資源簡(jiǎn)介

11.5機(jī)械效率
學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、知道有用功、額外功、總功的概念；
2、掌握機(jī)械效率的概念以及計(jì)算公式；
3、理解增大機(jī)械效率的方法。
教學(xué)內(nèi)容
一、知識(shí)梳理
1. 使用機(jī)械時(shí)，真正對(duì)完成工作任務(wù)有用的功叫做 ；除此之外，對(duì)完成工作任務(wù)無(wú)用而又不得不做的功叫做 ；二者之和叫做 。
2．機(jī)械效率的定義：_______________________________________；我們用 表示總功、 表示有用功、 表示額外功、 表示機(jī)械效率，則機(jī)械效率的表達(dá)式為：η=_____________。機(jī)械效率總小于1的原因：__________________________________。
3. 提高滑輪組的機(jī)械效率的方法： 、 、 ；

二、典型例題
類型一、概念：有用功、額外功、總功和機(jī)械效率
〖例1〗我們用桶從井中提水的時(shí)候，我們的任務(wù)是提水，那么對(duì) 做
的功是有用功，為了提水，我們用了桶這種機(jī)械，則對(duì) 做的功是額外
功；如果桶掉進(jìn)井里，從井里撈桶時(shí)，撈上來(lái)的桶帶有一些水，這時(shí)人對(duì)桶
做的功是 功，對(duì)水做的功是 功。
〖例2〗如圖用一根杠桿將重為G的鐵塊提高h(yuǎn)，所用的動(dòng)力F向下移動(dòng)的距
離為S，則有用功W有=_________；總功W總=_________；杠桿的機(jī)械效率η=
_____________。
類型二、探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素
〖例3〗在“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用如圖所示
的同一滑輪組分別做了三次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：

(1)寫(xiě)出表中標(biāo)有編號(hào)①、②和③的空格處的數(shù)據(jù)分別為_(kāi)_______、_________、________．
(2)在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)該________、_________拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)．
(3)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，同一滑輪組的機(jī)械效率主要與 有關(guān)。
(4)不同滑輪組的機(jī)械效率又與其它哪些因素有關(guān)呢?(列舉一例)____________________________________。
類型三、機(jī)械效率的計(jì)算
〖例4〗如圖所示，斜面長(zhǎng)S=10m，高h(yuǎn)=4m．用沿斜面方向的推力F，將一個(gè)重為100N的物體由斜面底端A勻速推到頂端B．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體克服摩擦力做了100J的功．求：
(1)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服物體的重力做的功；(2)斜面的機(jī)械效率；(3)推力F的大小．




三、效果反饋
1、已知甲、乙兩種機(jī)械在做功過(guò)程中，甲的機(jī)械效率比乙的機(jī)械效率高，這表明（ ）
A．甲做功比乙做功快 B．甲做的有用功比乙做的有用功多
C．甲做的額外功比乙做的額外功少 D．甲做的有用功與總功的比值比乙大
2、如圖所示，陳明同學(xué)用滑輪組提升摩托車過(guò)程中，所做的有用功是（ ）
A．克服繩與滑輪間的摩擦力做的功 B．克服摩托車重力所做的功
C．提升摩托車同時(shí)提升滑輪做的功 D．克服繩子的重力所做的功

3、以下哪種方法不能提高滑輪組的機(jī)械效率 ( )
A．在滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸中加潤(rùn)滑油，以減小摩擦力 B．減小滑輪的自重
C．盡量增大所提升物體的重力 D．盡量使物體移動(dòng)的距離增大
4、將一個(gè)動(dòng)滑輪改為定滑輪使用后，在相同時(shí)間內(nèi)把同一物體提高相同高度，則改動(dòng)后與改動(dòng)前相比較（ ）
A．節(jié)省了力 B．提高了機(jī)械效率 C．降低了機(jī)械效率 D．提高了功率
5、如圖所示的滑輪組中，在繩子末端用110 N 的拉力，5s 內(nèi)把重為200 N 的物體勻速提高2m，則( )
A. 滑輪組的有用功為200 J B．滑輪組的有用功率是44 W
C．拉力做的總功為220 J D．滑輪組的機(jī)械效率約為91%
6、在鐵架臺(tái)上固定一個(gè)由定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組，在繩子末端用豎直方向0.8N的拉力使2N重的物體勻速上升，下面說(shuō)法正確的是（ ）
A.滑輪組的機(jī)械效率是83.3％ B.滑輪組的機(jī)械效率是66.7％
C.繩端移動(dòng)速度與物體上升速度相同 D.繩端移動(dòng)速度是物體上升速度的兩倍
7、某實(shí)驗(yàn)小組測(cè)一滑輪組機(jī)械效率的數(shù)據(jù)如下表：
實(shí)驗(yàn)
次數(shù) 動(dòng)滑輪
重G動(dòng)/N 鉤碼重
G物/N 鉤碼上升
高度h物/m 直接將鉤碼舉高
做的功W有用/J 動(dòng)力
F動(dòng)/N 動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)
距離S動(dòng)/m 使用滑輪組動(dòng)力
做的功W總/J 滑輪組的機(jī)
械效率η
1 0.53 1 0.1 0.1 0.7 0.3 0.21 47.6%
2 2 0.1 0.2 1.1 0.3 0.33 60.6%
3 4 0.1 0.4 2 0.3 0.6 66.6%
(1)請(qǐng)你在右圖中畫(huà)出本實(shí)驗(yàn)的繞繩方法．
(2)用同一滑輪組提升不同重物至同一高度：克服動(dòng)滑輪的重所做的額外功
（填“相同”或“不同”）；提升的物重增加時(shí)，克服摩擦和繩重所做的額外功變 ，
滑輪組的機(jī)械效率變 ．
(3)多次改變提升的物重測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，目的是為了 ．（填字母）
A.減小摩擦 B.多次測(cè)量取平均值減小誤差 C.獲得多組數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律
(4)由本實(shí)驗(yàn) （填“能”或“不能”）推斷：任何機(jī)械的機(jī)械效率都小于1．
8、如圖所示，在大小為100 N的拉力F作用下，通過(guò)動(dòng)滑輪在10s內(nèi)將180 N的重物勻速提升了6 m．不計(jì)繩重和摩擦，在此過(guò)程中
（1）動(dòng)滑輪對(duì)物體做功為多少? （2）拉力做的功為多少？
（3）滑輪組的機(jī)械效率 ？ （4）拉力做功的功率 ？





四、拓展提高
1、關(guān)于功、功率、機(jī)械效率，下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A．物體受力且運(yùn)動(dòng)時(shí)，力對(duì)物體就做了功 B．功率大的機(jī)器做功一定多
C．功率大的機(jī)器做功就快 D．做功快的機(jī)器其機(jī)械效率一定高
2、一動(dòng)滑輪改為定滑輪使用，這樣一定（ ）
A．不能改變機(jī)械效率　　　 B．提高了功率 C．改變了動(dòng)力的方向　　　 D．節(jié)省了力
3、通過(guò)測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，可得出下列各措施中能提高機(jī)械效率的是（ ）
A．增加動(dòng)滑輪，減小拉力 B．減少提升重物重力，減小拉力
C．減少提升高度，減少做功 D．增加提升重物重力，增大有用功
4、兩臺(tái)機(jī)械完成的有用功之比W1︰W2＝4︰7，它們的機(jī)械效率分別為η1＝60％，η2＝75％，則兩臺(tái)機(jī)械所做總功之比為（ ）
A．5︰7 B．7︰5 C．16︰35 D．35︰16
5、如圖所示（不計(jì)繩重與摩擦，且動(dòng)滑輪重G動(dòng)小于物重G），用它們分別將重相同的甲、乙兩物體勻速提升相同的高度，所用的拉力分別為F甲 、F乙 ，機(jī)械效率分別為η甲、η乙.則下列關(guān)系正確的是（ ）
A．F甲＜F乙 B．F甲＞F乙 C．η甲＜η乙 D．η甲 =η乙

6、分別用如圖所示的（甲）、（乙）兩個(gè)滑輪組，在100s內(nèi)將重為400N的物體G勻速提升10m，每個(gè)滑輪的重均為20N．不計(jì)繩重及摩擦，此過(guò)程中（ ）
A．F甲做的功大于F乙做的功 B．F甲做的功小于F乙做的功
C．F甲做功的功率小于F乙做功的功率 D．F甲做功的功率等于F乙做功的功率
7、斜面長(zhǎng)5m，高1m，把重為5000N的物體勻速地推向斜面頂端，若斜面是光滑的，則推力為_(kāi)________N；如果斜面不光滑，所用推力為1250N，則斜面的機(jī)械效率為_(kāi)________。
8、滑輪組將重500N的物體，舉高80cm的過(guò)程中，機(jī)械效率為80％，則此過(guò)程中有用功為 J，額外功為 J。若不計(jì)滑輪摩擦及拉線質(zhì)量的影響，則可知?jiǎng)踊喼? N，當(dāng)提升重物為400N時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為 _ __ 。
9、如圖所示，重500Ｎ的物體與地面間的摩擦力是150Ｎ，為使物體勻速移動(dòng)，
必須在繩端加60Ｎ的水平拉力，則滑輪組的機(jī)械效率約為_(kāi) ，若物體
移動(dòng)速度為0.2ｍ/ｓ，則１min內(nèi)拉力做的功是_____Ｊ．
10、一體重為400N 的小明由于找不到其它的機(jī)械，只好親自動(dòng)手將100N 重的
物體搬到3 m高的樓上.他對(duì)物體做的功是 J ，他的效率是 .
1、如圖所示，杠桿在豎直向下拉力F的作用下將一物體緩慢勻速提升．下表是提升物體時(shí)采集到的信息：
物重G/N OA/m OB/m A端上升的高度h/m B端下降的豎直距離s/m
40 0.8 0.4 0.2 0.1
（1）若不計(jì)杠桿自重和摩擦，求拉力F的大小；
（2）若實(shí)際拉力F為90N，求拉力做的總功及杠桿的機(jī)械效率．


12、用如圖所示裝置提升重為900牛的物體A，加在繩自由端的拉力大小為400牛時(shí)恰好可以使物體勻速上升．
求：（1）求此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率； （2）若不計(jì)繩重和摩擦，求動(dòng)滑輪的重；
（3）若提升的重物改為1200牛，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率又為多少？
（4）在（3）問(wèn)中需要在繩自由端加多大的拉力才能將物體勻速拉起？

13、張強(qiáng)同學(xué)利用如圖所示的滑輪組將貨物運(yùn)送到樓上，圖中每個(gè)滑輪等重，不計(jì)繩子重和摩擦。如果所送貨物重G從200N開(kāi)始逐漸增加，直到繩子被拉斷。每次均勻速拉動(dòng)繩子，且提升同樣的高度。圖乙記錄了在整個(gè)過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率隨貨物的重力的增加而變化的圖像。請(qǐng)根據(jù)有關(guān)信息完成以下問(wèn)題：
（1）每個(gè)滑輪的重是多少？
（2）繩子能承受的最大拉力是多少？
（3）當(dāng)繩子的拉力最大時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是多少?

14、一保潔工人，要清洗一高樓的外墻，他使用了如圖所示的裝置進(jìn)行升降，已知工人的質(zhì)量為60kg，保潔器材的質(zhì)量為20kg，人對(duì)繩的拉力為300N，吊籃在拉力的作用下1min勻速上升了10m，求：
（1）此過(guò)程中的有用功（2）拉力F做功的功率；（3）滑輪組的機(jī)械效率（結(jié)果保留一位小數(shù)）。

15、芳芳和蘭蘭運(yùn)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定了滑輪組的機(jī)械效率，在全班交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，
老師提出：如果各組所用滑輪和串繞繩子的方式不變，改變其它因素，是否會(huì)影響它的機(jī)械
效率呢？大家積極思考，提出了各種猜想，概括起來(lái)有如下幾種：
猜想1 可能與勻速提升的速度大小有關(guān)；
猜想2 可能與被提升的鉤碼重有關(guān)；
猜想3 可能與勻速提升的速度大小和被提升的鉤碼重都有關(guān)；
猜想4 可能與鉤碼被提升的高度有關(guān)。
芳芳和蘭蘭分別根據(jù)各自的猜想進(jìn)行了探究，實(shí)驗(yàn)記錄如下表。
（1）請(qǐng)幫助蘭蘭完成表中的一項(xiàng)計(jì)算；
（2）請(qǐng)根據(jù)她倆的實(shí)驗(yàn)記錄，分別在表中寫(xiě)出探究結(jié)果。

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