366.7%30.540.10.3实验突破素养提升（1）根据表格中的数据，在图16-6甲中画出滑轮组的绕绳方法。（2）实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应（选填“保持静止”或“匀速上升”）。匀速上升图16-6如图所示实验突破素养提升（3）第3次实验时，弹簧测力计示数如图乙所示，此时绳端受到的拉力为N，滑轮组的机械效率为%。（最后一空精确到0.1%）（4）根据表格中的数据分析可知：①随着物重的增大，额外功（选填“变小”“不变”或“变大”），原因是。②要提高同一滑轮组机械效率，可以采取____________________________________的措施。1.874.1变大克服摩擦做的额外功变大增大物重（或减轻动滑轮重，或减小滑轮转轴处的摩擦等）实验突破素养提升例2用如图16-7所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。图16-7（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，弹簧测力计的示数F为N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，弹簧测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为%（结果精确到0.1%）。请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：。0.566.7由于使用杠杆时需要克服杠杆自重（或克服摩擦力）等做功实验突破素养提升（2）为了进一步探究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：次数钩码悬挂点钩码总重G/N钩码移动距离h/m拉力F/N弹簧测力计移动距离s/m机械效率η1A点1.50.100.70.3071.4%2B点2.00.151.20.3083.3%根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论?答：；请简要说明两条理由：①；②。不能两次实验时钩码没有挂在同一位置仅根据一次对比实验所得结论不存在普遍性实验突破素养提升例3小亮看到工人利用斜面把货物推到小车上，联想到物理课上学过的知识，提出了以下两个问题：①斜面越缓越省力，是不是机械效率越高呢?②对于同一个滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高；对于同一个斜面，是不是所推的物体越重，机械效率越高呢?为了解决以上问题，小亮与几个同学一起用如图16-8所示的装置进行了多次实验探究，记录的部分实验数据如下表所示。图16-8实验突破素养提升实验次数斜面倾角物重G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m有用功W有用/J总功W总/J机械效率η①45°10.70.910.977.8%②30°10.50.710.50.771.4%③30°20.51.4111.4（1）表格中缺少2个数据，请补充完整。（2）在实验操作过程中，应沿斜面向上拉动木块；实验时要使斜面的倾斜角变大，应该把斜面下面的木块向（选填“左”或“右”）移动。0.771.4%匀速直线左实验突破素养提升（3）通过对比实验①②的数据，得出的结论是斜面越缓越省力，机械效率越。（4）通过对比实验（填实验次数）的数据，得出的结论是对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重力。小②③无关实验突破素养提升