12.4　机械效率 第1课时 机械效率课件 2024~2025学年人教版（2024）八年级下册物理

第十二章

简单机械第4节机械效率第１课时机械效率基础过关全练知识点1

有用功和额外功1.(新独家原创)周末,小马同学将装有饮用水的水桶由水站

扛回到三楼家中,关于小马所做的功,下列说法正确的是()A.对饮用水所做的功是有用功B.对饮用水所做的功是额外功C.对水桶所做的功是有用功D.克服自身重力所做的功是总功A解析小马同学将装有饮用水的水桶由水站扛回到三楼家

中,对饮用水所做的功是有用功;对水桶做的功和克服自身重

力所做的功是额外功,有用功与额外功的总和为总功。2.如图,斜面长s=60cm,高h=20cm。用弹簧测力计拉着重为

6N的物体从斜面底端沿斜面向上做匀速直线运动至顶端,

弹簧测力计的示数为2.5N。在此过程中,拉力做的有用功是

J,总功为

J,额外功为

J,物

体受到的支持力做功为

J。对上述数据进行分析

可以得出:使用斜面

(选填“能”或“不能”)省

功。1.21.50.30不能解析拉力做的有用功W有用=Gh=6N×0.2m=1.2J;做的总功

W总=Fs=2.5N×0.6m=1.5J;做的额外功W额外=W总-W有用=1.5J-

1.2J=0.3J。物体受到的支持力的方向垂直斜面向上,物体在

这个方向上没有移动距离,故支持力没有做功。由分析数据

可知,使用任何机械都不能省功。知识点2机械效率3.(2024广东徐闻期末)下列关于机械效率的说法正确的是

()A.越省力的机械,机械效率越高B.做功越快的机械,机械效率越高C.做有用功越多的机械,机械效率越高D.有用功与总功的比值越大的机械,机械效率越高D解析物理学中,将有用功跟总功的比值叫作机械效率,因此

有用功与总功的比值越大的机械,机械效率越高。故选D。4.(教材习题变式)(2024湖北武汉硚口期末)用一个动滑轮在5s内将一重为300N的物体匀速向上提起3m,拉力为200N。

下列说法错误的是

()A.拉力的功率为120WB.动滑轮的机械效率为75%C.拉力做的有用功为900JD.绳端移动的距离为6mA解析由题意可知,使用动滑轮提升物体时,绳端移动的距离

s=2h=2×3m=6m,拉力做的总功W总=Fs=200N×6m=1200J,

拉力的功率P=

=

=240W,有用功W有用=Gh=300N×3m=900J,则动滑轮的机械效率η=

=

=75%,故A错误,符合题意。5.(跨学科·物理学与工程实践)起重机在我国基础建设中发

挥了重要的作用。如图a所示是一台正在建筑工地作业的起

重机,起重机吊臂上的滑轮组(如图b所示)将质量为4.5×104kg的重物竖直匀速提高20m,拉力F的大小为3×105N,所用时间为5min,g取10N/kg。求:(1)拉力F所做的功;(2)拉力F做功的功率;(3)在此过程中滑轮组的机械效率。解析(1)由题图b可知,滑轮组绳子的有效股数n=3,绳子自由端移动的距离为s=nh=3×20m=60m,拉力F所做的功为W总=Fs=3×105N×60m=1.8×107J;(2)拉力F做功的功率P=

=

=6×104W;(3)拉力做的有用功为W有用=Gh=mgh=4.5×104kg×10N/kg×20m=9×106J,在此过程中滑轮组的机械效

率η=

=

=50%。能力提升全练6.(新课标·科学推理)(2024河南中考,11,★☆☆)如图,甲、乙

两人用不同的装置,在相同时间内把质量相等的货物匀速提

升到同一平台,不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是

()A.甲做的有用功多B.乙做的总功多C.甲做总功的功率大D.乙所用装置的机械效率小C解析把质量相等的货物提升到同一平台,由W有=Gh=mgh可

知,两个装置做的有用功相同,A错误;由于不计绳重及滑轮的

摩擦,甲克服动滑轮的重力做额外功,乙不做额外功,由W总=W有+W额可知,甲做的总功多,B错误;做功时间相同,由P=

可知,甲做总功的功率大,C正确;由η=

可知,乙所用装置的机械效率大,D错误。7.(2023辽宁营口中考,12,★★☆)(多选)如图所示,重100N的

物体A在F=10N的拉力作用下,3s内沿水平地面匀速直线运

动了1.5m,不计绳和滑轮自重,滑轮组的机械效率为90%。下

列说法正确的是

()A.绳自由端移动的速度为1m/sB.在此过程中所做的额外功为15JC.物体与地面间的滑动摩擦力为18ND.拉力F增大时,物体A受到地面的摩擦力一定变大AC解析由题图可知,滑轮组绳子的有效股数n=2,绳自由端移

动的速度为v=

=

=

=

=1m/s,故A正确;拉力做的总功W总=Fs=10N×3m=30J;在此过程中所做的额外功为

W额=W总(1-η)=30J×(1-90%)=3J,故B错误;有用功为W有=W总η=

30J×90%=27J,则物体与地面间摩擦力f=

=

=18N,故C正确;由于地面的粗糙程度不变,且物体A对地面的压力大

小不变,故当拉力F增大时,物体A受到地面的摩擦力大小不

会变,故D错误。8.(2023安徽合肥包河一模,7,★☆☆)利用如图所示的轻质杠

杆提升钩码,已知钩码总重G为1.0N,利用弹簧测力计将杠杆

缓慢拉至图中虚线位置,钩码上升高度为0.1m,弹簧测力计

竖着向上移动的距离为0.5m,在此过程中,弹簧测力计示数

如图所示。则在上述过程中,该杠杆的机械效率为

。40%解析由图可知,弹簧测力计读数为0.5N,有用功W有=Gh=1N×0.1m=0.1J,总功为W总=Fs=0.5N×0.5m=0.25J,则机械效率为η=

=

=40%。9.(2024河南新野期末,21,★★☆)在美丽乡村建设中,政府为

某村购置一批健身器材。如图所示,工人在搬运装有健身器

材的箱子时,使用长木板制作了一个长为3m的斜面,沿斜面

将质量为100kg的箱子匀速推到0.9m高的车厢内,整个过程

用时6s,推力F始终为400N,方向与箱子运动方向保持一致,g取10N/kg。求:(1)斜面的机械效率;(2)箱子在斜面上受到的摩擦力的大小;(3)工人做功的功率。解析(1)整个过程中推力做的有用功为W有=Gh=mgh=100kg×10N/kg×0.9m=900J,工人所做的总功W总=Fs=400N×3m=1200J,则斜面的机械效率为η=

=

=75%;(2)利用斜面推动箱子的过程中,所做的额外功为W额=W总-W有=1200J-900J=300J,则摩擦力的大小为f=

=

=100N;(3)工人做功的功率P=

=

=200W。方法总结计算物体与斜面间摩擦力的方法第1步:计算有用功W有=Gh;第2步:计算总功W总=Fs;第3步:计

算额外功W额=W总-W有;第4步