名师导学——3.3认识简单机械(4)

1、3.3认识简单机械 学习指要 一、知识要点 1. 2. 3. 4. 5. 有用功：利用机械时，必须要做的这部分功，叫有用功，常用W有用表示。 额外功：使用机械时，不需要但又不得不做的那部分功叫额外功，常用W额外表示。 总功：有用功和额外功的总和，叫总功，常用W总表示。 机械效率：有用功跟总功的比值，叫机械效率，常用n表示。 机械效率的公式：n = W有用X100%。 二、 重要提示W、 1. 2. 机械效率反映了有用功在总功中占的比例大小，它没有单位。 提高机械效率的方法：减少机械自重、减少机械的摩擦等来减小额外功；也可以在额外 功一定时，增大有用功。 3. 由于有用功总小于总功，机械效率总小

2、于 科学广场 滑轮组的机械效率仅由滑轮组决定吗 我们以如图310所示的滑轮组为例，设动滑轮的质最为m,为简化分析，设绳子 的质量及摩擦阻力不计。让滑轮组吊起质量为M的物体，则所做的有用功 W有用=Mgh，额 1+ m/M 外功W额外=mgh，则滑轮组的机械效率为 n= W有用= W有用 =-M- W总 W有用+ W额外M+ m m有关，也与所吊重物的质量 M有关, 由上式可知，滑轮组的机械效率既与动滑轮的质量 它随M的增大而增大。 圈 3-10 解题指导 () 做功越多 越省力 额外功在总功中占的比例越小 机械的功率越大 【例I】下列说法正确的是 A .机械效率越高， B .机械效率越高， C

3、 .机械效率越高， D .机械效率越高， 机械效率 【解析】 机械效率是有用功在总功里占的比例大小，它只与有用功和总功有关， 高，表示有用功在总功里占的比例大，但并不表示做功的多少；也不表示使用机械时是省 力 还是费力。由于总功是有用功和额外功之和，所以机械效率高，也表示额外功在总功中 占的比例小。机械效率与机械的功率无关。 【答案】C蕊 【例2】如图3 11所示，工人用滑轮组提升重 240牛的物体，所用的拉力为 150 牛，物体在5秒内匀速上升I米。求：(1)有用功的大小； 滑轮组的机械效率； (3) 拉力的功率。 图 3-1 【解析】因为动滑轮和重物是由 2股绳子承担的，所以，当动滑轮上升

4、距离为h时，两股 绳子都要缩短h，这样绳端拉动的距离 s=2h。 （1）因为提升货物是我们工作的目的，所以W有用=Gh= 240牛Xl米=240焦 动力所做的功即为总功，所以W总=卩s=F2h=150牛X2X米=300焦 n= W 有用X100% = 240焦 X100 % =80% W总300焦 拉力的功率即总功与时间之比：p= w 300焦 飞秒 =60瓦 【答案】（1）240焦（2）80 %（3）60瓦 同步训练A组 1. 下列说法正确的是（） A .用水桶从井里打水的时候，对桶做的功是有用功 B 用水桶从井里打水的时候，对水做的功是总功 C .桶掉到井里， D .桶掉到井里， 用功 2

5、. 用如图所示的甲、 从井里把桶捞上来的时候, 从井里把桶捞上来的时候, 对桶做的功是有用功 桶里带了一些水，对桶和水做的功都是有 乙两种方式匀速提升重为 重20牛，绳重和摩擦力不计。则 A 手的拉力： B 手的拉力： C 手的拉力： D 手的拉力： F甲=F乙；机械效率： F甲F乙；机械效率： F甲 F乙；机械效率: F甲 F乙；机械效率: 100牛的物体，已知滑轮 （） n甲=n乙 n甲Vn乙 n甲 n乙 n甲 耳乙 3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。下列说法下确的是（） A 甲种方法更省距离 B 乙种方法更省力 C 两种方法机械效率相等 D .两种情况

6、克服重力做功相同 甲 F=10牛的拉力， 牛；拉力F在10 所用拉力F=12.5 筆3腹I 4如图所示，物体重 100牛，不计滑轮重、绳重，不计机械自身摩擦，用 使物体以0.1米/秒的速度做匀速直线运动。物体受到的摩擦力为_ 秒内所做的功为焦；拉力F的功率为 瓦。若考虑机械自身的摩擦时, 牛，此时滑轮组的机械效率是 5.某同学在 测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的装置匀速提起重物，并做了如 下的实验记录： 钩码重 f;(牛) 钩码上升 高度旅来) 测力计的拉 力F(牛) 测力计移动 距离理米) 1 3 0. 1 0.40.3 (1) 如果你对该同学的实验记录进行分析，就会发现他的实验结

7、果是违背科学规律的，其 错误之处在于。 (2) 图乙是弹簧测力计的放大图，结合图甲，你会发现导致实验结果违背科学规律的原因 是 麻）i *斗3一 * i r (3)纠正错误后，可计算出该滑轮组的机械效率为 。 I第fi题) 6. 如图所示，工人在20秒内用小车沿斜面把质量为100千克的物体推到高处。已知该斜面 长3米，高1.5米，机械效率为71=80%, g取10牛/千克。求： (1) 工人将物体推上高处所做的有用功； (2) 工人将物体推上高处所做的总功和总功的功率。 (写出两个即 (3) 在实际生活、生产中应用了斜面工作原理的实例还有： 可)。 7. 小明用如图所示的滑轮组提升重物。 (1

8、) 在图中画出最省力的滑轮组绕线方式。 人对绳子的拉力 F为500 (2) 绳重及摩擦不计，小明将重为800牛的货物提至高处， 牛，货物在1分钟内匀速上升了 5米。 求滑轮组的机械效率。 如果货物重600牛，要把货物提升5米，求：拉力做的功、滑轮组的机械效率。 同步训练B组 (第8题) 8. 同学们在探究影响滑轮组机械效率高低的因素时，提出了下列假设: a.滑轮组机械效率的高低可能与动滑轮的重量有关； b .滑轮组机械效率的高低可能与被提物的重量有关； C.滑轮组机械效率的高低可能与物体被提升的高度有关； d .滑轮组机械效率的高低可能与承重绳子的股数有关。 一位同学按如图所示装置设计了四个滑

9、轮组，并将所测实验数据填人下表: 实验 次数 动滑轮 重(牛) 被提物 重(牛) 动力 (牛) 绳子的股数 机械效率(%) 1 2 1 1 4 1.67 2 4 2 1 4 2.5 (1) 在表中填人四次实验中绳子的股数和机械效率。 可知，滑轮组机械效率的高 (2) 根据实验 (填 ”或 ”，下同)和 低与被提物的重量有关。 (3) 根据实验和可知，滑轮组的机械效率与 无关。 O (填同 (4) 通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越 (5) 要研究滑轮组机械效率的高低是否与物体被提升的高度有关，应该选用 一”或 不同”滑轮组，通过提升 (填 相同”或 不同”的高度

10、来研究。 9. 用如图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, 使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。 F为牛，钩码总重 G为1.0 S为0.3米，则杠杆的机械效率为 (1) 实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，弹簧测力计的示数 牛，钩码上升高度h为0.1米，弹簧测力计移动距离 %。请写出使用该杠杆时做额外功的一个原因： (2) 为了进一步研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/牛 钩码移 动距离 h/米 拉力 F/牛 测力计 移动距 离S/米 机械效 率n

11、/% 1 A点 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4 2 B点 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3 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?，请简要说明两条理由： (3) 为提高本实验中杠杆的机械效率，请提一条合理的建议：。 10. 小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面 的倾斜程度之间的关系， 如图所示。她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动 小车，调节斜面倾斜角 0的大小多次测量，得到下表所示的数据： 斜面 倾斜角 0 小车重 G/牛 斜面高 h/米 斜面长 s/米 拉力 F/年 有

12、用功 W有用/焦 总功 W总/焦 机械效率n 12 5 0.2 1 2.1 2.1 47.6% 30 5 0.5 1 3.6 2.5 69.4% 45 5 0.7 1 4.3 3.5 4.3 (1) 请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据。 (2) 分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角 的机械效率越。 实验过程中拉力的方向应与斜面 。 (4)若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持 只改变，这种研究问题的方法我们称之为 11.如图所示是某水上打捞船起吊装置的结构。 一只密封货箱打捞出水面，已知该货箱体积为 B越，斜面越省力，斜面 不变，斜面的光滑程度不变, 法。 某次打捞作

13、业中，该船将沉没于水下深处的 50米3,质量是200吨。 第 HR) (1)货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少？ 货箱完全出水后，又被匀速吊起 I米，已知此时钢缆拉力 F为1X106牛，则在此过程中 拉力F所做的功是多少？起吊装置的滑轮组机械效率是多少？ (3) 若货箱从刚露出水面到完全出水的过程中是被匀速提升的，请分析在此过程中，货箱所 受浮力和滑轮组机械效率的变化情况。(水的密度为1.0 XW3千克/米3, g取10牛/千 克，不考虑风浪、水流等的影响) 参考答案 3.3认识简单机械(4) 1. C 2 . D 3. D 4. 30 30 3 80 % 5. (1)有用功比总功还大(2)弹簧测力计读数 错了，应为 0.8 牛(3)83.3 %6.(1)1500 焦(2)1875 焦 93.75 瓦 (3)引桥、盘山公路7 .(1) 如图 80% 4000 焦 75%8. (1)366.7379.8366.7280.0 F G (第7画 承重绳子的股数小(5)同一不同9. (1)0.566.7使用 杠杆时需要克服自重、摩擦力等做功(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的结论是不可靠的(3)选择支点 灵活的杠杆(或减小杠杆自重)解析：弹簧测力计的读数要注意量程和分11 0.1 牛。n = W有用 厂度值，题中弹簧测