如何提高机械效率

1、如何提高机械效率例题讲解例题讲解小明用重为20N的桶将100N的沙子从一楼提到三楼，已知每层楼高三米，小明体重400N，在这一过程中，小明对沙子做多少功？W沙=G沙h=100N23m=600J对桶做功W桶=G桶h=20N6m=120J克服自身重力做功W人=G人h=400N6m=2400J人总共做功W总=W沙+W桶+W人=3120J 他还需对哪些做功才能将沙子提到三楼？改用动滑轮来提沙子，如果动滑轮重10NW沙=G沙h=100N23m=600J对桶做功W桶=G桶h=20N6m=120J对动滑轮做功W轮=G轮h=10N6m=60J人总共做功W总=W沙+W桶+W轮=780J现改用5N中的塑料袋来装沙

2、子：W沙=G沙h=100N23m=600J对塑料袋做功W袋=G袋h=5N6m=30J对动滑轮做功W轮=G轮h=10N6m=60J人总共做功W总=W沙+W袋+W轮=690JW沙=G沙h=100N23m=600J对桶做功W桶=G桶h=20N6m=120J克服自身重力做功W人=G人h=400N6m=2400JW沙=G沙h=100N23m=600J对桶做功W桶=G桶h=20N6m=120J对动滑轮做功W轮=G轮h=10N6m=60J人总共做功W总=W沙+W桶+W人=3120J人总共做功W总=W沙+W桶+W人=3120JW沙=G沙h=100N23m=600J对塑料袋做功W袋=G袋h=5N6m=30J对动

3、滑轮做功W轮=G轮h=10N6m=60J人总共做功W总=W沙+W袋+W轮=690J额外功=2520J有用功有用功有用功额外功=180J额外功=90J要实现目的，完成有用功,必须施加动力F对滑轮做功，是总功W总提升重物G是目的，有利用价值功是有用功W有要提升重物G，同时必须将动滑轮也提升。这时要克服滑轮重力和摩擦而额外做功，否则你不能完成任务。本功无利用价值而又不得不做，是额外功W额。三者关系： W总 W有 W额用机械工作时的三种动用水桶从井中提水时，所做的有用功是用水桶从井中提水时，所做的有用功是 ，额外功是，额外功是 ，总，总功是功是 ；如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来如果桶掉到井里，从

4、井里捞桶时，捞上来的桶里带了一些水，有用功是的桶里带了一些水，有用功是 ，额外功是额外功是 ，总功是，总功是 。 克服水的重力做功克服水的重力做功克服桶的重力做功克服桶的重力做功拉力所做的功拉力所做的功克服桶的重力做功克服桶的重力做功克服水的重力做功克服水的重力做功拉力所做的功拉力所做的功重为G的物体A 在拉力F的拖动下匀速运动了S米，试分析有用功、额外功和总功。1.1.定义：有用功跟总功的比值叫机械效率定义：有用功跟总功的比值叫机械效率 2.公式：公式： 有用功总小于总功，所以机械效率总小于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 %100总有WW%100额有有WWW或：3.3.机械效率的单位

5、是什么？机械效率的单位是什么？2.2.机械效率的高低表示什么意义？机械效率的高低表示什么意义？机械效率1.如何理解机械效率的意义如何理解机械效率的意义请你判断：下面说法中是否正确？1有用功越多，机械效率越高（ ）2额外功越少，机械效率越高（ ）3物体做功越慢，机械效率越低（ ）4做总功越多，机械效率越低（ ）5做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（ ）6做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（ ）7机械效率越高，越省力（ ）例1.关于功、功率、机械效率的说法，下列选项中正确的是（）A 功率越大的机器做功一定越多B 机械效率越大，做的有用功一定越多C 机械效率越大，功率越大D 功率越大，做

6、功越快D例2.甲、乙两种机械的效率分别是70%和50%，则下列说法中正确的是（）A 使用甲机械省力B 使用甲机械省功C 使用甲机械做功快D 乙机械的额外功在总功中占的比例大D例3.如图所示的剪刀剪纸时的机械效率为80%，这表示（）A.若作用在剪刀的动力是1N，则阻力是0.8NB.若作用在剪刀的阻力是1N，则动力是0.8NC.若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.2J的功用于剪纸D.若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.8J的功用于剪纸D滑轮和滑轮组的机械效率1.定滑轮FGGhW总=FSW有=Gh%100%100FSGhWW总有FGGhW有=GhW总=FS%100%100FSGhWW总有S=2h%1

7、002FG%1002hFGh2.动滑轮FGGhGGhFW有=GhW总=FS%100%100FSGhWW总有S=2h%1002FG%1002hFGh3.滑轮组的机械效率W有=GhW总=FS%100%100FSGhWW总有S=3h%1003FG%1003hFGh滑轮组的机械效率数为连接动滑轮的绳子段n%,nFG%FnhGh100100FGGhFGGhFGGhGGhF%FSGh100%2FG100%nFG100影响滑轮和滑轮组机械效率的因数有哪些？影响滑轮和滑轮组机械效率的因数有哪些？1.物重物重G；2.额外功额外功W额外额外定滑轮的额外功W额外=W摩擦+W绳重动滑轮和滑轮组的额外功W额外=W摩擦+

8、W绳重+W动滑轮物重一定时，额外功越大，机械效率越低；额外功一物重一定时，额外功越大，机械效率越低；额外功一定时，物体越重，机械效率越高。定时，物体越重，机械效率越高。若动滑轮重G动，不计绳重及一切摩擦，则动滑轮和滑轮组的机械效率是多少？FGGhGGhFW有=GhW总=FS%100%100FSGhWW总有S=2h%GGG%h)GG(Gh100100221动动)GG(F动21FGGhGGhF例4.使用图示两种装置的滑轮组将相同的物体提起，不计绳重及绳与滑轮等摩擦时，滑轮组的机械效率哪个大？甲乙例5、利用如图所示的滑轮组，在F=80N的拉力作用下,将一个重为180N的物体匀速举高1m，绳重、摩擦不

9、计。求:（1）W总=？（2）W有用=？ (3) W额外=? (4)=? (5) G动=?NGG(3F)(8015）不计绳重和摩擦时，动解：W总=FS=80N2m=160J W有用=Gh=180N1m=180J W额外=W总W有用=180J160J=20J%NN%nFG%WW)(781008031801001004总有用NNNGFG601808033动F例6.如图所示，工人用滑轮或滑轮组提升重物，每只滑轮质量均相同，若把同一货物匀速提升相同的高度（不计绳子与滑轮间的摩擦），下列说法正确的是（）A.使用C滑轮组与使用D滑轮组一样省力B.使用D滑轮组最省力C.其中机械效率最高的是使用C滑轮组D.其中

10、机械效率最高的是使用B滑轮DFGGhAFGGhBFGGhCGGhFD如例7.图所示，定滑轮重2N，动滑轮重1N物体A在拉力F的作用下，1s内将重为8N的物体A沿竖直方向匀速提高了0.2m如果不计绳重和摩擦，则以下计算结果正确的是（）A 绳子自由端移动速度为0.6m/sB 滑轮组的机械效率为80%C 拉力F的功率为1.8WD 拉力F的大小为5NC例8.如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓慢上升，动滑轮的重力不可忽略，现改变物体的重力G，则动滑轮的机械效率与物体重力G的关系可能符合下列图中的（）ABCDB例9.如图所示，工人用滑轮组把重物匀速提升到一定高度，重物的重力

11、为G物，动滑轮的重力为G动，此装置的机械效率为，不计绳重和摩擦则工人所用的拉力在下述表达中错误的是（）ABCDC例10.小明利用如图所示的装置沿水平方向匀速拉动一个质量为200kg、底面积为0.4m2的物体A时，A受到地面的摩擦力为600N，作用在绳端的拉力为250N，当A移动0.5m时，求：（g取10N/kg）（1）A对地面的压强；（2）拉力做的功；（3）滑轮组的机械效率解：物体对水平地面压力FN=GA=mg,受力面积S=0.4m2则对地面的压强Pam.kg/NkgSmgSFPN500040102002由图示滑轮组可知，拉力移动的距离S=3SA=1.5m,所以拉力做功WF=FS=250N1.

12、5m=375J.滑轮组做的有用功为克服摩擦力所做的功W有=FfSA%m.Nm.N%FSSF%WWAf801005125050600100100总有例11.小强利用如图所示的滑轮组去拉物体，使重为2000N的物体A沿水平方向匀速移动了6m，若A所受地面的摩擦力f = 600N，小强所用拉力F =250N，该装置的机械效率是多少？若物体A重为3000N，仍使用该滑轮组去拉物体A沿水平方向匀速移动了6m，此时机械效率是多少？（两次拉动物体时的额外功相同）FA解：当摩擦力f=600N，拉力F=250N时，由所用的滑轮组可知拉力F移动的距离S=36m，80%3250N600N%FSsf%WW100100

13、100总有W额外=W总W有用=250N36m600N6m=900J当物重G=3000N时，物体受到的摩擦力NNNN f90030002000600则W总=fS+W额外，W有用=fS85.7%JmNmN%WS fS f10090069006900100额外例12.如图所示，物体在水平面上做匀速直线运动，拉力F=60N，该装置的机械效率为70%，则物体受到的摩擦力大小是（）A.60NB.126NC.180ND.257.1NB序序号号物重物重（N）提升高提升高度（度（m）绳端拉绳端拉力（力（N）绳端移动绳端移动距离（距离（m）机械效机械效率率1612.5460%216154例12.小李在测定某滑轮组

14、的机械效率时，得到下表中的两组数据完成表格中空格该实验采用的实验装置图是图中的 (填“甲”或“乙”）比较实验1、2可得：使用同一滑轮组，增大提升物体的物重，可以 滑轮组的机械效率(填“增大”或“减小”）小李想到计算机械效率还可用 ，于是用弹簧测力计测得动滑轮重，代入上式计算后发现比实际测得的机械效率值偏大，原因是实际测量中还包含克服 做的功h)G(GGh动80%甲增大”绳重及摩擦GFGF甲乙在上述实验操作中，如果拉力F的方向不沿竖直方向，则测出的滑轮组的机械效率会有不同吗？GFGF甲乙GFGF丙丁小结定滑轮的机械效率：%FSGh100动滑轮及滑轮组机械效率数为连接动滑轮的绳子段n %.nFG1

15、00不计绳重及摩擦时，动滑轮及滑轮组的机械效率：%GGG100动在上述的机械效率中的“G”应如何理解？滑轮机械效率中的“G”用理解为滑轮对物体的拉力，当滑轮匀速向上提起重物时，滑轮对物体的拉力大小为物重G；打那个滑轮水平匀速拖动物体时，滑轮对物体的拉力大小为物体受到的阻力，而不是物体的重力G。斜面的机械效率LhF若斜面长L米，斜面高h米，用沿斜面方向的拉力F将物重为G的物体从斜面底拉倒斜面顶，在这过程中，拉力F（即动力）做的是总功，斜面把物体举高h对物体做的功为有用功。即W有=Gh，W总=FL%FLGh%WW100100总有则斜面的机械效率用斜面对物体做功时，额外功有哪些？额外功主要是克服物体

16、与斜面间的摩擦力Ff做的功，即W额=FfL所以，W总 = W有 + W额 FL = Gh + FfL例13.在一个高为h、长为L的斜面上，用沿斜面向上的力F把重为G的木块匀速向上拉的过程中，如果斜面的机械效率为，则木块和斜面间的摩擦力表达式错误的是（）AF(1) B C DGLhFGLh)(1LhFD例14.学习了机械效率知识后，同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想：A斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关；B跟斜面的粗糙程度有关；C跟斜面的长度有关；D跟物体的重力有关小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确，设计方案并进行了探究，下表反映了他的探究过程请你替小刚在

17、上表中的空格处填上适当的数据通过对比实验数据，可验证猜想 (填写字母)通过对比实验数据，可以得出的探究结论是：当其它条件一定时，斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越在实验中，物体与斜面之间的摩擦力为N实实验验次次数数斜斜面面倾倾角角斜面斜面粗糙粗糙程度程度物重物重G/N斜面斜面高度高度h/m沿斜沿斜面拉面拉力力F/N斜面斜面长长S/m有用有用功功W有有/J总总功功W总总/J机械机械效率效率%30粗糙10.50.710.50.77130稍光滑10.50.610.50.68345粗糙10.70.910.9780.7B大0.2例15.如图所示，斜面长1m，高0.4m，用大小为5N沿斜面向上的拉力F，将

18、重10N的铁块从底端匀速拉到顶端，斜面的机械效率为 ；若仅使倾角逐渐增大，沿斜面向上的拉力将逐渐 （选填“增大”、“不变”或“减小”），此斜面的机械效率将逐渐 （选填“增大”、“不变”或“减小”）80%增大增大例16.如图所示，在探究“斜面的机械效率”的实验中，以下说法正确的是 ( )A用弹簧测力计沿斜面向上拉木块时，应尽量匀速B斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率C木块与斜面间的摩擦对斜面的机械效率没有影响D斜面的倾斜程度越大，沿斜面所用的拉力越小 A杠杆的机械效率例17.小明在探究利用杠杆做功的实践活动中，所用的杠杆是一根重为5N、质量均匀的硬棒。他将棒的一端固定，把重为15N的重物挂在棒的中

19、点，然后用手竖直提起棒的另一端，如图所示。若把重物提升了l0cm，则小明使用杠杆所做的有用功为_J，机械效率是_。ShFFG支点W有用= G h = 15N0.1m=1.5J根据杠杆平衡条件和三角形的相似知识可求出拉力F=(G物+G杆)/2，S=2hW总=FS=(G物+G杆)2h/2=(15N+5N)0.1m = 2J%JJ.%WW75100251100总有1.575%例18.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（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，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，测力计

20、移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为 %请写出使用该杠杆做额外功的一个原因： 0.566.7使用杠杆做功时需要克服杠杆自身重力及摩擦做功。（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：次次数数钩码钩码悬挂点钩码总重G/N钩码移动距离h/m拉力F/N测力计移动距离s/m机械效率/%1A点0.3071.42B点2.0083.3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： ；不能不能两次实验钩码没有挂在同

21、一个位置上仅根据一次对比试验所得结论是不可靠的。综合题例19.利用如下图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力为F=50N，则该装置的机械效率为A40 B50 C80 D100例20.张强同学利用如图所示的滑轮组将货物运送到楼上，图中每个滑轮等重，不计绳子重和摩擦。如果所送货物重G从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子，且提升同样的高度。图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物的重力的增加而变化的图像。请根据有关信息完成以下问题：每个滑轮的重是多少？解由图像可知，当G=200N时，=50%，即G动=100N绳子能承受的最大拉力是多少？当绳子的拉力最大时，滑轮组的机械效率是多少?解从图像中可知，当物重G=1600N时，绳子恰好拉断，则绳子可承受的最大拉力解绳子所受拉力最大时的机械效率N)NN()GG(F450200160041241动大%.NNNhGhGhGWW988200160016002动总有例21.用