123机械效率（讲义）学生版

人教版八年级物理下册第12章《简单机械》第3节机械效率讲义（知识点总结+例题讲解）序号知识点难易程度例题数变式题数合计一有用功和额外功★3322二机械效率★★44三测量滑轮组的机械效率★★22四杠杆和斜面的机械效率★★22一、有用功、额外功、总功：1.有用功（W有）：为了达到工作目的，必须要做的功。如右图，克服物体重力所做的功就是有用功：W有=GhG：物体的重力；h：物体提升的高度；2.额外功（W额）：对人们没有用但不得不做的功；3.总功（W总）：利用机械做功时，对机械所做的功叫做总功；4.说明：（1）W总=W有+W额（2）总功、有用功、额外功的单位都是焦（J）。5.杠杆和斜面做功：【例题1】水桶掉进水里，打捞时桶里带些水，下列所述中属于有用功的是（）A.把桶中水提高做的功 B.手对绳子拉力做的功C.提整个桶做的功 D.把桶提高做的功【变式练习1】甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，则（）A.甲吊车的电动机做的有用功较多B.甲吊车的电动机做的总功较多C.乙吊车的电动机做的额外功较多D.甲、乙两吊车的电动机做的总功相同【例题2】卖茶杯的人，从货架上拿起茶杯；喝茶水的人，从桌面上端起盛茶水的茶杯，就两人克服茶杯重力做功的下列说法中正确的是（）A.都是有用功B.都是额外功C.对喝茶的人而言是有用功D.对卖茶杯的人而言是有用功【变式练习2】如图所示，小明用桶把一些沙子运上三楼。在此过程中（）A.小明克服自身重力所做的功是总功B.小明克服沙子重力所做的功是有用功C.小明克服沙子重力所做的功是额外功D.小明克服桶的重力所做的功是有用功【例题3】如图所示，斜面长度为4m，高度为1.5m，用平行于斜面的拉力F＝50N，将重为100N的物体由斜面的底端匀速拉到顶端，拉力对物体做的有用功为J，拉力做总功J，物体受到的摩擦力N。【变式练习3】如图所示是电动传送机，传送带斜面长15m，高7.5m，每袋货物质量m＝30kg。传送机匀速传送一袋货物到A处所做的有用功为J，传送机工作时的机械效率是75%，则传送一袋货物所做的额外功是J．（g取10N/kg）二、机械效率：1.意义：在保证所做有用功一定的情况下，人们总是希望额外功在总功中所占的比例越少越好。有用功占总功的比例反映了机械的一项性能，在物理学中用机械效率来表示。2.定义：物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率；用符号η表示；3.公式：；4.物理意义：机械效率是标志机械做功性能好坏的重要指标，机械效率越高，机械的性能越好；5.说明：（1）机械效率只有大小，没有单位；（2）由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1；（3）机械效率通常用百分数表示；（4）对一个机械来说，机械效率不是固定不变的，机械效率反映的是机械在一次做功过程中有用功跟总功的比值，同一机械在不同的做功过程中，有用功不同，机械效率也会不同。【例题4】下列说法中正确的是（）A.机械效率高的机械，做功就越多B.功率大的机械，做功就越多C.功率小的机械，其机械效率越低D.功率大的机械，做功就越快【变式练习4】关于功、功率和机械效率相互关系的说法中，正确的是（）A.机械效率越高，机械做功越快B.做功越多的机械，机械效率越高C.功率越大的机械，做功越多D.做功越快的机械，功率越大【例题5】和的比值称为机械效率。使用机械时，由于存在额外功，因此所做的有用功必总功，因此，机械效率必1．（填：“小于”、“大于”或“等于”）【变式练习5】某机械的效率为50%，表示该机械做功时，功在总功中的比例为50%，使用任何机械时。机械效率总是小于。【例题6】如图，用甲、乙两种装置将重均为10N的物体匀速提升相同高度。滑轮重均为1N，不计绳重及摩擦，所用的拉力分别是F1和F2，机械效率分别是η1和η2，则（）A.F1＞F2η1＞η2B.F1＜F2η1＜η2C.F1＞F2η1＜η2D.F1＜F2η1＞η2【变式练习6】如图所示，分别使用甲、乙、丙三种方式把同一物体M匀速提升至相同高度（绳长不变），测得各拉力大小如图所示，则（）A.利用机械丙提升M时省力B.F乙和F丙两个力所做的功相同C.机械丙的机械效率比机械乙的低D.所测的的数据不能计算机械乙和丙的机械效率【例题7】如图所示，甲、乙杠杆的质量和长度均相同，机械摩擦不计，分别使用甲、乙杠杆将物体A提升相同的高度，则在工作过程中，甲、乙杠杆的机械效率相比（）A.甲的大B.乙的大C.一样大D.无法确定【变式练习7】如图所示，分别用三个大小相同、方向分别沿A、B、C三个斜面的力将同一物体推上同一高度，则（）A.三个斜面的机械效率相同，所做有用功一样多B.斜面A的机械效率最高，所做有用功一样多C.斜面B的机械效率最高，所做有用功一样多D.斜面C的机械效率最高，所做有用功一样多三、测量滑轮组的机械效率：1.实验原理：2.实验器材：刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮、铁架台、长约2m的细绳。3.实验步骤：（1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格；（2）按照图甲安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置；（3）如图乙所示，匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表格；（4）算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格；（5）改变钩码的数量，重复上面的实验；4.实验数据记录：5.实验结论：用同一滑轮组提升重力不同的物体时，机械效率不同；被提升的物体越重，机械效率越高。【例题8】工人师傅利用如图所示的滑轮组提货物，货物重200N，动滑轮重为40N，重物在10s内上升2m。不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）A.工人做的有用功为1200JB.动滑轮移动了4mC.机械效率约为83.3%D.工人做功的功率为16W【变式练习8】如图所示，牵引车通过滑轮组将水平面上的物体匀速吊起，物体重900N、底面积为200cm2，物体20s内匀速竖直上升1m，牵引车的拉力为400N。不计绳重和摩擦，则下列结果正确的是（）A.动滑轮的重力为200NB.20s内牵引车的拉力做功为3600JC.该滑轮组提升重物的机械效率为75%D.当物体受到100N的拉力时，物体对地面的压强为4.5×104Pa【例题9】如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，提升过程中滑轮组的机械效率为90%，已知物体A重540N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，关于该过程，下列说法正确的是（）（多选）A.绳子自由端受到的竖直向下的拉力为200NB.绳子自由端拉力的功率为120WC.该工人对地面的压力为200ND.支架受到滑轮组的拉力为1000N【变式练习9】如图所示，工人利用滑轮组提升重为810N的物体，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为90W，不计绳重和摩擦。求这段过程中：（1）工人拉绳子的速度；（2）作用在绳子自由端的拉力F；（3）滑轮组的机械效率。四、杠杆和斜面的机械效率：1.杠杆：（1）有用功：克服钩码重力做的功为有用功；（2）额外功：克服杠杆重力做的功为额外功；（不计摩擦）（3）总功=有用功+额外功；（或者总功等于拉力乘以拉动的距离）（4）机械效率：①②物体越靠近拉力作用点，机械效率越大。2.斜面：在斜面粗糙程度相同时，斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；斜面越陡，机械效率就越高。【例题10】小明用如图所示的装置研究“杠杆的机械效率”实验时，将重为G的钩码挂在铁质杠杆上A点，弹簧测力计作用于C点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，杠杆的机械效率η1；若仅将弹簧测力计改挂到B点，仍将钩码竖直向上匀速提升h的高度，杠杆的机械效率为η2，则（）A.η1＜η2B.η1＝η2C.η1＞η2D.无法确定【变式练习10】如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为36N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为25cm。则杠杆的机械效率为。【例题11】如图斜面长为2m、高为0.4m，现将重为20N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，则（）A.拉力所做的功为2JB.斜面的机械效率为80%C.物体受到的摩擦力为5ND.有用功为40J【变式练习11】我国南方地区经常因