12.3机械效率（习题课）

八年级物理下册•人教版12.3机械效率习题课

课时划分说明：本节内容主要包括有用功和额外功、机械效率及测量滑轮组的机械效率两个部分的内容，但由于机械效率会与前面所学的简单机械：杠杆、滑轮、滑轮组、轮轴和斜面放在一起进行考察，所以本节内容计划4个课时。第1课时主要学习有用功额外功以及机械效率的基本概念；第2课时主要学习滑轮组机械效率的测量实验；第3课时主要学习水平方向滑轮、杠杆的机械效率的计算；第4课时主要学习斜面的机械效率的计算。本课时为习题课。课时计划学习目标1.理解有用功、额外功、总功和机械效率的概念。2.会测量滑轮组的机械效率。3.会计算滑轮组、斜面和杠杆的机械效率。重点1.机械效率的概念。2.比较机械效率的方法。3.测量滑轮组的机械效率。4.滑轮组、斜面和杠杆的机械效率的计算。难点滑轮组、斜面和杠杆的机械效率的计算。2.有用功（W有）：3.额外功（W额）：4.总

功（W总）：使用机械时对人们______的功人们______但又_________的功有用功与额外功的______W总=W有+W额一、有用功、额外功和总功1.使用任何机械（滑轮、滑轮组、斜面、杠杆等）都____省功。有用不不需要不得不做总和1.定义：2.表达式:______与______的______叫机械效率.η总小于1,通常用百分数表示只有大小，没有单位二、机械效率有用功总功比值3.机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量，它反映的是有用功在总功中所占的比例大小。有用功占总功的比例越大，机械效率就越高，

这个机械做功的性能就越好。机械效率与机械__________、__________、__________、

______________、____________等无关。4.提高机械效率的方法：（1）有用功一定时，_________额外功（2）额外功一定时，_________有用功

做功多少功率大小是否省力提升物体的高度绳子的绕法减少增加三、测量滑轮组的机械效率实验原理

实验器材钩码、滑轮、细线、弹簧测力计、刻度尺待测物理量G（物体的重力）、h（提升物体的高度）F（拉力）、s（绳子自由端移动距离）注意事项竖直_______拉动弹簧测力计实验结论①当物体的重力不变时，动滑轮越重，机械效率越______。②当动滑轮的重力不变时，所提升的物体越重，机械效率越______。(同一个机械，其机械效率______固定的)。③在相同条件下，摩擦越大、绳子越重，机械效率越______。说明（1）滑轮组的机械效率与________________、____________等无关。（2）提高滑轮组的机械效率的方法:①增加有用功(________________________)、②减少额外功（_________________、_______________________）匀速低高不是低物体提升的高度绳子的绕法增加所提升物体的重力减少动滑轮的重力减少绳和滑轮间的摩擦有用功总

功额外功机械效率四、机械效率的计算

W有=GhW总=Fs

（s=nh）W额=W总-W有=Fs-Gh竖直匀速提升物体

W有=GhW总=FsW额=W总-W有=Fs-Gh

W有=GhW总=FsW额=W总-W有=Fs-GhGF

或W额=fsFGfGF不计绳重和摩擦：

W额=G动h滑轮组斜

面杠

杆W有=fs物W总=FsW额=W总-W有=Fs-fs物（s=ns物）水平匀速拉动物体FfGF

W有=（G-F浮）hW总=Fs

（s=nh）W额=W总-W有=Fs-（G-F浮）h不计绳重和摩擦：W额=G动h提升物体提升物体在空中提升：在液体中提升：五、习题巩固1.小阳做值日时将一桶水从一楼提到二楼，关于此过程，说法正确的是（）

A.对桶做的功是有用功B.对水做的功是有用功

C.对水做的功是额外功D.克服水自身重力做的功是总功B►有用功、额外功和总功看目的→提水→对水做的功是有用功→对桶做的功是额外功举一反三：若是桶掉到井水里，把桶捞上来（带有水）则目的是→捞桶→对桶做的功是有用功→对水做的功是额外功√五、习题巩固2.关于机械效率，下列说法正确的是（）

A.越省力的的机械，机械效率越高

B.有用功多的机械，机械效率越高

C.额外功少的机械，机械效率高

D.总功一定时，有用功多的机械，机械效率高D►机械效率的概念机械效率反映的是有用功占总功的比例大小机械效率的高低与机械是否省力无关×××五、习题巩固3.生产生活中常常会用到各种机械设备，下列说法中不正确的是（

）

A．任何机械设备的效率总小于1B.减小机械内部摩擦可以提高其效率C．提高机械设备的效率可以节能减排D.机械效率的单位是焦耳D►机械效率的概念√√（减小额外功）√（机械效率只有大小，没有单位）

×4.下列关于功、功率、机械效率说法正确的是（）A．机械做功越多，效率越高B．机械效率越高，功率不一定越大C．机械功率越大，效率越高D．机械效率越高，做功越少机械效率与机械做功多少，功率大小均无关！

B×××五、习题巩固5.要提高某一机械的效率，可以采取的正确方法是（）

A．增加机械做功的时间

B．减小机械做功的时间

C．有用功一定时，减少额外功

D．增加机械的功率C►提高机械效率的方法提高机械效率的方法：①有用功一定时，减小额外功②额外功一定时，增加有用功×××五、习题巩固6.用甲、乙两种方式匀速提升重为90N的物体，已知滑轮重10N，绳重和摩擦不计，手的拉力F甲、F乙及机械效率η甲、η乙的关系正确的是（

）

A．F甲＝F乙，η甲＜η乙

B．F甲＜F乙，η甲＞η乙

C．F甲＞F乙，η甲＜η乙D．F甲＞F乙，η甲＞η乙D►机械效率的比较（定滑轮与动滑轮）①定滑轮不省力，动滑轮省力→F甲＞F乙②不计绳重和摩擦：

定滑轮：W额=0→

动滑轮：W额=G动h→××√五、习题巩固7.（双选）四个完全相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组，相同时间内把同一重物提升相同高度，所用拉力分别为F1、F2，拉力做的功分别为W1、W2，拉力的功率分别为P1、P2，滑轮组的机械效率分别为η1、η2（忽略绳重与摩擦），则（

）

A．F1＜F2，η1＝η2

B．W1＞W2，P1＞P2

C．F1＞F2，η1＞η2D．W1＝W2，P1＝P2AD►机械效率的比较（滑轮组）②忽略绳重和摩擦：W额=G动h（相等），又W有=Gh（相等）→W总=W有+W额（相等）→η相等③→（相等）→（相等）

×√√√√W有=Gh（相等）G同h同t同n1＝3

n2＝2G动同①G同，G动同，n1＞n2，

→F1<F2×五、习题巩固8.将同一物体分别沿粗糙程度相同的斜面AB、AC以同一速度从底部匀速拉到顶点A（sAB＞sAC），施加的力分别为F1、F2，机械效率分别为η1、η2，则（）

A．F1＞F2

，η1＜η2B．F1＞F2，η1=η2

C．F1＜F2，η1＜η2D．F1＜F2，η1＞η2C►机械效率的比较（斜面）斜面越缓，越省力

9.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►机械效率的比较（杠杆）在提升物体时，甲需要克服杠杆自重做功→额外功

BG同f同h同W有=Gh（同）W额=fs→W额1＞W额2G同h同W有=Gh（同）甲杠杆重心提高，机械效率越低××乙杠杆重心不变×10.一小组用如图甲所示的装置探究滑轮组的机械效率η与哪些因素有关：（1）实验时，应竖直_______拉动弹簧测力计，使物体_________上升。（2）多次改变动滑轮重，提升同一物体，绘制出图乙的图像。可知：被提升物体的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越___（大/小）。（3）若不计绳重和摩擦，由图乙知当G动=5N时，被提升物体所受的重力为_____N。（4）多次改变被提升的物重，用同一滑轮组匀速提升物体，若不计绳重和摩擦，则下图中能粗略反映滑轮组的机械效率η与提升物重G关系的是______。

（5）在交流讨论时，小红提出在探究“滑轮组的机械效率是否与物重有关”时，要保证每次提升重物的速度相同，你_______（同意/不同意）她提出的观点。

匀速匀速►测量滑轮组的机械效率小20C不同意五、习题巩固G=20Nη和G不成正比，不是线性关系G=？11.在一次车辆故障处理过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。

为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30s时间，就将水平路面上重力是1.5×104N的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是5m/s，绳子自由端的拉力是500N，地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08。求：（1）拉力在30s内所做的功；（2）整个装置的机械效率。►滑轮组（水平匀速拉动物体）五、习题巩固解：已知t=30s,v车=5m/s，F=500N，G=1.5×104N，f=0.08G，n=3答：（1）拉力在30s内所做的功为2.25×105J；（2）整个装置的机械效率为80％。tGn=3v车①s车=v车t②s=ns车F③W总=Fs④f=0.08G⑤W有=fs车方法：①读题时找物理量标符号②根据公式寻找各量之间的关系③列式规范作答滑轮组（水平匀速）：W有=fs物

，

W总=Fs

三、机械效率的计算12.

工人师傅用如图所示的滑轮组，将重为800N的重物缓慢匀速竖直提升3m,人对绳的拉力为500N,不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，则（

）

A.

绳子自由端移动的距离为9m

B.

动滑轮的重力为200N

C.

人通过滑轮组做的有用功为1500J

D.

滑轮组的机械效率为53.3%s=nh=2×3m=6m

W有=Gh=800N×3m=2400JGhFn=2►滑轮组(竖直匀速提升物体)×××B√13.

用滑轮组匀速提升浸没在水中的重为2.6×104N的重物。重物在露出水面前受到的浮力为1×104N，重物露出水面后受到的拉力F为1×104N，不计绳重及摩擦。求：（1）动滑轮的重力；（2）当重物完全在水面下时，滑轮组的机械效率；（3）当重物完全露出水面后，滑轮组的机械效率。五、习题巩固►滑轮组(竖直匀速提升物体)解：已知G=2.6×104N，F浮=1×104N，F=1×104N，n=3（1）不计绳重及摩擦，当重物完全露出水面后：（2）不计绳重及摩擦，当重物完全在水面下时：（3）当重物完全露出水面后：GF浮n=3F答：……14.如图所示，从斜面底端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，求：（1）拉力的大小；（2）拉动物体过程中额外功；（3）斜面的机械效率；（4）物体受到的摩擦力。五、习题巩固►斜面（提升物体）解：已知G=4.5N，s=1.2m，h=0.3m，W总=2.16J（1）由W总=Fs，得W额=W总-W有=2.16J-1.35J=0.81J（2）W有=Gh=4.5N×0.3m=1.35J（4）由W额=fs，得答：（1）拉力的大小为1.8N；（2）拉动物体过程中额外功0.81J；

（3）斜面的机械效率62.5％；（4）物体受到的摩擦力0.675N。GshW有=GhW总W额=W总-W有斜面：W额=fs

→斜面：W总=Fs

→15.如图1，轻质杠杆在水平位置平衡。现利用该杠杆提升货物（如图2），货物重120N，在竖直向下大小为120N的拉力作用下，该杠杆从图中水平位置缓慢匀速转至虚线位置，此过程中重物上升的高度为0.8m，拉力下降的高度为1m。求：（1）提升货物做的有用功W有；（2）拉力做的额外功W额；（3）该杠杆的机械效率η。五、习题巩固►杠杆（提升物体）解：已知G=120N，F=120N，h=0.8