鲁科版八年级物理下册第九章简单机械第六节　机械效率

第六节机械效率一、有用功和额外功1.有用功:为了达到目的必须做的功,用

表示.

2.额外功:并非我们需要但又

做的功,用

表示.

3.总功:有用功与额外功

,用

表示,其关系式为

.

二、机械效率1.定义:物理学中,把有用功跟总功的

叫做机械效率,通常用

表示.2.公式:η=

,η通常用百分数表示.

3.大小:机械效率总

.

W有用不得不W额之和W总W总=W有用+W额比值η小于1知识讲解4.影响机械效率的主要因素:一是

,二是机械自重.

5.提高滑轮组机械效率的方法:一是减小

自身的重力,二是

提升物体的重力,三是使转动轴保持良好的润滑.

[注意]机械效率是有用功与总功之比,它只表示机械做功时有用功在总功中所占的比例,只有大小,没有单位.摩擦动滑轮增大有用功、额外功和总功【典例1】小明使用如图所示的滑轮组提起10N的重物,使它上升0.2m,拉力是4N,拉力的作用点上升了0.6m,拉力对滑轮所做的功为

J,这个功叫

功.滑轮克服物体重力所做的功为

J,这个功叫

功.用来克服滑轮重力、绳重和绳与滑轮间摩擦所做的功为

J,这个功叫

功.

2.4总2有用0.4额外典例分析(1)有用功相当于不用机械而直接用手对物体做的功,总功是利用机械做的功.(2)一般情况下,使用动滑轮或滑轮组在竖直方向上匀速提升物体时,有用功W有用=Gh,使用动滑轮或滑轮组在水平方向匀速移动物体时,有用功W有用=F摩s.(3)有用功和额外功并不是绝对的,对一种情况来说是有用功,对另外一种情况来说可能是额外功.【针对训练1】工人师傅用动滑轮提升重物,下列有关他做功的说法中正确的是(

)A.他提起动滑轮所做的功是有用功B.他提起重物时,克服摩擦做的功是有用功C.动滑轮对重物做的功是有用功D.他的拉力做的功是有用功C机械效率【典例2】小强用如图所示装置在10s内将重为450N的货物匀速提升2m,此过程中拉力F的功率为120W.求:(1)提升装置所做的有用功.(2)拉力F做的功.(3)该滑轮组的机械效率.解析:(1)提升装置所做的有用功W有用=Gh=450N×2m=900J.答案:(1)900J

(2)1200J

(3)75%简单机械的三种功和机械效率【针对训练2】(2022宜昌)下列有关机械做功、功率、机械效率的说法,正确的是(

)A.效率越高的机械,功率越大B.做功越多的机械,功率越大C.做有用功越多的机械,效率越高D.功率越大的机械,做功越快D测量滑轮组的机械效率【典例3】(2023巩义市模拟)某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率,相关数据记录在表中.实验次数123钩码重/N11.51.5钩码上升的高度/m0.100.100.15绳端的拉力/N0.50.60.6绳端移动的距离/m0.30.3机械效率66.7%83.3%机械效率的平均值(1)组装滑轮组时,为了绕线比较平稳,应该

(选填“A”或“B”).

A.先把钩码挂在动滑轮下方,然后再进行绕线B.先将滑轮组绕线组装完成后,再把钩码挂在动滑轮下方(2)该同学设计的记录数据的表格中,有一处不当之处,你认为是____________________

.

(3)实验中,使用滑轮组提升重物时,应竖直向上

拉动弹簧测力计.

(4)第3次实验中,绳端移动的距离为

m,此时滑轮组的机械效率约为

(精确到0.1%).

(5)你认为影响测量精度的因素有哪些?请写出一条:______________________________

.

A设计了求机械效率的平均值匀速0.4583.3%弹簧测力计的读数(或测量绳子移动的距离以及物体移动的距离)影响滑轮组机械效率高低的主要因素(1)绳及动滑轮的重力、绳子与滑轮之间的摩擦、提升物体的重力.(2)用不同的滑轮组提起相同的重物至同一高度,做的有用功相等,动滑轮重的做的额外功多,机械效率低.(3)用同一滑轮组提起不同的重物,此时绳重、动滑轮重、摩擦一定,做的额外功相等,但对物重大的做的有用功多,机械效率高.【针对训练3】(2021遂宁)涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊,是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备.如何提高滑轮组机械效率,节约电能呢?为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究,用到的装置如图所示,实验数据记录如下表所示:实验次数钩码重G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率η120.11.20.355.6%220.21.20.655.6%340.11.90.370.2%440.11.30.561.5%(1)实验中应沿竖直方向

拉动弹簧测力计.

(2)分析表中数据可知:第4次实验是用图

所示装置来完成的.

(3)通过比较1、2两次实验数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与重物上升高度无关.(4)通过比较

(填实验次数的序号)两次实验数据可得出:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高.

(5)通过比较3、4两次实验数据可得出:不同滑轮组提升相同重物,动滑轮越重机械效率越小.(6)为提高滑轮组机械效率节约电能,根据以上结论和生活经验,你建议可采取的措施有

(多选).

A.减轻动滑轮重 B.增加所提物体重C.机械加润滑油 D.增加重物上升高度缓慢匀速(丙)1、3ABC1.卖茶杯的人,从货架上拿起茶杯;喝茶水的人,从桌面上端起盛茶水的茶杯,就两人克服茶杯重力做功的下列说法中正确的是(

)A.都是有用功B.都是额外功C.对喝茶水的人而言是有用功D.对卖茶杯的人而言是有用功D随堂练习2.某施工工地上,技术革新小组将一个滑轮组改进后提高了机械效率,用它把同样的物体匀速提升同样的高度,改进后和改进前相比,则(

)A.总功不变,有用功增加了B.总功不变,额外功减小了C.额外功减小了,有用功不变D.额外功不变,有用功增加了3.(2021惠民县模拟)如图所示,利用滑轮组匀速拉动放在水平地面上重为G的物体,物体移动的距离为s1,绳子自由端移动的距离为s2,A点的拉力为FA,滑轮组的机械效率为η,下列说法正确的是(

)A.FA=2FB.有用功为Gs1C.物体受到地面的摩擦力为2FηD.额外功为Fs2-Gs1CC4.如图所示,斜面长3m,高0.6m,建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150N(忽略绳子的重力),则下列说法正确的是(

)A.斜面上的摩擦力是50NB.拉力的功率是50WC.拉力所做的功是300JD.斜面的机械效率是80%5.(2021增城区一模)分别使用如图(甲)、(乙)、(丙)所示三种方式把同一物体M匀速提升至相同高度(绳长不变),测得各拉力大小如图所示,则(

)A.利用图(丙)所示机械提升M时省力B.F乙和F丙两个力所做的功相同C.图(丙)所示机械的机械效率比图(乙)所示机械的低D.所测的数据不能计算图(乙)、(丙)所示机械的机械效率AC6.(2023光明区模拟)(多选题)如图所示,使用该滑轮组提升重物时,忽略绳重和轴摩擦,能提高机械效率的是(

)A.增大提升重物的高度B.减小动滑轮的质量C.改变绕绳方式D.增大被提升物的质量7.(2023重庆)如图所示,老师在课堂上用自制的滑轮组提升重物,将质量为36kg的重物在5s内匀速提升1m.他对绳的拉力F为200N.不计绳重和摩擦,下列判断正确的是(g取10N/kg)(

)A.动滑轮的重力为20NB.拉力所做的功为200JC.拉力做功的功率为40WD.滑轮组的机械效率为90%BDD8.(2021广东)用如图(甲)的滑轮组提升重200N的物体,已知拉力F为80N,不计绳重和摩擦,物体和绳子自由端的运动情况如图(乙)所示,反映绳子自由端运动的图线是

(选填“A”或“B”),动滑轮重为

N,3s内对物体做的有用功为

J.A403009.如图所示,用一个长为1.2m的斜面将重为45N的物体沿斜面匀速拉到0.4m的高台上,斜面的机械效率为60%,则把物体拉上高台所做的有用功是

J,物体与斜面间的摩擦力是

N.

181010.(2022烟台)如图所示,小明的爸爸用600N的拉力使重1140N的物体在10s内匀速上升了2m(不计摩擦及绳重),此时滑轮组的机械效率为

.体重为450N的小明也用此滑轮组来提升同一物体,但物体没有被拉动,当小明对地面的压力为0N时,物体对水平地面的压力为

N.

95%30011.如图所示,在测定杠杆机械效率的实验中,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆OB下面的物块,缓慢上升至虚线位置,弹簧测力计的示数F为

N,弹簧测力计上升的高度s为0.2m,物块重G为1.5N,物块上升的高度h为0.3m,则杠杆的机械效率为

%,如果G变大,此杠杆机械效率将变

.

2.590大12.如图所示,物体重300N,用效率为60%的滑轮组使它沿水平面以0.1m/s的速度匀速行驶20s,受到的摩擦力为72N.则有用功为

J,拉力F=

N,拉力做功的功率为

W.(忽略绳子和滑轮的重力)

144401213.如图所示,斜面长s=8m,高h=3m.用平行于斜面的F=50N的拉力,将重力为G=100N的物体,由斜面的底端匀速拉到顶端,用时t=10s.求:(1)有用功W有用.(2)拉力做功的功率P.解析:(1)有用功为W有用=Gh=100N×3m=300J.答案:(1)300J

(2)40W(3)物体受到的摩擦力f.(4)该斜面的机械效率η.答案:(3)12.5N

(4)75%14.(2020龙东)如图所示,人用滑轮组拉着重810N的物体使其沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速向上运动了5s,人对绳子向下的拉力为300N.求:(1)物体上升的高度.(2)滑轮组的机械效率.解析:(1)物体上升的高度h=vt=0.1m/s×5s=0.