九年级物理 第15章 二、机械效率 导学导练人教新课标版

1、第二，机械效率5分钟培训(预习培训，可在课前使用)1.当使用简单的机械来提升物体时，如何计算人们所做的工作？如何计算不用机械直接将物体移动到一定高度所做的功？分析：根据功的计算公式，用简单机械举起物体时所做的功W1等于人们使用机械时所用的力F乘以这个力移动的距离S；用手将物体直接移动到一定高度的功W2等于移动物体所用的力乘以上升高度h，移动物体所用的力等于重量g，从而可以得到做功的计算方法。回答：W1=Fs W2=Gh2.在最后一节“探究使用简单机械是否省力”的实验中，根据机械的特性计算使用机械时所用的力，得出做功的原理：使用机械所做的功等于直接用手所做的功。所以，在计算机器所用的力时，你会考

2、虑机器的重力和摩擦力吗？在学习了“功”之后，萧红仍然对“机作功等于手直接作功”有所怀疑，于是她找到了动滑轮及相关设备来验证这一结论，并发现机测功大于手直接作功。这与工作原理相矛盾吗？请帮助她分析原因。分析：当用杠杆和滑轮来计算拉力时，它们都被认为是理想的机器，不考虑机器的重力和摩擦力。这与工作原理并不矛盾，因为工作原理是在没有考虑机械的重力和摩擦力的情况下建立起来的。当使用动滑轮提升物体时，不可避免地要提升动滑轮。如果再次考虑摩擦力和绳索重量，使用活动滑轮所做的功要比直接用手做的功多。答：没有考虑机器的重力和摩擦力。这与功的原理并不矛盾，因为功的原理是在不考虑机械重量和摩擦的情况下建立的；当使

3、用动滑轮提升物体时，不可避免地要提升动滑轮。如果再次考虑摩擦力和绳索重量，使用活动滑轮所做的功要比直接用手做的功多。3.如何计算有用功和总功？计算机械效率的公式是什么？分析：通过预习积累与机械效率相关的感性知识，为学好本课打下基础。根据有用功和总功的定义，可以得到有用功和总功的计算方法。答：总功等于使用机器时所用的力乘以这个力移动的距离；有用的工作等于直接手工完成的工作。=恶意/恶意。10分钟训练(强化训练，可在课堂上使用)1.关于机械效率的陈述是正确的()A.机器越省力，其机械效率就越高B.机器越费力，其机械效率就越高C.你做的工作越有用，机械效率就越高D.当有用的功不变时，额外的功越少，机

4、械效率越高分析：根据=wusual/wttotal Available，机械效率的水平与机械是否省力无关。当w总是常数时，w越有用，就越大。它基于W越有用，的上限或下限就不能确定。根据=无价值/无价值，无价值=无价值，我们可以得到=无价值/(无价值，我们可以得到)，所以我们可以判断选项d是正确的。答：d .2.要提高某台机器的效率，正确的方法是()A.增加机械工作的时间C.努力工作，减少额外的工作。增加重物的高度分析：当使用机械时，改变机械工作的时间或高度，有用功和总功将同时改变相同的倍数，这可由=wUServise/WTTotal得到，机械效率不变。=w有用/w总计，w总计=w有用w额外可以

5、得到=w有用/(w有用w额外)，当w有用是确定的时，w额外较少，较高。回答：c。3.肖钢用动滑轮把一个50公斤重的物体提升1米所用的力是294牛顿，所以他所做的总功和有用功是()490焦耳、490焦耳、490焦耳、294焦耳C.588 J、294 J D.588 J、490 J分析：根据动滑轮的特点，当物体上升1米时，绳索的自由端需要移动2米。根据总功和有用功的计算公式，可以得到总功=FS=294N2 m=588 j，乌苏里=GH=MGH=50 KG9.8 N/KG1 m=490 j答：d .4.在教科书地图中的三种方法中，有用的运沙工作是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

6、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _分析：根据W=Fs，找出有用功：W=G有用沙h=100 N6 m=600 J和总功三种方法，然后进行比较。根据=wusual/w total，得到了三种方法的效率，并通过比较得到了答案。回答：600三三5.使用图15-2-1所示的滑轮组以恒定速度提升吊钩代码。众所周知，吊钩代码的总重量为8 N，弹簧测力计的指示值为3 N，绳索的自由端向上拉30厘米。使用该滑轮组完成的总功为_ _ _ _ _ _

7、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _1521分析：从滑轮组的装配可以看出，有三段绳索承受钩码，所以绳索自由端的移动距离是钩码的三倍。使用滑轮组所做的总功和额外功可由下式计算得出：Wtotal=FS，Wuseful=GH，Ttotal=Wusual/Ttotal，然后根据=Wusual/Ttotal计算机械效率。回答：0.9 0.1 90%6.在探索斜面机械效率与倾角关系的实验中，有必要保证不同倾角的斜面是相同的。为了达到勘探的目的，需要测量不同倾角的斜面的机械效率。测量机械效率时，待测物理量为_ _ _ _ _ _ _

8、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；所需的测量工具是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。分析：由于斜面的光滑度影响机械效率，实验应保证斜面的光滑度相同。根据=wusual/wtotal和wtotal=fs和wuseful=GH，可以得到待测物理量。根据要测量的物理量，确定合适的测量工具。答：光滑度坡度的高度、长度、重量、拉力计和弹簧测力计30分钟的培训(巩固培训，可在课后使用)1.以下说法是正确的()A.机械效率越高，节省的时间就越多。机械效率可以等于1C.机械效率越高，越节省劳动力。机械效率越高，有用工作占总工作的比例就越大分析：本主题考察对机械效率概念的

9、理解。根据=wuserve/Wtotal，可以知道机械效率与时间和力无关。使用机械时，总功总是大于有用功，所以机械效率总是小于1。根据机械效率的定义，可以判断选项D是正确的。答：d .2.如图15-2-2所示，工长将货物运送到高处有两种方法。提升重量为500n，移动滑轮重量为10n，不考虑摩擦力和绳索重量。以下说法是正确的()15-2-2A.第一张图片的张力等于第二张图片的张力B.图一中的张力小于图二中的张力C.图a中的机械效率等于图b中的机械效率D.图一中的机械效率高于图二分析：由于没有考虑摩擦力和绳重，根据滑轮组省力的情况，可以判断两种方法使用的张力以及绳端与物体移动距离的关系。图A中拉力

10、等于滑轮和重物总重量的1/2，拉力的移动距离等于滑轮和重物总重量的1/3，所以图A中拉力大于图B.根据=wusual/wtotal=GH/fs，计算并比较了机械效率。回答：c。3.以下哪项措施可以提高滑轮组的机械效率()A.增加物体b的移动距离。改变绳索的缠绕方式C.增加物体的质量分析：对于固定滑轮组，如果承载重物的绳段数为n，则绳端的移动距离为重物移动距离的n倍，因此=wusual/wtotal=GH/fs=g/nf=mg/nf，这表明滑轮组的机械效率与距离无关，而是与物体的重力有关。因为使用滑轮组时，额外的工作主要是克服动滑轮的重力，所以改变绳索的缠绕方式不会改变机械效率。只有动滑轮越重，

11、数量越多，做的额外工作就越多，但机械效率会更低。回答：c。4.萧红在探讨“影响滑轮组机械效率的因素”时提出了以下假设：(1)机械效率可能与动滑轮的重量有关机械效率可能与被拉物体的重量有关机械效率可能与被拉物体的上升高度有关机械效率可能与承重绳的节数有关然后小婷设计了如图15-2-3所示的实验验证，并与萧红提出的假设进行了对比验证，那么本次实验验证的假设是()1523A. B. C. D.分析：从问题中的假设可以看出，机械效率可能受到许多因素的影响，应采用控制变量法来验证其中一个因素是否影响机械效率。对比这个实验，我们可以看到动滑轮是一样的，物体的重量是一样的，承重绳的节数是不同的。对于滑轮组，

12、滑轮组的机械效率与物体的上升高度无关。答案可以通过比较得到。答：d .5.如图15-2-4所示，在“测量滑轮组的机械效率”实验中，如果没有刻度，对于图15-2-4所示的滑轮组，只需用弹簧测力计测量施加在吊钩代码上的重力g，然后_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _1524分析：对于滑轮组，如果承载重物的绳段数为n，则移动绳端的距离为重物移动距离的n倍，因此=wusual/wtotal=GH/fs=g/nf。回答：等速万向节/5F6.如图15-2-5所示，小刚利用图中所示的动滑轮，拉动物体M在水平面上匀速

13、直线运动，速度为0.5 m/s，物体重20 N，摩擦力为物体重量的0.2倍，水平拉力为25 N.张力在2秒钟内完成的工作是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _1525分析：在这个问题中，物体是由移动的滑轮拉动的，所以W的有用性不等于GH，因为用手直接拉动物体的力不等于物体的重量，而是等于物体的摩擦力，所以有用功等

14、于物体的摩擦力乘以物体的移动距离。根据动滑轮的特点和速度公式，计算出物体与拉力之间的移动距离，根据总功的计算方法计算出总功和有用功，然后根据=wusual/wtotal计算出机械效率。回答：50-80%7.李明正在做“测量斜面机械效率”的实验。他将测量数据记录在下表中，并计算出斜面的机械效率。斜面长度s/m斜面高度h/m材料重量G/N张力系数有用的工作/J总工作量/J机械效率0.50.2521.50.50.5100%在相互交流中，杨莉一眼就看出了李明测量的机械效率是错误的。他告诉李明机械效率不可能是100%。(1)请帮助李明了解机械效率是100%。李明测量的实际机械效率应为_ _ _ _ _

15、_ _ _ _ _ _ _ _ _。(2)如果李明仍然用这个斜面拉一个5 N重的木块，这个斜面的机械效率将是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(选择“更大”、“更小”或“不变”)分析：根据总工作量和总工作量，测试有用工作和总工作量是对还是错，然后进行测试分析：从动滑轮的特性可以判断拉力的最小值和绳端与物体移动距离的关系。根据=wusual/wtotal=GH/fs=g/2f，可以计算拉力的大小。回答：300 4009.(杭州模拟，浙江，2010，33)如图15-2-6所示，在学习了“机械效率”的知识后，周晓提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间有什么关系吗？

16、”为了解决这个问题，他在斜面上做了一个匀速拉动物块的探究实验，并将实验数据记录如下：1526实验次数斜面倾斜度物体重量G/N物体上升高度h/m沿斜面的拉力物体移动距离s/m有用的工作总工作量总计/J机械效率1慢点。5.00.101.60.500.500.8063%2转向。5.00.152.20.500.751.168%3最陡5.00.253.10.50(1)根据表中的数据，可以发现第三个实验的有用功是j，总功是j，机械效率是j(2)通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；(3)通过对上述实验数据

17、的分析，你对斜面机械效率的初步结论是_ _ _ _ _ _ _ _ _。分析结果为：(1)有用功wusual=Gh=5 N0.25 m=1.25J，总功wtotal=Fs=3.1 N0.50 m=1.55 J，斜面机械效率=100%=80.6%。(2)通过对实验数据的分析，斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是斜面越陡越费力。(3)通过对第一、第二和第三个实验的分析，可以得出结论：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，斜面越陡，机械效率越高。回答：(1) 1.25 1.55 81%或80.6% (2)费力(3)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关。在其他情况下，在恒定条件下，坡度越陡，机械效率越高10.(遂宁仿真，四川，2010，43)如图15-2-7所示，一个重量为900牛顿的物体被一个滑轮组提起，绳索自由端的拉力为400牛顿，重量在20秒内以10米的恒定速度上升.寻找：1527(1)物体上升的速度；(2)