13、机械效率强化

1、知识成就未来 4 课题13:机械效率强化训练 教学笔记 知识点： （一）探究影响滑轮组机械效率的因素 滑轮组的机械效率（不计摩擦） W有用W有用G物hG物1 T W总 W有用W额外 G物h +G轮h G 1 + G物 因此滑轮组的机械效率与物重与轮重有关： （1）滑轮越重，滑轮组的机械效率越低，可以理解为滑轮越重，做的额外功越多； （2）物体越重，滑轮组的机械效率越高，可以理解为做的有用功多，机械效率越高 例1、在 测滑轮组机械效率”的实验中，小强按正确方法操作，图是他实验中的情景, 下表是他记录的一组数据。 钩码总賣G （X） 钩码上升高度h （） 测力卄拉力F W 测力计移动距离乂 （m）

2、 2 0.05 0.4 a is （1）由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做的有用功为0.1J,人做的总功为 J。 （2） 对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是 ;结合弹簧测力 计放大图，可知小强的错误是 。 （3） 在该次实验中，所测滑轮组的机械效率应该为 。 （二）探究影响斜面机械效率的因素 使用斜面时，对物体所做的功为有用功，拉力所做的功为总功，克服斜面摩擦力所做的 功为额外功。 （1）有用功： W有用=Gh ； 总功：W总=FL ；额外功：W额外=fL （2）因为斜面摩擦力大小与斜面倾斜程度有关，斜面倾 斜角度越大，物体对斜面的压力越小，物体所受到的摩擦 力越小，额外功越小。因此可

3、以认为斜面倾斜程度越大， 机械效率越高。 例2、下图是小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实 验装置。 实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。 实验的部分数据如下： 实验 斜面的 物块重量 |斜面咼度 沿斜面拉力 斜面长 机械效 次数 倾斜程度 G/N h/m F/N s/m 率 1 较缓 10 0.1 5.0 1 2 较陡 10 0.3 6.7 1 45% 3 最陡 10 0.5 8.4 1 60% 小明探究的是斜面的机械效率跟 的关系。在第1次实验中，斜面 的机械效率为，物块和斜面的内能增加了约 J。 知识改变命运 教学笔记 分析表格中数据可以得出结论：在

4、斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越 。若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系，应保持 不变。 (三) 用滑轮组提升重物时机械效率的计算 1提升重物的目的是克服重力做功，则 2、相关知识点链接： (1 )不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦时: W W有用=Gfe h人的拉力为动力，则 W=Fs F=（G 物 +G 动）/n 额外=Wa W有用=G动h (2)不计滑轮重、绳重和绳与滑轮之间的摩擦时：F=G物/n 额外=W总一 W有用 (3)绳子自由端移动的距离 s与物体上升的高度 h的关系：s=nh 绳子自由端移动的速度 v与物体移动的速度 v物的关系：v=nv物 例3、(2015绥化)在建筑

5、工地上“吊车”是常见的一种起重设备.下 图为吊车上的滑轮组的示意图.在起重过程中，钢丝绳用6 X 103N的拉 力F,将重为1.2 X 104N的物体在10s内匀速提升6m (不计绳重和摩 擦).求： (1) 滑轮组提升重物所做的有用功和总功. (2) 滑轮组拉力F的功率. (3) 若用该滑轮组匀速提升1.8 X 104N的重物，则其机械效率是多少？ (四) 斜面问题机械效率的计算 1、 不计物体与斜面之间的摩擦时：卩1=6物h 2、 考虑物体与斜面之间的摩擦时： Wi外=W总一W有用=fL 例4、现有一重为3000N的包装箱，工人师傅想把它搬到 1.2m高的车厢上，他们用木 板在车厢与地面之

6、间搭成一个长度约为 4m的简易斜面，如图所示，工人师傅站在地上 用1200N的推力沿斜面把包装箱匀速推上车。求：(1)该斜面的机械效率是多少 ？ (2) 包装箱在斜面上运动时所受摩擦力多大 ？ 中考专项提升 1、(2015德阳)下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是() A. 做功多的机器机械效率一定高B.功率小的机器做功慢 C.机械效率高的机器功率一定大D.功率大的机器做功时间一定短 2、 (2015福州)用一个动滑轮将重为4N的物体匀速提升1m，拉力大小如图所示，则 ( ) A. 拉力是2.2N B. 有用功是2.2J C. 总功是4.8J D. 机械效率是120% 知识成就未来 C .

7、75% D. 60% 教学笔记 A. W1W2、 n n B. W1W2、 n= n 3、（ 2015丹东）小勇体重600N，利用如图所示的滑轮组在10s内使物体A匀速上升5m。 已知物体A重为800N，小勇作用在绳端的拉力大小为500N,在此过程中，下列说法正 确的是（） A. 水平地面对小勇的支持力做功为6000J B. 小勇做的有用功为 3000J C. 小勇拉力的功率为 250W D. 此滑轮组的机械效率为 80%聞 4、（2015三明）如图所示，用完全相同的两个滑轮组，分别将重为罪F Gi、G2的两个物体匀速提升相同的高度，若GG2，提升重物所做的 有用功分别为W2,机械效率分别为

8、n、n,则下列判断正确的Air 是（ ） 甲 乙 不计绳重和 7、（2015宜宾）（多选）如图所示，甲、乙是固定在水平地 面上的两个光滑斜面， 长度分别为4m、5m ,高度相同。 F甲 两个工人分别沿斜面向上的拉力 F甲、F 全相同的工件从斜面底端匀速地拉到斜面顶 端，且速度大小相等.此过程拉力 F甲、 甲 乙把完 n甲、n乙。下歹U说 所做的功分别为 W甲、W乙，功率分别为 P甲、P乙，机械效率分别为 C. W1W2、 nn 5、（2015泉州）如图所示，用甲、乙两种装置匀速提升同一 重物，若每个滑轮重相同，不计摩擦及绳重则下列说法正 确的是（） A. 甲较省力，机械效率较低 B. 乙较省力

9、，机械效率较低 C. 甲较省力，机械效率较高 D. 乙较省力，机械效率较高 6、（2015长春）工人师傅利用如图所示的装置匀速提升重物, 摩擦，下列说法正确的是（） A. 增大提升重物的速度，可以增大有用功 B. 减小定滑轮的重力，可以减小额外功 C. 增大提升重物的高度，可以提高机械效率 D. 减小动滑轮的重力，可以提机械效率 b a 线 占 八、 为 口 12cm 山 法正确的是（） A. F甲：F 乙=5 : 4 B. W 甲：W 乙=5 : 4C. P 甲：P 乙=5 : 4 D. n 甲：n乙=5： 4 工人对地面的 压力与其重力相比要 .（填“大”或“小”） 12、（ 2015南充

10、）如图所示，沿斜面向上拉一个重为4.5N的物体到 斜面顶 端，斜面长1.2m，高0.3m，拉力做功为2.16J,则这个斜面的机械效率是 %, 物体受至y的摩擦力是n . 13、（ 2015曲靖）如图所示，用一个长为 到0.4m的高台上，斜面的机械效率为 1.2m的斜面将重为4.5N的物体沿斜面匀速拉 60 %，则把重物拉上高台时做的有用功是 J,物体与斜面间的摩擦力是 N。 14、（2015盘锦）在探究“滑轮组机械效率”时， 小强利用两组滑轮组进行了 4次测量， 用一个动滑轮和一个定滑轮测得前 3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第 4组数 据，如下表： 甲 乙 实验 次数 物重 G物/N

11、动滑轮重 G动/N 钩码上升的 高度h/m 动力 F/N 动力作用点移动 的距离s/m 滑轮组的机 械效率n% 1 1 0.5 0.1 0.7 0.3 47.6 2 2 0.5 0.1 1.1 0.3 60.6 3 4 0.5 0.1 2 0.3 4 4 1 0.1 0.5 50.0 （1）根据表中前3次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕绳方法。 （2） 在实验中，测量绳端拉力 F时，应尽量 匀速向上拉动弹簧测力计，读出乙 图中弹簧测力计的示数为 N,第3次实验时滑轮组的机械效率为 。 （3） 由表中第组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关。 （4） 由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械

12、效率与摩擦和 有关，请计 算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功 Jo 15、（ 2015广元）某校物理学习小组同学猜想 “滑动摩擦力的大小可能与压力大小有关”， 知识成就未来 教学笔记 下： (1) 通过比较两图，可以验证他们的猜想，得出的结论是： (2) 好动脑筋的同学们在甲装置木板右端又垫了一个木块，来“探究斜面的机械效 率” 实验前他们分析得出：“由于斜面不是光滑的，沿斜面向上拉物体，必定要克服 摩擦做额外功，斜面的机械效率一定受摩擦力影响”然后他们又做了图2所示的实验: 在光滑程度一样而倾斜程度不同的斜面上匀速直线拉动物体，设计表格记录实验数据如 9 实验 次数 斜面倾 斜程度 物重

13、G/N 上升高度 h/m 拉力F/N 移动距离 s/m 有用功 W 有/J 总功 W总/J 机械效率n 1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 63% 2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1.10 68% 3 最陡 5.0 0.25 3.2 0.50 1.25 1.60 78% 分析表中的数据可得出：斜面越缓越 力(选填“省”或“费”) 对实验数据进行进一步分析，你对斜面机械效率问题可获得的初步结论是： 16、(2015张家界)新农村建设中，某工人利用如图所示的滑轮组提升 重2700N的物体，物体上升了 2m,绳子末端的拉力为 750N，不计绳重

14、和摩擦力，求： (1) 工人做的有用功是多少？ (2) 该滑轮组的机械效率是多少？ (3) 动滑轮的总重力是多少N? 17、(2015咸宁)用如图甲所示的滑轮组提升物体 M,已知被提升的物体 M重为760N, 卷扬机加在绳子自由端的拉力 F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升到10m的高度.拉 力做的功 W随时间t的变化图像如图乙所示，不计钢丝绳的重、摩擦力大小.求： (1)滑轮组提升重物所做的有用功是多少? (2 )滑轮组提升重物的机械效率是多少？ (3 )动滑轮的重力是多少？ 知识改变命运 18、（ 2015六盘水）如图所示，现将重为5N的物体A沿长s=1.2m，高h=0.6m的斜面教学笔记 s h 3N，所有时间是12s,求: 匀速从底端拉到顶端，在此过程中，F的大小恒为 （1）物体A从底端到顶端的平均速度； （2）物体A从底端到顶端过程中拉力 F的功率； （3） 求此斜面的机械效率.（保留一位小数） 19、（2015陕西）如图甲所示，工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢货物移动的 距离S与时间t的关系如图乙所示在此期间，工人拉这箱货物沿斜面匀速运动时 的拉力为594N，此斜面的长为 5m ,高为1m，这箱货物重为 1500N （1） 05s内，这箱货物处于 状态，工人所做的功为 J （2）5-30s内，这箱货物运动的速度是多少？拉力做功的功率是多大？ 3